項目七

直流電動機電氣控制電路電機與電氣控制技術(shù)目錄CONTENTS測試直流電動機啟動與調(diào)速控制電路測試直流電動機制動與正反轉(zhuǎn)控制電路任務(wù)一任務(wù)二學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握直流電動機啟動控制電路的工作原理掌握直流電動機調(diào)速控制電路的工作原理掌握直流電動機制動控制電路的工作原理掌握直流電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理掌握三相異步電動機能耗、反接制動控制電路的工作原理能測試直流電動機啟動控制電路能測試直流電動機制動控制電路1測試直流電動機啟動與調(diào)速控制電路7.1.1啟動控制電路常見的啟動控制電路主要有直接啟動控制電路、電樞電路串聯(lián)電阻啟動控制電路、降壓啟動控制電路等。1．直接啟動控制電路（1）啟動時，先閉合和，勵磁繞組接通電源；當(dāng)動作時，說明勵磁磁場已建立起來，動合觸點閉合，為直流電動機的啟動做準(zhǔn)備。（2）按下，線圈通電，主觸點閉合，直流電動機全壓運行。（3）按下，線圈斷電，主觸點斷開，直流電動機停止運行。（4）當(dāng)電動機過載時，動作，動斷觸點斷開，分斷線圈電路進而分斷主電路，以達到過載保護的目的。直流電動機的直接啟動控制電路如圖所示。電路中，交流接觸器主要用于控制直流電動機的電樞電壓；為過電流繼電器，可實現(xiàn)直流電動機的過載保護；為欠電流繼電器，可實現(xiàn)直流電動機的欠電流保護。電路的工作原理如下。7.1.1啟動控制電路2．電樞電路串聯(lián)電阻啟動控制電路直流電動機電樞電路串聯(lián)電阻，可達到限制啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩的目的。直流電動機的電樞電路串聯(lián)電阻啟動控制電路如圖所示。其中，、、為接觸器，用于控制電源，、用于短接啟動電阻；、為啟動電阻，為放電電阻；、為斷電延時繼電器；為過電流繼電器，可實現(xiàn)直流電動機過載保護和短路保護；為欠電流繼電器，可實現(xiàn)直流電動機欠電流保護。（1）啟動時，先閉合和。在按下前，線圈已通電，動斷觸點已斷開。當(dāng)直流電動機勵磁電流正常后，動合觸點閉合，為直流電動機的啟動做準(zhǔn)備。（2）按下，線圈通電，主觸點閉合，使直流電動機串聯(lián)和，實現(xiàn)降壓啟動；同時，線圈斷電并開始計時。由于上有電壓，因此線圈通電，動斷觸點斷開。（3）延時計時結(jié)束時，動斷觸點閉合，接通線圈所在電路，主觸點閉合，將短路，直流電動機進一步加速。（4）線圈被短路，延時計時結(jié)束時，動斷觸點閉合，接通線圈所在電路，主觸點閉合，將短路，直流電動機再一次加速并進入全壓運行，啟動過程結(jié)束。7.1.1啟動控制電路2．電樞電路串聯(lián)電阻啟動控制電路

直流電動機的電樞電路串聯(lián)電阻啟動控制電路工作原理如下。（1）閉合，接通直流電源。（2）時間繼電器、線圈通電，、的動斷觸點斷開，可防止、線圈通電。（3）按下，線圈通電，自鎖觸點閉合；主觸點閉合，直流電動機接通電源，開始低速啟動（串聯(lián)啟動電阻、）。（4）互鎖觸點斷開，、線圈斷電，進入復(fù)位延時計時狀態(tài)（的復(fù)位延時時間要長于的）。（5）當(dāng)延時計時結(jié)束時，動斷觸點復(fù)位閉合，線圈通電，主觸點閉合，直流電動機僅串聯(lián)運行，轉(zhuǎn)速增大。（6）當(dāng)延時計時結(jié)束時，動斷觸點復(fù)位閉合，線圈通電，主觸點閉合，直流電動機在額定電壓下工作，進入正常運行狀態(tài)。7.1.1啟動控制電路3．降壓啟動控制電路直流電動機的降壓啟動控制電路工作原理如下。7.1.2調(diào)速控制電路1．調(diào)節(jié)電樞回路電阻調(diào)速控制電路直流電動機調(diào)速方法有三種：調(diào)節(jié)電樞回路電阻、調(diào)節(jié)勵磁電流和調(diào)節(jié)電樞電壓。調(diào)節(jié)電樞回路電阻只適用于額定轉(zhuǎn)速以下、無須經(jīng)常調(diào)速且機械特性要求較軟的調(diào)速；調(diào)節(jié)勵磁電流適用于額定轉(zhuǎn)速以上的恒功率調(diào)速；調(diào)節(jié)電樞電壓適用于額定轉(zhuǎn)速以下的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。（1）工作時，閉合主電路電源開關(guān)和控制回路電源開關(guān)，直流電動機勵磁繞組通電勵磁，欠電流繼電器線圈通電，動合觸點閉合。（2）動合觸點閉合后，時間繼電器線圈通電，延時閉合的動斷觸點斷開，做好電動機啟動準(zhǔn)備。（3）啟動時，按下啟動按鈕，線圈通電，自鎖觸點閉合，全部電阻串入所在電路，直流電動機降壓啟動。（4）的動斷輔助觸點斷開，時間繼電器線圈斷電，開始計時。（5）在電阻上的電壓作用下，線圈通電，延時閉合的動斷觸點斷開。（6）計時結(jié)束后，其延時閉合的動斷觸點恢復(fù)閉合，線圈通電，主觸點閉合，此時，和線圈同時被短路。（7）經(jīng)過一段延時后，直流電動機加速完成，此時延時閉合的動斷觸點恢復(fù)閉合，線圈通電，主觸點閉合，、均被短路，直流電動機正常運行，啟動過程結(jié)束。（8）停機時，按下停止按鈕，線圈斷電，主觸點斷開，直流電動機停止運行。（1）工作時，將和閉合，按下啟動按鈕，線圈通電，主觸點及自鎖觸點閉合，互鎖觸點斷開，電動機電樞串入電阻啟動運行。（2）線圈通電，開始延時計時；延時計時結(jié)束后，延時閉合的動合觸點閉合，線圈通電，主觸點閉合，將短路，直流電動機正常運行，啟動過程結(jié)束。（3）若要調(diào)速，只需要調(diào)節(jié)瓷盤變阻器的大小即可。7.1.2調(diào)速控制電路2．調(diào)節(jié)勵磁電流調(diào)速控制電路在電樞電壓不變的情況下，若減小直流電動機的勵磁電流，則可使直流電動機的轉(zhuǎn)速增大，若增大勵磁電流，則可使直流電動機的轉(zhuǎn)速減小。直流電動機的調(diào)節(jié)勵磁電流調(diào)速控制電路如圖所示。其中，為啟動電阻；為瓷盤變阻器，調(diào)節(jié)可改變直流電動機的勵磁電流，從而改變直流電動機的轉(zhuǎn)速；放電電阻和二極管形成一條放電回路；為能耗制動接觸器；為工作接觸器；為短接啟動電阻用接觸器，即加速接觸器。該電路的工作原理如下。7.1.2調(diào)速控制電路對于他勵直流電動機來說，電樞回路通常使用可調(diào)電壓的電源來供電。調(diào)節(jié)電樞電壓進行調(diào)速：缺點在于成本較高，設(shè)備較復(fù)雜；優(yōu)點在于不改變機械特性的硬度，可實現(xiàn)平滑調(diào)速，且電能的損耗不大。直流電動機的電樞旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生反電動勢，當(dāng)反電勢小于單相橋式整流電路的輸出電壓時，晶閘管才能導(dǎo)通，通過直流電動機的電流是斷續(xù)的。晶閘管的導(dǎo)通角小，電流峰值大，因此晶閘管容易發(fā)熱。對此，可在主電路中串聯(lián)電抗器L，以增大晶閘管的導(dǎo)通角，減小電流的峰值和脈動程度。3．調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速控制電路7.1.2調(diào)速控制電路如圖所示為直流電動機的調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速控制電路。其中，主電路采用單相橋式整流（～組成整流橋）電路，晶閘管V用于調(diào)壓調(diào)速。該電路的工作原理如下。3．調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速控制電路圖中，觸發(fā)電路采用由單結(jié)晶體管、三極管（作可變電阻用）等組成的張弛振蕩器，三極管用于放大信號；主令電壓從電位器給出，負反饋電壓從并聯(lián)在電樞兩端的電位器上取得。這兩個電壓相比較所得的差值電壓經(jīng)電阻與濾波電容后，加到三極管的基極，由對其進行放大，并控制三極管的導(dǎo)通程度，以改變張弛振蕩器的頻率，進而改變晶閘管導(dǎo)通角和電樞電壓的大小，從而達到調(diào)節(jié)直流電動機轉(zhuǎn)速的目的2測試直流電動機制動與正反轉(zhuǎn)控制電路7.2.1制動控制電路直流電動機常用的制動控制電路有能耗制動控制電路、反接制動控制電路等。在能耗制動控制電路的工作過程中，電動機依靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電樞切割磁場后發(fā)電，將機械能轉(zhuǎn)換成電能，然后再把電能消耗在電樞電路所串聯(lián)的制動電阻上，因此稱為能耗制動。能耗制動的優(yōu)點：所需設(shè)備簡單，成本低；制動減速時平穩(wěn)可靠。能耗制動的缺點：能量消耗在制動電阻上，無法回收利用；制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變慢而相應(yīng)減少，制動時間較長。直流電動機的能耗制動控制電路中，為啟動按鈕，按下，線圈通電；為制動/停止按鈕，在直流電動機運行過程中，按下，線圈通電，電樞電路中將會串聯(lián)制動電阻，直流電動機進入能耗制動狀態(tài)。該電路的工作原理如下。（1）制動前，主觸點、自鎖觸點閉合，互鎖觸點斷開，直流電動機處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。（2）制動時，直流電動機的勵磁電流保持不變，主觸點、自鎖觸點斷開，互鎖觸點閉合；主觸點、自鎖觸點閉合，互鎖觸點斷開。如此，直流電動機的電樞繞組將脫離電源而接到制動電阻上。1．能耗制動控制電路（1）按下，線圈通電，自鎖觸點閉合，互鎖觸點斷開。（2）主觸點閉合，直流電動機電樞正向接通電源，直流電動機開始運行。（3）按下，動斷觸點斷開，使線圈斷電，主觸點和自鎖觸點斷開，互鎖觸點恢復(fù)閉合，直流電動機電樞在慣性的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。（4）動合觸點閉合，線圈通電，主觸點閉合，直流電動機電樞反向接通電源，并串聯(lián)反接制動電阻，開始反接制動。7.2.1制動控制電路反接制動控制電路通過改變電樞繞組上電壓的方向（使反向）或改變勵磁電流的方向（使反向），使直流電動機得到反力矩進行制動，并在直流電動機的轉(zhuǎn)速接近零時迅速切斷電源。反接制動的優(yōu)點是制動轉(zhuǎn)矩比較恒定，制動較強烈，操作比較方便；缺點是直流電動機需要從電網(wǎng)吸取大量的電能，而且對機械負載有較強的沖擊。反接制動控制電路一般應(yīng)用在需要快速制動的小功率直流電動機上。直流電動機的反接制動控制電路工作原理如下。2．反接制動控制電路7.2.2正反轉(zhuǎn)控制電路直流電動機正反轉(zhuǎn)控制電路是指通過啟動按鈕控制直流電動機長時間正向運行和反向運行的控制電路。直流電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路如圖所示。其中，和用于短接啟動電阻；、為啟動電阻，為放電電阻；為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)，為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)；為過電流繼電器、為欠電流繼電器。該電路的工作原理如下。（1）按下，線圈通電，主觸點閉合，直流電動機電樞繞組接通電源，啟動運行。假設(shè)此時的運行方向為正向，、、、用于控制電樞電路與電阻、的接通與斷開。（2）按下，線圈斷電，線圈通電，直流電動機電樞繞組反向接通電源。（3）由于自身的慣性，直流電動機先進行反接制動，再反向運行。在這一過程中，線圈斷電，延時閉合的動斷觸點斷開，使、線圈斷電，從而保證直流電動機電樞繞組在反接制動過程中串聯(lián)入、。文旌課