并励直流电动机的基本控制线路
电力拖动课程标准
《电力拖动》课程标准适用专业（层级）：工程电工工业机器人课程目标学习完《电力拖动》这门课程后，学生应该能够掌握企业电气设备系统的安装与调试，并同时培养同学具有恳切，守信，善于沟通与合作的品质，树立环保，节能，安全等意识，为进展同学的职业才能奠定良好的基础。
包括：1.能够娴熟使用常用电工工具；2.能够识别，选择，使用，修理与调整常用低压电器；3.能够分析，排除典型电气系统的一般故障；4.能够识读，绘制中等复杂程度的电气系统图；5.能够安装，检修中等复杂程度的电气系统；6.能够正确处理各种电气设备安全事故。
学习内容本课程的主要学习内容：1.低压电器元件简介与识别常用电工工具的使用、低压电器的图形符号与文字符号、低压电器的工作原理与作用、低压电器的接线2.点动控制线路的介绍与安装点动控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修3.正转自锁控制线路的介绍与安装正转自锁控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修4.接触器联锁正反转控制线路的介绍与安装接触器联锁正反转控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修5.正反转双重联锁控制线路的介绍与安装正反转双重联锁控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修6.位置控制与自动往返控制线路的介绍与安装位置控制与自动往返控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修7.三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路的介绍与安装三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修8.三相异步电动机反接制动控制线路的介绍与安装三相异步电动机反接制动控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修9.常用生产机械控制线路的介绍CA6140型车床、Z37摇臂钻床、M7130型平面磨床、X62W型万能铣床、桥式起重机学习任务教学实施建议1.教学组织方式方法建议（1）本课程教学的关键为现场教学，应选用典型的控制系统为载体，在教学过程中，老师示范与同学分组操作训练互动，同学提问与老师解答，指导有机结合，让同学在“教”与“学”过程中，识别电气器件，图纸，娴熟使用电工工具，测量工具，安装，爱惜与调试电气控制系统与设备。
直流电动机控制电路
直流电动机控制电路一、直流电动机的启动1.并励直流电动机的启动并励直流电动机的启动控制电路如图1-15所示。
图中，KA1是过电流继电器，作直流电动机的短路和过载保护。
KA2欠电流继电器，作励磁绕组的失磁保护。
启动时先合上电源开关QS，励磁绕组获电励磁，欠电流继电器KA2线圈获电，KA2常开触点闭合，控制电路通电；此时时间继电器KT线圈获电，KT常闭触点瞬时断开。
然后按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触点闭合，电动机串电阻器R启动；KM1的常闭触点断开，KT线圈断电，KT常闭触点延时闭合，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合将电阻器R短接，电动机在全压下运行。
2. 他励直流电动机的启动（见图1-16）图1-15 并励直流电动机启动控制电路图1-16 他励直流电动机启动控制电路3. 串励直流电动机的启动（见图1-17）图1-17 串励直流电动机启动控制电路请注意，串励直流电动机不允许空载启动，否则，电动机的高速旋转，会使电枢受到极大的离心力作用而损坏，因此，串励直流电动机一般在带有20%~25%负载的情况下启动。
二、直流电动机的正、反转1.电枢反接法这种方法是改变电枢电流的方向，使电动机反转。
并励直流电动机的正、反转控制电路如图1-18所示。
启动时按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1常开触点闭合，电动机正转。
若要反转，则需先按下SB1，使KM1断电，KM1连锁常闭触点闭合。
这时再按下反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2常开触点闭合，使电枢电流反向，电动机反转。
2.磁场反接法这种方法是改变磁场方向（即励磁电流的方向）使电动机反转。
此法常用于串励电动机，因为串励电动机电枢绕组两端的电压很高，而励磁绕组两端的电压很低，反转较容易，其控制电路如图1-19所示。
其工作原理同上例相似，请自己分析。
图1-18并励直流电动机正,反转控制电路图1-19串励电动机正,反转控制电路三、直流电动机的制动在实际生产中有时要求机械能迅速停转，这就要求直流电动机可以制动。
并励直流电动机的基本控制线路
KT
KM3
并励直流电机正反转控制线路
QF L+ L-
反转启动:
合上QF 励磁绕组得电 励磁 线圈KA得电， 动合触头闭合 KT线圈得电， 延时闭合瞬时 断开触头断开
KM1 KM2
M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1
KM1
KM2
KT KM2
KA
KM1
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1
KM1
KM2
KT KM2
KA
KM1
KM2
KT
KM3
并励直流电机正反转控制线路
QF L+ L-
KT经过整定 时间 KT动断触头 延时闭合, KM3线圈得 电 KM3触头闭 合 切除电阻 电动机全速 运行
KM1 KM2
M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
KM1 KM2
QF L+
L
KM3
KM6
KM7
KA RB
R1
SB3
KM3
R2 SB1
KM1
KV KM1
KM1触头 动作
电动机串 联全部电 阻启动
KM2
KM1
M
KV
KM1 KM2
I<
SB2 KM5 KM4 KM2 KM1
KM2 KM2 KM3 KM1 KM4 KM2 KM5
KM1 KM2
QF L+
L
KM1
KM1 KA1
M
KA2
KM1
并励直流电动机控制线路
并励直流电动机控制线路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2湖南省技工学校理论教学教案教师姓名：学科电力拖动执行记录日期-星期检查签字班级节次课题并励直流电动机的基本控制线路课的类型新授教学目的熟悉并励直流电动机的基本控制线路的构成及工作原理教学重点并励直流电动机的基本控制线路构成及工作原理教学难点并励直流电动机的基本控制线路的构成及工作原理主要教学方法讲授教具挂图无教学环节时间分配1、组织教学时间 2 3、讲授新课时间702、复习导入时间8 4、归纳小结时间 5 5、作业布置时间 5教学后记注：教案首页，教案用纸由学校另行准备湖南省劳动厅编制[新课导入] 在实际生产中，有些机床设备，例如：轧钢机、造纸机、龙门刨床、及高精度金属切削机床等，通常根据工艺要求，需要在大范围内实现无级平滑调速或者需要大启动转矩，那么驱动设备由交流电动机难以实现，因此我们采用另外一种电动机——直流电动机，与交流电动机相比，它具有启动转矩大、调速精度高、能实现无级平滑调速以及可以频繁启动等优点。
今天我们就讲一下关于直流电动机的控制线路。
[新课内容]课题十并励直流电动机的基本控制线路直流电动机按励磁方式划分为：他励、并励．串励和复励四种。
一、启动控制线路直流电动机常用的启动方法：一是电枢回路串联电阻启动；二是降低电源电压启动。
对并励直流电动机常采用的是电枢回路串联电阻启动。
1．手动启动控制线路对10kW以下的小容量直流电动机有配套的手动启动变阻器。
四点式启Z型启动变阻器。
电压为110V的启Z型启动变阻器．可用来启动1-5 kW的直流电动机；电压为220 v的启z型启动变阻器可用来启动1-10kW的直流电动机。
并励直流电动机手动自动控制电路如图2-65所示益阳高级技工学校2．电枢回路串电阻二级启动控制线路(1)电路图(2)工作原理二、正反转控制线路1、电动机反转方法：一是电枢反接法，即改变电枢电流方向，保持励磁电流方向不变；二是励磁绕组反接法，即改变励磁电流方向，保持电枢电流方向不变。
任务1并励直流电动机启动控制线路的的安装与检修
课题一 并励直流电动机基本控制线路的安装与检修
任务1 并励直流电动机启动控制线路的的安装与检修
识读分析并励直流电动机启动控制线路的构成和 工作原理，并能对其进行正确的安装、调试与检修。
任务1 并励直流电动机启动控制线路的的安装与检修
5）停转时，切断电源开关QF，将调速变阻器RP的阻值调到 零，并检查启动变阻器RS是否自动返回起始位置。
任务1 并励直流电动机启动控制线路的的安装与检修
二、安装注意事项 1.通电试车前，要认真检查励磁回路的接线，必须保证连接可靠， 以防止电动机运行时出现因励磁回路断路失磁引起“飞车”事故。
2.启动时，应使变阻器RP短接，使电动机在满磁情况下启动；启 动变阻器RS要逐级切换，不可越级切换或一扳到底。
于最左端的“0”位；调速变阻器RP的阻值调到零。 2）合上电源QF。 3）慢慢转动启动变阻器RS的手轮8，使手轮从0位逐步转至
5位，逐级切除启动电阻。在每切除一级启动电阻后要停留数秒 钟，用钳形电流表测量电枢电流以观察电流的变化情况。
4）调节调速变阻器RP，在逐渐增大其阻值时，要注意测 量电动机转速，其转速不能超过电动机的最高转速2 000 r/min。
断路；
电阻是否断路；
（3）弧形铜条与手柄的静触点 3．用欧姆表检查弧形铜条与手柄
接触不良
的静触点接触情况
（转下页）
任务1 并励直流电动机启动控制线路的的安装与检修
线路故障的现象、原因及检查方法
故障现象
原因分析
检查方法
手柄移至 启 可能原因是：
动电阻某点 某一静触点与动触点接触面 用欧姆表检查该静触点与动触点
电机控制与调速技术项目训练教-项目一直流电机的调速与控制线路装接
任务一 直流电机启动、调速线路的装调
•相关知识
图1-8 他励电动机
图1-9 并励电动机Fra bibliotek任务一 直流电机启动、调速线路的装调
•相关知识
③串励电动机 串励电动机的励磁绕组与电枢绕
组串联之后接直流电源，如图1-10所 示。串励电动机励磁绕组的特点是其 励磁电流If就是电枢电流Ia，这个电 流一般比较大，所以励磁绕组导线粗 、匝数少，它的电阻也较小。串励电 动机多于负载在较大范围内变化的和 要求有较大起动转矩的设备中。
项目一 直流电动机的控制与调速线路的装调
项目描述
直流电动机(direct current motor)是将直流电能转换为机械能的 旋转机械。它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然因结构 比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用 普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的起动转矩，得到广泛应 用。
任务二 直流电机正反转、能耗制动线路的安装
• 相关知识
并励电动机的起动 电枢电流为：
Ia＝（U－E）/Ra 因为电枢电阻Ra很小，所以电源电压U和反电动势E极为接近。
在电动机起动的初始瞬间，n=0，E=KE×Φ ·n=0。这时的电枢电流
为：
Iast=U/Ra
由于Ra很小，起动电流将达到额定电流的10－20倍，这是不允许的
•相关知识
1、直流电动机的结构与 工作原理
直流电动机主要由磁极 、电枢、换向器三 部分组 成，其结构如图1-3所示。
图1-3 直流电动机的主要结构
任务一 直流电机启动、调速线路的装调
•相关知识
①磁极。 磁极是电动机中产生磁场的
装置，如图1-4所示。它分成极心1 和极掌2两部分。极心上放置励磁 绕组3，极掌的作用是使电动机空 气隙中磁感应强度的分布最为合适 ，并用来挡住励磁绕组；磁极是用 钢片叠成的，固定在机座4（即电 机外壳）上；机座也是磁路的一部 分。机座常用铸钢制成。
任务四、1、掌握并励直流电动机的基本控制线路(283-293页)
1、掌握并励直流电动机的基本控制线路一、工作任务子任务1 掌握并励直流电动机的基本控制线路二、任务描述根据控制要求设计电路原理图，控制要求：1、有一台并励直流电动机，需要采用电枢回路串电阻二级启动控制，试设计此电路；2、该电路中要设有短路、过载、失磁、欠压等保护装置；3、该电路设有二级启动电阻，在启动过程中分级短接启动电阻，然后转入全压运行；4、根据设计的电路图配置相关电气元件和安装此电路；5、利用多媒体技术及配套视频对工作任务应用进行描述。
学生接到本任务后，应根据任务要求，准备工具和仪器仪表，做好工作现场准备，严格遵守作业规范进行施工，线路安装完毕后进行调试，填写相关表格并交检测指导教师验收。
按照现场管理规范清理场地、归置物品。
三、任务要求1、理解并励直流电动机和其控制电路在工厂中的应用范围；2、理解并励直流电动机的启动方法，弄清并励直流电动机控制要求；3、学会并励直流电动机的正反转控制方法；4、能根据控制要求设计出并励直流电动机的电枢回路串电阻二级启动控制电路图；5、认真填写学材上的相关资讯问答题；6、能根据电路原理图安装其控制电路，做好电气元件的布置方案，做到安装的器件整齐、布线美观、好看。
7、通电试车，必须有指导教师在现场监护，同时要做到安全文明生产。
四、能力目标1、能根据控制要求正确设计并励直流电动机的启动和正反转控制线路；2、能掌握相应电气元件的布置和布线方法；3、学会正确安装与检修并励直流电动机控制线路；4、各小组发挥团队合作精神，学会并励直流电动机控制线路安装与检修的步骤、实施和成果评估。
五、任务准备（一）、相关理论知识1、直流电动机概述交流电动机和直流电动机使用的电源不同。
交流电动机采用交流电源，它结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用和维护方便，但其功率因数较低，电能利用率不高，且调速困难。
而直流电动机使用直流电源，虽然结构较复杂，使用维护较麻烦，价格较高，但由于它的启动、调速性能较好，仍广泛应用于造纸机、轧钢机、高炉卷扬、电力机车、金属切削等工作负载变化较大，要求频繁地启动、改变方向、平滑地调速的生产机械上，如图4-1-1图所示。
并励直流电动机反接制动控制电路
并励直流电动机反接制动控制电路一、电路图图24-1二、实训所需电器元件代号名称型号数量备注QS 低压断路器DZ108-20(1.6A-2.5A) 1FU1 熔断器RT18-32-3P 1 装熔芯3A FU2 熔断器RT18-32-3P 1 装熔芯2A KM1～KM4 交流接触器LC1-D0610M5N 4 线圈AC220V KZ1 直流接触器LP1-K0901MD 1KT1 通电时间继电器JSZ3A-B（0～60S）/220V 1 时间继电器方座PF-083A 1SB1 按钮开关LAY16（红） 1SB4 按钮开关LAY16（绿） 1R2～R4 电阻75Ω/75W 3VD1 二极管IN5408 1M 并励直流电动机WDJ15 1反接制动是利用改变电枢两端电压极性或改变励磁电流的方向，来改变电磁转矩方向，形成制动力矩，迫使电动机迅速停转。
并励直流电动机的反接制动是把正在运行的电动机的电枢绕组突然反接来实现的。
采用反接制动时应该注意以下两点：一是电枢绕组突然反接的瞬间，会在电枢绕组中产生很大的反向电流，易使换向器和电刷产生强烈火花而损伤，故必须在电枢回路中串入附加电阻以限制电枢电流，附加电阻的大小可取近似等于电枢的电阻值；二是当电动机转速等于零时，应及时准确可靠地断开电枢回路的电源，以防止电动机反转。
该控制电路的动作原理图如图24-1。
线路工作原理如下：分别接通直流220V电源及交流220V电源，励磁绕组得电励磁。
先打开电源开关QS，然后按下正向按钮SB4，接触器KM3线圈得电吸合，其主触头闭合，直流电动机电枢回路串入电阻R2减压起动。
KM3的常开触头（9-18）吸合，时间继电器KT1线圈得电，经过一定时间的延时以后，KT1延时闭合触点闭合，接触器KM4得电吸合，切除电阻R2，直流电动机进入正常运行。
由于起动时电动机的反电势等于零，电压继电器KZ1不会动作，所以接触器KM1不会动作；当电动机建立反电势后，电压继电器KZ1吸合，其常开触头闭合为反接制动作好准备。
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M KA2
KM3 R2 KM2 R1
SB2 KM1
SB1
KM1
I<
I>
KT1 KT2
KA1
KA2
.KM1
KT1 KT2 KM2 KM3
2.电枢回路串电阻二级启动控制线路
QF L+
L
KM1
KM1 KA1
KM1
KT2经过 整定时间 KT2动断 触头延时 闭合, KM3线圈 得电 KM3触头 闭合 切除全部 电阻 电动机全 速运行
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
正转启动:
合上QF 励磁绕组得 电励磁 线圈KA得 电，动合触 头闭合 KT线圈得电， 延时闭合瞬 时断开触头 断开
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
KV A
KM1
V KM1
KM4
R
U＜
RB
RB R1
KM1
KT1 KT2
I<
KM3
R2 KM1
KM1
.
KM2 KA
KT1 KT2KM3 KM4
QF L+ L
按下SB1
并励直流电动机能耗制动原理
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
反转启动:
合上QF 励磁绕组得 电励磁 线圈KA得 电，动合触 头闭合 KT线圈得电， 延时闭合瞬 时断开触头 断开
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
QF L+
KM2 KM1
L KA
M
KM1
SB2 电路组成分析
SB1
KA1
KV A
KM1
V KM1
KM4
R
U＜RBRB 来自1KM1KT1 KT2
I<
KM3
R2 KM1
KM1
.
KM2 KA
KT1 KT2KM3 KM4
QF L+ L
合上QF
并励直流电动机能耗制动原理
KM2 KM1
KA
M
KM1
SB2 SB1 KA1
课题十 并励直流电动机的基本控制线路
直流电动机具有启动转矩大、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。
高精度切削机床
.
轧钢机
造纸机
龙门刨床
外型图 .
内部接线图
一、启动控制线路
1.手动启动控制线路
BQ3直流电动机启动变阻器外形图
并励直流电动机手动启动控制电路图
0~5-分段静触头 6-电磁铁 7- 弧形铜条
KM1触头闭合,
电动机串联电
阻启动，
KM1动断触头
断开，
KT1,KT2线圈 失电
I<
KA1
M KA2
KM3 R2
SB2
KM2 R1 SB1
KM1 I>
KM1
KT1 KT2
KA2
.KM1
KT1 KT2 KM2 KM3
2.电枢回路串电阻二级启动控制线路
QF L+
L
KM1
KM1 KA1
KM1
继续启动: KT1经过整 定时间， KT1动断触 头延时闭合, KM2线圈得 电 KM2触头闭 合， 电动机串联 R2继续启动
M KA2
KM3 R2 KM2 R1
SB2 KM1
SB1
KM1
I<
I>
KT1 KT2
KA1
KA2
.KM1
KT1 KT2 KM2 KM3
二、正反转控制线路
直流电动机实现正反转有电枢绕组反接 法和励磁绕组反接法两种。
.
QF L+ L-
电路分析
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
停:
按下SB3
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
KT KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
按下SB2 KM2线圈得 电，KM2触 头动作 电动机串联 电阻反转起 动 KT线圈失电
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
KT经过整定 时间 KT动断触头 延时闭合, KM3线圈得 电 KM3触头闭 合 切除电阻 电动机全速 运行
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
合上电源 开关QS， 励磁绕组 得电， KA1线圈 得电，
KT1,KT2 线圈得电
KM3 R2 KM2 R1
SB2 KM1
SB1
KM1
I<
I>
KT1 KT2
KA1
KA2
.KM1
KT1 KT2 KM2 KM3
2.电枢回路串电阻二级启动控制线路
QF L+
L
KM1
KM1 KA1
KM1
启动:
按下SB1
KM1线圈得电，
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
按下SB1 KM1线圈得 电，KM1触 头动作 电动机串联 电阻正转起 动 KT线圈失电
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
R
I＜
KM3
KM2
SB2 KM1
KM1 KM2
KM1 KM1 KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
QF L+ L-
KT经过整定 时间 KT动断触头 延时闭合, KM3线圈得 电 KM3触头闭 合 切除电阻 电动机全速 运行
并励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 M
KA SB3
SB1 KM1 KM2
KT KM2
KA
KM. 1 KM2
KT
KM3
三、制动控制线路
１.能耗制动控制线路
能耗制动是指保持直流电动机的励磁电流不 变，将电枢绕组的电源切除后，立即使其与制动 电阻连接成闭合回路，电枢凭惯性处于发电运行 状态，将动能转化为电能并消耗在电枢回路中， 同时获得制动力矩，迫使电动机迅速停转。
.
并励直流电动机能耗制动原理
.
2.电枢回路串电阻二级启动控制线路
QF L+
L
KM1
KM1 KA1
KM1
M KA2
电路分析
KM3 R2 KM2 R1
SB2 KM1
SB1
KM1
I<
I>
KT1 KT2
KA1
KA2
.KM1
KT1 KT2 KM2 KM3
2.电枢回路串电阻二级启动控制线路
QF L+
L
KM1
KM1 KA1
KM1
M KA2