直流电机的电气控制.教案资料

1、第十次课本次本次(bn c)课内容：直流电机的电气控课内容：直流电机的电气控制制第一页，共16页。4.44.4、直流电机的启动、直流电机的启动(qdng)(qdng)4.54.5、直流电机正反转、直流电机正反转4.64.6、直流电机制动、直流电机制动4.74.7、直流电机调速、直流电机调速第四章第四章 直流电动机直流电动机(dngj)(dngj)的电气控制的电气控制第二页，共16页。4.14.1、他励直流电动机、他励直流电动机(dngj)(dngj)的起动的起动 直流电动机从接入电源开始，转速由静止上升直流电动机从接入电源开始，转速由静止上升(shngshng)(shngshng)到某一稳定转

2、速为止的过程称为起到某一稳定转速为止的过程称为起动过程或起动。动过程或起动。1 1、起动、起动(q dn)(q dn)条件条件 一要有足够大的起动转转矩一要有足够大的起动转转矩 二要起动电流不能过大，二要起动电流不能过大， 另外，起动设备要尽量简单、可靠。另外，起动设备要尽量简单、可靠。 一般小容量直流电动机因其额定电流小而可以来用直一般小容量直流电动机因其额定电流小而可以来用直接起动，但较大容量的直流电动机不允许直接起动。接起动，但较大容量的直流电动机不允许直接起动。第三页，共16页。 第四页，共16页。2 2、启动过程：、启动过程：直接起动：如果不采取任何措施，直接给电功机加上直接起动：如

3、果不采取任何措施，直接给电功机加上额定电压进行起动，这种起动方法叫直接起动。额定电压进行起动，这种起动方法叫直接起动。 直接起动时：启动前：直接起动时：启动前：n=0n=0，E=0E=0，电枢回路电阻很小，电枢回路电阻很小，从从0 0点几到点几到1 1点几欧姆不等。点几欧姆不等。加上电压时：转速不会突变，启动瞬间加上电压时：转速不会突变，启动瞬间(shn jin)(shn jin)基本为基本为0 0，启动瞬间，启动瞬间(shn jin)(shn jin)电流为多大？电流为多大？ 大约是大约是10-2010-20倍的额定电流，有很大危害哦！倍的额定电流，有很大危害哦！1 1、对电机本身：、对电机

4、本身： 换向时产生火花，可能烧坏换向器。换向时产生火花，可能烧坏换向器。 2 2、对机械系统：、对机械系统： 启动转矩过大，对机械系统或传动机构产生很大冲启动转矩过大，对机械系统或传动机构产生很大冲击，使损坏。击，使损坏。 3 3、对供电电网：、对供电电网： 有可能使保护装置动作，甚至使电网电压变化，影有可能使保护装置动作，甚至使电网电压变化，影响其他装置。响其他装置。 起动时要对起动时要对IstIst加以限制：加以限制：第五页，共16页。、起动、起动(q dn)方法（他励）方法（他励）注意：不论采用哪种方法，起动时都应该保证电动机的磁注意：不论采用哪种方法，起动时都应该保证电动机的磁通达到最

5、大值，从而保证产生通达到最大值，从而保证产生(chnshng)足够大的起动足够大的起动转矩。转矩。（）电枢回路（）电枢回路(hul)串电阻起串电阻起动动起动时在电枢回路中串入电阻限流，起动过程中再把电起动时在电枢回路中串入电阻限流，起动过程中再把电阻分段切除，使电机起动后正常运行。阻分段切除，使电机起动后正常运行。注：能把电阻平滑切除是最好的，但是很难做到，一般是采注：能把电阻平滑切除是最好的，但是很难做到，一般是采用接触器的触点分段短接起动电阻。用接触器的触点分段短接起动电阻。这也导致起动级数不能过多，一般级。这也导致起动级数不能过多，一般级。第六页，共16页。固有特性工作过程：df最终稳定

6、在h点电机正常运行 在启动在启动(qdng)(qdng)的过程中，通常限制最大启动的过程中，通常限制最大启动(qdng)(qdng)电流电流Ist1=(1.5-2.5)InIst1=(1.5-2.5)In，Ist2=(1.1-1.2)In,Ist2=(1.1-1.2)In,并尽量在切除电阻的同时使电流从并尽量在切除电阻的同时使电流从Ist1Ist1回回升到升到Ist2Ist2，以保证启动，以保证启动(qdng)(qdng)电流不太大，并保证足够的转矩。电流不太大，并保证足够的转矩。转速转速(zhun s)不突变不突变第七页，共16页。第八页，共16页。第九页，共16页。时间继电器控制的启动时间

7、继电器控制的启动(qdng)线路线路第十页，共16页。 降压起动降压起动(q dn(q dn) )只能在电动机有专用电源时才能只能在电动机有专用电源时才能采用。起动采用。起动(q dn(q dn) )时，通过降低电枢电压来达到限制时，通过降低电枢电压来达到限制起动起动(q dn(q dn) )电流的目的。为保证足够大的起动电流的目的。为保证足够大的起动(q (q dndn) )转矩，待电动机起动转矩，待电动机起动(q dn(q dn) )后，随着转速的后，随着转速的上升，反电动势增加再逐步提高其电源电压，直至将电压上升，反电动势增加再逐步提高其电源电压，直至将电压恢复到额定值，电动机在全压下稳

8、定运行。恢复到额定值，电动机在全压下稳定运行。 降压起动降压起动(q dn(q dn) )虽然需要专用电源，设备投资大，虽然需要专用电源，设备投资大，但它起动但它起动(q dn(q dn) )电流小，升速平滑，并且起动电流小，升速平滑，并且起动(q (q dndn) )过程中能量消耗也较少，因而得到广泛应用。过程中能量消耗也较少，因而得到广泛应用。（2 2）降压）降压(jin(jin y) y)启动启动第十一页，共16页。4.34.3、直流电动机、直流电动机(dngj)(dngj)的反转的反转 在有些电力拖动设备（使用直流电机拖动）中，由于生产在有些电力拖动设备（使用直流电机拖动）中，由于生产

9、的需要，常常需要改变电动机的转向。电动机中的电磁转矩是的需要，常常需要改变电动机的转向。电动机中的电磁转矩是驱动转矩，因此改变电磁转矩的方向就能改变电动机的转向。驱动转矩，因此改变电磁转矩的方向就能改变电动机的转向。 根据公式根据公式 可知可知(k zh)(k zh)，只要改变磁通，只要改变磁通或电枢电流或电枢电流IaIa这两个量中一个量的方向，就能改变这两个量中一个量的方向，就能改变T T的方向，的方向，两个都变则转向不变。两个都变则转向不变。直流电动机的反转方法有两种：直流电动机的反转方法有两种：一种是改变励磁电压一种是改变励磁电压( ( 即励磁电流）的方向。即励磁电流）的方向。另一种是改

10、变电枢电压的方向。另一种是改变电枢电压的方向。注：由于磁滞及励磁回路电感等原因，反向磁场建立过程缓慢，注：由于磁滞及励磁回路电感等原因，反向磁场建立过程缓慢，反转过程不能很快实现，故一般多采用后一种方法。反转过程不能很快实现，故一般多采用后一种方法。第十二页，共16页。4.44.4、直流电动机、直流电动机(dngj)(dngj)的的制动制动 电动机从切断电源时刻起至完全停止转动，由于惯电动机从切断电源时刻起至完全停止转动，由于惯性的作用总要经过一段时间，某些机床拖动需要缩短这性的作用总要经过一段时间，某些机床拖动需要缩短这一停车时间，就要进行制动一停车时间，就要进行制动(zh dn(zh dn

11、) )。下面介绍直。下面介绍直流电动机的两种电气制动流电动机的两种电气制动(zh dn(zh dn) )方法。方法。 （1 1）能耗制动）能耗制动(zh dn(zh dn) ) 保持励磁电流方向和大小不变，将电源切除，接入保持励磁电流方向和大小不变，将电源切除，接入制动制动(zh dn(zh dn) )电阻回路。电阻回路。特点：特点： 把轴上输入的机械能转换成电能，全部消耗在电枢回把轴上输入的机械能转换成电能，全部消耗在电枢回路电阻上。路电阻上。 n=0n=0，则，则T=0,T=0,对与反抗性负载能准确停车。对与反抗性负载能准确停车。 第十三页，共16页。励磁励磁(l c)绕组绕组第十四页，共

12、16页。 原理：原理： 上图为并励直流电动机能耗制动原理图。按下上图为并励直流电动机能耗制动原理图。按下起动按钮起动按钮SB1SB1后，接触器后，接触器KM1KM1接通电动机运转。停车接通电动机运转。停车时按下停止按钮时按下停止按钮SB2SB2后后, KM1 , KM1 失电失电KM2KM2获电获电, ,电动机电动机的电枢切除电源的电枢切除电源. .接通制动电阻接通制动电阻RoRo，此时，此时(c sh)(c sh)励磁绕组一定要仍接在电源上继续通电（有磁场）。励磁绕组一定要仍接在电源上继续通电（有磁场）。这样，电动机电枢在惯性作用下按原方向旋转，变这样，电动机电枢在惯性作用下按原方向旋转，变

13、成发电机，电枢中产生的感应电流方向和原来电流成发电机，电枢中产生的感应电流方向和原来电流方向相反，电枢流过的反向电流和磁场所产生的反方向相反，电枢流过的反向电流和磁场所产生的反向力矩使电枢受到制动而停转。向力矩使电枢受到制动而停转。第十五页，共16页。（2 2）反接制动：）反接制动： 反接制动是只改变电枢电压极性或只改变励磁绕组反接制动是只改变电枢电压极性或只改变励磁绕组电流方向使磁场极性改变，从而改变电磁转矩方向使之产生电流方向使磁场极性改变，从而改变电磁转矩方向使之产生制动转矩如图下图所示。在转向制动转矩如图下图所示。在转向(zhunxing)(zhunxing)未改变时，未改变时，反电势方