直流电机电阻测量

直流电动机技术测定

THE TECHNICAL MENSURATION OF ASYNCHRONOUS ELECTROMOTOR

二、直流电动机的技术要求

THE TECHNICAL DEMAND OF DC-ELECTROMOTOR

1．温升性能

拖动提升机用的ZD系列直流电动机的环境温度不超过40，电动机各部分的最

高允许温升不得超过表(6—7)规定。而滑动铀奉的晕高允许洱寞不超过80~C…滚动轴承的最高允许温度不超过站写，对于采用强迫通风的电动机，需要符合制造厂规定的通风技术要求

2．安全性能

直流电动机的安全性能是指绝缘性能，换向性能，振动容

差等。

1)绝缘性能

直流电动机在热态时绕组绝缘电阻的要求与交流异步电动机一样，但对于四极以上的直流电动机匝间绝缘强度试验的最高电压不应使相邻换向片间的平均电压超过24伏。

2)换向性能

直流电动机产生火花的原因是复杂的，不仅仅由于电磁原因，在很多情况下是由机械和化学等原因所引起的。发生火花是直流机换向性能不良的直接表现，当火花超过一定限度时，会妨碍电机正常运转。但是，也不必要求绝对没有火花，因为电刷下只有微弱的火花时，电机的正常工作不会受什么影响。

根据技术标准的规定，火花等级见表6-8。

直流电动机的换向性能要求当电动机运转在空载至满载的整个过程中，其火花应不大于１．5级。

对于ZD系列通过规定的过载电流时，应不大于２级。

对于

系列电动机，在发热情况下，电动机接近额定转速，额定电压，力Z2

矩过50％肘，历时十分钟，其火花不超过2级，此时电动机应不致损坏或发生有害变形，并无局部过热现象。

3)振动容差

对ZD系列电动机的容许振动值不超过表6-9的规定。

对于Z2系列电动机的振动(两倍振幅值)应不大于表6-10规定。

3．运转性能

电动机的运转性能是指电动机运转中对效率、速度调整率，电流过载倍数等技术参数的要求。

1)、电动机效率容差

如8-8

系列电动机效率容差规定如下:

对于

Z2

用直接法测定效率时，为-

，最小为-0.007

-0.15(1-ρ)

用间接法测定效率时，额定功率在50千瓦及以下者为-0.15(1-ρ)。额定功率在50千瓦以上者为-0.10(1-ρ)

ρ——电动机效率的保证值。

2)电动机的速度调整率

对于ZD系列电动机的速度调整率，其容差为保证值的±20％，但最少为±2％。

对Z2系列电动机，当负载由空载增加到满载时，其速度调

整率Δn％不超过表6-11规定。

直流电动机技术的测定

THE TECHNICAL MENSURATON OF ASYNCHRONOUS ELECTROMOTOR

三、直流电动机的性能测定

THE MENSURATION OF DC -ELECTROMOTOR PERFORMANCE

1．电枢电阻测定

测量绕组直流电阻时，应同时测量被测绕组的温度，绕组温度与周围冷却介质温度相差不大于±3℃，绕组温度可用膨胀式温度计、电阻温度计或热电偶式温度计进行测量。如绕组温度不能直接测量，则在测量绕组的直流电阻之前，应将电机在空气中静置下列时间：

额定功率在10千瓦以下的电机，不少于5小时，

额定功率在10—100千瓦以下的电机，不少于8小时；

额定功率在100～1000千瓦以下的电机，不少于16小时。

在测量串激绕组、换向极绕组等的直流电阻以前，应先检查绕组连接点接触情况是否良好，因为电枢绕组的电阻一般很小，但连接点较多，如果接触不良，则容易产生误差。

电枢电阻的测定方法有两种，即电桥法，伏安计法(电流表和电压表法)。电枢电阻一般较小，当其小于1欧时常用双臂电桥。但应注意，电桥法测量时，会出现电刷接触处的过渡电阻的影响，使绕组各并联支路内电流分布不均匀，使其测量误差增大，因此一般不主张用电桥法测量电枢电阻。

伏安表法是用电流表和电压表测量电阻，应注意要选取稳定的直流电源作为测量用的电源厂被测绕组应当与可变电阻器、电流表串联，电压表应直接接在被测绕组的出线端上，电压表与被测绕组的连接应有良好的接触，测量时电流表与电压表读数应同时读出。

在测量以前，应注意切断电枢电路与激磁绕组电路的电源。并将激磁绕组短接，以免在接通或切断测量电流时产生感应电动势。除此之外，防止供给电枢试验电流时可能产生转动等现象。

测量时，应先将电压表断开，当线路电流稳定以后才可将电压表接入。在测量完成后，应先断开电压表，而后再断开线路电流。

在测定电枢绕组的直流电阻时，被测绕组中的电流数值不应大于绕组额定电流20％，同时仪表读数应尽快的读出，以免因绕组发热而影响测量的准确性。测量绕组的直流电阻时，每一电阻应在三种不同电流数值下测量三次。而电阻实际数

值应取三次测量数值的算术平均值。对同一电阻每次测量数值与其平均值之差不得超过±2％。

为了校验设计值和计算效率及电压调整率而测定电枢绕组直流电阻，为此而将电刷自换向器上提起。测量电阻时，应按照电枢绕组的型式依下法进行。

1）在缺乏绕组数据时(即绕组型式，是否有均压接线及其数目等)或不可能确定这些数据时，该法特别简单，并可应用于所有各种绕组。如图6—32所示。电压表的接线端于接到一对金属的触针上，用它来接触互相间隔一极距，并压在不同极性的电刷下的换向器片上，必须测量电刷下全部换向器片间的电压降，如

1—1’，2—2’，3—3’，之间的电压降。

每次测量应在同一电流下进行，在另外各对电刷所盖的换向器片间进行类似的测量，或者每旋转电枢一次测量若干数据。而取其平均值。这样的测定由于电刷接触处过渡电阻和绕组本身以及均压接线的过渡申蛆的影响，增大了测定的误差。为了提高测定的准确度，必须使电动机完全处于冷状态下来测定电枢电阻，此外所有电刷都必须紧密地与换向器磨合，并有同样的过渡电阻。

2)用在绕组数据为已知时测定电枢绕组电阻，必须取下电刷并在不大的电流下进行测量。测量工作采用两对触针，一对用来供给电流，第二对用来测量电压降，其接线图如图6—33所示。对于两极的单迭绕组或任意极数的单波绕组一当每极换向片数是整数时，应在相互间距离等于任一奇数极距的两片换向片

p——极对数。

对于复波绕组，当具有偶数环程时，其换向片的选择和具有偶数环程的复迭绕组相同，即对于双程波绕组，应取直接相邻的两片换向片。对于四程波绕组应取中间相隔一片的两片换向片，其他依次类推。当具有奇数环程时，则应取相互间距离或最接近

于任一奇数极距两片换向片，与单波绕组的情况相同。电枢绕组

的直流电阻R。s可按下式计算：

式中 R——量得的电阻数值(Q)

C——环程数。

对于具有乙种均压线的一次闭路的复迭绕组或复波绕组一应在相互间距离最接近于一极距，都装有均压线且尽可能隶属于不同环程的两片换向片上进行测量。

对于蛙式绕组——在测量绕组直流电阻时，可以看作是一个装有全数均压连接的迭绕组、波绕组元件的作用相当于均压线的作用。

为了校验设计值和计算效率及电压调整率，而将电刷放在换向器上测量电枢绕组的直流电阻时，应在下列两片换向片上进行测量，这两片换向片位于两组相邻电刷的中心线下面，且其相互间的距离应等于或最接近于一极距。依次在每两组相邻电刷下面的两片换向片上进行测量。电枢绕组直流电阻的实际值应取每次测量数值的平均值。

为了在发热试验中用电阻法确定温升而测量电枢绕组的直流电阻时，应当在同样两片换向片上测定电枢绕组的冷态和热态直流电阻。测量时，应尽可能减少由于电刷短路而引起的误差。因此，所选择的两片换向片应位于相邻两组电刷之间，其相互间的距离约等于极距的一半。

在发热试验结束，电动机停转以后，如所选择的两片换向片不在相邻电刷之间，则应转动转子，使换向片达到所需位置。

但对于大型电动机，要在停转以后转动转子是比较困难的因此在测量冷态直流电阻时，应当在换向器上多选择几组不同置的换向片i这样在电机停转后，总有一组换向片的位置是在邻电刷中间，就不需要转动转子。

2。励磁绕组的极性和电阻测定

1)检查磁极极性

为了检查磁极绕组的连接是否正确，首先应核对各个磁极组相接是否正确，即是否能保证主极与换向极极性间隔交替变极性，而后再确定各绕组整体连接是否正确。各极间隔交替变极性可由外观检查，用磁针或特殊的试验线圈来确定。

在外观检查时，可预设一电流方向，用右手螺旋定则来确磁极极性。但此法需在励磁绕组连接情况能明显看出，或清楚道全部励磁绕组的绕向和引出线的布置与连接时，此法很方便对串励绕组比较适用。

第二个方法是给励磁绕组中通以直流电流，将一用细线挂来的磁针，轮流接近每个磁极，根据磁针的指向，就可判断出试磁极的极性。

第三个方法是借助于试验线圈确定极性。试验线圈是用细绝缘导线绕成很多线匝，粘在一小块薄的纸板上，或用其他任方法将其固定后，其两端接入毫伏计。确定极性时，在励磁绕中通以电流，而试验线圈则插入电枢与磁极间的空气隙中，并速抽出。毫伏计指针按绕组中的电流方向而呈一定的偏转方向也是轮流交替变换方向。用此法时应注意试验线圈从—极度移到一极时不应将其反转。它应该以同一面朝向磁极。

2)励磁绕组电阻测定的方法有电桥法与伏安法两种，对于电枢串联的励磁绕组电阻测定，由于电阻值较小，常用双臂电法。对于与电枢并联或他励磁的励磁绕组电阻测定常用伏安法

测试的注意事项及方法与异步电动机单相绕组伏安测定法完一样。

2、直流电动机电感测定

1)直流电动机电枢电感测定

直流电机电枢电感测定是用示波器测定静止电动机的电枢电流曲线的方法。这种测定如图6-34所示。首先给电动机电枢电路加以电压，而后将电枢电路短接，即合上

开关K。电枢电流在电枢短接时的变化规律决定于电压方程式，即

式中 I——电枢电路的电流(A)

R——电枢回路总电阻，包括电枢绕组电阻，电流表与示波器振子电阻(Q)。

对电流波形图I=f(t)的各部分求得数值，根据6-66的数值。

如果在计算时必须采用某一等效电流I

TX

它在励磁电流变化的某一段是恒定的，那么这个等效值根据曲线I=f(t)所限定的面积来决定较为方便，如图6-35所示。上式亦可表示为下列形式假定L：常数，且在I：11至I：12的限度内取积分。则得：

(6—68)

公式6-68右边的积分代表曲线I=f(t),横坐标和两

个分别对应 t

1和t

2

的纵坐标所限定的面积S.由此可知

（6-69）

式中S—I=f(t)曲线与t

1

t

2

所包围的面积；

2)励磁绕细

励磁绕组的电感可以利用电动机的磁化曲线或空载曲线来测定。计算是根据平均曲线来进行的，由磁滞现象引起的电感变化通常不加以考虑。

由于分布在电动机的各磁极上的绕组是串联的，故励磁绕组电感可根据下式确定

式中2p一-- 电机的磁极数;

试验时应保证电动机运转在空载情况下，并将外施电压自

125％额定电压开始，逐步降低到可能达到的最低值。量取9～11

点。每降一电压时应读取相应的转速，电枢电压，电流，励磁电

流，试验完毕后应立即测量电枢回路各部分绕组的直流电阻值。

被试电动机的恒定损耗可依下式计算

式中被测电机的恒定损耗(kW)，

电刷的电气损耗(kW)，

励磁回路损耗(若他励磁时则不计入)(kW)，

空载时电枢回路各部分绕组的铜耗(kW)，

电动机的输入功率(kw)。

空载试验时电动机的输入功率P

1，与励磁损耗ΔP

LC

可以直接读取。

负载时直流电动机的铜损耗ΔP

t

，为电枢绕组串激绕组，换向极绕组及补偿绕组的基本铜耗，应依照电枢电流及换算至计算工作温度下的各绕组直流电阻计算之。电刷的电气损耗应按电枢电流及一个固定电压降的乘积计算，该电压降的数值假定为与电枢电流的数值无关，且对所有同一极性的电刷其数值为：

对于碳素及石墨电刷为1伏。

对于金属碳素及金属石墨电刷为0．3伏。

故电机的恒定损耗

(6-81)

直流电动机的杂散损耗AP：几乎与电枢电流平方成正比，而

在最大额定电流时其数值为：

无补偿绕组的电动机——为最大额定电流时轴端输出功率的

1％。

有补偿绕组的电动机——为最大额定电流时轴端输出功率的0．5％。

2)直流电动机效率的确定

直流电动机的效率确定方法完全和异步电动机相同，可按照6-38式进行计算；但直流电动机总损耗为对电动机输出功率较难测定，而根据测量的输入电压与电流

就可定出输入功率，而用空载及负载试验分别测定出各损耗，故直流机效率可确定之。

5．直流电动机特性测定

1)空载特性测定

直流电动机空载特性是指电动机空载时电枢电压对转速的关系(励磁电流为额定值)。空载试验时应使电动机励磁回路施以额定电压使励磁绕组达到额定电流，而给电枢电压为额定值时测取电动机的转速，而后保持电动机在额定励磁电流下变更电枢电压

测取其相应转速，电枢电压，励磁电流和电枢电流。最高电压应注意不超过120％Uc。保证电动机转速不超过120％ne。测定直流电动机空载特性时应在其运转一定时间后再记录仪

表读数，因为这时轴承和励磁绕组的温度才与工作昀相一致。空载特性测定可根据测定的转速、电压、电流值确定电动机的空载损耗。有利于判定电动机的装配、轴承工作是否良好及检查其控制性能。

2)直流电动机的负载特性测定

直流电动机负载试验的目的是校核与检查电动机在额定负载时的电枢电流、励磁电流及转速的数值，检查电动机的换向情况、振动及运转情况。

负载试验时，力矩的数值可以直接由转矩转速测定仪测出或由损耗分析法确定出。通过试验绘出其工作特性曲线，在测取工作特性曲线时可以空载或25％额定负

载到125％过载范围内适当地量取数点，但一定要取有额定工作状态的点。

负载试验接线如图6-36所示。试验时应测取电枢电压、电流、电动机的转速，励磁绕组的电压与电流等。(如有转矩转速测定

2)直流电动机效率的确定

直流电动机的效率确定方法完全和异步电动机相同，可按照6-38式进行计算；但直流电动机总损耗为对电动机输出功率较难测定，而根据测量的输入电压与电流

就可定出输入功率，而用空载及负载试验分别测定出各损耗，故直流机效率可确定之。

5．直流电动机特性测定

1)空载特性测定

直流电动机空载特性是指电动机空载时电枢电压对转速的关系(励磁电流为额定值)。空载试验时应使电动机励磁回路施以额定电压使励磁绕组达到额定电流，而给电枢电压为额定值时测取电动机的转速，而后保持电动机在额定励磁电流下变更电枢电压

测取其相应转速，电枢电压，励磁电流和电枢电流。最高电压应注意不超过120％Uc。保证电动机转速不超过120％ne。测定直流电动机空载特性时应在其运转一定时间后再记录仪

表读数，因为这时轴承和励磁绕组的温度才与工作昀相一致。空载特性测定可根据测定的转速、电压、电流值确定电动机的空载损耗。有利于判定电动机的装配、轴承工作是否良好及检查其控制性能。

2)直流电动机的负载特性测定

直流电动机负载试验的目的是校核与检查电动机在额定负载时的电枢电流、励磁电流及转速的数值，检查电动机的换向情况、振动及运转情况。

负载试验时，力矩的数值可以直接由转矩转速测定仪测出或由损耗分析法确定出。通过试验绘出其工作特性曲线，在测取工作特性曲线时可以空载或25％额定负

载到125％过载范围内适当地量取数点，但一定要取有额定工作状态的点。

负载试验接线如图6-36所示。试验时应测取电枢电压、电流、电动机的转速，励磁绕组的电压与电流等。(如有转矩转速测定

仪时应同时测取转矩对应值)。同时还应检查电机换向及振动情况。

负载试验时应注意让各部分绕组达到稳定运转温度后再进行。

6．直流电动机无火花换向区的测定

换向是决定直流电动机是否适应于运转的最重要因素。影响电动机换向的因素很多，有时为了查明电动机火花的原因，必须对换向器，电刷进行长期的考察。并对电动机火花进行判断、检查。特别是对无火花换向区域的测定，是保持电动机安全运转的重要措施。

直流电动机的无火花换向区域是指将电动机的负载电流自空载调节到125％额

定值，在每一电枢电流时调节换向极绕组中的电流，确定出换向极绕组中的电流的上限与下限，在此两极限值间，电动机能保持黑暗换向，以这些电流极限为界限的换向区域称为“无火花换向区域‘。无火花换向区域的确定应当在电动机的直接负载下(或电枢电路短路时)，使其温度接近于电动机酌正常工作温度时进行。

7 .轴电流的检查

轴电流的检查只有对容量较大的电动机才需要进行。

(1)由于轴端间的感应电势而产生循环电流——检查时，电动机应在额定电压、额定转速下空载运行·，并应预先断开轴电流的外部回路，检查可用下列方法。

用交流毫伏表(约100毫伏刻度)，测量轴端间的感应电势；测量时建议采用真空管或热电式毫伏表(包括晶体管毫。伏表)。毫伏表引线与轴表面间应有良好的接触。

用低电阻导线将轴的两端连接到一只量程为60安或以上的电流表上，测量通过的轴电流。测量时电流表指针一般偏转很小，在试验时应记录指针偏转角的大小，然后根据测量的刻度确定出电流值。采用量程较大的电流表是为了减小电流表的阻抗。测量

时电流表引线与轴表面间的接触电阻应尽量减少。对于调速电动机，应在额定最低转速及额定最高转速下进行检查。

(2)由于轴磁通产生的局部电流——检查时应将电机调节到额定工作状态，然后用低电阻引线将一只直流毫伏表(约100毫伏刻度)连接到轴承两端的轴表面上，每端各接一根引线进行测量。对每一只轴承都应进行检查。对于调速电动机，可以仅在额定最高转速下进行检查。

8．直流电动机的温度测定

直流电动机温度测量的方法有温度计法，电阻法，附装检温计法。温度计法用以测量不能用电阻法测量的电动机各部分的温度，如轴承，换向器等。电阻法适宜于绕组温度测定，但绕组电阻较低的，如串激绕组，换向极绕组及补偿绕组，或接触电阻在全部电阻数值中占比例很大时，则电阻法测定可能不准确，在这种情况下，亦可用温度计法进行测量。附装检温计法，用以在普通膨胀式温度计所不能达到的部分测量温度。如绕组的端部，槽部和定子铁心的个别钢片之间。

1)定子励磁绕组温度测定

定子励磁绕组温度测量用电阻法，但对于低电阻的串激绕组，换向极绕组及补偿绕组等则用温度计法。

用温度计法测量定子绕组温度时，至少应在电动机两侧各在一只主极及换向极上放置温度计，在每个线圈上应放三个温度计，一个放在磁极前端，一个放在磁极盾端，一个放在磁极的侧面，并尽可能伸入到电动机内部。但放置温度计条件困难时，可适当减少温度计数，测量时应同时测定主极极靴的温度。

2)电枢绕组

电枢绕组的温度用电阻法测定，但如果电枢电阻值很低，电阻法测定不够准确，则可用温度计法进行测量。用温度计法测量电枢绕组温度应当在电动机停车后立即加以测定，测量时应在电枢铁心的齿部、电枢绕组的端部及扎箍上各放置温度计四个，这些温度计应均匀分布在电枢的周围。如电动机尺寸较小时可适当减少温度计数。

3)换向器温度测定

换向器温度应在电动机停车后立即进行测量。测量时应在换向器两侧各放置三个温度计。一个放在换向器前端，一个放在中部，另一个放在换向器后端接近竖板处，如电动机尺寸较小时，亦可适当减少温度计数。测定换向器温度时应选用针式热电偶或电阻式温度计，因这

种温度计的时间常数较小，故测得的温度数值比较正确。电动机各部分温度测定应该在停车后15～20秒钟内完成，为此应在测定前把测温装置预热，并在电动机附近分布着必要数

量的人员，并作好测温的准备工作，在电枢完全停止后立即进行测定。若是不能在15～20秒内完成，则应对测定的温度值进行修正。

电动机各部分在停车时的温度可以用冷却曲线以外插法求得，其方法与异步电动机温度测定修正法同。亦要作出logT=f(t)曲线，而后推至 t=0时的温度。

根据直流他激电动机铭牌给定的数据即

额定功率 Pe 额定温升 t C

额定电压 ue 额定效率

额定电激磁连接方式

额定转速ne

额定励磁电压U

Le

额定励磁电流I Le

确定电动机的各项参数，即电动机的电枢电阻，激磁绕线电阻，额定力矩，电动机电枢电势及电动机的速度调整率等。

1．电枢电阻的确定

根据电动机铭牌给出的数据可以近似地认为铜损占总损耗的一半，则可得到:

2．激磁绕组的电阻

根据铭牌数据给出的励磁电压与电流则可得出

式中——励磁机的电压(V)，

——励磁机的电流(A)，

I

LC

R

——励磁绕组的电阻。

LC

3，电动机的额定力矩

电动机额定力矩是指电动机带动工作机械的输出力矩：即

4．电动机的电枢电势(反电势)E。

根据直流电动杌的电压平衡方程式可得出

5．电动机的转速调整率

直流电动机的额定转速调整率是：

式中 ----为理想空载时电动机的转速(r．Lm)，——直流电动机额定转速．(r．p．m)

电动机理想空载转速可根据电压平衡方程式得出

他励直流电动机串电阻启动的设计15613

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：贤第 学号：20130210470103

Pan=200kw ；Uan=440v ；Ian=497A ；nN=1500r/min；Ra=0.076Ω； 采用分级启动，启动电流最大不超过2Ia N,，求各段电阻值，并且求出切除电阻时的瞬时转速和电动势，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。 三、设计计划 第1天查阅资料，熟悉所选题目； 第2天根据基本原理进行方案分析； 第3天整理思路，按步骤进行设计； 第4天整理设计说明书； 第5天准备答辩； 四、设计要求 1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份。 2、设计必须根据进度计划按期完成。 3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。

摘要 他励直流电动机启动时由于电枢感应电动势Ea =CeΦn = 0 ,最初启动电流IS =U/Ra,若直接启动,由于Ra很小,ISt会十几倍甚至几十倍于额定电流, 无法换向,同时也会过热,因此不能直接启动。 要限制启动电流ISt的大小可以有两种方法:降低电枢电压和电枢回路串接附加电阻。本文仅以他励直流电动机的串电阻启动为主题进行详细的阐述。 在实际中，如果能够做到适当选用各级启动电阻，那么串电阻启动由于其启动设备简单、 经济和可靠，同时可以做到平滑启动，因而得到广泛应用。但对于不同类型和规格的直流电动机，对启动电阻的级数要求也不尽相同。 关键词：他励直流电动机；启动电流；串电阻启动； 目录 引言 (5) 1 直流电动机 (7) 1.1直流电动机的工作原理 (7) 1.2直流电动机的分类 (7) 1.3他励直流电机工作原理 (8)

直流电机串电阻启动

指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院 课程设计报告 设计题目：直流电机的串电阻启动过程设计 学校： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 设计时间：年月 重庆邮电大学移通学院

目录 一、直流电动机的综述 (4) 1.1直流电动机的基本工作原理 (4) 1.2直流电动机的分类 (5) 1.3直流电动机的特点 (5) 二、他励直流电动机 (5) 2.1他励直流电动机的机械特性 (5) 2.2固有机械特性与人为机械特性 (6) 三、他励直流电动机的起动 (7) 3.1直流电动机的启动过程分析 (8) 3.2他励直流电动机起动电阻的计算 (9) 四、设计内容 (10) 五、结论 (11) 六、心得体会 (12) 七、参考文献 (12)

一、直流电动机的综述 1.1直流电动机的基本工作原理 图1 是一台最简单的直流电动机的模型，N和S是一对固定的磁极(一般是电磁铁，也可以是永久磁铁)。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个弧形铜片上，弧形铜片称为换向片，它们的组合体称为换向器。在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。电枢铁心、电枢线圈和换向器构成的整体称为电枢。 如果将电源正负极分别接电刷A和B,则线圈abcd中流过电流。在导体ab中，电流由a 流向b，在导体cd中，电流由c流向d，如图（a）所示。载流导体ab和cd均处于N和S 极之间的磁场当中，受到的电磁力的作用。用左手定则可知，载流导体ab受到的电磁力F 的方向是向左的，力图使电枢逆时针方向运动，载流导体cd受到的电磁力F的方向是向右的, 也是力图使电枢逆时针方向运动，这一对电磁力形成一个转矩, 即电磁转矩T，其方向为逆时针方向，使整个电枢沿逆时针方向转动。当电枢转过180°, 导体cd转到N极下，ab转到S极上，如图（b）所示。由于电流仍从电刷A流入，使cd中的电流变为由d流向c，而ab中的电流由b流向a，再从电刷B流出。用左手定则判别可知，导体cd受到的电磁力的方向是向左的，ab受到的电磁力的方向是向右的，因而电磁转矩的方向仍是逆时针方向,使电枢沿逆时针方向继续转动。当电枢在转过180°，就又回到图（a）所示的情况。这就是直流电动机的基本工作原理。 1.2直流电动机的分类 直流电动机因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。根据励磁方式的不同，

他励直流电机串电阻启动

他励直流电动机串电阻启动仿真一、工作原理 电动机的起动是指电机合上电源后，从静止状态加速到所要求的稳定转速时的过程。起动时把电动机电枢直接加上额定电压是不允许的，因为在起动前，电机转速为零，由电枢电势公式可知，Ea也为零，电枢绕组电阻Ra又很小，若此时加上额定电压，会引起过大的起动电流Is，Is = UN/Ra,其值可达额定值的10～20倍。这样大的启动电流会产生强烈火花，甚至烧毁换向器；还会加剧电网电压的波动，影响同一电网上其他设备的正常运行，甚至可能引起电源开关跳闸。 直流电动机在电枢回路中串联电阻起动是限制起动电流和起动转矩的有效方法之一。建立他励直流电动机电枢串联电阻起动的仿真模型，仿真分析其串联电阻起动过程，获得起动过程的电枢电流、转速和电磁转矩的变化曲线。 二、参数计算 有一台他励直流电动机，参数如下： PN=100KW UaN=440V IaN=497A

nN=1500r/min Ra=0.076Ω 若采用串电阻启动，所串电阻计算如下： （1）选择I1和I2 I1=（1.5～2.0）IaN=(1.5～2.0)497A=(745.5~994）A I2=（1.1～1.2）IaN=(1.1～1.2)497A=(546.7~596.4）A 选择I1=850A ，I2=550A （2）求出起切电流比β 5.1550 85021===I I β （3）求出启动时的电枢电路电阻Ram Ω=Ω==518.0850 4401I U R aN am (4)求出启动级数m 74.45 .1lg 076.0518.0lg lg lg ===βa aN R R m 故取m=5 （5）重新计算β，校验I 2

直流电动机串电阻分级启动仿真实验设计

直流电动机串电阻分级启动仿真实验 电路图搭建： 如果电动机直接启动的话，设置Step1/ Step2 /Step3的起始值为0，并且step time 设为0，也就是在0时刻开始以后一直都为0值，也就是三个电阻开关保持闭合，使所串电阻短路，仿真得到转速和电枢电流的启动图形： 可以发现，启动电流在很短的时间里就冲击到很大的值，我们将电流波形横坐标和纵坐标分别放大看看： 从图中可以看到，在时间约为0.08s时刻电流冲击到了大约1840A，这很显然不符合要求，电机一启动就烧，或者启动瞬间熔断丝就烧断。

如果这时候串一个1Ω的电阻，也就是讲三个电阻值都串进电路，设置Step1/ Step2 /Step3的step time 设置为20s，得到以下波形： 可以发现启动电流变小了很多，在200A左右，这也就满足启动电流限制的要求了，但是串联的电阻不能一直在电路中，这样会造成能量损耗，因为虽然电阻很小，但是电流很大，电流平方得到损耗电功率就很大了，即使是在额定运行时，额定电流大约在88.8A，而且我们还发现在时间t=10s时刻，电机还没有达到额定运行状态，也就是启动过程太慢，这主要是串了启动电阻的原因。

现在我们采用分级启动，下次电阻降低是在电流约为额定的1.2倍时，这样我们选t=3.5s时，把串的0.518Ω的电阻去掉，使所串电阻为0.482Ω，设置step3的step time 为3.5s，得到如下仿真图： 可以发现电流会在3.5s时又有一个冲击电流，大约是210V左右，一般也能满足要求， 也就是说，二次所串的电阻0.482欧姆能够满足要求，现在我们试试如果去掉0.838Ω的电阻，只剩一只0.162Ω时仿真的波形： 很显然看出，在时间3.5s时刻，冲击电流很大，大约460V(底下的放大波形可以清楚地看出)，这也就不能满足电机的启动电流的要求。所以我们在去电阻时候要选择大小，不能一次性完全去掉，而是一次一次的分级去掉。下面就是我们进行的第二次去电阻。

直流电机启动方法

直流电机启动方法 直流电机从接通电源开始转动，直至升速到某一固定转数稳定运行，这一过程称为电动机的启动过程。直流电机有直接合闸起动、串电阻起动和降电压启动三种方法。 由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当直流电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。因此直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机。 为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电机中。但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电机。但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。 对容量较大的直流电机，通常采用降电压起动。即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。此种方法电源设备比较复杂。下面和松文机电具体了解一下这些启动方式。 a.直接合闸起动。 直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动。由于电动机所加的是额定电源，而电动机开始接通电源瞬间电枢不动，电枢反电动势E。为零，所以启动时电流很大。启动时电动机最大电流为正因为电动机启动电流很大，所以启动转矩大，电动机启

动迅速，启动时间短。 不过，电动机一旦开始运转，电枢绕组就有感应电动势产生，且转数越高，电枢反电动势就越大。随着电动机转数上升，电流迅速下降，电磁转矩也随之下降。当电动机电磁转矩与负载阻力转矩相平衡时，电动机的启动过程结束而进人稳定运行状态。 直接合闸起动的优点是不需其他设备，操作简便；缺点是启动电流大。它只适用于小型电动机，如家用电器中的直流电机。 b. 串电阻起动 串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻RP串人电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。 串电阻起动的优点是启动电流小；缺点是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。 c．降电压起动。 降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。

电机与拖动课程设计---他励直流电动机串电阻启动

课程设计名称：电机与拖动课程设计 题目：他励直流电动机串电阻启动 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号：

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。直流电动机是将直流电能转换成机械能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，但是它具有良好的启动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和启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。 关键词：直流电机；串电阻；启动；原理；分类：机械特性；变速

1 直流电动机简介............................... 错误！未定义书签。 2 直流电机的基本结构 (1) 2.1 定子 (1) 2.2 转子.................................... 错误！未定义书签。 2.3 气隙.................................... 错误！未定义书签。 3 直流电动机的工作原理 (2) 4 直流电机的分类 (3) 5 他励直流电动机的机械特性 (5) 6 直流电机的名牌数据和主要系列 (6) 7 固有机械特性与人为机械特性 (7) 8 他励直流电动机串电阻起动 (8) 9 起动电阻的计算 (10) 10 设计得出结论 (12) 体会............................................ 错误！未定义书签。参考文献........................................ 错误！未定义书签。

直流电机的启动过程

首先，电厂中的直流油泵用在什么地方，一般多用在润滑油系统，称为直流润滑油泵或事故油泵；如是氢冷发电机组的话，密封油系统通常也设置一台，名称也是直流密封油泵或事故密封油泵。作用是什么呢？一般是考虑全厂失电的情况下，保护汽轮机大轴和氢气扩散至空气中，这些都可以从部颁的二十五项反措中找到设计直流油泵的原因，什么防汽轮机大轴弯曲了，氢爆了等等。 其次，再说直流电机的分类，一般有串励、并励、他励三种，至于派生出什么积复励和差复励等等咱就不研究了。像刚才所说的油泵电机，容量都不会太大，所以此类直流电机一般都设计为并励直流电机。像15楼所述怕电机飞车这种情况一般只出现在自励直流电机上；当然了，自励电机和并励电机各自有各自的优缺点，在什么地方使用跟需要实现什么功能有关，这里就不再啰嗦了 第三，先上一个图，这是电厂直流油泵电机典型的接线图，辅助的一些元件我没有画出来，比方说KM的合跳、信号回路、电流指示回路等，甚至有些单位还加了一些时间继电器等等。 启动电阻 电枢绕组 励磁绕组 其中KM是直流电机的主接触器，KM1就是楼主所述的辅助接触器，电枢绕组为转子线圈，其阻值一般都很小，微欧级。励磁绕组为静子的磁极线圈，有兴趣的可以利用设备解体的时候学习一下，直流电机静子上不但有磁极线圈，还有换向极线圈（在两个主磁极之间的那个），励磁绕组的那个阻值一般都在百欧级。 接下来我们要说直流电机的启动过程，假如没有KM1和启动电阻的话，直流电压(一般为220V)直接加在一个微欧级的电阻上，你们可以计算一下电流有多大。直流电机的主回路会受不了这么大的电流的。忘了说了那个启动电阻一般的阻值为零点几到几欧姆之间吧，根据各单位限流的幅值倍数而定，可自行设计。所以啊，直流电机的启动过程必须要加限流的措施，一般采用的方法如上图所示。KM先动作合闸，此时KM1不动作，启动电阻串在电枢回路里，此时的电流值可依据设计的启动电流倍数而定，一般不超额定的4-7倍，此时电流值在我们的控制范围内。当电机启动完成后，我们当然不希望启动电阻串在电枢回路里，发热会很厉害，也不节能，所以必须得切除。什么时间切除呢，大家都注意到了KM1这个接触器的线圈是并在电枢回路里，随着电机转速逐渐升高的时候，它的反电势也在逐步增加，增加到KM1的动作电压时，KM1吸合，切除启动电阻，直流电机启动完成。 至于楼主说的两个接触器是串联关系，我认为说的不太确切，只能说是混联，或者说不存在串并联关系，因为，这两个接触器动作的次序不一样，只有在电机启动完成后，才勉强可以说是串联的。 另外一点，在电机启动而启动电阻未切除的时候，随着反电势的建立(方向与电源极性相反)，启动电流是呈下降趋势的，相当于加在电枢绕组两端电压在下降，U1=U-E。 直流电机在电厂用处不是十分广泛，但无他不行，所以有关直流电机的资料和经验都很少，欢迎大家来一起交流直流电机的运行心得和经验教训。

直流电动机起动实验

F 实验一直流电动机起动实验 一、实验目的 理解直流电机的工作原理，测试直流电动及直接起动的波形。说明负载转矩、 转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。 二、实验的主要内容 仿真一台直流并励电动机的起动过程。电动机参数为: PN =17kW, U N = 220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻R a =0. 0870，电枢电感La =0. 0032H，励磁回路电阻R =181.50,电机转动惯量J=0.76 kg ?m2。 三、实验的基本原理 直流电动机刚与电源接通的瞬间，转子尚未转动起来时，他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流，这时的电 磁转矩称为起动转矩。一般情况下，在额定电压下直接起动时，起动电流可 达电枢电流额定值的10~20倍，起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍，这 样的起动电流是换向所不允许的，而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖 动的生产机械遭受突然的巨大冲击，以致损坏传动机械和生产机械。由此可见，除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机，因电枢绕组导线细、枢 电阻大以及转动惯量又比较小，可以直接起动以外，一般的直流电动机是不 允许采用直接起动的。 四、实验步骤 1)建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电，用Step 模块给定电动机的负载转矩，在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路，以便通过示波器Scope 观察，m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2π =9.55。 2)计算电动机参数: 励磁电流 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0” 电枢电阻 电枢电感估算R a =0.0870

直流电动机的起动及性能分析

直流电动机的起动及性能分析 直流电动机就是依靠直流电驱动的将直流电能转换成机械能的电机。在这里，我们简单的讨论一下它的起动特点与性能。 与直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。由对电磁力及转矩分析可以看出：任何一台电机既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，这一性质称为电机的可逆原理。电机的可逆原理不仅适用于直流电机，也适用于交流电机。电机的实际运行方式由外施条件决定，如果电机转子输入机械能，而电枢绕组输出电能，电机作为发电机运行；如果在电枢绕组中输入电能，转子输出机械能，则电机作为电动机运行。直流电动机和直流发电机的结构基本是相同的，即都有可旋转部分和静止部分。可旋转部分称为转子，静止部分称为定子，在定子和转子之间存在着气隙。 直流电动机有两大优点:一、调速性能好。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。二、起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机拖动。 机械特性是电动机机械性能的主要表现，它与负载的机械特性，运动方程式相联系，将决定拖动系统稳定运行及过渡过程的工作情况。若不计电枢反应的影响，当电动机正向运行时，其机械特性是一条横跨I、II、IV象限的直线。其中第I象限为电动机运行状态，其特点是电磁转矩的方向与旋转方向（转速的方向）相同，第II、IV 象限为制动运行状态。 首先，直流电动机为什么要限制启动电流？不论是交流电机还是直流电机,其启动电流都会比正常运行的时候要大.因为电机启动时,要使电机从静止状态变为转动状态,就如同把静止物体从静止推动起来匀速运动一样,静止摩擦远大于滑动摩擦.因为在启动瞬间电机还没有转，没有自感反电动势 ,且当时磁场刚刚运作,磁性最强，在启动的时候，由于T=Tn，Ea=CeΦn=0，此时的电枢电流Ia=Us/Ra=Is，由于Ra本身很小，Is和Ts都比启动电流大很多,所以此时,通电线圈在磁场中做切割磁感线运动最剧烈,所以电流最大.因为电枢电阻Ra很小，所以直接启动时启动电流很大，通常可达到额定电流的10到20倍。过大的启动电流会使电网电压下降过多,影响本电网上其他用户的正常用电；使电动机的换向恶化，甚至烧坏电动机；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。因此，除容量很小的电动机

他励直流电动机串电阻的设计

淮阴工学院 课程设计说明书 作者: 学号： 学院: 机械工程学院 专业: 机械电子工程 题目: 他励直流电动机串电阻启动的设计指导者：

绪论 (1) 1直流电动机 (2) 1.1直流电动机的工作原理 (2) 1.2直流电动机的分类 (2) 1.3直流电动机的工作原理 (2) 2他励直流电动机 (4) 2.1他励直流电动机的机械特性 (4) 2.2他励直流电动机的启动 (5) 2.21对启动的要求 (5) 2.22电枢回路串电阻启动 (5) 2.3直流电动机电枢串电阻启动设计方案 (8) 2.31分级启动主回路和控制回路以及相关电器元件 (10) 2.32启动特性曲线 (10) 3设计体会 (11) 4参考文献 (12)

绪论 直流他励电动机控制器的优点是，线路无需切换即可实现牵引与制动的转换，带载能力强，防空转性能好。但是，如果不能掌握正确的启动方法，电机还是不能正常运行的。下面，我们就要对电机的启动过程和方法做一些必要的分析。 由于启动瞬间n=0，电枢电动势0=Φ=n K E e ，而电枢电阻有很小，所以启 动电流R U n =st I 将达到很大的数值。过大的启动电流，会引起电网电压的波动，影响其他用户的正常用电，并且会使电动机轴上受到很大的冲击。这种不采取任何措施就直接把电动机加上额定电压的启动办法，称为直接启动。处个别容量很小的电动机可以直接采用外，一般直流电动机不允许直接启动【1】。 在拖动装置要求不高的场合下，可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法【2】。本文对他励直流电机进行细致的介绍，用图片与文字相结合的方式 对他励直流电机工作时过程中的变量与时间的关系进行描绘，使我们更加清楚的了解他励直流电机的工作原理。

他励直流电动机启动

运动控制系统课程设计 课题：他励直流电动机启动 系别：电气与信息工程学院 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 河南城建学院 2015年1月4日

成绩评定· 一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。 二、评分 课程设计成绩评定 成绩：（五级制） 指导教师签字年月日

目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计内容 (1) 3.1、直流电动机 (1) 3.1.1直流电动机 (1) 3.1.2直流电动机的分类 (2) 3.1.3他励直流电机工作原理 (2) 3.2 他励直流电动机的启动 (3) 3.2.1 他励直流电动机串电阻启动 (3) 3.2.2 直流电动机电枢串电阻起动设计方案 (6) 3.2.3 多级启动的规律 (7) 3.3 结论 (7) 3.4他励直流电动机串电阻起动特性分析 (8) 四、设计体会 (10) 五、参考文献 (10)

一、设计目的 通过对一个实用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求 完成所选题目的分析与设计，进行系统总体方案的设计、论证和选择；系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算；课程设计报告的整理工作。 三、设计内容 有一台他励直流电动机，已知参数如下Pan=200kw ；Uan=440v ；Ian=497A ；Nn=1500r/min；Ra=0.076Ω；采用分级启动，启动电流最大不超过2IA,，求出各段电阻值，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。 他励直流电动机的启动时间虽然很短，但是如果不能采用正确的启动方法，电动机就不能正常地投入运行。为此，应对电动机的启动过程和方法进行必要的分析。 直接启动时，他励直流电动机电枢加额定电压Un，电枢回路不串任何电阻，此时由于n=0，Ea=0，所以启动电流Ist=Un/Ra，由于电枢回路总电阻Ra较小，所以Ist可以达到额定电流In的十几甚至几十倍。这样大的电流可能造成电机换向严重不良，产生火花，甚至正、负电刷间出现电弧，烧毁电刷及换向器。另外，过大的启动电流使启动转矩Tst 过大，会使机械撞击，也会引起供电电网电波动，从而引起其他接于同一电网上的电气设备的正常运行，因此是不允许的。一般只有微型直流电动机，由于自身电枢电阻大，转动惯量小，启动时间短，可以直接启动，其他直流电机都不允许直接启动。 在拖动装置要求不高的场合下，可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法。他励直流电动机在电枢回路中串电阻，具有良好的启动特性、较大的启动转矩和较小的启动电流，可以满足生产机械需要的要求。本文借助图像对整个过程及各个变量与时间的相互关系进行了描绘，对更加清楚地了解和设计他励直流电机启动的特点具有重要意义。3.1直流电动机 3.1.1直流电动机的工作原理 下图所示为最简单的直流电动机工作原理示意图。

直流电动机串电阻起动分析与设计

一、设计题目 直流电动机串电阻起动分析与设计 二、设计任务 一台Z4他励直流电动机，P aN=200kW，U aN=440V，I aN =497A，n N =1500r/min，Ra=0.076Ω。 采用分级起动，起动电流最大值不超过2I aN，试求各段电阻值，并求切除电阻时的瞬时转速和电动势，并做出机械特性图，对起动特性进行分析。 摘要 此文主要围绕他励直流电动机电枢回路串电阻分级起动设计方案进行分析，首先对直流电动机的基本工作原理以及其基本结构进行简单介绍，之后对直流电机的机械特性进行分析，主要分析了电枢回路串电阻时的人为机械特性、降低电源电压时的人为机械特性以及减弱励磁磁通时的人为机械特性。对他励直流电动机的降低电枢电压起动以及增加电枢电阻起动进行分辨，最后进行电枢回路串电阻启动过程分析及其计算，最后设计了他励直流电动机电枢回路串电阻分级起动方案。 关键词：他励直流电动机电枢串电阻启动机械特性

目录 1直流电动机的基本工作原理 (1) 2直流电动机的基本结构 (1) 2.1定子部分 (1) 2.2转子部分 (2) 2.3直流电机的铭牌数据 (2) 3直流电机的励磁方式 (3) 4直流电动机特点 (4) 5直流电机的机械特性 (4) 5.1电枢回路串电阻时的人为机械特性 (4) 5.2降低电源电压时的人为机械特性 (4) 5.3减弱励磁磁通时的人为机械特性 (5) 6他励直流电动机 (6) 6.1他励直流电动机的机械特性 (6) 6.2机械特性方程式 (6) 6.3固有机械特性与人为机械特性 (7) 7他励直流电动机的起动 (7) 7.1降低电枢电压起动 (8) 7.2增加电枢电阻起动 (8) 7.2.1电枢回路串电阻启动过程分析 (8) 7.2.2电枢回路串电阻起动电阻的计算 (9) 8他励直流电动机电枢回路串电阻起动设计方案 (10) 结论 (12) 参考文献 (14)

他励直流电机的启动原理与运行

他励直流电机的运行 直流电动机的起动 电动机接到规定电源后，转速从0上升到稳态转速的过程称为起动过程。 他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。 合闸瞬间的起动电流很大应尽可能的缩短启动时间，减少能量损耗以及减少生产中的损耗 起动电流大的原因： １、起动开始时：n=0,Ea=CeΦn=0, ２、电枢电流：Ia=(U-Ea)/Ra=U/Ra Ra一般很小 这样大的起动电流会引起后果： １、电机换向困难，产生严重的火花 ２、过大转矩将损坏拖动系统的传动机构和电机电枢 ３、供电线路产生很大的压降。变频器整流回路的启动电阻 结论：因此必须采取适当的措施限制起动电流，除容量极小的电机外，绝不允许直接起动 起动方法： 电枢串电阻启动——起动过程中有能量损耗，现在很少用，在实验室中用降压启动——适用于电动机的直流电源是可调的，投资较大，但启动过程中没有能量损耗。 直流启动器 电枢串电阻起动： 最初起动电流：Ist=U/(Ra+Rst) 最初起动转矩：Tst=ＫＴΦIst 启动电阻：Rst＝（UN／λi IN）－Ra 为了在限定的电流Ist下获得较大的起动转矩Tst,应该使磁通Φ尽可能大些，因此起动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。 有了一定的转速n后，电势Ea不再为0，电流Ist会逐步减小，转矩Tst 也会逐步减小。 为了在起动过程中始终保持足够大的起动转矩，一般将起动器设计为多级，随着转速n的增大，串在电枢回路的起动电阻Rst逐级切除，进入稳态后全部切除。 起动电阻Rst一般设计为短时运行方式，不容许长时间通过较大的电流。

降压起动： 对于他励直流电动机，可以采用专门设备降低电枢回路的电压以减小起动电流。 起动时电压Umin,起动电流Ist： Ist= Umin/Ra< λiIN 启动过程中U随Ea上升逐渐上升，直到U=UN 串励电动机绝对不允许空载起动。 串电阻起动设备简单，投资小，但起动电阻上要消耗能量； 电枢降压起动设备投资较大，但起动过程节能。 直流电动机的调速 为提高产品质量和生产效率，工作机械的运行速不可能是单一的。按照工作机械的要求认为地调节拖动电动机的运行速度。 例如：车床切削工件时，精加工用高速，粗加工用低速。 改变传动机构的变比——机械调速 改变电动机参数——电气调速：直流和交流 直流调速系统中大多数为他励直流电动机 一、他励直流电动机人为机械特性 电动机转速特性和机械特性的一般表达式：

直流电动机启动、调速控制电路实验

实验题目类型：设计型 《电机与拖动》实验报告 实验题目名称：直流电动机启动、调速控制电路 实验室名称：电机及自动控制 实验组号：X组指导教师：XXX 报告人：XXX 学号：XXXXXXXXX 实验地点：XXXX 实验时间：20XX年XX月X日指导教师评阅意见与成绩评定

一、实验目的 掌握直流电动机电枢电路串电阻起动的方法； 掌握直流电动机改变电枢电阻调速的方法； 掌握直流电动机的制动方法； 二、实验仪器和设备 三、实验内容 （1）电动机数据和主要实验设备的技术数据

四、实验原理 直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率较小）、无极（电机额定功率较大）之分。是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。 直流电动机的调速：改变Ra、Ua和?中的任意一个使转子转速发生变化。 直流电动机的制动：使直流电动机停止转动。制动方式有能耗制动：制动时电源断开，立即与电阻相连，使电机处于发电状态，将动能转化成电能消耗在电路内。反接制动：制动时让E与Ua的作用方向一致，共同产生电流使电动机转换的电能与输入电能一起消耗在电路中。回馈制动：制动时电机的转速大于理想空转，电机处于发电状态，将动能转换成电能回馈给电网。 五、实验内容 （一）、实验报告经指导教师审阅批准后方可进入实验室实验 （二）、将本次实验所需的仪器设备放置于工作台上并检查其是否正常运行，检验正常后将所需型号和技术数据填入到相应的表内（若是在检验中发现 问题要及时调换器件） （三）、按实验前准备的实验步骤实验

他励直流电动机串电阻的设计概要

他励直流电动机串电阻的设计概要

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淮阴工学院 课程设计说明书 作者: 学号： 学院: 机械工程学院 专业: 机械电子工程 题目: 他励直流电动机串电阻启动的设计指导者：

绪论 (1) 1直流电动机 (2) 1.1直流电动机的工作原理 (2) 1.2直流电动机的分类 (2) 1.3直流电动机的工作原理 (2) 2他励直流电动机 (4) 2.1他励直流电动机的机械特性 (4) 2.2他励直流电动机的启动 (5) 2.21对启动的要求 (5) 2.22电枢回路串电阻启动 (5) 2.3直流电动机电枢串电阻启动设计方案 (8) 2.31分级启动主回路和控制回路以及相关电器元件 (10) 2.32启动特性曲线 (10) 3设计体会 (11) 4参考文献 (12)

绪论 直流他励电动机控制器的优点是，线路无需切换即可实现牵引与制动的转换，带载能力强，防空转性能好。但是，如果不能掌握正确的启动方法，电机还是不能正常运行的。下面，我们就要对电机的启动过程和方法做一些必要的分析。 由于启动瞬间n=0，电枢电动势0=Φ=n K E e ，而电枢电阻有很小，所以启 动电流R U n =st I 将达到很大的数值。过大的启动电流，会引起电网电压的波动，影响其他用户的正常用电，并且会使电动机轴上受到很大的冲击。这种不采取任何措施就直接把电动机加上额定电压的启动办法，称为直接启动。处个别容量很小的电动机可以直接采用外，一般直流电动机不允许直接启动【1】。 在拖动装置要求不高的场合下，可以采用降低启动电压或在电枢回路串电阻的方法【2】。本文对他励直流电机进行细致的介绍，用图片与文字相结合的方式对 他励直流电机工作时过程中的变量与时间的关系进行描绘，使我们更加清楚的了解他励直流电机的工作原理。

直流电动机串联电阻启动的matlab模型分析

直流电动机串联电阻启动的模型（计算+仿真） 电动 参数如下： 17,220,3000/min N N N P kw U V n r ===，电枢回路电阻0.087a R =Ω，电感0.0032a L H =,励磁回路电阻0.087F R =Ω,电动机的转动惯量20.76.J Kg m = 构建电路模型 参数设置： 1、0.087a R =Ω，0.0032a L H = 2、0.087F R =Ω，励磁电感在恒定磁场控制时取0，即0F L H = 3、互感af L ： 首先电动势常数0.0708.min/N a N e N U R I C V r n -== 600.6762e e K C π == /0.676/1.210.56af e f L K I H ===(220/ 1.21f F I R A ==) 4、20.76.J Kg m = 采用ode45算法既可以得到仿真曲线

从仿真图线上可以看出，直接启动时，启动电路达到2500A，这个值实在是太大了。 为了降低启动电流值，我们采用串联电阻的方式，而且，在这里要求启动过程中，电路要在100-200A之间变化。 1、启动时电路小于200A 1 1 200 N a U R R =-=Ω 此时，我们在电路中先接入 1 1 200 N a U R R =-=Ω，看一下仿真曲线 可以看到在3.5s的时候电流降到了100A，这时候转速达到了1500r/min

2、这个时候需要降低电阻，降到多少呢，计算如下 20.482200 N e a U C n R R -=-=Ω。 这时候我们安排 110.4820.518R =-=Ω，在0-3.5s 接入电路 20.482R =Ω ，在0-10s 接入电路（暂定） 可以看出大概在6s 的时候电路又来到了100A,转速2200r/min 计算： 30.32200 N e a U C n R R -=-=Ω 这个时候我们安排 110.4820.518R =-=Ω在0-3.5s 接入电路

为什么直流电动机直接启动时启动电流很大

1、为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 电机启动前，转速，电动势均为U，电枢电阻很小，直流电动机直接启动时，存在一定的直流电压，电阻非常小，故电压很大。 2、他励直流电动机启动过程中有哪些要求？如何实现？ 要求：（1）启动电流不宜过大（2）转矩不宜过大 实施：（1）降压启动。在启动瞬间降低供电电压，n增大，E增大，逐步提高供电电压，最后达到UN时，电动机达到所要求的转速（2）在电枢回路内串联外加电阻启动，此时启动电流Ist=UN/Ra+Rst，受到Rst的阻止，n增大，E增大，再逐步切除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的转速 3、步进电动机的步距角的含义：转子每步转过的角度称为步距角。即每当输入一个电脉冲时，电动机转过的一个固定的角度称为步距角。一台步进电动机有两个步距角，说明他有两种通电方式。3度的意思是相邻两次通电的相得数目相同时的步距角；1.5度的意思是相邻两次通电的相得数目不同时的步距角。 4、三相单三拍：每次只有一相绕组通电，而每个循环只有三次通电 三相六拍：每一次通电有一相绕组通电，然后下一次有两相通电，这样交替循环运行，而每次循环只有六次通电 双三拍：每次有两相绕组通电，每个循环有三次通电。 5、步进电动机转速：n=60βf/2pai=60f/Kmz 6、步距角β=360度/Kmz 7、为什么调速系统中加负载后转速会降低？闭环调速系统为什么可以减小转速降？ 当负载增加时，Ia加大，由于IaR?的作用，电动机转矩下降，所以转速降低，闭环调速系统可以减小转速率是因为测速发电机的电压UBR下降，使反馈电压Uf下降到Uf’，但给定电压Ug并没有改变，偏差信号增加到U’=Ug-Uf’,使放大器输出电压上升到Uk’，它使晶闸管整流器的控制角α减小，整流电压上升到Dd’，电动机转速又回升到近似等于n。 8、在无静差调速系统中，为什么要引入PI调节器？比例和积分两部分各起什么作用？ 因为无差系统必须插入无差元件，它在系统出现偏差时工作以消除偏差，当偏差为零时停止工作，PI调节器是一个典型的无差元件，所以要引入。 比例：可以毫无延迟地起调节作用 积分：保持调节器的输出电压Uk在某一值，以维持电动机在给定转速下转动，系统可以消除静态误差

他励直流电动机串电阻三级起动控制设计剖析

《电机与拖动》课程设计 他励直流电动机串电阻三级起动控制设计Separately Excited DC Motor Series Resistance Three Start Control Design

摘要 这篇文章主要解决他励直流电动机串电阻三级起动控制设计问题，设计出可以三级起动的电动机。本文通过理论设计，实验室检验，再纠正的方法，阐述了他励直流电动机的基本结构，工作原理，得到了他励直流电动机的起动方法，通过得到的结论设计出可以三级起动的他励直流电动机。 关键词他励；直流；电阻；起动；三级

Abstract This article mainly solves the separately excited DC motor series resistance three starting control design, design can be a level three starting motor. In this paper, through theoretical design, laboratory tests, and the correction method, elaborated separately excited DC motor's basic structure, working principle, got him excited DC motor starting method, the conclusion can be developed through three grade starting of separately excited DC motor. Keywords ：excitation;DC;resistance;starting; three

直流电机电阻测量

直流电动机技术测定 THE TECHNICAL MENSURATION OF ASYNCHRONOUS ELECTROMOTOR 二、直流电动机的技术要求 THE TECHNICAL DEMAND OF DC-ELECTROMOTOR 1．温升性能 拖动提升机用的ZD系列直流电动机的环境温度不超过40，电动机各部分的最 高允许温升不得超过表(6—7)规定。而滑动铀奉的晕高允许洱寞不超过80~C…滚动轴承的最高允许温度不超过站写，对于采用强迫通风的电动机，需要符合制造厂规定的通风技术要求 2．安全性能 直流电动机的安全性能是指绝缘性能，换向性能，振动容 差等。 1)绝缘性能 直流电动机在热态时绕组绝缘电阻的要求与交流异步电动机一样，但对于四极以上的直流电动机匝间绝缘强度试验的最高电压不应使相邻换向片间的平均电压超过24伏。 2)换向性能 直流电动机产生火花的原因是复杂的，不仅仅由于电磁原因，在很多情况下是由机械和化学等原因所引起的。发生火花是直流机换向性能不良的直接表现，当火花超过一定限度时，会妨碍电机正常运转。但是，也不必要求绝对没有火花，因为电刷下只有微弱的火花时，电机的正常工作不会受什么影响。 根据技术标准的规定，火花等级见表6-8。 直流电动机的换向性能要求当电动机运转在空载至满载的整个过程中，其火花应不大于１．5级。 对于ZD系列通过规定的过载电流时，应不大于２级。

对于 系列电动机，在发热情况下，电动机接近额定转速，额定电压，力Z2 矩过50％肘，历时十分钟，其火花不超过2级，此时电动机应不致损坏或发生有害变形，并无局部过热现象。 3)振动容差 对ZD系列电动机的容许振动值不超过表6-9的规定。 对于Z2系列电动机的振动(两倍振幅值)应不大于表6-10规定。 3．运转性能 电动机的运转性能是指电动机运转中对效率、速度调整率，电流过载倍数等技术参数的要求。 1)、电动机效率容差 如8-8 系列电动机效率容差规定如下: 对于 Z2 用直接法测定效率时，为- ，最小为-0.007 -0.15(1-ρ) 用间接法测定效率时，额定功率在50千瓦及以下者为-0.15(1-ρ)。额定功率在50千瓦以上者为-0.10(1-ρ) ρ——电动机效率的保证值。 2)电动机的速度调整率 对于ZD系列电动机的速度调整率，其容差为保证值的±20％，但最少为±2％。 对Z2系列电动机，当负载由空载增加到满载时，其速度调 整率Δn％不超过表6-11规定。

直流电动机串电阻启动

综述 (2) 1直流电动机的工作原理 (3) 2直流电动机的结构 (3) 2.1定子 (4) 2.2转子 (4) 3 直流电动机的分类 (4) 3.1他励直流电动机 (5) 3.2 并励电直流动机 (5) 3.3串励直流电动机 (5) 3.4 复励直流电动机 (5) 4他励直流电动机的起动 (6) 4.2降电压起动 (6) 4.3 电枢串电阻起动 (6) 5他励直流电动机电枢串电阻起动设计 (8) 6 结论 (10) 7 心得体会 (12) 参考文献 (13)

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。

1直流电动机的工作原理 如图1-1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。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。 图1-1 直流电动机的工作原理图 2直流电动机的结构 直流电机由定子、转子和机座等部分构成。 图2-1直流电机结构图