電機(jī)與拖動(dòng)第2章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)(編輯修改稿)
2025-01-23 09:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 dndTdndTTTLL 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 ，就是系統(tǒng)因外界因素的干擾離開平衡狀態(tài)，在外界因素消失后，仍能恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，或在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)。 24 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電路 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) ，是指直流電動(dòng)機(jī)接通電源后，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)速為n=0升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 nL的全過程。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中，電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速都隨時(shí)間變化，是一個(gè)過渡過程。 直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，必須滿足以下要求：（ 1）啟動(dòng)電流不能過大，否則會(huì)大大縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命；（ 2）啟動(dòng)全過程中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要足夠大，至少 ，電動(dòng)機(jī)才能正常啟動(dòng)；（ 3）啟動(dòng)設(shè)備操作簡單，運(yùn)行可靠。 二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法有 全壓啟動(dòng) 、 減壓啟動(dòng) 、 電樞回路串電阻啟動(dòng) 。 Lst TT ?25 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 全壓啟動(dòng) 全壓啟動(dòng) 又稱為直接啟動(dòng)，就是在直流電動(dòng)機(jī)的電樞上直接接上額定電壓后啟動(dòng)，其電路如圖 212所示。 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為： 圖 212 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的全壓啟動(dòng)電路圖 stTst ICT ?? 全壓啟動(dòng)由于電樞電阻 Ra很小，所以啟動(dòng)電流IST太大，一般可達(dá)到額定電流的（ 10～ 20）倍，容易引起電刷、換向器產(chǎn)生劇烈火花，從而縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命。過大的電流還會(huì)使電網(wǎng)電壓急劇下降 ,同時(shí)，過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)損壞電樞繞組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此全電壓啟動(dòng)只限于額定功率幾百瓦以下的小容量直流電動(dòng)機(jī)。為了限制啟動(dòng)電流，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常使用減壓啟動(dòng)。 26 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 減壓啟動(dòng) 減壓啟動(dòng) 是為減小啟動(dòng)電流，在啟動(dòng)前降低電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電源電壓。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，隨著轉(zhuǎn)速 n的上升，電動(dòng)勢 Ea也逐漸增大， Ia相應(yīng)減小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小。要保證獲得足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 (即 TstTL)，所以啟動(dòng)時(shí)通常把電流限制在（ ～ 2） IN范圍內(nèi)，那么啟動(dòng)電壓為 aNastst RIRIU )2~(?? 隨后電壓要不斷升高，使啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，直到升至額定電壓 UN后，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。啟動(dòng)過程的機(jī)械特性如圖 213所示。 圖 213 減壓啟動(dòng)的機(jī)械特性圖 27 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 電樞回路串電阻啟動(dòng) 電樞回路串電阻啟動(dòng) 是在啟動(dòng)時(shí)，電源電壓的值保持不變，通過在電樞回路中串入啟動(dòng)電阻來限制啟動(dòng)電流，并隨著轉(zhuǎn)速的上升逐級將啟動(dòng)電阻短接切除的啟動(dòng)方式。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串二級電阻啟動(dòng)電路圖及其機(jī)械特性如圖 214a、b所示，其中 R R2為各級串入的啟動(dòng)電阻。 為了保證啟動(dòng)過程中既有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又要限制電流不能過大，啟動(dòng)過程中通常取 21 )~( stst TT ? Lst TT )(2 ?28 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 圖 214 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串二級電阻啟動(dòng) a）串二級電阻啟動(dòng)電路 b）串二級電阻啟動(dòng)機(jī)械特性 29 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 【例 21】 一臺他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) ， ， ， ， ，計(jì)算： （ 1）采用全壓啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流。 （ 2）采用減壓啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電壓。（要求電流不超過 100A）。 （ 3）采用電樞回路串電阻啟動(dòng)，則啟動(dòng)開始時(shí)應(yīng)串入多大的電阻？（要求電流不超過 100A）。 解：（ 1） （ 2） （ 3） WPN 10000? VU N 220 min/150 0 rn N ? AI N ? ?? ??aNst RUI ? )( ??? astst RIU ? )( ???? astNst RIUR ??? 30 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和反轉(zhuǎn) 三、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) ，是通過改變磁通和電樞電流中的一個(gè)參數(shù)的方向來實(shí)現(xiàn)的。 通常實(shí)施方法有以下兩種： 1．改變勵(lì)磁電流方向 電樞電壓的極性保持不變，勵(lì)磁繞組反接，導(dǎo)致勵(lì)磁電流反向，磁通 Φ隨之改變，從而電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 2．改變電樞電壓極性 勵(lì)磁繞組兩端的電壓極性保持不變，將電樞繞組反接，電樞電流Ia方向改變，從而電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 31 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) ：是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)其電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向一致，此時(shí) 的電磁轉(zhuǎn)矩稱為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) ：是通過某種方法產(chǎn)生一個(gè)與拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩 以阻止系統(tǒng)運(yùn)行，簡稱制動(dòng)，此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為制 動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 制動(dòng)方法常用的有： 能耗制動(dòng) 、 反接制動(dòng) 、 回饋制動(dòng) 。 能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng) ：是指電動(dòng)機(jī)把拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑶蚁脑陔姌? 回路的電阻上，直到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)為止。 32 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 圖 215 能耗制動(dòng)的控制電路圖 圖
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