1、直流電動機的起動直流電動機的起動目錄目錄直流電機啟動原理1直流電機啟動的要求2 直流電機啟動仿真3 直流電機仿真結(jié)果451.直流電機啟動的要求直流電機啟動的要求直流電動機接上電源以后，轉(zhuǎn)速從零達到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過程稱為起動過程。起動轉(zhuǎn)矩要大起動轉(zhuǎn)矩要大起動電流要小起動電流要小起動設(shè)備要簡單、經(jīng)濟、可靠起動設(shè)備要簡單、經(jīng)濟、可靠 直流電動機是人類最早發(fā)明和應用的一種直流電動機是人類最早發(fā)明和應用的一種電機。直流電機可作為電動機用，也可作為發(fā)電機。直流電機可作為電動機用，也可作為發(fā)電機用。直流電動機是將直流電轉(zhuǎn)換成機械能電機用。直流電動機是將直流電轉(zhuǎn)換成機械能的而帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)的電器設(shè)備。與交流電的

2、而帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)的電器設(shè)備。與交流電動機相比，直流機因結(jié)構(gòu)復雜、維護困難、價動機相比，直流機因結(jié)構(gòu)復雜、維護困難、價格較貴等缺點制約了它的發(fā)展，但是它具有良格較貴等缺點制約了它的發(fā)展，但是它具有良好的起動、調(diào)速和制動性能，因此在速度調(diào)節(jié)好的起動、調(diào)速和制動性能，因此在速度調(diào)節(jié)要求較要、正反轉(zhuǎn)和起動頻繁或多個單元同步要求較要、正反轉(zhuǎn)和起動頻繁或多個單元同步協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械上，仍廣泛采用直流電動協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械上，仍廣泛采用直流電動機拖動。在工業(yè)領(lǐng)域直流電動機仍占有一席之機拖動。在工業(yè)領(lǐng)域直流電動機仍占有一席之地。因此有必要了解直流電動的運行特性。在地。因此有必要了解直流電動的運行特性。在四

3、種直流電動機中，他勵電動機應用最為廣泛。四種直流電動機中，他勵電動機應用最為廣泛。2.直流電機啟動原理直流電機啟動原理注意：注意：換向片和電源固定聯(lián)接，線圈無論怎樣轉(zhuǎn)動總是上換向片和電源固定聯(lián)接，線圈無論怎樣轉(zhuǎn)動總是上半邊的電流向里，下半邊的電流向外。電刷壓在換向片上半邊的電流向里，下半邊的電流向外。電刷壓在換向片上由左手定則，通電線圈在磁場的作用下，使線圈逆時由左手定則，通電線圈在磁場的作用下，使線圈逆時針旋轉(zhuǎn)針旋轉(zhuǎn)。FFU+NS電刷電刷換向片換向片II由右手定則，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應由右手定則，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應 電動勢，感應電動勢的方向與電流的方向相反。

4、電動勢，感應電動勢的方向與電流的方向相反。用右手定則判用右手定則判感應電動勢感應電動勢Ea的方向的方向U+NSEEIa電樞繞組電樞繞組電阻電阻RanKEE感應電動勢感應電動勢aaRIEU輸出電壓輸出電壓3.電機拖動系統(tǒng)仿真電機拖動系統(tǒng)仿真 以直流電動機為動力的電力拖動系統(tǒng)稱為直流電力拖動系統(tǒng)。生產(chǎn)機械運行時，對拖動電動機的啟動、制動和調(diào)速有著不同的規(guī)律和要求。通過應用計算機拖動系統(tǒng)教學的仿真技術(shù)構(gòu)造直流拖動仿真系統(tǒng)，模擬拖動系統(tǒng)的工作過程，展現(xiàn)拖動系統(tǒng)的基本運動規(guī)律，是研究的重要手段，也是電力電子與電機系統(tǒng)分析和控制設(shè)計的重要基礎(chǔ)。目的目的3.1電機拖動系統(tǒng)仿真的主要內(nèi)容電機拖動系統(tǒng)仿真的主要

5、內(nèi)容直接啟動是將額定電壓直接加載到電機電樞兩端的電動機啟動方式，具有啟動設(shè)備簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大、速度快，啟動電流大的的動態(tài)過程，通過可視化的仿真，掌握啟動過程的變化規(guī)律。由于直接啟動電流過大，為了限制啟動電流，串電阻分級啟動是常用方法之一。在電源和電動機之間加上啟動變阻箱，通過電阻的變化限制電流達到保證啟動轉(zhuǎn)矩的目的。由于傳統(tǒng)分級啟動參數(shù)計算較為復雜，較難理解掌握，對啟動過程進行仿真建模和過程分析，可以簡化分析過程，并得到動態(tài)的分級啟動過程曲線。DC電機直接啟動: DC電機限流啟動:3.1電機拖動系統(tǒng)仿真的主要內(nèi)容電機拖動系統(tǒng)仿真的主要內(nèi)容拖動負載運行的直流電動機，由于系統(tǒng)運行的速度往往需要根據(jù)

6、生產(chǎn)機械工藝要求調(diào)節(jié)，主要通過改變電動機的機械特性而達到調(diào)速的目的。以直流拖動系統(tǒng)中廣泛采用的變壓系統(tǒng)運動的規(guī)律生產(chǎn)機械工作完畢都要停車，為加快停車過程，會采用電氣制動方法。以能耗制動這種電氣制動方法為基礎(chǔ)，建立仿真模型，模擬制動過程的制動瞬間和制動運行變化特點。DC電機調(diào)速: DC電機制動過程：直流電機限流啟動直流電機調(diào)速直流電機制動過程直流電機直接啟動直流電機降壓啟動3.2 仿真原理仿真原理一、起動過程一、起動過程以三級電阻起動時電動機為例以三級電阻起動時電動機為例331RRRRRst2ststaLLIT2IT21IT1ITem0nabn1122aststRRRR1ncd211astRRR

7、ITemef3aRNngh3nMaRS1SU1stR2stR3stR2S3S2.3.14.直流電機仿真直流電機仿真結(jié)果結(jié)果他勵求出各級啟動電阻求出各級啟動電阻1stma1mstm2sta23st1sta2sta1stRR)1(RRR)1(RRR)1(RR)1(R 23. 2RIUma1NmaamaRR)(10)3221(23NNNNaIPIUR1IURaNam啟動電流:I1=(1.52.0)IaN切換電流:I2=(1.11.2)IaN4.1仿真波形仿真波形4.1仿真波形仿真波形電機啟動過程中電機轉(zhuǎn)速曲線4.1仿真波形仿真波形電機啟動過程中電流變化曲線當轉(zhuǎn)速升高至，電流降至（圖中b點）時，接觸器

8、KM1觸頭閉合，將電阻短接，由于機械慣性轉(zhuǎn)速不能突變，電動機將瞬間過渡到特性曲線2上的c點（c點的位置可由所串電阻的大小控制），電動機又沿曲線2的箭頭繼續(xù)加速。當轉(zhuǎn)速升高至電流又降至（圖中d點）時，接觸器KM2觸頭閉合，將電阻短接，由于機械慣性轉(zhuǎn)速不能突變，電動機將瞬間過渡到特性曲線3上的e點，電動機又沿曲線3的箭頭繼續(xù)加速。當轉(zhuǎn)速升高至電流又降至（圖中f點）時，接觸器KM3觸頭閉合，將電阻短接，由于機械慣性轉(zhuǎn)速不能突變，電動機將瞬間過渡到固有特性曲線4上的g點，電動機又沿曲線4的箭頭繼續(xù)加速，最后穩(wěn)定運行在固有特性曲線上的h點，起動過程結(jié)束。4.1仿真波形仿真波形電機啟動過程中負載轉(zhuǎn)矩變化曲線電流與電磁轉(zhuǎn)矩成正比5.總結(jié)總結(jié) 本設(shè)計將直流電機拖動的啟動的原理和方法通過計算機仿真，形象地展現(xiàn)電機啟動過程的運動變化規(guī)律。通過在仿真環(huán)境中模擬實現(xiàn)電機運行條件，建立電機運行模型，討論了仿真運行中的相關(guān)問題，給出了直流電機運行仿真的實現(xiàn)過程和結(jié)果分析，實現(xiàn)了直流電機拖動系統(tǒng)的計算機仿真分析。仿真模型和仿真數(shù)據(jù)可作為相關(guān)課