电机及拖动——直流电机的电力拖动

他励直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求 电枢串电阻起动 减压起动
I S 2 (1.1 ~ 1.3)I N
（ 2 ） 切 换 电 流 IS2 必须大于起动时的 负载电流，或切换 转矩应大于起动时 的负载转矩。一般 选取为:
他励直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求
•（ 3 ） 起 动 极 数
电枢串电阻起动 减压起动
m的选取应根据 控制设备的要求 来定，一般不超
EA EB
EC ED EE EF
过6级。 • (4) 各 级 起 动 电
R S1
R S2
R S3
I S1
阻值的确定,要求 以在启动过程中
R R RI
S2
S3
a
S2
最大起动电流及 切换电流不变为
原则。
他励直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求 电枢串电阻起动 减压起动
第二章 直流电机的电力拖动
第二章 直流电机的电力拖动
广东机电职业技术学院 吴灏
第二章直流电机的电力拖动
他励直流电动机的启动和制动 他励直流电动机的调速
他励直流电动机的启动
起动对电流和转矩的要求 电枢串电阻起动 减压起动
IS
U Ra
1.电枢起动电流应限制到 允许值之内 .
2.具有足够量的起动转矩 .
Tmax
O
nT
F1 F2
nc
A
1
TL T
C
电机运行于电动状态时以 稳定的速度运行。进行能 耗制动时切除电枢电源， 输入功率为零，但由于惯 性的作用（电机贮存的动 能作用），转子继续旋转， 切割磁场，产生感应电动 势，由电枢电势向闭合的 电枢回路提供电流，电流 方向与电枢电势方向相同， 所以称其为发电状态,磁场 方向不变，而电流的方向 改变，所以电磁转矩的方 向改变，与转速方向相反，
电气制动是指电机运行时，当电磁转矩与转 速的方向相反时的工作状态。因为此时的电 磁转矩对运动的电机而言，起到了阻碍的作 用，故称为电气制动，或称制动工作状态。 由于在电气制动工作状态下，电机是将机械 能转换成了电能，所以也被称为发电状态。
根据运行电路和能量传递的不同特点，分为 能耗制动、反接制动和回馈制动三种方式。
故称其为制动工作状态.
能耗制动
能耗制动的条件
能耗制动过程
能耗制动特点
1 2
RZ
n
n0
B
nA
2
I Ea
TL
Tmax
O
nT
nc
F1 F2
（1） 能耗制动时 机械特性方程为 ：
Aห้องสมุดไป่ตู้
起动电阻 计算
RS 3 RS 2
Ra 2 Ra
RS1 3 Ra
RS1 RS2 RS3——各级电枢总电阻
直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求
电枢串电阻起动
减压起动
R1S m Ra
起动电阻 计算
m RS1
Ra
r3 r2
RS 3 RS 2
Ra RS
( 3 r3
1)
Ra
r1 RS1 RS 2 r2
推广到m级
【例】他励直流电动机数据
P 13KW N
U N
220V
I N
68.6A
n 1500rpm N
Ra 0.225
三级起动，求各段起动电阻
解：取起动电流 : I 2.2I 2.2 68.6 151A
S1
N
RS1
UN I S1
220 151
1.46
m RS1 Ra 3 1.46 0.225 1.86
I I 151 1.86 811.1I
S2
S1
N
r3 RS3 Ra ( 1)Ra (1.86 1)0.225 0.193 r2 RS 2 RS3 r3 1.86 0.193 0.359 r1 RS1 RS 2 r2 1.86 0.359 0.667
他励直流电动机减压起动
•切除第二级电阻r2，进入第三级起动 点D，转速上升到E点完成第三级起动.
•切除第三级电阻r3 ，进入固有曲线F 点，最后转速沿固有曲线上升到稳定 运行点G。
•
他励直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求
电枢串电阻起动 减压起动
n
UN
Ia
3K
2K
1K
M Ra
r3 r2 r1
R3
R2 R1
n0
W
E
F Ra
TS
TL
GD 2 375
dn dt
他励直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求 电枢串电阻起动 减压起动
UN
Ia
3K
2K
1K
M Ra
r3 r2 r1
R3
R2 R1
起动过程分析
•串入全部的电枢电阻通电起动，进入 第一组起动
•当到达切换点A，第一级起动完成。
•切除第一级电阻r1，电枢电流增大， 电磁转矩增大，进入第二级起动点B， 转速沿BC继续上升，重复上述过程， 到C点后完成第二组起动。
能耗制动
能耗制动的条件
能耗制动过程
能耗制动特点
1
1
2
RZ
I Ea
n
T
F1 F2
2
RZ I
Ea
nT F1 F2
将直流电动机的电枢 绕组从直流电源断开， 即保持额定励磁不变； 将制动电阻与电枢绕 组串联成回路
能耗制动
能耗制动的条件
能耗制动过程
能耗制动特点
1 2
RZ
n
n0
B
nA
2
I Ea
TL
•切除第二级电阻r2，进入第三级起动点 D，转速上升到E点,完成第三级起动。
•切除第三级电阻r3 ，进入固有曲线F点， 最后转速沿固有曲线上升到稳定运行点 G。
他励直流电动机的起动
起动对电流和转矩的要求 电枢串电阻起动 减压起动
I S1 (1.5 ~ 2.2)I N
（1）起动电流IS1的 选择，技术标准规 定，一般直流电动 机的起动电流应限 制在额定电流的2.5 倍以内。相应的起 动转矩基本上也在 额定转矩的2.5倍以 内
n
n0
W
UN
O
I S1
U Ra
TL
TS
T
TS1
CTI S
CT
U Ra
I U 1.5 ~ 2.5I
R S1
N
a
T C I C U 1.5 ~ 2.5T
S1
TS
TR
N
a
直流电动机的起动， 可以通过降低电枢 电压的方式来限制 起动电流
起动开始瞬时：
他励直流电动机的制动
生产机械的制动，可以通过机械和电气两种 基本方式来实现，通常这两种方法配合使用。 以下重点分析他励直流电动机的电气制动方 法、特性及使用特点。
R3 Ra r3
D
C
R2 Ra r2 r3
B
A
R1 Ra r1 r2 r3
O
TN
TS 2
Q
TS1
T
起动过程分析
•串入全部的电枢电阻通电起动，进入 第一组起动
•当到达切换点A，第一级起动完成。
•切除第一级电阻r1，电枢电流增大，电 磁转矩增大，进入第二级起动点B，转 速沿BC继续上升，重复上述过程，到C 点后完成第二组起动。