电机控制电路

1、 第六章继电器-接触器控制电路 第一节 概述 1.电气控制 1）组成 由各种触点电器组成的控制系统。 2）作用 能实现电力拖动系统的启动、反转、制动、调速和保护，实现生产过程的自动化。 3）优点 结构简单、维护调整方便、价格低廉。学习目标：学习目标：1.认识各种低压电器认识各种低压电器2.认识各种交流电动机认识各种交流电动机3.学会各种控制电路并能对电路故障学会各种控制电路并能对电路故障进行诊断与维修进行诊断与维修第二章 三相交流异步电动机与拖动控制21 案例案例1：三相交流鼠笼式异步：三相交流鼠笼式异步电动机的点动控制电动机的点动控制 【案例说明案例说明】 电动葫芦、地面操作的小型行车及某些

2、机床辅助运动的电气控制都是通过单向点动控制线路实现的。也就是当生产机械需要做调整运动时，需要进行点动控制。M3FU条件：电动机容量不得超过条件：电动机容量不得超过75KW，刀开关的额定电流应大于电动机额刀开关的额定电流应大于电动机额定电流的定电流的3倍倍Q3211【解决方案】控制电路的实现 (a) (b)主电路 控制电路(a)图2-1 单向点动控制电路接触器和按钮组成的控制电路是目前广泛采用的电动机控制方式。 该电路的特点：该电路的特点：是采用了接触器控制，因此控制安全，达到了以小电流控制大电流的目的。由熔断器FU1和FU2实现短路保护 线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头

3、触头M3电机电机交流接触器结构交流接触器结构动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 第二节 三相异步电动机的直接启动控制 一、起动控制 1、开关直接起动 2、按钮控制起动1）点动控制2）自锁控制BCKMSB动作原理动作原理控制电路控制电路主电路主电路一、一、直接起动控制线路直接起动控制线路 点动控制点动控制结构特点结构特点 控制回路仅由一只继控制回路仅由一只继电器和一个按钮组成。电器和一个按钮组成。这是一种最基本的电动这是一种最基本的电动控制线路多用于机床的控制线路多用于机床的辅助控制辅助控制M3ABCKMFUQS 起起 动：动：触头（触头

4、（KM）闭合）闭合线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动电机转动按下按钮（按下按钮（SB）停车：停车：触头（触头（KM）打开）打开线圈（线圈（KM）断电）断电电机停转电机停转松开按钮（松开按钮（SB）下页下页返回返回9自锁自锁触头触头KMCABCFUQSBKMKMSB2SB1起动起动按钮按钮M3 连续控制连续控制 组成特点：组成特点： 在点动控制电路中增加在点动控制电路中增加一个一个自锁触头自锁触头KM和和停止按停止按钮钮SB1。因为该电路有自锁触头，所以具有失压保护和防止自启动的功能。停止停止按钮按钮工作原理工作原理: :起动时起动时，合上QS 引入电源。按下按下SB2 交流接触器KM线圈得电

5、， 主触头闭合 电动机接通电源直接起动，同时接触器自锁触头KM闭合，实现自锁。 停车时停车时，按下按钮按下按钮SB1 将控制电路断开 KM线圈失电 KM常开主 触头断开 三相电源断开 电动机停止运转。松开SB1后，自锁触头处于断开位置，接触器线圈仍处于断电状态。 KM返回返回9【案例说明案例说明】如电梯行驶到一定位置要停下来，起重机将重物提升到一定高度要停止上升，停的位置必须在一定范围内，否则可能造成危险事故；还有些生产机械，如高炉的加料设备、龙门刨床等需自动往返运行。电动机的停可以通过控制电路中的停止按钮SB1停，这属于手动控制，也可用行程开关控制电动机在规定位置停则属于自动控制。实现行程位

6、置控制的电器主要是行程开关。即用行程开关中机械设备运动部件的位置或机件的位置变化来进行控制，称为按行程原则的自动控制，也称为行程控制。行程控制是机械设备中应用较广泛的控制方式之一。电动机的正反转可通过SB2、SB3手动控制，也可用行程开关实现自动控制。26 案例案例6：电动机行程控制电：电动机行程控制电路路261【解决方案】控制电路的实现 图图2-53 电动机行程控制电路电动机行程控制电路264【应用拓展应用拓展】自动往返自动往返控制电路控制电路BSQ1SQ2SQ3SQ4 图2-57 运动部件自动往返示意图 BSQ1SQ2SQ3SQ4L1 L2 L3QSQSFU1FU1KM1KM1FRFR M

7、3KM1KM1SB2SB2SB3SB3FRFRFU2FU2KM2KM2KM1KM1SB2SB2SQ1SQ1SQ2SQ2SQ4SQ4KM2KM2KM2KM2SB3SB3KM2KM2SQ2SQ2SQ1SQ1SQ3SQ3KM1KM1SB1SB1图2-58 电动机自动往返电路图KM2SB1SB3FRQFRFU SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2SQ4SQ2工作台SQ4SQ2SQ1SQ3设KM1得电M正转, 工作台左移; KM2得电M反转, 工作台右移;M3 工作台KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2SQ4SQ2按SB1KM1线圈得电KM1触头

8、动作M正转工作台左移合Q 直至压住行程开关SQ2：常闭触头断开 KM1线圈 失电, M停转;常开触头闭合 KM2线圈 得电, M自行起动反转工作台返回右移。SQ4SQ2SQ1SQ3工作台工作台KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2SQ4SQ2工作台当工作台右移至压住行程开关SQ1：常闭触头断开 KM2线圈 失电, M停转;常开触头闭合 KM1线圈 得电, M自行 起动正转工作台返回左移如此循环可实现工 作台自动往复运行SQ4SQ2SQ1SQ3 【案例说明案例说明】 某些生产机械上的电动机要求运行一段时间，停止一段时间，即间歇运行，如车床的润滑电动机。27 间歇运

9、行控制间歇运行控制271【解决方案解决方案】控制电路的实现控制电路的实现 图2-59 电动机间歇运行控制电路一、一、 笼型异步电动机的起动笼型异步电动机的起动 （一）直接起动（全压起动）（一）直接起动（全压起动）利用刀开关或接触器将电动机定子绕组利用刀开关或接触器将电动机定子绕组 直接接到额定电压的电流上，又称全压起动。直接接到额定电压的电流上，又称全压起动。 优点：优点：起动设备和操作都比较简单。起动设备和操作都比较简单。 缺点：缺点：起动电流大、起动转矩小。起动电流大、起动转矩小。1. 小容量的电动机（小容量的电动机（PN 7.5kW）2. 电动机容量满足如下要求：电动机容量满足如下要求：

10、ISTIN SC =143 +电源总容量电源总容量(kVA)电动机容量电动机容量(kW) 降压起动是指起动时降低加在定子绕组上的电压（注意不是降低电源电压）来减小起动电流，起动结束后加额定电压的运行方式。三、笼型异步电动机的降压起三、笼型异步电动机的降压起动动降压起动的特点降压起动的特点能够降低电动机起动电流。能够降低电动机起动电流。 由于电动机的转矩与电压的平方成正比，因此降压起动时电动机的转矩也由于电动机的转矩与电压的平方成正比，因此降压起动时电动机的转矩也减小较多，故此法一般适用于电动机空载或轻载起动。减小较多，故此法一般适用于电动机空载或轻载起动。 降压起动的方法降压起动的方法定子串接

11、电抗器定子串接电抗器(或电阻或电阻)的降压起动的降压起动 Y-起动起动 自耦变压器（起动补偿器）起动自耦变压器（起动补偿器）起动 延边三角形起动延边三角形起动 1. 定子串联电阻或电抗减压定子串联电阻或电抗减压起动起动M33 RSQ1 FUQ2起动起动运行运行M3XSQ1 FUQ23 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 特点、起动平稳，工作可靠，起动时功率因数。2、改变所串入的电阻值即可改变加在电动机上的电压，从而调整电动机的起动转矩。3、投资相应较大，电阻有功率损耗，不宜频繁起动。优先Y 起动。1. 定子串联电阻或电抗减压定子串联电阻或电抗减压起动起动适用于：正常运行为形联结的电动机。

12、适用于：正常运行为形联结的电动机。2. 星形星形三角形三角形减压减压起动（起动（Y 起动）起动）3 UNQ1 FUQ2U1U2V1V2W1W2方法方法 起动时将定子绕组接成起动时将定子绕组接成Y形，起动结束后定子绕组则改接成形，起动结束后定子绕组则改接成形形 。适用于：正常运行为形联结的电动机适用于：正常运行为形联结的电动机。2. 星形星形三角形三角形减压减压起动（起动（Y 起动）起动）3 UNQ1 FUQ2U1U2V1V2W1W2Y 起动起动 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 适用于：正常运行为形联结的电动机。适用于：正常运行为形联结的电动机。2. 星形星形三角形三角形减压减压起动（

13、起动（Y 起动）起动） 起动起动Q23 UNQ1 FUU1U2V1V2W1W2 定子相电压比定子相电压比 U1PYU1PUN 3UN=1 3 定子相电流比定子相电流比 I1PYI1PU1PYU1P=1 3 起动电流比起动电流比ISTYISTI1PY 3 I1P=13 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 定子相电压比定子相电压比 U1PYU1PUN 3UN=1 3 定子相电流比定子相电流比 I1PYI1PU1PYU1P=1 3 起动电流比起动电流比ISTYISTI1PY 3 I1P=13 电源电流比电源电流比 起动转矩比起动转矩比 TSTYTSTU1PYU1P=13( )2 三相异步电动机

14、的起动三相异步电动机的起动 IYIISTYIST=13 起动电流起动电流 起动电流是直接起动时的起动电流是直接起动时的1/3 起动转距起动转距 起动转矩也是直接起动时的起动转矩也是直接起动时的1/3 (2) ISTYImax （线路中允许的最大电流）。（线路中允许的最大电流）。(3) TSTY(1.1 1.2)TL 。 Y 起动的使用条件起动的使用条件 (1) 正常运行时应采用正常运行时应采用 形连接的电动机。形连接的电动机。 2星星-三角降压起动三角降压起动说明说明: 高电压电动机引出六个出线端子有困难，故高电压电动机引出六个出线端子有困难，故星星-三角起动一般仅用于三角起动一般仅用于500

15、V以下的低压电以下的低压电动机，且又限于正常运行时定子绕组作三角动机，且又限于正常运行时定子绕组作三角联结。联结。 星星三角降压起动的优点三角降压起动的优点: 起动设备简单，起动设备简单，成本低，运行比较可靠，维护方便。成本低，运行比较可靠，维护方便。2星星-三角降压起动三角降压起动2. 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动TA3 UNQ1 FUQ2M3 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 2. 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动3 UNQ1 FUQ2TAM3起动起动 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 2. 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动TA3 UNQ1 FUQ2M3运行

16、运行 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 2. 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动3 UNQ1 FUQ2TAM3起动起动U降压比降压比 定子线电压比定子线电压比 U1LaU1LbUUN= KA 定子相电压比定子相电压比 U1PaU1Pb= KAU1LaU1Lb 定子相电流比定子相电流比 I1PaI1Pb= KAU1PaU1Pb 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 2. 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动TAM33 UNQ1 FUQ2起动起动ISTaKAISTa 起动电流比起动电流比ISTaISTbI1PaI1Pb= KA 电源电流比电源电流比IaIb KAISTa ISTb=

17、KA2 起动转矩比起动转矩比= KA2 TSTaTSTbU1PaU1Pb=( )2 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 降压比降压比 KA 可调可调 QJ2 型三相自耦变压器：型三相自耦变压器： KA = 0.55、0.64、0.73 QJ3 型三相自耦变压器：型三相自耦变压器： KA = 0.4、0.6、0.8 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 (1) ISTaImax （线路中允许的最大电流）（线路中允许的最大电流） (2) TSTa(1.1 1.2)TL 自耦变压器自耦变压器减压减压起动起动的使用条件的使用条件 【例例 4.3.1 】 一台一台 Y250M6 型三相笼型异步

18、电动型三相笼型异步电动机，机，UN = 380 V， 联结，联结，PN = 37 kW， nN = 985 r/min，IN = 72 A， ST= 1.8， SC = 6.5。如果要求电动机起动时，。如果要求电动机起动时， 起起动转矩必须大于动转矩必须大于 250 Nm，从电源取用的电流必须小于，从电源取用的电流必须小于 360A。试问：。试问：(1) 能否直接起动？能否直接起动？(2) 能否采用能否采用 Y 起动？起动？ (3) 能否采用能否采用 KA = 0.8 的自耦变压器起动？的自耦变压器起动？ 解：解： (1) 能否直接起动能否直接起动602 TN =PN nN= Nm = 359

19、 Nm 6023.1437103985直接起动时起动转矩和起动电流为直接起动时起动转矩和起动电流为 TST = ST TN = 1.8359 Nm = 646 Nm IST = SC IN = 6.572 A = 468 A 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动 虽然虽然 TST250 Nm，但是但是 IST 360 A，所以所以 不能采用直接起动。不能采用直接起动。 (2) 能否采用能否采用 Y 起动起动 TSTY = TST13= 646 Nm = 215 Nm13ISTY = IST13= 468 A = 156 A13 虽然虽然 ISTY360 A，但是但是 TSTY250 Nm，所以所以 不能采用不能采用 Y 起动。起动。 (3) 能否采用能否采用 KA = 0.8 的自耦变压器起动的自耦变压器起动 TSTa = KA2TST = 0