低壓電器8電動(dòng)機(jī)控制電路解析教學(xué)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(zhuǎn)換、接通和分?jǐn)嚯娐?。常用的類型有以下幾種：1、刀開關(guān)：用作隔離電源或非頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?、組合開關(guān)：（又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)）作電源開關(guān)和控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止、變速（有級(jí)）、換向3、低壓斷路器：（又稱自動(dòng)空氣開關(guān)）當(dāng)電路發(fā)生短路、過載、失壓時(shí)能自動(dòng)切斷電路2020/10/1614、熔斷器：用作電路及電氣設(shè)備的短路或過載保護(hù)主要技術(shù)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(hù)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)：IRN≥（1.5-2.5）IN式中：IN為電動(dòng)機(jī)額定電流

保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：IRN≥（1.5-2.5）IMN+∑IN式中：IMN為容量最大的電動(dòng)機(jī)額定電流∑IN為其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和2020/10/162

7.3控制電器1、交流接觸器：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和其他電氣設(shè)備的頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。CJ20是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新型交流接觸器，有三對(duì)常開主觸點(diǎn)，（電流等級(jí)有10A、16A、25A、40A、63A、100A—630A）電流容量大的裝設(shè)滅弧裝置；二對(duì)常開、常閉輔助觸點(diǎn)（5A）主要技術(shù)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(fù)載額定電流2020/10/1632、繼電器繼電器是一種根據(jù)輸入信號(hào)（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(diǎn)數(shù)量多，可將一路信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗦沸盘?hào)它實(shí)際上是一種動(dòng)作值與釋放值不能調(diào)節(jié)的電壓繼電器。當(dāng)線圈外加（85﹪-110﹪）額定電壓時(shí)繼電器吸合，（20﹪-75﹪）額定電壓時(shí)繼電器釋放。JZ7系列2）電流繼電器：分為過電流、欠電流（保護(hù)）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(diào)節(jié)

2020/10/164過電流繼電器：

當(dāng)被測(cè)電路發(fā)生短路或過電流（超過線圈的整定電流）時(shí)，繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作。欠電流繼電器：電路電流正常時(shí)，繼電器工作，電流低于其整定值時(shí)，觸點(diǎn)復(fù)位。3）電壓繼電器：分為過電壓、欠電壓和零電壓（保護(hù)）繼電器過電壓繼電器：當(dāng)被測(cè)電路電壓大于其整定電壓時(shí)，繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作。欠電壓、零電壓繼電器：電路電壓正常時(shí)，繼電器工作，電壓低于其整定值時(shí)，觸點(diǎn)復(fù)位。2020/10/1654）時(shí)間繼電器：根據(jù)預(yù)定的時(shí)間來接通或分?jǐn)嚯娐?/p>

按延時(shí)方式分為：通電延時(shí)、斷電延時(shí)兩種

識(shí)別延時(shí)觸點(diǎn)的方法：確定觸點(diǎn)形式（常開或常閉）根據(jù)圓弧的圓心方向確定延時(shí)方式（延時(shí)閉合或延時(shí)斷開）5）熱繼電器：用于對(duì)電動(dòng)機(jī)的過載、斷相保護(hù)。

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

選擇按鈕時(shí)注意：額定電壓、額定電流（5A）結(jié)構(gòu)形式、觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、顏色、指示燈等2）行程開關(guān)（又稱限位開關(guān)）行程開關(guān)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的位置檢測(cè)開關(guān)行程開關(guān)可分為直動(dòng)式、微動(dòng)式、滾輪式還有無機(jī)械觸點(diǎn)的接近開關(guān)。使用最方便的是二線制交流接近開關(guān)接線圖如右所示2020/10/167

八電動(dòng)機(jī)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(hào)和文字符號(hào)表示電路各個(gè)元件、器件連接關(guān)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(dòng)機(jī)，通過大電流的電路。包括電機(jī)啟動(dòng)，轉(zhuǎn)向，調(diào)速，制動(dòng)，自動(dòng)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(shí)線表示。

2020/10/1682020/10/1693）輔助電路——包括控制電路、信號(hào)電路、照明及保護(hù)電路輔助電路由接觸器、繼電器的線圈、按鈕、觸點(diǎn)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(hào)、照明、保護(hù)電路的順序依次垂直畫在主電路圖的右側(cè)。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(duì)位置、文字符號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線型號(hào)、截面。3、位置圖

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

8.2三相異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電路1、手動(dòng)控制直接起動(dòng)電路容量在10KW以下不頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，采用全電壓直接起動(dòng)采用刀開關(guān)（閘刀開關(guān)，鐵殼開關(guān)），空氣斷路器，轉(zhuǎn)換開關(guān)，組合開關(guān)等，手動(dòng)操作。（P173）2、接觸器控制單方向運(yùn)行控制電路（重點(diǎn)）1）主電路分析：具有熔斷器短路保護(hù)（FU）、熱繼電器過載保護(hù)（FR）具有失壓和欠壓保護(hù)：當(dāng)電源停電或電壓降低到一定值，接觸器將自動(dòng)釋放，不會(huì)造成不經(jīng)起動(dòng)而接通電源的事故。2020/10/16122）控制電路分析：起動(dòng)過程：按下SB2→KM吸合→輔助觸點(diǎn)KM自鎖、主觸點(diǎn)接通電源→M全壓起動(dòng)運(yùn)行輔助觸點(diǎn)KM起自鎖作用稱為自鎖觸點(diǎn)停車過程：按下SB1→KM失電→主、輔觸點(diǎn)斷開→M停轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象；按下起動(dòng)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(diǎn)KM除去，該電路就變成什么電路？2020/10/16133)點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)行控制電路；在上述典型控制電路中增加一個(gè)點(diǎn)動(dòng)復(fù)合按鈕SB3，使SB3的常閉觸點(diǎn)與KM自鎖觸點(diǎn)串聯(lián)，便可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)行的控制電路。按點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3，KM自鎖觸點(diǎn)不能閉合，便可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。按起動(dòng)按鈕SB2，KM自鎖觸點(diǎn)閉合,便可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行控制。2020/10/16143電動(dòng)機(jī)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(jī)正轉(zhuǎn)，KM2控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。注意：KM1、KM2主觸點(diǎn)下端子接線，相序相反，因此KM1、KM2不允許同時(shí)吸合，否則造成電源相間短路。實(shí)際工作中，按錯(cuò)按鈕或主觸點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)熔焊，均會(huì)造成兩接觸器同時(shí)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(gè)接觸器KM1，KM2的輔助常閉觸點(diǎn)交叉串聯(lián)在KM2、KM1線圈回路中，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。2020/10/1616

電路優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是安全可靠。缺點(diǎn)是電機(jī)由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)，必須先按停止按鈕后才能反轉(zhuǎn)2）按鈕聯(lián)鎖正反向控制電路（P184）利用復(fù)合按鈕聯(lián)鎖來取代接觸器聯(lián)鎖（分析略）電路優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)，可直接按反轉(zhuǎn)按鈕，操作方便缺點(diǎn)是當(dāng)主觸點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)熔焊時(shí)，會(huì)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(diǎn)）該控制電路操作方便、安全可靠，獲得廣泛應(yīng)用電機(jī)正轉(zhuǎn)：合上QS→按下SB2→KM1吸合→輔助觸點(diǎn)自鎖、主觸點(diǎn)接通電源→M正轉(zhuǎn)同時(shí)串接在KM2線圈回路中輔助常閉觸點(diǎn)KM1斷開→對(duì)KM2實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。電機(jī)反轉(zhuǎn)：按下SB3→串在KM1線圈回路中常閉觸點(diǎn)先斷開→KM1失電→M失電2020/10/1618接著SB3常開觸點(diǎn)閉合→KM2吸合→KM2輔助觸點(diǎn)自鎖、主觸點(diǎn)接通電源→M反轉(zhuǎn)。同時(shí)串接在KM1線圈回路中的常閉觸點(diǎn)KM2斷開→對(duì)KM1實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

停車過程：按下SB1→KM1、KM2失電→主、輔觸點(diǎn)復(fù)位→M斷電停轉(zhuǎn)。4）正反向控制電路的故障分析與檢修故障現(xiàn)象；電動(dòng)機(jī)M能正轉(zhuǎn)，但不能反轉(zhuǎn)，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(dòng)機(jī)M不能正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)（KM1、KM2能吸合）2020/10/16198.3電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路常用的降壓起動(dòng)方法有四種：主要介紹常用的二種8.3.1Y—△降壓起動(dòng)控制電路（重點(diǎn)）

Y啟動(dòng)：按下SB2→KM1，KM3，KT線圈通電→KM1常開觸點(diǎn)自鎖、KM1、KM3主觸點(diǎn)閉合→M接成Y起動(dòng)。同時(shí)，KM3常閉觸點(diǎn)斷開→對(duì)KM2實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。△運(yùn)行：KT延時(shí)結(jié)束，KT延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)斷開→斷開KM3

→KM3常閉觸點(diǎn)復(fù)位閉合、KT延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)閉合→KM2線圈通電→KM2自鎖、KM1、KM2主觸點(diǎn)閉合→M接成△運(yùn)行。同時(shí)，KM2常閉觸點(diǎn)斷開→KT失電、并對(duì)KM3實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。2020/10/1620

Y—△降壓起動(dòng)控制電路2020/10/1621停車：按下SB1→KM1、KM2失電→M停轉(zhuǎn)。結(jié)論：Y—△起動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均降低到直接起動(dòng)時(shí)的1/3。因此，僅適用于輕載或空載起動(dòng)。故障分析與檢修：故障現(xiàn)象；1）電動(dòng)機(jī)能Y起動(dòng)，延時(shí)工作一定時(shí)間就炸熔斷器。2）電動(dòng)機(jī)能Y起動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)換為△運(yùn)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(bǔ)償器）降壓?jiǎn)?dòng)自耦變壓器有三個(gè)匝數(shù)不同的抽頭（65﹪、73﹪、85﹪），可調(diào)節(jié)所需的啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，適用于大容量，重負(fù)載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)是設(shè)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(diǎn)自鎖、五對(duì)主觸點(diǎn)閉合→M經(jīng)自耦變壓器降壓起動(dòng)。同時(shí)KM1常閉斷開，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖

KT延時(shí)結(jié)束→KT延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)閉合→KA吸合并自鎖→KA常閉觸點(diǎn)斷開→KM1、KT線圈斷電→所有觸點(diǎn)復(fù)位，自耦變壓器TM切除。同時(shí)KM1常閉觸點(diǎn)復(fù)位→KM2吸合→M全壓運(yùn)行。2020/10/1623

8.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路

為了實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、安全停車，必須采取制動(dòng)措施。

制動(dòng)方法分為兩大類：

機(jī)械制動(dòng)——電磁抱閘制動(dòng)、電磁離合器制動(dòng)電氣制動(dòng)——反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、發(fā)電回饋制動(dòng)1、電磁抱閘制動(dòng)和電磁離合器制動(dòng)電磁抱閘制動(dòng)有斷電型、通電型電磁抱閘制動(dòng)兩種斷電型電磁抱閘制動(dòng)控制電路：見P200抱閘制動(dòng)器在電磁線圈YA不通電時(shí)處于制動(dòng)狀態(tài)。電磁線圈YA要先于電動(dòng)機(jī)通電，待制動(dòng)閘松開后，電動(dòng)機(jī)才通電運(yùn)轉(zhuǎn)2020/10/1624電磁抱閘結(jié)構(gòu)：主要有制動(dòng)電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器兩大部分。起重機(jī)械廣泛使用斷電型電磁抱閘，如橋式起重機(jī)械、提升機(jī)、電梯。2020/10/16252反接制動(dòng)反接制動(dòng)：正常運(yùn)行的電機(jī)停車時(shí)，改變電源的相序，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反，則電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)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(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，可分別用于正、反向運(yùn)行的反接制動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于120r/min，常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開。電機(jī)轉(zhuǎn)速小于100r/min，常開、常閉觸點(diǎn)復(fù)位。反接制動(dòng)力矩大，能量損耗也大，用于銑床的主軸制動(dòng)2020/10/1626單向反接制動(dòng)控制電路：(見下頁）

KM1為正轉(zhuǎn)運(yùn)行、KM2為反轉(zhuǎn)制動(dòng)接觸器，KS為速度繼電器，與電動(dòng)機(jī)同軸相連。工作原理：按下SB2→KM1吸合→輔助觸點(diǎn)自鎖、主觸點(diǎn)接通電源→M正轉(zhuǎn)同時(shí)輔助常閉觸點(diǎn)KM1斷開→對(duì)KM2實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。當(dāng)轉(zhuǎn)速大于120r/min→KS常開觸點(diǎn)閉合為KM2吸合作準(zhǔn)備停車時(shí)按下SB1→KM1先斷電、觸點(diǎn)復(fù)位→M斷電。同時(shí)KM2吸合并自鎖→M電源反接→M速度下降→當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100r/min→KS常開觸點(diǎn)復(fù)位斷開→KM2斷電→M停轉(zhuǎn)。2020/10/16272020/10/16283、能耗制動(dòng)（重點(diǎn)）能耗制動(dòng)：電機(jī)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(chǎng)。以慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子切割該磁場(chǎng)，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。能耗制動(dòng)通常有按時(shí)間原則和按速度原則控制兩種方案。用時(shí)間繼電器控制切換的時(shí)間稱為按時(shí)間原則控制（P204）該方案適合負(fù)載較恒定的場(chǎng)合。對(duì)負(fù)載變動(dòng)較大的場(chǎng)合，應(yīng)采用速度原則控制方案。能耗制動(dòng)：制動(dòng)平穩(wěn)，能量損耗也小，但效果比反接制動(dòng)差適用于容量較大電機(jī)或制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。不適合緊急制動(dòng)。2020/10/16292020/10/1630按時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制電路工作原理：1、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)：

按下SB2→KM1得電并自鎖→電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)輔助常閉觸點(diǎn)KM1斷開→對(duì)KM2實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。

2、電動(dòng)機(jī)停車：按下SB1→KM1失電→M停轉(zhuǎn)；常閉觸點(diǎn)KM1復(fù)位。同時(shí)KM2、KT得電并自鎖→電動(dòng)機(jī)兩相繞組通入直流電→M進(jìn)行能耗制動(dòng)。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，KT延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)KM1斷開→KM2失電→斷開直流電源，制動(dòng)過程結(jié)束。KM2常開觸點(diǎn)斷開→KT失電釋放。2020/10/1631

8.5鼠籠型電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速控制電路變極調(diào)速：用改變定子繞組極數(shù)來改變電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的方法變極調(diào)速是有極調(diào)速。多速電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)有六個(gè)接線端子：U1、V1、W1、U2、V2、W2△接法——低速運(yùn)行：U1、V1、W1接電源，U2、V2、W2不接線YY接法——高速運(yùn)行：U1、V1、W1短接