申論題

為何起動轉矩要大？

1. 克服靜摩擦和初始負載：

   • 當直流電動機啟動時，需要克服靜摩擦力以及初始負載的阻力。這些阻力在電動機剛開始轉動時最大，因此需要較大的起動轉矩來克服這些初始阻力，保證電動機能夠順利啟動並開始加速。

2. 迅速加速到正常運行速度：

   • 大的起動轉矩能夠迅速加速電動機的轉子，使其快速達到正常運行速度。這對於一些需要快速啟動的應用（如機床、起重機等）尤為重要，能夠提高生產效率和工作效率。

3. 應對突發負載變化：

   • 在一些應用中，電動機可能會遇到突發的負載變化。較大的起動轉矩可以提供額外的裕度來應對這些變化，避免電動機停轉或失速。

如何使起動轉矩大？

1. 增加電樞電流：

   • 起動轉矩與電樞電流成正比，因此增大電樞電流可以提高起動轉矩。然而，需要注意的是，增加電樞電流也會增加起動電流，這可能會對電動機和電力系統造成不利影響。

2. 使用串激繞組：

   • 串激直流電動機（series-wound DC motor）具有非常高的起動轉矩，因為電樞電流和串聯的激磁繞組電流相同，產生強大的磁場，提供高起動轉矩。

3. 使用電壓控制：

   • 通過調節電壓，可以在起動時提供較高的電壓來增加電樞電流，從而提高起動轉矩。這可以使用直流斩波器或變頻器來實現。

4. 增加磁場強度：

   • 提高電動機的磁場強度也能增加起動轉矩。這可以通過增加並激繞組的電流來實現，但在起動時控制電流的變化是很重要的。

5. 使用助推電容器：

   • 在起動時，可以使用助推電容器來提供額外的電流和磁場增強，從而提高起動轉矩。這種方法通常用於需要非常高起動轉矩的應用。

6. 起動電阻器：

   • 起動時串聯一個大電阻器來限制起動電流，但在電動機達到一定速度後，逐步減小電阻，增加電樞電流和轉矩。

總結

起動轉矩大對於克服初始阻力、快速加速到正常運行速度以及應對突發負載變化至關重要。為了實現大起動轉矩，可以通過增加電樞電流、使用串激繞組、調節電壓、增加磁場強度、使用助推電容器和起動電阻器等方法來達到目標。在實際應用中，應根據具體需求和電動機特性選擇最合適的方法來提高起動轉矩。