《电机与电气控制技术》课件-任务3 直流电机的启动和反转

直流电机的结构与运行任务三

直流电机的启动和反转课程导入工业生产、机械设备中的关键动力源电机使用寿命运行稳定性供电系统安全电机启动时出现火花、机械抖动周边灯光瞬间变暗目录CONTENTS直流电机启动的核心问题与启动禁忌//PARTONE//01直流电机启动的基本要求//PARTTWO//02直流电机电枢串电阻启动//PARTTHREE//03直流电机减压启动//PARTTHREE//04首先碰到的问题是怎样启动使用电动机一、直流电机启动的核心问题与启动禁忌启动电流Ist的大小启动转矩Tst的大小启动设备是否简单主要问题：一、直流电机启动的核心问题与启动禁忌直流电动机的启动直流电动机接入电源后，转速从零逐渐上升到稳定转速的过程称为启动过程简称启动

电枢回路电阻Ra很小电源电压UN与反电动势Ea接近n≈0Ea=Cenφ≈0Ist=UN/RaRa很小，直接加额定电压启动启动电流很大，可达额定电流的10~20倍启动电流大，使电动机换向恶化，产生严重火花一、直流电机启动的核心问题与启动禁忌电磁转矩与电枢电流成正比：电动机的启动转矩非常大，产生机械冲击，损坏传动机构大电流会使电网的电压波动，将影响同一电网上其他用电设备的正常运行这种直接加额定电压启动的方法称为直接启动除了个别容量极小的电动机可以采用直接启动以外，一般直流电动机不允许直接启动二、直流电机启动的基本要求直流电动机启动的基本要求主要有三点：明确了直接启动的弊端，我们就需要针对性地提出科学的启动标准，确保电机启动过程安全、高效。

01有足够的启动转矩一般为额定转矩的2~2.5倍，以便快速启动，缩短启动时间

02启动电流不能过大，要在一定的范围内一般规定启动电流不应超过额定电流的2~2.5倍

03启动设备安全可靠经济

三、直流电机他励式启动方法（一）——电枢串电阻启动MRaKMUN+-IaRst1Rst2KM1KM2+-OTLT2Tstn0nacehgfdbRaR1R2T三、直流电机他励式启动方法（一）——电枢串电阻启动启动启动电流产生的启动转矩，使电动机开始旋转并加速，随着转速的升高，电枢反电动势增大，电枢电流减小转速上升速度慢下来，为缩短启动时间，随着转速的升高，应把启动电阻Rst平滑的减小直到稳定运行时全部切除，实际上要随着转速升高平滑切除Rst是难以做到，一般把启动电阻器分为若干段，逐段切除三、直流电机他励式启动方法（一）——电枢串电阻启动R1=Ra+Rst1R2=Ra+Rst1+Rst2MRaKMUN+-IaRst1Rst2KM1KM2+-OTLT2Tstn0nacehgfdbRaR1R2T三、直流电机他励式启动方法（一）——电枢串电阻启动启动的过程主电路触头KM接通KM1和KM2断开电枢回路串电阻器Rst1和Rst2启动在电动机励磁绕组中加上额定励磁电流：启动电流等于UN除以三个电阻的和它产生启动转矩Tst，由于启动转矩大于负载转矩，电动机开始旋转随着转速上升，电磁转矩下降MRaKMUN+-IaRst1Rst2KM1KM2+-三、直流电机他励式启动方法（一）——电枢串电阻启动电动机工作点到e点，电流回升到Ist，电磁转矩到Tst，电动机加速到g点电磁转矩T等于负载转矩TL，稳定运转时的转速等于额定转速如图，启动特性由a到b，加速度逐渐减小，为了得到较大的加速度，到达b点时触点km2接通，将Rst2切除电枢总电阻变为Ra加上Rst1，由于机械惯性切换瞬间电动机的转速不变电枢反电动势不变，电枢电流增大，电磁转矩增大如电阻值设置合理，可使这时的电流等于Ist，电磁转矩等于Tstb到c电动机获得较大的加速度，从c点到达d点三、直流电机他励式启动方法（一）——电枢串电阻启动启动设备简单，初始投资较小启动过程中能量消耗较多，常用于中小容量启动不频繁的直流电动机电枢回路串电阻器额定功率小于2kW直流电动机允许采用一级启动电阻器启动额定功率大于2kW直流电动机应采用多级电阻器启动或降低电枢电压启动❖国家标准规定：四、直流电机他励式启动方法（二）——减压启动01当直流他励电动机的电枢回路由专用可调直流电源供电时，可降低电压限制启动电流02由启动电流公式Ist=UN/Ra可知，启动电流将与电枢电压降低的程度正比例的减小电动机启动前先调好励磁电流，然后将电源电压由低向高调节最低电压对应的人为机械特性上的启动转矩Tst>TL时，电动机开始启动随转速上升，提高电源电压，使电枢电流和电磁转矩维持在一定范围内电动机获得一定的加速转矩，按需要的加速度升高速度直到额定转速四、直流电机他励式启动方法（二）——减压启动01手动调节电源电压时电压不能升太快，否则会产生较大冲击电流，电压升高由主动控制环节自动调节02电压连续升高，并在整个启动过程中保持电枢电流最大，使系统在恒定的加速转矩下迅速启动四、直流电机他励式启动方法（二）——减压启动减压启动过程中能量损耗较小由于电压连续可调，所以电动机启动平滑采用减压启动时，需专用可调压的直流电源设备投资较大因此减压启动常用于要求经常启动的场合以及大中型直流电动机的启动对比两种启动方法，从长期运行成本和启动效果来看，频繁启动的大型生产线电机，更适合哪种启动方式？为什么？思考一下直流电机启动方法的选择与优化：彰显了工程技术中的严谨精神与责任担当思想升华实践智慧电枢串电阻启动的分段控制体现“精准施策、循序渐进”，减压