任务1-1直流电机的启动.ppt

直流电机的运行及控制 河南工业职业技术学院电气工程系 直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的一种旋转电机 应用电磁感应原理进行能量转换 将机械能转化为电能的是直流发电机 将电能转化为机械能的是直流电动机 直流发电机可作为各种直流电源 直流电动机具有宽广的调速范围 平滑的调速特性 较高的过载能力 较大的起动和制动转矩等很多优点 广泛应用在轧钢机 电力机车 大型机床等生产机械中 不足之处是直流电机结构复杂 成本高 运行维护困难 本任务分两个情景 情景一为直流电机的运行 主要内容包含直流电机的工作原理和机械特性 为使用直流电机奠定必要知识 情景二为讨论他励直流电动机的启动 反向和制动及调速控制等电气控制电路 教学目标 1 直流电动机工作特性2 直流电动机的启动 制动方法3 直流电动机的调速方法4 电动机的启动 制动控制电路教学重点和难点 1 直流电动机的启动 制动方法2 直流电动机的调速方法3 电动机的启动 制动控制电路 情景1直流电机的起动 知识点一直流电机的基本原理与结构 1 直流发电机工作原理2 直流电动机的工作原理3 直流电机的可逆原理 一 直流电机的基本工作原理 二 直流电机的基本结构直流电机的结构示意图如图所示 它由定子和转子两个基本部分组成 a 为结构图b 为轴向截面图 a b a 1 端盖2 风扇3 机座4 电枢5 主磁极6 刷架7 换向器8 接线板9 出线盒10 换向器b 1 机座2 主磁极3 转轴4 电枢铁心5 换向磁极6 电枢绕组7 换向器8 电刷 三 直流电机的铭牌数据和主要系列 一 直流电机的铭牌数据 1 电机型号 2 额定功率PN 3 额定电压UN 4 额定电流IN 5 额定转速nN 6 电动机额定效率 N 二 直流电机主要系列 Z4系列一般用途的小型直流电动机 ZT系列广调速直流电动机 ZJ系列精密机床用直流电动机 ZTD系列电梯用直流电动机 ZZJ系列起重冶金用直流电动机 ZD2 ZF2系列中型直流电动机 ZQ系列直流牵引电动机 Z H系列船用直流电动机 ZA系列防爆安全用电动机 ZLJ系列力矩直流电动机 四 直流电机的励磁方式 a 他励直流电机b 并励直流电机c 串励直流电机d 复励直流电机 1 直流电机电磁转矩和电枢电动势 一 电磁转矩 T CT IaT 9550P n 二 电枢电动势 Ea Ce n 知识点二 直流电动机的机械特性 2 直流他励电动机运行原理与机械特性 一 直流电动机的基本方程式 一 电动势平衡方程式 U Ea IaRa 二 功率平衡方程式 直流电动机输入的电功率是不可能全部转换成机械功率的 因为在转换的过程中存在着各种损耗 按其性质可分为机械损耗Pm 铁心损耗PFe 铜损PCu和附加损耗PS四种 电动机总损耗 P Pm PFe PCu PS 电网向电动机输入的电功率P1 UI UIa 电动机输出的机械功率P2 P1 P 直流电动机的效率 P2 P1 100 二 直流他励电动机的机械特性 一 直流他励电动机机械特性方程式 二 直流他励电动机的固有机械特性 三 直流他励电动机的人为机械特性 人为地改变电动机气隙磁通 电源电压U和电枢回路串联电阻R等参数 获得的机械特性为人为机械特性 1 电枢回路串接电阻R时的人为特性 2 改变电源电压时的人为机械特性 3 改变磁通时的人为机械特性 知识点三常用低压电器 按钮 1 结构示意图按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器 它主要控制接触器和继电器 也可作为电路中的电气联锁 按钮的结构如图1所示 它由按钮帽 动触点 静触点组成 二 接触器 接触器是用来频繁接通和断开电路的自动切换电器 它具有手动切换电器所不能实现的遥控功能 同时还具有欠电压 失电压保护的功能 但却不具备短路保护和过载保护功能 接触器的主要控制对象是电动机 当吸引线圈通电时 动铁心被吸向静铁心 使常闭触点断开 常开触点闭合 当吸引线圈欠压或失压后 动铁心在弹簧的反作用力下复位 带动主 辅触点恢复常态 线圈 辅助触点 电源 电机 主触点 接触器的组成 热继电器热继电器是利用发热元件感受到的热量而动作的一种保护继电器 主要对电动机实现长期过载保护 断相保护 电流不平衡运行保护 闸刀开关1 外形与组成闸刀开关是一种手动电器 用来接通和断开电路 它由操作手柄 闸刀 动触头 刀座 静触头 熔丝和绝缘底板 胶盖等组成 推动手柄 使闸刀紧紧地插入刀座中 电路就被接通 各电器在电路中的位置 刀开关 熔断器 接触器 热继电器 按钮 交流异步电动机 知识点四直流他励电动机的起动和反转 一 起动方法 生产机械对直流电动机的起动要求是 起动转矩T足够大 因为只有T大于负载转矩T时 电动机方可顺利起动 起动电流I不可太大 起动设备操作方便 起动时间短 运行可靠 成本低廉 1 全压起动 2 减压起动 3 电枢回路串电阻起动 直流他励电动机4级起动机械特性 电枢回路串电阻起动 二 直流他励电动机反转 1 改变励磁电流方向 2 改变电枢电压极性 知识点五直流电动机启动控制电路 点动和自锁 单向旋转起动电路 直流电动机可逆运转起动控制