一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

　　起動(dòng)--從靜止到一個(gè)穩(wěn)定態(tài)的過程。先有磁場(chǎng)，再接入電樞電壓。電機(jī)剛起動(dòng)時(shí)，n=0，E=0，電樞電流

很大。使繞組發(fā)熱和受很大的電磁沖擊力。所以希望小于一定值。但電磁轉(zhuǎn)矩與成正比，希望大些。--成為一對(duì)矛盾。

　　對(duì)起動(dòng)的基本要求：

　　1、足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst ;

　　2、起動(dòng)電流限制在允許范圍內(nèi);

　　3、起動(dòng)時(shí)間短;

　　4、起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。

　　常用的起動(dòng)方法：

　　1、直接起動(dòng);--適用于小容量電機(jī)。

　　2、電樞串電阻器起動(dòng);--損耗大。

　　3、降壓起動(dòng);--須有專用電源。損耗小，起動(dòng)平穩(wěn)。

　　電阻分級(jí)起動(dòng)過程分析：

　　

 

　　選擇最大轉(zhuǎn)矩，電阻切換轉(zhuǎn)矩

 

　　二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

　　電機(jī)有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)與同向。制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)與反向。

        制動(dòng)的目的使系統(tǒng)停車或限速。

　　自由停車法，電氣制動(dòng)，機(jī)械制動(dòng)。能耗制動(dòng);反接制動(dòng);回饋制動(dòng)。

　　分析每種制動(dòng)過程產(chǎn)生的條件，機(jī)械特性，及特點(diǎn)等。

　　

 

　　1、能耗制動(dòng)：

　　產(chǎn)生條件：電機(jī)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，與之同方向。電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行.各物理量正方向如圖所示：

 

　　

 

　　電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行,合上，斷開,制動(dòng)。不變，U=0.

 

　　制動(dòng)瞬間：勵(lì)磁不變，因慣性轉(zhuǎn)速不變，不變，但電樞電流與同方向，而改變了方向，使反向，電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。

 

　　

 

　　若帶位能性負(fù)載最后將穩(wěn)定在C點(diǎn)，等速下放。越大，制動(dòng)越快。

　　2、反接制動(dòng)：

　　1)、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)：正接反轉(zhuǎn)。

　　產(chǎn)生條件：起重機(jī)起吊重物，電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于重物的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)被負(fù)載拖動(dòng)反向起動(dòng)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速逆電磁轉(zhuǎn)矩的方向旋轉(zhuǎn)，n 與反向，電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。功率全消耗于上。

　　2)、電樞反接的反接制動(dòng)：正轉(zhuǎn)反接。

　　產(chǎn)生條件：電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，突將電樞反接，即U為負(fù)，電樞電流改變方向，使改變方向，電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。在 C 應(yīng)即時(shí)斷開電源，否則電機(jī)將反轉(zhuǎn)。

 

　　3、回饋制動(dòng)：再生制動(dòng)。

　　1)、位能負(fù)載拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電機(jī)運(yùn)行在反向電動(dòng)狀態(tài)，某原因使電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，電機(jī)的，使電樞電流反向，即T 反向，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，而起制動(dòng)作用。電機(jī)將軸上輸入的機(jī)械功率大部分回饋給電網(wǎng)，小部分消耗在電阻上。

 

　　

 

　　2)、改變電樞電壓：

　 電機(jī)在正向電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，突降電樞電壓,來不及變化，使,出現(xiàn)回饋制動(dòng),特性在第二象限。

 

　　

 

　　同一電動(dòng)機(jī)在相同電樞電阻時(shí)各種運(yùn)行狀態(tài)：　　　　　　　　　　　　　　

 

　　三、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

　　調(diào)速的目的：改變生產(chǎn)機(jī)械的工作速度，提高生產(chǎn)率。

　　方法：機(jī)械方法、電氣方法、機(jī)械電氣配合。

　　機(jī)械方法：改變轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的速比實(shí)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。

　　電氣方法：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但電氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在一定負(fù)載下可獲得多種速度。

　　本節(jié)只討論他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性：

　　

 

　　可見，要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，有三種方法：

　　(1)調(diào)節(jié)電樞端電壓U;降壓方向，從向下調(diào)

　　(2)調(diào)節(jié)勵(lì)磁磁通Φ;弱磁調(diào)速，從向上調(diào)

　　(3)調(diào)節(jié)電樞外串電阻;從向下調(diào)

　　注意：調(diào)速與因負(fù)載變化而引起的轉(zhuǎn)速變化是不同的。調(diào)速要人為的改變電氣參數(shù)，機(jī)械特性變了，而改變負(fù)載時(shí)電氣參數(shù)未變，機(jī)械特性也未變，在同一條特性上變化。

　　1、電樞串電阻：

　　

 

　　1)、物理過程：

　　電樞串電阻后，電阻上流過電流產(chǎn)生壓降，電樞端電壓降低。從圖可知：電樞端電壓的數(shù)值受負(fù)載影響很大，轉(zhuǎn)速受負(fù)載的影響也很大，在空載時(shí)幾乎沒有調(diào)速作用。在負(fù)載Tz下，串不同電阻得到不同轉(zhuǎn)速，n1 > n2 > n3 > n4。

　　從n1將為n2過程：

　　電機(jī)在 a 點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，電樞電阻突增至R2時(shí),該瞬間 n、Ea不能突變，Ia及M減小，由a→b，轉(zhuǎn)矩 M 降為 M’ < Mz ，系統(tǒng)減速。隨著 n 及 Ea 的下降，Ia 及M 不斷增高，

　　直到系統(tǒng)轉(zhuǎn)速為 n2 時(shí)，M’ = Mz ，建立新的平衡，調(diào)速過程結(jié)束。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行于 c 點(diǎn)。

　　2)、特點(diǎn)

　　調(diào)速指標(biāo)不高，調(diào)速范圍不大，有級(jí)調(diào)速。

　　2、降低電源電壓：

　　小容量直流電動(dòng)機(jī)用晶閘管整流裝置作為可調(diào)電源。對(duì)容量大的直流電動(dòng)機(jī)，用機(jī)組作為可調(diào)直流電源，用晶閘管裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)G的勵(lì)磁電流，即調(diào)節(jié)其感應(yīng)電勢(shì)，即電動(dòng)機(jī) M 的電源電壓。降低電源電壓的機(jī)械特性方程為：

　　

 

　　改變電源電壓U0，可以得一組平行線。

 

　　U0—整流電壓，R0—整流裝置內(nèi)阻，若是機(jī)組為發(fā)電機(jī)電樞電阻。

　　優(yōu)點(diǎn)：特性硬度不變，D大，平滑性好。但投資大。

　　3、弱磁調(diào)速

　　1).物理過程：

　　小容量可在勵(lì)磁回路串接可調(diào)電阻，大容量用單獨(dú)可控硅整流裝置向勵(lì)磁回路供電。

　　

 

　　當(dāng)φ↓，n0↑，特性的斜率

 

　　

 

　　調(diào)速過程：

　　電機(jī)在 A 點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行 → 突加RΩ調(diào)勵(lì)磁 →勵(lì)磁未飽和，If,φ按指數(shù)規(guī)律減小，而 n 不突變→Ea 隨φ減小而↓→ Ia=(U-Ea)/Ra↑,比φ減小的量大→ T 隨 Ia↑而↑ → T>Tz，系統(tǒng)加速 →n 由 n1上升達(dá)某一值時(shí)，使 Ea 回升 →引起 Ia 回落 → T回落 →直到 T=Tz達(dá)新穩(wěn)定點(diǎn)B。

　　優(yōu)點(diǎn)：控制方便，能耗小，調(diào)速平滑，調(diào)速范圍不大，受電機(jī)的 nmax 限制。

　　注意：若勵(lì)磁電路斷線時(shí)，φ為剩磁，此時(shí)Ia↑大，轉(zhuǎn)速飛速上升，有危險(xiǎn)。可破壞電樞。必須有相應(yīng)的保護(hù)措施。