《电气控制技术与应用》课件 单元二 课题8 并励直流电动机正反转电气控制

单元二典型环节电气控制课题八并励直流电动机正反转电气控制一、教学目标二、课题分析三、相关知识四、技能训练（一）工具、仪表和元件选择（二）画元件布置图（三）安装接线（安装接线图）步骤和工艺要求五、课题小结六、效果测评目录（一）知识目标1．掌握并励直流电动机启动、调速的原理；

2.掌握并励直流电动机的正反转控制线路的工作原理；一、教学目标1．根据本课题的电气原理图，能够熟练分析其工作原理；2．能够熟练绘制本课题的电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图；3．根据电气元件布置图和安装接线图进行安装接线并通电试车。4．并励直流电动机的正反转控制线路的故障检修方法。（二）能力目标如图为并励直流电动机串电阻启动的正反转控制线路。图中：QF为直流断路器，电源开关；FU1熔断器为电枢回路的短路保护，FU2熔断器为控制回路的短路保护；线圈A为励磁绕组（D1—D2），用于产生主磁场；电动机的电枢绕组为A1—A2；二、课题分析KA为欠电流继电器，用于直流电动机的弱磁保护，有效防止直流电动机弱磁飞车和烧毁直流电动机。SB1为正转启动按钮；SB2为反转启动按钮；SB3为停止按钮。KM1为正转控制用直流接触器；KM2为反转控制用直流接触器；KM3为串电阻启动控制用直流接触器。KT为断电延时型时间继电器，用于串电阻启动的时间控制。图2-8-1并励直流电动机电枢串电阻启动的正反转控制线路交流电动机的正反转是通过改变电源的相序来实现。而直流电动机的正反转则有两种方法：①是电枢绕组反接法；②是励磁绕组反接法。如果电枢绕组和励磁绕组的极性同时改变，那么电动机的转向将保持不变而无法实现电动机的正反转。电磁式继电器的结构和工作原理与接触器基本相同，它由电磁机构和触头系统组成。（一）电流继电器与电压继电器1、电流继电器反映输入量为电流的继电器叫做电流继电器。电流继电器的线圈串联在被测电路中，当通过线圈的电流达到预定值时，其触头动作。三、相关知识电流继电器分为过电流继电器和欠电流继电器。（1）过电流继电器

当通过继电器的电流超过预定值时动作的继电器称为过电流继电器。

（2）欠电流继电器

当通过继电器的电流减小到低于其整定值时就动作的继电器称为欠电流继电器。图2-8-2电流继电器的外形和符号图（3）型号含义（4）选用①电流继电器的额定电流可按电动机长期工作的额定电流来选择。②电流继电器的触头种类、数量、额定电流应满足控制线路要求。③过电流继电器的整定电流一般取电动机额定电流的1.7～2.0倍；欠电流继电器的整定电流一般取电动机额定电流的0.1～0.2倍。2、电压继电器反映输入量为电压的继电器叫电压继电器。电压继电器的线圈并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大小而接通或断开电路。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。如图2-8-3所示为电压继电器的图形符号和文字符号。电压继电器的整定：（1）过电压继电器的动作电压整定为（1.05～1.2）UN；（2）欠电压继电器的释放电压整定为（0.4～0.7）UN；（3）零电压继电器的释放电压整定为（0.1～0.35）UN。图2-8-3电压继电器的图形符号和文字符号（二）直流电动机的控制1.直流电动机启动控制直流电动机具有启动转矩大、较硬的机械特性、调速范围广、调速精度高、能够实现无级平滑调速以及可以频繁启动等一系列优点。尤其在大功率晶闸管可控整流装置的配合下，直流电动机应用更为广泛。直流电动机的启动控制的特点：即在接通电枢电源之前必须先通入励磁额定电流，保证启动过程中产生足够大的反电动势来达到减小启动电流；产生足够大的启动转矩，缩短启动时间；避免励磁电流为零时出现“飞车”现象。直流电动机的电枢直接启动电流太大（如全压启动时为10～20IN），除极小容量的直流电动机外，不允许全压启动，必须降压启动。直流电动机常用的启动方法有两种：（1）是电枢回路串联电阻启动；（2）是降低电源电压启动。而并励直流电动机通常采用电枢回路串电阻启动。2.直流电动机的正反转控制直流电动机实现正反转的方法有两种：一是电枢绕组反接法，保持励磁绕组极性不变；二是励磁绕组反接法，保持电枢绕组极性不变。为了避免在改变励磁电流方向的过程中因励磁电流为零而产生“飞车”现象，故并励直流电动机的正反转控制线路均采用电枢反接法实现。（三）工作原理分析（一）训练内容对并励直流电动机正反转电气控制的故障进行检修、分析及排除（二）工具、仪表和元件选择1、常用工具：螺钉旋具（俗称起子。分为一字形和十字形）、测电笔、钢丝钳、尖嘴钳、断线钳（又称斜口钳）、剥线钳、电工刀、活动扳手等电工常用工具。2、常用仪表：万用表（MF47型）、钳形电流表（MG3-1型）、兆欧表（ZC25-3型）。3、需用元件规格如下表：四、技能训练常用工具常用仪表表2-8-1序号名称代号型号规格数量备注1直流电源DCDC220V12并励直流电动机MZ2—32并励；2.2KW，励磁电压220V；DC220V；IN=12.4A；1500r/min13低压直流断路器QFB8—DC/25/2极、250V、25A；整定电流12.4A14直流熔断器FU1KD14/440VDC440V、25A、熔体额定电流20A；熔座KCH14,圆管型Φ14×5125直流熔断器FU2KD14/440VDC440V、25A、熔体额定电流10A；熔座KCH14,圆管型Φ14×5116直流接触器KMCZ0—40/2040A、线圈电压DC220V37时间继电器KTJS7-3延时范围0.4～60s；线圈电压DC220V18欠电流继电器KAJL14—25ZQIN=25A；线圈电压DC220V19启动变阻器RZX100Ω；20A110按钮SBLA10-3H保护式111接线端子板XTJX2—Y01015A、15节、600V112控制安装板500mm╳600mm╳30mm113行线槽40mm╳40mm,两边打Φ3.5mm孔5M14主电路塑铜线BV-2.5mm2和BVR-1.5mm2若干15控制电路塑铜线BV-1mm2若干16按钮塑铜线BVR-0.75mm2若干17接地塑铜线BVR-1.5mm2(黄绿双色)若干18编码套管若干19紧固体木螺钉：ф3×20mm；ф3×15mm;平垫圈：ф4mm若干（三）画元件布置图电器元件布置图是根据所有电器元件在控制板上的实际位置，采用简化的外形图（如正方形、矩形、圆形等）绘制的一种简图。图2-8-4并励直流电动机正反转电气控制元件布置图及安装图1、画安装接线图电气安装接线图是根据电气设备和电器元件的布置位置和实际安装位置，根据原理图中各电器之间的连接关系而绘制的一种接线图形。2、元件安装按布置图在控制板上进行元件安装，并贴上醒目相应的文字符号。元件安装时的工艺要求。(四）安装接线（安装接线图）步骤和工艺要求3、布线及工艺要求按接线图进行接线。在进行板前明线布线时，需遵循的工艺要求。4、连接电动机根据电气原理图中的连接，将电动机的直流电源端子（L+、L-）、励磁绕组（D1、D2）、电枢绕组端子（A1、A2）用导线引至相应接线端子上。同时将电动机和按钮的金属外壳与接地线可靠连接。1、熟悉并励直流电动机正反转电气控制的原理。2、在老师的监督下，接上三相电源。合上断路器QF，电源指示灯HL灯亮。3、由老师在控制电路上设置3个电气故障点。4、排除故障时，学生依据电路图用逻辑分析法初步确定故障范围，并在电路图中标出最小故障范围。5、查出故障后，必须修复故障点。（五）训练过程

（六）注意事项1、在通电试车时，必须遵循相应的步骤。同时设备操作时，做到安全第一。2、安装电源线、电动机线、接地线时，必须仔细查看各接线端，以免通电后发生触电意外或损坏电器。3、实训结束后，应切断电源，将模拟设备上各开关置于断开位置。4、检修时，所用工具、仪表应符合所用要求。5、认真做好实训记录，包括在原理图上标注故障范围、故障点、故障现象等。五、课题小结图2-8-6本课题内容结构示意图根据本课题学习内容，按照教材所列测评内容，对教学效果进行测评，检验教学达标情况。六、效果测评考核评分记录表考核目标考核内容考核要求评分标准配分自评互评师评知识目标（40）电流、电压继电器掌握电流、电压继电器的工作原理（1）电流继电器工作原理5分；（2）电压继电器工作原理5分。10直流电动机的启动掌握直流电动机启动要求及实现过程（1）启动要求5分；（2）启动实现过程5分。10直流电动机正反转掌握直流电动机正反转原理及实现过程（1）正反转原理5分；（2）实现过程5分。10工作原理分析主电路的工作原理；控制电路的工作原理；（1）主电路的工作原理5分；（2）控制电路的工作原理5分。10能力目标（55）准备工作元件检查电器元件的漏检或错检，每一处扣1分5绘图绘制电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图（1）电气原理图5分；（2）电气元件布置图5分；（3）电气安装接线图5分。15元件安装正确、合理安装元件（1）按图施工5分；（2）元件安装牢固2分；（3）元件布局合理3分；（4）元件损坏每件扣10分10布线布线正确、合理、规范（1）按图布线5分；（2）布线工艺10分；（3）接头符合要求5分；（4）绝缘问题和线损情况5分；（5）号码套装5分；（6）接地线安装5分10通电试车操作规范正确、安全有序（1）熔断器选择合理5分；（2）热继电器整定5分（3）试车操作规范5分；（4）第一次试车