2.3 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、電氣控制與運(yùn)行狀態(tài)

2.3.1 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

1.起動(dòng)的基本要求

直流電動(dòng)機(jī)接上電源之后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牧愕竭_(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過(guò)程稱(chēng)為起動(dòng)過(guò)程，直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求如下。

1）足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即T_s≥（1.1～1.2）T_L。

2）起動(dòng)電流小，即I_s≤（2.0～2.5）I_N。

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

2.起動(dòng)方式

（1）直接起動(dòng)

起動(dòng)時(shí)，n=0，E_a =C_eΦn=0，電源電壓全部加在電樞電阻上，電樞電阻R_a很小，I_s =U/R_a很大，甚至達(dá)到額定電流I_N的十多倍或幾十倍，造成換向困難、出現(xiàn)強(qiáng)烈的火花；此外，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_s =C_TΦI_s過(guò)大，造成機(jī)械沖擊，易使設(shè)備受損。因此，直流電動(dòng)機(jī)一般不允許直接起動(dòng)，必須配置起動(dòng)設(shè)備。

（2）電樞回路串接電阻起動(dòng)

通過(guò)在直流電動(dòng)機(jī)電樞回路中串接電阻R，起動(dòng)電流I_s =U/（R_a +R），這時(shí)可以根據(jù)T_L大小，以及起動(dòng)的基本要求確定所串接電阻R的數(shù)值。為了保證起動(dòng)過(guò)程具有較大的電磁轉(zhuǎn)矩，可采用分級(jí)可變電阻，起動(dòng)過(guò)程逐漸短接且起動(dòng)完成后全部短接起動(dòng)電阻，其機(jī)械特性如圖2-18所示。其中，A點(diǎn)為起動(dòng)開(kāi)始的起點(diǎn)，B點(diǎn)為起動(dòng)結(jié)束后的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，曲線1為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載曲線，曲線2為起動(dòng)切換負(fù)載曲線。

這種起動(dòng)方式的特點(diǎn)為起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便；不足是起動(dòng)過(guò)程能量消耗大，不適合于頻繁起動(dòng)的大、中型電動(dòng)機(jī)。

（3）減壓起動(dòng)

配置專(zhuān)用可調(diào)壓電源設(shè)備，起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞的端電壓很低，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，逐漸升高電樞的端電壓，并使電樞電流限制在一定范圍之內(nèi)，最后再升高到額定電壓U_N。

減壓起動(dòng)機(jī)械特性如圖2-19所示，其中，A點(diǎn)為起動(dòng)開(kāi)始的起點(diǎn)，B點(diǎn)為起動(dòng)結(jié)束后的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，曲線1為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載曲線，曲線2為起動(dòng)切換負(fù)載曲線，其特點(diǎn)為起動(dòng)過(guò)程平滑、能量消耗小，缺點(diǎn)是配置的專(zhuān)用可調(diào)壓電源設(shè)備費(fèi)用高。