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1、教案课程名称电拖动授课班级16高技机电专业课题并励直流电动机的 启动控制线路早节第二单元课题18授课方式任务驱动、直观教 学、理实一体授课 时间第一周课时4授课教师教学目标掌握并励直流电动机启动控制线路的构成和工作原理。内容分析本课题通过讲授并励直流电动机启动控制线路的构成和工作原理供学生学习。教学重点手动启动控制线路工作原理;电枢回路串电阻二级启动控制线路组成和工作原理;教学难点电枢回路串电阻二级启动控制线路工作原理;教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课。3、导课:同学们观看图片资料,结合日常生活和实际生产活动展开新课。4、教学内容与重点难点讲解:通过分步分析并励直流电动机启动
2、控制线路的工作 原理,并在黑板上上板书或PPT播放控制线路工作原理并让学生复述检验学习效 果。5、课堂练习（约10分钟）6、总结:总结两节课学习的内容,让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学 内容,加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要学生对实操的掌握很快,但对理论知识的学习不是很感兴趣,掌握不够。编号:QD-751b-19版本:A/0流水号:审阅签名:审阅日期授课教师:提交时间:组织教学:师生相互问候,点名,管理课堂纪律。复习旧课:双速电机时间继电器控制线路安装与检修要求教解:、直流电动机1.与交流电动机比较电源类别启动转矩调速范围调速精度能否实现无级平滑 _调速_能否频繁 启动交流电动机交
3、流电源大广高能能直流电动机直流电源小小低否否所以对需要在大范围内实现无级平滑调速,或需要大启动转矩的生产机械,常用直流电动机来拖动。如高精度金属切削机床、轧钢机、造纸机、龙门刨床、电机车等生产机械。2. 直流电动机的构成直流电动机由定子、转子（电枢）和机座等部分构成93. 直流电动机的工作原理上图表示一台最简单的两极直流电机模型,它的固定部分（定子）上,装设了一对直流励磁的静止的主磁 极村和S,在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由入和 乂两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向 片之间互相绝缘,由换向片
4、构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。 在换向片上放置着对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接 通。工作原理:将直流电源通过电刷接通电枢绕组,使电枢导体有电流流过。电机内部有磁场存在。载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用f=Blia （左手定则）所有导体产生 的电磁力作用于转子,使转子以成转/分）旋转,以便拖动机械负载。4. 直流电动机的分类按照主磁极绕组与电枢绕组接线方式的不同,可以分为他励式和自励式,自励式又可以分为 并励、串励和复励等几种。他励电动机:励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机:励磁线圈与转子电枢
5、并联导同一电源上。串励电动机:励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机:励磁线圈与转子电枢的联接有串有并,接在同一电源上。5. 并励直流电动机外形图擅电源内部接线图二、手动启动控制线路1. BQ3直流电动机启动变阻器主要由电阻元件、调节转换装置和外壳三大部分组成。BQ3直流电动机启动变阻器外形图2. 并励直流电动机手动启动控制线路电路图并励直流电动机手动启动控制线路电路图05-分段静触头6-电磁铁7-弧形铜条8-手轮9-衔铁10恢复弹簧工作原理:启动前:启动变阻器的手轮置于0位启动:合上电源开关。,慢慢转动手轮8,使手轮从0位转到静触头1,接通励磁绕组电路, 同时将变阻器RS的全部启动
6、电阻接入电枢电路,电动机开始旋转。正常运转:随着转速的升高,手轮依次转到静触头2、3、4等位置,使启动电阻逐级切除, 当手轮转到最后个静触头5时,电磁铁6吸住手轮衔铁9,此时启动电阻全部切除,直流 电动机启动完毕。停止工作:电磁铁6由于线圈失电吸力消失,在恢复弹簧10的作用下,手轮自动返回0位, 以备下次启动。电磁铁6还具有失压和欠压的保护作用。三、电枢回路串电阻二级启动控制线路1.电路图组成:KA1-欠电流继电器,作为励磁绕组的失磁保护KA2-过电流继电器,对电动机精心过载和短路保护电阻R-电动机停转时励磁绕组的放电电阻-续流二极管,使励磁然组正常工作时电阻R上没有电流流入2. 工作原理合I
7、断路器QF-p励磴鎌垠A導电励慰P欠电流蠻电器心1线圏搗电一心1常开触头闭合为启动作准备匚时间继电器!1、KT2ni9电KT1、KT2延时闭合的常闭触头舞时断开一接触器成2、KM3处于断电状杰,以保证电阻!11、R2W入电枢回路启动3】辅助常开触头闭合,为102、3电作准备按TSBl-KMl线得电一-KM1主触头闭合KMl自頓触头闭合自锁电动机妙申Rl 1R2启动】助常闭触头分断KT】、!7线圏失电 经KT!整定时间,KT!常闭触头恢复闭合一KM2H得电1(*12主触头闭合短接Rl 电动机M串接R2继续启动經KT2菱定时间,312常闭触头恢复闭合 KM3glM一KM3主触头闭合短接电阻R2电动
8、机M启动结束进入正常运转 需停止时,按下日2即可。3.注意点并励直流电动机在启动时,励磁绕组两端电压必须保证为额定电压,否则即使启动电流很大,启动转矩也可能很小,甚至不能启动。四、布直实训任务:电枢回路串电阻二级启动控制线路安装与检修现场施工1. 遵守安全操作规程2. 断路器的检测方法3. 控制线路的安装调试4. 电路检测方法5. 简单故障的检修方法6. 清理现场的方法和内容巡回指导:指导学生进行按照要求安装;指导学生进行直观检查及通电测试;指导学生清理现场;结束指导:1. 施工项目验收检查、验收。2. 工作总结与评价学生对工作成果的展示、评价,教师点评学生语言表达的规范性、评价学生的工作成果
9、。小结:电枢回路串电阻二级启动控制线路的安装与检修要求。作业:完成实训内容教案编号:QD-751b-19版本:A/0流水号:课程名称电拖动授课班级16高技机电专业课题并励直流电动机的正反转和制动控制 线路早节第二单元课题19授课方式任务驱动、直观教 学、理实一体授课 时间第二周课时4授课教师教学目标1、掌握理解直流电机正反转的实现过程。2、掌握并励直流电动机正反转的工作原理。3、通过引导学生分析工作原理、培养和训练学生综合分析电路的能力。4、培养学生的识图能力以及比较分析和归纳总结的能力内容分析并励直流电动机的正反转和制动控制线路构成、工作原理,安装与检修方法教学重点并励直流电动机的正反转和制
10、动控制线路工作原理教学难点并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理、安装与检修方法教学过程1、组织教学2、复习旧课3、课堂导入:我们学过三相异步电动机的正反转和制动的方式,那么直流电机的 正反转和制动方式是否样呢?4、教授新课:通过分步分析并励直流电动机的正反转和制动控制线路的工作原理, 并在黑板上上板书或PPT播放控制线路工作原理并让学生复述检验学习效果。5、课堂练习6、小结7、布置作业课后纪要学生通过理论与实操的学习,对并励直流电动机的正反转和制动控制线路有所了解 和掌握,但对理论知识的理解还不够到位。授课教师:审阅签名:提交时间:审阅日期教学内容组织教学:师生相互问候,点名,管理课堂
11、纪律。复习旧课:并励直流电动机的启动控制线路的安装与检修方法教解:、正反转控制线路1. 直流电动机实现反转方式电枢绕组反接法、励磁绕组反接法2. 采用电枢绕组反接法的原因（1）由于励磁绕组匝数多,电感大,在进行反接时因电流突变,会产生很大的自感电动势,危及电动机及电器的绝缘安全。（2）同时励磁绕组在断开时,由于失磁造成很大电枢电流,易引起“飞车”事故。（3）在将电枢绕组反接的同时必须连同换向极绕组起反接,以达到改善换向的目的。3. 并励直流电动机电枢反接法正反转控制线路电路图工作原理线路工作原理如下:先合上断路器QF 励磁绕组L得电励磁欠电流继电器心得电一-皿常开触头闭合L 时间继电器丁线圈得
12、电 一 !延时闭合的常闭触头瞬时分断_接触器!13处于失电状态保证电动机!串接电阻!启动 然后按下正转启动按钮SBl （或反转启动按钮、82） KMl （或32）线圈得电 线路工作原理如下:正向启动运转:合上断路器。励破绕组L得电励磁卜欠电流继电器KA线圈得电KA常开触头闭合,为启动做准备时间继电? 1.火】2线圏得电 一 KTl. !2延时闭合的常闭触头瞬时断开 接KM6. 4“线圈处于断电状态,以保证电BRl心全部串入电枢回路启动按下SB1SBl常闭融头先分断对32联锁SB!常开粧头后闭合一KNIl攻圈得电31主触头闭合KMl自锁触头闭合自锁 KMl的3对辅助常闭触头分断 311辅助常开触
13、头闭合,为34得电微准备 一电动机MRl和R2启动 对32心43联锁-*KTl. 3n线圏失电经KTl,整定时间心和U的常闭鮭头先后闭台一 KM6. KM7圈先后得电 一 KM6, 317主触头先后闭舍一 逐级切除电阻2和!KM3, KM4、心均处 于断电状态;随着电动机转速升高建立&后，1得电动作，其常开触头闭合，接触器144得电动作, 为电动机的反接制动做好准备反搂制动停转:KMl蚀头复位此时电机仍侦性运动._.技 fSB3酋闭触头先分断KMl线圈失电费仍较髙,KV仍保持得电,故143得电动作 J-SB3常开!i头后闭合工32线圈得电 KM2的触头动作一电动机的电枢绕级串人电阻反接制动待转
14、速接近于零时，扃0 KV斷电解敛 KM3. KM4和KM2也邮电释放，反接制动完毕三、并励直流电动机的正反转和制动控制线路的安装、调试与检修布直实训任务:并励直流电动机的正反转和制动控制线路的安装、调试与检修现场施工1. 遵守安全操作规程2. 断路器的检测方法3. 控制线路的安装调试4. 电路检测方法5. 简单故障的检修方法6. 清理现场的方法和内容巡回指导:指导学生进行按照要求安装;指导学生进行直观检查及通电测试;指导学生清理现场;结束指导:1. 施工项目验收检查、验收。2. 工作总结与评价学生对工作成果的展示、评价,教师点评学生语言表达的规范性、评价学生的工作成果。小结:并励直流电动机的正
15、反转和制动控制线路的安装、调试与检修要求。作业:完成实训内容教案编号:QD-751b-19版本:A/0流水号:课程名称电拖动授课班级16机电课题并励直流电动机的 调速控制线路早节第二单元课题20授课方式任务驱动、讲练结 合、理实一体授课 时间第三周课时2授课教师教学目标掌握并励直流电动机的调速方法及其原理。内容分析电枢回路串电阻调速;改变主磁通调速;改变电枢电压调速。教学重点电枢回路串电阻调速;改变电枢电压调速。教学难点改变电枢电压调速。教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课:并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理3、导课:通过给出要绘制的图形导入命令的讲解。4、教学内容与重
16、点难点讲解:通过分步分析并励直流电动机的调速控制线路的 作原理,并在黑板上上板书或PPT播放控制线路工作原理并让学生复述检验学习 效果。5、课堂练习6、总结:总结两节课学习的内容,让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学 内容,加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要通过分步分析并励直流电动机的调速控制线路的工作原理,学生对理论知识基本上掌握;通过实操学习更加巩固所学的知识,但还需要多加练习和看书学习。授课教师:审阅签名:提交时间:审阅日期11教学内容组织教学:师生相互问候,点名,管理课堂纪律。复习旧课:并励直流电动机的正反转和制动控制线路工作原理教解:由直流电动机的转速公式n =一七可知,直流电
17、动机的调速可通过电枢回路串电阻、改C e变主磁通和改变电枢电压三种方法来实现。1、电枢回路串电阻调速图2-90并励直流电动机电枢回路串接电阻调速原理图图2-90所示为并励直流电动机电枢回路串接电阻调速原理图。这种调速方法是通过在直 流电动机的电枢回路中串接调速变阻器来实现的。电枢回路串电阻调速只能使电动机的转速在额定转速以下范围内调节,故其调速范围较窄, 一般为1.5： 1.另外这种调速稳定性也较差,能量损耗较大。但由于这种调速方法所用的设 备简单操作较方便所以在短期工作、容量较小且机械特性硬度要求不太高的场合使用广 泛。如蓄电池搬运车、无轨电车、吊车等生产机械上仍广泛采用此种方法调速。2、改
18、变主磁通调速图2-99所示为并励直流电动机改变主磁通调速的原理图。这种调速方法通过调节附加电阻 器RP,来改变励磁电流!f的大小,从而改变主磁通的大小,实现电动机的调速。值得一提的是,由于直流电动机在额定运行时,磁路已稍有饱和,此调速方法只能通过减 弱励磁实现调速,因此也叫弱磁调速,即只能在额定转速以上范围内调速。为避免电动机振 动过大,换向条件恶化,甚至出现“飞车”事故,转速不能调节得过高,用这种方法调速时, 其最高转速一般在30000r/min以下。3、改变电枢电压调速由于电网电压一般是不变的,所以这种调速方法必须配置专用的直流调压设备,适用于他 励直流电动机的调速控制。（1）G-M调速系
19、统G-M调速系统是直流发电机-直流电动机调速系统的简称,其电路图如课本图2-100所示, 其各元件的作用和控制原理见课本表2-53.ffl2_100 &10调速系统电路图G-M调速系统元件作用:M1一他励直流电动机,用来拖动生产机械G1一他励直流发电机,为他励直流电动机Ml提供电枢电压G2一一并励直流发电机为他励直流电动机Ml和他励直流发电机Gl提供励 磁电压,同时为控制电路提供直流电源M2一一三相笼型异步电动机,用来拖动同轴连接的他励直流发电机G1和并励 直流发电机G2A1、A2和A分别G1、G2和M1的励磁绕组R1、日2和日调节变阻器,分别用来调节G1、G2和M1的励磁电流KA过电流继电器
20、,用于电动机M1的过载和短路保护SB1、KM1组成正转控制电路SB2、KM2组成反转控制电路控制原理:励磁启动异步电动机M2 拖动直流发电机G2和G2同速旋转发电机G2切割剩磁磁感线产生感应电动势输出直流电压U,除提供本身励 磁电压外还供给G-M机组励磁电压和控制电路电压启动按下启动按钮SB1（或SB2） 接触器KM1（或他2）线圈得电 KM1（或 KM2）常开触头闭合一发电机G1的励磁绕组入1接入电压开始励磁电动机M1启 动因发电机G1的励磁绕组A1的电感较大,所以励磁电流逐渐增大,使G1产生的感应电动 势和输出电压从零逐渐增大,这样就避免了直流电动机M1在启动时有较大的电流冲击。因此, 在
21、电动机启动时,不需要在电枢电路中串入启动电阻就可以很平滑地进行启动调速启动前,应将调节变阻器日调到零,日1调到最大,目的是使直流电压。逐步上 升,直流电动机M1则从最低速逐渐上升到额定转速当M1运转后需调速时一将日1的阻值调小一使G1的励磁电流增大 一G1的输 出电压。增大一电动机M1转速升高可见,调节R1的阻值能升降直流发电机G1的输出电压U,即可达到调节直流电动机M1 转速的目的。不过加在直流电动机M1电枢上的电压。不能超过其额定电压值。所以在一般情 况下,调节电阻日1只能使电动机在低于额定转速情况下进行平滑调速当需要电动机在额定转速以上进行调速时,则应先调节R1,使电动机电枢电压。保持在
22、 额定值不变,然后将电阻R的阻值调大,使直流电动机M1的励磁电流减小,其主磁通也减小,电动机Ml的转速升高制动按下停止按钮SB3 接触器KMK或幽2）线圈失电其触头复位 使直流发电机Gl的励磁绕组Al失电 Gl的输出电压即直流电动机M1的电枢电压。下 降为零。但此时电动机M1仍沿原方向惯性运转,由于切割磁感线（因A仍有励磁）,在电枢绕 组中产生与原电流方向相反的感应电流,从而产生制动矩,迫使电动机迅速停转G-M系统的调速平滑性好,可实现无级调速,具有较好的启动、调速、正反转、制动控制 性能,因此曾被广泛用于龙门刨床、重型镗床、轧钢机、矿井提升机设备等生产机械上。但 由于G-M系统存在设备费用大
23、、机组多、占地面积大、效率较低、过渡过程的时间较长等不 足,所以,目前正广泛地使用晶闸管整流装置作为直流电动机的可调电源,组成晶闸管直流 电动机调速系统。（2）晶闸管-直流电动机调速系统图2-101所示为带有速度负反馈的晶闸管直流电动机调速系统,它用晶闸管整流装置代 替了 G-M调速系统的直流发电机。这种系统具有效率高、功率增益大、快速性和控制性好及 噪声小等优点,正在逐渐取代其他的直流调速系统。一 -F图2-101带有速度负反馈的晶闸管直流电动机调速系统图2-101中,输入电压U由电位器R调节,TG为测速发电机,用于转速检测。工作中测速发电机的电枢电压与转速成正比,电枢电压的一部分U反馈到系
24、统的输入端,与U比较fg后,产生电压U = U -U送入放大器。经放大器放大后,送入触发器产生移相脉冲,触发 g f晶闸管,从而改变晶闸管整流电路的输出,使电动机M的电枢电压改变,实现电动机转速的变化。当电动机的转速达到某值,使U = 0时,触发脉冲不再移相,晶闸管整流电路输出就稳定在某值,使电动机在这转速下稳定运转。由于反馈信号U与被控对象的转速成 f正比,因此这一系统称为转速负反馈闭环调速系统。布置实训任务:完成接线内容巡回指导:指导学生进行按照要求安装;指导学生进行直观检查及通电测试;指导学生清理现场;结束指导:1. 施工项目验收检查、验收。2. 工作总结与评价学生对工作成果的展示、评价
25、,教师点评学生语言表达的规范性、评价学生的工作成果。小结:1、电枢回路串电阻调速2、改变主磁通调速3、改变电枢电压调速作业:完成课堂作业17教案编号:QD-751b-19版本:A/0流水号:课程名称电拖动授课班级16机电课题电动机的控制、保护 与选择早节第二单元课题22授课方式任务驱动、理实 体授课 时间第四周课时2授课教师教学目标掌握电动机的各种控制原则、保护措施及选择内容分析电动机的各种控制原则、保护措施及选择教学重点电动机的各种控制原则教学难点电动机的各种控制原则教学过程1、组织教学（教学常规检查）。2、复习旧课3、导课4、教学内容与重点难点讲解5、课堂练习6、总结:总结两节课学习的内容
26、,让学生对知识有一系统认识。使学生明确所学 内容,加深记忆与理解。7、布置作业课后纪要学生对理论知识基本上掌握;通过课堂练习更加巩固所学的知识,但还需要多加练 习和看书学习。授课教师:审阅签名:提交时间:审阅日期教学内容组织教学:师生相互问候,点名,管理课堂纪律。教解:一、复习导入1、电枢回路串电阻调速2、改变主磁通调速3、改变电枢电压调速二、新课讲解、 电动机的控制原则行程开关用来实现对运动部件的位置和行程控制;速度继电器用来根据电动机的转速实现反接制动控制;时间继电器通过其触头的延时动作可实现线路按时间控制的要求;电流继电器用于实现按线路电流大小进行控制的要求。对电动机控制的一般原则,归纳
27、起来有以下几种:行程控制原则、时间控制原则、速度控制原则和电流控制原则。1、行程控制原则根据生产机械运动部件的行程或位置,利用行程开关来控制电动机工作状态的原则称为行 程控制原则。行程控制原则是生产机械电气自动化中应用最多和作用原理最简单的种方式。位置控制线路和工作台自动往返控制线路都是按行程原则控制的。2、时间控制原则利用时间继电器按一定时间间隔来控制电动机工作状态的原则称为时间控制原则。如在电动机的降压启动、制动以及变速过程中,利用时间继电器按一定的时间间隔改变线 路的接线方式来自动完成电动机的各种控制要求。在这里,换接时间的控制信号由时间继电器发出,换接时间的长短则根据生产艺要求或 者电
28、动机启动、制动和变速过程的持续时间来整定时间继电器的动作时间。3、速度控制原则根据电动机的速度变化,利用速度继电器等电器来控制电动机工作状态的原则称为速度控 制原则。反映速度变化的电器有多种,直接测量速度的电器有速度继电器、小型测速发电机;间接 测量电动机速度的电器有电压继电器和频率继电器,对于直流电动机用其感应电动势来反映 其速度,通过电压继电器来控制;对于交流绕线转子异步电动机可用转子频率来反映其速度, 通过频率继电器来控制。4、电流控制原则根据电动机主回路电流的大小,利用电流继电器来控制电动机工作状态的原则称为电流控 制原则。二、 电动机保护为了避免因系统发生故障或不正常工作而引起事故,
29、在电气控制系统的设计与运行中,都 必须考虑提高电气控制系统运行的可靠性和安全性。例如,电动机在运行过程中,除按生产机械的工艺要求完成各种正常运转外,还必须在线 路出现短路、过载、过电流、欠电压、失压及弱磁等现象时,能自动切断电源停转,以防止 和避免电气设备和机械设备的损坏事故,保证操作人员的人身安全。因此,在生产机械的电 气控制线路中,采取了对电动机的各种保护措施。常用的保护环节有短路保护、过载保护、过电流保护、过压保护、欠压保护、断相保护等。 见表2-60.选择和设置保护装置在使电动机免受损坏的同时,还应使电动机得到充分的利用。因此, 个正确的保护方案应该是:在免于损坏的情况下使电动机充分发
30、挥过载能力（即过载的承 受能力）,使其在工作过程中功率被充分利用,温升达到国家标准规定的数值,同时还能提 高电拖动系统的可靠性和生产的连续性。表2-60电动机的保护短路保护:故障危害:线路出现短路现象时,会产生很大的短路电流,使电动机、电器及导线等电气 设备严重损坏,甚至引发火灾。常用保护电器:熔断器和低压断路器工作原理:熔断器的熔体与被保护的电路串联。当电路正常工作时,熔断器的熔体不起作用, 相当于一根导线,其上面的压降很小,可忽略不计。当电路短路时,很大的短路电流流过熔 体,使熔体立即熔断,切断电动机电源,电动机停转。同样,若电路中接入低压断路器,当 出现短路现象时,低压断路器会立即动作,
31、切断电源使电动机停转。过载保护:故障危害:电动机负载过大、启动操作频繁或缺相运行,会使电动机的工作电流长时间超 过其额定电流,电动机绕组过热,温升超过其允许值,导致电动机的绝缘材料变脆,寿命缩 短,严重时会使电动机损坏常用保护电器:热继电器工作原理:当电动机的工作电流等于额定电流时,热继电器不动作;当电动机短时过载或 过载电流较小时,热继电器不动作,或经过较长时间动作;当电动机过载电流较大时,串 接在控制电路中的常闭触头断开,先后切断控制电路和主电路的电源,使电动机停转 欠压保护:故障危害:电动机欠压下运行,负载没有改变,欠压下电动机转速下降,定子绕组的电流 增加。此时电流增加的幅度尚不足以使
32、熔断器和热继电器动作,如长时间不采取措施,会使 电动机过热损坏。欠压还会引起一些电器释放,使线路不能正常工作,可能危害人身安全或 导致设备事故常用保护电器:接触器和电磁式电压继电器工作原理:大多数机床电气控制线路中,接触器兼有欠压保护功能,少数线路需专门装设 电磁式电压继电器起欠压保护作用。一般当电网电压降低到额定电压的85%以下时,接触器 （或电压继电器）线圈产生的电磁吸力将小于复位弹簧的拉,动铁心被迫释放,其主触头 和自锁触头同时断开,切断主电路和控制电路电源,使电动机停转失压保护/零压保护:故障危害:生产机械在工作时,由于某种原因导致电网突然停电后,电源电压下降为零, 电动机停转,生产机
33、械的运动部件也随之停止运转。一般情况下,操作人员不可能及时拉开 电源开关,如不采取措施,当电源电压恢复正常时,电动机便会自行启动运转,很可能造成 人身和设备事故,并引起电网过电流和瞬间网络电压下降。常用保护器:接触器和中间继电器工作原理:当电网停电时,接触器和中间继电器线圈中的电流消失,电磁吸引减小为零, 动铁心释放,触头复位,切断了主电路和控制电路电源。当电网恢复供电时,若不重新按下 启动按钮,则电动机就不会自行启动过载保护:故障危害:为了限制电动机的启动或制动电流,在直流电动机的电枢绕组中或在交流绕线 转子异步电动机的转子绕组中需要串入附加的限流电阻。如果在启动或制动时,附加电阻被 短接,
34、将会造成很大的启动或制动电流,使电动机或机械设备损坏常用保护电器:电磁式过流继电器工作原理:当电动机电流值达到过电流继电器的动作值时,继电器动作,使串接在控制电 路中的常闭触头断开,切断控制电路,电动机随之脱离电源停转,达到了过流保护的目的 弱磁保护:故障危害:若直流电动机启动时电动机的励磁电流太小,产生的磁场太弱,将会使电动机 的启动电流很大;若电动机在正常运转过程中,磁场突然减弱或消失,电动机的转速将会迅 速升高,甚至发生“飞车”。常用保护电器:弱磁继电器（即欠电流继电器）工作原理:弱磁继电器串入励磁回路。在电动机启动运行过程中,当励磁电流值达到弱磁继 电器的动作值时,继电器吸合,使串接在
35、控制电路中的常开触头闭合,允许电动机启动或维 持正常运转;当励磁电流减小很多或消失时,弱磁继电器释放,其常开触头断开,切断控制 电路,接触器线圈失电,电动机断电停转对电动机的保护问题,现代技术正在提供更加广阔的途径。例如,研制发热时间常数小的新型PTC热敏电阻,增加电动机绕组对热敏电阻的热传导;发 展高性能和多功能综合保护装置,其主要方向是采用固态集成电路和微处理器作为电流、电 压、时间、频率、相位和功率等方面的检测和逻辑单元以取代电动原则。对于频繁或反复启动、制动和重载启动的笼型电动机以及大容量电动机,由于它们的转子 温升比定子绕组温升高,所以较好的办法是检测转子的温度。国外已有红外线保护装
36、置的实 际应用,它用红外线温度计从外部检测转子温度并加以保护。在电气控制线路设计中,经常对生产过程中的温度、压、流量、运动速度等设置必要的 控制和保护,将以上各物理量限制在一定的范围以内,以保证整个系统的安全运行。为此, 需要采用各种专用的温度、压、流量、速度传感器或继电器,它们的基本原理都是在控制 回路中串联些受这些参数控制的常开触头或常闭触头,通过逻辑组合、连锁控制等实现保 护功能。三、电动机的选择在电拖动系统中,正确选择拖动生产机械的电动机是系统安全、经济、可靠和合理运行 的重要保证。而衡量电动机的选择合理与否,要看选择电动机时是否遵循了以下基本原则:第一,电动机能够完全满足生产机械在机
37、械特性方面的要求。如生产机械所需要的工作 速度、调速指标、加速度以及启动、制动时间等。第二,电动机在工作过程中,其功率能被充分利用,即温升应达到国家标准规定的数值。第三,电动机的结构形式应适合周围环境的条件。如防止外界灰尘、水滴等物质进入电 动机内部;防止绕组绝缘受有害气体的侵蚀;在有爆炸危险的环境中应把电动机 的导电部位和有火花的部位封闭起来,不使它们影响外部等。电动机的选择主要包括以下内容:电动机的额定功率（即额定容量）、额定电压、额定转 速、种类、结构形式等。其中以电动机额定功率的选择最为重要。1、电动机额定功率的选择正确合理地选择电动机的功率是很重要的。因为如果电动机的功率选得过小,电
38、动机将过 载运行,使温度超过允许值,缩短电动机的使用寿命,甚至烧坏电动机;如果选得过大, 虽然能保证设备正常工作,但由于电动机不在满载下运行,其用电效率和功率因数过低, 电动机的容量得不到充分利用,造成电浪费,并且设备投资大,运行费用高,很不经济。电动机的工作方式有连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种。（1）连续工作制电动机额定功率的选择在这种工作方式下,电动机连续工作时间很长,可使其温升达到规定的稳定值,如通风机、 泵等机械的拖动运转。连续工作制电动机的负载可分为恒定负载和变化负载两类。a、恒定负载下电动机额定功率的选择在工业生产中,相当多的生产机械是在长期恒定的或变化很小的负载下运
39、转,为这类机 械选择电动机的功率比较简单,只要电动机的额定功率等于或略大于生产机械所需要的功率 即可。若负载功率为尸,电动机的额定功率为,则应满足下式:Pn Pl电机制造厂生产的电动机,一般都是按照恒定负载连续运转设计,并进行形式试验和出厂 试验的,完全可以保证电动机在额定功率工作时,电动机的温升不会超过允许值。通常电动机的容量是按周围环境温度为40C而确定的。绝缘材料最高允许温度与40C的 差值称为允许温升,各级绝缘材料的最高允许温度和允许温升见表2-61.应该指出,我国幅员辽阔,地域之间的温度较大,就是在同一地区,一年四季的气温变化 也较大,因此电动机运行时周围环境的温度不可能正好是40C
40、, 一般是小于40C。为了充分 利用电动机,可以对电动机能够应用的容量进行修正,不同环境温度下电动机功率的修正值 23见表2-62.丄变化负载下电动机额定功率的选择在变化负载下使用的电动机,一般是为恒定负载工作而设计的,因此,使用时必须进行发 热校验。所谓发热校验,就是看电动机在整个运行过程中所达到的最高温升是否接近并低于允许温 升。因为只有这样,电动机的绝缘材料才能充分利用而又不致过热。（2）短期工作制电动机额定功率的选择在这种工作方式下,电动机的工作时间较短,在运行期间温度未升到规定的稳定值,而停 止运转期间,温度则可能降到周围环境的温度值,如吊桥、水闸、车床的夹紧装置的拖动运 转。为了满
41、足某些生产机械短期工作的需要,电机生产厂家专门制造了一些具有较大过载能力 的短期工作制电动机,其标准工作时间有15min、30min、60min、90min四种。因此,当电动 机的实际工作时间符合标准工作时间时,选择电动机的额定功率P只要小于负载功率P即NL可,即满足P P 。N L（3）周期性断续工作制电动机额定功率的选择这种工作方式的电动机的工作与停止交替进行。在工作期间内,温度未升到稳定值而在 停止期间,温度也来不及降到周围温度值,如很多起重设备以及某些金属切削机床的拖动运 转。电机制造厂专门设计生产的周期性连续工作制的交流电动机有丫2日和YZ系列。标准负载持 续率FC（负载工作时间与整
42、个周期之比称为负载持续率）有15%、25%、40%和60%四种,一 个周期的时间规定不大于10min。周期性断续工作制电动机功率的选择方法和连续工作制变化负载下的功率选择相类似,在 此不再叙述。但需指出的是,当负载持续率FC 10%时,应按短期工作制选择;当负载持续 率FC 70%时,可按长期工作制选择。2、电动机额定电压的选择电动机额定电压要与现场供电电网电压等级相符。否则,若选择的额定电压低于供电电源 电压,电动机将由于电流过大而被烧毁;若选择的额定电压高于供电电源电压,电动机有可 能因电压过低不能启动,或虽能启动但因电流过大而减少其使用寿命甚至烧毁。中小型交流电动机的额定电压一般为 38
43、0V,大型交流电动机的额定电压一般为3好、6kV 等。直流电动机的额定电压一般为110V、220V、440V等,最常用的直流电压等级为220V。 直流电动机一般是由车间交流供电电压经整流器整流后的直流电压供电。选择电动机的额定 电压时,要与供电电网的交流电压及不同形式的整流电路相配合。当交流电压为 380V时,若 采用晶闸管整流装置直接供电,电动机的额定电压应选用440V（配合三相桥式整流电路）或 160V（配合单相整流电路）,电动机采用改进的Z3型。3、电动机额定转速的选择电动机额定转速选择得合理与否,将直接影响到电动机的价格、能量损耗及生产机械的生 产效率等各项技术指标和经济指标。额定功率
44、相同的电动机,转速高的电动机尺寸小,所用 材料少,因而体积小,质量轻,价格低,所以选用高额定转速的电动机比较经济。但由于生 产机械的工作速度一定且较低（30-900r/min）,因此,电动机转速越高,传动机构的传动比 越大,传动机构越复杂。所以,选择电动机的额定转速时,必须全面考虑,在电动机性能满 足生产机械要求的前提下,求电能损耗少,设备投资少,维护费用少。通常,电动机的额 定转速选在750-1500r/min比较合适。4、电动机种类的选择选择电动机的种类时,在考虑电动机的性能必须满足生产机械的要求下,优先选用结构简 单、价格便宜、运行可靠、维修方便的电动机。在这方面,交流电动机优于直流电动
45、机笼 型电动机优于绕线转子电动机,异步电动机优于同步电动机。电动机种类的选择方法见表 2-63.随着技术的发展,各种电动机的应用范围也在逐渐扩大,如变频调速技术的发展,使三相 笼型异步电动机越来越多地应用在要求无级调速的生产机械上;使用晶闸管串级调速,可扩 展绕线转子异步电动机的应用范围,如水泵、风机的节能调速;近年来,在大功率的生产机 械上,还广泛采用晶闸管励磁的直流发电机电动机组或晶闸管直流电动机组。5、电动机形式的选择原则上,电动机与生产机械的工作方式应该一致,在连续工作制、短期工作制和周期性断 续工作制三种方式中选取,但也可选用连续工作制的电动机来代替。电动机种类的选择3、三相笼型异步电动机特点:采用最普遍的动电源一三相交流电源,结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方 便,但启动