《电气基本控制线路安装与维修（第二版）》课件 模块二 课题1、2 直流并励电动机基本控制线路的安装与维修；直流串励电动机基本控制线路的安装与维修

课题一直流并励电动机基本控制线路的安装与维修426任务2直流并励电动机正反转控制线路的安装与维修任务1直流并励电动机启动控制线路的安装与维修任务3直流并励电动机制动控制线路的安装与维修任务1直流并励电动机启动控制线路的安装与维修428429能识读并分析直流并励电动机启动控制线路的构成和工作原理，并能正确进行安装与维修。学习目标如图所示是直流并励电动机的外形和内部接线图。直流并励电动机励磁绕组与电枢绕组并联，调节电位器RP的大小可以调节励磁电流。它的特点是励磁绕组匝数多，导线截面较小，励磁电流只占电枢电流的一小部分。430直流并励电动机a）外形b）内部接线图431直流并励电动机手动启动控制线路电路图0~5—分段静触头6—电磁铁7—弧形铜条8—手轮9—衔铁10—恢复弹簧本次的工作任务是安装与维修直流并励电动机手动启动控制线路，其电路图如图所示。432一、手动启动控制线路BQ3直流电动机启动变阻器用于小容量且电压不超过220V的直流电动机的启动。它主要由电阻元件、调节转换装置和外壳三大部分组成。其外形如图所示。BQ3直流电动机启动变阻器外形433在启动之前，启动变阻器的手轮置于0位，合上电源开关QF，慢慢转动手轮8，使手轮从0位转到静触头1，接通励磁绕组电路，同时将启动变阻器RS的全部启动电阻接入电枢电路，直流电动机开始启动旋转。当直流电动机停止工作且切断电源时，电磁铁6由于线圈断电吸力消失，在恢复弹簧10的作用下，手轮自动返回0位，以备下次启动。434由于直流并励电动机的励磁绕组具有很大的电感，所以当手轮回到0位时，励磁绕组会因突然断电而产生很大的自感电动势，可能击穿绕组的绝缘，在手轮和弧形铜条间还会产生火花，将动触头烧坏。因此，为了防止发生这些现象，应将弧形铜条7与静触头1相连，在手轮回到0位时，励磁绕组、电枢绕组和启动电阻能组成一闭合回路，作为励磁绕组断电时的放电回路。启动时，为了获得较大的启动转矩，应使励磁电路的外接电位器RP短接，此时励磁电流最大，能产生较大的启动转矩。435二、电枢回路串电阻二级启动控制线路如图所示是直流并励电动机电枢回路串电阻二级启动控制线路电路图。直流并励电动机电枢回路串电阻二级启动控制线路电路图436停止时，按下SB2即可。值得注意的是，直流并励电动机在启动时，励磁绕组两端的电压必须为额定电压。任务2直流并励电动机正反转控制线路的安装与维修437能识读并分析直流并励电动机电枢绕组反接法正反转控制线路的构成和工作原理，并能正确进行安装与维修。438学习目标直流电动机实现反转有两种方法:一是电枢绕组反接法；二是励磁绕组反接法。由于励磁绕组匝数多，电感大，在进行反接时因电流突变，将会产生很大的自感电动势，危及直流电动机及电器的绝缘安全，同时励磁绕组在断开时，由于失磁造成很大的电枢电流，易引起“飞车”事故，因此一般采用电枢绕组反接法。在将电枢绕组反接的同时必须连同换向极绕组一起反接，以达到改善换向的目的。439本次的工作任务是安装与维修直流并励电动机电枢绕组反接法正反转控制线路，其电路图如图所示。440直流并励电动机电枢绕组反接法正反转控制线路电路图441直流并励电动机电枢绕组反接法正反转控制线路的工作原理如下。任务3直流并励电动机制动控制线路的安装与维修4421.熟悉电压继电器的功能、结构、分类、原理及型号含义，熟记它的图形符号和文字符号，并能正确选用。2.能识读并分析直流并励电动机电力制动控制线路的构成和工作原理，并能正确进行安装与维修。443学习目标与交流电动机一样，直流电动机在工作中也需要制动，其制动方法与交流电动机相似，分为机械制动和电力制动两大类。机械制动常用的方法是电磁抱闸制动，电力制动常用的方法有能耗制动、反接制动和再生发电制动三种。由于电力制动具有制动力矩大、操作方便、无噪声等优点，所以在直流电力拖动中应用广泛。444445直流并励电动机单向启动能耗制动控制线路电路图本次的工作任务是安装与维修直流并励电动机单向启动能耗制动控制线路，其电路图如图所示。446一、电压继电器1.结构电压继电器是利用电压的变化来控制电路的继电器，当电压达到或超过设定的阈值时，电压继电器的触点会闭合或断开，从而控制电路的通断。如图所示为JT4系列电压继电器，它与JT4系列电流继电器的外形、结构类似，主要由线圈、圆柱形静铁芯、衔铁、触头系统等组成，447JT4系列电压继电器2.分类及符号根据实际应用的要求，电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。过电压继电器是当电压大于其整定值时动作的电压继电器，主要用于电路或设备的过电压保护。欠电压继电器是当电压降至某一规定值时动作的电压继电器。零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式，是当继电器的端电压降至接近0时才动作的电压继电器。448449电压继电器的符号电压继电器的符号如图所示。4503.型号含义电压继电器的型号含义如下。451（1）电压继电器主要根据线圈的额定电压、触头的数量和种类进行选择。01020304（3）安装后应在触头不通电的情况下，将吸引线圈通电操作几次，观察电压继电器动作是否可靠。（2）安装前应检查电压继电器的额定电压与整定值是否与实际使用要求相符，电压继电器的动作部分是否灵活、可靠，外罩及壳体是否有损坏或缺件等情况。（4）定期检查电压继电器各零部件是否有松动及损坏现象，并保持触头的清洁。4.选择与使用452二、直流并励电动机电力制动控制线路1.能耗制动控制线路能耗制动是指保持直流电动机的励磁电流不变，将电枢绕组的电源切除后，立即使其与制动电阻连接成闭合回路，电枢靠惯性处于发电运行状态，将转动动能转换为电能并消耗在电枢回路中，同时获得制动力矩，迫使直流电动机迅速停转。453直流并励电动机单向启动能耗制动控制线路电路图如图所示为直流并励电动机单向启动能耗制动控制线路电路图。其线路的工作原理如下。（1）串电阻单向启动运转合上电源开关QF，按下启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1主触头闭合，直流电动机M接通电源进行串电阻二级启动运转。其详细控制过程读者可参照前面讲述的直流并励电动机电枢回路串电阻二级启动控制线路自行分析。454（2）能耗制动停转4552.反接制动控制线路对于直流电动机反接制动，通常利用改变电枢两端电压极性或改变励磁电流的方向，来改变电磁转矩的方向，形成制动力矩，从而迫使直流电动机迅速停转。直流并励电动机的反接制动通常采用电枢绕组反接法，即将正在电动运行的直流电动机的电枢绕组突然反接来实现制动。456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为0时即结束。如图所示为直流并励电动机双向启动反接制动控制线路电路图。457直流并励电动机双向启动反接制动控制线路电路图线路的工作原理如下。（1）正向启动运转458（2）反接制动准备直流电动机刚启动时，电枢中反电动势Ea=0，电压继电器KV不动作，接触器KM3、KM4、KM5均处于断电状态；随着直流电动机转速升高建立Ea后，KV得电动作，其常开触头闭合，接触器KM4得电动作，为直流电动机的反接制动做好了准备。459（3）反接制动停转关于反向启动及反向反接制动的工作原理读者可自行分析。4603.再生发电制动控制线路再生发电制动只适用于当直流电动机的转速大于空载转速n0的场合，这时电枢产生的反电动势Ea大于电源电压U，电枢电流改变了方向，直流电动机处于发电制动状态，不仅将拖动系统中的机械能转换为电能反馈回电网，还产生制动力矩以限制直流电动机的转速。直流串励电动机若采用再生发电制动，必须先将串励改为他励，以保证直流电动机的磁通不变。461课题二直流串励电动机基本控制线路的安装与维修462任务2直流串励电动机正反转控制线路的安装与维修任务1直流串励电动机启动、调速控制线路的安装与维修任务3直流串励电动机制动控制线路的安装与维修任务1直流串励电动机启动、调速控制线路的安装与维修464465能识读并分析直流串励电动机启动、调速控制线路的构成和工作原理，并能正确进行安装与维修。学习目标如图所示是直流串励电动机的外形和原理图。直流串励电动机与直流并励电动机相比，主要有两方面的特点：一是具有较大的启动转矩，启动性能好。二是过载能力较强。由于直流串励电动机的机械特性是双曲线，机械特性较软，当直流电动机的转矩增大时，其转速显著下降，使直流串励电动机能自动保持恒功率运行，不会因转矩增大而过载。466467直流串励电动机a）外形b）原理图468直流串励电动机串接启动变阻器手动启动控制线路电路图0~5—分段静触头6—电磁铁7—弧形铜条8—手轮9—衔铁10—恢复弹簧本次工作任务是安装与维修直流串励电动机串接启动变阻器手动启动控制线路，其电路图如图所示。469一、启动控制线路直流串励电动机和直流并励电动机一样，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。1.手动启动控制线路直流串励电动机串接启动变阻器手动启动控制线路电路图如上图所示。470直流串励电动机串电阻二级启动控制线路电路图2.自动启动控制线路直流串励电动机串电阻二级启动控制线路电路图如图所示。471线路的工作原理如下。停止时，按下停止按钮SB2即可。472二、调速控制线路直流串励电动机的电气调速方法与直流他励或并励电动机的电气调速方法相同，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。其中，改变主磁通调速，在大型直流串励电动机上，常采用在励磁绕组两端并联可调分流电阻的方法进行；在小型直流串励电动机上，常采用改变励磁绕组的匝数或接线方式的方法进行。任务2直流串励电动机正反转控制线路的安装与维修473能识读并分析直流串励电动机正反转控制线路的构成和工作原理，并能正确进行安装与维修。474学习目标直流并励电动机的反转一般采用电枢绕组反接法，而直流串励电动机的反转常采用励磁绕组反接法来实现。这是因为直流串励电动机电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。本次的工作任务是安装与维修直流串励电动机正反转控制线路，其电路图如图所示。475476直流串励电动机正反转控制线路电路图477上图所示直流串励电动机正反转控制线路的工作原理如下。停止时，按下停止按钮SB3即可。任务3直流串励电动机制动控制线路的安装与维修4781.熟悉主令控制器的功能、结构、原理、型号含义、常见故障及处理方法，熟记它的图形符号和文字符号，并能正确选用。2.能识读并分析直流串励电动机制动控制线路的构成和工作原理，并能正确进行安装与维修。479学习目标直流电动机电力制动常用的方法有能耗制动、反接制动和再生发电制动三种。由于直流串励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，直流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。本次工作任务是安装与维修直流串励电动机自励式能耗制动控制线路，其电路图如图所示。480481直流串励电动机自励式能耗制动控制线路电路图482一、主令控制器1.功能主令控制器是按照预定程序换接控制电路接线的主令电器，主要用于电力拖动系统中，按照预定的程序分合触头，向控制系统发出指令，通过接触器以达到控制电动机的启动、制动、调速及反转的目的，同时也可实现控制线路的联锁。483主令控制器外形a）LK1系列b）LK4系列c）LK5系列d）LK16系列目前生产中常用的主令控制器有LK1、LK4、LK5和LK16等系列，其外形如图所示。2.结构、原理及符号LK1系列主令控制器主要由方形转轴、动触头、静触头、凸轮鼓、支架、复位弹簧及外护罩等组成，其结构如图所示。484LK1系列主令控制器的结构1—方形转轴2—动触头3—静触头4—接线柱5—绝缘板6—支架7—凸轮块8—小轮9—转动轴10—复位弹簧主令控制器所有的静触头都安装在绝缘板5上，动触头则固定在能绕转动轴9转动的支架6上；凸轮鼓由多个凸轮块7嵌装而成，凸轮块根据触头系统的开闭顺序制成不同角度的凸出轮缘，每个凸轮块控制两对触头。当转动手柄时，方形转轴1带动凸轮块7转动，凸轮块7的凸出部分压动小轮8，使动触头2离开静触头3，分断电路；当转动手柄使小轮8位于凸轮块7的凹处时，在复位弹簧10的作用下使动触头和静触头闭合，接通电路，可见触头的闭合和分断顺序是由凸轮块的形状决定的。4853.型号含义主令控制器的型号含义如下。4.选择主令控制器主要根据使用环境、所需控制的回路数、触头闭合顺序等进行选择。486（1）主令控制器在安装前应操作其手柄不少于5次，检查动、静触头接触是否良好，有无卡轧现象，触头的分合顺序是否符合触头分合表的要求。4875.安装与使用01020405（2）主令控制器投入运行前，应使用500～1000V的兆欧表测量其绝缘电阻，绝缘电阻一般应大于0.5MΩ，同时根据接线图检查接线是否正确。（3）主令控制器外壳上的接地螺栓应与接地网可靠地连接。（4）应注意定期清除主令控制器内的灰尘，所有活动部分应定期加润滑油。（5）主令控制器不使用时，应将其手柄停在0位。036.常见故障及处理方法主令控制器的故障现象、可能原因及处理方法见下表。488主令控制器的故障现象、可能原因及处理方法489二、能耗制动控制线路1.自励式能耗制动自励式能耗制动是指当直流电动机断开电源后，将励磁绕组反接并与电枢绕组和制动电阻串联构成闭合回路，使惯性运转的电枢处于自励发电状态，产生与原方向相反的电流和电磁转矩，迫使直流电动机迅速停转。直流串励电动机自励式能耗制动控制线路的工作原理如下。490直流串励电动机自励式能耗制动控制线路电路图（1）串电阻启动运转合上电源开关QF，时间继电器KT线圈得电，KT延时闭合的常闭触头瞬时分断。按下启动按钮SB1，接触器KM1线圈得电，KM1触头动作，使直流电动机M串电阻R启动后自动转入正常运转。491（2）能耗制动停转自励式能耗制动设备简单，在高速时制动力矩大，制动效果好，但在低速时制动力矩减小很快，制动效果变差。492493直流串励电动机他励式能耗制动原理图2.他励式能耗制动直流串励式电动机他励式能耗制动原理图如图所示。494小型直流串励电动机他励式能耗制动控制线路电路图小型直流串励电动机作为伺服电动机使用时，采用的他励式能耗制动控制线路电路图如图所示。495三、反接制动控制线路1.位能负载时转速反向法这种方法就是强迫直流电动机反转，使直流电动机的转动方向与电磁转矩的方向相反，以实现制动。直流串励电动机转速反向法制动原理图2.电枢直接反接法电枢直接反接法是切断直流电动机的电源后，将电枢绕组串入制动电阻后反接，并保持其励磁电流方向不变的制动方法。496直流串励电动机反接制动自动控制线路电路图图中AC是主令控制器，用来控制直流电动机的正反转；KM是线路接触器；KM1是正转接触器；KM2是反转接触器；KA是过电流继电器，用来对直流电动机进行过载和短路保护；KV是零压保护继电器；KA1、KA2是中间继电器；R1、R2是启动电阻；RB是制动电阻。线路的工作原理如下。（1）准备启动将主