電機(jī)與電氣控制技術(shù)（第2版）課件 項(xiàng)目八 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與制動(dòng)控制

1項(xiàng)目八三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與制動(dòng)控制任務(wù)一三相異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制線路任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路任務(wù)三三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路2在一些機(jī)床中，根據(jù)加工工件材料、刀具種類、工件尺寸、工藝要求等會(huì)選擇不同的加工速度，這就要求三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)。三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有機(jī)械調(diào)速和電氣調(diào)速

。電氣調(diào)速方法：有3種變極對(duì)數(shù)P、變轉(zhuǎn)差率S、變頻調(diào)速f1任務(wù)一三相異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制電路一、任務(wù)導(dǎo)入與描述3多速電動(dòng)機(jī)就是通過(guò)改變磁極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，通常采用改變定子繞組的接法來(lái)改變磁極對(duì)數(shù)。若繞組改變一次磁極對(duì)數(shù)，可獲得兩個(gè)轉(zhuǎn)速，稱為雙速電動(dòng)機(jī)；改變兩次極對(duì)數(shù)，可獲得三個(gè)轉(zhuǎn)速，稱為三速電動(dòng)機(jī)；同理有四速、五速電動(dòng)機(jī)，但要受定子結(jié)構(gòu)及繞組接線的限制。變極調(diào)速4二、任務(wù)目標(biāo)本任務(wù)要求識(shí)讀三相異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制電路圖，完成按鈕控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路安裝接線和通電調(diào)試。5三、任務(wù)實(shí)施（一）雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式：接法有△/YY和Y/YY兩種。(a)低速△形接法(b)高速YY形接法第1種接法三角形→雙星形低速→高速6三、任務(wù)實(shí)施（一）雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式(a)低速Y形接法(b)高速YY形接法第2種接法星形→雙星形低速→高速7三、任務(wù)實(shí)施（二）按鈕控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路：P1741.識(shí)讀電路圖想一想：定子繞組接線方式？第1種還是第2種？8主電路分析合上QF當(dāng)KM1主觸點(diǎn)閉合時(shí)，M低速運(yùn)行。當(dāng)KM2、KM3主觸點(diǎn)閉合時(shí)，M高速運(yùn)行。2.識(shí)讀電路工作過(guò)程9控制電路分析提示：按下SB2→KM1+、按下SB3→KM2+、KM3+10①低速起動(dòng)運(yùn)行：SB2↓→KM1+→KM1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，互鎖

KM1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖

KM1主觸點(diǎn)閉合，M低速起動(dòng)運(yùn)行②高速運(yùn)行：SB3↓→SB3常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1-，

SB3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合→KM2+KM3+→KM2、KM3常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，互鎖

KM2、KM3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，自鎖

KM2、KM3主觸點(diǎn)閉合，M高速運(yùn)行控制電路分析11（三）時(shí)間繼電器控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路的識(shí)讀P1741.識(shí)讀電路圖12主電路P175合上QS當(dāng)KM1主觸點(diǎn)閉合時(shí)，M低速運(yùn)行。當(dāng)KM2、KM3主觸點(diǎn)閉合時(shí)，M高速運(yùn)行。2.識(shí)讀電路工作過(guò)程13控制電路P175提示：SC扳至“低速”位置時(shí)：KM1+SC扳至“高速”位置時(shí)：

①KT+、KM1+→②延時(shí)時(shí)間到，KM1-

→

KM2+、KM3+SC在高速位置：先低速起動(dòng)再自動(dòng)轉(zhuǎn)成高速運(yùn)行！14四、技能考核：按鈕控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路的安裝接線與通電調(diào)試

在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按鈕控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路的安裝接線，且通電試驗(yàn)成功。1．安裝接線2．不通電檢查3．通電調(diào)試15思考題：分析電路工作過(guò)程

P17616任務(wù)二三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路一、任務(wù)導(dǎo)入與描述制動(dòng)就是給電動(dòng)機(jī)一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩使它迅速停轉(zhuǎn)。制動(dòng)的方法一般有兩類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。17機(jī)械制動(dòng)：機(jī)械制動(dòng)：利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法。常用方法：電磁抱閘制動(dòng)、電磁離合器制動(dòng)。電磁抱閘結(jié)構(gòu)18線圈得電時(shí)，動(dòng)靜鐵心立即吸合，與動(dòng)鐵心固定在一起的靜摩擦片與動(dòng)摩擦片分開(kāi)，于是動(dòng)摩擦片連同軸在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下正常啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈斷電時(shí)，制動(dòng)彈簧立即使動(dòng)靜摩擦片之間產(chǎn)生足夠大的摩擦力，使電動(dòng)機(jī)斷電后立即制動(dòng)。

返回19電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)：在電動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生一個(gè)與原轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停車。常用電氣制動(dòng)方法有：反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。

反接制動(dòng)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)三相交流電源后，因機(jī)械慣性不能迅速停止，此時(shí)如果立即在電動(dòng)機(jī)定子繞組中接入反相序交流電源，使其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，從而使電動(dòng)機(jī)受到制動(dòng)迅速停轉(zhuǎn)。動(dòng)畫(huà)演示20反接制動(dòng)控制電路動(dòng)畫(huà)演示

21二、任務(wù)目標(biāo)本任務(wù)要求識(shí)讀三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路的工作過(guò)程22（一）元器件認(rèn)識(shí)與使用：速度繼電器

速度繼電器是利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來(lái)切換電路的自動(dòng)電器，它主要用作鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制中，故也稱為反接制動(dòng)繼電器。速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸點(diǎn)三部分組成。23

速度繼電器的軸與電動(dòng)機(jī)的軸相連接，轉(zhuǎn)子固定在軸上，定子與軸同心。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，繞組切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，此電流和永久磁鐵的磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏擺，通過(guò)擺錘撥動(dòng)觸點(diǎn)，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)、常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)，轉(zhuǎn)矩減小，擺錘在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，觸點(diǎn)也復(fù)位。常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)24速度繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)同軸連接。

動(dòng)作轉(zhuǎn)速：>120rpm

復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpmKS25速度繼電器根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。常用的感應(yīng)式速度繼電器有JYl和JFZ0系列。JYl系列能在3000r／min的轉(zhuǎn)速下可靠工作。JFZ0-1型適用于300～1000r／min．JFZ0-2型適用于1000～3000r／min。速度繼電器有兩對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)于被控電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行。一般情況下，速度繼電器的觸點(diǎn)，在轉(zhuǎn)速達(dá)120r／min時(shí)能動(dòng)作，100r／min左右時(shí)能恢復(fù)正常位置。26

合上QS。當(dāng)KM1主觸點(diǎn)閉合，M起動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)KM2主觸點(diǎn)閉合，M串電阻反接制動(dòng)。

（二）單向反接制動(dòng)控制電路的識(shí)讀P1791.主電路P179272.控制電路P180①起動(dòng)：SB2↓→KM1+→KM1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，互鎖

KM1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，自鎖

KM1主觸點(diǎn)閉合，M起動(dòng)運(yùn)行→當(dāng)n>120r/min時(shí)，KS常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)作好準(zhǔn)備。②反接制動(dòng)：28②反接制動(dòng)：29任務(wù)三三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路一、任務(wù)導(dǎo)入與描述制動(dòng)時(shí)，先斷開(kāi)QS，切斷電動(dòng)機(jī)交流電源，轉(zhuǎn)子因慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。合上開(kāi)關(guān)SA，電動(dòng)機(jī)的定子繞組接入直流電源，繞組中流過(guò)直流電流，使定子中產(chǎn)生一個(gè)恒定的靜止磁場(chǎng)。做慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子切割靜止磁場(chǎng)的磁力線而在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個(gè)電流立即受到靜止磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。根據(jù)左手定則，可判斷其方向正好與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反，因此是一個(gè)制動(dòng)力矩，能使電動(dòng)機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。30能耗制動(dòng)：定義：三相異步電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源后，定子繞組通入直流電壓，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的作用達(dá)到制動(dòng)目的。按切除直流電源的方法，能耗制動(dòng)控制方式又分：時(shí)間控制原則——利用時(shí)間繼電器控制速度控制原則——利用速度繼電器控制主電路直流電源的獲取方法：交流電源（降壓）經(jīng)整流（半波、全波、橋式）31能耗制動(dòng)控制電路動(dòng)畫(huà)演示

以手動(dòng)控制的能耗制動(dòng)控制電路進(jìn)行說(shuō)明：按下SB2，KM1線圈得電并自鎖，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；當(dāng)進(jìn)行能耗制動(dòng)時(shí)，手一直按住SB1，KM2線圈得電，將直流電源接入電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能耗制動(dòng)，延時(shí)兩秒左右，松開(kāi)SB1，能耗制動(dòng)結(jié)束。32時(shí)間原則控制的電動(dòng)機(jī)單向能耗制動(dòng)控制電路

電路133無(wú)變壓器電動(dòng)機(jī)單管制能耗制動(dòng)控制電路電路234（二）單相全波整流能耗制動(dòng)控制電路：P1831.識(shí)讀電路圖返回35主電路：P185

合上QS。當(dāng)KM1主觸點(diǎn)閉合時(shí)，M起動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)KM2主觸點(diǎn)閉合時(shí)，M能耗制動(dòng)。2.識(shí)讀電路工作過(guò)程36控制電路：P185①起動(dòng)：SB2↓→KM1+→常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，互鎖常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，自鎖主觸點(diǎn)閉合，M起動(dòng)運(yùn)行②能耗制動(dòng)：SB1↓→SB1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1-，所有觸點(diǎn)復(fù)位→M斷開(kāi)交流電

SB1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合→KM2+→常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，互鎖常開(kāi)觸點(diǎn)閉合

KT+→常開(kāi)觸點(diǎn)閉合→自鎖→KM2主觸點(diǎn)閉合→M能耗制動(dòng)狀態(tài)，→KT整定時(shí)間到→KT延時(shí)常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)→KM2-、KT-→能耗制動(dòng)結(jié)束。37結(jié)論：KT瞬時(shí)觸點(diǎn)的作用：

避免在KT線圈斷線或機(jī)械卡住故障時(shí)，造成KM2線圈不能斷電、電動(dòng)機(jī)定子繞組長(zhǎng)期接通直流電而過(guò)熱燒毀的現(xiàn)象。38（三）半波整流的電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路：P184對(duì)于10kW以下電動(dòng)機(jī)，在制動(dòng)要求不高時(shí)，可采用無(wú)變壓器單管整流的能耗制動(dòng)。39直流電源的獲得：交流電源L3