第八章 直流电动机（3）（课件）- 《变压器与电动机》同步教学（劳保版）

一、直流电动机的启动 直流电动机由静止状态加速达到正常运转的过程，称为启动过程。 直流电动机在刚启动瞬间的电流称为启动电流（Ist）。 直流电动机启动的要求： （1）最初启动电流Ist要小； （2）最初启动转矩Tst要大； （3）启动设备要简单和可靠。 §8—3　直流电动机的运行 第八章 直流电动机 1 为限制启动电流可以采取以下措施来启动。 1．电枢回路串变阻器启动 变阻器启动——在启动时将一组启动电阻Rst串入电枢回路，以限制起动电流。待转速上升以后，再逐段将起动电阻切除。 此法启动时的启动电流为： 变阻器外形图 第八章 直流电动机 串变阻器启动用于各种中、小型直流电动机。缺点：变阻器比较笨重，启动过程中消耗很多电能。 直流电动机串变阻器启动电路 第八章 直流电动机 2.降低直流电动机电枢电压的启动 降压启动——在启动时通过暂时降低电动机供电电压的方法，来限制启动电流。 一般只用于大容量起动频繁的直流电动机，并要有一套可变电压的直流电源。 优点：启动电流小，启动时消耗能量少，升速比较平稳。 注意：并励电动机采用减压启动时只降低电枢电压，不能降低励磁绕组的外施电压，否则启动转矩将变小，电动机将仍无法启动。 第八章 直流电动机 二、直流电动机的反转 改变电动机转向的方法： 一是将励磁绕组反接。 二是将电枢绕组反接。 一般都采用变电枢电流方向的办法来改变电动机的转向。 他励电动机正、反转的原理电路图 第八章 直流电动机 三、直流电动机的调速 直流电动机的调速——电动机的机械负载不变的条件下，改变电动机的转速。 调速可采用机械方法、电气方法或机械和电气配合的方法。 直流电动机有三种调速方法： 1．电枢回路串电阻调速法 2．改变励磁磁通调速法 3．改变电枢电压调速法 第八章 直流电动机 1.电枢回路串电阻调速法 电枢回路串电阻调速法 电路原理图 机械特性 第八章 直流电动机 特点： （1）属于恒转矩调速方式，转速只能由额定转速往下调。 （2）设备简单，投资少，只须增加电阻和切换开关，操作方便。 （3）只能分级调速，调速平滑性差。 （4）低速时，机械特性很软，转速受负载影响而发生较大的变化，电能损耗大，经济性能差。 (5)运行时调速电阻上电能损耗大,经济性能差 应用场合： 常用在调速范围不大、调速的相对稳定性要求不高、断续工作的生产机械上。 第八章 直流电动机 2.改变励磁磁通调速法 改变励磁磁通调速法 电路原理图 机械特性 第八章 直流电动机 特点： (1)属于恒功率调速，转速只能由额定转速往上调,图中n1大于额定转速。 (2)调速在励磁回路中进行，由于励磁电流较小，因而功率较小，设备容量较小，损耗小，调速的经济性好。 (3)在励磁回路进行，级数可以增多，平滑性好。 (4)调速时最高转速受电动机本身的换向条件和机械强度的限制，不能太高，所以调速的范围较窄。 应用场合： 主要应用于恒功率负载的生产机械上，例如龙门刨床和大型立式车床等。 第八章 直流电动机 3.改变电枢电压调速法 改变电枢电压调速法 电路原理图 机械特性 第八章 直流电动机 特点： (1)属于恒转矩调速，电动机电枢电压只能由额定值往下调，则转速只能由额定转速往下调，如图中n1小于额定转速。 (2)改变电枢电压调速时,机械特性的斜率不变，所以调速的稳定性好。 (3)电压可以连续变化，调速的平滑性好，可以实现无级调速，调速范围大。 (4)调速所用设备多，投资大。 应用场合： 在调速性能(调速范围、调速的平滑性和稳定性)要求比较高的生产机械上广泛使用。 第八章 直流电动机 四、直流电动机的制动 在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。 直流电动机的制动 机械制动 电气制动 能耗制动 反接制动 再生制动 第八章 直流电动机 1.能耗制动 在能耗制动中，电动机实际变成了发电机运行状态，将系统中的机械动能转化为电能消耗在电枢回路的电阻中。 特点及应用场合：能耗制动所需设备简单，成本低，制动减速平稳可靠，常应用于生产机械要求迅速而准确停车的场合。 能耗制动电路原理图 第八章 直流电动机 2．反接制动 当电动机速度接近零时，迅速脱离电源，实现直流电动机的反接制动。 特点及应用场合：操作方便。一般应用在快速制动的小功率直流电动机上，特别适用于停车后立即反向运转的机械上。 反接制动电路原理图 第八章 直流电动机 3．回馈制动 回馈制动——直流电动机处于正常运行过程中，由于某种外加因素，使电动机转速n 超过理想空载转速n0时，电动机就进入回馈制动。 特点及应用场合：不需要改接线路，即可进入回馈制动状态，常应用于起重机稳速下放重物,电车或电力机车，在电车下坡过程中，都能产生回馈制动。 回馈制动电路原理图 第八章 直流电动机 ※§8—4　直流电动机的逆运行—直流发电机 一、直流他励发电机的特性 第八章 直流电动机 17 第八章 直流电动机 二、直流并励发电机 1.直流并励发电机的自励 直流并励发电机利用其本身的剩磁建立稳定电压的过程，称为自励过程。 并励发电机的自励条件为： (1)并励发电机主磁极必须有剩磁。 (2)励磁绕组与电枢绕组并接必须正确，使励磁电流产生的磁通与剩磁通方向一致。 (3)励磁回路的总电阻应小于临界电阻，如果大于临界电阻值，并励发电机将不能建立稳定输出电压。 并励直流发电机的接线图 第八章 直流电动机 2.并励发电机的外特性 直流并励发电机的外特性是指转速为常数时，电枢端电压与负载电流之间的关系曲线。 并励直流发电机的外特性曲线 第八章 直流电动机 三、直流弧焊机 1.直流弧焊发电机的工作原理 直流弧焊发电机的 工作原理线路图 直流弧焊发电机的工作原理如下： (1)他励励磁电路用铁磁稳压器稳压。 (2)串励去磁绕组产生的磁通与他励绕组产生的主磁通的方向相反，起去磁作用。 (3)焊接电流的调节分粗调和细调两种。细调是靠调节他励绕组中的电阻使发电机的输出电压随着改变。粗调是靠改变串励去磁绕组的匝数进行的。 第八章 直流电动机 优点：电弧稳定，可用各种焊条焊接各种碳钢、合金钢和有色金属；使用三相交流电源，故电网负载平衡，焊接时对电网的波动敏感性不大。直流弧焊机还可以用柴油机拖动，适合用于野外无电源的场所。 缺点：制造复杂、价格贵、体积大、噪声大等。 第八章 直流电动机 2.弧焊整流器 弧焊整流器也是一种直流弧焊电源,它把交流电整流成直流电，经调节装置获得电焊所需外特性的一种直流焊接电源。 弧焊整流器与直流弧焊发电机相比具有制造工艺简单、质量轻、节省材料、效率高、空载损耗小、噪声小、使用控制方便等优点。 第八章 直流电动机 §8—5　直流他励电动机实验 一、实验目的 二、实验内容 三、实验器材及控制屏上挂件排列顺序 1.实验器材 2.控制屏上挂件排列顺序 第八章 直流电动机 24 四、实验线路与操作步骤 1.用伏安法测电枢的直流电阻 测电枢绕组直流电阻接线图 第八章 直流电动机 2.直流他励电动机的启动、调速及改变转向 直流他励电动机接线图 五、注意事项 第八章 直流电动机 $$