直流电动机启动、调速控制线路
直流电机调速器接线图【图解】
直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，直流调速器由于直流电动机具有低转速大力矩的特点，是交流电动机无法取代的，因此调节直流电动机速度的设备——直流调速器具有广阔的应用天地。
直流调速器接线图1、不隔离型（仅指BL产品）a、外部电位器连接方式：使用一个2W/10K 电位器控制驱动器调速，按照下图进行接线。
安装方法：电位器的连接说明（BL产品）：注意1、驱动器所提供的5V输出电压，因电流较小（5mA），所以不能外接其它负载（如：数显表、指示灯等），否则造成驱动器的损坏。
2、为了减少不必要的电子信号干扰，应尽量缩短速度调节电位器的连线长度，当连线超过0.5m时，必须使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
b、外置VID连接方式：0-5V，0-10V，4-20mA 控制信号经过专用隔离器转换后连接到VID接口，每种控制应用只能使用一种控制信号进行控制。
订货时需要说明控制方式。
外置VID隔离器（另配）的连接使用请参考下图所示：注意外置VID接口线若过长，请务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
2、隔离型：（仅指AL产品）对于AL隔离型产品，使用0-5V，0-10V或4-20mA的外部标准信号控制连接方式见下图所示。
每种控制应用只能使用一种控制信号进行控制。
订货时需要说明控制方式。
注意1、标准信号输入务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
2、以上控制方式的连接，只能选用一种方式连接，不能同时连接几种方式。
3、所有控制信号的连线务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
使能控制：INHIBIT使能控制连接：该控制方式可通过一个“使能线路”来进行控制器输出的停止和开启控制如下图所示：也可以使用一个集电极开路（NPN）来代替开关进行控制。
当“使能控制端”两端闭合时，控制器内部电路会迅速（取ACCEL设定值）提升马达转速，直到MAX SPD设定值上。
当“使能控制端”两端断开时，控制器内部电路会快速降低马达转速，直到马达停止运转。
【注】当控制距离较长时，请采用转换传输（就近连接）方式，使能控制的连线务必使用屏蔽线，屏蔽网单端接地。
直流电动机启动控制线路研究
在实际理论教学和实践教学中基本控制线路的教学都是以交流电动机基本控制线路为主没有单独针对直流电动机控制线路的教材可借鉴本文针对这个问题研究了直流电动机的点动控制连续转动控制和电枢回路串电阻控制问题给出了的基本控制线路供广大读者参考
山 西 青 年
理 论 研 究
直流 电动机启动控 制线路研究
Ｆ一
Ｑ Ｆ
ＫＨ
ｓ Ｓ Ｂ ２ — Ｋ ± Ｋ Ｍ １ ＋ 甲Ｋ
Ｋ Ｔ
＾
启动
ｎ ｌ 低 速
—
短路Ｒ
Ｋ Ｍ ２ — — — — ＞ｎ Ｉ（ 全 速 运 行 ）
Ｋ Ｔ 一（ 延 时 到 ）
工作过程是 ：
究
（ １ ） 开始先放一段录像 ：运动员游泳和潜水员潜入水 中 不同深度的水 中，运动员 为什 么要穿不 同的衣服？这样 引入 ， 联 理就在身边。
水。学生很 自然 的想到 ，液体压 强还与液体密度有关 ．也能进一 （ ６） 液体 压强公 式推 导。将蒙有橡 皮膜的玻璃 管放入水槽
点评 ：播放视频 ，目的是抛给学生一个值得思考 的问题 ：在 步得 出，液体 密度越大 ，压强越大 。
题 ，桌面 受到茶杯对 它的压强 吗？ 接着在茶杯 中倒 入水 ，再 问杯
底受 到水对它 的压 强吗？杯 壁受到水 对它的压强 吗？ 基于 前面固 度 ， 符 合初 中生感性思维较 强 ．理性思维尚不完善的思维特征。
体压强的学 习，学生容易 回答第 一个 问题 。后 两个问题 ，要通过 三 、总 结反思
刘胜 长
杨 永庄
薛福 林
直流电机调速控制
励磁电压 励磁电流 调速范围 静差率
单相180V 直流1A 直流180V s<10%
5、KZD-Ⅱ型直流调速系统的组成框图
KZD-Ⅱ型直流调速系统的组成框图及调节过 程
KZD-Ⅱ型直流调速系统的升级、改造
实际操作过程参考
任务： 1、 分析KZD-II型直流调速系统各单元电路的原理， 检查分析电路设计中的缺陷。 2、在保证原电路功能基础上，提出系统改进意见， 并重新设计系统工作原理图。 3、选择电子、电器元器件并逐步对单元电路进造 试验。 4、对现有的直流调速系统进实际改造、安装与调 试。 5、绘制修改后电路原理图、写出改进电路工作原 理和系统使用说明书。
他励直流电机的调速
他励直流电动机的转
速公式：
n E U IR CE CE
式中：U为他励电动的电枢电压
I为电枢电流
E为电枢电动势
R为电枢回路的总电阻
n为电机的转速
Φ为励磁磁通
CE为由电机结构决定的电动势系数
n E U IR CE CE
他励直流电动机的调速方式有三种： 1、电枢回路串电阻的变电阻调速， 2、改变电枢电压的变电压调速 3、减小气隙磁通量的弱磁调速。
数。 5、整修工艺。 6、写设备使用说明书。
巡回检查
巡回指导 1、对学生解决问题的方案进行检查。 2、对学生提出的方案进行论证可行性。 3、对学生提出的电路改进方案的解决步骤、解决
要点进行说明。 4、对学生改造完成后的调速设备进行测量和试运
行。 5、强调安全性的维修和设备改造。
检查：
学生按所提的解决方案进行实际操作，教师巡回检 查，及时发现问题及时解决，尤其是对与有安全隐患的 操作维修要特别的重视。
负载波动
直流电机启动条件
直流电机启动条件1.引言1.1 概述概述直流电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各个领域中。
它具有结构简单、启动转矩大、调速范围宽、反应快等优点，因此得到了广泛的应用和研究。
在使用直流电机之前，我们需要了解其启动条件，以确保电机能够正常启动并运行。
本文将系统介绍直流电机启动条件的相关知识。
首先，我们将介绍直流电机的基本原理，包括其结构组成和工作原理。
然后，我们将重点讨论直流电机的启动条件，包括起动电流、转子电阻、励磁电流等因素的影响。
通过了解这些启动条件，我们可以更好地理解直流电机的启动过程，并能够根据具体需求进行适当的调整和控制。
在文章的结尾，我们将对直流电机启动条件进行总结，并展望其在未来的应用。
随着科技的进步和工业的发展，对电机的启动性能要求也越来越高。
因此，对直流电机启动条件的研究和改进具有重要的意义。
我们可以通过改进电机结构、优化电路设计等方式来提高直流电机的启动性能，进而满足不同场景下的需求。
通过本文的阅读，读者可以全面了解直流电机启动条件的相关知识，掌握直流电机的启动原理和方法。
同时，了解直流电机启动条件的应用展望，也能够帮助读者在实际应用中更好地应对不同的启动需求和挑战。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下所示：文章结构是指整篇文章的组织框架，它的设计可以有效地帮助读者理解文章的逻辑结构和内容安排。
本文按照以下结构组织内容：1. 引言：在引言部分，我们将对直流电机启动条件这一主题进行概述，并介绍文章的结构和目的。
2. 正文：2.1 直流电机的基本原理：在这部分，我们将介绍直流电机的基本工作原理，包括其构成、工作过程和基本原理。
2.2 直流电机的启动条件：在这部分，我们将详细讨论直流电机的启动条件，包括电源电压、电机参数、电机负载和外部环境等因素对直流电机启动的影响。
3. 结论：3.1 总结直流电机启动条件：在这部分，我们将总结直流电机启动条件的要点，并对其中的关键因素进行重点强调。
直流电机控制器原理图
直流电机控制器原理图直流电机控制器是指控制直流电机运行的设备，其主要作用是根据外部输入信号来控制电机的启动、停止、正反转以及调速等功能。
直流电机控制器原理图是直流电机控制系统的核心部分，通过原理图可以清晰地了解控制器的工作原理和电路结构，有利于工程师们进行系统设计和故障排查。
一般来说，直流电机控制器原理图包括电源模块、控制模块、驱动模块和保护模块等部分。
电源模块主要用于将外部交流电源转换为直流电源，为整个系统提供电能；控制模块则负责接收外部控制信号，并通过逻辑运算和电路控制来实现对电机的启停、正反转和调速等功能；驱动模块则是根据控制模块的输出信号，驱动电机正常运行；保护模块则用于监测电机和系统的工作状态，一旦出现异常情况，及时采取保护措施，避免损坏设备。
在直流电机控制器原理图中，控制模块是最核心的部分，它通常包括信号输入端、逻辑控制电路和输出端。
信号输入端可以接收外部控制信号，比如启停信号、正反转信号、调速信号等，这些信号经过处理后，通过逻辑控制电路的运算，最终输出给驱动模块，实现对电机的控制。
逻辑控制电路通常采用集成电路或者单片机等器件来实现，其结构复杂，但是可以实现多种控制功能，具有很高的灵活性和可靠性。
此外，直流电机控制器原理图中的驱动模块也是非常重要的部分，它的主要作用是根据控制模块的输出信号，驱动电机正常运行。
驱动模块通常采用功率器件和驱动电路来实现，其设计需要考虑到电机的功率大小、负载特性以及工作环境等因素，以确保电机能够稳定、高效地运行。
总的来说，直流电机控制器原理图是直流电机控制系统的核心部分，它的设计和实现直接影响到整个系统的性能和稳定性。
工程师们在进行系统设计和故障排查时，需要充分理解原理图的结构和工作原理，合理选择电路元件和器件，确保系统能够稳定、可靠地运行。
同时，随着科技的发展，直流电机控制器原理图也在不断地更新和优化，以满足不同应用场景的需求，提高系统的性能和可靠性。
直流电动机的控制线路
“3”位 SA2、 SA4、 SA5 、KRF闭合
（a）正转等效电路
• 3．反接过程
SA3、 SA4、 SA5 、KRR闭合
• 4．调速控制
SA手柄置 “1”或“2”位
• 5．保护环节
（b）反转等效电路
过流保护—KI1； 弱磁保护--- KI2；
图2.44 正、反转等效电路
失压保护---KV。
谢谢
工厂电气控制设 基本电气备控制线路的分析与设计
直流电动机的控制线路
|目录|
1 直流电动机启动、制动及正、反转控制线路 2 直流电动机启动、制动控制线路
1、直流电动机启动、制动及正、反转控制线路
• 1．直流电动机起动控制 减小起动电流
足够大的起动转矩
防“飞车”事故。
• 2．正、反转控制 方法 改变电枢绕组端电压的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性；
电压的极性。
改变电动机励磁绕组端
• 3．直流电动机的制动控制 （1）能耗制动
（2）反接制动
（3）再生发电制 动
2、直流电动机启动、制动控制线路
图2.43 直流并励电动机的起、制动控制线路
2、直流电动机启动、制动控制线路
： 线路的工作情况分析如下
• 1．起动前的准备
SA手柄置 “0”位
• 2．起动过程
串励直流电动机的基本控制电路
SB2
KM1 KM1
SB1
KM1 KM2
KV
KT
SB2
KM2
KM1
KM1 KM2
KT KM3
QF L+ L-
串励直流电动机自励式能耗制动控制电路
KM2
KM1 KM2 KM2
按下SB2， KM1失电， 能耗制动开始 KM1 KM2
M KM1 RB KV
R KM3
SB2
KM1 KM1
SB1
KM1 KM2
M
KM3 R
KM2
KM1
KM1 KM2
KT
KT KM3
QF L+ L-
串励直流电机正反转控制线路
KM1 KM2 SB3
KM1 KM1 KM2
合上电源开关
QF
SB1
KM1 KM2
KM1 KM2
SB2 KM2
M
KM3 R
KM2
KM1
KM1 KM2
KT
KT KM3
QF L+ L-
串励直流电机正反转控制线路
后
KM1 KM2
KM1 KM2
KA1
电枢直接反接 将AC手柄扳 置“后”位置， 电枢因接入反 KT2 向电流而制动
KA1
R2
R1 KT1
RB
KA2
KM5 KM4 KM3 KM
KA2
KA KT1 KT2
KV
KM KM1 KM2 KM3 KM4 KM5
I＞ KA
（2）电枢直接反接法
QF
L+
KM
L-
KM1
KM2
M
KV AC 前
后
KM1 KM2
直流电动机的控制线路
KI2
KT2
R
I<
-
KT2 R1
KT1
KM2
KI2 KT1 KA KM1 KM2 KM3
( (
+
Байду номын сангаас
+
QF1
I> KI1 KM1
QF2
KA KM1
3 位
KA
M
VD KM1 R2 KM3 R
KI1
KI2
KT2
I<
-
R1 KM2
KT2
KT1
KI2 KT1 KA KM1 KM2 KM3
( (
SA
+
+
QF1
( (
+
+
QF1
I> KI1 KM1
QF2
KA KM1
2 位
KA SA
M
VD KM1 R2 KM3
KI1
KI2
KT2
R
I<
-
KT2 R1
KT1
他励直流电动机的调速控制
3.停车及制动控制
按下停止按钮SB1（长按，电机停车后再松开），KM2和KM3线圈 断电释放，主触头断开，切断电动机电枢电路。 紧接着，KM1线圈通电吸合，主触头闭合，通过电阻R接通能耗制 动电路，KM1的辅助常开触头闭合，短接电容器C，使电源电压全 部加在励磁线圈两端，起到强励作用，以加强能耗制动效果。
他励直流电动机改变电枢电压极性正反转控制电路
（二）电气控制原理图设计
4.对电路进行修改完善的步骤如下：
1）原电路中的启动和正反转控制部分保持不变。 2）在励磁回路中增加主令控制器SA，控制正反转和调速。 去掉原电路中的正、反转转行程开关SQ1和SQ2。利用主令 控制器SA手柄在不同位置时能接通不同触点的特性，来换接 电枢回路的正、反向电源，并通过电枢回路分级电阻的接入 与切除进行调速控制。 3）设置电路的保护环节。 ①保留原电路的过电流保护KA1和弱磁保护KA2。 ②用主令控制器SA控制，就要去掉控制按钮与接触器的自锁 环节，这样电路就没有了欠压失压保护功能，需要设置电压 继电器KV做欠压失压保护。主令控制器SA在启动初始位接通 电压继电器KV并自锁，当SA换到其他操作档位时，电压继电 器的自锁环节为KM1、KM2、KM3、KM4提供电源通路。 4）对整个电路进行综合审查。
机为3左右。
一般直流电动机 较好 好
减弱磁通 为1~2左右；变
调速
磁通电动机最大
可达到4。
经济性
调速设备 投资少， 电能损耗 大。
调速设备 投资大， 电能损耗 小。
调速设备 投资少， 电能损耗 小。
应用
对调速性能要求 不高的场合，适 用于与恒转矩负 载配合。
电气控制技术项目教程第3版 项目8 直流电动机控制电路安装与调试
项目教程(第2版)项目八
项目八 直流电动机控制电路安装与调试
学习目标
知识目标： ❖ 了解直流电动机的特点及分类。 ❖ 掌握并励直流电动机起动、调速控制原理。 ❖ 掌握并励直流电动机正反转控制原理。 技能目标： ❖ 能正确安装并励直流电动机起动、调速控制电路。 ❖ 能正确安装并励直流电动机正反转控制电路。 职业素养目标： ❖ 严谨认真、规范操作。 ❖ 环保意识、节约意识、协作意识。
任务一 并励直流电动机的起动、调速控制 电路安装与调试
任务二 并励直流电动机正反转控制电路 安装与调试
4
任务一 并励直流电动机的起动、调速控制电路安装与调试
一、并励直流电动机的起动
电动机工作时，转子总是从静止状态开始转动，转速逐渐上升， 最后达到稳定运行状态，由静止状态到稳定运行状态的过程称为起 动过程。
合使用,作为辅助调速；调速范围窄,在磁通减少
太多时,由于电枢磁场对主磁场的影响加大,会使
电机火花增大,换向困难,最高转速控制在1.2倍
额定转速范围以内；在减少励磁调速时,如果负
并励直流电动机 改变主磁通调速
载转矩不变,电枢电流必然增大,要防止电流太大 带来的问题。
11
任务一 并励直流电动机的起动、调速控制电路安装与调试
n U Ia Ra Ce
三种电气调速方法： 1）电枢回路串电阻调速； 2）改变主磁通调速； 3）改变电枢电压调速。
9
任务一 并励直流电动机的起动、调速控制电路安装与调试
1.电枢回路串电阻调速
电枢回路串电阻调速是在电枢电路中串接调速变 阻器来实现的。
并励直流电动机 电枢回路串电阻调速
这种调速方法的特点是：只能使电动机的转 速在额定转速以下范围内进行调节，故其调速范 围不大，一般为1.5：1；调速电阻RP长期通过较 大的电枢电流，不但消耗大量的电能，而且使机 械特性变软，转速受负载影响变化大,所以不经 济，稳定性较差；这种调速方法所需设备简单, 操作方便，投资少,所以，对于短期工作、功率 不太大且机械特性硬度要求不太高的场合仍广泛 采用。
电动机的基本控制线路
KM3通电 常闭触点断开,KT3断电,经延时,常闭触点闭合 常开触点闭合,短接R2 KM4通电 常闭触点断开,KT1断电,经延时, 常开触点断开,KM2断电,切除R3
这时电动机转速已很低或停转
2.反接制动控制线路
按SB1，KM1断电→常闭触点闭合→
☆ 手动控制时，将SA扳向“手动”,进入起动
起动完,按SB3，KA及KM2动作，将频敏变阻器短接， 电动机进入正常运行
六、电机软起动器
• 结构:电源与电动机之间串接晶闸管调压电路
• 每一相由反并联的两个晶闸管构成
• 利用晶闸管移相控制原理，控制三相反并联 晶闸管的导通角，使被控电动机的输入电压 按不同的要求而变化
闭合,短接电阻R1→再延时后KT1常闭触点闭合
→ KM3通电,常开触点闭合,短接电阻R2 →电机正常工作
按SB1→电机停转
2、并励直流电动机起动控制线路
按SB2→ KM1通电常开触点闭合,电机串电阻起动 当KV电压升至动作电压,KV常开触点闭合 →KM2通电常开触点闭合 →电机正常工作
3、串励直流电动机起动控制线路
按SB2→KM1通电→常开触点闭合,电机正转 按SB3→KM1断电→KM2通电→常开触点闭合,电机反转 按SB1→电机停转
三、直流电动机制动控制线路
1、能耗制动
他励电动机能耗制动控制线路
制动时,按SB1,接触器KM1断电释放,电动机脱离电源 同时，KM2通过已经闭合的KT1常开触点而通电
常开触点闭合,串全部制动电阻进入能耗制动
联锁:先起动主轴电机,后起动进给电机
主轴起动:合SA3→按SB1或SB2→KM1通电吸合
主轴制动:按SB5 或SB6 →KM1断电释放→ YC1通电吸合 主轴变速冲动:行程开关SQ1控制,KM1线圈通电
直流电动机常见控制线路
按下启动按钮SB1，接触器KM1线圈通电吸合并自锁，电动机在串 入全部启动电阻情况下降压起动。同时，由于接触器KM1的常闭触点断 开，使时间继电器KT1和KT2线圈断电。经一段延时候，其中KT1的常 闭延时闭合触点首先闭合，接触器KM2线圈通电，其常开触点闭合，将 启动电阻R1短接，电动机继续加速。然后，KT2常闭延时闭合触点延时 闭合，接触器KM3通电吸合，将电阻R2短接，电动机启动完毕，投入正 常运行。
设备控制技术
直流电动机常见控制线路
直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。并励及 他励直流电动机的性能及控制线路相近，他们多用在机床等设备中。在 牵引设备中，则以串励支流电动机应用较多。
直流电动机的控制包括直流电动机的起动、正反转、调速及制动的 控制。
1-1直流电动机的起动控制线路
直流电动机在起动最初的一瞬间，因为电动机的转速等于零，则反 电动势为零，所以电源电压全部施加在电枢绕组的电阻及线路电阻上。 通常这些电阻都是极小的，所以这时流过电枢电流很大，启动电流可达 额定电流的10~20倍。这样大的起动电流将导致电动机转向器和电枢绕 组的损坏，同时大电流产生转矩和加速度对机械传动部件也将产生强烈 的冲击。因此，如外加的是恒定电压，则必须在电枢回路中篡改如附加 电阻来起动，以限制起动电流。
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。
项目六 直流电动机基本控制线路
27 December 2019
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项目六
在实际应用中， 并励直流电动机 的反转常采用电 枢反接法来实现。
并励电动机正 反转控制的电路 如图6‐5所示。
27 December 2019
图6‐5 并励电动机正反转控制的电路图
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工作原理：
他励式能耗制动原理图如图6‐15所示。 小型串励直流电动机作为伺服电动机使用时，采用的他励式能耗制 动控制电路如图6‐16所示。
27 December 2019
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项目六
2. 反接制动控制线路
串励电动机的反接制动可通过 以下两种方式来实现：
一是位能负载时转速反向法； 二是电枢直接反接法。 位能负载时转速反向法就是强
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项目六
图6‐14 串励电动机自励式能耗制动控制电路图
自励式能耗制动设备简单，在高速时制动力矩大，制 动效果好。但在低速时制动力矩减小很快，制动效果变差。
27 December 2019
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项目六
图6‐15 串励电动机他励式能耗制动原理图 图6‐16 小型串励电动机他励式能耗制动 控制电路图
27 December 2019
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项目六
27 December 2019
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27 December 2019
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项目六
6.2.1 启动控制线路
第五章 直流电动机调速控制系统
结论：调速系统只要在调速范围的最低 工作转速时满足静差率要求，则其在整个调 速范围内都会满足静差率要求。
图5-5 不同转速下的静差率
3. 调速范围与静差率的关系 静差率和调速范围必须同时考虑才有意义，由各自的 定义式可知：提调速范围时，任何系统的调速范围都可以 很大；而单提静差率，大多数系统也会较容易满足。 对同一个系统 ，有：
nnom S n0nin
nnom (1 S )nnom nmin n0 min nnom nnom S S
由调速范围（对于调压调速
nmax nnom ），
n D max nmin
nnom nmin
将上页的 nmin 表达式代入本式，得
nnomS D nnom(1 S )
其中，调速范围D、静差率S取决于生产加工工艺要求 ，是无法变更的。为使上式成立，只能设法减少额定负载下 的转速降落。 无反馈控制的开环调速系统，额定负载下的转速降落值为：
n nom I dnom R Ce
其中，R是电枢回路总电阻，为系统固有参数， Idnom是对 应额定负载时的电流，也是固定的。所以，一般开环系统无 法满足一定调速范围和静差率性能指标要求。
如果在负载增加的同时设法增大系统的给定电压 Un，就会使电动机电枢两端的 电压Ud增大，电动机的转速就会升高。若Un增加量大小适度，就可以使因负载增加 而产生的 n被Ud升高而产生的速升所弥补，结果会使转速n接近保持在负载增加前 的值上。 这样，既能使系统有调速能力，又能减少稳态速降，使系统具有满足要求的调 速范围和静差率。 系统组成如图 我们可以在与调速电动机 同轴接一测速发电机TG，这 样就可以将电动机转速 n 的大 小转换成与其成正比的电压信 号Un，把Un与Un相比较后， 去控制晶闸管整流装置以控制 电动机电枢两端的电压Ud就 可以达到控制电动机转速 n 的 目的。
直流电动机的基本控制线路
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任务二 串励直流电动机的基本控制线路
• 一、串励直流电动机的启动控制 • 串励直流电动机与并励直流电动机相比较， 主要是有较大的启动转
矩， 即启动性能好和过载能力强的特点， 因此在要求启动转矩大， 负载变化允许转速变化的恒功率负载场合， 如起重机、电力机车等， 采用串励直流电动机比较适宜。 • １． 手动启动控制线路 • 串励直流电动机的启动控制与并励直流电动机一样， 通常采用电枢 回路串联启动电阻的方法进行启动， 以限制启动电流。串励直流电 动机手动启动控制电路如图４ －１３ 所示。
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任务一 并励直流电动机的基本控制线路
• 线路工作原理如下：
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任务一 并励直流电动机的基本控制线路
• 按下ＳＢ２， 电动机Ｍ 反转， 过程类似正转， 请读者自行分析。 • 按下ＳＢ３ 时电动机Ｍ 停止运转。 • 四、并励直流电动机的制动控制 • 直流电动机可以采用机械制动和电气制动的方法实现制动。机械制动
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任务一 并励直流电动机的基本控制线路
• 图４ －７ 中， 电枢电路电源由接触器ＫＭ１ 和ＫＭ２ 的主触头分别 引入， 但其方向相反， 从而达到控制电动机正反转的目的。ＫＭ３ 是短接电阻Ｒ 的接触器， Ｒ 是限流电阻。ＫＡ 是励磁回路的欠电流 继电器， 当励磁电流小于一定值时， ＫＡ 常开触头断开控制回路电 源， 使ＫＭ１或ＫＭ２ 主触头断开， 切断电枢回路电源， 实现对电 动机的弱磁保护。时间继电器ＫＴ 控制电枢串接Ｒ 的时间。
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任务二 串励直流电动机的基本控制线路
• 该控制电路采用启动变阻器启动， 启动时， 先合上电源开关ＱＦ， 转动启动变阻器和手轮逐级切除启动电阻， 就可启动电动机。其启 动方法与并励电动机相同， 请自行分析。
直流电动机的基本控制线路
图6-2 电压继电器的符号 2．电压继电器的型号及含义 电压继电器的型号及含义如下：
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。
图6-1 电压继电器外形 但电压继电器使用时，其线圈并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大 小而接通或断开电路。因此这种继电器线圈的导线细、匝数多、阻抗大。 1．电压继电器的分类及符号 根据实际应用的要求，电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压 继电器。 过电压继电器是当电压大于其整定值时动作的电压继电器，主要用于对电路或 设备作过电压保护，常用的过电压继电器为JT4-A系列，其动作电压可在105%～ 120%额定电压范围内调整。
3．改变电枢电压调速 （1）G-M调速系统 G-M调速系统的电路图如图6-11所示，它是直流发电机─直流电动机调速系 统的简称。真中Ml是他励直流电动机，用来拖动生产机械；Gl是他励直流发电 机，为他励直流电动机Ml提供电枢电压；G2是并励直流发电机，为他励直流电 动机Ml和他励直流发电机Gl提供励磁电压，同时为控制电路提供直流电源；M2 是三相笼型异步电动机，用来拖动同轴连接的他励直流发电机Gl和并励直流发 电机G2；Al、A2和A分别是Gl、G2和Ml的励磁绕组；Rl、R2和R是调节变阻器， 分别用来调节Gl、G2和Ml的励磁电流；KA是过电流继电器，用于电动机Ml的过 载和短路保护；SBl、KMl组成正转控制电路；SB2、KM2组成反转控制电路。
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。
直流电动机的控制线路
教学设计/实验实训项目实施方案整体创新铸就三峡工程2006年5月18日，三峡大坝坝顶最后一仓混凝土开始浇筑。
两天之后的5月20日，将浇筑完毕，大坝全线到顶，比原计划提前一年。
此时，我们开始了与中国三峡总公司副总经理曹广晶的风云对话。
大坝提前到顶质量如何？图9-2-1 三峡大坝远景记者：大坝20日就全线到顶了，工程比原计划提前对工程质量有没有影响？曹广晶：首先应该说明一点，三峡大坝全线达到185高程是一个非常重要的里程碑，但并不是说工程已经结束，就像一座高楼封顶之后，还有管道安装、装修等收尾工作。
虽然还有很多工作要做，但不管怎么说三峡工程最核心的部位——大坝的主体已经巍然屹立起来，就是这么一个概念。
三峡大坝的工期跟预期相比基本提前10个月，使得工程的各种效益尤其是防洪效益大约提前两年发挥。
2003年至围堰拆除之前是围堰挡水发电期，大坝基本上对下流的防洪能力是很小的，今年围堰拆除后，大坝的防洪能力虽然还没有达到最佳的防洪能力，但是已经具有了相当的防洪能力。
今年的防洪能力大约是110亿立方米的防洪库容，20年一遇的洪水，可以把流量控制在不超过每秒56700立方米，这个流量在堤防加固之前，从沙市堤防安全下泄的流量，遭遇20年一遇的洪水今年来看应该没有问题。
对100年一遇的洪水，也可以把流量控制在下限每秒10600立方米。
记者：工程提前的原因是什么？是不是赶图9-2-2三峡大坝示意图工期？曹广晶：不存在赶工期，这是一个自然的结果，是总结以往的经验，创新突破的结果。
施工水平提高，要求也很严格，工程没有丝毫耽误。
我们原来的设计是参照国际先进建造水平制定的，但是在施工过程中也在不断的创造新纪录，工程提前也很自然。
这次国务院质量检查专家组4月份的评价就很好，主要就是大坝无裂缝，实际上厂房还是有裂缝，但是厂房主要是发电用的，要求也不是很高，作为拦水主体的大坝，确实没有裂缝。
记者：是不是大坝出现了裂缝以后特别注重质量？曹广晶：二期大坝的确是出现了30多条裂缝，过去有句话叫做无坝不裂，大坝出现裂缝是正常现象。
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实验题目类型：设计型
《电机与拖动》实验报告实验题目名称：直流电动机启动、调速控制线路
实验室名称：电机及自动控制
实验组号：_________ 指导教师：_______________ 报告人：_________ 学号：—
实验地点：_ 实验时间：______
指导教师评阅意见与成绩评定
指导教师评阅意见：
说明：本次试验题目没有实验方案者不允许参加实验，记零分。
2•严重违反实验操作规程，有重大安全隐患者，终止实验，记零分。
实验目的
1、掌握并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法。
2、掌握并励直流电动机改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法。
3、掌握并励直流电动机的制动方法。
4、提交实验成果。
二、实验设备
三、实验技术路线
实验前预习要点：
1.直流电动机的起动
起动的方法
a）串电阻起动
串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻R串入电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。
串电阻起动的优点是启动电流小；缺点是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。
b）降电压起动
降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。
调速的种类与方法:
a) 调节电枢供电电压
改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压， 从电动机额定转速向下 变速，属恒转矩
调速方法。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说， 这
种方法最好。
变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流 电源。
b) 改变电动机主磁通 改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速(简称弱磁调
速)，从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。
变化时间遇到的时间常数 同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。
c)
电枢回路串电阻调速
电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，
设备简单，操作方便。
但是只能
进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；空载时几乎没什么调速作用；还 会在调速电阻上消耗大量电能。
直流电动机的制动方
能耗制动
并励直流电动机在能耗制动时要保持励磁电流不变， 在电枢两端从电源断开的同 时，其立即接到一个制动电阻上。
这时电动机内主磁场保持不变， 电枢因机械惯 性继续旋转，电动机由电动机状态立即转至发电机状态，
此时电枢电流反向。
从
而产生的电磁转矩与原来反，称为制动转矩，故转速迅速下降，直到停转。
电动 机机械系统所储存的动能，全都转为电能而消耗在制动电阻上，所以称能耗制动。
反接制动 这同异步电动机反接制动的道理一样，在制动时，强迫电动机朝相反的方向转动
2.
直流电动机的调速
3.
法
而促电动机立即停转。
直流电动机反接制动时，在保持励磁电流条件（方向和值的大小） 的情况下，禾I 」用倒向开关将电枢两端反接在电源上，此时电枢电流将变成负值，随之产生 很大的制动性电磁转矩使电动机停转。
这里的是制动时为限制电流太大而串人电枢回路的 电阻。
反接制动的优点是很快能使电动机迅速停转；缺点是电枢电流可能过大。
为此反接时须接 人足够的电阻，将电枢电流限制在一定允许值范围内；此外，当转速下降时，必须及切断 电源，否则电动机将反转。
四、实验内容
1.直流电动机的起动实验步骤：
1） 取来本次试验所用器件挂置在实验工作台上。
2） 按照实验接线图接线，实验前所有开关都应处在断开位置。
3） 请老师查看接线，待老师检查所接线路无误、批准后执行以下操作。
4） 合上交流电源总开关，将电源控制屏的电压调制 220V 左右。
5） 按下“启动”按钮，接通直流电源。
2. 并励直流电动机使用时的注意事项
1） 当给并励直流电动机接通电源的瞬间， 启动电流很大，这样大的启动电流将会烧坏换向
器，因此电枢电路中需串联一个可调启动电阻，
启动时将电阻置于最大值，随着电动机
转速的增加而逐渐减小电阻值，当电动机达到额定转速时，完全撤出启动电阻。
2） 使用并励直流电动机时，切忌在电动机运转时断开励磁电路，以免造成励磁电流等于零, 而主
磁极上仅有很少的剩磁，使反电动势小， 这样电枢电流将会急剧增加，电动机转速 也将急剧增加，将造成俗称的“飞车”，引起严重事故。
DQ-1
Q1
直流
电枢 r /
电压
源
«
Q2
DQ-1
_
直流 励磁
电压 r
源
实验原理图
Rr1
直流电动机的起动、调速、制动接线图
三相可调变阻器的检查：
将其与直流电源接通，串入直流电流表，并入直流电压表。
通过调节其阻值, 记录并计算变阻器的好坏。
在本次试验中，实验室的并励电动机也可以充当他励使用， 连接时只需将电 机绕组与励磁输出电压相连。
他励电动机的起动与调速与并励电动机一样，但他励电动机在制动时则不 同。
在停车时，先关闭电枢输出电压则电动机完成制动， 若先关闭励磁输出电压 则会出现飞车的现象。
五、
实验结果陈述与总结
关O 开
关
0开
1
电压1
励磁输出电压
0 O
指示
由枢输出由压
O
-- J
• 2o
转速
励磁电源直流电机电源电枢电源
电压调节
大 小
1.实验结论
在本次试验中，我们主要做了并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法、改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法和并励直流电动机的制动方法。
通过这次试验，我对并励直流电动机有了进一步的认识和理解，我们基本掌握了并励直流电动机的电枢电路串电阻起动的方法、改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法，对并励直流电动机有了更深的了解。
同时也掌握了并励直流电动机的制动方法。
2•收获与不足
在本次实验中，我们相继做了并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法、改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法和并励直流电动机的制动方法的实验。
通过这些实验使我们更好的了解并励直流电动机。
六、参考文献（资料）
1•唐介电机与拖动•第三版•高的教育出版社，2014年
2•电机教学实验台实验指导书.杭州教仪设备有限公司，2011年。