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电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。电动机在起动瞬间（n=0）的电磁转矩称为起动转矩Tst，起动瞬间的电枢电流称为起动电流Ist。起动转矩为 Tst=CTΦIst如果他励直流电动机在额定电压下直接起动，由于起动瞬间n=0， Ea=0，故起动电流为  因为电枢电阻Ra很小，所以，直接起动电流将达到很大的数值，通常可达到（10~20）IN。过大的起动电流会引起电网电压下降，影响电网上其他用户；使电动机的换向严重恶化，甚至会烧坏电动机；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。因此，除了个别容量很小的电动机外，一般直流电动机是不允许直接起动的。 对直流电动机的起动，一般有如下要求： （1）要有足够大的起动转矩。 （2）起动电流要限制在一定的范围内。 （3）起动设备要简单、可靠。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻起动或降低电枢电压起动。无论采用哪种起动方法，起动时都应保证电动机的磁通达到最大值。这是因为在同样的电流下，Φ大则Tst大；而在同样的转矩下，Φ大则Ist可以小一些。 1．电枢回路串电阻起动 电动机起动前，应使励磁回路调节电阻Rst=0，这样励磁电流If最大，使磁通Φ最大。电枢回路串接起动电阻Rst，在额定电压下的起动电流为  式中，Rst值应使Ist不大于允许值。对于普通直流电动机，一般要求Ist≦（1.5~2）IN。 在起动电流产生的起动转矩作用下，电动机开始转动并逐渐加速，随着转速的升高，电枢电动势（反电动势）Ea逐渐增大，使电枢电流逐渐减小，这样转速的上升就逐渐缓慢下来。为了缩短起动时间，保持电动机在起动过程中的加速不变，就要求在起动过程中电枢电流维持不变，因此随着电动机转速的升高,应将起动电阻平滑地切除，最后使电动机转速达到运行值。 本文来自www.eadianqi.com 实际上，平滑地切除电阻是不可能的，一般是在电阻回路中串入多级(通常是2~5级)电阻，在起动过程中逐级加以切除。起动电阻的级数越多，起动过程就越快且越平稳，但所需要的控制设备就越多，投资也越大。  他励直流电动机三级电阻起动 起动开始时，接触器的触点S闭合，而S1、S2、S3断开，额定电压加在电枢回路总电阻R3（R3=Ra+Rst1+Rst2+Rst3）上，起动电流为  ，此时起动电流I1和起动转矩T1均达到最大值（通常取额定值的二倍左右）。接入全部起动电阻时的人为特性如图1—37（b）中的曲线1所示。起动瞬间对应的a点，因为起动转矩T1大于负载转矩TL，所以电动机开始加速，电动势Ea逐渐增大，电枢电流和电磁转矩逐渐减小，工作点沿曲线1箭头方向移动。当转速升高到n1、电流降至I2、转矩减至T2（图中b点）时，触点S3闭合，切除电阻Rst3。I2称为切换电流，一般取I2=（1.1~1.2）IN，T2=（1.1~1.2）TN。切除Rst3后，电枢回路电阻减小为R2=Ra+Rst1+Rst2，与之对应的人为特性如图中的曲线2。在切除电阻瞬间，由于机械惯性，转速不能突变，所以电动机的工作点由b点沿水平方向跃变到曲线2上的c点。选择适当的各级起动电阻，可使c点的电流仍为I1，这样电动机又处在最大转矩T1下进行加速，工作点沿曲线2箭头方向移动。当到达d点时，转速升至n2，电流又降至I2，转矩也降至T2，此时触电S2闭合，将Rst2切除，电枢回路电阻变为R1=Ra+Rst1，工作点由d点平移到人为特性曲线3上的e点。e点的电流和转矩仍为最大值，电动机又处在最大转矩T1下加速，工作点在曲线3上移动。当转速升至n3时，即在f点切除最后一级电阻Rst1后，电动机将过渡到固有特性上，并加速到h点处于稳定运行，起动过程结束。 本文来自www.eadianqi.com 2．降压起动 当直流电源电压可调时，可以采用降压方法起动。起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流便随电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的数值上，从而保证电动机按需要的加速度升速。降压起动虽然需要专用电源，设备投资较大，但它起动平稳，起动过程中能量损耗小，因而得到了广泛的应用。 |