直流电动机如何启动，直流电机的启动方式

有关直流电动机的启动方式，直流电动机根据通电导体在磁场中受力的作用而产生运动，直流电动机的启动，分为直接起动，降压起动与电枢回路串联电阻起动。

一、直流电动机的启动方式

直流电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用而产生运动这一原理而转动的。

由图示位置，当电刷A.B接上直流电源时，A刷为正极、B刷为负极，此时电流从A刷流入线圈，沿a-->b-->c-->d方向流动，由B刷流出。

按左手定则判断出线圈逆时针转动。

当ab边由N极下转到S极下、cd边由S极下转到N极下时，电流在线圈中流动的方向变为d-->c--->b-->a ，但线圈边受力方向仍使它逆时针旋转。

外电路的电流永远是从A刷流入、由B刷流出，靠换向器的作用，保证任一磁极下导体中的电流方向不变，从而使线圈转动方向不变，于是电动机就起动了。

二、直流电动机的几种起动方法

直流电动机一般按以下三种方法之一进行起动：

1、直接起动

直流电动机直接起动不需要附加起动设备，操作方便，但起动电流很大，最大冲击电流可达额定电流的15--20倍。

因此，电网将受到电流冲击，所传动的机组将受到机械冲击，电动机的换向不良。

通常，只有功率不大于4千瓦，起动电流为额定电流6--8倍的直流电动机才适用直接起动。

2、电枢回路串联电阻起动

起动时，电枢回路上串入起动电流，以限制起动电流。起动电流为一可变电阻，在起动过程中可及时逐级短接。

在t=0，电枢回路接入电网时，串入全部电阻Rq，使起动电流Iq不超过允许值：
Iq=u/(Ra+Rq)   Ra--电枢电阻

这种起动方式广泛用于各种中小型直流电动机。起动过程中能量消耗较大，不适用于经常起动的大、中型电动机。

3、降压起动

由单独的电源供电，用降低电源电压的方法来限制起动电流。

降压起动时，起动电流将随电枢电压的降低程度成正比地减小，为使电机能在最大磁场下起动，在起动过程中励磁应不受电源电压的影响，所以电动机应实行他励。

电动机起动后，随着转速的上升，可相应提高电压，以获得所需的加速转矩。

降压起动消耗能量小，起动平滑，但需要专用的电源设备。

这种起动方法多用于经常起动的直流电动机和大、中型直流电动机。

三、直流电机启动方法

直流电机从接通电源开始转动，直至升速到某一固定转数稳定运行，这一过程称为电动机的启动过程。

直流电机有直接合闸起动、串电阻起动和降电压启动三种方法。

由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转动体具有一定的机械惯性，因此当直流电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花。

因此，直接合闸起动只适用于功率不大于4千瓦的电动机。

为了限制起动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻。

在起动过程中随着转速的不断升高及时逐级将各分段电阻短接，使起动电流限制在某一允许值以内。

这种起动方法称为串电阻起动，非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电机中。

但由于起动过程中能量消耗大，不适于经常起动的电机和中、大型直流电机。电工技术之家

但对于某些特殊需要，例如城市电车虽经常起动，为了简化设备，减轻重量和操作维修方便，通常采用串电阻起动方法。

对容量较大的直流电机，通常采用降电压起动。即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电，控制电源电压既可使电机平滑起动，又能实现调速。

此种方法电源设备比较复杂。

直流电机的启动方式：

1.直接合闸起动。
直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动。由于电动机所加的是额定电源，而电动机开始接通电源瞬间电枢不动，电枢反电动势E。为零，所以启动时电流很大。

启动时电动机最大电流为正因为电动机启动电流很大，所以启动转矩大，电动机启动迅速，启动时间短。

不过，电动机一旦开始运转，电枢绕组就有感应电动势产生，且转数越高，电枢反电动势就越大。

随着电动机转数上升，电流迅速下降，电磁转矩也随之下降。

当电动机电磁转矩与负载阻力转矩相平衡时，电动机的启动过程结束而进人稳定运行状态。

直接合闸起动的优点是不需其他设备，操作简便；缺点是启动电流大。它只适用于小型电动机，如家用电器中的直流电机。

2. 串电阻起动

串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻RP串人电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。

串电阻起动的优点是启动电流小；缺点是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。

3．降电压起动。

降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。

附，他励直流电动机的起动方式

他励直流电动机的启动方式有：
1、电枢回路串电阻起动；
2、降低电枢电压启动；
3、直接启动；

针对他励直流电机调速系统参数模型的非线性、时变性，常规PID控制器参数离线整定带来的非优化的问题，提出一种基于DSP的模糊PID控制器算法，以电流反馈误差及误差的变化率作为模糊控制器的输入变量，采用参数自整定的模糊PID控制器实现PID参数在线优化。

以DSP开发系统作为仿真平台，将他励直流电机传递函数转换为差分方程，构成基于模糊PID控制器的数字闭环他励直流电机仿真系统。

利用DSP高速运算能力进行在线仿真，观察常规PID控制器和模糊PID控制器产生的系统输出波形。

CCS2.0和MATLAB仿真实验表明:模糊PID控制器基本实现输出无超调，系统阶跃响应的上升时间和调整时间均比常规的PID控制器阶跃响应的小。