直流电动机控制电路

一、直流电动机的启动

1.并励直流电动机的启动

并励直流电动机的启动控制电路如图1-15所示。

图中，KA1是过电流继电器，作直流电动机的短路和过载保护。KA2欠电流继电器，作励磁绕组的失磁保护。

启动时先合上电源开关QS，励磁绕组获电励磁，欠电流继电器KA2线圈获电，KA2常开触点闭合，控制电路通电；此时时间继电器KT线圈获电，KT常闭触点瞬时断开。然后按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触点闭合，电动机串电阻器R启动；KM1的常闭触点断开，KT线圈断电，KT常闭触点延时闭合，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合将电阻器R短接，电动机在全压下运行。

2. 他励直流电动机的启动（见图1-16）

      图1-15 并励直流电动机启动控制电路            图1-16 他励直流电动机启动控制电路

3. 串励直流电动机的启动（见图1-17）

图1-17 串励直流电动机启动控制电路

请注意，串励直流电动机不允许空载启动，否则，电动机的高速旋转，会使电枢受到极大的离心力作用而损坏，因此，串励直流电动机一般在带有20%~25%负载的情况下启动。

二、直流电动机的正、反转

1.电枢反接法

这种方法是改变电枢电流的方向，使电动机反转。并励直流电动机的正、反转控制电路如图1-18所示。

启动时按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1常开触点闭合，电动机正转。若要反转，则需先按下SB1，使KM1断电，KM1连锁常闭触点闭合。这时再按下反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2常开触点闭合，使电枢电流反向，电动机反转。

2.磁场反接法

这种方法是改变磁场方向（即励磁电流的方向）使电动机反转。此法常用于串励电动机，因为串励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，反转较容易，其控制电路如图1-19所示。其工作原理同上例相似，请自己分析。

图1-18 并励直流电动机正、反转控制电路           图1-19串励电动机正、反转控制电路

三、直流电动机的制动

在实际生产中有时要求机械能迅速停转，这就要求直流电动机可以制动。制动的方法有机械制动和电力制动两种。而电力制动的方法有能耗制动、反接制动和再生发电制动等。

1.能耗制动

并励直流电动机的能耗制动控制电路如图1-20所示。

启动时合上电源开关QS，励磁绕组被励磁，欠流继电器KA1线圈得电吸合，KA1常开触点闭合；同时时间继电器KT1和KT2线圈得电吸合，KT1和KT2常闭触点瞬时断开，这样保证启动电阻器R1和R2串人电枢回路中启动。

按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电吸合，KM1常开触点闭合，电动机M串联电阻器R1和R2启动，KM1两副常闭触点分别断开KT1、KT2和中间继电器KA2线圈电路；经过一定的时间延时，KT1和KT2的常闭触点先后闭合，接触器KM3和KM4线圈先后获电吸合后，电阻器R1和R2先后被短接，电动机正常运行。

要停止进行能耗制动时，按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，KM1常开触点断

图1-20 并励直流电动机能耗制动控制电路

开，使电枢回路断电，而KM1常闭触点闭合。由于惯性运转的电枢切割磁力线（励磁绕组仍接至电源上），在电枢绕组中产生感应电动势，因此并励在电枢两端的中间继电器KA2线圈获电吸合，KA2常开触点闭合，接触器KM2线圈获电吸合，KM2常开触点闭合，接通制动电阻器RB回路，使电枢的感应电流方向与原来方向相反，由于电枢产生的电磁转矩与原来反向而成为制动转矩，因此电枢迅速停转。

2.反接制动

并励直流电动机的正、反转启动和反接制动控制电路如图1-21所示。

图1-21 并励直流电动机正、反向启动和反接制动控制电路

启动时合上断路器QF，励磁绕组得电励磁。同时欠流继电器KA1线圈得电吸合，时间继电器KT1和KT2线圈也获电，它们的常闭触点瞬时断开，使接触器KM4和KM5线圈处于断电状态，可使电动机在串人电阻下启动。按下正转启动按钮SB2，接触器KMF线圈获电吸合，KMF主触点闭合，电动机串人电阻器R1和R2下启动，KMF常闭触点断开，KT1和KT2线圈断电释放，经过一定的时间延迟，KT1和KT2常闭触点先后闭合，使接触器KM4和KM5线圈先后获电吸合，而它们的常开触点先后切除R1和R2，直流电动机正常启动。

当电动机转速的升高后，反电动势Ea达到一定值后，电压继电器KA2获电吸合，KA2常开触点闭合，使接触器KM2线圈获电吸合，KM2的常开触点(7~9)闭合为反接制动作准备。

需停转而制动时，按下停止按钮SB1，接触器KMF线圈断电释放，电动机惯性运转，反电动势Ea还很高，电压继电器KA2仍吸合，接触器KM1线圈获电吸合，KM1常闭触点断开，使制动电阻器RB接人电枢回路，KM1的常开触点(3~25)闭合，使接触器KMR线圈获电吸合，电枢通入反向电流，产生制动转矩，电动机进行反接制动而迅速停转。待转速接近零时，电压继电器KA2线圈断电释放，KM1线圈断电释放，接着KM2和KMR线圈也先后断电释放，反接制动结束。

反向的启动及反接制动的工作原理与上述相似，可自行分析。

四、直流电动机的调速

在电动机的机械负荷不变的条件下改变电动机的转速叫调速。调速方法有多种，如机械方法、电气方法或机械电气配合的方法。我们只分析直流电动机的电气调速方法。

根据转速公式

1.改变电枢电路压降IaRa调速

在电枢电路中串联调速变阻器Ra以后，当电源电压U及主磁通Φ保持一定值时，Ra的阻值增大，则电枢回路压降增加，电动机转速下降，反之转速上升。

并励直流电动机电枢回路串电阻调速原理图，如图1-22所示。

这种调速方法只能使直流电动机在额定转速以下调速，因Ra不能改变，只能改变Ra的阻值来使电枢电路压降IaRa升高，使直流电动机转速下降，故转速只能在额定转速以下调节。

2.改变主磁通Φ调速

改变主磁通Φ，也就是改变励磁电流If调速。

并励直流电动机改变主磁通Φ调速原理图，如图1-23所示。

图1-22 并励直流电动机电枢                    图1-23 并励直流电动机

               电路串电阻调速                           改变主磁通调速

改变励磁电路变阻器RF，即改变励磁电流If，磁通Φ也随着改变，这种调速方法在额定转速以上范围内调速，因直流电动机在额定运行时，磁路已饱和，故Φ只能调小，转速只能在额定转速以上范围调节。