电工电子教案5.4.2直流电动机.pptVIP

第五章电动机 第四节 直流电动机 第四节 直流电动机 【学习目标】 1．了解直流电动机的基本结构、分类、工作原理及其工作特性。 2．理解直流电动机的起动、反转、调速、制动的原理及方法。 3.掌握直流电动机的维护常识。 【重点难点】 直流电动机的起动、反转、调速、制动的原理、方法 及维护常识。 四、直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 直流电动机的控制 五、直流电动机使用及维护 五、直流电动机使用及维护 【课堂小结】 一、直流电动机的起动:电枢串电阻、降压起动。 二、直流电动机的反转： 1.并励：采用电枢绕组反接的方法来实现反转。 2.串励：改变励磁电流或电枢电流的方向，实现反转。 三、直流电动机的调速：电枢串电阻、降压、弱磁调速。 四、直流电动机的电气制动：能耗、反接和回馈制动。 五、直流电动机的正确使用及维护。 【课后作业】 1.《电工电子技术及应用学习指导与练习》第五章第一题29.30.31；第二题34.35.36.37.38；第三题26。 * 1．直流电动机的起动: 直流电动机接通电源的瞬间，起动电流和起动转矩可达额定值的10～20倍，对传动机构会造成过大的机械冲击,一般工业用直流电动机不允许直接起动。 （1）电枢串电阻起动 在电枢回路中串接电阻限制起动电流，一般限制在2～2.5倍额定电流范围内。电动机起动后，逐步减少起动电阻值，电动机稳定运行后，起动电阻全部切除。 优缺点:设备简单、成本低，电阻上的能量浪费多。 适用场合:小直流电动机或容量稍大但不需经常起动的直流电动机。 （2）降压起动 开始起动时，电枢绕组加较低的直流电压，随着转速上升，逐渐升高电枢电压，直到额定电压运行，起动完毕。 降压起动时励磁电压必须是额定值，以保证磁通有额定值。 降压起动只能在电动机有专用电源时才能采用。 优点:起动过程平滑、电能浪费少。 缺点：设备成本高、控制系统复杂。 应用：适用容量大且经常起动的直流电动机，如起重、运输机械上的电动机。 2．直流电动机的反转 （1）反转的方法：一是改变磁通（即励磁电流）的方向；二是改变电枢电流的方向。在具体线路中，就是把励磁绕组的两根电源线对调，或者把电枢绕组的两根接线互换。 （2）并励电动机，一般采用电枢绕组反接的方法来实现反转。在将电枢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。 （3）串励电动机的反转，必须改变励磁电流的方向或电枢电流的方向，才能改变电磁转矩的方向，实现电动机的反转。 3．直流电动机的调速 （1）调速定义：电动机在机械负载不变时，改变电动机的转速。 （2）调速方法：改变电源电压U、改变电枢电阻Ra、改变主磁通φ三种方法。 （3）调速对应的机械特性如下： （4）电枢串电阻调速 在电枢回路中串联一个可变电阻来调速。 特点：设备简单、投资少、操作方便，属于恒转矩调速方式。 转速只能由额定转速往下调，是分级调速，调速平滑性差。 低速时机械特性软、电能浪费多、效率低、调速级数有限。 多用于负载对转速的稳定性要求不高的设备中，如起重机、电车等。 目前，此种方式已逐步被晶闸管可调直流电源调速代替。 （5）降压调速 保持励磁电流不变，通过改变电枢电压实现调速，需要的直流电源电压可变。 机械特性硬、转速稳定性好、调速范围大、电能损耗小、可实现无级调速。 转速只能调低，不能调高，是恒转矩调速。 需要专用的调速直流电源，成本较高。 一般用于大中容量的直流电动机中。 随着晶闸管变流技术的飞速发展，调压调速已越来越获得广泛的应用。 （6）弱磁调速 通过改变直流电动机主磁场强度来进行调速的方法。 电动机工作在磁路接近饱和的状态，只能采用减弱磁通的方法来调速。 调速在励磁回路中进行，功率较小，能量损失小，控制方便； 速度变化比较平滑，无级调速，只能向上调，不能在额定转速以下调节，只能与前两种调速方法结合使用，作为辅助调速； 最高转速一般控制在1.2倍额定转速范围内，调速范围较小； 调速后的机械特性较硬，转速较稳定，属恒功率调速。 适用于需要向上调速的电力拖动系统。 4.直流电动机的制动 （1）制动方法：机械制动和电气制动。 （2）电气制动：能耗制动、反接制动和回馈制动。 （3）能耗制动： 能耗制动的原理接线如下图所示。 能耗制动时，电动机的电枢绕组脱离电源，经制动电阻Rsa短接。电动机的励磁绕组仍由直流电源供电，产生恒定磁通Φ，电枢绕组依靠惯性继续旋转，切割磁通Φ产生电枢电动势Ea，在电枢回路中形成电流Ia，方向与原来电动状态时