并励直流电动机基本控制电路安装与调试
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10
图10-6 并励直流电动机 改变主磁通调速
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
3.改变电枢电压调速 由于电网电压一般是不变的，所以这种调速方法 适用于他励直流电动机的调速控制且必须配置专用的 直流调压设备。 工业生产中，通常采用他励直流发电机作为他励 直流电动机电枢的电源，组成直流发电机―电动机拖 动系统，简称G―M系统。
22
练习题
知识练习题参考答案
1.选择题
（1）～（10）CBCDA AADCD (11) ～（20）CBBCB BBABA 2.判断题 （6）、（7）：× 其余： √
23
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
图10-2 启Z型起动变阻器外形
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
A1A2为电动机电枢绕组， E1E2为电动机励磁绕组。 线路中使用了四点式起动 变阻器，它的四个接线端 E1、L+、A1和L-，分别与 电源、电枢绕组和励磁绕 组相连。
图10-3 并励直流电动机手动起动控制电路 请分析起动过程
6
16
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
图10-9 并励直流电动机双向起动反接制动控制电路
17
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
三、并励直流电动机正反转控制电路安装
特别提示
• 1) 通电试车前要认真检查接线是否正确、牢固，特别是励磁绕组的接
线；检查各元器件动作是否正常，有无卡阻现象； • 2)将起动变阻器的阻值调到最大位置，合上低压断路器QF，按下正转 起动按钮SB1，用钳形表测量电枢绕组和励磁绕组的电流，观察其大小的 变化；同时观察并记下电动机的转向，待转速稳定后，用转速表测其转 速。需要停车时按下SB3，并记下自由停车所用的时间t1。 • 3)按下反转起动按钮SB2，用钳形表测量电枢绕组和励磁绕组的电流, 观察其大小的变化；同时观察并记下电动机的转向，与2)比较看是否两 者相反。否则，应切断电源并检查接触器KM1、KM2主触头的接线正确与 否，改正后重新通电试车。
1～5- 静触头 6-电磁铁 7-弧形铜条 8-手轮 9-衔铁 10-恢复弹簧
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
2.电枢回路串电阻二级起动控制电路
图10-4 并励直流电动机电枢回路串电阻起动电路
7
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
二、直流电动机的调速 直流电动机的调速有机械调速、电气调速以及机械 电气配合调速三种方法。下面主要介绍直流电动机的电 气调速方法。由直流电动机的转速公式：
21
知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
三、串励直流电动机的正反转控制 由于串励直流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，反接较容易,所以串励直流
电动机的反转常采用励磁绕组反接法来实现。
四、串励直流电动机的制动 由于串励电动机的理想空载转速趋于无穷大，所以 运行中不可能满足回馈电制动的条件，因此，串励电动 机电力制动方法只有能耗制动和反接制动两种。
12
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
一、并励直流电动机的正反转控制
图10-7 并励直流电动机的正反转控制电路
13
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
二、并励直流电动机的制动控制 并励直流电动机的制动方法有机械制动和电力制动。 机械制动常用的方法是电磁抱闸制动器制动；电力制动 常用的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动三种。 1.能耗制动 能耗制动是维持直流电动机的励磁电源不变，只切 断直流电动机电枢绕组的电源，再接入一个外加制动电 阻，使电枢绕组与外加制动电阻串接构成闭合回路，将 机械动能变为热能消耗在电枢和制动电阻上，迫使电动 机迅速停转。
特别提示 • 1）通电试车前，要认真检查励磁回路的接线，必须保证连接可 靠，以防止电动机运行时出现因励磁回路断路失磁引起“飞车” 事故。 • 2）起动时，应使调速变阻器RP短接，使电动机在满磁情况下起 动，起动变阻器RS要逐级切换，不可越级切换或一扳到底。 • 3）直流电源若采用单相桥式整流器供电时，必须外接13mH的电 抗器。 • 4）通电试车时，必须有指导教师在现场监护，同时做到安全文 明生产。如遇异常情况，应立即断开低压断路器QF。
这种调速方法的特点是：改变电枢调速时,机械特性的斜率不变, 所以调速的稳定性好；电压可作连续性变化,调速的平滑性好,调速范 围广；属于恒转矩调速,电动机电压不允许超过额定值,只能由额定值 往下降低电压调速；电源设备投资费较大,但电能损耗小,效率高。
11
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
三、并励直流电动机的起动、调速控制电路安装
U I a Ra n Ce
三种电气调速方法： 一是电枢回路串电阻调速； 二是改变主磁通调速； 三是改变电枢电压调速。
8
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
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。
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。
直流电动机具有起动转矩大、调速范围广、调速 精度高、能够实现无级平滑调速等一系列优点。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和 复励四种。如图10-1所示。
并励直流 电动机 控制电路
图10-1 直流电动机的励磁方式 a) 他励 b) 并励 c) 串励 d)
2
复励
项目十
并励直流电动机基本控制电路
20
知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
二、串励直流电动机的调速 串励直流电动机的电气调速方法与他励和并励 直流电动机的电气调速方法相同，即电枢回路串电 阻调速、改变主磁通调速和改变电枢电压调速三种 方法。其中，改变主磁通调速，在大型串励直流电 动机上，常采用在励磁绕组两端并联可调分流电阻 的方法进行调磁调速；在小型串励直流电动机上， 常采用改变励磁绕组的匝数或接线方式来进行调速。
18
知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
串励直流电动机与并励直流电动机相比较，主要有以下特点：一 是具有较大的起动转矩，起动性能好。二是过载能力强。因此在要求有 大的起动转矩、负载变化时转速允许变化的恒功率负载的场合，如起重 机、电力机车等，宜采用串励直流电动机。
一、串励直流电动机的起动
串励直流电动机与并励直 流电动机一样，常采用 电枢回路串联起动电阻 的方法进行起动，以限 制起动电流。
9
图10-5 并励直流电动机 电枢回路串电阻调速
任务一 2.改变主磁通调速
并励直流电动机的起动、调速电路
改变主磁通调速是通过改变直流电动机励磁电流 大小来实现的。
这种调速方法的特点是：由于调速是在励磁 回路中进行,功率较小,故能量损失小,控制方便； 速度变化比较平滑,但转速只能往上调,不能在额 定转速以下调节,故往往只能与其他调速方法结 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 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。
图10-9 串励直流电动机手动起动控制电路
19
知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
特别提示
• 1）电源开关及起动变阻器的安装为只要接近电动机和被拖动 的机械，以便在控制室能看到电动机和被拖动机械的运行情况。 • 2）串励直流电动机试车时，必须带29%～30%的额定负载，严 禁空载或轻载启动运行，而且串励电动机和拖动生产机械之间 不要用带传动，以防止带断裂或滑脱引起电动机“飞车”事故。 • 3）调速变阻器RP要和励磁绕组并联。起动前，应把RP的阻值 调到最大。调速时，RP的阻值逐渐调小，使电动机的转速逐渐 升高，但其最高转速不得超过2000r/min。
项目十
并励直流电动机基本控制电路
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、正反转和调 速原理。
学习目标
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和制 动控制电路。 能根据电路的故障现象进行分析与排除。
1
课程导入
14
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
图10-8 并励直流电动机能耗制动控制电路
15
任务二 2.反接制动
并励直流电动机正反转及制动电路
反接制动是通过改变电枢电流或励磁电流的方向， 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通常是利用改变 电枢电流的方向来实现的。图10-9所示为并励直流电 动机双向起动反接制动控制电路。 3.回馈制动 回馈制动只适用于当电动机的转速大于理想空载 转速n0的场合。此时电动机处于发电机状态运行，将 发出的电能回馈给电网，电动机处于发电制动状态。
动装置，所以全压起动只限用于容量很小的直流电动机。
4
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
直流电动机常用的起动方法有两种：一是电枢回路串电阻起 动；二是降低电源电压起动。并励直流电动机常采用的是电枢回路 串联电阻起动。
1.手动起动控制电路
10KW以下的小容量直流电动机可采 用手动起动变阻器。启Z型起动变阻器 外形如图10-2所示。它有电压为110V和 220V两种系列，电压为110V的启Z型起 动变阻器，可用来起动1～5KW的直流电 动机；电压为220V的起动变阻器，可用 来起动1～10KW的直流电动机。
任务一
并励直流电动机起动、调速电路
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
任务总览
知识拓展 串励直流电动机基本控制电路
练习题
3
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
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。 由于直流电动机电枢电阻阻值很小，额定电压下直接起动时， 起动电流很大，可达额定电流的10～20倍，起动转矩也很大。过大 的起动电流将引起电网电压的下跌，影响其他用电设备的正常工作， 而电动机自身的换向器也将产生剧烈的火花，同时很大的起动转矩 会使轴上受到强烈的机械冲击，严重时将损坏电力拖动系统中的传
图10-6 并励直流电动机 改变主磁通调速
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
3.改变电枢电压调速 由于电网电压一般是不变的，所以这种调速方法 适用于他励直流电动机的调速控制且必须配置专用的 直流调压设备。 工业生产中，通常采用他励直流发电机作为他励 直流电动机电枢的电源，组成直流发电机―电动机拖 动系统，简称G―M系统。
22
练习题
知识练习题参考答案
1.选择题
（1）～（10）CBCDA AADCD (11) ～（20）CBBCB BBABA 2.判断题 （6）、（7）：× 其余： √
23
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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图10-2 启Z型起动变阻器外形
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
A1A2为电动机电枢绕组， E1E2为电动机励磁绕组。 线路中使用了四点式起动 变阻器，它的四个接线端 E1、L+、A1和L-，分别与 电源、电枢绕组和励磁绕 组相连。
图10-3 并励直流电动机手动起动控制电路 请分析起动过程
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任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
图10-9 并励直流电动机双向起动反接制动控制电路
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任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
三、并励直流电动机正反转控制电路安装
特别提示
• 1) 通电试车前要认真检查接线是否正确、牢固，特别是励磁绕组的接
线；检查各元器件动作是否正常，有无卡阻现象； • 2)将起动变阻器的阻值调到最大位置，合上低压断路器QF，按下正转 起动按钮SB1，用钳形表测量电枢绕组和励磁绕组的电流，观察其大小的 变化；同时观察并记下电动机的转向，待转速稳定后，用转速表测其转 速。需要停车时按下SB3，并记下自由停车所用的时间t1。 • 3)按下反转起动按钮SB2，用钳形表测量电枢绕组和励磁绕组的电流, 观察其大小的变化；同时观察并记下电动机的转向，与2)比较看是否两 者相反。否则，应切断电源并检查接触器KM1、KM2主触头的接线正确与 否，改正后重新通电试车。
1～5- 静触头 6-电磁铁 7-弧形铜条 8-手轮 9-衔铁 10-恢复弹簧
任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
2.电枢回路串电阻二级起动控制电路
图10-4 并励直流电动机电枢回路串电阻起动电路
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任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
二、直流电动机的调速 直流电动机的调速有机械调速、电气调速以及机械 电气配合调速三种方法。下面主要介绍直流电动机的电 气调速方法。由直流电动机的转速公式：
21
知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
三、串励直流电动机的正反转控制 由于串励直流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，反接较容易,所以串励直流
电动机的反转常采用励磁绕组反接法来实现。
四、串励直流电动机的制动 由于串励电动机的理想空载转速趋于无穷大，所以 运行中不可能满足回馈电制动的条件，因此，串励电动 机电力制动方法只有能耗制动和反接制动两种。
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任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
一、并励直流电动机的正反转控制
图10-7 并励直流电动机的正反转控制电路
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任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
二、并励直流电动机的制动控制 并励直流电动机的制动方法有机械制动和电力制动。 机械制动常用的方法是电磁抱闸制动器制动；电力制动 常用的方法有能耗制动、反接制动和回馈制动三种。 1.能耗制动 能耗制动是维持直流电动机的励磁电源不变，只切 断直流电动机电枢绕组的电源，再接入一个外加制动电 阻，使电枢绕组与外加制动电阻串接构成闭合回路，将 机械动能变为热能消耗在电枢和制动电阻上，迫使电动 机迅速停转。
特别提示 • 1）通电试车前，要认真检查励磁回路的接线，必须保证连接可 靠，以防止电动机运行时出现因励磁回路断路失磁引起“飞车” 事故。 • 2）起动时，应使调速变阻器RP短接，使电动机在满磁情况下起 动，起动变阻器RS要逐级切换，不可越级切换或一扳到底。 • 3）直流电源若采用单相桥式整流器供电时，必须外接13mH的电 抗器。 • 4）通电试车时，必须有指导教师在现场监护，同时做到安全文 明生产。如遇异常情况，应立即断开低压断路器QF。
这种调速方法的特点是：改变电枢调速时,机械特性的斜率不变, 所以调速的稳定性好；电压可作连续性变化,调速的平滑性好,调速范 围广；属于恒转矩调速,电动机电压不允许超过额定值,只能由额定值 往下降低电压调速；电源设备投资费较大,但电能损耗小,效率高。
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任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
三、并励直流电动机的起动、调速控制电路安装
U I a Ra n Ce
三种电气调速方法： 一是电枢回路串电阻调速； 二是改变主磁通调速； 三是改变电枢电压调速。
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任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
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。
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。
直流电动机具有起动转矩大、调速范围广、调速 精度高、能够实现无级平滑调速等一系列优点。 直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和 复励四种。如图10-1所示。
并励直流 电动机 控制电路
图10-1 直流电动机的励磁方式 a) 他励 b) 并励 c) 串励 d)
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复励
项目十
并励直流电动机基本控制电路
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知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
二、串励直流电动机的调速 串励直流电动机的电气调速方法与他励和并励 直流电动机的电气调速方法相同，即电枢回路串电 阻调速、改变主磁通调速和改变电枢电压调速三种 方法。其中，改变主磁通调速，在大型串励直流电 动机上，常采用在励磁绕组两端并联可调分流电阻 的方法进行调磁调速；在小型串励直流电动机上， 常采用改变励磁绕组的匝数或接线方式来进行调速。
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知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
串励直流电动机与并励直流电动机相比较，主要有以下特点：一 是具有较大的起动转矩，起动性能好。二是过载能力强。因此在要求有 大的起动转矩、负载变化时转速允许变化的恒功率负载的场合，如起重 机、电力机车等，宜采用串励直流电动机。
一、串励直流电动机的起动
串励直流电动机与并励直 流电动机一样，常采用 电枢回路串联起动电阻 的方法进行起动，以限 制起动电流。
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图10-5 并励直流电动机 电枢回路串电阻调速
任务一 2.改变主磁通调速
并励直流电动机的起动、调速电路
改变主磁通调速是通过改变直流电动机励磁电流 大小来实现的。
这种调速方法的特点是：由于调速是在励磁 回路中进行,功率较小,故能量损失小,控制方便； 速度变化比较平滑,但转速只能往上调,不能在额 定转速以下调节,故往往只能与其他调速方法结 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 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。
图10-9 串励直流电动机手动起动控制电路
19
知识拓展
串励直流电动机基本控制电路
特别提示
• 1）电源开关及起动变阻器的安装为只要接近电动机和被拖动 的机械，以便在控制室能看到电动机和被拖动机械的运行情况。 • 2）串励直流电动机试车时，必须带29%～30%的额定负载，严 禁空载或轻载启动运行，而且串励电动机和拖动生产机械之间 不要用带传动，以防止带断裂或滑脱引起电动机“飞车”事故。 • 3）调速变阻器RP要和励磁绕组并联。起动前，应把RP的阻值 调到最大。调速时，RP的阻值逐渐调小，使电动机的转速逐渐 升高，但其最高转速不得超过2000r/min。
项目十
并励直流电动机基本控制电路
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、正反转和调 速原理。
学习目标
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和制 动控制电路。 能根据电路的故障现象进行分析与排除。
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课程导入
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任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
图10-8 并励直流电动机能耗制动控制电路
15
任务二 2.反接制动
并励直流电动机正反转及制动电路
反接制动是通过改变电枢电流或励磁电流的方向， 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通常是利用改变 电枢电流的方向来实现的。图10-9所示为并励直流电 动机双向起动反接制动控制电路。 3.回馈制动 回馈制动只适用于当电动机的转速大于理想空载 转速n0的场合。此时电动机处于发电机状态运行，将 发出的电能回馈给电网，电动机处于发电制动状态。
动装置，所以全压起动只限用于容量很小的直流电动机。
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任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
直流电动机常用的起动方法有两种：一是电枢回路串电阻起 动；二是降低电源电压起动。并励直流电动机常采用的是电枢回路 串联电阻起动。
1.手动起动控制电路
10KW以下的小容量直流电动机可采 用手动起动变阻器。启Z型起动变阻器 外形如图10-2所示。它有电压为110V和 220V两种系列，电压为110V的启Z型起 动变阻器，可用来起动1～5KW的直流电 动机；电压为220V的起动变阻器，可用 来起动1～10KW的直流电动机。
任务一
并励直流电动机起动、调速电路
任务二
并励直流电动机正反转及制动电路
任务总览
知识拓展 串励直流电动机基本控制电路
练习题
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任务一
并励直流电动机的起动、调速电路
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。 由于直流电动机电枢电阻阻值很小，额定电压下直接起动时， 起动电流很大，可达额定电流的10～20倍，起动转矩也很大。过大 的起动电流将引起电网电压的下跌，影响其他用电设备的正常工作， 而电动机自身的换向器也将产生剧烈的火花，同时很大的起动转矩 会使轴上受到强烈的机械冲击，严重时将损坏电力拖动系统中的传