并励直流电动机的基本控制线路及元器件

2、电流继电器

电动机的过流保护和欠流保护（失磁保护）是用电流继电器来完成的。图4-1-5 所示是常见的JT4和JT5系列电流继电器的外形和电路符号。电流继电器当通过线圈的电流达到预定值时动作的继电器。使用时，电流继电器的线圈串联在被测电路中，根据电流的变化而动作。为了降低串入电流继电器线圈后对原电路工作状态的影响，电流继电器线圈的匝数少，导线粗，阻抗小。电流继电器可分为过电流继电器和欠电流继电器两种。

图1

①、过电流继电器

当通过继电器的电流超过预定值时动作的继电器称为过电流继电器。过电流继电器广泛用于直流电动机或绕线转子电动机的控制电路中，用于频繁及重载启动的场合，作为电动机和主电路的过载或短路保护。过电流继电器的结构是由线圈、圆柱形铁心、衔铁、触头系统和反作用弹簧等部分组成。当通过继电器线圈的电流为额定值时，电磁系统产生的吸力不足以克服弹簧的反作用力，衔铁不动作；当通过继电器线圈的电流超过预定值时，电磁系统产生的吸力大于弹簧的反作用力，衔铁动作，带动其常闭触头断开，常开触头闭合，调整反作用弹簧的反作用力，可改变继电器的动作电流值。

常用的过电流继电器有JT12、JL14、JL15、JT4等系列，其吸合电流一般为110%～400%额定电流。过电流继电器在电路图中和符号如图4-1-5C所示。过电流继电器的整定电流一般取电动机额定电流的1.7_~2倍，频繁启动的场合可取电动机额定电流的2.25_~2.5倍。

②、欠电流继电器

当通过继电器的电流减小到低于其整定值时动作的继电器称为欠电流继电器，它常用于直流电动机和电磁吸盘电路中作弱磁保护。

欠电流继电器的结构与过电流继电器相似，一般当线圈中通人的电流达到额定电流的30%～65%时继电器吸合，当线圈中的电流降至额定电流的10%～20% 时，继电器的衔铁释放。因此，在电路正常工作时，欠电流继电器的衔铁始终是吸合的，当电流降至低于整定值时，欠电流继电器释放，发出信号，从而改变电路的工作状态；欠电流继电器在电路图中的符号如图4-1-5C所示。

3、电压继电器

前面学习了电流继电器，那有没有电压继电器呢？它又是如何应用的呢？

对反映输人最为电压的继电器叫做电压继电器。图4-1-6所示为JT4系列电压继电器，可见它与JT4系列电流继电器外形、结构类似，也主要由线圈、圆柱形静铁心、衔铁、触头系统和反作用弹簧等组成。故电压继电器的工作原理及安装使用等知识与电流继电器类似。但电压继电器使用时，其线圈并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大小而接通或断开电路。因此这种继电器线圈的导线细、匝数多、阻抗大。

图2

图4-1-6 JT4系列电压继电器

根据实际应用的要求。电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。

过电压继电器是当电压大于其整定值时动作的电压继电器，主要用于对电路或设备作过电压保护．常用的过电压继电器为JT4-A系列，其动作电压可在105%～120%额定电压范围内调整。

欠电压继电器是当电压降至某一规定范围时动作的电压继电器。零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式，是当继电器的端电压降至“零"或接近消失时才动作的电压继电器。可见欠电压继电器和零电压继电器在线路正常工作时，铁心与衔铁是吸合的，当电压降至低于整定值时．衔铁释放，带动触头动作，对电路实现欠电压或零电压保护。常用的欠电压继电器和零电压继电器有JT4-P系列，欠电压继电器的释放电压可在40%～70%定电压范围内整定，零电压继电器的释放电压可在10%～35%额定电压范围内调节。电压继电器在电路图中的符号如图4-1-7所示。

图3

4、电枢回路串电阻二级启动控制线路

图4-1-8所示为并励直流电动机电枢回路串电阻二级启动控制线路的电路图。其中KA1为欠电流继电器，作为励磁绕组的失磁保护，以免励磁绕组因断线或接触不良引起“飞车”事故；KA2为过电流继电器，对电动机进行过载和短路保护；电阻R为电动机停转时励磁绕组的放电电阻；V为续流二极管，使励磁绕组正常工作时电阻R上没有电流流入的。

图3

值得注意的是，并励直流电动机在启动时，励磁绕组的两端电压必须保证为额定电压。否则启动电流仍然很大，启动转矩也可能很小，甚至不能启动。

5、并励直流电动机电枢反接法正反转控制线路

在实际生产过程中，生产机械的运动部件经常要求正反两个方向的运动。如龙门刨床工作台的往复运动、卷扬机的上下运动等。作为拖动这些设备的直流电动机就要能够正反转，直流电动机实现反转有两种方法：一是电枢反接法，二是励磁反接法。由于励磁绕组匝数多．电感大，在进行反接时因电流突变，将会产生很大的自感电动势．危及电动机及电器的绝缘安全。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，因此一般采用电枢反接法。在将电枢绕组反接的同时必须连同换向极绕组一起反接，以达到改善换向的目的。图4-1-9所示为并励直流电动机电枢反接法正反转控制线路的电路图。

图4