直流電動(dòng)機(jī)(控制)

1、直流電機(jī)部分（控制）中級(jí)維修電工理論培訓(xùn)主講 何萍一、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn)一、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn)1.起動(dòng)：直流電動(dòng)機(jī)接到電源以后，轉(zhuǎn)速?gòu)牧氵_(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過(guò)程對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求：（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大； （2）起動(dòng)電流要小； （3）起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需另加設(shè)備。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：沖擊電流大，引起換向困難，產(chǎn)生火花；電源會(huì)發(fā)生瞬時(shí)跌落；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1020倍，適用于容量很小的電動(dòng)機(jī)。2.他勵(lì)直流電機(jī)直接起動(dòng)NaNaaaI 20)10(RUI,0R,0E,0n（1）將電動(dòng)機(jī)的電樞接到額定電壓的電源 -全壓起動(dòng)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)注意事項(xiàng)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)注意事

2、項(xiàng)：先給勵(lì)磁繞組供電，再給電先給勵(lì)磁繞組供電，再給電樞繞組供電，以免空載時(shí)的樞繞組供電，以免空載時(shí)的“飛車飛車”事故，為防止事故，為防止“飛車飛車”事故的發(fā)生，通常在勵(lì)磁回路中加欠電流繼電器實(shí)現(xiàn)事故的發(fā)生，通常在勵(lì)磁回路中加欠電流繼電器實(shí)現(xiàn)“失磁失磁”保護(hù)。保護(hù)。321cccaNstRRRRUINastI )5 . 25 . 1 (RUI（2）減壓起動(dòng) 啟動(dòng)方法：在額定勵(lì)磁電流情況下，起動(dòng)電流控制在啟動(dòng)方法：在額定勵(lì)磁電流情況下，起動(dòng)電流控制在1.51.52.52.5IN。 1）電樞回路串電阻起動(dòng)；注意不能采用滑動(dòng)變阻器，應(yīng)采用分段切除的變阻器。 2）降壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)降低電源電壓，隨著轉(zhuǎn)速的升

3、高，逐漸增加電壓。 起動(dòng)方法起動(dòng)方法 降壓起動(dòng) 電樞串電阻起動(dòng) 啟動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)電源電壓，從零開(kāi)始逐漸上升至額定值。這種起動(dòng)方法僅適用于他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí)，電樞所串電阻為最大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，將電阻逐級(jí)切除。 一臺(tái)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=10 kW， IN=54.8 A， UN=220 V， 電樞電阻電樞電阻Ra=0.4 。 若直接起動(dòng)，若直接起動(dòng)， 起動(dòng)電流為起動(dòng)電流為多少？若采用電樞回路串電阻起動(dòng)，多少？若采用電樞回路串電阻起動(dòng)， 將起動(dòng)電流降為額定值將起動(dòng)電流降為額定值的的1.5倍，倍， 則應(yīng)串多大的起動(dòng)電阻？則應(yīng)串多大的起動(dòng)電阻？ARUIaNst5504 . 02

4、20直接起動(dòng)時(shí)，直接起動(dòng)時(shí)， 起動(dòng)電流為起動(dòng)電流為電樞回路串電阻起動(dòng)時(shí)，電樞回路串電阻起動(dòng)時(shí)， 起動(dòng)電流為起動(dòng)電流為 1 5 .NstastIRRUIW3 . 24 . 0-2208 .545 . 1-aR5 . 1NIUstR則起動(dòng)電阻則起動(dòng)電阻 3.3.反轉(zhuǎn)方法反轉(zhuǎn)方法 1 1）改變電樞電流方向，勵(lì)磁電流方向不變；）改變電樞電流方向，勵(lì)磁電流方向不變； 2 2）改變勵(lì)磁電流方向，電樞電流方向不變。）改變勵(lì)磁電流方向，電樞電流方向不變。 考慮勵(lì)磁繞組電流突然反接，會(huì)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，影響電動(dòng)機(jī)考慮勵(lì)磁繞組電流突然反接，會(huì)產(chǎn)生很大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，影響電動(dòng)機(jī)和電機(jī)的絕緣，因此，一般采用電樞反接

5、法。和電機(jī)的絕緣，因此，一般采用電樞反接法。 即：?jiǎn)为?dú)改變電樞繞組或即：?jiǎn)为?dú)改變電樞繞組或單獨(dú)改變勵(lì)磁繞組單獨(dú)改變勵(lì)磁繞組的接線。的接線。NSFFnU(a)NSU(b)SNU(c)FFnFFn改變電樞電流方向改變電樞電流方向直流電動(dòng)機(jī)的兩種正、反轉(zhuǎn)改變勵(lì)磁電流方向改變勵(lì)磁電流方向4 4、直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)、直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)（1 1）直流電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)）直流電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)電動(dòng)工作狀態(tài)工作狀態(tài) 電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向同向電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向同向制動(dòng)工作狀態(tài)工作狀態(tài) 電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向反向電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向反向（2）制動(dòng)方法：）制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng) 產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向相反的由摩擦產(chǎn)

6、生的阻轉(zhuǎn)矩。產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子運(yùn)行方向相反的由摩擦產(chǎn)生的阻轉(zhuǎn)矩。電氣制動(dòng) 通過(guò)電氣控制，產(chǎn)生一個(gè)與電機(jī)運(yùn)行方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。通過(guò)電氣控制，產(chǎn)生一個(gè)與電機(jī)運(yùn)行方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。（3）電氣制動(dòng)方法：）電氣制動(dòng)方法：反接制動(dòng)（包括電源反接和倒拉反接）、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)反接制動(dòng)（包括電源反接和倒拉反接）、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng)UEIaIf1221RzS1)能耗制動(dòng)的方法和原理保持勵(lì)磁電流If的大小及方向不變， 將開(kāi)關(guān)接至RT， 電樞從電網(wǎng)脫離經(jīng)制動(dòng)電阻RT閉合。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞斷電瞬間電樞斷電瞬間電動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài) N， UUN N， U0 N， U0，aaNaREUI-Ia0，EaCenTaaaRR

7、EI- 制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)參數(shù)特點(diǎn)： N， U0， 電樞回路總電阻RRaRT實(shí)際上是一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能， 全部消耗于電樞回路的電阻上， 所以稱為能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)的特點(diǎn)：（1）操作簡(jiǎn)單，停車準(zhǔn)確（2）能耗制動(dòng)產(chǎn)生的沖擊電流不會(huì)影響電網(wǎng)；（3）低速時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，停轉(zhuǎn)慢； （4）動(dòng)能大部分都消耗在制動(dòng)電阻上。 a、電源反接制動(dòng)、電源反接制動(dòng) 電源反接制動(dòng)是指人為地改變轉(zhuǎn)子電壓極性（即反接），使轉(zhuǎn)子電流反向的方法。這時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)迅速減速至停止。 保持If不變， 將開(kāi)關(guān)向下合閘， 使電樞經(jīng)制動(dòng)電阻RT而反接于電網(wǎng)上。 這種制動(dòng)方法由于轉(zhuǎn)子電壓反接后，極性與反

8、電動(dòng)勢(shì)相同，轉(zhuǎn)子電流很大，因此必須串接較大的制動(dòng)電阻。另外，電機(jī)停穩(wěn)后應(yīng)該及時(shí)切斷電源， 否則電動(dòng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)?？傊?，這種制動(dòng)方法的制動(dòng)效果好，但能量損耗大，容易出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 IfUNRTEaIan參數(shù)特點(diǎn)： N UUN。 R=Ra+RT.能量關(guān)系：從電網(wǎng)吸收的電能和軸上輸入的機(jī)械能都消耗在電樞回路的電阻上。 2）反接制動(dòng)TNTNRRa)EaU(REUIRaaa-b、倒拉反接制動(dòng)（用于位能性負(fù)載下放重物）If及端電壓UN不變， 僅在電樞回路串入足夠大的制動(dòng)電阻RT，使該人為特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的交點(diǎn)處于第四象限。不同的RT，可得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。LNeTa0L2NTeTaICRRnTCCRRCeUnN

9、N-能量關(guān)系：UIa與EaIa兩者之和消耗在電樞電路的電阻RaRT上。Fmg當(dāng)電樞串電阻較小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst1TL，即Fmg，物體上移，電動(dòng)狀態(tài)。v當(dāng)電樞串電阻較大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst2TL，即Fn0 Ia反向 F反向回饋制動(dòng)特點(diǎn)：回饋制動(dòng)過(guò)程中，將位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能再轉(zhuǎn)換成電能，有功功率UIa回饋電網(wǎng)。從電能消耗看，回饋制動(dòng)是最經(jīng)濟(jì)的一種制動(dòng)方式。轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速是回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的重要特點(diǎn)。vNmgf5 5、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比來(lái)改變工作機(jī)構(gòu)的速度，稱為機(jī)械調(diào)速。人為改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)（如端電壓、勵(lì)磁電流或電樞回路電阻），使同一機(jī)械負(fù)載得到不同轉(zhuǎn)速，稱為電氣調(diào)速

10、。調(diào)速調(diào)速: :在負(fù)載不變的情況下在負(fù)載不變的情況下, ,通過(guò)改變相關(guān)參數(shù)通過(guò)改變相關(guān)參數(shù), ,改變工作機(jī)構(gòu)的速度改變工作機(jī)構(gòu)的速度. .nCUe - -2TCCReTa enCUe - -2TCCReTa e三種調(diào)速方式三種調(diào)速方式: :1 1）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速 調(diào)節(jié)電樞兩端電壓調(diào)節(jié)電樞兩端電壓 2 2）電樞串電阻調(diào)速）電樞串電阻調(diào)速 在電樞回路串電阻在電樞回路串電阻 3 3）調(diào)磁調(diào)速）調(diào)磁調(diào)速( (弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速) ) 降低勵(lì)磁電流降低勵(lì)磁電流改變轉(zhuǎn)子電阻調(diào)速(b) 轉(zhuǎn)子電路電阻改變時(shí)的機(jī)械特性IfUIIa(a) 改變轉(zhuǎn)子電路的電阻調(diào)速RfRacE0n0nMMCn1n2n3Rac 0RacRacRac Rac Rac改變電樞電壓調(diào)速改變主磁通調(diào)速比較三種調(diào)速方式的特點(diǎn)比較三種調(diào)速方式的特點(diǎn)三種調(diào)速方式在轉(zhuǎn)速上的不同三種調(diào)速方式在轉(zhuǎn)速上的不同: :1 1）調(diào)壓調(diào)速）調(diào)壓調(diào)速 在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)2 2）電樞串電阻調(diào)速）電樞串電阻調(diào)速 在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)3 3）調(diào)磁調(diào)速）調(diào)磁調(diào)速( (弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速) ) 在在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)，但不能超額額