电机设备运行与控制 任务5.2直流电动机控制线路的分析与制做 任务5.2直流电动机控制线路的分析与制作.doc

电机设备运行与控制 电机设备运行与控制 PAGE 1 任务5.2直流电动机控制线路的分析与制做 一、学习目的与要求 1.掌握低压电器控制线路的敷设能力； 2.掌握低压电器控制线路的检查及调试能力； 3.掌握直流电动机起动、反转、调速运行状态的实现方法。 4.掌握电气控制原理图、接线图的读图知识； 5.掌握常用低压电器的检修及调试方法； 6.掌握常见机械设备电气故障的检查、排除方法及维修。 二、学习方法 1.学习本课程，首先要精读教材和讲义，深入了解低压电器控制线路的敷设、检查及调试能力； 2.根据章节目录列出大纲，以便对直流电动机起动、反转、调速运行状态有大概的正确认识。 三、授课内容 1. 他励直流电动机的起动 在启动开始时，由于转速n=0，使反电势Ea的值很小，所以电枢中电流Ist较大，此时会产生较大的电磁转矩Tst，对转子结构的冲击较大，同时过大的电流会使电枢绕组过热。因此对于启动状态有一定的要求。即： （1）Ist不能过大；（2）用于加速的转矩T=Tst-TL不能过小。 ①全压起动：直接在电枢加以额定电压的方式，只限于小容量电动机。 , ②减压起动：起动前将施加在电动机电枢两端的电源电压降低。起动过程电源电压必须逐渐升高，升到额定电压时起动过程结束。多采用晶闸管整流装置自动控制起动电压。 Ust=Ist Ra =(1.5～2) IN Ra ③电枢回路串电阻起动 起动过程中起动电阻是逐级切除。这种起动方法能使电机获得较均匀的加速度。用于要求起动平衡的生产机械上。电阻切除时间选择上可以利用时间继电器完成。 直流电动机具有良好的起动、制动与调速性能，容易实现直流电动机各种运行状态的控制，获得广泛的应用。直流电动机有串励、并励、复励和他励四种，其控制电路基本相同。 图5-2-1为直流电动机电枢串二级电阻，按时间原则起动电路。图中KM1为线路接触器，KM2、KM3为短接起动电阻接触器，KA1为过电流继电器，KA2为欠电流继电器，KT1、 KT3为时间继电器，R1、R2为起动电阻，R3为放电电阻。 图5-2-1 电枢回路串电阻起动控制线路图 电路工作原理：合上电动机电枢电源开关Q1、励磁与控制电路电源开关Q2。KT1线圈通电，其常闭触头断开，切断KM2、KM3线圈电路，确保起动时将电阻R1、R2全部串入电枢回路。按下起动按钮SB2，KM1线圈通电并自锁，主触头闭合，接通电枢回路，电枢串入二级起动电阻起动；同时KM1常闭辅助触头断开，KT1线圈断电，为延时使KM2、KM3线圈通电，短接电枢回路起动电阻R1、R2作准备。在电动机串入R1、R2起动同时，并接在R1电阻两端的KT2线圈通电，其常闭触头断开，使KM3线圈电路处于断电状态，确保R2串入电枢电路。 经一段时间延时后，KT1常闭断电延时闭合触头闭合，KM2线圈通电吸合，主触头短接电阻R1，电动机转速升高，电枢电流减小。为保持一定的加速转矩，起动中应逐级切除电枢起动电阻。就在R1被KM2主触头短接的同时，KT2线圈断电释放，再经一定时间的延时，KT2常闭断电延时闭合触头闭合，KM3线圈通电吸合，KM3主触头闭合短接第2段电枢起动电阻R2。电动机在额定电枢电压下运转，起动过程结束。 电路保护环节：该电路由过电流继电器KA1实现电动机过载和短路保护；欠电流继电器KA2实现电动机欠磁场保护；电阻R3与二极管VD构成电动机励磁绕组断开电源时产生感应电动势的放电回路，以免产生过电压。 2.他励直流电动机的反转 方法有两种：改变磁场方向或改变电枢电压极性。 前者会产生较大的感应电动势，可能击穿励磁绕组的绝缘所以用得较少，常用改变极性的方向实现。在实际工作过程中，常结合起动运行状态进行正反转运行控制。 图5-2-2为改变直流电动机电枢电压极性实现电动机正反转的电路。图中KM1、KM2为正、反转接触器，KM3、KM4为短接电枢电阻接触器，KT1、KT2为时间继电器，KA1为过电流继电器，KA2为欠电流继电器，R1、R2为起动电阻，R3为放电电阻，SB2为正转起动按钮，SB3为反转起动按钮，SQ1为反向转正向行程开关，SQ2为正向转反向行程开关。起动时电路工作情况与5-2-2相同，但起动后，电动机将按行程原则自动实现电动机的正、反转，拖动运动部件实现自动往返运动。电路工作原理由读者自行分析。 图5-2-2 改变电枢电压极性反转起动控制线路图 3.他励直流电动机的调速 依据可知调速方法有以下三种。 （1）改变电枢电路串联电阻 特点：向下调速，特性变软，低速稳定性更差，耗能多，调速范围小，设备投资少，适用于小容量电动机调速。但是这种调速的经济性较差。改变电枢电路串联电阻调速的机械特性如图5-2-3所示。 图5-2-3 改变电枢