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电机控制技术3.6直流电动机的保护
汇报人：AA
2024-01-20
CATALOGUE
目录
直流电动机概述
直流电动机保护需求分析
直流电动机保护方法探讨
典型案例分析：直流电动机保护应用实例
直流电动机保护技术发展趋势与展望
总结与回顾
01
直流电动机概述
磁场作用
直流电动机利用通电导体在磁场中受力的原理，将电能转换为机械能。当导体通电后，在磁场中受到力的作用而旋转。
换向器作用
换向器是直流电动机的关键部件，用于改变电流方向，使电动机持续旋转。当导体旋转到某一位置时，换向器会自动改变电流方向，使导体在磁场中继续受力旋转。
直流电动机主要由定子和转子两部分组成。定子包括主磁极、换向极、机座和端盖等部件；转子包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴和风扇等部件。
定子与转子
电刷与换向器是直流电动机的重要组成部分，用于引入或引出电流。电刷通常采用金属石墨材料制成，具有良好的导电性和耐磨性。换向器则采用铜制或银制材料，具有良好的导电性和耐腐蚀性。
电刷与换向器
02
直流电动机保护需求分析
防止电动机因长时间过载而损坏
当电动机承受的负载超过其额定值时，过载保护应能及时切断电源，避免电动机过热或损坏。
保护电动机及相关设备
过载可能导致电动机及相关设备（如传动装置、负载等）损坏，因此需要设置过载保护以减小损失。
当电动机或其电路发生短路时，短路保护应能迅速切断电源，防止电源系统受到严重冲击。
短路可能引发火灾等严重安全事故，因此需设置短路保护以降低风险。
避免火灾等安全事故
防止电源短路
失压或欠压可能导致电动机无法正常运转，甚至造成损坏，因此需要设置相应的保护。
防止电动机在失压或欠压状态下运行
失压或欠压可能对电源系统造成不良影响，如电压波动、谐波等，因此需要采取措施以保障电源系统稳定。
保障电源系统稳定
当电动机因某种原因（如散热不良、环境温度过高等）导致温升过高时，应能自动切断电源以防止电动机损坏。
过热保护
对于多相电动机，当某相断线时，应能自动切断电源以防止电动机在不对称状态下运行而损坏。
断相保护
当电动机或其电路发生接地故障时，应能迅速切断电源以保障人员和设备安全。
接地保护
03
直流电动机保护方法探讨
当电路发生短路时，熔断器中的熔体会自动熔断，切断电路，从而保护电动机和电路不受损坏。
熔断器保护
利用空气开关的短路保护功能，在电路发生短路时自动跳闸断开电路。
空气开关保护
接触器自保护
接触器自身具有失压和欠压保护功能，当电源电压低于一定值时，接触器会自动断开，从而保护电动机。
专门的失压和欠压保护器
采用专门的失压和欠压保护器对电动机进行保护，当电源电压低于或高于一定值时，保护器会自动切断电源。
断相保护
采用断相保护器对电动机进行断相保护，当电动机任一相断线时，保护器会自动切断电源，避免电动机因缺相而损坏。
过热保护
在电动机内部或外部安装温度传感器，实时监测电动机的温度变化，当温度超过一定值时，自动切断电源或发出警报。
接地保护
将电动机的外壳接地，一旦电动机内部出现绝缘损坏导致外壳带电，接地保护会将电流引入大地，从而保护人身安全和设备安全。
04
典型案例分析：直流电动机保护应用实例
过载现象描述
01
当直流电动机承受的负载超过其额定值时，会导致电流增大，进而引发过载。
过载保护原理
02
通过检测电动机电流，当电流超过设定值时，保护装置切断电源，避免电动机损坏。
应用实例
03
在工业生产线上，当传送带上的物品过重时，直流电动机可能出现过载现象。此时，过载保护装置会自动切断电源，保护电动机不受损坏。
当直流电动机的电路中出现短路时，电流会急剧增大，可能导致电动机损坏。
短路现象描述
通过检测电路中的电流变化率，当变化率超过设定值时，判断为短路，保护装置迅速切断电源。
短路保护原理
在电力系统中，直流电动机驱动的发电机出现短路故障。短路保护装置在毫秒级时间内切断电源，避免了故障扩大和设备损坏。
应用实例
失压和欠压现象描述
当直流电动机的电源电压低于额定电压时，称为欠压；当电源电压完全消失时，称为失压。这两种情况都可能导致电动机运行异常或损坏。
失压和欠压保护原理
通过检测电源电压，当电压低于设定值时，保护装置切断电源或采取其他措施保护电动机。
应用实例
在电梯控制系统中，如果直流电动机驱动的电梯在运行过程中遇到电网电压波动或瞬间停电，失压和欠压保护装置会立即切断电源，确保电梯安全停靠在最近楼层。
要点三
综合保护需求
针对直流电动机可能出现的多种故障模式，如过载、短路、失压、欠压等，需要一种综合保护方案。
要点一
要点二
综合保护原理
结合多种检测技术，对电动机的电流、电压、温度等参数进行实时监测，并根据预设的保护策略采取相应的保护措施。
应用实例
在电动汽车中，直流电动机驱动系统采用了综合
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