2 . 三相同步电动机按定子电流原则加人励磁的控制电路图 12 - 16 所示为三相同步电动机按定子电流原则加人励磁的控制线路 ， 当同步电动机采取全压异步起动时 . 定子电流会很大 . 其转速达到亚同步转速时 ， 电流就将下降图中的 KT 为时间继电器 ， KA 为电流继电器 ， TA 为电流互感器 ， KM 为直流励磁接触器 。 同步电动机起动时 ， 定子绕组中强大的起动电流使电流互感器 TA 二次侧回路中的电流继电器 K A 吸合 ， 时间继电器也予吸合 ， 延时闭合的动断触点则瞬时断开 ， 切断接触器 K M 线圈的回路 ， 因而在励磁绕组中没有电流 ， 且通过起动电阻 R 1 短接 D 当同步电动机的转速达到亚同步转速时 ， 定子电流下降到使电流继电器 KI 释放 ， 使时间继电器 K T释放 . 经一段延时 G . 延时闭合的动断触点闭合 . 使 K M 通电吸合 ， 切起动电电阻 R 1 , 通入励磁电流 。 此时转子将在同步速附近作衰减振荡 ， 被牵人同步 ， 完成起动 。

3 . 不可控电抗移相相复励系统励磁电气线路 （ 见图 12 - 17 )

不可控电抗移相相复励励磁是目前应用较普遍的一种励磁方式 ， 它利用电抗器 L 产生的移相作用 . 使发电机电压励磁分 M 滞后于发电机端电压 9 ( TC , 电流互感器 TA 的二次电流励磁分量随发电机负载大小而增减 ， 从而较好地满足了发电机恒压运行的要求该励磁系统线路简单 、 制造和维护较为方便 . 励磁装置稳定 . 工作可靠 。 但电抗器和电流互感器两者的参数必须选择适当 ， 以使合成电流在数量上能自动适应发电机在任何负载与功率因数时励磁需要 ， 从而使电机端电压基本上维持不变

4 . 双绕组电抗分流式励磁系统励磁线路（见图12-18）

双绕组电抗分流发电机转子绕组的励磁电流，是由定子附加绕组中的感应电流和部 分定子负载电流叠加，并经整流后供给的。当负载电流增加时，负载电流通过电抗器产 生复励作用，使励磁电流能随不同负载及功率因数变化而相应增减。适3选择系统参数 时，电枢反应的去磁作用得到了补偿，从而使发电机端压基本保持恒定。该系统具有用 料省、重量轻、体积小、性能好、运行稳定可靠等一系列的优点。

12. 3直流电动机的控制电路

12.3.1 直流电动机的起动控制电路

1直流电动机起动控制电路的特点

直接起动不需附加起动设备，操作简便。但主要缺点是起动电流甚大，最大冲击电 流可达额定电流的15〜2 0倍，因此将使电网受到电流冲击，机组受到机械冲击，电动机 换向恶化。直接起动只适用于功率不大于4kW，起动电流为额定电流的6〜8倍的电动 机。可见电机起动时必须限制起动电流。常用限制起动电流的方法，主要有降低电枢电 压和在电枢回路增加电阻两种。阁12-19为并励;ύ；流电动机电枢回路串电阻、两级起动 的控制线路，该线路经时间继电器ΚΤ1、ΚΤ2按延时顺序，依次短接电阻，完成逐级起 动。这种起动方法广泛应用于各种中小型直流电动机。起动过程中能量消耗较大，不适 用于经常起动的和中大型直流电动机。

2.直流电动机不能起动时的处理

如果某直流电动机不能起动，应从以下几方面进行检查和处理:

(1) 电动机的负载是否过重。若过重，应减轻负载或换上一台容量较大的电动机。

(2) 轴承是否太紧。若发现轴承太紧，应把端盖内孔或轴承颈适当刮去一些，或者 更换轴承。

(2) 熔体是否熔断。若因熔体容量太小而熔断，应换上适当规格的新熔体。

(3) 励磁冋路变阻器和励磁绕组是否断路，复励电动机的串励绕组是否接反。若存 在这些故障，应修复绕组，调换串励绕组端子的位置。

(4) 换向极绕组接线是否正确。若发现反接，应调换换向极绕组端子的位置。

(5) 电刷和换向器接触是否良好。若接触面不平滑，应重新研磨接触面或更换电 刷；若刷握弹簧太松，应调整或更换弹簧。

(6) 电刷是否在中性线上。若不在中性线上，可用感应法调整电刷位置。

3.直流电动机的转速不稳时的处理方法

直流电动机的转速不稳，一般是以下两方面的原因引起的，可分别采取措施予以处理。

(8）电源电压波动或控制系统的参数调整不当，使电动机的转速时快时慢，严重时 甚至引起电动机振荡。处理的方法是：注意测试电枢冋路、励磁冋路的电源电压有无变 化，若电源电压波动较大，应首先排除电源故障。电源电压的波动常与调速系统的参数 调整不当有关，应根据具体情况，将有关参数调整好。

(2)电动机的内部故障：电刷偏离中心线位置，串励绕组、换向极绕组的极性接反， 使电动机的负载发生变化，造成转速波动较大。处理的方法是：注意检查校正电刷的中 性线位置，检查各绕组的连接线极性是否正确，同时也要观察电刷下有无火花，电枢电流 有无明显变化，以便全面分析判断故障原因。需要直流电动机反转的办法改变直流电动机旋转方向有两种方法，一是电枢反接法，即保持励磁磁场方向不变，只 改变电枢电流方向；二是磁场反接法，即保持电枢电流方向不变，只改变励磁绕组的电流方向。

12-20所示为可逆运行的他励直流电动机的控制线路图，该线路采用改变电枢电

流方向来使电动机反转。当按下SB1时，接触器KM1动作，电枢绕组A1接到电源正 端，

电动机正向旋转。按下SB2时，则KM2动作，这时电枢绕组A2改接电源正端而电 动机反转。

图12 - 21所不为蓄电池搬运车的电路，该线路中的串励直流电动机有两组串励绕 组，其改变转向的方法是保持磁场电流方向不变，以改变电枢电流方向来实现正、反转。 蓄电池搬运车的前进与后退，由控制开关SA2的倒、顺来控制。

12.3.1 直流电动机的调速控制电路

如果直流电动机的转速与传动机械要求的转速不符，一般可调整电动机的转速，使 两者达到一致。根据转速方程

调速方法有以下三种：

(丄）改变串联在电枢冋路中的附加电阻Ry，或改变串联电阻民的阻值，可使电枢冋 路的总电阻发生变化，因而电枢电流也发生变化，结果电动机的转速改变。

(2) 减弱磁通Φ。在负载转矩一定的前提下，减弱磁通Φ，电动机的转速就会增加。 但在一般情况下，不允许增大磁通Φ，以避免铁心磁通过饱和。

(3) 改变电枢端电压。用这种方法调速，可保持机械特性硬度不变，调速平滑且范 围较宽。①图12-22所示为并励直流电动机起动与调速控制线路，该线路是通过在电动 机电枢回路串电阻来进行起动和调速的。起动电阻分为两级，采用两只时间继电器 KT1、KT2作两级自动起动，并由主令控制器来实现起动、调速及停车控制。起动前须 将主令开关SA的手柄放在零位，分别合上主、控电路的断路器。起动时可将SA由零位 扳到3位，接触器、时间继电器依次动作，完成起动过程。如要使电动机运行于低速段 时，只需将S A扳到“ 1”或“ 2 ”即可

②图12-2,3所示为并励直流电动机调节励磁电流进行调速的控制线路，该线路中为 限制起动电流，在电枢回路串人了起动电阻R，起动过程结束后，由KM3切除，同时该电 阻在制动时还作限流电阻之用。并励绕组串人了调速电阻器RC以实现电动机调速，按 下起动按钮SB1、停止按钮SB2,电动机即自动完成起动和制动过程，调速时则调节RC。

12.3.1 直流电动机的制动控制电路

为使电动机迅速停转、迅速减速或限制其转速过分升高，通常采用使电磁转矩反向 的方法来进行电磁制动。直流电动机的电磁制动有能耗制动、反接制动和回馈制动= 种，现介绍前两种制动。

(1) 阁12 - 2 4所示为并励直流电动机能耗制动控制线路，起动时，按下起动按钮 SB1，接触器KM丄得电接通主电源，电动机获电运转。停车时，按下停止按钮SB2,按触 器KM1失电、KM2获电，电动机的电枢切除电源，并接上制动电阻R，此时励磁绕组仍 接在电源上继续通电，这样电枢在惯性作用下成发电机运行，从而产生制动力矩。

(1) 直流电动机反接制动方式为：保持励磁不变，电枢冋路与电源经限流电阻作反极 性串接.使电枢电流反向，电磁转矩与转向相反；制动时，电动机作发电机运行，与电源串接 向限流电阻供电；转速降低后，仍有良好的制动效果。采用此法使机组制动时，应及时切断 电源，防止发生反向再起动。直流电动机反接制动可用于要求迅速停转与反转的场合。

图12-25所亦为直流电动机反接制动线路。制动时，按下停止按钮SB2,断开常闭触 点，使KM1失电释放，而后接通制动接触器KM2电路„ KM2获电动作，将电枢电源反 接，电动机电磁转矩成为制动转矩，使电动机转速迅速下降到接近零时，放开停止按钮 SB2,制动过程结束。

12 . 4 单相异步电动机电气控制电路

( 1 ) 图 12 - 26 昕疋为单相电容运转异步电动机电气控制线路在该电动机控制线路中 ， 电容器 C 在起动与运转时均通电工作 ， 为保证电动机安全运行 ， 要求电容器采用耐压较高的纸介质或油浸纸介质电容器 。

( 2 ) 阁 12 - 27 所示为单相电容运转电动机正 、 反转控制线路 。 该线路中辅助绕组内串接的电容器 C ， 在起动过程完成后仍留在线路上工作 。 当转换开关 QC 扳至实线位置时 ， 电动机正向运转 ； 处于虚线位置时 ， 绕组中的电流方向改变 . 电动机反向运转

(3) 图12-28所疋为单相电容起动与运转电动机电气控制线路。该线路具有运转电 容器Cl和起动电容器C2两只电容器，起动时两只电容器均通电丁作，起动过程结束后 C2由起动开关S将其从电路切除XI则留于线路中参与运转。

( 4 ) 图 1 2 - 2 9 所 示 为 单 相 电 容 起 动 与 运 转 电 动 机 正 、 反 转 控 制 线 路 . 该 线 路 中 在 电动 机 的 主 、 辅 绕 组 内 分 別 串 有 起 动 电 容 器 C 1 和 运 转 电 容 器 C 2 。 电 动 机 起 动 过 程 完 成后 ， 电容器 C 1 与 辅 助 绕 组 退 出 运 行 ， 只 有 电 容 器 C 2 仍 留 在 线 路 中 参 与 运 转 。

( 5 ) 图 12 - 30 听不为单相电容电动机 T . - 2 型抽头调速两速控制线路这种接法中 ,调速绕组与辅助绕组线径通常相同 . 同槽分布 . 故它们在空间上同相位 。

( 6 ) 图 12 - 31 所示为单相电容电动机 L - 1 型抽头调速三速控制线路 。 当调速开关 S转 至 1 号位置时 ， 电动机高速运行 ； 开关转至 2 号位置时 . 电动机中速运转 ； S 转至 3 号位置时 ， 串入了全部的调速绕组 ， 转速最低 。

( 7 ) 图 12 - 32 所不为单相电容电动机品闸管电子调速控制线路 。 它是一种电压调速型控制线路 通过调节移相元件 R 1 的阻值来调节晶闸管 V 的导通角进行调压，当R 1 的阻值小时，V 的导通角大，这时线路电流大 ， 电动机转速高，而当 R 1 阻值大时则结果相反

12 . 5 特 殊 用 途 电 机 电 气 控 制 电 路

丄 . 换向器变速电动机起动和速度调节控制线路

三相换向器变速电动机能调速 ， 就在于转子调节绕组给定子绕组提供了一个附加电

动势 EK , EK 的大小及方向与各相每对电刷间的位置有关 。 当转动移刷机构时 ， 由于同

相电刷的电气夹角 a 改变 ， 可以调节 EK 的大小及方向 ， 从而使定子绕组中的合成电动势

发生变化 、 电流发生变化 、 电磁转矩也相应变化 . 因此电动机转速发生了变化 。 当转速稳

定到一定值时 ， 合成电动势就恢复到原来值 ， 副边电流相应恢复到原来值 ， 电磁转矩也恢

复到原来值 ， 因此二相换向器异步电动机的调速为恒转矩调速装有遥控装置的换向器变速电动机调速时 ， 先将调节螺栓向内旋紧 ， 使它的凸缘跨放在手轮端面上 （ 不能放在手轮端面的槽内 ） ， 于是便可按照要求按下 “ 连续加速 ” 按钮SB 3 或 “ 连续减速 ” 按钮 SB 5 ( “ 断续加速 ” 按钮 SB 4 或 “ 断续减速 ” 按钮 SB 6 ) ， 获得所需速度 ， 如图 12 - 33 所示 。

在电动机的电刷转盘上相当于最高速度和最低速度的电刷位置下 ， 都装有限位铁 ，以便使电刷转盘在规定范围内移动在电动机内装有两只行程开关 SQ 1 和 SQ 2 , 行程开关 S Q 1 是在最低速度位置下开始动作 ， 即保证电动机只能在最低速度位置下直接起动和切断 “ 减速 ” 接触器 KM 2 ; 而另一只限位开关 SQ 2 是在最高速度位置下开始动作 . 并切断 “ 加速 ” 接触器 KM 3 的作用

如果电动机的机械负载较重 ， 以致电动机不能在最低速度位置下直接起动时 ， 可在合上刀开关 QS 接通主电源后 ， 迅速把手轮向“ 快 ”方向稍微移过些 ， 再设法闭合 SA 1 以

直接起动。但移过距离应不超过从最低速度位置到最高速度位置间1/5〜1/6距离。

鼓风机M2和换向器变速电机Ml同时运转，鼓风机M2的旋转方向须和蜗壳上箭 头所指的方向相一致。

2.电磁调速三相异步电动机的电磁调速控制线路

电磁调速=相异步电动机的调速原理，是根据运行需要，通过调节控制装置的调速 电位器，改变电磁转差离合器的励磁电流，从而改变离合器的从动部分对主动部分的滑 差，使电动机获得不同的转速，并在高速到低速范围内能保证一定的额定输出转矩。

J Z T型电磁调速控制器电磁调速控制线路，就是利用晶闸管输出电流的大小改变励 磁线圈电流来实现调速的。该电磁调速控制线路由晶闸管主冋路、给定线路、触发线路 及测速负反馈线路组成，如图12-34所示。

主回路采用晶闸管半波整流电路。由于励磁线圈是一个电感性负载，为了使电流连 续通过励磁线圈，因此在励磁线圈前丼联了续流二极管。FU熔断器用来对整个线路进 行短路保护；用压敏电阻R_v进行交流电压侧浪涌电压保护；用阻容吸收冋路Cl、R1进 行元件侧过电压保护；给定电路是由2 7 V交流电压经二极管整流、滤波、稳压加到给定 电位器RP3两端。测速负反馈电压是由测速发电机=级电压经二极管整流、滤波加到 反馈电位器RP2两端，此直流电压随调速电机的转速变化而成线性变化，作为速度反 馈信号。它的极性与给定信号电压相反，它增大则使两信号比较后的输川信号电压减 小。触发电路是由单结晶体管BT-33F组成。当C2充电电ffi达到一定值时，单结晶体 管e-Gl间的电阻突然变小，C2就通过e-bl放电，形成脉冲电流。C2放电后，e -b丄间 又成高电阻态，这时脉冲变压器TM原边有脉冲电流流过，副边则得到相应系列脉冲 电压，使晶闸管触发导通。但由于给定电压和测速负反馈电压进行比较后的控制信号 加在单结晶体管G上，所以二极管的内阻将随控制信号改变。而内阻的改变又导致 C2充放电电流大小的改变，使电容C2充放电时间随之改变。这样单结晶体管产生的 触发脉冲能根据控制信号进行自动移相，从而改变晶闸管的导通角来实现控制电动机 转速的目的。

在使用此控制器进行调速时，应注意使电动机的负载端带上大于10%的负载，否则 会失控。另外在丁作后切断电动机380V电源时，也应同时断开控制器的电源。其调整 及试运转的步骤如下：

(丄）先将电动机和控制装置按线路端子标记进行接线。接线时应注意不要发生短 路，并用绝缘带将接头包好。

(2) 接通电动机电源，检查电动机转动方向是否与被拖动机械旋转方向一致，如不 一致时，则将电源线中的任意两相互换一下接线柱，再重新接好。

(3) 启动电动机，检查控制箱上调速旋钮，旋钮必须旋于零位。电动机转动后，若无 异常声响，则闭合控制箱电源开关，将调速旋钮逐渐顺时针方向旋转，此时电动机转速逐 步上升。这时用万用电表测量测速发电机的电压，电压值则随着电动机转速增加而增 大。这样根据需要可将电动机转速调至某一转速稳定下来。当需由高速度变低速度时， 可将调速旋钮按逆时针方向旋转。此时用万用电表测量测速发电机的电压，电压值将随 着转速降低而减小。

(4 )当发现电动机转动不够灵活，轴承响声过大等情况时，应立即停机检查，以免发 生更大故障。

(5 )停机时，可先将调速旋钮逆时针旋转至极限位置，再切断控制箱电源和电动机 电源。

(6) 在使用电机时，需先对转速表进行校正。即缓慢转动“转速表校正”电位器旋 钮，以改变转速表指针位置，使表显示的转速与电机的实际转速趋于一致。如果电位器 旋钮已右旋至极限位置，还不能达到要求，则说明测速发电机电位过高，此时可在表头回 路内串人一只201?Ω电阻后再作调整。

(7) 适当选择系统的反馈ϋ，否则，当选择过小时，会影响速度精度；过大时，又容易 引起系统的振荡。在给定电压的数值已选定情况下，还会使电机转速达不到规定要求， W此必须选择恰当。调整时，可使电机轻载运转，先将反馈量电位器的旋钮，放在其中间 位置上，并按顺时针方向将调速电位器旋钮调至极限位置。此时若电机转速达不到其额 定高速值，则左旋“反馈量调节”电位器，逐步减少其反馈量，使电机转速略高于额定最高 转速；反之，若电机转速过高，则应加大反馈量，沿相反方向调整。

12. 6电机电气控制电路的安装与检查

12.6.1电机控制电器的配置

配置电动机控制电器的要求如下：

(1) 每台电动机一般应有单独的起动器或操作开关。但是，如果能满足操作方便 和安全要求，则允许一组电动机（如一台设备的几台电动机）合用一套起动器或操作开关。

(2) 0.5kW以下的电动机，允许使用插销（插头和插座总称为插销）进行电源通断的 直接控制。如果频繁起动电动机，则应在插座板上安装一只溶断器。

(3) 3kW以下的笼型电动机的控制装置，可采用空气断路器或封闭式负荷开关。

(4) 3〜10kW电动机的操作开关应采用适于频繁操作的空气断路器。若采用真空 断路器，则应采取限制操作过电压的措施。

(5) 电动机的操作开关、起动器或控制按钮，应装在靠近电动机且便于操作和维修 的地点。在控制地点看不见电动机所拖动的机械时，应在控制地点装设指示电动机工作 状态的信号或仪表。当电动机突然起动可能危及周围人员时，应在所拖动的机械旁边装 设起动预告信号、警铃、事故（紧急）断电开关或按钮。

(6) 对于固定生产设备用的电动机，可由电源（操作）盘引出线路至电动机的接线端 子盒。对于可移动生产设备用的电动机，当电动机的容量较小时，如上所述，可采用插销 连接电源；当电动机容量较大时，应采用接线端子连接电源。

(7) 容量较大的电动机，其起动电流也较大，为了不影响同一电网中其他用电设备 的正常运行，以及为了保证线路的安全，应加装起动设备（如丫- Λ起动器、自耦减压起动 器等），以减小起动电流。

(8) 对电动机实行自动控制或联锁控制时，应保证对每台电动机都能够进行单独的手动控制。此外，在多点控制的电动机劳边还应装设就地控制和解除远方控制的器件。

(9) 所配备的开关和控制电器，其质量必须可靠，结构应完整，操作机构的功能应健 全；每一开关设备应具有能可罪地接通和切断电动机工作电流以及切断故障电流的能 力；开关和保护装置的每个单独元件上应标明电压和电流的额定值，以及能明显反映电 路“通”、“断”的标志；控制保护装置的具体组成，应满足实际需要，并且以保证人身和设备安全为原则。

(10)如果开关需装在远离电动机的地点，则应在电动机旁边加装供紧急切断电源 用的应急开关；同时，还要加装在开关合闸前发出信号的预警装置，以便停留在电动机和 所拖动机械周围的人员事先得到警告。

(10) —般电动机的操作开关，应装在操作时能监视电动机的起动和所拖动机械的 运转情况的地点，各种机床电动机的操作开关，应装在既便于操作，又不易为人体或工件 等触碰而产生误动作的部位。

(12) 如果开关装在墙上或立柱上，宜装在电动机的右侧。

(13)操作开关的安装，应保证操作人员操作时的安全，离地面的安装局度宜在1. 5m左右。

(14)三相异步电动机保护用的低压电器配套表见表12-2。

表12-2异步电动机保护用的低压电器配套表