文档介绍：题 目
他励直流电动机串电阻启动的设计
专 业：电气工程及其自动化 班 级：13电牵1班
姓 名：陈贤第
学 号：20130210470103
课程设计任务书
一、设计题目
他励直流电动机串电阻启动的设计
二、设计任务
总是不变的。由此，线圈二边受力方向也不变。这 样，线圈就可以按照受力方向不停地旋转。
根据励磁方式的不同，直流电机可分；他励直流电机、并励直流电机、串励直流 电机、复励直流电机。
他励直流电机的励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁 绕组供电的直流电机称为他励直流电机，。图中M表示电动 机，若为发电机，则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
图1. 3他励直流电机工作原理图
2他励直流电动机的启动
增加电枢电阻起动
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，同时可以做到平滑快速起动，因而得⑸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。
下面仅以直流他励电动机电枢回路串电阻起动为例说明起动过程。
(1)启动过程分析
(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，电枢串入了全部附加电阻RK1+RK2，电枢回路总电阻为 Ral=ra+RK1+RK2。这是启动电流为
U
U
Rai -
二片（+ Rki + Rk2
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。
(b)特性图
(a)电路图
根据电力拖动系统的基本运动方程式
式中T——电动机的电磁转矩；
TL由负载作用所产生的阻转矩；
J 电动机的转动惯量；
由于起动转矩T1大于负载转矩TL,电动机受到加速转矩的作用，转速由零逐 渐上升，电动机开始起动。(b)上，由a点沿曲线1上升，反电动势亦随 之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。上升到b 点时，为保证一定的加速转矩，控制触点KM1闭合，切除一段起动电阻RK1。 b点所对应的电枢电流回称为切换电流，其对应的电动机的转矩T2称为切换转 矩。切除回后，电枢回路总电阻为Ra2=ra+匝。这时电动机对应于由电阻Ra2 所确定的人为机械特性，(b)中曲线2。在切除起动电阻RK1的瞬间，由 于惯性电动机的转速不变，仍为nb,其反电动势亦不变。因此，电枢电流突增， 其相应的电动机转矩也突增。适当地选择所切除的电阻值回，使切除屈后的电 枢电流刚好等于国，所对应的转矩为T2,即在曲线2上的c点。又有T1>T2, 电动机在加速转矩作用下，由c点沿曲线2上升到d点。控制点KM2闭合，又 切除一切起动电阻阻。同理，由d点过度到e点，而且e点正好在固有机械特 性上。电枢电流又由回突增到国，相应的电动机转矩由T2突增到Tl。T1>TL,
沿固有特性加速到g点T=TL, n=ng电动机稳定运行，起动过程结束。
在分级起动过程中，各级的最大电流回（或相应的最大转矩T2）及切换电流回
（或与之相应的切换转矩T2）都是不变的，这样，使得起动过程有较均匀的加速。
要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电 阻。下面讨论应该如何计算起动电阻。
（2）起动电阻的计算
（b）中，对a点，有
Ral=L(L
当从曲线1（对应于电枢电路总电阻Ral=ra+回+医』）转换得到曲线2（对应于总电 阻Ra2=ra+匝）时，亦即从点转换到点时，由于切除电阻RK1进行很快，如忽略
U-Uc
U-Uc
Rai
Rai
Ra2
电感的影响，可假定nb=nc,即电动势Eb=Ec,这样在点有回=_也_I
两式相除，考虑到Eb=Ec，得
同样，当从d点转换到e点时，得
/1 h
这样，，得
Rai
Ra2
推广到m级起动的一般情况，得国
式中2为最大起动电流回与切换电流囚之比，称为起动电流比（或起动转矩比）, 它等于相邻两级电枢回路总电阻之比。
由此可以推出
式中m为起动级数。由上式得
，求m,可将式
取对数得
级启动电阻为:
■^可得每级电枢回路总电阻进而求出各
|Ri l=Ra1 -Ra2
IR2 l=Ra2-Ra3
@=Ra3-Ra4
I
R(m-1)= Ra(m-l)- Ram
Rm= Ram-ra
起动最大电流间及切换电流回按生产机械的工艺要求确定，