1.3直流电动机的起动、反转和制动

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授课班级机电高职1002

授课日期

课题序号 1.3 授课形式讲授授课时数 2 课题名称直流电动机的起动、反转和制动

教学目标1. 了解直流电动机启动时存在的问题。

2．掌握直流电动机常用的启动方法。

3．掌握直流电动机的反转方法。

4．熟悉直流电动机的制动方法。

5．学会直流电动机常用启动、反转和制动方法的操作。

教学重点

1、直流电动机常用的启动、反转和制动的方法。

2、直流电动机常用启动、反转和制动方法的操作。教学难点

1、直流电动机常用的启动、反转和制动的方法。

2、直流电动机常用启动、反转和制动方法的操作。教材内容更

新、补

充及删减

无

课外作业见教案

教学后记

送审记录

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课堂时间安排和板书设计

复习5

导

入

5

新

授

60

练

习

15

小

结

5

一、直流电动机的起动

1、起动条件

2、起动方法

（1）电枢回路串电阻起动

（2）降压起动

二、直流电动机的反转

三、直流电动机的制动

1、能耗制动

2、反接制动

（1）倒拉反接制动

（2）电枢电源反接制动

3、回馈制动

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课题序号 1.3 课题名称直流电动机的起动、反转和制动第1 页共8 页

导入新授使用一台电动机时，首先碰到的问题是怎样把它启动起来。要使电动机启动的过程达到最优，主要应考虑以下几个方面的问题：启动电流Ist的大小；启动转矩Tst的大小；启动设备是否简单等。电动机驱动的生产机械，常常需要改变运动方向，例如起重机、刨床、轧钢机等，这就需要电动机能快速地正反转。某些生产机械除了需要电动机提供驱动力矩外，还要电动机在必要时，提供制动的力矩，以便限制转速或快速停车。例如电车下坡和刹车时，起重机下放重物时，机床反向运动开始时，都需要电动机进行制动。因此掌握直流电动机启动、反转和制动的方法，对电气技术人员是很重要的。

一、直流电动机的启动

直流电动机从接入电源开始，转速由零上升到某一稳定转速为止的过程称为启动过程或启动。

1．启动条件

当电动机启动瞬间，n=0，Ea=0，此时电动机中流过的电流叫启动电流Ist，对应的电磁转矩叫启动转矩Tst。为了使电动机的转速从零逐步加速到稳定的运行速度，在启动时电动机必须产生足够大的电磁转矩。如果不采取任何措施，直接把电动机加上额定电压进行启动，这种启动方法叫直接启动。直接启动时，启动电流

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Ist=UN/Ra，将升到很大的数值，同时启动转矩也很大，过大的电流及转矩，对电动机及电网可能会造成一定的危害，所以一般启动时要对Ist加以限制。总之，电动机启动时，一要有足够大的启动转矩Tst；二要启动电流Ist不能太大。另外，启动设备要尽量简单、可靠。

一般小容量直流电动机因其额定电流小可以采用直接启动，而较大容量的直流电动机不允许直接启动。

2．启动方法

他励直流电动机常用的启动方法有电枢串电阻启动和降压启动两种。不论采用哪种方法，启动时都应该保证电动机的磁通达到最大值，从而保证产生足够大的启动转矩。

（1）电枢回路串电阻启动

启动时在电枢回路中串入启动电阻Rst进行限流，电动机加上额定电压，Rst的数值应使Ist不大于允许值。

为使电动机转速能均匀上升，启动后应把与电枢串联的电阻平滑均匀切除。但这样做比较困难，实际中只能将电阻分段切除，通常利用接触器的触点来分段短接启动电阻。由于每段电阻的切除都需要有一个接触器控制，因此启动级数不宜过多，一般为2～5级。

在启动过程中，通常限制最大启动电流Ist1=(1.5～2.5)IN；

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Ist2=(1.1～1.2)IN，并尽量在切除电阻时，使启动电流能从Ist2回升到Ist1。图1-35所示为他励直流电动机串电阻三级启动时的机械特性。

启动时依次切除启动电阻Rst1、Rst2、Rst3，相应的电动机工作点从a点到b点、c点、d点、……。最后稳定在h点运行，启动结束。

（2）降压启动

降压启动只能在电动机有专用电源时才能采用。启动时，通过降低电枢电压来达到限制启动电流的目的。为保证足够大的启动转矩，（2）降压启动

降压启动只能在电动机有专用电源时才能采用。启动时，通过降低电枢电压来达到限制启动电流的目的。为保证足够大的启动转矩，应保持磁通不变，待电动机启动后，随着转速的上升、反电动势的增加，再逐步提高其电枢电压，直至将电压恢复到额定值，电动机在全压下稳定运行。

降压启动虽然需要专用电源，设备投资大，但它启动电流小，升速平滑，并且启动过程中能量消耗也较少，因而得到广泛应用。

二、直流电动机的反转

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在有些电力拖动设备中，由于生产的需要，常常需要改变电动机的

转向。电动机中的电磁转矩是动力转矩，因此改变电磁转矩T的方向就能改变电动机的转向。根据公式T=CTΦIa可知，只要改变磁通Φ或电枢电流Ia这两个量中一个量的方向，就能改变T的方向。因此，直流电动机的反转方法有两种：一种是改变磁通 (Φ)的方向，另一种是改变电枢电流的方向。由于磁滞及励磁回路电感等原因，反向磁场的建立过程缓慢，反转过程不能很快实现，故一般多采用后一种方法。

三、直流电动机的制动

电动机的制动是指在电动机轴上加一个与旋转方向相反的转矩，以达到快速停车、减速或稳速。制动可以采用机械方法和电气方法，常用的电气方法有三种：能耗制动、反接制动和回馈制动。判断电动机是否处于电气制动状态的条件是：电磁转矩T的方向和转速n 的方向是否相反。是，则为制动状态，其工作点应位于第二或第四象限；否则为电动状态。

在电动机的制动过程中，要求迅速、平滑、可靠、能量损耗小，并且制动电流应小于限值。

1．能耗制动

能耗制动对应的机械特性如图1-36所示。电动机原来工作于电动

运行状态，制动时保持励磁电流不变，将电枢两端从电网断开；

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