并励直流电动机的基本控制线路

《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。

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。

专业资料电机简要学习手册2015-2-3一、直流电机原理与控制方法1直流电机简介直流电机（DM）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。

它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机由转子（电枢）、定子（励磁绕组或者永磁体）、换向器、电刷等部分构成，以其良好的调速性能以至于在矢量控制出现以前基本占据了电机控制领域的整座江山。

但随着交流电机控制技术的发展，直流电机的弊端也逐渐显现，在很多领域都逐渐被交流电机所取代。

但如今直流电机仍然占据着不可忽视的地位，广泛用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、电力牵引、挖掘机械、纺织机械，龙门刨床等等，所以对直流电机的了解和研究仍然意义重大。

2 直流电动机基本结构与工作原理2.1 直流电机结构如下图，是直流电机结构图，电枢绕组通过换向器流过直流电流与定子绕组磁场发生作用，产生转矩。

定子按照励磁可分为直励，他励，复励。

电枢产生的磁场会叠加在定子磁场上使得气隙主磁通产生一个偏角，称为电枢反应，通常加补偿绕组使磁通畸变得以修正。

2.2 直流电机工作原理如图所示给两个电刷加上直流电源，如上图（a）所示，则有直流电流从电刷A 流入，经过线圈abcd，从电刷B 流出，根据电磁力定律，载流导体ab和cd收到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。

如果转子转到如上图（b）所示的位置，电刷A 和换向片2接触，电刷B 和换向片1接触，直流电流从电刷A 流入，在线圈中的流动方向是dcba，从电刷B 流出。

此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。

这就是直流电动机的工作原理。

外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。

直流电动机的工作原理、接线及调试直流电动机的工作原理、接线及调试从化技工学校学科电工实习课程教案用纸（首页JA－1）审批签字教Z2-22型并励直流电动直流电动机的工作原理、接线及调试授课授课时数授课时间授课班级教学目的重点和难点复习提问10机电高级方讲授法、示范操作、手把手指导机，可调直流法具电源1．掌握判别直流电动机各种绕组的方法2．掌握调整直流电动机中性位的调整及通电试车方法。

重点：直流电动机的通电试车方法难点：直流电动机中性位的调整1、202*A型龙门刨床应如何调试直流系统？作业写出实习报告教学内容方法过程附记复习提问5分钟引入新课一、实习课题：直流电动机的工作原理、接线及调试【板书】二、实习目的：1．掌握判别直流电动机各种绕组的方法2．掌握调整直流电动机中性位的调整及通电试车方法。

三、工具耗材：Z2-22型直流电动机、万用表、转速表等四、教学过程【复习提问】1、202*A 型龙门刨床应如何调试直流系统？【入门指导】一、直流电机的结构及工作原理1．直流电机的基本结构直流电机主要由定子和转子两部分组成。

定子包括主磁极、换向极、电刷装置、机座、端盖等。

其中主磁极的作用是产生主磁极磁场；换向极的作用是产生换向磁场，改善直流电机的换向。

转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴等。

直流电机常做成电枢旋转形式。

直流电动机的结构如图43所示。

1页教案附页（JA－2）附记根据实物讲解演示教学内容方法过程2．直流电动机的基本原理直流电动机其基本工作原理是通电导体在磁场内会受到电磁力的作用而使电枢旋转。

通过换向器，使直流电动机获得单方向的电磁转矩；通过换向片使处于磁极下不同位置的电枢导体串联起来，使其电磁转矩相叠加而获得几乎恒定不变的电磁转矩。

3．直流电机的分类按照励磁方式不同，直流电机可分为他励、并励、串励及复励等四大类。

其中，直流电动机各种励磁方式的接线原理图如图4-4所示。

结合实物讲授并加以演示2页教案附页（JA－2）附记布置实训任务并讲清楚相关操作规程及操作要点教学内容方法过程【实习训练】【实习步骤】1、判别直流电动机的电枢绕组、并励绕组及串励绕组1）看编号，接线端子上都有字母，电枢端子是S1、H2，并励绕组是B1、B2，串励绕组是C1、C2。

电力拖动基本控制线路教学大纲一、说明1．课程的性质和内容本课程是高级技工学校电气自动化专业的专业课。

主要内容包括：常用低压电器的功能、型号含义、结构原理、选择、安装、使用及检测维修，电气控制线路图的绘制、识读原则，电动机基本控制线路的构成、工作原理及其安装、调试与维修，电气图的基本知识，电动机的控制、保护及选择，电气控制线路设计的基本原则和方法等。

2．课程的任务和要求本课程的主要任务是使学生掌握与电力拖动有关的基本专业理论知识和操作技能，培养学生分析解决电力拖动一般技术问题的能力，为学生继续学习其他专业课以及今后的工作打下坚实的基础。

通过本课程的学习，学生应达到以下几个方面的要求：(1）掌握常用低压电器的功能、符号、选择、安装、使用及其检测维修方法，熟悉其型号含义、结构和基本工作原理。

(2)熟悉绘制、识读电气控制线路图的原则，掌握电动机基本控制线路的构成、工作原理及其安装、调试与维修的方法。

(3)了解电气图的基本知识。

(4)掌握电动机的各种控制和保护环节，了解电动机的选择方法以及设计电气控制线路的基本原则和方法。

3．教学中应注意的问题(1)根据“淡化理论，够用为度，培养技能，重在应用”的原则，教学中要明确培养目标，按照职业教育的特点，突出应用型知识的学习和能力的培养，应以讲授基础理论、训练基本技能为主，以维修电工国家职业标准为依据，突出重点，突破难点，力求使基础理论与生产实际紧密联系。

(2)鉴于本课程集理论知识与技能操作于一体，在教学过程中应注意突出一体化教学的特点，注重利用电力拖动实验室和实训场所的实物、模型、挂图等直观教具和设备，增加学生感性认识，增强学习的直观性，激发学习兴趣。

要强化技能训练环节的教学，着重培养学生利用所学知识分析、解决实际问题的能力。

(3)技能训练过程中，教师要及时巡回指导，加强安全教育，要求学生严格遵守电工安全操作规程。

同时还要注意培养学生爱护设备、工具以及节约原材料的良好习惯。

电工常用直流电动机控制电路第8章先后得电吸合，电动机串电阻R1和R2启动正转，并联在R1两端的KT2得电吸合，KT2常闭触点瞬时断开。

KML的常闭触点断开，KT1失电释放。

随着电动机转速的升高，反电动势也升高，通过KML常开触点并联在电枢两端的电压继电器KAL吸合，KAL常开触点闭合为能耗制动作准备。

经过一定整定时间，KT1常闭触点延时闭合，并将SA扳到左“2”位置，SA2和SA4接通，接触器KM2得电吸合，KM2常开触点闭合短接电阻R1，电动机加速，同时KT2也被短路，经过一定的整定时间，KT2常闭触点延时闭合，并将SA扳到左“3”位置，SA2、SA4和SA5接通，接触器KM3得电吸合，KM3常开触点闭合短接电阻R2，电动机正转启动结束。

停止电动机运转作能耗制动时，将主令开关SA扳到“0”位置，接触器KM1、KML和KM3均失电，此时电动机M惯性运转，电压继电器KAL由于反电动势作用仍吸合，KAL常开触点仍闭合，故接触器KMB得电吸合，KMB常开触点闭合，接通RB能耗制动回路，电动机M能耗制动，使电枢迅速停转。

当电动机转速接近于“0”时，电压继电器KAL释放，使接触器KMB也释放，能耗制动结束。

反向启动及能耗制动的工作原理与上述相似，这里不再赘述。

130．并励直流电动机正反向运转反接制动电路电路图并励直流电动机正反向运转反接制动电路如图8-6所示。

工作原理启动时合上断路器QF，励磁绕组得电开始励磁；同时欠电流继电器KI得电吸合，时间继电器KT1和KT2得电吸合，KT1和KT2的常闭触点瞬时断开，使接触器KM4和KM5处于失电状态，以保证电动机串电阻启动。

按下正转启动按钮SB2，接触器KMF得电吸合，其主触点闭合，电动机串电阻R1和R2启动，KMF常闭触点断开，时间继电器KT1和KT2失电释放，经过一定的整定时间，KT1和KT2常闭触点先后延时闭合，使接触器KM4和KM5先后得电，KM4和KM5的常开触点先后切除R1和R2，直流电动机正常运行。