第3章 直流电动机的启动

3.1 直流电动机的启动 2. 降压启动
启动瞬时（n=0，Ea=0），将加于电动机电枢两端的电
压降低，以限制启动电流 Is=U↓ / Ra ≤ (1.5 ~ 2.5)IN
从而获得足够大的启动转矩 (Ts 。TL )
3.1 直流电动机的启动 3. 电枢回路串电阻启动 (1)电枢回路串电阻启动原理
当励磁电流 If IfN常数，
3.1 直流电动机的启动 (2)分级启动过程
3.2 直流电动机的调速 1. 调速指标 评价调速性能的优劣，常通过调速指标来衡量。 (1)调速范围D (2)调速的相对稳定性（静差率 %） (3)调速的平滑性（平滑系数） (4)调速的经济性
3.2 直流电动机的调速 2. 并（他）励直流电动机电枢串电阻调速
外加电压 U （UN恒定），
在电枢回路串入一适当电阻 以限制启动电流
Is (1.5 ~ 2.5)IN
如图3.2所示。
3.1 直流电动机的启动 (2)分级启动过程
图3.3所示为电阻分3级（m=3）切除的启动接线图和机 械特性，Rs1、Rs2、Rs3为各级串入的启动电阻，KM、 KM1、KM2、KM3为分级切除各段电阻接触器的常开触 点，如图3.3（a）所示，通过时间继电器来控制KM1、 KM2、KM3按要求依次闭合。
第3章 直流电动机的启动、调速和制动
内容提要: 直流电动机的启动性能、启动方法及特点。 直流电动机不同调速方法及特点。 直流电动机电动状态与制动状态的本质区别， 各种制动方法及特点。 直流电动机启动、调速、制动的不同方法在 生产中的应用和注意事项。 直流电动机故障判断及维修方法。
3.1 直流电动机的启动 3.1.1 对直流电动机启动性能的基本要求 为使电动机启动性能达到最佳状态，要求： （1）必须产生足够大的启动转矩（ Ts TL，电动机方能迅 速启动）。 （2）启动电流不能太大。 （3）启动时间要短（实际启动时间只有几秒至几十秒钟）。 （4）启动设备要简单，可靠，便于操作。 其中，最主要的是启动电流和启动转矩的矛盾。
将升至多高？能否长期运行？
3.2 直流解：电（动1） 机的调速
CeN
UN
IN Ra nN
220 280 0.044 635
0.327
CeNnN UN IN (Ra Rt )
Rt
UN
CeNnN
IN
Ra
220 0.327 400 280
0.044
0.275
3.2 直流电动机的调速
① 调速后电枢电流为：
Ia
CTN 0.8CTN
IN
1 280 0.8
350
② 调速后电动机转速为：
n
UN
0.8CeN
Ia
Ra
0.8CeN
220 0.8 0.327
350 0.044 0.8 0.327
782
3.3 直流3.3并.1 制（动与他电动）的区励别电动机的制动
直流电机大多数情况下工作于电动状态，机械特 性位于一、三象限。但在许多生产机械中，常要 求电动机产生一个与旋转方向n相反的电磁转矩 T，T起制动作用，电动机工作在制动状态，机械 特性位于二、四象限。
3.2 直流4. 电改变动磁通机调速的（改调变励速磁电流If调速）
减弱磁通调速的特点:
① 调速平滑，可无级调速。 ② 弱磁调速是在励磁回路中调节，功率损耗小，
控制方便。 ③ 一般从额定转速往上调速，而上限又受机械强
度限制，因而调速范围不大，一般D1~2。
3.2 直流电动机的调速 例3.2 一台他励直流电动机PN=55kW,
3.1 直流电动机的启动 3.1.2 启动方法
1. 全压启动（直接启动）
全压启动就是直流电动机的电枢直接加以额定电压（ ）的 启动方式。如图 所示。
3.1 直流电动机的启动 例3.nI1s是N=一1额2台0定0ZZ/电mJ-流8in2，I型N的I电N=多动50少机0A倍，，？PRNa==100.001k2W3，，UN试=2求20：V，启动电流
UN=220V, IN=280A, nN=635r/min, Ra=0.044，带额定负载（TL）运行，试求：
（1）欲使电动机转速n=400r/min，电枢回 路应串入多大电阻Rt？
（2）采用降压调速，若使电动机转速降为 n=400r/min，电压U应降至多少？
（3）将磁通减弱到 = 0.8N，电动机转速n
3.1 直流电动机的启动 例3.nI1s是N=一1额2台0定0ZZ/电mJ-流8in2，I型N的I电N=多动50少机0A倍，，？PRNa==100.001k2W3，，UN试=2求20：V，启动电流 解： 17886.18（A） Is UN Ra 220 0.0123 17886.18(A)
Is IN 17886.18 500 36
解Baidu Nhomakorabea（2）采用降压调速，调速前、后负载不
变，磁通不变， =N，电枢电流不变，,根据
电势平衡方程式，可得：
U CeNn INRa 0.327 400 280 0.044 143.120
3.2 直流电动机的调速
解：（3）当=0.8N时，若负载不变，调速前、后转
矩不变，即
CTN IN ，0这.8C时T：N Ia
n
0
CeN
T
Ra Rz
CeCTN2
0 T
Ra Rz
CeCTN2
制动电阻应为： Rz
Ea Iz
Ra
3.3 直流3.3并.3 反（接制他动 ）励电动机的制动
1. 电枢电源反接制动 (1)电枢电源反接制动实现的条件 (2)电枢电源反接制动过程
3.3 直流3.3并.2 能（耗制他动 ）励电动机的制动
1．实现能耗制动的方法 一台正在运行的电动机，保持励磁电流If不变，突然将 电枢绕组从电源断开，U=0，并迅速将一制动电阻RZ 与电枢绕组连接成一闭合回路，电机便进入能耗制动状
态，其接线如图所示。
3.3 直流2．并能耗（制动他机械）特励性 电动机的制动
3.2 直流3. 电降低动电源机电压的调速调速
降压调速的特点。
① 平滑性好，可实现无级 调速。
② 转速降n不变，n0变小， 特性硬度大，稳定性好。
③ 改变电源电压调速属于 恒转矩调速。
④ 损耗小，经济性好。
⑤ 需专用的可变电源，价 格较贵，目前多采用输 出电压连续可调的晶闸 管整流电路。
3.2 直流4. 电改变动磁通机调速的（改调变励速磁电流If调速）