直流他勵電動機的啟動特性

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,3,3,直流他勵電動機的啟動特性,一、啟動特性,電動機的啟動就是施電于電動機,使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來,達到要求轉(zhuǎn)速的這一過程。,對直流電動機而言,在未啟動之前,n,=0 ,E,=0,而,R,a,一般很小。當將電動機直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時,啟動電流為:,這個電流很大,一般情況下能達到其額定電流的(,10,20,)倍。過大的啟動電流危害很大:,(,1,) 對電動機本身的影響:,使電動機在換向過程中產(chǎn)生危險的火花,燒壞整流子;,過大的電樞電流產(chǎn)生過大的電動應(yīng)力,可能引起繞組的損壞;,(,2,) 對機械系統(tǒng)的影

2、響:,與啟動電流成正比例的啟動轉(zhuǎn)矩使運動系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩很大,過大的動態(tài)轉(zhuǎn)矩會在機械系統(tǒng)和傳動機構(gòu)中產(chǎn)生過大的動態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊,使機械傳動部件損壞;,(,3,)對供電電網(wǎng)的影響:,過大的啟動電流將使保護裝置動作,切斷電源造成事故,或者引起電網(wǎng)電壓的下降,影響其他負載的正常運行。,因此,直流電動機是不允許直接啟動的,即在啟動時必須設(shè)法限制電樞電流,例如普通的,Z2,型直流電動機,規(guī)定電樞的瞬時電流不得大于額定電流的,1.5,2,倍。,二、啟動方法,限制直流電動機的啟動電流,一般有降壓啟動和電樞回路串電阻啟動兩種方式。,1.,降壓啟動:,所謂降壓啟動即在啟動瞬間,降低供電電源電壓,隨著轉(zhuǎn)速的升高,反電勢

3、增大,再逐步提高供電電壓,最后達到額定電壓時,電動機達到所要求的轉(zhuǎn)速。,2.,電樞回路串電阻啟動,啟動時,電樞回路串接啟動電阻,R,st,此時啟動電流,I,st,=,U,N,/(,R,a,+,R,st,),將受外加啟動電阻的限制。隨著轉(zhuǎn)速的升高,反電勢增大,再逐步切除外加電阻直到全部切除,電動機達到所要求的轉(zhuǎn)速。,電樞回路串電阻啟動時電動機電樞電路和啟動特性如圖所示:,直線,1,為電動機電樞回路串接啟動電阻時的機械特性,直線,2,為電動機的固有機械特性。啟動電阻的大小就是保證啟動電流為額定值的兩倍。,電樞回路接入電網(wǎng)時,,KM,斷開,電動機工作在特性,1,上,在動態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下,電動機速度上升

4、。當速度上升到,a,點時,,KM,閉合,電動機的機械特性變?yōu)?2,。由于在切換電阻的瞬間,機械慣性的作用使電動機的轉(zhuǎn)速不能突變,在此瞬間速度維持不變,即電動機的工作點從,a,點切換到,b,點,在動態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下,電動機的速度繼續(xù)上升直到穩(wěn)定點,c,。,c3-3.swf,從圖中不難看出:當電動機的工作點從,a,點切換到,b,點時,沖擊電流仍很大,為了解決這種現(xiàn)象,通常采用逐級,切除啟動電阻,的方法來實現(xiàn)。圖所示為具有三段啟動電阻的原理電路和啟動特性。,圖中:,尖峰(最大)轉(zhuǎn)矩;,換接(最?。┺D(zhuǎn)矩,(1),電樞接入電網(wǎng)時,,KM1,、,KM2,和,KM3,均斷開,電樞回路串接外加電阻,R,ad3,

5、=,R,1,+,R,2,+,R,3,,,此時,電動機工作在特性曲線,a,,,在轉(zhuǎn)矩,T,1,的作用下,轉(zhuǎn)速沿曲線,a,上升;,(2),當速度上升使工作點到達,2,時,,KM1,閉合,即切除電阻,R,3,,,此時電樞回路串外加電阻,R,ad2,=,R,1,+,R,2,,,電動機的機械特性變?yōu)榍€,b,。,由于機械慣性的作用,電動機的轉(zhuǎn)速不能突變,工作點由,2,切換到,3,,速度又沿著曲線,b,繼續(xù)上升;,(3),當速度上升使工作點到達,4,時,,KM1,、,KM2,同時閉合,即切除電阻,R,2,、,R,3,,,此時電樞回路串外加電阻,R,ad1,=,R,1,,,電動機的機械特性變?yōu)榍€,c,。,

6、由于機械慣性的作用,電動機的轉(zhuǎn)速不能突變,工作點由,4,切換到,5,,速度又沿著曲線,c,繼續(xù)上升;,(4),當速度上升使工作點到達,6,時,,KM1,、,KM2,、,KM3,同時閉合,即切除電阻,R,1,、,R,2,、,R,3,,,此時電樞回路無外加電阻,電動機的機械特性變?yōu)楣逃刑匦郧€,d,,,由于機械慣性的作用,電動機的轉(zhuǎn)速不能突變,工作點由,6,切換到,7,,速度又沿著曲線,d,繼續(xù)上升直到穩(wěn)定工作點,8,。,c3-4.swf,由上可見,啟動級數(shù)愈多,,T,1,、,T,2,愈與平均轉(zhuǎn)矩,接近,啟動過程快而平穩(wěn),但所需的控制設(shè)備也就愈多。我國生產(chǎn)的標準控制柜都是按快速啟動原則設(shè)計的,一般啟動電阻為(,3,4,)段。,多級啟動時,,T,1,、,T,2,的數(shù)值需按照電動機的具體啟動條件決定,一般原則是保持每一級的最大轉(zhuǎn)矩,T,1,(,或最大電流,I,1,),不超過電動機的允許值,而每次切換電阻時的,T,2,(,或最小電流,I,2,),也基本相同,一般選擇:,

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