1、 电机与拖动基础电机与拖动基础 直流电动机串电阻启动直流电动机串电阻启动 课程设计课程设计 年级： 专业： 自动化 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 电机及拖动基础 课程设计 - 2 - 目录目录 一、直流电动机的综述 直流电动机运行原理3 二、他励直流电动机 他励直流电动机机械特性4 启动条件4 启动方法4 三、设计内容 直流电动机串电阻启动具体方案实现7 控制线路原理图9 四、结论10 五、心得体会12 六、参考文献12 电机及拖动基础 课程设计 - 3 - 直流电动机的综述直流电动机的综述 直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用， 也可作为发电机用。 直流电动
2、机是将直流电转换成机械能的而带动生产机械运转 的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺 点制约了它的发展，但是它具有良好的起动、调速和制动性能，因此在速度调节 要求较要、正反转和起动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采 用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直 流电动的运行特性。在四种直流电动机中，他励电动机应用最为广泛。 直流电动机运行原理直流电动机运行原理 如图所示， 电枢绕组通过电刷接到直流电源上， 绕组的转轴与机械负载相连， 这是便有电流从电源正极流出，经电刷 A 流入电枢绕组，然后经过电刷 B 流回 电源的负极。
3、在图 1-1 所示位置，在 N 级下面导线电流是由 a 到 b，根据左手定 则可知导线 ab 受力的方向向左，而 cd 的受力方向是向右的。当两个电磁力对转 轴所形成的电磁转矩大于阻转矩是，电动机逆时针旋转。当线圈转过 180 度时， 这是导线的电流方向变为由 d 到 c 和 b 到 a，因此电磁转矩的方向仍然是逆时针 的 ,这样就使得电机一直旋转下去。 电机及拖动基础 课程设计 - 4 - 他励他励直流电动机直流电动机 他励直流电动机是一种励磁绕组与电枢绕组无连接关系， 而由其他直流电源 而由其他直流电源对励磁绕组单独供电的直流电动机 他励直流电动机他励直流电动机启动条件与方法启动条件与方法
4、 他励直流电动机的起动分为直接起动，降电压起动，电枢串电阻起动 一、直接起动一、直接起动 直接起动是指接通励磁电源后， 将电动机的电枢直接投入额定电压的电源上 起动。直接起动又称为全压起动。由于起动瞬间，转速等于零，电枢绕组的感应 电动势： 0nCE ea 起动电流为： a N a aN st R U R EU I 由于电枢绕组的电阻 Ra 很小，所以起动电流很大，可达到额定电流的十几 倍。该电流对电网的冲击很大。因而，除了小容量电机可采用直接起动外，对大 中、容量的电动机不能直接起动。 二、降电压起动二、降电压起动 降低电枢电压起动，即起动前将施加在电动机电枢两端的电源电压降低，以 减小起动
5、电流 ，电动机起动后，再逐渐提高电源电压，使起动电磁转矩维持在 一定数值，保证电动机按需要的加速度升速。这种起动方法需要专用电源，投资 较大，但起动电流小，起动转矩容易控制，起动平稳，起动能耗小，是一种较好 的起动方法。 电机及拖动基础 课程设计 - 5 - 三、电枢串电阻起动三、电枢串电阻起动 在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起 动设备简单、经济和可靠，同时可以中道平滑快速情动，因而得到广泛应用。但 对于不同类型和规格的直流电动机，对起动电阻的级数要求也不尽相同。 下面所示直流他励电动机电枢电路串电阻二级起动为例说明起动过程。 起动过程分析： 如图 4-1（a）所示，当电动机已有磁场时，给电枢电路加电源电压 U。 触点 KM1、KM2 均断开，电枢传入了全部附加电阻 Rk1+Rk2 电枢回路总电阻为 Ral=ra+Rk1+Rk2。这时起动电流为： 与起动电流所对应的起动转矩为 T1。对应于由电阻所确定的人为机械特性如图 （b）中的曲线 1 所示。 U M ra ra2 n0h e c I T O TL IL I2 T2 g m f d 3 2 b 1 Ral ra Ra2 ra1 Km1Km2 Rk1Rk2 + - （b）特性图（a）电路图 直流他励电动机分二级起动的电路和特性 根据电力拖动系统的基本运动方程： 式中： T 电动机
