低压电器8电动机控制电路解析教学课件

七

常用低压电器7.1低压电器按用途分类：配电电器、控制电器P151表10-17.2配电电器用途：在电路中主要起隔离、转换、接通和分断电路。常用的类型有以下几种：1、刀开关：用作隔离电源或非频繁地接通和分断电路2、组合开关：（又称转换开关）作电源开关和控制电动机起动、停止、变速（有级）、换向3、低压断路器：（又称自动空气开关）当电路发生短路、过载、失压时能自动切断电路2020/10/1614、熔断器：用作电路及电气设备的短路或过载保护主要技术参数选择：1）熔断器的额定电压UN大于或等于线路工作电压UL2）熔断器的额定电流IN大于或等于熔体的额定电流IRN3）熔体额定电流IRN选择

保护一台电动机：IRN≥（1.5-2.5）IN式中：IN为电动机额定电流

保护多台电动机：IRN≥（1.5-2.5）IMN+∑IN式中：IMN为容量最大的电动机额定电流∑IN为其余电动机额定电流之和2020/10/162

7.3控制电器1、交流接触器：在自动控制系统中，可实现对电动机和其他电气设备的频繁操作和远距离控制。CJ20是全国统一设计的新型交流接触器，有三对常开主触点，（电流等级有10A、16A、25A、40A、63A、100A—630A）电流容量大的装设灭弧装置；二对常开、常闭辅助触点（5A）主要技术参数选择：1）额定电压大于或等于主电路额定电压2）接触器吸引线圈的额定电压必须与控制电路相等3）接触器额定电流大于或等于负载额定电流2020/10/1632、继电器继电器是一种根据输入信号（电量或非电量）来控制电路接通或断开的电器。常用的继电器有：1）中间继电器：触点数量多，可将一路信号转变为多路信号它实际上是一种动作值与释放值不能调节的电压继电器。当线圈外加（85﹪-110﹪）额定电压时继电器吸合，（20﹪-75﹪）额定电压时继电器释放。JZ7系列2）电流继电器：分为过电流、欠电流（保护）继电器。吸引线圈串联在被控电路中，其电流值根据控制要求可调节

2020/10/164过电流继电器：

当被测电路发生短路或过电流（超过线圈的整定电流）时，继电器触点动作。欠电流继电器：电路电流正常时，继电器工作，电流低于其整定值时，触点复位。3）电压继电器：分为过电压、欠电压和零电压（保护）继电器过电压继电器：当被测电路电压大于其整定电压时，继电器触点动作。欠电压、零电压继电器：电路电压正常时，继电器工作，电压低于其整定值时，触点复位。2020/10/1654）时间继电器：根据预定的时间来接通或分断电路

按延时方式分为：通电延时、断电延时两种

识别延时触点的方法：确定触点形式（常开或常闭）根据圆弧的圆心方向确定延时方式（延时闭合或延时断开）5）热继电器：用于对电动机的过载、断相保护。

主要参数选择：热继电器额定电流根据电动机额定电流确定热元件的整定电流按电动机额定电流的1.2倍整定6）速度继电器：用于对电动机的反接制动2020/10/1663、主令电器用于自动控制系统中发出控制指令的电器1）按钮：

选择按钮时注意：额定电压、额定电流（5A）结构形式、触点对数、颜色、指示灯等2）行程开关（又称限位开关）行程开关是机械运动部件的位置检测开关行程开关可分为直动式、微动式、滚轮式还有无机械触点的接近开关。使用最方便的是二线制交流接近开关接线图如右所示2020/10/167

八电动机控制电路8.1电气控制系统图

电气控制系统图包括电气原理图、安装接线图、位置图。1、电气原理图

电气原理图——用图形符号和文字符号表示电路各个元件、器件连接关系和电气工作原理的图。电气原理图

分为电源电路、主电路、辅助电路三部分1）电源电路：电源电路绘成水平线2）主电路：是从电源到电动机，通过大电流的电路。包括电机启动，转向，调速，制动，自动循环等控制环节。主电路画在原理图左边，垂直于电源电路，用粗实线表示。

2020/10/1682020/10/1693）辅助电路——包括控制电路、信号电路、照明及保护电路辅助电路由接触器、继电器的线圈、按钮、触点等组成，用来控制主电路，通过较小电流（＜5A）的电路。辅助电路一般按照控制、信号、照明、保护电路的顺序依次垂直画在主电路图的右侧。2、安装接线图（见下页）表示各电器元件的安装位置、配线方式、接线情况的图。它表示各电器元件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线型号、截面。3、位置图

表示各电器元件在控制板上的实际安装位置2020/10/16102020/10/1611

8.2三相异步电动机直接起动电路1、手动控制直接起动电路容量在10KW以下不频繁启动的电动机，采用全电压直接起动采用刀开关（闸刀开关，铁壳开关），空气断路器，转换开关，组合开关等，手动操作。（P173）2、接触器控制单方向运行控制电路（重点）1）主电路分析：具有熔断器短路保护（FU）、热继电器过载保护（FR）具有失压和欠压保护：当电源停电或电压降低到一定值，接触器将自动释放，不会造成不经起动而接通电源的事故。2020/10/16122）控制电路分析：起动过程：按下SB2→KM吸合→辅助触点KM自锁、主触点接通电源→M全压起动运行辅助触点KM起自锁作用称为自锁触点停车过程：按下SB1→KM失电→主、辅触点断开→M停转故障现象；按下起动按钮SB2，KM不吸合，试分析；故障产生的原因，说明检查的方法。思考；将辅助触点KM除去，该电路就变成什么电路？2020/10/16133)点动与连续运行控制电路；在上述典型控制电路中增加一个点动复合按钮SB3，使SB3的常闭触点与KM自锁触点串联，便可实现点动与连续运行的控制电路。按点动按钮SB3，KM自锁触点不能闭合，便可实现点动控制。按起动按钮SB2，KM自锁触点闭合,便可实现连续运行控制。2020/10/16143电动机正反向控制电路1)接触器联锁正反向控制电路（图在下页）

主电路：接触器KM1控制电机正转，KM2控制电机反转。注意：KM1、KM2主触点下端子接线，相序相反，因此KM1、KM2不允许同时吸合，否则造成电源相间短路。实际工作中，按错按钮或主触点在运行时熔焊，均会造成两接触器同时接通，因此必须要有接触器互锁（或联锁）

2020/10/1615控制电路：两个接触器KM1，KM2的辅助常闭触点交叉串联在KM2、KM1线圈回路中，实现联锁控制。2020/10/1616

电路优缺点：优点是安全可靠。缺点是电机由正转变反转，必须先按停止按钮后才能反转2）按钮联锁正反向控制电路（P184）利用复合按钮联锁来取代接触器联锁（分析略）电路优缺点：优点是电机由正转变反转，可直接按反转按钮，操作方便缺点是当主触点在运行时熔焊时，会造成电源相间短路2020/10/16173）接触器、按钮双重联锁正反向控制电路（重点）该控制电路操作方便、安全可靠，获得广泛应用电机正转：合上QS→按下SB2→KM1吸合→辅助触点自锁、主触点接通电源→M正转同时串接在KM2线圈回路中辅助常闭触点KM1断开→对KM2实现联锁控制。电机反转：按下SB3→串在KM1线圈回路中常闭触点先断开→KM1失电→M失电2020/10/1618接着SB3常开触点闭合→KM2吸合→KM2辅助触点自锁、主触点接通电源→M反转。同时串接在KM1线圈回路中的常闭触点KM2断开→对KM1实现联锁控制。

停车过程：按下SB1→KM1、KM2失电→主、辅触点复位→M断电停转。4）正反向控制电路的故障分析与检修故障现象；电动机M能正转，但不能反转，试分析故障产生的原因，说明检查的方法。

故障现象；电动机M不能正转或反转（KM1、KM2能吸合）2020/10/16198.3电动机降压起动控制电路常用的降压起动方法有四种：主要介绍常用的二种8.3.1Y—△降压起动控制电路（重点）

Y启动：按下SB2→KM1，KM3，KT线圈通电→KM1常开触点自锁、KM1、KM3主触点闭合→M接成Y起动。同时，KM3常闭触点断开→对KM2实现联锁控制。△运行：KT延时结束，KT延时断开常闭触点断开→断开KM3

→KM3常闭触点复位闭合、KT延时闭合常开触点闭合→KM2线圈通电→KM2自锁、KM1、KM2主触点闭合→M接成△运行。同时，KM2常闭触点断开→KT失电、并对KM3实现联锁控制。2020/10/1620

Y—△降压起动控制电路2020/10/1621停车：按下SB1→KM1、KM2失电→M停转。结论：Y—△起动，结构简单，成本低。起动电流、起动转矩均降低到直接起动时的1/3。因此，仅适用于轻载或空载起动。故障分析与检修：故障现象；1）电动机能Y起动，延时工作一定时间就炸熔断器。2）电动机能Y起动，但不能转换为△运行试分析故障产生的原因，说明检查的方法。2020/10/16228.3.2自耦变压器（补偿器）降压启动自耦变压器有三个匝数不同的抽头（65﹪、73﹪、85﹪），可调节所需的启动电流、启动转矩，适用于大容量，重负载启动的电动机。缺点是设备庞大，投资成本高。控制电路见P193工作原理如下：（指示电路略）按下SB2→KM1、KT线圈通电→KM1常开触点自锁、五对主触点闭合→M经自耦变压器降压起动。同时KM1常闭断开，实现联锁

KT延时结束→KT延时闭合常开触点闭合→KA吸合并自锁→KA常闭触点断开→KM1、KT线圈断电→所有触点复位，自耦变压器TM切除。同时KM1常闭触点复位→KM2吸合→M全压运行。2020/10/1623

8.4异步电动机的制动控制电路

为了实现快速、准确、安全停车，必须采取制动措施。

制动方法分为两大类：

机械制动——电磁抱闸制动、电磁离合器制动电气制动——反接制动、能耗制动、发电回馈制动1、电磁抱闸制动和电磁离合器制动电磁抱闸制动有断电型、通电型电磁抱闸制动两种断电型电磁抱闸制动控制电路：见P200抱闸制动器在电磁线圈YA不通电时处于制动状态。电磁线圈YA要先于电动机通电，待制动闸松开后，电动机才通电运转2020/10/1624电磁抱闸结构：主要有制动电磁铁和闸瓦制动器两大部分。起重机械广泛使用断电型电磁抱闸，如桥式起重机械、提升机、电梯。2020/10/16252反接制动反接制动：正常运行的电机停车时，改变电源的相序，使旋转磁场方向与转子惯性旋转方向相反，则电机产生的转矩为制动转矩。速度原则控制：以速度继电器发出工作状态改变命令的控制速度继电器：一般有两对常开、常闭触点，可分别用于正、反向运行的反接制动。当电机转速大于120r/min，常开触点闭合、常闭触点断开。电机转速小于100r/min，常开、常闭触点复位。反接制动力矩大，能量损耗也大，用于铣床的主轴制动2020/10/1626单向反接制动控制电路：(见下页）

KM1为正转运行、KM2为反转制动接触器，KS为速度继电器，与电动机同轴相连。工作原理：按下SB2→KM1吸合→辅助触点自锁、主触点接通电源→M正转同时辅助常闭触点KM1断开→对KM2实现联锁控制。当转速大于120r/min→KS常开触点闭合为KM2吸合作准备停车时按下SB1→KM1先断电、触点复位→M断电。同时KM2吸合并自锁→M电源反接→M速度下降→当转速小于100r/min→KS常开触点复位断开→KM2断电→M停转。2020/10/16272020/10/16283、能耗制动（重点）能耗制动：电机断电后，立即给定子二相绕组加一直流电源，产生一静止直流磁场。以惯性旋转的转子切割该磁场，产生制动转矩。能耗制动通常有按时间原则和按速度原则控制两种方案。用时间继电器控制切换的时间称为按时间原则控制（P204）该方案适合负载较恒定的场合。对负载变动较大的场合，应采用速度原则控制方案。能耗制动：制动平稳，能量损耗也小，但效果比反接制动差适用于容量较大电机或制动频繁的场合。不适合紧急制动。2020/10/16292020/10/1630按时间原则控制的单向能耗制动控制电路工作原理：1、电动机运转：

按下SB2→KM1得电并自锁→电动机运转；同时辅助常闭触点KM1断开→对KM2实现联锁控制。

2、电动机停车：按下SB1→KM1失电→M停转；常闭触点KM1复位。同时KM2、KT得电并自锁→电动机两相绕组通入直流电→M进行能耗制动。

当电动机转速接近零时，KT延时断开常闭触点KM1断开→KM2失电→断开直流电源，制动过程结束。KM2常开触点断开→KT失电释放。2020/10/1631

8.5鼠笼型电动机的变极调速控制电路变极调速：用改变定子绕组极数来改变电机同步转速的方法变极调速是有极调速。多速电动机有双速，三速，四速。常采用的接线方法有△/YY和Y/YY两种。双速电动机有六个接线端子：U1、V1、W1、U2、V2、W2△接法——低速运行：U1、V1、W1接电源，U2、V2、W2不接线YY接法——高速运行：U1、V1、W1短接