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1、2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)開始轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速逐漸上升,最后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程稱為啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中,電樞電流 、電磁轉(zhuǎn)矩 、轉(zhuǎn)速n都隨時(shí)間變化,是一個(gè)過渡過程。開始啟動(dòng)的一瞬間,轉(zhuǎn)速等于零,這時(shí)的電樞電流稱為啟動(dòng)電流,用 表示,對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,用 表示。一般對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)有如下要求。 (1)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大( 電動(dòng)機(jī)才能順利啟動(dòng))。 (2)啟動(dòng)電流 要限制在一定的范圍內(nèi)。 (3)啟動(dòng)設(shè)備操作方便,啟動(dòng)時(shí)間短,運(yùn)行可靠,成本低廉。,2.4.1 直接啟動(dòng),直接啟動(dòng)就是在他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電樞上直接加以額定電壓的啟動(dòng)方式,如圖2.17所示。啟動(dòng)時(shí),先
2、合Q1建立磁場(chǎng),然后合Q2全壓?jiǎn)?dòng)。 啟動(dòng)開始瞬間,由于機(jī)械慣性,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ,電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ,由電動(dòng)勢(shì)平衡方程式 可知 啟動(dòng)電流 (2-12) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 (2-13),圖2.17 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 的全壓?jiǎn)?dòng),,直接啟動(dòng)(續(xù)1),顯然直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流將達(dá)到很大的數(shù)值,將出現(xiàn)強(qiáng)烈的換向火花,造成換向困難,還可能引起過流保護(hù)裝置的誤動(dòng)作或引起電網(wǎng)電壓的下降,影響其他用戶的正常用電;啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也很大,造成機(jī)械沖擊,易使設(shè)備受損。因此,除個(gè)別容量很小的電動(dòng)機(jī)外,一般直流電動(dòng)機(jī)是不容許直接啟動(dòng)的。
3、 對(duì)于一般的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),為了限制啟動(dòng)電流,可以采用電樞回路串聯(lián)電阻或降低電樞電壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)方法。,2.4.2 電樞回路串電阻啟動(dòng),電樞回路串電阻啟動(dòng)即啟動(dòng)時(shí)在電樞回路串入電阻,以減小啟動(dòng)電流 ,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,再逐漸切除電阻,以保證足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖2.18為三級(jí)電阻啟動(dòng)控制接線和啟動(dòng)工作特性示意圖。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前,應(yīng)使勵(lì)磁回路附加電阻為零,以使磁通達(dá)到最大值,能產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,,圖2.18 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)的機(jī)械特性,電樞回路串電阻啟動(dòng)(續(xù)1),啟動(dòng)開始瞬間,電樞電路中接入全部啟動(dòng)電阻,啟動(dòng)電流 達(dá)到最大值,隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷增加,電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩將逐漸減小
4、,電動(dòng)機(jī)沿著曲線1的箭頭所指的方向變化。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高至 ,電流降至 (圖中b點(diǎn))時(shí),接觸器 觸頭閉合,將電阻 短接,由于機(jī)械慣性轉(zhuǎn)速不能突變,電動(dòng)機(jī)將瞬間過渡到特性曲線2上的c點(diǎn)(c點(diǎn)的位置可由所串電阻的大小控制),電動(dòng)機(jī)又沿曲線2的箭頭繼續(xù)加速。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高至 電流又降至 (圖中d點(diǎn))時(shí),接觸器 觸頭閉合,將電阻 短接,由于機(jī)械慣性轉(zhuǎn)速不能突變,電動(dòng)機(jī)將瞬間過渡到特性曲線3上的e點(diǎn),電動(dòng)機(jī)又沿曲線3的箭頭繼續(xù)加速。,電樞回路串電阻啟動(dòng)(續(xù)2),當(dāng)轉(zhuǎn)速升高至 電流又降至 (圖中f點(diǎn))時(shí),接觸器 觸頭閉合,將電阻 短接,由于機(jī)械慣性轉(zhuǎn)速不能突變,電動(dòng)機(jī)將瞬間過渡到固有特性曲線4
5、上的g點(diǎn),電動(dòng)機(jī)又沿曲線4的箭頭繼續(xù)加速,最后穩(wěn)定運(yùn)行在固有特性曲線上的h點(diǎn),啟動(dòng)過程結(jié)束。電樞串電阻啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,但能耗較大,它不宜用于頻繁啟動(dòng)的大、中型電動(dòng)機(jī),可用于小型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。,2.4.3 降低電樞電壓?jiǎn)?dòng),降低電樞電壓?jiǎn)?dòng),即啟動(dòng)前將施加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電源電壓降低,以減小啟動(dòng)電流 ,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,再逐漸提高電源電壓,使啟動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩維持在一定數(shù)值,保證電動(dòng)機(jī)按需要的加速度升速,其接線原理和啟動(dòng)工作特性如圖2.19所示。較早采用發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié),現(xiàn)已逐步被晶閘管可控整流電源所取代。這種啟動(dòng)方法需要專用電源,投資較大,但啟動(dòng)電流小,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩容易控制,啟動(dòng)平穩(wěn),
6、啟動(dòng)能耗小,是一種較好的啟動(dòng)方法。,,圖2.19 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) 降壓時(shí)的機(jī)械特性,2.4.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn),要使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),必須改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向,而電磁轉(zhuǎn)矩的方向由磁通方向和電樞電流的方向決定。所以,只要將磁通 或任意一個(gè)參數(shù)改變方向,電磁轉(zhuǎn)矩即可改變方向。在控制時(shí),通常直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法有兩種: (1)改變勵(lì)磁電流方向 保持電樞兩端電壓極性不變,將勵(lì)磁繞組反接,使勵(lì)磁電流反向,磁通即改變方向。 (2)改變電樞電壓極性 保持勵(lì)磁繞組兩端的電壓極性不變,將電樞繞組反接,電樞電流即改變方向。,他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)(續(xù)1),由于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組匝數(shù)多,電感大,勵(lì)磁電流從正向額定值變到反向額定值的時(shí)間長(zhǎng),反向過程緩慢,而且在勵(lì)磁繞組反接斷開瞬間,繞組中將產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì),可能造成絕緣擊穿,所以實(shí)際應(yīng)用中大多采用改變電樞電壓極性的方法來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。但在電動(dòng)機(jī)容量很大,對(duì)反轉(zhuǎn)速度變化要求不高的場(chǎng)合,為了減小控制電器的容量,可采用改變勵(lì)磁繞組極性的方法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。,北京旅行社 歐洲旅游 美國旅游 溑煬牷,