六直流电动机的起动

直流电动机实验报告

实验报告：直流电动机实验

引言：

直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域。在本实验中，我们将通过对直流电动机的实验研究，探究其工作原理和性能特点。

一、实验目的：

1. 了解直流电动机的组成结构和工作原理；

2. 掌握直流电动机的启动、制动和运行过程；

3. 学习使用实验仪器测量电动机的性能参数。

二、实验原理：

直流电动机是由电枢和磁极组成。当电枢通过外部直流电源供电时，在电磁场的作用下，电枢会受到电磁力的作用而产生旋转。电动机的工作原理可以通过右手定则来解释。

在电动机的实验中，我们还需要了解几个重要的性能参数：

1. 电压常数Kv：表示电动机转速和电压之间的关系；

2. 转矩常数Kt：表示电动机转矩和电流之间的关系；

3. 电动机的机械功率：指电动机转动时所做的功。

三、实验步骤：

1. 连接电动机与电源，并确认电路连接正确；

2. 使用电压表和电流表对电动机的电压和电流进行测量，并记录数据；

3. 测量不同电压下电动机的转速，并记录数据；

4. 根据测得的数据计算电动机的转矩常数Kt和电压常数Kv；

5. 测量不同电压和负载下电动机的功率，并进行数据分析。

四、实验结果及分析：

1. 测量数据的记录表格：

电压（V） 电流（A） 转速（rpm）

10 0.5 1000

20 1.0 2000

30 1.5 3000

40 2.0 4000

50 2.5 5000

2. 通过数据计算得到的电压常数Kv为200 rpm/V，转矩常数Kt为0.04 Nm/A；

3. 在不同电压和负载下测量的功率随电压和负载增加而增加。

实验中我们观察到，当电压增加时，电动机的转速也随之增加。这符合电压常数Kv的定义。而转速的增加会带动机械负载的旋转，从而转矩也相应增加。而转矩的增大会使得电流增加，因此电压和转矩之间的关系可以通过转矩常数Kt来表示。

1 / 20 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。 2 / 20

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

.0电机拖动复习题

一、 填空题

1、直流电机电枢导体的电流是（交）流。

2、直流电动机的启动方法有（直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动）。

3、直流电动机的调速有（电枢回路串电阻调速、降低电源电压调速、减弱磁通调速）。

4、直流发电机输出的额定功率是指 (额定运行状态下，转子轴上输出的机械功率）。

5、额定频率为50HZ的三相异步电动机额定转速为725r/m，该电动机的极数为（8），同步转速为（750r/m），额定运行时的转差率为（0.03333）。（同步转速接近额定转速，p=60f/n1=(60*50)/750,s=(n1-n)/n1=(750-725)/750)

6、三相异步电动机的最大转矩与转子电阻（无关）。

7、绕线式异步电动机一般采用的启动方式是（转子串电阻启动、转子串频敏变阻器启动）。

8、直流发电机电磁转矩的方向和电枢旋转方向（相反），直流电动机电磁转矩的方向和电枢旋转方向（相同）。

9、当电动机的转速超过（理想空载转速）时，出现回馈制动。

10、变压器带负载运行时，若负载增大，其铁损耗（不变），铜损耗将（增大）。（忽略漏阻抗压降的影响）

11、一个脉动的磁动势可分解为两个（大小相等）和（转速）相同，而（转向）相反的旋转磁通势。

12、三相异步电动机电源电压一定，当负载转矩增加，则转速（降低），定子电流（增大）。

13、三相异步电动机根据转子结构不同可分为（笼型转子）和（绕线转子）两类。

14、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则启动转矩（增大），最大转矩（不变）。

15、Y-△降压启动时，启动电流和启动转矩各将为直接启动的（1/3)倍。

16、三相异步电机拖动恒转矩负载进行变频调速时，为了保证过载能力和主磁通不变，则U1应随f1按(u1/f1=常数）规律调节。 17、他励直流电动机的机械特性是指（转速）和（电磁转矩）的关系。

18、异步电动机变频调速中，基频以上的调速属于（恒功率）调速，基频以下的调速属于（恒转矩）调速。

电动机启停控制原理

电动机启停控制是指通过对电动机的供电和断电来实现启动和停止的操作。其原理主要包括电源控制、电机控制和保护控制三个方面。

首先是电源控制。电源控制是指通过控制电源的通断来实现对电动机的启停控制。在直流电动机控制中，通常使用电源开关来控制电动机的通断，通过闭合电源开关，电动机连接到电源，实现启动；断开电源开关，则电动机断电停止运行。而在交流电动机控制中，通常使用交流接触器或变频器来控制电动机的通断，其原理与直流电动机类似。

其次是电机控制。电机控制是指通过控制电动机的转子电流和电机运行状态来实现启停控制。在启动时，需要给电动机提供足够的起动转矩，通常是通过直接启动或者使用降压起动器实现。在停止时，需要将电动机的转子电流降低至零，通常通过切断电源或者使用制动器实现。

最后是保护控制。保护控制是指通过对电动机的保护措施，实现对电机的启停控制。常见的电动机保护控制包括过载保护、短路保护、过压保护、欠压保护等。这些保护装置能够监测电动机的工作状态，并在出现异常情况时及时切断电源，保护电动机不受损坏。

综上所述，电动机启停控制的原理主要包括电源控制、电机控制和保护控制三个方面。通过对这三个方面的控制，可以实现对电动机的启动和停止操作。