第四章直流电机的电力拖动资料

则各级起动电阻为：
Rc1 R1 Ra ( 1)Ra
Rc2 R2 R1 ( 2 )Ra Rc1
Rc(m1) Rm1 Rm2 ( m1 m2 )Ra m2 Rc1
Rcm
Rm
Βιβλιοθήκη Baidu Rm1
( m
m1 )Ra
R m1 c1
计算各级起动电阻值的步骤:
（1）根据电动机的铭牌数 据估算Ra
• 起动时：使 I f I fN ，接入全部起动电阻
• Rc1 Rc2 Rc3 ，且 U U N ．起动电流为：
I1
UN Rc1 Rc2 Rc3 Ra
UN R3
b点
R3I2 U N Eb
c点
R2I1 U N Ec
d点
R2I2 U N Ed
e点
R1I1 U N Ee
nb
h
f d b’ b
I2
TL
T2
g e
c
R3 a T1 I1
n
n0 nh nf
nd nb’
nb
h
f d b’ b
I2
TL
T2
g Ra
e
c
R3 a
T1
I1
R1 R2
T
他励直流电动机三级电阻起动的机械特性
n
n0 nN
h
n3
f
n2
d
n1
b
g Ra e Ra RC1 R1
c Ra RC1 RC2 R2
I st
U Ra RC
• 限制 I st 的方法有：降压起动；电枢回路串电阻起动。
• (一)电枢回路串电阻起动
I st
UN Ra RC
我们在电枢回路中串入电阻 Rc ， 可减小起 动电流，
当起动转矩大于负载转矩，电动机开始转动，
此时 Ea 0，则
I st
U N Ea Ra Rc
可见，随着转速的升高，反电动势不断增大，起动
a Ra RC1 RC2 RC3 R3
TL
T2
T1 TC
IL
I2
I1 I
二、分级起动电阻的计算
• 起动电阻的级数m、最大起动电流Ｉ１及及 切换电流Ｉ２是根据生产过程与起动要求来 决定的．一般Ｉ１＝（１.５～２）ＩN．切 换电流Ｉ２必须大于稳态电流ＩL,一般取
• Ｉ２＝（１.１～１.２）ＩN；或 • Ｉ２＝（１.１～１.２）ＩL • m的选择：
(4)计算起动电流比 。
由
m
Rm Ra
，将Rm、Ra
及m代入即可得。
然后算出实际的切换电流I 2
I1
.,
校核I 2 (1.1 ~ 1.2)I N 或.I 2 (1.1 ~ 1.2)I L 若不符合要求，重选m.值
(5)将值代入即可得各级起动 电阻值
例：某他励直流电机额定数据如下：
PN 21KW ,U N 220V , I N 115A, nN 980r / min。负载电流为I L 92A, 最大起动电流不超过2I N .试求分级起动 级数及各级起动电阻值.
（1）根据电动机的铭牌数 据估算Ra
Ra
1 (U N I N
2
I 2N
PN
)
1 (220115 21103 )
2
1152
0.163
（2）选取最大起动电流I1。
I1 2I N 2 115 230A
最大起动电阻Rm
UN I1
0.957
（3）因为起动级数未知，则应先决定起动级数。 先初选切换电流I 2 ' 1.2I L 1.2 92 110A
电流继续减小，但是，同时起动转矩也在减小，
所以为了在整个起动过程中保持一定的起动转矩 ，
加速电动机的起动过程，我们采用将起动电阻一
段一段逐步切除，最后电动机进入稳态运行，此
时，起动电阻应被完全切除。
1.起动过程
KM1 KM2 KM3
RC1 RC2 RC3
UN
Ea Ra n
n0
nh
nf
If
nd
nb’
' I1 230 2.09
I '2 110
In Rm m' Ra 2.4
In '
取m 3
(4)计算起动电流比 。
由
m
Rm Ra
，将Rm、Ra
及m代入可得。
m Rm 3 0.957 1.804
Ra 0.163
然后算出实际的切换电流I 2 ,
I2
I1
230 1.804
127A 1.2I L
（2）选取最大起动电流I1。从而算出最大
起动电阻Rm
UN I1
（3）如果起动级数未知，则应先决定起动级数。
先初选切换电流I2 '.一般选取I2 ' (1.1 ~ 1.2)I N .
从而可初得起动电流比 ' I1 ；
I2'
• 又因为
In Rm m Ra
In
将Rm、Ra、m及 '代入上式可求得 m'，取接近 m'的值为m的值
第四章 直 流 电 动 机 的运行
§4-1 他励直流电动机的起动
一、他励直流电动机的起动方法
• 电动机的起动指接通U N ，转速从n=0到n=nN • 起动要求：
• 1）Tst 大 2）I st 小 3）起动过程中消耗的能量少
• 4) 起动设备简单，便于控制。
• 满足 Tst 足够大的条件下，尽量减少 I st
f点
R1I2 U N E f
g点
Ra I1 U N Eg
由于n f ng , 所以E f Eg Ce N n f
则 I1 R1 ;
I 2 Ra
同理由于 nd 同理由于 nb
ne , nc ,
可得：I1 可得I：2 I1
R2 ； R1R3 .
I 2 R2
由上面三式可得：
R3 R2 R1 I1
额定运行时，EaN＝（0.93～0.97）U
；
N
IN
U N EaN Ra
（0.03～0.07）U N Ra
t 0 : n 0, Ea Cen 0,
UN 0 IstRa
U
Ist UN (10 ~ 30)IN Ra
Ia
K1 Rst
Ea
直接起动 I st太大，须限制
电机拖动负载起动的一般条件是： 1）Is （2～2.5）IN ; 2)TS (1.1 ~ 1.2)TN
R2 R1 Ra I 2
则 I1 T1 称为起动电流比或起动 转矩比。
I 2 T2
同理，对于m级起动有：
Rm Rm1 R3 R2 R1 I1
Rm1 Rm2 R2 R1 Ra I 2
R1 Ra R2 R1 Ra Ra 2
Rm1 Rm2 Ra m1 Rm Rm1 Ra m
所以m 3满足要求
(5)求各级起动电阻
R1 Ra 1.804 0.163 0.294 R2 R1 Ra Ra 2
0.1631.8042 0.530
R3 R1 3 0.1631.8043 0.957
则各级起动电阻为：
Rc1 R1 Ra 0.294 0.163 0.131 Rc2 R2 R1 0.53 0.294 0.236 Rc3 R3 R2 0.957 0.53 0.427