電氣控制與PLC應(yīng)用（第2版）課件：三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

三相異步電動(dòng)機(jī)的正/反轉(zhuǎn)控制學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解三相異步電動(dòng)機(jī)改變旋轉(zhuǎn)方向的方法；（2）了解手動(dòng)開(kāi)關(guān)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路的組成，并能講述線(xiàn)路的工作原理；（3）掌握接觸器互鎖、雙重互鎖控制電路的組成，并能講述線(xiàn)路的工作原理；（4）掌握行程控制電路的組成，并能講述線(xiàn)路的工作原理；（5）學(xué)會(huì)電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路的接線(xiàn)、調(diào)試及排除故障方法。一、任務(wù)導(dǎo)入

某三相籠型異步電動(dòng)機(jī)控制要求為:按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)連續(xù)正轉(zhuǎn)工作；按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反轉(zhuǎn)工作，并且正反轉(zhuǎn)可以直接轉(zhuǎn)換；按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)要求有完善的短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、失壓及欠壓保護(hù)措施。試制作其控制電路。二、相關(guān)知識(shí)

由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理可知，要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，只需將電動(dòng)機(jī)定子繞組的相序改變就可實(shí)現(xiàn)，即只要將接于電動(dòng)機(jī)定子的三相電源線(xiàn)中的任意兩相對(duì)調(diào)一下。因?yàn)槎ㄗ永@組相序改變了，其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向就相應(yīng)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電勢(shì)、電流以及產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩都要改變方向，從而改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。下面介紹幾種常用的正/反轉(zhuǎn)控制線(xiàn)路。（一）倒順開(kāi)關(guān)正/反轉(zhuǎn)控制線(xiàn)路

倒順開(kāi)關(guān)正/反轉(zhuǎn)控制線(xiàn)路就是操作倒順開(kāi)關(guān)手柄，改變動(dòng)、靜觸頭的接觸方式來(lái)改變電動(dòng)機(jī)電源的相序，其控制電路如圖2.21所示。

電路的工作原理：操作倒順開(kāi)關(guān)QS，當(dāng)手柄處于“?！蔽恢脮r(shí)，QS的動(dòng)、靜觸頭沒(méi)有接觸，沒(méi)有將電路接通，電動(dòng)機(jī)停止；當(dāng)手柄扳至“順”位置時(shí)，QS的動(dòng)觸頭和左邊的靜觸頭相接觸，電路按L1-U、L2-V、L3-W接通，輸入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源電壓相序?yàn)長(zhǎng)l-L2-L3，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)：當(dāng)手柄扳至“倒”位置時(shí)，QS

的動(dòng)觸頭和右邊的靜觸頭相接觸，電路按L1-W、L2-V、L3-U接通，輸入電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源電壓相序改變?yōu)長(zhǎng)3-L2-L1，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若想改變其運(yùn)行方向，必須先將倒順開(kāi)關(guān)扳至“?！蔽恢茫妱?dòng)機(jī)停止后，再將其扳向另一位置。若在改變方向時(shí)沒(méi)有先將倒順開(kāi)關(guān)扳至“?！蔽恢?，而直接改變手柄位置，電動(dòng)機(jī)的定子繞組會(huì)因?yàn)殡娫赐蝗环唇赢a(chǎn)生很大的反接電流而過(guò)熱損壞。圖2.21倒順開(kāi)關(guān)正/反轉(zhuǎn)控制電路圖（二）簡(jiǎn)單的按鈕控制可逆運(yùn)行線(xiàn)路電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制線(xiàn)路，實(shí)質(zhì)是由兩個(gè)方向相反的單向運(yùn)行電路構(gòu)成。因此，采用兩臺(tái)接觸器分別給電動(dòng)機(jī)定子送入U(xiǎn)、V、W相序和W、V、U相序電源即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行控制。簡(jiǎn)單的按鈕控制可逆運(yùn)行線(xiàn)路如圖2.22所示。電路的工作原理：合上電源刀開(kāi)關(guān)QS，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SB2時(shí)，KM1線(xiàn)圈得電，常開(kāi)觸頭閉合形成自鎖，主觸頭閉合，使電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)SB3時(shí)，KM2線(xiàn)圈得電，常開(kāi)輔助觸頭閉合形成自鎖，主觸頭閉合，使電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。若電動(dòng)機(jī)已進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，接著又按下改變其運(yùn)行方向的按鈕時(shí)，由于兩個(gè)接觸器KM1和KM2線(xiàn)圈均通電吸合，其主觸頭均閉合，此時(shí)會(huì)發(fā)生電源兩相短路故障，致使熔斷器FU1熔體熔斷，電動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作。所以，此電路在任何時(shí)候只允許一個(gè)接觸器通電工作。要改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向，必須首先按下停止按鈕后，才允許按下改變運(yùn)行方向的按鈕。圖2.22簡(jiǎn)單的按鈕控制可逆運(yùn)行線(xiàn)路原理圖（三）接觸器互鎖控制的可逆運(yùn)行線(xiàn)路

通過(guò)分析簡(jiǎn)單的按鈕控制可逆運(yùn)行線(xiàn)路的工作原理可知，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，若誤操作按下了改變運(yùn)行方向的按鈕時(shí)，會(huì)發(fā)生兩相短路故障。為此，通常在控制線(xiàn)路中將KM1、KM2

正反轉(zhuǎn)接觸器常閉輔助觸頭串接在對(duì)方線(xiàn)圈電路中，形成相互制約的控制，如圖

2.23所示，這種相互制約的控制關(guān)系稱(chēng)為互鎖（或連鎖）。實(shí)現(xiàn)互鎖作用的常閉觸頭稱(chēng)為互鎖觸頭（或連鎖觸頭）。同樣，接觸器互鎖控制的可逆運(yùn)行線(xiàn)路在改變電動(dòng)機(jī)方向時(shí)，也必須先按下停止按鈕才能進(jìn)行。圖2.23接觸器互鎖控制的可逆運(yùn)行線(xiàn)路原理圖（五）按鈕、接觸器雙重互鎖的可逆運(yùn)行線(xiàn)路帶有按鈕互鎖控制的可逆運(yùn)行線(xiàn)路具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)，但是容易產(chǎn)生電源兩相短路故障。例如，當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器主觸頭熔焊在一起，或被異物卡住時(shí)，即使正轉(zhuǎn)接觸器線(xiàn)圈斷電，但其主觸頭仍不能釋放，此時(shí)若按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕時(shí)，反轉(zhuǎn)接觸器同樣得電閉合，這會(huì)發(fā)生兩相電源短路故障。為避免這種故障的產(chǎn)生，對(duì)電路進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，在按鈕互鎖的基礎(chǔ)上增加接觸器互鎖，按鈕、接觸器雙重互鎖的可逆運(yùn)行線(xiàn)路，如圖2.25所示。這種電路具有兩種互鎖控制線(xiàn)路的優(yōu)點(diǎn)，操作方便，工作安全可靠。這種電路具有雙重互鎖控制功能，可以不必先按停止按鈕，而直接按下改變電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方向的按鈕即可。這是由于按鈕互鎖觸頭實(shí)現(xiàn)先斷開(kāi)正在運(yùn)行的電路，再接通反向運(yùn)轉(zhuǎn)電路，因此這種電路又稱(chēng)為“正-反-?！彪娐?。圖2.25按鈕、接觸器雙重互鎖的可逆運(yùn)行線(xiàn)路原理圖三、任務(wù)實(shí)施1.所需元件和工具

鐵質(zhì)網(wǎng)孔控制板(1塊)、交流接觸器(2個(gè))、熔斷器(5個(gè))、熱繼電器(1個(gè))、電源隔離開(kāi)關(guān)(1個(gè))、按鈕(3個(gè))、接線(xiàn)端子排、塑料線(xiàn)槽、導(dǎo)線(xiàn)、號(hào)碼管、三相電動(dòng)機(jī)(1臺(tái))、萬(wàn)用表(1塊)、電工常用工具(1套)等。2.電氣安裝接線(xiàn)圖

根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路原理圖(圖2.25)畫(huà)出電路安裝接線(xiàn)圖，此圖由學(xué)生自行繪制。3.電路安裝（1）安裝電器與線(xiàn)槽。查看各元器件質(zhì)量情況，詳細(xì)觀察各電氣元件外部結(jié)構(gòu)，了解其使用方法，并進(jìn)行安裝。（2）電路接線(xiàn)。按電氣安裝接線(xiàn)圖正確連接電路，按照從上到下，從左到右、先連接主電路、再連接控制電路的順序進(jìn)行接線(xiàn)。4.電路檢查

對(duì)照電路圖檢查電路是否有掉線(xiàn)、錯(cuò)線(xiàn)，接線(xiàn)是否牢固。學(xué)生自行檢查和互檢，確認(rèn)按照的電路正確，無(wú)安全隱患，經(jīng)老師檢查后方可通電實(shí)驗(yàn)。5.通電實(shí)驗(yàn)

完成上述各項(xiàng)檢查后，清理好工具和安