他励直流电动机降压启动与串电阻启动分析与设计毕业论文

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1、《电机与拖动》课程设计设计题目：他励直流电动机降压启动与串电阻启动分析与设计院（系、部）：专业班级：姓名：学号：指导教师：日期：摘要通过降低电枢电压或在电枢回路上串电阻，减小了直流电动机的启动电流与启动转矩，避免了电刷及换向器的烧毁与机械运动机构的损坏。分析他励直流电动机降压启动的启动原理，以及多级电压的计算方法；设计一个降电压的多级启动系统。分析他励直流电动机串多级电阻启动的启动原理，以及多级电阻的计算方法；求切除电阻时的瞬时转速和电动势；设计一个串电阻的分级启动系统。做出了机械特性图，对启动特性进行了分析。通过降低电枢电压或在电枢回路串电阻，减小了启动电流与启动转矩，达到了平稳启动

2、的目的。关键词：他励直流电动机降压启动串电阻启动机械特性目录1他励直流电动机的启动方法12他励电动机降压启动12.1降压启动的原理12.2各级启动的电压22.3降压启动实例与机械特性33他励直流电动机串电阻启动53.1串电阻启动原理53.2各级电阻的计算63.3串电阻启动实例与机械特性74结论10参考文献111他励直流电动机的启动方法直流电动机接入电源后，转速从零达到稳态转速的过程，称为启动过程。直流电动机启动时有两条要求：第一，应有足够大的启动转矩Tst，以缩短启动时间，提高生产效率；第二，启动电流不能过大，一般要小于二倍的额定电流。第三，启动设备要简单、经济、可靠。(1)直接启动[

3、1]时，他励直流电动机电枢加额定电压UaN，电枢回路不串任何电阻，此时由于转速n=0，电动势E=0，根据式(1)得到式(2)。(2)显然直接启动时启动电流将达到很大的数值，将出现强烈的换向火花，造成换向困难，还可能引起过流保护装置的误动作或引起电网电压的下降，影响其他用户的正常用电；同时由(3)可知，启动转矩也很大，造成机械冲击，易使设备受损。因此，除个别容量很小的电动机外，一般直流电动机是不允许直接启动的。(3)因此，必须将启动电流限制在运行范围之内。由式(2)可以看出，可以采用降低电枢电压Ua和串接电枢电阻Ra的方法。2他励电动机降压启动n2.1降压启动的原理MUfIfIaUan0

4、1n02U2U1abcdUaN>U2>U1TLT2T1(IL)(I2)(I1)Tem(Ia)f1(Tem)f2(Tem)UaNfN(Tem)n0n1n2nN(a)电路图(b)机械特性图1他励直流电动机降压启动(a)为降压启动电路图，Ua为可变直流电压源装置。(b)为降压启动的启动特性。通过降低电压，从而达到减小启动电流的目的。现进行分析：①电枢电压为U1的启动11电枢回路中只存在电枢电阻Ra。在励磁回路中加上励磁电压Uf，保持励磁电流If为额定值不变，给其一个大小为U1的直流电压。其机械特性如图1(b)中的人为特性f1(Tem)。刚启动时，电压低，启动电流不大。启动转矩T1大于负载转矩

5、TL，沿人为特性由a点向b点移动。②电枢电压由U1切换到U2工作点到达b点时，电磁转矩T等于切换转矩T2，将电枢回路电压由U1切换到U2。此时的机械特性变为f2(Tem)。切换的瞬间转速不改变，由b点平移到c点，电磁转矩T仍等于T1，电动机加速，由c点向d点移动。③电枢电压由U2切换到UaN到达n1点时，电磁转矩T等于切换转矩T1，将电枢回路电压由U2切换到UaN。此时的机械特性变为fN(Tem)。切换的瞬间转速不改变，由d点平移到n1点，电磁转矩T仍等于T1，电动机加速，由n1点经过n2点，到达nN，启动过程结束。2.2各级启动的电压①选择启动电流I1和切换电流I2为保证与启动转矩T

6、1对应的启动电流不会超过运行的最大电枢电流Iamax，选择(4)对应的启动转矩(5)为保证一定的加速转矩，减小启动时间，一般选择切换转矩为(6)若TL未知，可用TN代替。对应的切换电流T2为(7)IL是与TL对应的稳态电枢电流。若未知，可用IaN代替。②求出起切电流(转矩)差β(8)③确定切换电压源次数mm的计算公式为(9)式中，为m级启动时的电枢启动电压。该公式的推导过程如下：由于，故，即(10)由于，故，即(11)可见若m级启动，由于，故，即(12)对式(10)(11)(12)求和，可得(13)11式(13)两边进行整理变得到了式(9)。若式(9)求出的m不是整数，可取相近整数。若

7、m已知，上述步骤中除求外，其余都可省略。④重新计算β，校验是否在规定范围内若m是取相近整数，则需重新计算β。由式(13)可知计算β的公式为(14)根据重新求得的β，由式(8)重新求出，并校验是否在式(7)所规定的范围之内。若不在规定范围之内，需调整或加大启动级数m，重新计算β和I2，直到满足要求为止。⑤求出各级启动电压根据前面的分析可知，计算各级启动电压的一般公式为(15)式中，i=1，2，……，m。2.3降压启动实例与机械特性一台Z4他励直流