并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路安裝與調(diào)試實(shí)用教案

1、1課程(kchng)導(dǎo)入并勵(lì)直流并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)(dngj)控制電路控制電路 直流電動(dòng)機(jī)(dngj)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速等一系列優(yōu)點(diǎn)。 直流電動(dòng)機(jī)(dngj)按勵(lì)磁方式分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。如圖10-1所示。 圖10-1 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式a) 他勵(lì) b) 并勵(lì) c) 串勵(lì) d) 復(fù)勵(lì)第1頁(yè)/共23頁(yè)第一頁(yè)，共24頁(yè)。2任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)起動(dòng)、調(diào)速電路任務(wù)二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)(fn zhun)及制動(dòng)電路練習(xí)題知識(shí)拓展(tu zhn) 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路任務(wù)總覽任務(wù)總覽項(xiàng)目十項(xiàng)目十 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電并勵(lì)直

2、流電動(dòng)機(jī)基本控制電路路第2頁(yè)/共23頁(yè)第二頁(yè)，共24頁(yè)。3任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)(q dn)(q dn)、調(diào)速電路調(diào)速電路一、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子總是從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速逐漸上升，最后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行(ynxng)狀態(tài)，由靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行(ynxng)狀態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為起動(dòng)過(guò)程。 由于直流電動(dòng)機(jī)電樞電阻阻值很小，額定電壓下直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很大，可達(dá)額定電流的1020倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也很大。過(guò)大的起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓的下跌，影響其他用電設(shè)備的正常工作，而電動(dòng)機(jī)自身的換向器也將產(chǎn)生劇烈的火花，同時(shí)很大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)使軸上受到強(qiáng)烈的機(jī)械沖

3、擊，嚴(yán)重時(shí)將損壞電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置，所以全壓起動(dòng)只限用于容量很小的直流電動(dòng)機(jī)。 第3頁(yè)/共23頁(yè)第三頁(yè)，共24頁(yè)。4任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)(q dn)(q dn)、調(diào)速電路調(diào)速電路 直流電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法(fngf)有兩種：一是電樞回路串電阻起動(dòng)；二是降低電源電壓起動(dòng)。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常采用的是電樞回路串聯(lián)電阻起動(dòng)。 1.手動(dòng)起動(dòng)(q dn)控制電路 10KW以下的小容量直流電動(dòng)機(jī)可采用手動(dòng)起動(dòng)變阻器。啟Z型起動(dòng)變阻器外形如圖10-2所示。它有電壓為110V和220V兩種系列，電壓為110V的啟Z型起動(dòng)變阻器，可用來(lái)起動(dòng)15KW的直流電動(dòng)機(jī)；電壓為220V

4、的起動(dòng)變阻器，可用來(lái)起動(dòng)110KW的直流電動(dòng)機(jī)。 圖10-2 啟Z型起動(dòng)變阻器外形 第4頁(yè)/共23頁(yè)第四頁(yè)，共24頁(yè)。5任務(wù)任務(wù)(rn wu)(rn wu)一一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路調(diào)速電路圖10-3 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)手動(dòng)起動(dòng)控制電路 A1A2為電動(dòng)機(jī)電樞(din sh)繞組，E1E2為電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組。 線路中使用了四點(diǎn)式起動(dòng)變阻器，它的四個(gè)接線端E1、L+、A1和L-，分別與電源、電樞(din sh)繞組和勵(lì)磁繞組相連。 15- 靜觸頭 6-電磁鐵 7-弧形銅條 8-手輪 9-銜鐵 10-恢復(fù)彈簧請(qǐng)分析起動(dòng)過(guò)程第5頁(yè)/共23頁(yè)第五頁(yè)，共24頁(yè)。62.

5、電樞回路(hul)串電阻二級(jí)起動(dòng)控制電路 任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)(q dn)(q dn)、調(diào)、調(diào)速電路速電路圖10-4 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻(dinz)起動(dòng)電路 第6頁(yè)/共23頁(yè)第六頁(yè)，共24頁(yè)。7二、直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的調(diào)速 aaeUI RnC 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速有機(jī)械(jxi)調(diào)速、電氣調(diào)速以及機(jī)械(jxi)電氣配合調(diào)速三種方法。下面主要介紹直流電動(dòng)機(jī)的電氣調(diào)速方法。由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： 三種電氣調(diào)速方法(fngf)：一是電樞回路串電阻調(diào)速；二是改變主磁通調(diào)速；三是改變電樞電壓調(diào)速。 任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的

6、起動(dòng)、調(diào)速電路第7頁(yè)/共23頁(yè)第七頁(yè)，共24頁(yè)。8 1.電樞(din sh)回路串電阻調(diào)速 電樞(din sh)回路串電阻調(diào)速是在電樞(din sh)電路中串接調(diào)速變阻器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 這種調(diào)速方法的特點(diǎn)是：只能(zh nn)使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速以下范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，故其調(diào)速范圍不大，一般為1.5：1；調(diào)速電阻RP長(zhǎng)期通過(guò)較大的電樞電流，不但消耗大量的電能，而且使機(jī)械特性變軟，轉(zhuǎn)速受負(fù)載影響變化大,所以不經(jīng)濟(jì)，穩(wěn)定性較差；這種調(diào)速方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便，投資少,所以，對(duì)于短期工作、功率不太大且機(jī)械特性硬度要求不太高的場(chǎng)合仍廣泛采用。圖10-5 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速 任務(wù)一任務(wù)一

7、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路第8頁(yè)/共23頁(yè)第八頁(yè)，共24頁(yè)。9 2.改變(gibin)主磁通調(diào)速 改變主磁通調(diào)速是通過(guò)(tnggu)改變直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 這種調(diào)速方法的特點(diǎn)是：由于調(diào)速是在勵(lì)磁回路中進(jìn)行,功率較小,故能量損失小,控制方便；速度變化比較平滑,但轉(zhuǎn)速只能往上調(diào),不能在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié),故往往只能與其他調(diào)速方法結(jié)合使用,作為輔助調(diào)速；調(diào)速范圍窄,在磁通減少太多時(shí),由于電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響加大,會(huì)使電機(jī)火花增大(zn d),換向困難,最高轉(zhuǎn)速控制在1.2倍額定轉(zhuǎn)速范圍以?xún)?nèi)；在減少勵(lì)磁調(diào)速時(shí),如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變,電樞電流必然增大(zn d

8、),要防止電流太大帶來(lái)的問(wèn)題。 圖10-6 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變主磁通調(diào)速 任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路第9頁(yè)/共23頁(yè)第九頁(yè)，共24頁(yè)。10 3.改變(gibin)電樞電壓調(diào)速 由于電網(wǎng)電壓一般是不變的，所以這種調(diào)速方法適用于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制且必須配置(pizh)專(zhuān)用的直流調(diào)壓設(shè)備。 工業(yè)生產(chǎn)中，通常采用他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)作為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞的電源，組成直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)GM系統(tǒng)。 這種調(diào)速方法的特點(diǎn)是：改變電樞調(diào)速時(shí),機(jī)械特性的斜率不變,所以調(diào)速的穩(wěn)定性好；電壓可作連續(xù)性變化,調(diào)速的平滑性好,調(diào)速范圍廣；屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,電動(dòng)機(jī)電

9、壓不允許超過(guò)額定值,只能由額定值往下降(xijing)低電壓調(diào)速；電源設(shè)備投資費(fèi)較大,但電能損耗小,效率高。 任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路第10頁(yè)/共23頁(yè)第十頁(yè)，共24頁(yè)。11三、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的起動(dòng)、調(diào)速控制電路安裝1）通電試車(chē)前，要認(rèn)真檢查(jinch)勵(lì)磁回路的接線，必須保證連接可靠，以防止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)因勵(lì)磁回路斷路失磁引起“飛車(chē)”事故。2）起動(dòng)時(shí)，應(yīng)使調(diào)速變阻器RP短接，使電動(dòng)機(jī)在滿(mǎn)磁情況下起動(dòng)，起動(dòng)變阻器RS要逐級(jí)切換，不可越級(jí)切換或一扳到底。3）直流電源若采用單相橋式整流器供電時(shí)，必須外接13mH的電抗器。4）通電試車(chē)

10、時(shí)，必須有指導(dǎo)教師在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，同時(shí)做到安全文明生產(chǎn)。如遇異常情況，應(yīng)立即斷開(kāi)低壓斷路器QF。 特別特別(tbi)提示提示任務(wù)一任務(wù)一 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速電路第11頁(yè)/共23頁(yè)第十一頁(yè)，共24頁(yè)。12一、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的正反轉(zhuǎn)控制任務(wù)二任務(wù)二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)(dngj)正反轉(zhuǎn)及制正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)電路動(dòng)電路圖10-7 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的正反轉(zhuǎn)控制電路 第12頁(yè)/共23頁(yè)第十二頁(yè)，共24頁(yè)。13二、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的制動(dòng)控制任務(wù)二任務(wù)二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)(fn zhun)(fn zhu

11、n)及制及制動(dòng)電路動(dòng)電路1.能耗(nn ho)制動(dòng) 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法有機(jī)械制動(dòng)和電力制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)常用的方法是電磁抱閘制動(dòng)器制動(dòng)；電力制動(dòng)常用的方法有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種。 能耗制動(dòng)是維持直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電源不變，只切斷直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組的電源，再接入一個(gè)外加制動(dòng)電阻，使電樞繞組與外加制動(dòng)電阻串接構(gòu)成閉合回路，將機(jī)械動(dòng)能變?yōu)闊崮芟脑陔姌泻椭苿?dòng)電阻上，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。 第13頁(yè)/共23頁(yè)第十三頁(yè)，共24頁(yè)。14任務(wù)任務(wù)(rn wu)(rn wu)二二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及制并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)電路動(dòng)電路圖10-8 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)能耗(nn ho)制動(dòng)控制電路 第

12、14頁(yè)/共23頁(yè)第十四頁(yè)，共24頁(yè)。15任務(wù)二任務(wù)二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)(dngj)正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)電路電路2.反接(fn ji)制動(dòng) 反接制動(dòng)是通過(guò)(tnggu)改變電樞電流或勵(lì)磁電流的方向，來(lái)改變電磁轉(zhuǎn)矩方向，形成制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)通常是利用改變電樞電流的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖10-9所示為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)雙向起動(dòng)反接制動(dòng)控制電路。 3.回饋制動(dòng) 回饋制動(dòng)只適用于當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速n0的場(chǎng)合。此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，將發(fā)出的電能回饋給電網(wǎng)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。第15頁(yè)/共23頁(yè)第十五頁(yè)，共24頁(yè)。16任務(wù)二任務(wù)

13、二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)(zh dn)(zh dn)電路電路圖10-9 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)雙向起動(dòng)反接(fn ji)制動(dòng)控制電路 第16頁(yè)/共23頁(yè)第十六頁(yè)，共24頁(yè)。17三、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)(fn zhun)控制電路安裝1) 通電試車(chē)前要認(rèn)真檢查接線是否正確、牢固，特別是勵(lì)磁繞組的接線；檢查各元器件動(dòng)作是否正常，有無(wú)卡阻現(xiàn)象；2)將起動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大位置，合上低壓斷路器QF，按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB1，用鉗形表測(cè)量電樞繞組和勵(lì)磁繞組的電流，觀察其大小的變化；同時(shí)觀察并記下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用轉(zhuǎn)速表測(cè)其轉(zhuǎn)速。需要(xyo)停車(chē)時(shí)按下SB3，并記下自由

14、停車(chē)所用的時(shí)間t1。3)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，用鉗形表測(cè)量電樞繞組和勵(lì)磁繞組的電流,觀察其大小的變化；同時(shí)觀察并記下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，與2)比較看是否兩者相反。否則，應(yīng)切斷電源并檢查接觸器KM1、KM2主觸頭的接線正確與否，改正后重新通電試車(chē)。 任務(wù)二任務(wù)二 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)(dngj)正反轉(zhuǎn)及制正反轉(zhuǎn)及制動(dòng)電路動(dòng)電路特別提示特別提示第17頁(yè)/共23頁(yè)第十七頁(yè)，共24頁(yè)。18知識(shí)拓展知識(shí)拓展(tu zhn) (tu zhn) 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路電路一、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的起動(dòng)圖10-9 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)手動(dòng)起動(dòng)控制電路 串勵(lì)

15、直流電動(dòng)機(jī)與并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相比較，主要有以下特點(diǎn)：一是具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)性能好。二是過(guò)載能力強(qiáng)。因此在要求有大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速允許變化的恒功率負(fù)載的場(chǎng)合，如起重機(jī)、電力機(jī)車(chē)等，宜采用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)一樣，常采用電樞回路串聯(lián)起動(dòng)電阻的方法進(jìn)行起動(dòng)，以限制起動(dòng)電流。 第18頁(yè)/共23頁(yè)第十八頁(yè)，共24頁(yè)。19知識(shí)知識(shí)(zh shi)(zh shi)拓展拓展 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路電路1）電源開(kāi)關(guān)及起動(dòng)變阻器的安裝為只要接近電動(dòng)機(jī)和被拖動(dòng)的機(jī)械，以便在控制室能看到電動(dòng)機(jī)和被拖動(dòng)機(jī)械的運(yùn)行情況。2）串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)試車(chē)時(shí)，必須帶2

16、9%30%的額定負(fù)載，嚴(yán)禁空載或輕載啟動(dòng)運(yùn)行，而且串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械之間不要(byo)用帶傳動(dòng)，以防止帶斷裂或滑脫引起電動(dòng)機(jī)“飛車(chē)”事故。3）調(diào)速變阻器RP要和勵(lì)磁繞組并聯(lián)。起動(dòng)前，應(yīng)把RP的阻值調(diào)到最大。調(diào)速時(shí)，RP的阻值逐漸調(diào)小，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸升高，但其最高轉(zhuǎn)速不得超過(guò)2000r/min。特別特別(tbi)(tbi)提示提示第19頁(yè)/共23頁(yè)第十九頁(yè)，共24頁(yè)。20知識(shí)知識(shí)(zh shi)(zh shi)拓展拓展 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路電路二、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的調(diào)速 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的電氣調(diào)速方法與他勵(lì)和并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)的電

17、氣調(diào)速方法相同，即電樞回路串電阻調(diào)速、改變主磁通調(diào)速和改變電樞電壓調(diào)速三種方法。其中，改變主磁通調(diào)速，在大型串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)上，常采用在勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)可調(diào)分流電阻的方法進(jìn)行調(diào)磁調(diào)速；在小型串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)上，常采用改變勵(lì)磁繞組的匝數(shù)或接線方式來(lái)進(jìn)行調(diào)速。第20頁(yè)/共23頁(yè)第二十頁(yè)，共24頁(yè)。21知識(shí)拓展知識(shí)拓展(tu zhn) (tu zhn) 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路電路三、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)(fn zhun)控制 由于串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端的電壓很高，而勵(lì)磁繞組兩端的電壓很低，反接(fn ji)較容易,所以串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)常采用勵(lì)磁繞組反接(fn ji)法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 四、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 由于串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速趨于無(wú)窮大，所以運(yùn)行中不可能滿(mǎn)足回饋電制動(dòng)的條件，因此，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電力制動(dòng)方法只有能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)兩種。 第21頁(yè)/共23頁(yè)第二十一頁(yè)，共24頁(yè)。22v知識(shí)知識(shí)(zh shi)(zh shi)練習(xí)題參考答案練習(xí)題參考答案v1.1.選擇題選擇題v（1 1）（）（1010）CBCDA AADCDCBCDA AADCDv(11) (11) （2020）CBBCB BBABACBBCB BBABAv2.2.判斷題判斷題v（6 6）、（）、