低壓電器8電動機控制電路解析教學課件

七

常用低壓電器7.1低壓電器按用途分類：配電電器、控制電器P151表10-17.2配電電器用途：在電路中主要起隔離、轉換、接通和分斷電路。常用的類型有以下幾種：1、刀開關：用作隔離電源或非頻繁地接通和分斷電路2、組合開關：（又稱轉換開關）作電源開關和控制電動機起動、停止、變速（有級）、換向3、低壓斷路器：（又稱自動空氣開關）當電路發(fā)生短路、過載、失壓時能自動切斷電路2020/10/1614、熔斷器：用作電路及電氣設備的短路或過載保護主要技術參數(shù)選擇：1）熔斷器的額定電壓UN大于或等于線路工作電壓UL2）熔斷器的額定電流IN大于或等于熔體的額定電流IRN3）熔體額定電流IRN選擇

保護一臺電動機：IRN≥（1.5-2.5）IN式中：IN為電動機額定電流

保護多臺電動機：IRN≥（1.5-2.5）IMN+∑IN式中：IMN為容量最大的電動機額定電流∑IN為其余電動機額定電流之和2020/10/162

7.3控制電器1、交流接觸器：在自動控制系統(tǒng)中，可實現(xiàn)對電動機和其他電氣設備的頻繁操作和遠距離控制。CJ20是全國統(tǒng)一設計的新型交流接觸器，有三對常開主觸點，（電流等級有10A、16A、25A、40A、63A、100A—630A）電流容量大的裝設滅弧裝置；二對常開、常閉輔助觸點（5A）主要技術參數(shù)選擇：1）額定電壓大于或等于主電路額定電壓2）接觸器吸引線圈的額定電壓必須與控制電路相等3）接觸器額定電流大于或等于負載額定電流2020/10/1632、繼電器繼電器是一種根據(jù)輸入信號（電量或非電量）來控制電路接通或斷開的電器。常用的繼電器有：1）中間繼電器：觸點數(shù)量多，可將一路信號轉變?yōu)槎嗦沸盘査鼘嶋H上是一種動作值與釋放值不能調節(jié)的電壓繼電器。當線圈外加（85﹪-110﹪）額定電壓時繼電器吸合，（20﹪-75﹪）額定電壓時繼電器釋放。JZ7系列2）電流繼電器：分為過電流、欠電流（保護）繼電器。吸引線圈串聯(lián)在被控電路中，其電流值根據(jù)控制要求可調節(jié)

2020/10/164過電流繼電器：

當被測電路發(fā)生短路或過電流（超過線圈的整定電流）時，繼電器觸點動作。欠電流繼電器：電路電流正常時，繼電器工作，電流低于其整定值時，觸點復位。3）電壓繼電器：分為過電壓、欠電壓和零電壓（保護）繼電器過電壓繼電器：當被測電路電壓大于其整定電壓時，繼電器觸點動作。欠電壓、零電壓繼電器：電路電壓正常時，繼電器工作，電壓低于其整定值時，觸點復位。2020/10/1654）時間繼電器：根據(jù)預定的時間來接通或分斷電路

按延時方式分為：通電延時、斷電延時兩種

識別延時觸點的方法：確定觸點形式（常開或常閉）根據(jù)圓弧的圓心方向確定延時方式（延時閉合或延時斷開）5）熱繼電器：用于對電動機的過載、斷相保護。

主要參數(shù)選擇：熱繼電器額定電流根據(jù)電動機額定電流確定熱元件的整定電流按電動機額定電流的1.2倍整定6）速度繼電器：用于對電動機的反接制動2020/10/1663、主令電器用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)出控制指令的電器1）按鈕：

選擇按鈕時注意：額定電壓、額定電流（5A）結構形式、觸點對數(shù)、顏色、指示燈等2）行程開關（又稱限位開關）行程開關是機械運動部件的位置檢測開關行程開關可分為直動式、微動式、滾輪式還有無機械觸點的接近開關。使用最方便的是二線制交流接近開關接線圖如右所示2020/10/167

八電動機控制電路8.1電氣控制系統(tǒng)圖

電氣控制系統(tǒng)圖包括電氣原理圖、安裝接線圖、位置圖。1、電氣原理圖

電氣原理圖——用圖形符號和文字符號表示電路各個元件、器件連接關系和電氣工作原理的圖。電氣原理圖

分為電源電路、主電路、輔助電路三部分1）電源電路：電源電路繪成水平線2）主電路：是從電源到電動機，通過大電流的電路。包括電機啟動，轉向，調速，制動，自動循環(huán)等控制環(huán)節(jié)。主電路畫在原理圖左邊，垂直于電源電路，用粗實線表示。

2020/10/1682020/10/1693）輔助電路——包括控制電路、信號電路、照明及保護電路輔助電路由接觸器、繼電器的線圈、按鈕、觸點等組成，用來控制主電路，通過較小電流（＜5A）的電路。輔助電路一般按照控制、信號、照明、保護電路的順序依次垂直畫在主電路圖的右側。2、安裝接線圖（見下頁）表示各電器元件的安裝位置、配線方式、接線情況的圖。它表示各電器元件的相對位置、文字符號、端子號、導線號、導線型號、截面。3、位置圖

表示各電器元件在控制板上的實際安裝位置2020/10/16102020/10/1611

8.2三相異步電動機直接起動電路1、手動控制直接起動電路容量在10KW以下不頻繁啟動的電動機，采用全電壓直接起動采用刀開關（閘刀開關，鐵殼開關），空氣斷路器，轉換開關，組合開關等，手動操作。（P173）2、接觸器控制單方向運行控制電路（重點）1）主電路分析：具有熔斷器短路保護（FU）、熱繼電器過載保護（FR）具有失壓和欠壓保護：當電源停電或電壓降低到一定值，接觸器將自動釋放，不會造成不經(jīng)起動而接通電源的事故。2020/10/16122）控制電路分析：起動過程：按下SB2→KM吸合→輔助觸點KM自鎖、主觸點接通電源→M全壓起動運行輔助觸點KM起自鎖作用稱為自鎖觸點停車過程：按下SB1→KM失電→主、輔觸點斷開→M停轉故障現(xiàn)象；按下起動按鈕SB2，KM不吸合，試分析；故障產(chǎn)生的原因，說明檢查的方法。思考；將輔助觸點KM除去，該電路就變成什么電路？2020/10/16133)點動與連續(xù)運行控制電路；在上述典型控制電路中增加一個點動復合按鈕SB3，使SB3的常閉觸點與KM自鎖觸點串聯(lián)，便可實現(xiàn)點動與連續(xù)運行的控制電路。按點動按鈕SB3，KM自鎖觸點不能閉合，便可實現(xiàn)點動控制。按起動按鈕SB2，KM自鎖觸點閉合,便可實現(xiàn)連續(xù)運行控制。2020/10/16143電動機正反向控制電路1)接觸器聯(lián)鎖正反向控制電路（圖在下頁）

主電路：接觸器KM1控制電機正轉，KM2控制電機反轉。注意：KM1、KM2主觸點下端子接線，相序相反，因此KM1、KM2不允許同時吸合，否則造成電源相間短路。實際工作中，按錯按鈕或主觸點在運行時熔焊，均會造成兩接觸器同時接通，因此必須要有接觸器互鎖（或聯(lián)鎖）

2020/10/1615控制電路：兩個接觸器KM1，KM2的輔助常閉觸點交叉串聯(lián)在KM2、KM1線圈回路中，實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。2020/10/1616

電路優(yōu)缺點：優(yōu)點是安全可靠。缺點是電機由正轉變反轉，必須先按停止按鈕后才能反轉2）按鈕聯(lián)鎖正反向控制電路（P184）利用復合按鈕聯(lián)鎖來取代接觸器聯(lián)鎖（分析略）電路優(yōu)缺點：優(yōu)點是電機由正轉變反轉，可直接按反轉按鈕，操作方便缺點是當主觸點在運行時熔焊時，會造成電源相間短路2020/10/16173）接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖正反向控制電路（重點）該控制電路操作方便、安全可靠，獲得廣泛應用電機正轉：合上QS→按下SB2→KM1吸合→輔助觸點自鎖、主觸點接通電源→M正轉同時串接在KM2線圈回路中輔助常閉觸點KM1斷開→對KM2實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。電機反轉：按下SB3→串在KM1線圈回路中常閉觸點先斷開→KM1失電→M失電2020/10/1618接著SB3常開觸點閉合→KM2吸合→KM2輔助觸點自鎖、主觸點接通電源→M反轉。同時串接在KM1線圈回路中的常閉觸點KM2斷開→對KM1實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

停車過程：按下SB1→KM1、KM2失電→主、輔觸點復位→M斷電停轉。4）正反向控制電路的故障分析與檢修故障現(xiàn)象；電動機M能正轉，但不能反轉，試分析故障產(chǎn)生的原因，說明檢查的方法。

故障現(xiàn)象；電動機M不能正轉或反轉（KM1、KM2能吸合）2020/10/16198.3電動機降壓起動控制電路常用的降壓起動方法有四種：主要介紹常用的二種8.3.1Y—△降壓起動控制電路（重點）

Y啟動：按下SB2→KM1，KM3，KT線圈通電→KM1常開觸點自鎖、KM1、KM3主觸點閉合→M接成Y起動。同時，KM3常閉觸點斷開→對KM2實現(xiàn)聯(lián)鎖控制?！鬟\行：KT延時結束，KT延時斷開常閉觸點斷開→斷開KM3

→KM3常閉觸點復位閉合、KT延時閉合常開觸點閉合→KM2線圈通電→KM2自鎖、KM1、KM2主觸點閉合→M接成△運行。同時，KM2常閉觸點斷開→KT失電、并對KM3實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。2020/10/1620

Y—△降壓起動控制電路2020/10/1621停車：按下SB1→KM1、KM2失電→M停轉。結論：Y—△起動，結構簡單，成本低。起動電流、起動轉矩均降低到直接起動時的1/3。因此，僅適用于輕載或空載起動。故障分析與檢修：故障現(xiàn)象；1）電動機能Y起動，延時工作一定時間就炸熔斷器。2）電動機能Y起動，但不能轉換為△運行試分析故障產(chǎn)生的原因，說明檢查的方法。2020/10/16228.3.2自耦變壓器（補償器）降壓啟動自耦變壓器有三個匝數(shù)不同的抽頭（65﹪、73﹪、85﹪），可調節(jié)所需的啟動電流、啟動轉矩，適用于大容量，重負載啟動的電動機。缺點是設備龐大，投資成本高?？刂齐娐芬奝193工作原理如下：（指示電路略）按下SB2→KM1、KT線圈通電→KM1常開觸點自鎖、五對主觸點閉合→M經(jīng)自耦變壓器降壓起動。同時KM1常閉斷開，實現(xiàn)聯(lián)鎖

KT延時結束→KT延時閉合常開觸點閉合→KA吸合并自鎖→KA常閉觸點斷開→KM1、KT線圈斷電→所有觸點復位，自耦變壓器TM切除。同時KM1常閉觸點復位→KM2吸合→M全壓運行。2020/10/1623

8.4異步電動機的制動控制電路

為了實現(xiàn)快速、準確、安全停車，必須采取制動措施。

制動方法分為兩大類：

機械制動——電磁抱閘制動、電磁離合器制動電氣制動——反接制動、能耗制動、發(fā)電回饋制動1、電磁抱閘制動和電磁離合器制動電磁抱閘制動有斷電型、通電型電磁抱閘制動兩種斷電型電磁抱閘制動控制電路：見P200抱閘制動器在電磁線圈YA不通電時處于制動狀態(tài)。電磁線圈YA要先于電動機通電，待制動閘松開后，電動機才通電運轉2020/10/1624電磁抱閘結構：主要有制動電磁鐵和閘瓦制動器兩大部分。起重機械廣泛使用斷電型電磁抱閘，如橋式起重機械、提升機、電梯。2020/10/16252反接制動反接制動：正常運行的電機停車時，改變電源的相序，使旋轉磁場方向與轉子慣性旋轉方向相反，則電機產(chǎn)生的轉矩為制動轉矩。速度原則控制：以速度繼電器發(fā)出工作狀態(tài)改變命令的控制速度繼電器：一般有兩對常開、常閉觸點，可分別用于正、反向運行的反接制動。當電機轉速大于120r/min，常開觸點閉合、常閉觸點斷開。電機轉速小于100r/min，常開、常閉觸點復位。反接制動力矩大，能量損耗也大，用于銑床的主軸制動2020/10/1626單向反接制動控制電路：(見下頁）

KM1為正轉運行、KM2為反轉制動接觸器，KS為速度繼電器，與電動機同軸相連。工作原理：按下SB2→KM1吸合→輔助觸點自鎖、主觸點接通電源→M正轉同時輔助常閉觸點KM1斷開→對KM2實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。當轉速大于120r/min→KS常開觸點閉合為KM2吸合作準備停車時按下SB1→KM1先斷電、觸點復位→M斷電。同時KM2吸合并自鎖→M電源反接→M速度下降→當轉速小于100r/min→KS常開觸點復位斷開→KM2斷電→M停轉。2020/10/16272020/10/16283、能耗制動（重點）能耗制動：電機斷電后，立即給定子二相繞組加一直流電源，產(chǎn)生一靜止直流磁場。以慣性旋轉的轉子切割該磁場，產(chǎn)生制動轉矩。能耗制動通常有按時間原則和按速度原則控制兩種方案。用時間繼電器控制切換的時間稱為按時間原則控制（P204）該方案適合負載較恒定的場合。對負載變動較大的場合，應采用速度原則控制方案。能耗制動：制動平穩(wěn)，能量損耗也小，但效果比反接制動差適用于容量較大電機或制動頻繁的場合。不適合緊急制動。2020/10/16292020/10/1630按時間原則控制的單向能耗制動控制電路工作原理：1、電動機運轉：

按下SB2→KM1得電并自鎖→電動機運轉；同時輔助常閉觸點KM1斷開→對KM2實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

2、電動機停車：按下SB1→KM1失電→M停轉；常閉觸點KM1復位。同時KM2、KT得電并自鎖→電動機兩相繞組通入直流電→M進行能耗制動。

當電動機轉速接近零時，KT延時斷開常閉觸點KM1斷開→KM2失電→斷開直流電源，制動過程結束。KM2常開觸點斷開→KT失電釋放。2020/10/1631

8.5鼠籠型電動機的變極調速控制電路變極調速：用改變定子繞組極數(shù)來改變電機同步轉速的方法變極調速是有極調速。多速電動機有雙速，三速，四速。常采用的接線方法有△/YY和Y/YY兩種。雙速電動機有六個接線端子：U1、V1、W1、U2、V2、W2△接法——低速運行：U1、V1、W1接電源，U2、V2、W2不接線YY接法——高速運行：U1、V1、W1短接