课程实验报告课程名称运动控制系统所在学院控制工程学院专业自动化指导教师刘鹏实验小组第六组小组成员姓名学号签名贡献度总评成绩二零一三年三月课程实验报告实验名称直流电动机的启动过程分析实验地点实验日期20103.03.11教师ABC/D指导老师刘鹏实验小组第六组评阅一、实验内容（含实验原理介绍）：（一）、一台他励直流电机电枢回路串接电阻起动：电枢回路串电阻启动即启动时在电枢回路串入电阻，以减小启动电流，电动机启动后，再逐渐切除电阻，以保证足够的启动转矩。1、工作原理：为了加快启动过程，起动转矩要大，但起动电流又不能超过最大允许电流，故一般允许电流约为额定电流的2到2.5倍。起动时在电枢回路内串入电阻，用来限制起动电流，等电动机转速升高，电枢电动势Ea升高再逐步切除外穿电阻，直到电动机达到要求的转速。故此起动采用串两段分级起动，通过更改KM1和KM2的开关断情况来改变串入电阻的不同，来达到起动的目的。(a)实验电路图（b）特性曲线图如图所示直流他励电动机分二级起动的电路和特性根据电力拖动系统的基本运动方程式：dT-TL=Jdt式中T——电动机的电磁转矩；TL——由负载作用所产生的阻转矩；J——电动机的转动惯量。由于起动转矩T1大于负载转矩TL，电动机受到加速转矩的作用，转速由零逐渐上升，电动机开始起动。在图4(b)上，由a点沿曲线1上升，反电动势亦随之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。上升到b点时，为保证一定的加速转矩，控制触点KM1闭合，切除一段起动电阻RK1。b点所对应的电枢电流I2称为切换电流，其对应的电动机的转矩T2称为切换转矩。切除R后，电枢回1路总电阻为Ra2=ra+R。这时电动机对应于由电阻Ra2所确定的人为机械特性，见2图4(b)中曲线2。在切除起动电阻RK1的瞬间，由于惯性电动机的转速不变，仍为nb，其反电动势亦不变。因此，电枢电流突增，其相应的电动机转矩也突增。适当地选择所切除的电阻值R，使切除R后的电枢电流刚好等于I，所对应的转矩为T2，111即在曲线2上的c点。又有T1>T2，电动机在加速转矩作用下，由c点沿曲线2上升到d点。控制点KM2闭合，又切除一切起动电阻R。同理，由d点过度到e点，而2且e点正好在固有机械特性上。电枢电流又由I2突增到I，相应的电动机转矩由T21突增到T1。T1>TL，沿固有特性加速到g点T=TL，n=ng电动机稳定运行，起动过程结束。在分级起动过程中，各级的最大电流I1(或相应的最大转矩T2)及切换电流I(或与之2相应的切换转矩T2)都是不变的，这样，使得起动过程有较均匀的加速。要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电阻。下面讨论应该如何计算起动电阻。UU(2)起动电阻的计算:在图4(b)中，对a点，有I=R,即Ra1=I,当从曲线1(对应于1a11电枢电路总电阻Ra1=ra+R+R)转换得到曲线2(对应于总电阻Ra2=ra+R)时，亦即122从点转换到点时，由于切除电阻RK1进行很快，如忽略电感的影响，可假定nb=nc，UUUUbc即电动势Eb=Ec，这样在点有I=R,在c点,I=R,两式相除，考虑到Eb=Ec，2a11a2IRIR1a11a2得IR,同样，当从d点转换到e点时，得I=r.这样，如图所示的二级起动2a22aIRR1a1a2时，得IR=r.如在直流电动机电枢串电阻起动设计方案P=75KW2a2aNU=440VI=196An=1200r/min，欲用电枢串电阻起动，起动级数初步定为aNaNN2级时，1选择启动电流I1和切换电流I2I=(1.5～2.0)I=(1.5～2.0)×196=(294～1aN392)A，I=(1.1～1.2)I=(1.1～1.2)×196=(215.6～235.2)，选择I=360，I=230。2aN12I12求出起切电流比，=I=1.56，3）求出启动时电枢电路的总电阻Ram，2UaNRam=I=1.22Rst1=R-R=(0.11-0.076)=0.034，各级电阻为110Rst2=R-R=(0.16-0.11)=0.05。21二、实验设备（设备名称、数量、编号等）：设备名称数量编号设备名称数量编号电阻31电压表15放大器22电流表26可控开关32示波器57直流电源24直流电动机18三、实验结果（含程序、数据记录及分析和实验总结等）：1、仿真电路图2、电枢电压、电枢电流、转速、电磁