他(并)励直流电动机的起动、制动和调速

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2678页（1735字）

2．3．1 他(并)励电动机的起动

直流电动机起动时需考虑的因素很多，如起动转矩、起动电流、起动时间、起动加速度、起动过程的能量损耗等。但其中最主要的是起动电流I_Q与起动转矩M_Q。

若将他(并)励电动机电枢绕组直接接电源电压起动，E=U－IR_a。在起动瞬间，电枢由于惯性，n=0，反电动势E=0，此时起动电流为

因电枢内阻R_a很小，起动电流很大(可达电动机额定电流的10～30倍，这是不容许的，一般要求不超过额定电流的1．5～2倍，因此，除极小容量外，不允许全电压直接起动。

限制起动电流的起动方法，主要是降低电枢电压起动或在电枢电路串电阻起动。降低电枢电压起动，因电压较低，可将起动电流限制在规定值。随转速逐步升高，反电动势E增加，外加电压亦不断升高，使U与E的差值维持电枢电流不变，起动转矩即可保持不变。这种起动的加速平稳，但需可调直流电源。

电枢电路串接起动电阻R_Q，可限制起动电流，在电枢转动以后，起动电流由下式决定：

反电动势将逐步增大，I_Q降低，电磁转矩下降。因此，需逐步分段均匀平滑地切除R_Q。

2．3．2 他(并)励直流电动机的反转和制动

改变电动机的旋转方向，使其反转，需要改变电磁转矩的方向。改变转向的方法有两种：一是电枢绕组两端极性不变，将励磁绕组反接；另一种是励磁绕组极性不变，将电枢绕组反接。通常采用的是改接电枢绕组极性的方法。应该注意，不可同时将两种绕组的极性反接，否则旋转方向将不变。

他(并)励电动机的制动方法，有机械式(抱闸)和电磁式两种。电磁制动的优点是控制容易，制动转矩大。也有的采用电磁制动和机械制动相结合的方法。常用的电磁制动有如下三种：

① 反接制动。就是将电枢绕组脱开原电源。接于相反极性的电源。用接触器触点控制的反接制动如图8．2－25所示。图中，KM₁为正转接触器触点，KM_：为反接制动接触器点。单纯反接制动，在电机转速降为零时，需及时断开KM₂触点。

图8．2－25 直流电动机的反接制动

②能耗制动，其原理如图8．2－26所示。

图8．2－26 直流电动机能耗制动

a)电动机状态 b)能耗制动状态

制动时断开电动机电枢绕组原电源，保持励磁电流不变情况下，将电枢绕组接一制动电阻，形成回路。此时电动机由于惯性旋转而成为发电机状态，旋转的动能变为电能，消耗在制动电阻上。

③回馈再生制动。工作于位能负载稳定高速下降，如吊车重物下降或电车下坡时，电动机的实际转速可能超过理想空载转速，此时电枢电流将改变方向，电动机成为发电机状态，其电磁转矩便起制动作用。

以上三种制动方式的特点与应用见表8．2－20。

表8．2－20 直流电动机的几种制动方式特点与适用场合

2．3．3 他(并)励电动机的调速

直流电动机的调速方法及其特点和应用见表8．2－21。

表8．2－21 直流电动机三种调速方法及其特点和应用