2.3 直流電動機的起動、調速、電氣控制與運行狀態

2.3.1 直流電動機的起動

1.起動的基本要求

直流電動機接上電源之后，電動機轉速從零到達穩定轉速的過程稱為起動過程，直流電動機的起動要求如下。

1）足夠大的起動轉矩，即T_s≥（1.1～1.2）T_L。

2）起動電流小，即I_s≤（2.0～2.5）I_N。

3）起動設備簡單、可靠、經濟。

2.起動方式

（1）直接起動

起動時，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，甚至達到額定電流I_N的十多倍或幾十倍，造成換向困難、出現強烈的火花；此外，起動轉矩T_s =C_TΦI_s過大，造成機械沖擊，易使設備受損。因此，直流電動機一般不允許直接起動，必須配置起動設備。

（2）電樞回路串接電阻起動

通過在直流電動機電樞回路中串接電阻R，起動電流I_s =U/（R_a +R），這時可以根據T_L大小，以及起動的基本要求確定所串接電阻R的數值。為了保證起動過程具有較大的電磁轉矩，可采用分級可變電阻，起動過程逐漸短接且起動完成后全部短接起動電阻，其機械特性如圖2-18所示。其中，A點為起動開始的起點，B點為起動結束后的穩定運行點，曲線1為恒轉矩負載曲線，曲線2為起動切換負載曲線。

這種起動方式的特點為起動設備簡單、操作方便；不足是起動過程能量消耗大，不適合于頻繁起動的大、中型電動機。

（3）減壓起動

配置專用可調壓電源設備，起動時電動機電樞的端電壓很低，隨著電動機轉速增加，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，最后再升高到額定電壓U_N。

減壓起動機械特性如圖2-19所示，其中，A點為起動開始的起點，B點為起動結束后的穩定運行點，曲線1為恒轉矩負載曲線，曲線2為起動切換負載曲線，其特點為起動過程平滑、能量消耗小，缺點是配置的專用可調壓電源設備費用高。