项目七 直流电动机电气控制电路

项目七

直流电动机电气控制电路电机与电气控制技术目录CONTENTS测试直流电动机启动与调速控制电路测试直流电动机制动与正反转控制电路任务一任务二学习目标掌握直流电动机启动控制电路的工作原理掌握直流电动机调速控制电路的工作原理掌握直流电动机制动控制电路的工作原理掌握直流电动机正反转控制电路的工作原理掌握三相异步电动机能耗、反接制动控制电路的工作原理能测试直流电动机启动控制电路能测试直流电动机制动控制电路1测试直流电动机启动与调速控制电路7.1.1启动控制电路常见的启动控制电路主要有直接启动控制电路、电枢电路串联电阻启动控制电路、降压启动控制电路等。1．直接启动控制电路（1）启动时，先闭合和，励磁绕组接通电源；当动作时，说明励磁磁场已建立起来，动合触点闭合，为直流电动机的启动做准备。（2）按下，线圈通电，主触点闭合，直流电动机全压运行。（3）按下，线圈断电，主触点断开，直流电动机停止运行。（4）当电动机过载时，动作，动断触点断开，分断线圈电路进而分断主电路，以达到过载保护的目的。直流电动机的直接启动控制电路如图所示。电路中，交流接触器主要用于控制直流电动机的电枢电压；为过电流继电器，可实现直流电动机的过载保护；为欠电流继电器，可实现直流电动机的欠电流保护。电路的工作原理如下。7.1.1启动控制电路2．电枢电路串联电阻启动控制电路直流电动机电枢电路串联电阻，可达到限制启动电流和启动转矩的目的。直流电动机的电枢电路串联电阻启动控制电路如图所示。其中，、、为接触器，用于控制电源，、用于短接启动电阻；、为启动电阻，为放电电阻；、为断电延时继电器；为过电流继电器，可实现直流电动机过载保护和短路保护；为欠电流继电器，可实现直流电动机欠电流保护。（1）启动时，先闭合和。在按下前，线圈已通电，动断触点已断开。当直流电动机励磁电流正常后，动合触点闭合，为直流电动机的启动做准备。（2）按下，线圈通电，主触点闭合，使直流电动机串联和，实现降压启动；同时，线圈断电并开始计时。由于上有电压，因此线圈通电，动断触点断开。（3）延时计时结束时，动断触点闭合，接通线圈所在电路，主触点闭合，将短路，直流电动机进一步加速。（4）线圈被短路，延时计时结束时，动断触点闭合，接通线圈所在电路，主触点闭合，将短路，直流电动机再一次加速并进入全压运行，启动过程结束。7.1.1启动控制电路2．电枢电路串联电阻启动控制电路

直流电动机的电枢电路串联电阻启动控制电路工作原理如下。（1）闭合，接通直流电源。（2）时间继电器、线圈通电，、的动断触点断开，可防止、线圈通电。（3）按下，线圈通电，自锁触点闭合；主触点闭合，直流电动机接通电源，开始低速启动（串联启动电阻、）。（4）互锁触点断开，、线圈断电，进入复位延时计时状态（的复位延时时间要长于的）。（5）当延时计时结束时，动断触点复位闭合，线圈通电，主触点闭合，直流电动机仅串联运行，转速增大。（6）当延时计时结束时，动断触点复位闭合，线圈通电，主触点闭合，直流电动机在额定电压下工作，进入正常运行状态。7.1.1启动控制电路3．降压启动控制电路直流电动机的降压启动控制电路工作原理如下。7.1.2调速控制电路1．调节电枢回路电阻调速控制电路直流电动机调速方法有三种：调节电枢回路电阻、调节励磁电流和调节电枢电压。调节电枢回路电阻只适用于额定转速以下、无须经常调速且机械特性要求较软的调速；调节励磁电流适用于额定转速以上的恒功率调速；调节电枢电压适用于额定转速以下的恒转矩调速。（1）工作时，闭合主电路电源开关和控制回路电源开关，直流电动机励磁绕组通电励磁，欠电流继电器线圈通电，动合触点闭合。（2）动合触点闭合后，时间继电器线圈通电，延时闭合的动断触点断开，做好电动机启动准备。（3）启动时，按下启动按钮，线圈通电，自锁触点闭合，全部电阻串入所在电路，直流电动机降压启动。（4）的动断辅助触点断开，时间继电器线圈断电，开始计时。（5）在电阻上的电压作用下，线圈通电，延时闭合的动断触点断开。（6）计时结束后，其延时闭合的动断触点恢复闭合，线圈通电，主触点闭合，此时，和线圈同时被短路。（7）经过一段延时后，直流电动机加速完成，此时延时闭合的动断触点恢复闭合，线圈通电，主触点闭合，、均被短路，直流电动机正常运行，启动过程结束。（8）停机时，按下停止按钮，线圈断电，主触点断开，直流电动机停止运行。（1）工作时，将和闭合，按下启动按钮，线圈通电，主触点及自锁触点闭合，互锁触点断开，电动机电枢串入电阻启动运行。（2）线圈通电，开始延时计时；延时计时结束后，延时闭合的动合触点闭合，线圈通电，主触点闭合，将短路，直流电动机正常运行，启动过程结束。（3）若要调速，只需要调节瓷盘变阻器的大小即可。7.1.2调速控制电路2．调节励磁电流调速控制电路在电枢电压不变的情况下，若减小直流电动机的励磁电流，则可使直流电动机的转速增大，若增大励磁电流，则可使直流电动机的转速减小。直流电动机的调节励磁电流调速控制电路如图所示。其中，为启动电阻；为瓷盘变阻器，调节可改变直流电动机的励磁电流，从而改变直流电动机的转速；放电电阻和二极管形成一条放电回路；为能耗制动接触器；为工作接触器；为短接启动电阻用接触器，即加速接触器。该电路的工作原理如下。7.1.2调速控制电路对于他励直流电动机来说，电枢回路通常使用可调电压的电源来供电。调节电枢电压进行调速：缺点在于成本较高，设备较复杂；优点在于不改变机械特性的硬度，可实现平滑调速，且电能的损耗不大。直流电动机的电枢旋转时产生反电动势，当反电势小于单相桥式整流电路的输出电压时，晶闸管才能导通，通过直流电动机的电流是断续的。晶闸管的导通角小，电流峰值大，因此晶闸管容易发热。对此，可在主电路中串联电抗器L，以增大晶闸管的导通角，减小电流的峰值和脉动程度。3．调节电枢电压调速控制电路7.1.2调速控制电路如图所示为直流电动机的调节电枢电压调速控制电路。其中，主电路采用单相桥式整流（～组成整流桥）电路，晶闸管V用于调压调速。该电路的工作原理如下。3．调节电枢电压调速控制电路图中，触发电路采用由单结晶体管、三极管（作可变电阻用）等组成的张弛振荡器，三极管用于放大信号；主令电压从电位器给出，负反馈电压从并联在电枢两端的电位器上取得。这两个电压相比较所得的差值电压经电阻与滤波电容后，加到三极管的基极，由对其进行放大，并控制三极管的导通程度，以改变张弛振荡器的频率，进而改变晶闸管导通角和电枢电压的大小，从而达到调节直流电动机转速的目的2测试直流电动机制动与正反转控制电路7.2.1制动控制电路直流电动机常用的制动控制电路有能耗制动控制电路、反接制动控制电路等。在能耗制动控制电路的工作过程中，电动机依靠惯性继续旋转，电枢切割磁场后发电，将机械能转换成电能，然后再把电能消耗在电枢电路所串联的制动电阻上，因此称为能耗制动。能耗制动的优点：所需设备简单，成本低；制动减速时平稳可靠。能耗制动的缺点：能量消耗在制动电阻上，无法回收利用；制动转矩随转速变慢而相应减少，制动时间较长。直流电动机的能耗制动控制电路中，为启动按钮，按下，线圈通电；为制动/停止按钮，在直流电动机运行过程中，按下，线圈通电，电枢电路中将会串联制动电阻，直流电动机进入能耗制动状态。该电路的工作原理如下。（1）制动前，主触点、自锁触点闭合，互锁触点断开，直流电动机处于稳定运行状态。（2）制动时，直流电动机的励磁电流保持不变，主触点、自锁触点断开，互锁触点闭合；主触点、自锁触点闭合，互锁触点断开。如此，直流电动机的电枢绕组将脱离电源而接到制动电阻上。1．能耗制动控制电路（1）按下，线圈通电，自锁触点闭合，互锁触点断开。（2）主触点闭合，直流电动机电枢正向接通电源，直流电动机开始运行。（3）按下，动断触点断开，使线圈断电，主触点和自锁触点断开，互锁触点恢复闭合，直流电动机电枢在惯性的作用下继续旋转。（4）动合触点闭合，线圈通电，主触点闭合，直流电动机电枢反向接通电源，并串联反接制动电阻，开始反接制动。7.2.1制动控制电路反接制动控制电路通过改变电枢绕组上电压的方向（使反向）或改变励磁电流的方向（使反向），使直流电动机得到反力矩进行制动，并在直流电动机的转速接近零时迅速切断电源。反接制动的优点是制动转矩比较恒定，制动较强烈，操作比较方便；缺点是直流电动机需要从电网吸取大量的电能，而且对机械负载有较强的冲击。反接制动控制电路一般应用在需要快速制动的小功率直流电动机上。直流电动机的反接制动控制电路工作原理如下。2．反接制动控制电路7.2.2正反转控制电路直流电动机正反转控制电路是指通过启动按钮控制直流电动机长时间正向运行和反向运行的控制电路。直流电动机的正反转控制电路如图所示。其中，和用于短接启动电阻；、为启动电阻，为放电电阻；为反向转正向行程开关，为正向转反向行程开关；为过电流继电器、为欠电流继电器。该电路的工作原理如下。（1）按下，线圈通电，主触点闭合，直流电动机电枢绕组接通电源，启动运行。假设此时的运行方向为正向，、、、用于控制电枢电路与电阻、的接通与断开。（2）按下，线圈断电，线圈通电，直流电动机电枢绕组反向接通电源。（3）由于自身的惯性，直流电动机先进行反接制动，再反向运行。在这一过程中，线圈断电，延时闭合的动断触点断开，使、线圈断电，从而保证直流电动机电枢绕组在反接制动过程中串联入、。文旌课