電器控制技術(shù)-4

1、2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路 在生產(chǎn)機(jī)械或機(jī)床中，往往要求運動部在生產(chǎn)機(jī)械或機(jī)床中，往往要求運動部件能實現(xiàn)兩個相反方向的運行，例如：主軸件能實現(xiàn)兩個相反方向的運行，例如：主軸的正向和反向轉(zhuǎn)動，工作臺的前后、左右移的正向和反向轉(zhuǎn)動，工作臺的前后、左右移動，起重機(jī)吊鉤的上升和下降等等，而這兩動，起重機(jī)吊鉤的上升和下降等等，而這兩個彼此相反方向的運動，通常是靠拖動它們個彼此相反方向的運動，通常是靠拖動它們的三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。的三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 由電工學(xué)可知，電動由電工學(xué)可知，電動機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向是與定子通電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向是

2、與定子通電所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場方向一致的，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場方向一致的，而旋轉(zhuǎn)磁場的方向又與接入電源而旋轉(zhuǎn)磁場的方向又與接入電源的相序有關(guān)。因此只要把電動機(jī)的相序有關(guān)。因此只要把電動機(jī)定子三相繞組中任意兩相調(diào)換一定子三相繞組中任意兩相調(diào)換一下接到三相電源上，定子相序即下接到三相電源上，定子相序即可改變，從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?？筛淖儯瑥亩淖冸妱訖C(jī)的轉(zhuǎn)向。NSTCn2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路 相序：是指三相交流電相序：是指三相交流電出現(xiàn)幅值（或零值）的順序。出現(xiàn)幅值（或零值）的順序。電源的相序為：電源的相序為：ABC 若將電源順相序接入定若將電源順相序接入定子線圈，

3、磁場正轉(zhuǎn)，且電機(jī)子線圈，磁場正轉(zhuǎn)，且電機(jī)正轉(zhuǎn)，那么若任意調(diào)換兩相正轉(zhuǎn)，那么若任意調(diào)換兩相繞組的相序，磁場就會反轉(zhuǎn)，繞組的相序，磁場就會反轉(zhuǎn)，從而使電動機(jī)也反轉(zhuǎn)。從而使電動機(jī)也反轉(zhuǎn)。L1L2L3N(A)(B)(C) U B UA UC 2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路xYZ一一. .電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制： 當(dāng)當(dāng) KMKM1 1閉合、閉合、 KMKM2 2斷開時，電動機(jī)斷開時，電動機(jī)定子順相序接入電源定子順相序接入電源, , 電動機(jī)正轉(zhuǎn)，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，即即 XA XA ； YB YB ； ZC ZC 。 當(dāng)當(dāng) KMKM1 1斷開、斷開、 KMKM2 2閉合

4、時，電動機(jī)閉合時，電動機(jī)定子改變相序接入電源定子改變相序接入電源, , 則電動機(jī)反則電動機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn): : XCXC； YB YB ； ZA ZA 。注意注意: : 任意時刻任意時刻KMKM1 1、KMKM2 2都不能都不能同時接通同時接通, , 否則否則, , 電源短路。電源短路。KM2KM1FR3M3FUQ L1 L2 L3 (A) (B) (C)主電路2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路主電路：主電路： 當(dāng)當(dāng) KMKM1 1閉合、閉合、KMKM2 2斷開時，電動機(jī)斷開時，電動機(jī)定子順相序接入電源定子順相序接入電源, , 電動機(jī)正轉(zhuǎn)，電動機(jī)正轉(zhuǎn)， 即即 XA XA ；

5、 YB YB ； ZC ZC 。 當(dāng)當(dāng) KMKM1 1斷開、斷開、KMKM2 2閉合時，電動機(jī)閉合時，電動機(jī)定子改變相序接入電源定子改變相序接入電源, , 則電動機(jī)反則電動機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn): : XCXC； YB YB ； ZA ZA 。注意注意: : 任意時刻任意時刻KMKM1 1、KMKM2 2都不能都不能同時接通同時接通, , 否則否則, , 電源短路。電源短路。電源電源 (AC)兩相兩相短路短路KM2KM1FR3M3FUQ L1 L2 L3 (A) (B) (C)xYZ2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路圖圖(a). 電動機(jī)電動機(jī)“正正停停反反”控制線控制線路路控制過

6、程控制過程: KM1得電得電斷斷 KM2得電得電若在若在 KM1和和KM2 得電支得電支路中，不互路中，不互串接常閉觸串接常閉觸點點(稱稱 “電氣電氣互鎖互鎖” ) ，有造成電源有造成電源短路的可能。短路的可能。FUKM2KM1FR3M3Q L1 L2 L3 (A) (B) (C)SB1SB2SB3KM1KM1KM2KM2KM2KM1FR2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路KM2 復(fù)合按復(fù)合按鈕的動作特鈕的動作特點總是先斷點總是先斷后合。復(fù)合后合。復(fù)合按鈕的這種按鈕的這種互鎖功能互鎖功能, , 也稱為也稱為 “機(jī)械互機(jī)械互鎖鎖”。 圖圖( (b)b)控制線路中控制線路

7、中, ,既有既有“電氣互鎖電氣互鎖”, ”, 又有又有“機(jī)械機(jī)械互鎖互鎖”,”, 從而保證電路可靠從而保證電路可靠地工作地工作。SB1SB3KM1SB2KM1KM1KM2FRKM22-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路 在實際中可能出現(xiàn)這樣的情況，由于負(fù)在實際中可能出現(xiàn)這樣的情況，由于負(fù)載短路或大電流長期作用，接觸器的主觸點載短路或大電流長期作用，接觸器的主觸點被強(qiáng)烈的電弧被強(qiáng)烈的電弧“燒焊燒焊”在一起，或者接觸器在一起，或者接觸器的機(jī)構(gòu)失靈，使銜鐵卡住總在吸合狀態(tài)，這的機(jī)構(gòu)失靈，使銜鐵卡住總在吸合狀態(tài)，這都可能使主觸點不能斷開，這時，如果另一都可能使主觸點不能斷開，這

8、時，如果另一接觸器動作就會造成電源短路事故。因此控接觸器動作就會造成電源短路事故。因此控制線路必須具有雙重互鎖功能。制線路必須具有雙重互鎖功能。由于圖由于圖( (b)b)線路操作方便，安全可靠，故被廣泛應(yīng)用。線路操作方便，安全可靠，故被廣泛應(yīng)用。2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路 二二. .電動機(jī)正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)控制 1. 工作臺正反向自動循環(huán)控制工作臺正反向自動循環(huán)控制 用行程開關(guān)控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，一般用行程開關(guān)控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，一般是由運動部件上的擋鐵在工作中碰壓行程開是由運動部件上的擋鐵在工作中碰壓行程開關(guān)，來實現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的自動切

9、換。機(jī)床關(guān)，來實現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的自動切換。機(jī)床(如龍門刨床、平面磨床如龍門刨床、平面磨床) 的工作臺在一定行的工作臺在一定行程內(nèi)往復(fù)循環(huán)工作的自動控制就是用這樣的程內(nèi)往復(fù)循環(huán)工作的自動控制就是用這樣的電路來實現(xiàn)的。電路來實現(xiàn)的。2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路工作臺工作臺正反轉(zhuǎn)正反轉(zhuǎn)自動循自動循環(huán)控制環(huán)控制線路線路ST1ST2ST4ST3工作臺工作臺前進(jìn)前進(jìn)后退后退ST1ST2ST3ST4SB2SB1KM2KM2KM1KM1SB3KM1KM22-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路 2. 動力頭的自動循環(huán)控制動力頭的自動循環(huán)控制 動力頭的行程

10、控制線路動力頭的行程控制線路, 也是由行程開也是由行程開關(guān)按行程控制來實現(xiàn)動力頭的往復(fù)運動的。關(guān)按行程控制來實現(xiàn)動力頭的往復(fù)運動的。 生產(chǎn)要求：生產(chǎn)要求： 首先動力頭首先動力頭由位置由位置ab 停下停下; 然后動然后動力頭力頭由由 位置位置 cd 停下停下; 接著再使動力頭接著再使動力頭和和同時返回到原位置停下。同時返回到原位置停下。2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路M1M2ST1aST2bST3cST4d動力頭動力頭動力頭動力頭(1)KM1閉合閉合, M1正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn): ab(2)KM2閉合閉合, M2正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn): cd(3) KM3閉合閉合, M1反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn): ba K

11、M4閉合閉合, M2反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn): dcKM1KM3FR13M13KM2KM4FR23M232-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路 KM3和和KM4接觸接觸器的輔助動合觸點，器的輔助動合觸點，分別起自鎖作用，這分別起自鎖作用，這樣能保障動力頭樣能保障動力頭和和都確實退到原位。都確實退到原位。如果只有一個接觸器如果只有一個接觸器的觸點自鎖，那么另的觸點自鎖，那么另一個動力頭就可能出一個動力頭就可能出現(xiàn)沒退回到原位接觸現(xiàn)沒退回到原位接觸器就已失電的情況。器就已失電的情況。ST4ST2KM1SB1KM2KM3KM4SB2ST3KM3KM1KM4KM2KM1KM3KM4KM2FRS

12、T12-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路問題：問題： 如果系統(tǒng)如果系統(tǒng)完成了一個周完成了一個周期后，能否要期后，能否要求其繼續(xù)進(jìn)入求其繼續(xù)進(jìn)入自動循環(huán)狀態(tài)自動循環(huán)狀態(tài)呢？怎么辦？呢？怎么辦？ST4ST2KM1SB1KM2KM3KM4SB2ST3KM3KM1KM4KM2KM1KM3KM4KM2FRST12-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路2-4 異步電動機(jī)的異步電動機(jī)的 正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路ST4ST2KM1SB1KM2KM3KM4SB2ST3KM3KM1KM4KM2KM1KM3KM4KM2FRST1 由于生產(chǎn)設(shè)備可轉(zhuǎn)動部分具有機(jī)械慣性

13、，由于生產(chǎn)設(shè)備可轉(zhuǎn)動部分具有機(jī)械慣性，因此三相異步電動機(jī)從切除電源、利用機(jī)械因此三相異步電動機(jī)從切除電源、利用機(jī)械摩擦等阻力使其自然停車，總要經(jīng)歷一段時摩擦等阻力使其自然停車，總要經(jīng)歷一段時間，而這往往不能適應(yīng)許多機(jī)械設(shè)備的工藝間，而這往往不能適應(yīng)許多機(jī)械設(shè)備的工藝要求。例如萬能銑床、臥式鏜床、組合機(jī)床要求。例如萬能銑床、臥式鏜床、組合機(jī)床等機(jī)械設(shè)備的主軸都要求能迅速停車和準(zhǔn)確等機(jī)械設(shè)備的主軸都要求能迅速停車和準(zhǔn)確定位，這就要求對電動機(jī)進(jìn)行制動控制，迫定位，這就要求對電動機(jī)進(jìn)行制動控制，迫使其立即停車。使其立即停車。 2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路 電動機(jī)制動的方法一般

14、有兩類：電動機(jī)制動的方法一般有兩類： 機(jī)械制動機(jī)械制動 就是利用電磁鐵操縱機(jī)械就是利用電磁鐵操縱機(jī)械裝置進(jìn)行的制動。例如電磁抱閘制動器（在裝置進(jìn)行的制動。例如電磁抱閘制動器（在吊車、卷揚(yáng)機(jī)、電梯設(shè)備上常用）等，可使吊車、卷揚(yáng)機(jī)、電梯設(shè)備上常用）等，可使電動機(jī)在切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)。電動機(jī)在切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)。 電氣制動電氣制動 實質(zhì)上是在電動機(jī)停車過實質(zhì)上是在電動機(jī)停車過程中，產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子原來旋轉(zhuǎn)方向相反的程中，產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子原來旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降。電磁制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降。 2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路 對于三相籠型異步電

15、動機(jī)，常用的電對于三相籠型異步電動機(jī)，常用的電氣制動方法有兩種：能耗制動和反接制動。氣制動方法有兩種：能耗制動和反接制動。 一一. .能耗制動控制線路能耗制動控制線路 方法是：在切斷電動機(jī)的三相交流電方法是：在切斷電動機(jī)的三相交流電源后，立即在定子繞組中通入一個直流電源后，立即在定子繞組中通入一個直流電源，以產(chǎn)生一個恒定的磁場，而因慣性旋源，以產(chǎn)生一個恒定的磁場，而因慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組則切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組則切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流， 繼而產(chǎn)生與慣性轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，繼而產(chǎn)生與慣性轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路對轉(zhuǎn)子起到制動作

16、用。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速降至零對轉(zhuǎn)子起到制動作用。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速降至零時，再切除直流電源。時，再切除直流電源。這種消耗轉(zhuǎn)子機(jī)械能，這種消耗轉(zhuǎn)子機(jī)械能，并將其轉(zhuǎn)化成電能并將其轉(zhuǎn)化成電能, , 從而產(chǎn)生制動力的制動從而產(chǎn)生制動力的制動方法，稱為能耗制動法。方法，稱為能耗制動法。 下面介紹兩種分別用復(fù)合按鈕手動控制下面介紹兩種分別用復(fù)合按鈕手動控制 (圖圖a) 和時間繼電器自動控制和時間繼電器自動控制 (圖圖b)的單向能的單向能耗制動控制線路。耗制動控制線路。 2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路 能耗制動作用的能耗制動作用的強(qiáng)弱與通入直

17、流電流強(qiáng)弱與通入直流電流的大小和制動開始時的大小和制動開始時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，在同樣的轉(zhuǎn)速下，電在同樣的轉(zhuǎn)速下，電流越大制動作用越強(qiáng)。流越大制動作用越強(qiáng)。該電流的大小可由可該電流的大小可由可調(diào)電阻來調(diào)節(jié)。該電調(diào)電阻來調(diào)節(jié)。該電流一般取電動機(jī)額定流一般取電動機(jī)額定電流的電流的23倍。倍。M3KM1KM2KM2RPTFU2FU1FR能耗制動控制的主電路能耗制動控制的主電路KM1KM1KM1KM2KM2SB1SB2FR圖圖( (a)a)是復(fù)合按鈕手動制是復(fù)合按鈕手動制動控制線路動控制線路 ( (要停車時，要停車時，按下按鈕按下按鈕SBSB1 1，直到制動直到制動結(jié)束放開按鈕。結(jié)束放

18、開按鈕。) )2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路M3KM1KM2KM2RPTFU2FU1FR能耗制動控制的主電路能耗制動控制的主電路2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路圖圖( (b)b)是時間繼電器自動制動是時間繼電器自動制動控制線路控制線路( (延時時間的控制由延時時間的控制由電動機(jī)功率和拖動情況決定電動機(jī)功率和拖動情況決定) )KM1KM1KM1KM2KM2SB1SB2FRKM2KTKTM3KM1KM2KM2RPTFU2FU1FR能耗制動控制的主電路能耗制動控制的主電路2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路 特點：電動機(jī)能耗制動時，制動

19、轉(zhuǎn)矩隨電動特點：電動機(jī)能耗制動時，制動轉(zhuǎn)矩隨電動機(jī)的慣性轉(zhuǎn)速下降而減小，故制動平穩(wěn)且能量消機(jī)的慣性轉(zhuǎn)速下降而減小，故制動平穩(wěn)且能量消耗小，但制動力較弱，特別是低速時尤為突出，耗小，但制動力較弱，特別是低速時尤為突出，另外控制系統(tǒng)需附加直流電源裝置。另外控制系統(tǒng)需附加直流電源裝置。一般在重型一般在重型機(jī)床中常與電磁抱閘配合使用，先能耗制動，待機(jī)床中常與電磁抱閘配合使用，先能耗制動，待轉(zhuǎn)速降至一定值時，再令抱閘動作，可有效實現(xiàn)轉(zhuǎn)速降至一定值時，再令抱閘動作，可有效實現(xiàn)準(zhǔn)確、快速停車。能耗制動一般用于制動要求平準(zhǔn)確、快速停車。能耗制動一般用于制動要求平穩(wěn)準(zhǔn)確、電動機(jī)容量大和起制動頻繁的場合，如穩(wěn)準(zhǔn)確

20、、電動機(jī)容量大和起制動頻繁的場合，如磨床、龍門刨床及組合機(jī)床的主軸定位等等。磨床、龍門刨床及組合機(jī)床的主軸定位等等。 二二. .反接制動控制線路反接制動控制線路 電動機(jī)反接制動方法：要停車時，將電電動機(jī)反接制動方法：要停車時，將電動機(jī)上三相電源相序切換，使之產(chǎn)生一個與動機(jī)上三相電源相序切換，使之產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時，將電源切除。迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時，將電源切除。 假設(shè)電動機(jī)正在正向運行，若將電源反假設(shè)電動機(jī)正在正向運行，若將電源反接，電動機(jī)轉(zhuǎn)速將由正轉(zhuǎn)急劇降到零，如果接，電動機(jī)轉(zhuǎn)速將由正轉(zhuǎn)急劇降到零，

21、如果反接電源不及時切除，則電動機(jī)又要從零速反接電源不及時切除，則電動機(jī)又要從零速2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路反向起動運行。反向起動運行。 如何在電動機(jī)轉(zhuǎn)速降為零時及時切除電如何在電動機(jī)轉(zhuǎn)速降為零時及時切除電源呢？控制電路采用了速度繼電器來完成，源呢？控制電路采用了速度繼電器來完成，速度繼電器轉(zhuǎn)子與電動機(jī)的軸同軸相連，電速度繼電器轉(zhuǎn)子與電動機(jī)的軸同軸相連，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速即反映為速度繼電器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。動機(jī)的轉(zhuǎn)速即反映為速度繼電器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。速度繼電器的工作原理是：當(dāng)速度繼電器的速度繼電器的工作原理是：當(dāng)速度繼電器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于120rpm時，其觸點動作時，其觸點

22、動作; 而當(dāng)而當(dāng)轉(zhuǎn)速小于轉(zhuǎn)速小于 100rpm時，其觸點復(fù)位。時，其觸點復(fù)位。2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路 另外，由于反接制動時旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子另外，由于反接制動時旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對速度很大，接近兩倍的同步轉(zhuǎn)速，因的相對速度很大，接近兩倍的同步轉(zhuǎn)速，因此電流很大，所以此電流很大，所以對于鼠籠式電動機(jī)，常在對于鼠籠式電動機(jī)，常在定子電路中串接電阻；對于繞線式電動機(jī)，定子電路中串接電阻；對于繞線式電動機(jī)，則在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻，此電阻稱為反接則在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻，此電阻稱為反接制動電阻。制動電阻。可三相均衡串接，也可兩相串接，可三相均衡串接，也可兩相串接，兩相串接電阻的

23、阻值應(yīng)為三相串接的兩相串接電阻的阻值應(yīng)為三相串接的1.5倍。倍。 下面介紹兩種反接制動的控制線路。下面介紹兩種反接制動的控制線路。2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路KSKM2KM1FR3M3FUQ L1 L2 L3 (A) (B) (C)RKM1KM1KM2KM2SB1SB2FRKM1nKM2KS單向單向起動起動反接反接制動制動控制控制線路線路電動機(jī)運轉(zhuǎn)時，速度繼電器常開觸電動機(jī)運轉(zhuǎn)時，速度繼電器常開觸點閉合，為點閉合，為KM2得電作好準(zhǔn)備。制得電作好準(zhǔn)備。制動時，按動時，按SB1 , KM2得電制動得電制動, 當(dāng)當(dāng) n100rpm時時, KS打開打開, 制動結(jié)束。制動結(jié)束

24、。 2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路雙雙向向起起動動反反接接制制動動控控制制線線路路M3KSRRFRKM3KM2KM1FUKM1KM2KKKKM2SB3SB1SB2KM3KKM2KM3KM1KKS1KS2KM1FRnn 右圖為右圖為C650C650臥式車臥式車床電氣控制床電氣控制系統(tǒng)中，主系統(tǒng)中，主電動機(jī)的點電動機(jī)的點動、正反轉(zhuǎn)動、正反轉(zhuǎn)及正反向制及正反向制動控制電路。動控制電路。SB2SB0KM1KM2KKKKM2SB3SB1KM3KKM2KM3KM1KKS1KS2KM1FRnn2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制

25、線路制動控制線路2-5 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 制動控制線路制動控制線路 電動機(jī)反接制動方式的優(yōu)點是：制動力電動機(jī)反接制動方式的優(yōu)點是：制動力大，制動效果顯著。缺點是：制動準(zhǔn)確性差，大，制動效果顯著。缺點是：制動準(zhǔn)確性差，制動過程沖擊力大，容易損壞傳動部件，而制動過程沖擊力大，容易損壞傳動部件，而且使電網(wǎng)供給的電磁功率與拖動系統(tǒng)的機(jī)械且使電網(wǎng)供給的電磁功率與拖動系統(tǒng)的機(jī)械功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C(jī)轉(zhuǎn)子的熱損耗，其能功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C(jī)轉(zhuǎn)子的熱損耗，其能量損耗大，故應(yīng)限制反接制動次數(shù)，量損耗大，故應(yīng)限制反接制動次數(shù)，一般用一般用于系統(tǒng)慣性較大，制動要求迅速，起制動不于系統(tǒng)慣性較大，制動要求迅速，起制動不

26、頻繁的場合。頻繁的場合。如銑床、鏜床、中型車床等主如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動。軸的制動。 在同一負(fù)載下，人為地將電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在同一負(fù)載下，人為地將電動機(jī)的轉(zhuǎn)速從某一數(shù)值改變?yōu)榱硪粩?shù)值，來符合生產(chǎn)機(jī)從某一數(shù)值改變?yōu)榱硪粩?shù)值，來符合生產(chǎn)機(jī)械工作的需要稱為調(diào)速。械工作的需要稱為調(diào)速。 例如：在金屬切削機(jī)床上加工零件，為例如：在金屬切削機(jī)床上加工零件，為保證零件加工質(zhì)量，主軸的轉(zhuǎn)速隨著工件和保證零件加工質(zhì)量，主軸的轉(zhuǎn)速隨著工件和刀具的材料、工件的直徑、加工工藝要求及刀具的材料、工件的直徑、加工工藝要求及走刀量等的不同而不同。走刀量等的不同而不同。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控

27、制線路 長期以來，在電動機(jī)的調(diào)速領(lǐng)域中，直長期以來，在電動機(jī)的調(diào)速領(lǐng)域中，直流調(diào)速方案一直占有主要地位。流調(diào)速方案一直占有主要地位。 20世紀(jì)世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子學(xué)與年代以后，隨著電力電子學(xué)與電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用半導(dǎo)體交流技術(shù)電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)，特別是的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)，特別是70年代以年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)來，大規(guī)模集成電路和計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力傳動的進(jìn)一步開發(fā)創(chuàng)造了有展，為交流電力傳動的進(jìn)一步開發(fā)創(chuàng)造了有利的條件。利的條件。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 實際應(yīng)用中，交流

28、調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)速性實際應(yīng)用中，交流調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)速性能優(yōu)良，而且還具有節(jié)約能源、減少維護(hù)費能優(yōu)良，而且還具有節(jié)約能源、減少維護(hù)費用、節(jié)約占地面積等優(yōu)點，尤其是在大容量用、節(jié)約占地面積等優(yōu)點，尤其是在大容量或工作于惡劣環(huán)境時，更為直流拖動所不及?；蚬ぷ饔趷毫迎h(huán)境時，更為直流拖動所不及。 因此，了解和掌握交流調(diào)速的原理和方因此，了解和掌握交流調(diào)速的原理和方法，熟悉交流傳動控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀和發(fā)法，熟悉交流傳動控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展，已經(jīng)成為從事機(jī)電傳動與控制的人士十展，已經(jīng)成為從事機(jī)電傳動與控制的人士十分關(guān)注的一個領(lǐng)域。分關(guān)注的一個領(lǐng)域。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路

29、根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：n = 60 f (1 - s) / p可以知道，異步電動機(jī)的調(diào)速方法有三種：可以知道，異步電動機(jī)的調(diào)速方法有三種： 改變頻率改變頻率f 、改變極對數(shù)改變極對數(shù) p 和改變轉(zhuǎn)差率和改變轉(zhuǎn)差率 s，其中其中, 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率s 的方法，又可通過調(diào)定子電壓、的方法，又可通過調(diào)定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電壓以及定轉(zhuǎn)子供電頻率差等方法轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電壓以及定轉(zhuǎn)子供電頻率差等方法來實現(xiàn)，從而派生出很多種調(diào)速方法。來實現(xiàn)，從而派生出很多種調(diào)速方法。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 我國電網(wǎng)頻率是固定的我國電網(wǎng)頻率是固定的50Hz

30、，改變電源改變電源頻率需要專門的變頻裝置，控制電路復(fù)雜、頻率需要專門的變頻裝置，控制電路復(fù)雜、成本較高，雖可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，是成本較高，雖可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，是一種一種理想的調(diào)速方法理想的調(diào)速方法，但是由于其成本較高，但是由于其成本較高，故尚未普遍應(yīng)用。故尚未普遍應(yīng)用。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 目前常用的調(diào)速方法是改變極對數(shù)目前常用的調(diào)速方法是改變極對數(shù)調(diào)速和轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速方法。調(diào)速和轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速方法。 這種方法調(diào)速雖然簡單可靠，但它是有級調(diào)速；這種方法調(diào)速雖然簡單可靠，但它是有級調(diào)速；若在轉(zhuǎn)子電路中串入一個調(diào)速變阻器，便可以實現(xiàn)若在轉(zhuǎn)子電路

31、中串入一個調(diào)速變阻器，便可以實現(xiàn)平滑地?zé)o級變速，但是這要消耗大量的電能，不經(jīng)平滑地?zé)o級變速，但是這要消耗大量的電能，不經(jīng)濟(jì)。并且隨轉(zhuǎn)速降低，特性變軟。濟(jì)。并且隨轉(zhuǎn)速降低，特性變軟。這種調(diào)速方法大這種調(diào)速方法大多用在重復(fù)短期運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械中。多用在重復(fù)短期運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械中。如在起重運輸如在起重運輸設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛。設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速的方法只適用轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速的方法只適用于繞線式異步電動機(jī)。于繞線式異步電動機(jī)。 在實際中，還存在大量的生產(chǎn)機(jī)械，它在實際中，還存在大量的生產(chǎn)機(jī)械，它們并不需要連續(xù)平滑的調(diào)速，只是需要幾種

32、們并不需要連續(xù)平滑的調(diào)速，只是需要幾種特定的轉(zhuǎn)速即可，而且對起動性能沒有高要特定的轉(zhuǎn)速即可，而且對起動性能沒有高要求，一般只在空載或輕載下起動，在這種情求，一般只在空載或輕載下起動，在這種情況下，可以采用變極對數(shù)的調(diào)速方法。改變況下，可以采用變極對數(shù)的調(diào)速方法。改變定子繞組的接線，可以改變磁極對數(shù)。定子繞組的接線，可以改變磁極對數(shù)。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 由于繞線式異步電動機(jī)改變定子極對數(shù)后，轉(zhuǎn)由于繞線式異步電動機(jī)改變定子極對數(shù)后，轉(zhuǎn)子繞組也要重新組合，生產(chǎn)中難以實現(xiàn)。而鼠籠式子繞組也要重新組合，生產(chǎn)中難以實現(xiàn)。而鼠籠式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組本身無固定的極對數(shù)，它

33、是隨異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組本身無固定的極對數(shù)，它是隨定子繞組極對數(shù)改變而變化的。定子繞組極對數(shù)改變而變化的。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 變極對數(shù)的調(diào)速方法只適用于鼠籠變極對數(shù)的調(diào)速方法只適用于鼠籠式異步電動機(jī)。式異步電動機(jī)。 一一. . 三相鼠籠式異步電動機(jī)定子繞三相鼠籠式異步電動機(jī)定子繞組改變極對數(shù)的原理：組改變極對數(shù)的原理： 磁極對數(shù)磁極對數(shù) p p 的改變?nèi)Q于電動機(jī)的改變?nèi)Q于電動機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。下面下面，只以三，只以三相定子繞組中的一相相定子繞組中的一相(U1U2)為例來說明為例來說明:NSU1U2U1U2p p = 1= 1可

34、見，可產(chǎn)生唯一的一可見，可產(chǎn)生唯一的一對磁場磁極。對磁場磁極。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 假若每相繞組由兩假若每相繞組由兩個線圈組成，結(jié)果就不個線圈組成，結(jié)果就不唯一。唯一。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路變變極極調(diào)調(diào)速速原原理理NNSSA1X1A2 X2每相繞組每相繞組中兩個線中兩個線圈串聯(lián)時圈串聯(lián)時( p=2) A1X1A2X2NSA1A2X1X2每相繞組每相繞組中兩個線中兩個線圈并聯(lián)時圈并聯(lián)時( p=1) A1X1A2X2U1U2V1V2W1W2(a)三角形聯(lián)接三角形聯(lián)接U1V1W1U2V2W2(b)雙星形聯(lián)接雙星形聯(lián)接4 / 2極雙速

35、電動機(jī)三相定子繞組接線示意圖極雙速電動機(jī)三相定子繞組接線示意圖2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 此方法的原理是，通過改變定子繞組此方法的原理是，通過改變定子繞組中線圈的接線，來得到不同的磁場極對數(shù)，中線圈的接線，來得到不同的磁場極對數(shù)，從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。若在定子上安裝從而改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。若在定子上安裝兩套獨立的三相繞組，且各自具有所需的兩套獨立的三相繞組，且各自具有所需的極對數(shù)，兩套獨立繞組中每套又可有不同極對數(shù)，兩套獨立繞組中每套又可有不同的連接，這樣就可以分別得到雙速、三速的連接，這樣就可以分別得到雙速、三速或四速電動機(jī)，通常稱為或四速電動機(jī)，通常稱為多速電動機(jī)

36、。多速電動機(jī)。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 二二. . 雙速電動機(jī)高低速控制線路雙速電動機(jī)高低速控制線路 注意注意: : 圖圖( (a)a)中定子繞組由中定子繞組由Y Y形改接成形改接成YYYY形，形，即每相繞組由串聯(lián)改成并聯(lián)，故極對數(shù)即每相繞組由串聯(lián)改成并聯(lián)，故極對數(shù)減少了一倍?？梢宰C明，此時轉(zhuǎn)矩維持不變減少了一倍。可以證明，此時轉(zhuǎn)矩維持不變, ,而功率增加了一倍，即而功率增加了一倍，即屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速； 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 下面將以雙速電動機(jī)為例來分析這類電下面將以雙速電動機(jī)為例來分析這類電動機(jī)的變速控制線路。動機(jī)

37、的變速控制線路。 而在圖而在圖( (b)b)中，中，定子繞組由形改接成定子繞組由形改接成 YYYY形形時，極對數(shù)也減小了一倍。也可以證明，此時，極對數(shù)也減小了一倍。也可以證明，此時功率基本維持不變，而轉(zhuǎn)矩約減小了一倍，時功率基本維持不變，而轉(zhuǎn)矩約減小了一倍，即即屬于恒功率調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。U1U2X1X2ACBU1U2X1X2A B C圖圖( (a)a)Y- Y YY- Y YU1U2X1X2ACBU1U2X1X2A BC圖圖( (b)b)- Y Y- Y Y2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 為了使電動機(jī)在改變磁極對數(shù)后仍為了使電動機(jī)在改變磁極對數(shù)后仍能維持原來的轉(zhuǎn)向不

38、變，就必須在改變能維持原來的轉(zhuǎn)向不變，就必須在改變極對數(shù)的同時，改變?nèi)嗬@組接線的相極對數(shù)的同時，改變?nèi)嗬@組接線的相序序( (如將如將B B和和C C兩相對換兩相對換), ), 這是設(shè)計變極這是設(shè)計變極調(diào)速電動機(jī)控制線路時一個必須注意的調(diào)速電動機(jī)控制線路時一個必須注意的問題。問題。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 U V WD1D6D3D5D2D4KMLKMLKMH 4 4 / / 2 2 極雙速電動機(jī)高極雙速電動機(jī)高低速控制主電路：低速控制主電路： 將出線端將出線端D D1 1、D D2 2、D D3 3接電接電源，源，D D4 4、D D5 5、D D6 6端懸空端

39、懸空, ,則繞組則繞組為形接法，每相繞組中兩線為形接法，每相繞組中兩線圈串聯(lián)圈串聯(lián)( (四極四極) )，電動機(jī)為低速；，電動機(jī)為低速；而當(dāng)而當(dāng)D D1 1、D D2 2、D D3 3短接短接, , D D4 4、D D5 5、D D6 6接電源接電源, ,則繞組為則繞組為YYYY形形, ,每相每相繞組中兩線圈并聯(lián)繞組中兩線圈并聯(lián)( (二極二極) )，電，電動機(jī)為高速。動機(jī)為高速。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路SB1SB2KMLKMHKMHKMHKMLKMLSFR圖圖(a)KMHSB3SB1KMLSB2KMHKMLKMLKMHFR圖圖(b) U V WD1D6D3D5D2

40、D4KMLKMLKMH2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 圖圖(a)和圖和圖(b)中接觸器中接觸器KML動作為低速動作為低速, KMH動作為高速。圖動作為高速。圖(a)用雙投開關(guān)用雙投開關(guān)S實現(xiàn)高實現(xiàn)高低速控制低速控制; 圖圖(b) 用復(fù)合按鈕用復(fù)合按鈕SB2 和和SB3 來實來實現(xiàn)高低速控制。采用復(fù)合按鈕聯(lián)鎖現(xiàn)高低速控制。采用復(fù)合按鈕聯(lián)鎖, 可使高可使高低速直接轉(zhuǎn)換低速直接轉(zhuǎn)換, 而不必經(jīng)過停止按鈕。主電而不必經(jīng)過停止按鈕。主電路使用了兩個接觸器。路使用了兩個接觸器。 而在下面的圖而在下面的圖(c)主電路中，則采用了三主電路中，則采用了三個接觸器，用雙投開關(guān)個接觸器，用雙

41、投開關(guān)S轉(zhuǎn)換高低速。轉(zhuǎn)換高低速。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 U V WD1D6D3D5D2D4KMLKMKMH圖圖(c)KMLKMKMHKTKTKTKMKTKMHKMLKMS高速高速低速低速2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 圖圖(c)的接觸器的接觸器KML動作，電動機(jī)為低速動作，電動機(jī)為低速運行狀態(tài)；接觸器運行狀態(tài)；接觸器KMH和和KM動作時，電動動作時，電動機(jī)為高速運行狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)打到高速時，由機(jī)為高速運行狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)打到高速時，由時間繼電器的兩個觸點首先接通低速，經(jīng)延時間繼電器的兩個觸點首先接通低速，經(jīng)延時后自動切換到高速，這樣先低速后高速

42、的時后自動切換到高速，這樣先低速后高速的控制，目的是起限制起動電流的作用?？刂?，目的是起限制起動電流的作用。 2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路 雙速電動機(jī)調(diào)速的優(yōu)點雙速電動機(jī)調(diào)速的優(yōu)點: 可以適用不同可以適用不同負(fù)載性質(zhì)的要求，需要恒功率調(diào)速時可采用負(fù)載性質(zhì)的要求，需要恒功率調(diào)速時可采用三角形三角形雙星形電動機(jī)，需要恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時雙星形電動機(jī)，需要恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時用星形用星形雙星形電動機(jī)，線路簡單、效率高、雙星形電動機(jī)，線路簡單、效率高、特性好，調(diào)速時所需附加設(shè)備少，維修方便。特性好，調(diào)速時所需附加設(shè)備少，維修方便。缺點是：缺點是：多速電動機(jī)體積大、價格高、只能多速電動機(jī)體積大

43、、價格高、只能有級調(diào)速。多速電動機(jī)調(diào)速主要用于機(jī)電聯(lián)有級調(diào)速。多速電動機(jī)調(diào)速主要用于機(jī)電聯(lián)合調(diào)速場合，特別是中小型機(jī)床上用得很多。合調(diào)速場合，特別是中小型機(jī)床上用得很多。2-6 異步電動機(jī)異步電動機(jī) 調(diào)速控制線路調(diào)速控制線路2-7 典型生產(chǎn)設(shè)備典型生產(chǎn)設(shè)備 的控制線路分析的控制線路分析 電器控制系統(tǒng)是生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部電器控制系統(tǒng)是生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部分。能對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行正確的安裝、使用和分。能對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行正確的安裝、使用和維護(hù)，工程技術(shù)人員不僅要考慮生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)，工程技術(shù)人員不僅要考慮生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、傳動方式，還要提出系統(tǒng)的控制方案。結(jié)構(gòu)、傳動方式，還要提出系統(tǒng)的控制方案。這些都要求在

44、設(shè)計前對國內(nèi)外同類型產(chǎn)品的這些都要求在設(shè)計前對國內(nèi)外同類型產(chǎn)品的電器控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、比較，從而選出最電器控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、比較，從而選出最佳的控制方案。佳的控制方案。 此外，學(xué)習(xí)分析典型生產(chǎn)機(jī)械的電氣控此外，學(xué)習(xí)分析典型生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制線路，一方面可進(jìn)一步掌握電氣控制線路制線路，一方面可進(jìn)一步掌握電氣控制線路的組成、各種基本控制電路在具體的電氣控的組成、各種基本控制電路在具體的電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；另一方面學(xué)會分析電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；另一方面學(xué)會分析電氣控制線路的方法，從中找出規(guī)律，逐步提高閱制線路的方法，從中找出規(guī)律，逐步提高閱讀電氣原理圖的能力，為進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)讀電氣原理圖的能力，為進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計打下基礎(chǔ)。的設(shè)計打下基礎(chǔ)。 2-7 典型生產(chǎn)設(shè)備典型生產(chǎn)設(shè)備 的控制線路分析的控制線路分析 分析生產(chǎn)設(shè)備電器控制系統(tǒng)時應(yīng)注意以分析生產(chǎn)設(shè)備電器控制系統(tǒng)時應(yīng)注意以下幾個問題：下幾個問題： 1. 了解生產(chǎn)設(shè)備的主要技術(shù)性能，機(jī)械了解生產(chǎn)設(shè)備的主要技術(shù)性能，機(jī)械傳動、液壓和氣動的工作原理。傳動、液壓和氣動的工作原理。 2-7 典型生產(chǎn)設(shè)備典型生產(chǎn)設(shè)備 的控制線路分析的控制線路分析 2. 弄清各電動機(jī)的安裝部位、作用、規(guī)弄清各電動機(jī)的安