直流电动机的控制线路

基本电气控制线路的分析与设计

直流电动机的控制线路

授 课 方 案

教师姓名 授课日期 授课章节/实训项目 名称 授课班级 授课形式 课时数 直流电动机的控制线路 掌握直流电动机启动、制动、调速及正、反转控制线路控制原理和控制规律 知识目标 教学目标 能够对直流电动机启动、制动、调速及正、反转控制线路进行设计、安装、(知识/能力能力目标 接线和运行调试 /素质目标) 素质目标 自主学习习惯养成、安全意识、工程意识、工匠精神的养成 重点 难点 及 解决方法 重点：直流电动机启动、制动、调速及正、反转控制线路的控制原理和控制规律 难点：直流电动机启动、制动、调速及正、反转控制线路的设计、安装、接线和运行调试 解决方法： 1、通过视频、实物展示、引导等手段将抽象的元件形象化 2、通过学生亲自动手测量、安装、接线等形式突破难点 讲授法、演示法、行动导向法；传统教学与多媒体教学相结合，尝试翻转课堂教学。 1、回顾：电动机的自动往复循环控制线路 2、导入新课：直流电动机具有良好的启动、制动与调速性能，容易实现直流电动机各种运行状态的自动控制，在工业生产中直流拖动系统得到广泛的应用。引入直流电动机的控制线路 3、知识准备：直流电动机的控制线路 4、知识拓展：直流电动机启动、制动、调速及正、反转控制线路的设计、合理选件及实现及现场5s管理 5、电气控制线路的安装与接线：直流电动机启动、制动控制线路 6、课程小结 7、布置课外任务 教学方法与手段 教 学 过 程 设 计 课外作业 课后体会 教学设计/实验实训项目实施方案

一：回顾 电动机的自动往复循环控制线路的有关知识。 二：课程导入 直流电动机具有良好的启动、制动与调速性能，容易实现直流电动机各种运行状态的自动控制，在工业生产中直流拖动系统得到广泛的应用。引入直流电动机的控制线路。 三：知识准备 （一） 直流电动机启动、制动及正、反转控制线路 1．直流电动机启动控制 对直流电动机启动控制的要求与交流电动机类似，即在保证足够大的启动转矩下，尽可能地减小启动电流，通常采用分级启动，启动级数不宜超过三级。他励、并励直流电动机在启动控制过程中施加电枢电压前，必须先接上额定的励磁电压，其原因之一是为了保证启动过程中产生足够大的反电动势以减小启动电流；其二是为了保证产生足够大的启动转矩，加速启动过程；其三是为了避免由于励磁磁通为零而产生“飞车”事故。 2．正、反转控制 改变直流电动机转向有两种方法：一是保持电动机励磁绕组端电压的极性不变，改变电枢绕组端电压的极性；二是保持电枢绕组端电压的极性不变，改变电动机励磁绕组端电压的极性。上述两种方法都可以改变电动机的旋转方向，但如果两者的电压极性同时改变，电动机的旋转方向维持不变。 在采用改变电枢绕组端电压极性的方法时，因主电路电流较大，故接触器的容量也较大，并要求采用灭弧能力强的直流接触器，这给使用带来了不方便。对于大电流系统常通过改变直流电动机励磁电流的极性来改变电动机转向，因为电动机的励磁电流仅为电枢额定电流的2%～5%，故使用的接触器容量要小得多。但为了避免在改变励磁电流方向的过程中，因励磁电流为零而产生“飞车”现象，要求改变励磁电流方向的同时要切断电枢绕组的电源。另外，考虑到励磁绕组的电感量很大，触点断开时容易产生很高的自感电动势，故需加设吸收装置。在直流电动机正、反转控制电路中，通常要设置制动和联锁电路，以确保在电动机停转后，再反向启动，以免直接反向产生过大的电流冲击。 3．直流电动机的制动控制 直流电动机的电气制动方法有能耗制动、反接制动和再生发电制动等几种方式。 1）能耗制动 切断电枢电源而保持其励磁为额定状态不变，这时电动机因惯性而继续旋转，成为直流发电机。如果用一个电阻R使电枢绕组成为闭合回路，则在此回路中产生电流和制动转矩，使拖动系统的动能转化为电能并在转子回路中以发热形式消耗掉，故此种制动方式称为能耗制动。由于能耗制动较为平稳，所以在要求准确停机的生产机械中应用较普遍。 2）反接制动 保持励磁为额定状态不变，将反极性的电源接到电枢绕组上，从而产生制动转矩，迫使电动机迅速停止。在进行反接制动时要注意两点：一是要限制过大的制动电流，制动时在电枢电路中串入反接制动电阻；二是在电动机不要求反转的场合，防止电动机反向再启动，通常以转速（电动势）为变化参量进行控制。 3）再生发电制动 该制动方法存在于重物下降的过程中，如吊车下放重物或电力机车下坡时进行。此时电枢及励磁电源处于某一定值，电动机转速超过了理想空载转速，电枢的反电动势也将大于电枢的供电电压，电枢电流反向，产生制动转矩，使电动机转速限制在一个高于理想空载转速的稳定转速上，而不会无限增加。 四：知识拓展 1、直流电动机启动、制动、调速及正、反转控制线路的设计、合理选件及实现 2、工作现场5S管理（整理、整顿、清洁、规范、自律）。 五：电气控制线路的安装与接线 直流电动机启动、制动控制线路 六：课程小结 学习中发现的问题、直流电动机控制线路的安装、接线、运行调试时出现的问题。 七：布置课外任务 1、查找企业5S管理的内涵。 2、查阅步进电动机的控制相关资料。