他励直流电动机串电阻启动的设计Word版
他励直流电动机串电阻启动的设计
他励直流电动机串电阻启动的设计直流电动机串联电阻启动是一种常见的启动方式，主要应用于较小功率的直流电动机，例如家用电器、小型机械设备等。
本文将从设计角度详细介绍串联电阻启动的原理、设计步骤和注意事项等内容。
一、串联电阻启动的原理串联电阻启动是通过在直流电动机的励磁回路中串联一定阻值的电阻，来降低电动机的电流起动冲击，从而实现平稳起动。
具体原理如下：1.启动过程中，电阻串联在励磁回路中，减小了直流励磁电流，降低了电枢绕组的电流冲击。
2.随着直流电动机转速的提高，励磁电流逐渐减小，当直流电动机达到运行速度时，电阻完全从回路中剔除。
二、串联电阻启动的设计步骤1.确定电机参数：包括额定电压、额定功率、额定转速、励磁电流等。
这些参数将决定所需的电阻大小。
2.计算起动时的励磁电流：通常起动时的励磁电流取额定电流的1.5倍至2倍之间。
3. 根据励磁电流和直流电动机的励磁回路电压计算所需串联电阻的阻值：串联电阻的阻值需满足电阻起动后，励磁电流达到起动时的设定值，可通过Ohm定律计算。
4.选择适当的电阻：根据计算所得的阻值，选择匹配的电阻进行串联。
三、串联电阻启动设计的注意事项1.电阻选择：根据计算得到的阻值，选择合适的电阻器进行串联。
电阻的耐压需要满足直流电机励磁回路的额定电压要求，并具备较好的散热性能。
2.电阻功率：电阻器需要具备足够的功率承载能力，以避免过载引起烧毁。
功率大小可根据电阻阻值和电阻串联前后电流计算得到。
3.励磁回路的稳定性：在设计中要确保电阻串联后励磁回路的稳定性，过大的串联电阻可能引起回路的不稳定，可能导致起动失败。
4.启动时间：串联电阻启动的时间一般较长，需要根据具体场合和电动机的特性来确定合适的启动时间。
四、串联电阻启动的优缺点优点：1.降低了直流电动机起动时的冲击电流，减少了电网压压降和设备的损坏。
2.启动过程简单，成本较低。
3.过载能力较强，承受短时过负荷。
缺点：1.启动时间长，启动效率低，启动过程中耗能较大。
他励直流电动机实验(1)
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实验内容—他励直流电动机的机械特性
二、人为机械特性—电枢串电阻 1. 励磁电流调至100mA左右 2. 电枢回路调节至1/3位置（R=30Ω） 3. 电枢电压调至约最小，开始起动电机 4. 电枢电压调至约200V 5. 调节测功机转矩设置钮（小→大），不要超过额
电枢串电阻、降压）。并进行简单分析。 3. 说明电枢回路串接的变阻器和励磁回路串接的
变阻器的作用？起动电机时两个变阻器分别应 调节在什么位置最好？ 4. 说明励磁电源开关和电枢电源开关的开、关顺 序。 5. 如何改变直流电动机的转向？
28
表2-1
U1=UN= 220 V
I（A）
实 验 数 n (r/min) 据
T2（N·m）
计 算
P2（W）
数
据 η（%）
If2= 100 mA
画出机械特性曲线 29
电源+
A
励磁
Rf
励磁调节电阻
电源-
电源+
A
电枢
电源-
Ra
电枢调节电阻
30
数量 1台 1台 1件
1件 1件
9
10
11
他励直流电机实验连线
12
13
PN=80w UN=220v IN=0.55A nN=1500rpm
14
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
2. 接通“可调直流稳压电源”开关，按复位开关，可获得 80～250V、3A可调节的直流电压输出，供直流电机电枢绕 组使用。
直流电机串电阻启动
指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学移通学院课程设计报告设计题目：直流电机的串电阻启动过程设计学校：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间：年月重庆邮电大学移通学院目录一、直流电动机的综述 (4)1.1直流电动机的基本工作原理 (4)1.2直流电动机的分类 (5)1.3直流电动机的特点 (5)二、他励直流电动机 (5)2.1他励直流电动机的机械特性 (5)2.2固有机械特性与人为机械特性 (6)三、他励直流电动机的起动 (7)3.1直流电动机的启动过程分析 (8)3.2他励直流电动机起动电阻的计算 (9)四、设计内容 (10)五、结论 (11)六、心得体会 (12)七、参考文献 (12)一、直流电动机的综述1.1直流电动机的基本工作原理图1 是一台最简单的直流电动机的模型，N和S是一对固定的磁极(一般是电磁铁，也可以是永久磁铁)。
磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。
铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个弧形铜片上，弧形铜片称为换向片，它们的组合体称为换向器。
在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。
电枢铁心、电枢线圈和换向器构成的整体称为电枢。
如果将电源正负极分别接电刷A和B,则线圈abcd中流过电流。
在导体ab中，电流由a 流向b，在导体cd中，电流由c流向d，如图（a）所示。
载流导体ab和cd均处于N和S 极之间的磁场当中，受到的电磁力的作用。
用左手定则可知，载流导体ab受到的电磁力F 的方向是向左的，力图使电枢逆时针方向运动，载流导体cd受到的电磁力F的方向是向右的, 也是力图使电枢逆时针方向运动，这一对电磁力形成一个转矩, 即电磁转矩T，其方向为逆时针方向，使整个电枢沿逆时针方向转动。
当电枢转过180°, 导体cd转到N极下，ab转到S极上，如图（b）所示。
他励直流电动机降压启动与串电阻启动分析与设计毕业论文
《电机与拖动》课程设计设计题目：他励直流电动机降压启动与串电阻启动分析与设计院（系、部）：专业班级：姓名：学号：指导教师：日期：摘要通过降低电枢电压或在电枢回路上串电阻，减小了直流电动机的启动电流与启动转矩，避免了电刷及换向器的烧毁与机械运动机构的损坏。
分析他励直流电动机降压启动的启动原理，以及多级电压的计算方法；设计一个降电压的多级启动系统。
分析他励直流电动机串多级电阻启动的启动原理，以及多级电阻的计算方法；求切除电阻时的瞬时转速和电动势；设计一个串电阻的分级启动系统。
做出了机械特性图，对启动特性进行了分析。
通过降低电枢电压或在电枢回路串电阻，减小了启动电流与启动转矩，达到了平稳启动的目的。
关键词：他励直流电动机降压启动串电阻启动机械特性目录1他励直流电动机的启动方法 (1)2他励电动机降压启动 (1)2.1降压启动的原理 (1)2.2各级启动的电压 (2)2.3降压启动实例与机械特性 (3)3 他励直流电动机串电阻启动 (5)3.1串电阻启动原理 (5)3.2各级电阻的计算 (6)3.3 串电阻启动实例与机械特性 (7)4结论 (10)参考文献 (11)1 他励直流电动机的启动方法直流电动机接入电源后，转速从零达到稳态转速的过程，称为启动过程。
直流电动机启动时有两条要求：第一，应有足够大的启动转矩T st ，以缩短启动时间，提高生产效率；第二，启动电流不能过大，一般要小于二倍的额定电流。
第三，启动设备要简单、经济、可靠。
a a a U E I R =+⨯(1) 直接启动[1]时，他励直流电动机电枢加额定电压U aN ，电枢回路不串任何电阻，此时由于转速n =0，电动势E =0，根据式(1)得到式(2)。
a Nst aU I R =(2)显然直接启动时启动电流将达到很大的数值，将出现强烈的换向火花，造成换向困难，还可能引起过流保护装置的误动作或引起电网电压的下降，影响其他用户的正常用电；同时由(3)可知，启动转矩也很大，造成机械冲击，易使设备受损。
他励直流电动机的人为机械特性设计
他励直流电动机的人为机械特性（串电阻）一.直流电机基本工作原理与结构直流电机是指能输出直流电流的发电机，或通入直流电流而产生机械运动的电动机。
直流电动机具有良好的起动性能和宽广平滑的调速特性，因而被广泛应用于电力机车、无轨电车、轧钢机、机床和起动设备等需要经常起动并调速的电气传动装置中。
直流发电机主要作直流电源。
此外，小容量直流电机大多在这种控制系统中以伺服电动机、测速发电机等形式作为测量、执行元件使用。
1.直流电动机的工作原理图1.直流电动机工作原理若把上述电机模型作为直流电动机模型，如图2所示，由外电源由电刷A引入直流电源，使电流从正极电刷A流入，由负极电刷B流出。
此时，线圈中电流的路径：电源正极——电刷A——a——b——c——d——电刷Ｂ——电源负极。
根据左手定则确定的电磁方向可知，此时的电磁转矩是逆时针的。
设电枢在电磁转矩的作用下按逆时针方向旋转，当线圈边ａｂ由Ｎ极下面转到Ｓ极下面，线圈边ｃｄ由Ｓ极下面到Ｎ极下面时，由于换向器的作用，使线圈中的电流改变方向，此时电流的路径：电源正极——电刷——ｄ——ｃ——ｂ——ａ——电刷Ｂ——电源负极。
因为各磁极下线圈中的电流方向并不改变，所以就保证了电磁转矩的方向不变，从而使电枢能够连续旋转。
2.直流电机的基本结构（1）直流电机的静止部分1、主磁极2、机座3、换向极4、电刷装置（2）直流电机的转动部分1、电枢铁心2、电枢绕组.3、换向器.图2.电枢铁芯直流电机的额定值直流电机的额定数据有：1、额定功率 P N（瓦/千瓦，W/KW）2、额定电压 U N（伏V）3、额定电流 I N（安A）4、额定转速 n N (转/分 r/min)5、额定励磁电压 U Fn（伏V）6、额定励磁电流 I fN（安A）二、他励直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性是指：在U1=UN，If=IfN的条件下，电枢回路无外接电阻时，转速n和转矩Tem以及效率与输出功率之间的关系。
他励直流电动机串电阻的设计讲解
淮阴工学院课程设计说明书作者: 学号：学院: 机械工程学院专业: 机械电子工程题目: 他励直流电动机串电阻启动的设计指导者：绪论 (1)1直流电动机 (2)1.1直流电动机的工作原理 (2)1.2直流电动机的分类 (2)1.3直流电动机的工作原理 (2)2他励直流电动机 (4)2.1他励直流电动机的机械特性 (4)2.2他励直流电动机的启动 (5)2.21对启动的要求 (5)2.22电枢回路串电阻启动 (5)2.3直流电动机电枢串电阻启动设计方案 (8)2.31分级启动主回路和控制回路以及相关电器元件 (10)2.32启动特性曲线 (10)3设计体会 (11)4参考文献 (12)绪论直流他励电动机控制器的优点是，线路无需切换即可实现牵引与制动的转换，带载能力强，防空转性能好。
但是，如果不能掌握正确的启动方法，电机还是不能正常运行的。
下面，我们就要对电机的启动过程和方法做一些必要的分析。
由于启动瞬间n=0，电枢电动势0=Φ=n K E e ，而电枢电阻有很小，所以启动电流R U n=s t I 将达到很大的数值。
过大的启动电流，会引起电网电压的波动，影响其他用户的正常用电，并且会使电动机轴上受到很大的冲击。
这种不采取任何措施就直接把电动机加上额定电压的启动办法，称为直接启动。
处个别容量很小的电动机可以直接采用外，一般直流电动机不允许直接启动【1】。
在拖动装置要求不高的场合下，可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法【2】。
本文对他励直流电机进行细致的介绍，用图片与文字相结合的方式对他励直流电机工作时过程中的变量与时间的关系进行描绘，使我们更加清楚的了解他励直流电机的工作原理。
1直流电动机1.1直流电动机的工作原理图1.1直流电动机的工作原理如图1.1所示为一台最简单的两极直流发电机的模型，N、S为定子磁极，绕组线圈放置在可旋转导磁圆柱体上（称为电枢铁心），线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。
他励直流电动机的启动
实验报告实验名称他励直流电动机的启动指导教师实验类型验证实验学时 2 实验时间2015年10月29日一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、启动、改变电机转向的方法。
二、预习要点1、如何正确选择使用仪器仪表。
特别是电压表电流表的量程。
2、直流电动机启动时，为什么在电枢回路中需要串接启动变阻器? 不串接会产生什么严重后果?3、直流电动机启动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果?三、实验项目1、了解电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、直流他励电动机的启动、调速及改变转向的方法。
四、实验步骤1、由实验指导老师介绍电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。
2、直流仪表、转速表和变阻器的选择直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。
（1）电压量程的选择如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为500V或1000V 量程档。
（2）电流量程的选择选用安培表测量电枢电流，选用毫安表测量励磁电流。
（3）电机额定转速为1500r/min，转速表选用激光转速测量表。
（4）变阻器的选择测量各个变阻器的最大值，选择合适的变阻器作为发电机负载电阻与励磁电阻、电动机启动电阻与励磁电阻。
3、他励直流电动机启动步骤（1）按图1.1接线，检查电表的极性（+，-）是否正确，量程是否正确，电动机励磁回路接线是否按牢靠。
然后，将电动机电枢所串联的起动电阻1R ，断开开关S ，并断开电枢电源开关，做好起动准备。
（2）当电动机M 启动后，观察转电动机的偏转方向，逐渐减小电动机起动电阻1R 值，即起动时电阻1R 放在最大位置，启动完毕后将1R 短接。
2.4他励直流电动机的起动
特点：起动过程平滑，起动过程中能量损耗少。 难点：如何控制端电压的提高，保持以最大允 许转矩起动。
3
§2-4 他励直流电动机的起动
2、电枢回路串电阻起动
起动时，U=UN，电枢回路中串入电阻RΩ，起动电
流Ist降低。
+ UN
-
I1
Ra
UN R1 R2
R3
UN R3
n
Ia
Ra
RΩ3
nnn0hf
RΩ2Hale Waihona Puke ndRΩ1nb
h
f
d
g e
Ra
R1= RΩ1 + Ra
b
c
R2=RΩ2+ RΩ1 + Ra
If
aT
0
TZ T2
T1 R3=RΩ3+ RΩ2+ RΩ1 + Ra
在起动过程中外串电阻RΩ逐段切除。
4
思考与计算题：P73
5
其他电气设备的正常运行；
起动转矩也达到额定值的 10~20 倍，对传动机构
造成机械冲击。
故直接起动仅用于小容量电动机。
2
§2-4 他励直流电动机的起动
1、降压起动
起动时降低端电压U，起动电流Ist 减小。
一般要求 Ist=(1.5~2.0) IN，且 Tst= (1.5~2.0) TN，故 在不大的起动电流下使电动机顺利起动。
§2-4 他励直流电动机的起动
一、他励直流电动机的起动方法
电动机接通电源后，转速从零
上升到稳态转速的过程，称为起动
过程。
起动初瞬，n = 0，Ea= 0，故此
他励直流电动机串电阻三级起动控制设计剖析
《电机与拖动》课程设计他励直流电动机串电阻三级起动控制设计Separately Excited DC Motor Series Resistance Three Start Control Design摘要这篇文章主要解决他励直流电动机串电阻三级起动控制设计问题，设计出可以三级起动的电动机。
本文通过理论设计，实验室检验，再纠正的方法，阐述了他励直流电动机的基本结构，工作原理，得到了他励直流电动机的起动方法，通过得到的结论设计出可以三级起动的他励直流电动机。
关键词他励；直流；电阻；起动；三级AbstractThis article mainly solves the separately excited DC motor series resistance three starting control design, design can be a level three starting motor. In this paper, through theoretical design, laboratory tests, and the correction method, elaborated separately excited DC motor's basic structure, working principle, got him excited DC motor starting method, the conclusion can be developed through three grade starting of separately excited DC motor.Keywords ：excitation;DC;resistance;starting; three目录1 绪论 (1)1.1 直流电机基本的结构........................................................................ 错误！未定义书签。
他励直流电动机串电阻启动的设计
电机与拖动课程设计课程设计名称:• • •••••• ••• • ••• ••• •• ■ •••• ••• ••• ••••题目:他励直流电动机串电阻启动专业：电气工程及其自动化班级：12-2班学号：22辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表学期2013-2014 学年第二学期姓名专业班级课程名称电机与拖动论文题目评定标准评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10名：闫伟课程设计任务书备注二、设计任务…台他励直流电力札己知参数如下Pan=200kw ； Uan=440v ； Ian=497A ； nN=1500r/min ； Ra 二Q ；采用分级启动，启动电流最大不超过21a 求各段电阻值，并且求出切除电阻时的瞬时 转速和电动势，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。
三、设计计划第1天査阅资料，熟悉所选题目； 第2天根据基本原理进行方案分析; 第3天整理思路，按步骤进行设计; 第4天整理设计说明书； 第5天准备答辩；四、设计要求1、 设计工作量为按要求完成设计说明书一份。
2、 设计必须根据进度计划按期完成。
3、 设计说明书必须经指导教师审査签字方可答辩。
指导教师：王继强刘春喜李国华 教研室主任：李洪珠时 间：2014年7月5日ami _____ 动机lift 启动的设计2014年7月摘要他励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea=CeO n=0,最初启动电流Is=U/Ra,若直接启动，由于Ra很小，1st会十几倍甚至几十倍于额定电流，无法换向，同时也会过热, 因此不能直接启动。
要限制启动电流1st的大小可以有两种方法:降低电枢电压和电枢回路串接附加电阻。
本文仅以他励直流电动机的串电阻启动为主题进行详细的阐述。
在实际中，如果能够做到适当选用各级启动电阻，那么串电阻启动由于其启动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑启动，因而得到广泛应用。
(完整word版)电机拖动例题(word文档良心出品)
（2）若限制启动电流不超过100A，采用电枢回路串电阻起动，则开始时应串入多大电阻？
解：
6.一台直流电机PN=60kW，UN＝440V，IN＝150A，Ra＝0.156Ω,nN=1000r/min，驱动额定恒转矩负载。试求：
(1)若直接启动， 则启动电流是多少？
（2） 若要求Ist=2IN，采用电枢回路串电阻启动，则启动开始时应串入多大阻值的启动电阻？
( 1 )额定负载时的效率;
( 2 )额定运行时的电枢电动势 ;
( 3 )额定负载时的电磁转矩。
16.一台并励直流发电机,电枢回路总电阻 =0 . 25Ω,励磁回路电阻 =44Ω,当端电压 =220 V ,负载电阻 =4Ω时,试求:
( 1 )励磁电流和负载电流;
( 2 )电枢电动势和电枢电流;
( 3 )输出功率和电磁功率。
9.解：（1）额定功率PN就是指输出的机械功率P2，输入电功率为
（2）
（3）感应电动势
10.（1）
（2）
11.解：（1）直流电动机的:额定功率
（2）
12.解：（1）直流发电机的:额定功率
（2）
13.解: (1) ,低于电源电压U=220 V,所以电机运行在电动机状态。
(2)
(3)输入功率
输出功率
=14575W=14.575KW
解
11、（基本量的计算）一台直流电动机的数据为:额定功率 =25 kW ,额定电压 =220 V ,额定转速
=1 500 r /min,额定效率 =86 .2 %。试求:
( 1 )额定电流 ;
( 2 )额定负载时的输入功率 。
12.一台直流发电机的数据为:额定功率 =12 kW ,额定电压 =230 V ,额定转速
他励直流电动机启动和调速原理
他励直流电动机启动和调速原理
二、他励直流电动机调速原理 他励直流电动机的调速主要通过改变电枢电压、磁通或电枢回路电阻来实 现，具体方法包括： 1、电枢电压调速：通过改变电枢电压来调节电动机的转速。电压降低，转速 也随之降低。 2、磁场调速：通过改变励磁电流来调节磁通，从而改变电动机的转速。磁通 减小，转速增加。 3、电枢回路串电阻调速：在电枢回路中串联不同阻值的电阻，通过改变电阻 值来调节电动机的转速。电阻增大，转速降低；电阻减小，转速增加。
他励直流电动机启动和调速原理 2024.12.08
他励直流电动机启动和调速原理
他励直流电动机，是指电机的励磁线圈和电枢绕组 是分开的电机，励磁电流单独提供，与电枢电流无关。
一、他励直流电动机的启动原理 他励直流电动机的启动是指从静止状态加速到稳定 运行状态的过程。启动过程中需要注意以下几点： 1、起动转矩和起动电流：在启动瞬间，电磁转矩称 为起动转矩，电枢电流称为起动电流。由于电枢电阻很小，直接启动会导致 很大的起动电流，恶化等问题。因此，一般不允许直接启动，除非是小容量电动机。 2、启动方法：常用的启动方法包括： a、电枢回路串电阻起动：在电枢回路中串联电阻，以限制启动电流。随 着转速上升，逐步切除电阻，直至电动机达到稳定运行状态。 b、降压启动：通过降低启动时的电压来减小电流和电磁转矩，适用于需 要平滑启动的场合。
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直流他励直流电动机串电阻起动设计
直流他励直流电动机串电阻起动设计课程设计说明书作者: 学号:学院:专业: 机械电子工程题目: 他励直流电动机串电阻起动设计指导者:目录1 引言(或绪论)...........................................................................1 2 直流电动机.................................................................................2 2.1直流电动机结构 (2)2.2直流电动机工作原理..................................................................2 2.3直流电动机的分类.....................................................................3 2.4他励直流电动机工作原理 (3)3 他励直流电动机的起动 (4)3.1他励直流电动机串电阻起动.........................................................4 3.2多级电阻启动规律.....................................................................6 3.2他励直流电动机串电阻起动设计方案.............................................7 4 结论.......................................................................................9 参考文献 (10)引言电动机有直流电动机和交流电动机两大类，直流电动机虽不像交流电动机那样结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠，但由于交流电动机调速问题长期未能得到满意的解决，因此在过去的一段时间内，直流电动机显示出交流电动机所不能比拟的良好的气动性能和调速性能。
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课程设计名称：电机与拖动课程设计题目：他励直流电动机串电阻启动专业：电气工程及其自动化班级：12-2班姓名：闫伟学号：1205040222辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目他励直流电动机串电阻启动的设计二、设计任务一台他励直流电动机，已知参数如下Pan=200kw ；Uan=440v ；Ian=497A ； nN=1500r/min；Ra=0.076Ω；采用分级启动，启动电流最大不超过2Ia N,，求各段电阻值，并且求出切除电阻时的瞬时转速和电动势，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。
三、设计计划第1天查阅资料，熟悉所选题目；第2天根据基本原理进行方案分析；第3天整理思路，按步骤进行设计；第4天整理设计说明书；第5天准备答辩；四、设计要求1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份。
2、设计必须根据进度计划按期完成。
3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
指导教师：王继强刘春喜李国华教研室主任：李洪珠时间：2014年7月5日他励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea=CeΦn=0，最初启动电流Is=U/Ra，若直接启动，由于Ra很小，Ist会十几倍甚至几十倍于额定电流，无法换向，同时也会过热，因此不能直接启动。
要限制启动电流Ist的大小可以有两种方法:降低电枢电压和电枢回路串接附加电阻。
本文仅以他励直流电动机的串电阻启动为主题进行详细的阐述。
在实际中，如果能够做到适当选用各级启动电阻，那么串电阻启动由于其启动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑启动，因而得到广泛应用。
但对于不同类型和规格的直流电动机，对启动电阻的级数要求也不尽相同。
关键词：他励直流电动机；启动电流；串电阻启动第一章直流电动机 (1)1.1 直流电动机的工作原理 (1)1.2 直流电动机的分类 (1)1.3 他励直流电动机的工作原理 (2)第二章他励直流电动机的启动 (3)2.1 他励直流电动机串电阻启动 (3)2.1.1 启动过程分析 (3)2.1.2 起动电阻的计算 (4)2.2 直流电动机电枢串电阻启动设计方案 (5)2.2.1 选择启动电流1I和切换电流2I (5)2.2.2 启动、切换电流比β (5)2.2.3 启动时电枢电路的总电阻Ram (6)2.2.4 启动级数m (6)2.2.5 重新计算β，校验I2 (6)2.2.6 各级总电阻的计算 (6)2.2.7 各级启动电阻的计算 (6)2.3 多级启动的规律 (7)2.3.1 不同加速级的机电常数 (7)2.3.2 不同加速级的起始转速与稳定转速 (7)2.3.3 启动级数的选取 (7)第三章结论 (8)第四章心得体会 (9)参考文献 (10)第一章直流电动机1.1 直流电动机的工作原理图1.1直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理：上图所示为最简单的直流电动机工作原理示意图。
直流电动机换向器是由二片互相绝缘的半圆铜环（换向片）构成的，每一换向片都与相应的电枢绕组连接，与电枢绕组同轴旋转，并与电刷A、B相接触。
若电刷A是正电位，B是负电位，那么在N极范围内的转子绕组ab中的电流从a流向b，在S极范围内的转子绕组cd中的电流从c流向d。
转子载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，如图中ab边受力方向是向左，而cd则向右。
由于磁场是对称的，导体中流过的又是相同的电流，所以ab边和cd边所受的电磁力的大小相等。
这样转子线圈上受到的电磁力 f的作用而按逆时针方向旋转。
当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。
因此，电磁力也等于零。
但由于惯性的作用，线圈继续转动。
线圈转过半圈之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab转到S极范围内，cd转到N极范围内，但是由于电刷和换向片的作用，转到N极下的cd边中的电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流，则从b流向a。
因此，电磁力f的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。
可知，分别在N，S极范围内的导体中的电流方向总是不变的。
由此，线圈二边受力方向也不变。
这样，线圈就可以按照受力方向不停地旋转。
1.2直流电动机的分类根据励磁方式的不同，直流电机可分；他励直流电机、并励直流电机、串励直流电机、复励直流电机。
1.3他励直流电机工作原理他励直流电机的励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图1.3所示。
图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。
永磁直流电机也可看作他励直流电机。
图1.3他励直流电机工作原理图第二章他励直流电动机的启动2.1 他励直流电动机串电阻启动在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑快速起动，因而得【5】到广泛应用。
但对于不同类型和规格的直流电动机，对起动电阻的级数要求也不尽相同。
下面仅以直流他励电动机电枢回路串电阻起动为例说明起动过程。
2.1.1 启动过程分析如图2.1（a)所示，当电动机已有磁场时，给电枢电路加电源电压U。
触点K M1、K M2均断开,电枢串入了全部附加电阻RK1+RK2 ,电枢回路总电阻为Ra l=ra+R K1+R K2。
这是启动电流为I1=U/R al=U/(r a+R K1+R K2)与起动电流所对应的起动转矩为T1。
对应于由电阻所确定的人为机械特性如图2.1(b)中的曲线1所示。
(a) 电路图 (b) 特性图图2.1直流他励电动机分二级起动的电路和特性根据电力拖动系统的基本运动方程式T-TL=J dt式中 T——电动机的电磁转矩；TL——由负载作用所产生的阻转矩；J——电动机的转动惯量；由于起动转矩T1大于负载转矩T L，电动机受到加速转矩的作用，转速由零逐渐上升，电动机开始起动。
在图2.1(b)上，由a点沿曲线1上升，反电动势亦随之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。
上升到b点时，为保证一定的加速转矩，控制触点K M1闭合，切除一段起动电阻R K1。
b点所对应的电枢电流I2称为切换电流，其对应的电动机的转矩T2称为切换转矩。
切除R1后，电枢回路总电阻为R a2=r a+R2。
这时电动机对应于由电阻R a2所确定的人为机械特性，见图2.1(b)中曲线2。
在切除起动电阻RK1的瞬间，由于惯性电动机的转速不变，仍为nb，其反电动势亦不变。
因此，电枢电流突增，其相应的电动机转矩也突增。
适当地选择所切除的电阻值R1，使切除R1后的电枢电流刚好等于I1，所对应的转矩为T2，即在曲线2上的c点。
又有T1>T2，电动机在加速转矩作用下，由c点沿曲线2上升到d点。
控制点K M2闭合，又切除一切起动电阻R1。
同理，由d点过度到e点，而且e点正好在固有机械特性上。
电枢电流又由I2突增到I1，相应的电动机转矩由T2突增到T1。
T1> T L，沿固有特性加速到g 点T=T L，n=n g电动机稳定运行，起动过程结束。
在分级起动过程中，各级的最大电流I2(或相应的最大转矩T2)及切换电流I2(或与之相应的切换转矩T2)都是不变的，这样，使得起动过程有较均匀的加速。
要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电阻。
下面讨论应该如何计算起动电阻。
2.1.2 起动电阻的计算在图2.1(b)中，对a点，有I1=U/R a1即 R a1=U/I1当从曲线1(对应于电枢电路总电阻R a1=r a+R1+R2)转换得到曲线2(对应于总电阻R a2=r a+R2)时，亦即从点转换到点时，由于切除电阻R K1进行很快，如忽略电感的影响，可假定nb=nc，即电动势E b=E c，这样在点有I2=(U-U b)/R a1在c点I1=(U-Uc)/R a2两式相除，考虑到E b=Ec，得I1/I2=R a1/R a2同样，当从d点转换到e点时，得I1/I2=R a2/r a这样，如图2.1所示的二级起动时，得I1/I2=R a1/R a2=R a2/r a推广到m级起动的一般情况,得β=I1/I2=R a1/R a2=R a2/r a=R a2/r a=…=R a(m-1)/R am=R am/r a式中 为最大起动电流I1与切换电流I2之比，称为起动电流比(或起动转矩比)，它等于相邻两级电枢回路总电阻之比。
由此可以推出ar1=式中m为起动级数。
由上式得=如给定λ,求m,可将式ar1=取对数得m=lg1⎪⎭⎫⎝⎛aarR由式=11aRI==ar2=…=maR)1(-=amr为：R1=R a1-R a2R2=R a2-R a3R3=R a3-R a4R(m-1)= Ra(m-1)- RamRm= Ram-ra起动最大电流I1及切换电流I2按生产机械的工艺要求确定，一般I1=(1.5~2.0) Ia NI2=(1.1~1.2) Ia N2.2 直流电动机电枢串电阻起动设计方案2.2.1 选择启动电流1I和切换电流2II1=(1.5～2.0)I=(1.5～2.0)×497A=(745.5～994)AI2=(1.1～1.2)I=(1.1～1.2)×497A=(546.7～596.4)A选择I1=840A，I2=560A。
2.2.2 启动、切换电流比β=1I =1.52.2.3 启动时电枢电路的总电阻Ram Ram=I aN=0.524Ω2.2.4 启动级数m m=lg ⎪⎭⎫ ⎝⎛a am r R =4.76 取m=52.2.5 重新计算β，校验I 2β==1.47I 2=1=571A I 2在规定范围之内。
2.2.6 各级总电阻的计算R 5=121R I I ra=1.475⨯0.076Ω=0.52ΩR 4=ra =1.474⨯0.076Ω=0.35Ω R 3=βra=1.473⨯0.076Ω=0.24Ω R 2=ra=1.472⨯0.076Ω=0.16Ω R 1=ra=1.47⨯0.076Ω=0.11Ω R 0=Ra=0.076Ω2.2.7 各级启动电阻的计算Rst1= 1R -R =(0.11-0.076)Ω=0.034ΩRst2=2R - 1R =(0.16-0.11)Ω=0.05ΩRst3=R-2R=(0.24-0.16)Ω=0.08ΩR-R=(0.35-0.24)Ω=0.11ΩRst4=4Rst5=R-4R=(0.52-0.35)Ω=0.27Ω2.3 多级启动的规律2.3.1 不同加速级的机电常数不同加速级的机电常数是不同的，电枢电路的电阻越大，则T M越大。
2.3.2 不同加速级的起始转速与稳定转速不同加速级的起始转速与稳定转速是不同的，这是由于不同的机械特性与恒切换转矩T2（或切换电流I2）特性及恒负载转矩TL（或负载电流IL）特性的交点是不同的。