淮北职业技校电机与拖动精品教案：第2章直流电机03

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1、淮北职业技校电机与拖动教案教案：第2章直流电机032.7直流电动机的起动、调速和制动一、直流电动机的起动起动：电机接上电源从静止状态转动起来到达稳态运行，这就是电动机的起动过程。起动条件：1、起动转矩要足够大，2、起动电流不要太大。（一）直接起动注意：因为在起动时，n=0,反电动势Ea=0,所以，起动电流为：可见，这种方法下的起动电流很大，因此，除了小容量的电动机可采用直接加电压起动的方法外，一般直流电动机都不采用这种方法。（二）电枢回路串变阻器起动——起动时在电枢回路串入起动电阻RstTJ-ET

2、-UN%st_R+Rst在电枢回路中串入电阻，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，随着转速的升高，反电动势不断增大，起动电流继续减小，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。（三）降压起动——起动降低电枢绕组电压UvUN这种方法在起动过程中不会有大量的能量消耗。串励与复励直流电动机的起动方法基本上与并励直流电动机一样，采用串电阻的方法以减

3、小起动电流。但特别值得注意的是串励电动机绝对不允许在空载下起动，否则电机的转速将达到危险的高速，电机会因此而损坏。二、直流电动机速度的调节1.对调速性能的要求:(1)调速范围大(调速比D=^—)^nin(2)调速平滑；(3)经济性好(4)方法简便可靠2.调速方法因为n=U/Cee-Ia(R,+Rn)/CeCT©2所以(1)电枢回路串电阻Rq(2)改变励磁电流If(励磁回路串电阻)(3)改变电枢电压U(-)降低电枢电压调速：因为电机在正常工作时，电枢电压不能超过额定电压，所以，采用向下调速。很显然，

4、在这里，只改变了电枢电压，我们将得到一系列平行与固有特性的曲线。如图：优点：改变电枢电压调节转速的方法具有较好的调速性能。由于调电压后，机械特性的“硬度"不变，因此有较好的转速稳定性，调速范围较大，同时便于控制，可以做到无级平滑调速，损耗较小。在实际工程当屮，常常采用这种方法。缺点：转速只能由额定电压对应的速度向低调。止匕外，应用这种方法时,电枢回路需要一个专门的可调压电源，过去用直流发电机■直流电动机系统实现，由于电力电子技术的发展，目询一般均采用可控硅调压设备一直流电动机系统来实现。（-）弱磁

5、调速：这种调速方法的特点是由于励磁回路的电流很小，只有额定电流的（1〜3）%,不仅能量损失很小，且电阻可以做成连续调节的，便丁-控制。其限制是转速只能由额定磁通时对应的速度向高调，而电动机最高转速要受到电机木身的机械强度及换向的限制。（三）电枢1111路串电阻调速：电枢回路串联电阻越大，机械特性的斜率越大，因此在负载转矩恒定时,即为常数，增大电阻，可以降低电动机的转速。肖•流电动机上述三种调速方法屮，改变电枢电压和电枢回路串电阻调速屈丁恒转矩调速，而弱磁调速屈丁•恒功率调速。三、直流电动机的制动（

6、电磁制动）在生产过程中，经常需耍采取一些措施使电动机尽快停转，或者限制势能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。实现制动既可以采用机械的方法，也可以采用电气的方法。我们重点来看一下电气制动方法：（一）能耗制动：1、能耗制动过程：如图在制动时，将闸刀合向下方，很明显，此时，电动机的电能不在供向电网，而是在电阻上以电阻压降的形式进行消耗，这样一来使的电机的转速迅速卞降。这时电机实际处于发电机运行状态，将转动部分的动能转换成电能消耗在电阻和电枢冋路的电阻上，所以称为能耗制动。n-T-Tz0

7、Tz结果分析：这种方法所串入的电阻越小，耗制动开始憐间的制动转矩和电枢电流就越人，而电流太大，会造成换向上的困难，因此能耗制动过程中电枢电流有个上限，即电动机允许的最大电流。由可以计算出能耗制动过程电枢阿路屮串入制动电阻的最小值：ERmin=R。1amax这种制动方法在转速较高吋制动作用较人，随着转速下降，制动作用也随之减小，在低速时可配合使用机械制动装置，使系统迅速停转。2、能耗制动运行：他励直流电动机拖动势能性负载运行，在达到上述零点时（电磁转矩为零）,由于负载转矩不为零，结果，在负载转矩的作

8、用下，电机开始反转，如图。随着转速的升高，均该渐增大，最后和负载转矩相等时稳定运行，这种过程叫做能耗制动运行。（一）电压反接制动：反接制动过程分析：如图所示，电压反接制动是将正在正向运行的他励直流电动机电枢回路的电压突然反接，电枢电流也将反向，主磁通不变，则电磁转矩反向，产生制动转炉。可见，电压反接后f„UN+Ea/Z7—因此反接后电流的数值将非常大，为了限制电枢电流，所以反接时必须在电枢回路串入一个足够大的限流电阻。amax电压反接制动时，电动机的机械特性方程式为:-5GQn机械