项目六任务一并励直流电动机的基本控制线路学习目标1．会正确识别、选用和使用电压继电器、主令控制器，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号意义，熟记它的图形符号和文字符号。2．会正确安装、调试与检修并励直流电动机启动、调速、正反转和能耗制动控制线路。任务分析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。直流电动机按照主磁极绕组与电枢绕组接线方式的不同，可以分为他励式和自励式两种，自励式又可分为并励、串励和复励几种。并励电动机励磁绕组与电枢绕组并联，它的特点是励磁绕组匝数多，导线截面较小，励磁电流只占电枢电流的一小部分。相关知识一、电压继电器反映输入量为电压的继电器叫做电压继电器。图6-1所示为常用电压继电器，它与JT4系列电流继电器外形、结构类似，也主要由线圈、圆柱形静铁心、衔铁、触头系统和反作用弹簧等组成。故电压继电器的工作原理及安装使用等知识与电流继电器类似。欠电压继电器是当电压降至某一规定范围时动作的电压继电器。零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式，是当继电器的端电压降至“零”或接近消失时才动作的电压继电器。可见欠电压继电器和零电压继电器在线路正常工作时，铁心与衔铁是吸合的，当电压降至低于整定值时，衔铁释放，带动触头动作，对电路实现欠电压或零电压保护。常用的欠电压继电器和零电压继电器有JT4-P系列，欠电压继电器的释放电压可在40%～70%额定电压范围内整定，零电压继电器的释放电压可在10%～35%额定电压范围内调节。电压继电器在电路图中的符号如图6-2所示。3．电压继电器的选择电压继电器的选择，主要根据继电器线圈的额定电压、触头的数目和种类进行。二、并励直流电动机启动控制线路直流电动机常用的启动方法有两种：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BQ3直流电动机启动变阻器作小容量(电压不超过220V)直流电动机启动用，它主要由电阻元件、调节转换装置和外壳三大部分组成，其外形如图6-3所示。并励直流电动机手动启动控制电路如图6-4所示。线路使用了BQ3直流电动机启动变阻器，共有四个接线端El、L+、Al和L-，分别与电源、电枢绕组和励磁绕组相连。手轮8附有衔铁9和恢复弹簧10，弧形铜条7的一端直接与励磁电路接通，同时经过全部启动电阻与电枢绕组接通。在启动之前，启动变阻器的手轮置于0位，然后合上电源开关QF，慢慢转动手轮8，使手轮从0位转到静触头1，接通励磁绕组电路，同时将启动变阻器RS的全部启动电阻接入电枢电路，电动机开始启动旋转。随着转速的升高，手轮依次转到静触头2、3、4等位置，使启动电阻逐级切除，当手轮转到最后一个静触头5时，电磁铁6吸住衔铁9，此时启动电阻器全部切除，直流电动机启动完毕，进入正常运转。当电动机停止工作切断电源时，电磁铁6由于线圈断电吸力消失，在恢复弹簧10的作用下，手轮自动返回0位，以备下次启动。电磁铁6还具有失压和欠压保护作用。由于并励电动机的励磁绕组具有很大的电感，所以当手轮回复到0位时，励磁绕组会因突然断电而产生很大的自感电动势，可能会击穿绕组的绝缘，在手轮和铜条间还会产生火花，将动触头烧坏。因此，为了防止发生这些现象，应将弧形铜条7与静触头1相连，在手轮回到0位时励磁绕组、电枢绕组和启动电阻能组成一闭合回路，作为励磁绕组断电时的放电回路。启动时，为了获得较大的启动转矩，应使励磁电路的外接电阻RP短接，此时励磁电流最大，才能产生较大的启动转矩。2．电枢回路串电阻二级启动控制线路图6-5所示为并励直流电动机电枢回路串电阻二级启动控制线路的电路图。其中KAl为欠电流继电器，作为励磁绕组的失磁保护，以免励磁绕组因断线或接触不良引起“飞车”事故；KA2为过电流继电器，对电动机进行过载和短路保护；电阻R为电动机停转时励磁绕组的放电电阻；V为续流二极管，使励磁绕组正常工作时电阻R上没有电流流入。线路的工作原理如下:值得注意的是，并励直流电动机在启动时，励磁绕组的两端电压必须保证为额定电压。否则启动电流仍然很大，启动转矩也可能很小，甚至仍不能启动。四、并励直流电动机正反转控制线路直流电动机实现反转有两种方法：一是电枢反接法，二是励磁反接法。由于励磁绕组匝数多，电感大，在进行反接时因电流突变，将会产生很大的自感电动势，危及电动机及电器的绝缘安全。同时励磁绕组在