直流电动机的基本控制线路课件

1、项目四 直流电动机的基本控制线路任务一 并励直流电动机的基本控制线路任务二 串励直流电动机的基本控制线路返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路学习目标：熟悉直流电磁式继电器的结构和作用原理， 以及并励直流电动机启动、正反转、调速和制动控制线路的工作原理。技能要点：通过并励直流电动机启动、正反转及能耗制动控制线路的实践操作， 学会安装、调试与检修的方法。并励直流电动机的控制包括启动、反转、调速和制动控制， 不同的使用场合要求采用不同的控制方式， 下面讨论直流电动机启动、反转、调速和制动控制线路的工作原理。下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路一、电磁式继电器电磁式继电器是应用最早、最多

2、的一类继电器。在结构上都是由电磁机构和触头系统等组成， 都是通过触头的动作来控制电路的接通或断开的。电磁式继电器的特点是， 结构简单、价格低廉、使用维护方便， 触头容量小、触头数量多， 且无主辅之分、无灭弧装置、体积小、重量轻、动作迅速且准确、控制灵敏和可靠性高等。按继电器反映的参数可分为电压继电器、电流继电器和中间继电器。图 所示为直流电磁式继电器结构示意图。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路. 电流继电器电流继电器是根据输入（线圈） 电流大小而动作的继电器， 其励磁线圈串接于被测电路中反映电路中电流的变化。为了不影响被测电路的工作情况，电流继电器的线圈匝数要尽量少、导线截

3、面要大、阻抗值要小， 触头接于控制电路， 为执行元件。电流继电器可分为欠电流继电器和过电流继电器。欠电流继电器用于欠电流保护或控制， 如直流电动机励磁绕组的弱磁保护、电磁吸盘中的欠电流保护等。吸引电流为线圈额定电流的 ，释放电流在额定电流的 范围内调整， 因此， 在电路正常工作时， 欠电流继电器处于吸合动作状态， 常开触头闭合， 常闭触头断开；上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路 当电路出现不正常现象导致电流下降或消失， 继电器中流过的电流小于释放电流时， 继电器释放， 控制电路失电， 从而控制接触器及时分断电路。过电流继电器用于过电流保护或控制， 如起重机电路中的过电流保护。

4、过电流继电器在电路正常工作时不动作， 只有超过整定电流时， 继电器才动作， 其常开触头闭合， 常闭触头断开， 使控制电路做出应有的反应。过流继电器的动作电流整定范围， 交流过流继电器为 额定电流， 直流过流继电器为 额定电流。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路.电压继电器电压继电器的输入量是电压， 有交流和直流电压继电器之分， 它是根据输入电压大小而动作的继电器。其励磁线圈并接于被测电路中反映电路中电压的变化。其线圈匝数多、导线细、阻抗大， 触头接于控制电路， 为执行元件。与电流继电器类似， 电压继电器也分为欠电压继电器和过电压继电器两种。过电压继电器用于线路的过电压保护，

5、其吸合整定值为被保护线路额定电压的 ， 当被保护的线路电压正常时， 衔铁不动作； 当被保护线路的电压高于额定值， 达到过电压继电器的整定值时， 衔铁吸合， 触点机构动作， 控制电路失电， 控制接触器及时分断被保护电路。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路欠电压继电器用于线路的欠电压保护， 其释放整定值为线路额定电压的 ，当被保护线路电压正常时， 衔铁可靠吸合； 当被保护线路电压降至欠电压继电器的释放整定值时， 衔铁释放， 触点机构复位， 控制接触器及时分断被保护电路。零电压继电器是当电路电压降低到额定电压的 时释放， 对电路实现零电压保护， 常用于线路的失压保护。直流电压继电器

6、具有直流电压的双向监视作用。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路二、并励直流电动机的启动控制直流电动机的启动是指直流电动机接通电源， 转子从静止状态开始转动， 转速上升到稳定运行的过程。启动是直流电动机的过渡过程， 它对直流电动机的运行性能、使用寿命及安全问题有较大的影响。对直流电动机启动的基本要求是： 必须有较大的启动转矩和较小的启动电流， 并要求控制线路简单， 所用启动电气设备少， 经济可靠且操作方便。直流电动机的启动方法有全压启动（直接启动）、手动控制电枢回路串电阻启动和降低电动机电源电压启动三种方式。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路三、并励直流电动机

7、的正反转控制在生产实践中， 常要求直流电动机既能正方向旋转， 又能反方向旋转。并列直流电动机的正反转控制方法有两种： 一种是电枢绕组反接法， 即保持励磁电流方向不变， 改变电枢电流的方向； 另一种是励磁绕组反接法， 即保持电枢电流方向不变， 改变励磁电流的方向。由于并励直流电动机励磁绕组的匝数多， 电感较大， 当从电源上断开励磁绕组时， 会产生很大的自感电动势， 会在刀开关或接触器的触头间产生电弧烧坏触头， 而且容易把励磁绕组的绝缘层击穿。同时励磁绕组断开时， 由于磁通消失， 会造成很大的电枢电流， 甚至引起“飞车” 事故。所以在实际应用中， 并励直流电动机的反转常采用电枢绕组反接法。改变电枢

8、电流方向控制并励直流电动机正反转的控制电路图如图 所示。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路图 中， 电枢电路电源由接触器 和 的主触头分别引入， 但其方向相反， 从而达到控制电动机正反转的目的。 是短接电阻 的接触器， 是限流电阻。 是励磁回路的欠电流继电器， 当励磁电流小于一定值时， 常开触头断开控制回路电源， 使或 主触头断开， 切断电枢回路电源， 实现对电动机的弱磁保护。时间继电器 控制电枢串接 的时间。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路线路工作原理如下：上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路按下， 电动机 反转， 过程类似正转， 请读者

9、自行分析。按下 时电动机 停止运转。四、并励直流电动机的制动控制直流电动机可以采用机械制动和电气制动的方法实现制动。机械制动常用的方法是电磁抱闸制动器制动。电气制动方法就是使电动机产生一个与电动机旋转方向相反的电磁转矩，使电动机转速迅速下降。电气制动常用的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动等。电气制动的特点是： 制动转矩大， 控制简单， 操作方便， 无噪声等。下面主要介绍三种电气制动的控制线路。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路. 能耗制动控制线路能耗制动是保持直流机的励磁电流不变， 将电动机电枢绕组电源切断后， 接入一个外加制动电阻， 使电枢绕组与外加制动电阻串联成闭合回路

10、， 电动机切断电枢电源后， 电枢依靠惯性继续转动， 电枢绕组中导体切割磁场产生感应电流， 该电流受气隙磁场作用， 产生与电枢转动方向相反的制动转矩， 迫使电动机迅速停转。图 所示为并励直流电动机单向启动能耗制动控制电路图。其线路的工作原理如下：串电阻单向启动运转：合上电源开关， 按下启动按钮， 电动机 接通电源进行串电阻二级启动运转。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路其详细控制过程请参照前面讲述的并励直流电动机电枢回路电阻二级启动自行分析。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路. 反接制动控制线路直流电动机的反接制动是通过改变电枢电流或励磁电流的方向来改变电磁转

11、矩的方向，使之成为制动转矩， 迫使电动机迅速停转。并励直流电动机的反接制动通常是采用电枢绕组反接法。即将正在运行的电动机的电枢绕组突然反接来实现的。采用此方法进行反接制动时， 值得注意的有两点： 一是电枢绕组突然反接时， 电枢电流过大， 易使换向器和电刷产生强烈的火花， 对电动机的换向不利， 故一定要在电枢回路中串入外加电阻， 以限制电枢电流， 所取外加电阻的大小近似等于电枢的电阻值； 二是当电动机的转速接近于零时， 应及时、准确、可靠地切断电枢电路电源， 以防电动机反转。上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路直流电动机反接制动的原理与反转基本相同， 所不同的是反接制动过程至转速

12、为零时即结束。并励直流电动机双向启动反接制动控制线路如图 所示。图中 是电压继电器， 是欠流继电器， 作弱电保护， 是过流继电器作直流电动机过负荷保护， 、 是两级启动电阻， 是制动电阻， 、 构成励磁绕组的放电回路。线路工作原理如下：上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路正向启动运转：上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路反接制动准备： 电动机刚启动时， 电枢中反电动势 ， 电压继电器 不动作， 接触器、均处于断电状态； 随着电动机转速升高建立 后， 得电动作， 其常开触头闭合， 接触器得电动作， 为电动机的反接制动做好了准备。上一页下一页返回任务一 并励直流电动

13、机的基本控制线路反转制动停转：上一页下一页返回任务一 并励直流电动机的基本控制线路. 再生发电制动再生发电制动只适用于电动机的转速大于空载转速 场合。这时电枢产生的反电动势大于电源电压， 电枢电流改变方向， 电动机处于发电制动状态， 将拖动系统中的机械能转化为电能反馈回电网， 并产生制动力矩以限制电动机的转速。串励直流电动机采用再生发电制动时， 必须先将串励改为他励， 以保证电动机的磁通不随的变化而变化。上一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路学习目标：掌握串励直流电动机的启动、正反转、调速和制动控制线路的工作原理。技能要点：根据学校的实践条件进行串励直流电动机启动、调速控制线路的安装，

14、 操作控制调试和维修。串励直流电动机的控制主要包括启动、正反转、制动以及调速控制， 根据具体的使用场合采用合适的控制方式。下面讨论串励直流电动线路的工作原理。下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路一、串励直流电动机的启动控制串励直流电动机与并励直流电动机相比较， 主要是有较大的启动转矩， 即启动性能好和过载能力强的特点， 因此在要求启动转矩大， 负载变化允许转速变化的恒功率负载场合， 如起重机、电力机车等， 采用串励直流电动机比较适宜。 手动启动控制线路串励直流电动机的启动控制与并励直流电动机一样， 通常采用电枢回路串联启动电阻的方法进行启动， 以限制启动电流。串励直流电动机手动启动控

15、制电路如图 所示。上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路该控制电路采用启动变阻器启动， 启动时， 先合上电源开关， 转动启动变阻器和手轮逐级切除启动电阻， 就可启动电动机。其启动方法与并励电动机相同， 请自行分析。 自动启动控制线路串励直流电动机电枢串两级电阻自动启动的控制电路图如图 所示。线路工作原理如下：合上电源开关 线圈得电 延时闭合的常闭触头瞬时断开接触器、 线圈处于断电状态， 以保证电阻、 全部串入电枢回路启动。上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路按下， 电动机 停止运转。上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路二、正反转控制线路串励电动机电

16、枢绕组两端的电压很高， 而励磁绕组两端的电压较低， 反接较容易， 因此串励直流电动机的反转常采用励磁绕组反接法来实现。如内燃机车和电力机车的反转均用此法。串励电动机正反转控制电路图如图 所示。线路工作原理如下：先合上断路器 线圈得电 延时闭合的常闭触头瞬时分断接触器 处于断电状态保证电动机 串接电阻 启动上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路 常闭触头恢复闭合 线圈得电 主触头闭合电阻 被短接电动机 进入正常运转按下， 电动机 反转， 过程类似正转， 请读者自行分析。按下， 电动机 停止运转。上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路三、串励直流电动机的调速串励直流电动

17、机在负载不变的情况下， 电气调速的方法和他励、并励直流电动机的电气调速方法一样， 也有三种方法， 即改变电枢回路串接电阻阻值调速（简称变阻调速），改变电源电压调速（简称变压调速） 及改变主磁通调速（简称弱磁调速）。改变主磁通调速时， 对小型串励直流电动机， 通常采用改变励磁绕组的匝数或接线方式来实现调速的；对于较大容量串励直流电动机， 通常采用在励磁绕组两端并联可调分流电阻的方式来实现调速的。上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路四、串励直流电动机的制动控制线路由于串励直流电动机的理想空载转速趋于无穷大， 所以运行中不可能满足再生发电制动的条件， 因此， 串励电动机电力制动的方法只有能耗制动和反接制动两种。. 能耗制动控制线路串励直流电动机的能耗制动分为自励式和他励式两种。. 反接制动控制线路串励电动机的反接制动可通过位能负载时转速反向法和电枢直接反接法两种方式来实现。上一页下一页返回任务二 串励直流电动机的基本控制线路五、串励电动机调速控制线路串励电动机的电气调速方法与他励和并励电动机相同， 即电枢回路串电阻调速、改变主磁通调速和改变电枢电压调速三种方法。其中， 改变主磁通调