直流电动机(控制)

1、直流电机部分（控制）中级维修电工理论培训主讲 何萍一、直流电动机的起动和反转一、直流电动机的起动和反转1.起动：直流电动机接到电源以后，转速从零达到稳定转速的过程对电动机起动的基本要求：（1）起动转矩要大； （2）起动电流要小； （3）起动设备要简单、经济、可靠。优点优点：操作简单，无需另加设备。缺点缺点：冲击电流大，引起换向困难，产生火花；电源会发生瞬时跌落；起动转矩为额定转矩的1020倍，适用于容量很小的电动机。2.他励直流电机直接起动NaNaaaI 20)10(RUI,0R,0E,0n（1）将电动机的电枢接到额定电压的电源 -全压起动。他励直流电动机启动注意事项：他励直流电动机启动注意事

2、项：先给励磁绕组供电，再给电先给励磁绕组供电，再给电枢绕组供电，以免空载时的枢绕组供电，以免空载时的“飞车飞车”事故，为防止事故，为防止“飞车飞车”事故的发生，通常在励磁回路中加欠电流继电器实现事故的发生，通常在励磁回路中加欠电流继电器实现“失磁失磁”保护。保护。321cccaNstRRRRUINastI )5 . 25 . 1 (RUI（2）减压起动 启动方法：在额定励磁电流情况下，起动电流控制在启动方法：在额定励磁电流情况下，起动电流控制在1.51.52.52.5IN。 1）电枢回路串电阻起动；注意不能采用滑动变阻器，应采用分段切除的变阻器。 2）降压起动。起动时降低电源电压，随着转速的升

3、高，逐渐增加电压。 起动方法起动方法 降压起动 电枢串电阻起动 启动时，调节电源电压，从零开始逐渐上升至额定值。这种起动方法仅适用于他励式直流电动机。起动时，电枢所串电阻为最大，随着转速的增加，将电阻逐级切除。 一台直流并励电动机，一台直流并励电动机， PN=10 kW， IN=54.8 A， UN=220 V， 电枢电阻电枢电阻Ra=0.4 。 若直接起动，若直接起动， 起动电流为起动电流为多少？若采用电枢回路串电阻起动，多少？若采用电枢回路串电阻起动， 将起动电流降为额定值将起动电流降为额定值的的1.5倍，倍， 则应串多大的起动电阻？则应串多大的起动电阻？ARUIaNst5504 . 02

4、20直接起动时，直接起动时， 起动电流为起动电流为电枢回路串电阻起动时，电枢回路串电阻起动时， 起动电流为起动电流为 1 5 .NstastIRRUIW3 . 24 . 0-2208 .545 . 1-aR5 . 1NIUstR则起动电阻则起动电阻 3.3.反转方法反转方法 1 1）改变电枢电流方向，励磁电流方向不变；）改变电枢电流方向，励磁电流方向不变； 2 2）改变励磁电流方向，电枢电流方向不变。）改变励磁电流方向，电枢电流方向不变。 考虑励磁绕组电流突然反接，会产生很大的感应电动势，影响电动机考虑励磁绕组电流突然反接，会产生很大的感应电动势，影响电动机和电机的绝缘，因此，一般采用电枢反接

5、法。和电机的绝缘，因此，一般采用电枢反接法。 即：单独改变电枢绕组或即：单独改变电枢绕组或单独改变励磁绕组单独改变励磁绕组的接线。的接线。NSFFnU(a)NSU(b)SNU(c)FFnFFn改变电枢电流方向改变电枢电流方向直流电动机的两种正、反转改变励磁电流方向改变励磁电流方向4 4、直流电动机的制动、直流电动机的制动（1 1）直流电动机的工作状态）直流电动机的工作状态电动工作状态工作状态 电磁转矩的方向与转动方向同向电磁转矩的方向与转动方向同向制动工作状态工作状态 电磁转矩的方向与转动方向反向电磁转矩的方向与转动方向反向（2）制动方法：）制动方法：机械制动 产生与转子运行方向相反的由摩擦产

6、生的阻转矩。产生与转子运行方向相反的由摩擦产生的阻转矩。电气制动 通过电气控制，产生一个与电机运行方向相反的电磁转矩。通过电气控制，产生一个与电机运行方向相反的电磁转矩。（3）电气制动方法：）电气制动方法：反接制动（包括电源反接和倒拉反接）、能耗制动和回馈制动反接制动（包括电源反接和倒拉反接）、能耗制动和回馈制动UEIaIf1221RzS1)能耗制动的方法和原理保持励磁电流If的大小及方向不变， 将开关接至RT， 电枢从电网脱离经制动电阻RT闭合。并励电动机他励电动机电枢断电瞬间电枢断电瞬间电动状态电动状态 N， UUN N， U0 N， U0，aaNaREUI-Ia0，EaCenTaaaRR

7、EI- 制动状态制动状态参数特点： N， U0， 电枢回路总电阻RRaRT实际上是一台他励直流发电机。轴上的机械能转化成电能， 全部消耗于电枢回路的电阻上， 所以称为能耗制动。能耗制动的特点：（1）操作简单，停车准确（2）能耗制动产生的冲击电流不会影响电网；（3）低速时制动转矩小，停转慢； （4）动能大部分都消耗在制动电阻上。 a、电源反接制动、电源反接制动 电源反接制动是指人为地改变转子电压极性（即反接），使转子电流反向的方法。这时，电磁转矩成为制动转矩，使电动机迅速减速至停止。 保持If不变， 将开关向下合闸， 使电枢经制动电阻RT而反接于电网上。 这种制动方法由于转子电压反接后，极性与反

8、电动势相同，转子电流很大，因此必须串接较大的制动电阻。另外，电机停稳后应该及时切断电源， 否则电动机会反转。总之，这种制动方法的制动效果好，但能量损耗大，容易出现反转。 IfUNRTEaIan参数特点： N UUN。 R=Ra+RT.能量关系：从电网吸收的电能和轴上输入的机械能都消耗在电枢回路的电阻上。 2）反接制动TNTNRRa)EaU(REUIRaaa-b、倒拉反接制动（用于位能性负载下放重物）If及端电压UN不变， 仅在电枢回路串入足够大的制动电阻RT，使该人为特性与负载转矩特性的交点处于第四象限。不同的RT，可得到不同的稳定转速。LNeTa0L2NTeTaICRRnTCCRRCeUnN

9、N-能量关系：UIa与EaIa两者之和消耗在电枢电路的电阻RaRT上。Fmg当电枢串电阻较小，起动转矩Tst1TL，即Fmg，物体上移，电动状态。v当电枢串电阻较大，起动转矩Tst2TL，即Fn0 Ia反向 F反向回馈制动特点：回馈制动过程中，将位能转换成动能再转换成电能，有功功率UIa回馈电网。从电能消耗看，回馈制动是最经济的一种制动方式。转速高于理想空载转速是回馈制动运行状态的重要特点。vNmgf5 5、直流电动机的调速、直流电动机的调速改变传动机构的传动比来改变工作机构的速度，称为机械调速。人为改变电动机的参数（如端电压、励磁电流或电枢回路电阻），使同一机械负载得到不同转速，称为电气调速

10、。调速调速: :在负载不变的情况下在负载不变的情况下, ,通过改变相关参数通过改变相关参数, ,改变工作机构的速度改变工作机构的速度. .nCUe - -2TCCReTa enCUe - -2TCCReTa e三种调速方式三种调速方式: :1 1）调压调速）调压调速 调节电枢两端电压调节电枢两端电压 2 2）电枢串电阻调速）电枢串电阻调速 在电枢回路串电阻在电枢回路串电阻 3 3）调磁调速）调磁调速( (弱磁调速弱磁调速) ) 降低励磁电流降低励磁电流改变转子电阻调速(b) 转子电路电阻改变时的机械特性IfUIIa(a) 改变转子电路的电阻调速RfRacE0n0nMMCn1n2n3Rac 0RacRacRac Rac Rac改变电枢电压调速改变主磁通调速比较三种调速方式的特点比较三种调速方式的特点三种调速方式在转速上的不同三种调速方式在转速上的不同: :1 1）调压调速）调压调速 在额定转速以下调在额定转速以下调2 2）电枢串电阻调速）电枢串电阻调速 在额定转速以下调在额定转速以下调3 3）调磁调速）调磁调速( (弱磁调速弱磁调速) ) 在在额定转速以上调，但不能超额额