电机与拖动课程设计-他励直流电动机串电阻启动的设计(编辑修改稿)

电机与拖动课程设计-他励直流电动机串电阻启动的设计(编辑修改稿)内容摘要：

机换向器是由二片互相绝缘的半圆铜环（换向片）构成的，每一换向片都与相应的电枢绕组连接，与电枢绕组同轴旋转，并与电刷 A、 B 相接触。 若电刷 A 是正电位， B 是负电位，那么在 N 极范围内的转子绕组 ab 中的电流从 a 流向 b，在 S 极范围内的转子绕组 cd 中的电流从 c 流向 d。 转子载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，如图中 ab 边受力方向是向左，而 cd 则向右。 由于磁场是对称的，导体中流 过的又是相同的电流，所以 ab 边和 cd 边所受的电磁力的大小相等。 这样转子线圈上受到的电磁力 f 的作用而按逆时针方向旋转。 当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。 因此，电磁力也等于零。 但由于惯性的作用，线圈继续转动。 线圈转过半圈之后，虽然 ab 与 cd 的位置调换了， ab 转到 S 极范围内，cd 转到 N 极范围内，但是由于电刷和换向片的作用，转到 N 极下的 cd 边中的电流方向也变了，是从 d 流向 c，在 S 极下的 ab 边中的电流，则从 b 流向 a。 因此，电磁力 f 的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。 可知，分别在 N， S极范围内的导体 中的电流方向总是不变的。 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 工作原理 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电机与拖动 组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图 所示。 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 工作原理图 电机与拖动 2 他励直流电动机的启动 他励直流电动机串电阻启动 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 【 5】 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 如图 （ 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KM 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 1I = alRU = 21 KKa RRr U 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。 (a) 电路图 (b) 特性图 图 根据电力拖动系统的基本运动方程式 TTL=J dtd 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。 在图 (b)上，由 a 点沿曲线 1 上升，反电动势亦随之电机与拖动 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 2I 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 1R 后，电枢回路总电阻为 Ra2=ra+ 2R。 这时电动机对应于由电阻 Ra2 所确定的人为机械特性，见图 (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 n。