直流电动机控制线路

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图3.1 他励直流电动机使用三端启动器工作原理图
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利用接 触器构成的 他励直流电 动机启动控 制线路如图 3.2所示。
图3.2 他励直流电动机降压启动控制线路
线路工作原理为：
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2．利用时间继电器自动控制他励直流电动机启动控制线路 图3.3是利用接触器和时间继电器配合他励直流电动机电枢 串电阻降压启动控制线路。线路工作原理为：
，电动机电枢惯性旋转。SB1 的动合触点后闭合，接触器
KM2线圈得电，电枢电路中的KM2主触点闭合，电枢接入反 方向电源，串入电阻进行反接制动。
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图3.7 反接制动控制线路
2．能耗制动控制线路 直流电动机的能耗制动控制线路如图3.8所示。
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图3.8 能耗制动控制线路
线路工作原理为：SB2为启动按钮，它可以接通接触器
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本 章 小 结
直流电动机在生产设备中得到了广泛应用，特别是在要求较宽 的调速范围和较快过渡过程系统中。在要求有较大的启动转矩和 一定的调速范围的设备中（如电气机车、电车），也使用直流电 动机拖动。 对直流电动机的控制可分成启动、制动、调速和保护等基本环 节，这些环节也应由按钮、接触器、继电器等低压电器组成。
图3.5 利用行程开关控制的他励直流电动机正、反转控制线路
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线路工作原理为：接通电源后，按下启动按钮前，欠电流继 电器KA2得电动作，断电型时间继电器KT1线圈得电，接触器KM3、 KM4线圈断电。
按下正转启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，时间继电器KT1
开始延时。电枢电路直流电动机电枢电路串入R1、R2电阻启动。 随着启动的进行，转速不断提高，经过KT1设置的时间后，接触
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直流电动机也可以采用机械制动或电气制动。电气制动就是使电 动机产生的电磁转矩与电动机旋转方向相反，使电动机转速迅速下 降。他励直流电动机的电气制动方法有反接制动、能耗制动等。 反接制动是将正在做运转的直流电动机的电枢两端突然反接，但
仍然维持其励磁电流方向不变，电枢将产生反向力矩，强迫电动机
迅速停转。 能耗制动是将正在运转的电动机电枢从电源上断开，串入外接能
对于直流电动机，除非电动机容量很小，否则不允许全压启动。 原因是刚启动瞬间反电动势为零，电枢电流可达到额定值的十几 倍。所以，电枢电压必须分段、逐级增加。
他励直流电动机电枢电路串电阻降压启动是常用方法之一，在 启动时，先串入电阻启动，然后随启动过程的进行逐级短接启动 电阻，直到启动完毕。
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对于手动控制他励直流电动机降压启动是利用接触器构成的他励
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图3.5中的电动机拖动机械设备运动，在限位位置上压下行程 开关SQ2，其动断触点断开，使接触器KM1线圈断电，其动合触点 闭合接通接触器KM2线圈，电枢电路中的KM１主触点断开，正转 停止；KM2 主触点闭合，反转开始。该电路由SQ1和SQ2 组成自动 往返控制，电动机的正、反转是由KM1和KM2主触点的闭合情况决 定的。 2．改变励磁电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路 改变励磁电流、改变直流电动机转向时，必须保持电枢电路方 向不变，其控制线路如图3.6所示。线路工作原理与图3.4改变电枢 电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路基本一致。
其中，t1<t2，即KT 1整定时间短，其触点先动作；KT 2整定时 间长，其触点后动作。
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图3.3 时间继电器控制他励直流电动机启动控制线路
图3.3所示控制线路和图3.2所示控制线路比较，前者不受电 网电压波动的影响，工作的可靠性较高，而且适用于较大功率直 流电动机的控制；后者线路简单，所使用元器件的数量少。
图3.9 直流电动机的保护线路
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线路工作原理为：电动机负载正常时，过电流继电器中 通过的电枢电流正常，KA2不动作，其动断触点保持闭合状态，
控制电路能够正常工作。一旦发生过载情况时，电枢电路的
电流会增大，当其值超过KA2的整定值时，过电流继电器KA2 动作，其动断触点断开，切断控制电路，使直流电动机脱离 电源，起到过载保护的作用。 2．直流电动机的励磁保护 图3.9中励磁电路串联欠电流继电器KA1，当励磁电流合 适时，欠电流继电器吸合，其动合触点闭合，控制电路能够 正常工作。当励磁电流减小或为零时，欠电流继电器因电流 过低而释放，其动合触点恢复断开状态，切断控制电路，使 电动机脱离电源，起到励磁保护的作用。
耗制动电阻后，再与电枢组成回路，并且维持原来的励磁电流，使
机械系统和电枢的惯性动能转换成电能，消耗在电枢和外接电阻上， 迫使电动机迅速停止转动。 直流电动机的保护环节有短路保护、过压和失压保护、过载保护、 限速保护、励磁保护等。
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思考题和习题3
3.1 他励直流电动机降压启动控制线路中启动电阻应如何 串入电路？如何切断（或短路）启动电阻？ 3.2 他励直流电动机正、反转控制有哪两种方法可以实现？ 3.3 设计某他励直流电动机反接制动电路。 3.4 直流电动机控制中有哪些保护？如何实现？
第3章 直流电动机控制线路
电子教案
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第3章
直流电动机控制线路
内容提要
他励直流电动机的控制（手动和自动）
他励直流电动机正、反转控制（改变电枢电流方向、 改变励磁电流方向）
直流电动机的控制（反接制动、能耗制动）
直流电动机的保护（过载保护、励磁保护）
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3.1 他励直流电动机启动控制
1．他励直流电动机手动控制启动线路 图3.1为他励直流电动机使用三端启动器的工作原理 图。 线路工作原理为：合上QS后，将手柄从“0”位置扳到“1” 位置，他励直流电动机开始串入全部电阻启动，此时因串 入电阻最多，故能够将启动电流限制在比额定工作电流略 大一些的数值上。随着转速的上升，电枢电路中反电动势 逐渐加大，这时再将手柄依次扳到“2”、“3”、“4”和 “5”位置上，启动电阻被逐段短接，电动机的转速不断提 高。
KM1 线圈。制动按钮SB1 按下时，接触器KM2 线圈得电，电
枢电路中的电阻R串入，直流电动机进入能耗制动状态，随 着制动的进行，电动机减速。
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3.4 直流电动机的保护
1．直流电动机的过载保护 直流电动机的过载保护一般是利用过电流继电器来实现的， 保护线路如图所示，图3.9中电枢电路串联过电流继电器KA2。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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图3.6 改变励磁电流控制线路
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3.3 直流电动机制动控制
1．反接制动控制线路 直流电动机单向反接制动线路如图3.7所示。线路工作 原理为：按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，其自锁 和互锁触点动作，分别对KM1线圈实现自锁、对接触器KM2 线圈实现互锁。电枢电路中的KM1 主触点闭合，电动机电 枢接入电源，电动机运转。 按下制动按钮SB1，其动断触点先断开，使接触器KM1线圈 断电，解除KM1的自锁和互锁，主回路中的KM1主触点断开
器KM3线圈得电。电枢电路中的KM3动合主触点闭合，短接掉电阻
R1和时间继电器KT2线圈。R1被短接，直流电动机转速进一步提高 ，继续进行降压启动过程。时间继电器KT2被短接，相当于该线圈 断电。KT2开始进行延时，经过KT2设置时间值，其触点闭合，使 接触器KM4线圈得电。电枢电路中KM4的动合主触点闭合，电枢电 路串联启动电阻R2 被短接。正转启动过程结束，电动机电枢全压 运行。
直流电动机启动，它将电枢电路串入电阻R1，R2，R3，利用接触器 KM1，KM2，KM3的主触点分别将它们短接。 利用时间继电器自动控制他励直流电动机启动，是将接触器和时 间继电器配合，控制电枢串联的电阻R1，R2电路进行降压启动。 他励直流电动机正、反转控制有两种方法实现：一是改变励磁电流的 方向；二是改变电枢电流的方向。在实际应用中通常采用改变电枢电 流方向的方法来控制直流电动机的正、反转。 改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转控制中，利用接 触器KM1和KM2主触点分别接入。 改变励磁电流方向控制他励直流电动机正、反转控制，必须保持 电枢电路方向不变。改变电流流入励磁绕组的方向，从而改变电动机 的转向。
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3.2 他励直流电动机正、反转控制
1．改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路
图3.4所示为改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转控制 线路。线路工作原理为：
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图3.4 改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路
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图3.5为利用行程开关控制的他励直流电动机改变电枢电流 正、反转启动控制线路。