1、1第十次课本次课内容：直流电机的电气控制本次课内容：直流电机的电气控制24.44.4、直流电机的启动、直流电机的启动4.54.5、直流电机直流电机正反转正反转4.64.6、直流电机制动直流电机制动4.74.7、直流电机调速、直流电机调速第四章第四章 直流电动机的电气控制直流电动机的电气控制34.14.1、他励直流电动机的起动、他励直流电动机的起动 直流电动机从接入电源开始，转速由静止上升直流电动机从接入电源开始，转速由静止上升到某一稳定转速为止的过程称为起动过程或起动。到某一稳定转速为止的过程称为起动过程或起动。1 1、起动条件、起动条件 一要有足够大的起动转转矩一要有足够大的起动转转矩 二要
2、起动电流不能过大，二要起动电流不能过大， 另外，起动设备要尽量简单、可靠。另外，起动设备要尽量简单、可靠。 一般小容量直流电动机因其额定电流小而可以一般小容量直流电动机因其额定电流小而可以来用直接起动，但较大容量的直流电动机不允许直来用直接起动，但较大容量的直流电动机不允许直接起动。接起动。4 52 2、启动过程：、启动过程：直接起动直接起动：如果不采取任何措施，直接给电功机加如果不采取任何措施，直接给电功机加上额定电压进行起动，这种起动方法叫直接起动。上额定电压进行起动，这种起动方法叫直接起动。 直接起动时：启动前：直接起动时：启动前：n=0n=0，E=0E=0，电枢回路电阻很，电枢回路电阻
3、很小，从小，从0 0点几到点几到1 1点几欧姆不等。点几欧姆不等。加上电压时：转速不会突变，启动瞬间基本为加上电压时：转速不会突变，启动瞬间基本为0 0，启动瞬间电流为多大？启动瞬间电流为多大？ 大约是大约是10-2010-20倍的额定电流，有很大危害哦！倍的额定电流，有很大危害哦！1、对电机本身：、对电机本身： 换向时产生火花，可能烧坏换向器。换向时产生火花，可能烧坏换向器。 2、对机械系统：、对机械系统： 启动转矩过大，对机械系统或传动机构产生很大冲击，使损坏。启动转矩过大，对机械系统或传动机构产生很大冲击，使损坏。 3、对供电电网：、对供电电网： 有可能使保护装置动作，甚至使电网电压变化
4、，影响其他装置。有可能使保护装置动作，甚至使电网电压变化，影响其他装置。 起动时要对起动时要对IstIst加以限制：加以限制：6、起动方法（他励）、起动方法（他励）注意：不论采用哪种方法，起动时都应该保证电动机的注意：不论采用哪种方法，起动时都应该保证电动机的磁通达到最大值，从而保证产生足够大的起动转矩。磁通达到最大值，从而保证产生足够大的起动转矩。（）电枢回路串电阻起动（）电枢回路串电阻起动起动时在电枢回路中串入电阻限流，起动过程中起动时在电枢回路中串入电阻限流，起动过程中再把电阻分段切除，使电机起动后正常运行。再把电阻分段切除，使电机起动后正常运行。注：能把电阻平滑切除是最好的，但是很难做
5、到，一注：能把电阻平滑切除是最好的，但是很难做到，一般是采用接触器的触点分段短接起动电阻。般是采用接触器的触点分段短接起动电阻。这也导致起动级数不能过多，一般级。这也导致起动级数不能过多，一般级。7固有特性工作过程：df最终稳定在h点电机正常运行 在启动的过程中，通常限制最大启动电流在启动的过程中，通常限制最大启动电流Ist1=(1.5-2.5)InIst1=(1.5-2.5)In，Ist2=(1.1-1.2)In,Ist2=(1.1-1.2)In,并尽量在切除电阻的同时使电流从并尽量在切除电阻的同时使电流从Ist1Ist1回回升到升到Ist2Ist2，以保证启动电流不太大，并保证足够的转矩。
6、，以保证启动电流不太大，并保证足够的转矩。转速不突变转速不突变8910时间继电器控制的启动线路时间继电器控制的启动线路11 降压起动只能在电动机有专用电源时才能采用。降压起动只能在电动机有专用电源时才能采用。起动时，通过降低电枢电压来达到限制起动电流的目起动时，通过降低电枢电压来达到限制起动电流的目的。为保证足够大的起动转矩，待电动机起动后，随的。为保证足够大的起动转矩，待电动机起动后，随着转速的上升，反电动势增加再逐步提高其电源电压，着转速的上升，反电动势增加再逐步提高其电源电压，直至将电压恢复到额定值，电动机在全压下稳定运行。直至将电压恢复到额定值，电动机在全压下稳定运行。 降压起动虽然需
7、要专用电源，设备投资大，但它降压起动虽然需要专用电源，设备投资大，但它起动电流小，升速平滑，并且起动过程中能量消耗也起动电流小，升速平滑，并且起动过程中能量消耗也较少，因而得到广泛应用。较少，因而得到广泛应用。（2 2）降压启动）降压启动124.34.3、直流电动机的反转、直流电动机的反转 在有些电力拖动设备（使用直流电机拖动）中，由于在有些电力拖动设备（使用直流电机拖动）中，由于生产的需要，常常需要改变电动机的转向。电动机中的电生产的需要，常常需要改变电动机的转向。电动机中的电磁转矩是驱动转矩，因此磁转矩是驱动转矩，因此改变电磁转矩的方向就能改变电改变电磁转矩的方向就能改变电动机的转向动机的
8、转向。 根据公式根据公式 可知，只要改变磁通或电枢可知，只要改变磁通或电枢电流电流IaIa这两个量中一个量的方向，就能改变这两个量中一个量的方向，就能改变T T的方向，两的方向，两个都变则转向不变。个都变则转向不变。直流电动机的反转方法有两种：直流电动机的反转方法有两种：一种是改变励磁电压一种是改变励磁电压( ( 即励磁电流）的方向。即励磁电流）的方向。另一种是改变电枢电压的方向。另一种是改变电枢电压的方向。注：由于磁滞及励磁回路电感等原因，反向磁场建立过程注：由于磁滞及励磁回路电感等原因，反向磁场建立过程缓慢，反转过程不能很快实现，故一般多采用后一种方法。缓慢，反转过程不能很快实现，故一般多
9、采用后一种方法。134.44.4、直流电动机的制动、直流电动机的制动 电动机从切断电源时刻起至完全停止转动，由于电动机从切断电源时刻起至完全停止转动，由于惯性的作用总要经过一段时间，某些机床拖动需要缩惯性的作用总要经过一段时间，某些机床拖动需要缩短这一停车时间，就要进行制动。下面介绍直流电动短这一停车时间，就要进行制动。下面介绍直流电动机的两种电气制动方法。机的两种电气制动方法。 （1 1）能耗制动）能耗制动 保持励磁电流方向和大小不变，将电源切除，接保持励磁电流方向和大小不变，将电源切除，接入制动电阻回路。入制动电阻回路。特点：特点： 把轴上输入的机械能转换成电能，全部消耗在电枢把轴上输入的
10、机械能转换成电能，全部消耗在电枢回路电阻上。回路电阻上。 n=0n=0，则，则T=0,T=0,对与反抗性负载能准确停车。对与反抗性负载能准确停车。 14励磁绕组励磁绕组15 原理：原理： 上图为并励直流电动机能耗制动原理图。按上图为并励直流电动机能耗制动原理图。按下起动按钮下起动按钮SB1SB1后，接触器后，接触器KM1KM1接通电动机运转。接通电动机运转。停车时按下停止按钮停车时按下停止按钮SB2SB2后后, , KM1KM1 失电失电KM2KM2获电获电, ,电电动机的电枢切除电源动机的电枢切除电源. .接通制动电阻接通制动电阻RoRo，此时，此时励磁励磁绕组一定要仍接在电源上继续通电（有
11、磁场）绕组一定要仍接在电源上继续通电（有磁场）。这样，电动机电枢在惯性作用下按原方向旋转，这样，电动机电枢在惯性作用下按原方向旋转，变成发电机，电枢中产生的感应电流方向和原来变成发电机，电枢中产生的感应电流方向和原来电流方向相反，电枢流过的反向电流和磁场所产电流方向相反，电枢流过的反向电流和磁场所产生的反向力矩使电枢受到制动而停转。生的反向力矩使电枢受到制动而停转。16（2 2）反接制动：）反接制动： 反接制动是只改变电枢电压极性或只改变励磁绕组反接制动是只改变电枢电压极性或只改变励磁绕组电流方向使磁场极性改变，从而改变电磁转矩方向使之产电流方向使磁场极性改变，从而改变电磁转矩方向使之产生制动转矩如图下图所示。在转向未改变时，反电势方向生制动转矩如图下图所示。在转向未改变时，反电势方向没有变，此时电枢电流为没有变，此时电枢电流为 可见反向电枢电流相当大，因此采用反接制动可见反向电枢电流相当大，因此采用反接制动时必须在电枢电路中串联附加电阻，以限制制动电流。时必须在电枢电路中串联附加电阻，以限制制动电流。另外在电动机转速将接近于零时，必须立即切断电源，另外在电动机转速将接近于零时，必须立即切断电源，否则电动机将会反转。否则电动机将会反转。
