電氣控制與PLC應用3

第3章三相異步電動機的制動和調速控制電路本章要點低壓電器的認識三相異步電動機的制動三相異步電動機的調速制動控制電路的實現與調試3.1認識元器件3.1.1速度繼電器速度繼電器又稱反接制動繼電器，主要用于三相異步電動機反接制動的控制電路中，任務是在電動機轉速接近零時立即發(fā)出信號，切斷電源使之停車（否則電動機開始反方向起動）。其主要結構由轉子、定子及觸點三部分組成。由于速度繼電器工作時是與電動機同軸的，不論電動機正轉或反轉，速度繼電器的兩個動合觸點，就有一個閉合，準備實行電動機的制動。其外觀和電氣符號如圖3-1所示。

a）b）c）d）圖3-1速度繼電器a）外觀b）轉子符號

c）動合觸頭d）動斷觸頭1．速度繼電器的選擇速度繼電器主要根據電動機的額定轉速來選擇。常用的速度繼電器有JY1型和JFZ0型兩種。其中JY1型可在700～3600r/min范圍內可靠地工作；JFZ0-1型使用于300～1000r/min；JFZ0-2型適用于1000～3600r/min。速度繼電器具有兩個動合觸點、兩個動斷觸點，觸電額定電壓為380V，額定電流為2A。一般速度繼電器的轉軸在130r/min左右即能動作，在100r/min時觸頭即能恢復到正常位置。2．速度繼電器的使用（1）速度繼電器的轉軸應與電動機同軸聯接。（2）速度繼電器安裝接線時，正、反向的觸頭不能接錯，否則不能起到反接制動時接通或斷開反向電源的作用。（3）可以通過螺釘的調節(jié)來改變速度繼電器動作的轉速，以適應控制電路的要求。3.1.2電磁抱閘電磁抱閘主要由制動閘輪、摩擦閘瓦、杠桿、彈簧及電磁鐵等組成，電磁抱閘的制動閘輪與電動機同軸連接。電磁抱閘有通電制動型和斷電制動型兩種，其外觀和電氣符號如圖3-2示。

a）b）c）圖3-2電磁抱閘a）TDZ1系列通電制動型b）TJ2系列斷電制動型

c）電氣符號以斷電制動型為例，電磁抱閘的制動原理為：電動機停機時，壓力彈簧通過杠桿使摩擦閘瓦緊緊抱住制動閘輪實現制動；電動機起動時，抱閘電磁鐵通電，克服彈簧的阻力，使摩擦閘瓦與制動閘輪分開，從而保證電動機正常起動，通電制動型與斷電制動型正好相反。1．電磁抱閘的選用（1）為了選用較小型號的電磁抱閘和縮小安裝位置，電磁抱閘應安裝在高速傳動軸或電機軸上，因該軸的扭矩最小。（2）電磁抱閘的基本參數是制動力矩，與制動時間成正比，所以在決定和計算制動力矩時不可太大，以滿足工作要求為適宜。（3）為了使電磁抱閘在盡可能小的制動力矩下工作，可以通過節(jié)螺母來改變主彈簧的壓縮長度，達到需要的彈簧力及制動力矩。（4）機器設備在安裝了制動輪以后，再安裝電磁抱閘，制動輪必須經動力、靜力平衡，兩閘瓦中心連接線與制動輪中心偏差不得超過0.3mm。2．電磁抱閘的使用（1）安裝前應清除灰塵和臟物，并檢查銜鐵有否機械卡阻。（2）調整好制動電磁鐵與電磁抱閘之間的連接關系，保證電磁抱閘能獲得所需的制動力矩。（3）電磁鐵應按接線圖進行接線，并接通電磁鐵操作數次，檢查銜鐵動作是否正常。（4）定期檢查銜鐵行程的大小，該行程在運動過程中由于制動面的磨損而增大。當銜鐵行程達到正常值時，即進行調整，以恢復制動面和轉盤問的最小空隙。不應讓行程增加到正常值以上，因這可能引起吸力的顯著降低。（5）注意可動部件的機械磨損，經常在可動部分擦油。3.2三相異步電動機制動控制電路三相異步電動機切斷電源后，由于慣性的作用，總要經過一段時間才能完全停下來，而有些生產機械要求迅速、準確地停車，這就要求對電動機進行強迫制動。制動的方法有機械制動和電氣制動兩大類：機械制動是用電磁鐵操縱機械進行制動，如電磁抱閘；電氣制動是產生一個與原來轉動方向相反的制動轉矩，常用的電氣制動方法有反接制動和能耗制動。3.2.1電磁抱閘控制電路1．斷電制動控制電路斷電制動控制由于其在斷電情況下，仍能通過彈簧的壓力，使摩擦閘瓦與制動閘輪緊緊抱住，而廣泛用于電梯、起重機等設備中，使其不至于因電流中斷或電氣故障而降低制動的可靠性和安全性。電磁抱閘斷電制動控制線路如圖3-3所示。2．通電制動控制電路有些設備需要在斷電狀態(tài)下調整(如XA6132萬能銑床），就不能采用斷電制動控制，應采用通電制動型控制電路，如圖3-4所示。3.2.2反接制動控制電路反接制動是通過改變定子繞組中的電源相序，使其產生一個與轉子旋轉方向相反的電磁轉矩來實現的。反接制動控制電路如圖3-5所示。3.2.3能耗制動控制電路能耗制動是在電動機脫離交流電源后，迅速給定子繞組通入直流電源，產生恒定磁場，利用轉子感應電流與恒定磁場的相互作用達到制動的目的。由于此制動方法是將電動機旋轉的動能轉變?yōu)殡娔?，并消耗在制動電阻上，故稱為能耗制動。能耗制動控制電路如圖3-6所示。3.3雙速異步電動機調速控制電路3.3.1雙速異步電動機的接線雙速電動機是采用改變定子繞組的接線方式，以獲得不同的磁極對數來改變電動機的轉速。4/2極雙速異步電動機定子繞組接線方式如圖3-7所示。如圖3-7所示，4/2極雙速異步電動機定子繞組的不但有3個出線端U1、Vl、W1，還在每相繞組的中點再各接出一個出線端U2、V2、W2，共有6個出線端。改變這6個出線端與電源的連接方式就可得到兩種不同的轉速。圖3-7（a）所示的電動機定子繞組接成三角形，極數為4極（極對數為2），同步轉速為1500r/min，這種方式只需將三相電源接至定子繞組三角形連接頂點的出線端U1、V1、W1上，其余三個出線端U2、V2、W2懸空不接，雙速電動機為低速運轉；圖3-7（b）所示的電動機定子繞組接成星形，極數為2極（極對數為1），同步轉速為3000r/min，這種方式需將三相電源接至定子繞組星形連接頂點的出線端U2、V2、W2上，其余三個出線端U1、V1、W1短接，雙速電動機為高速運轉。需要注意的是改變極對數后，相序方向與原來相序相反，必須將電動機任意兩個出線端對調，保證變極后轉動方向不變。4/2極雙速異步電動機的常用調速控制線路有手動控制調速電路和自動控制調速電路兩種。3.3.24/2極雙速異步電動機手動控制調速電路手動控制調速電路有低速按鈕和高速按鈕兩個復合按鈕，可以低速起動，也可以高速起動，在電動機運行狀態(tài)下能夠進行高速或低速的切