项目二 任务3 三相异步电动机的连续控制

2134CA6140型车床的电气控制电路分析三相异步电动机的点动控制CW6132型车床的电气图阅读三相异步电动机点动控制的安装调试三相异步电动机的连续控制三相异步电动机连续控制的安装调试56项目二：识读CW6132型车床的电气原理图一、三相异步电动机的点动控制合上刀开关QS，按下起动按钮SB，接触器KM线圈得电，衔铁吸合，主触点闭合，定子三相绕组通入三相交流电，电动机起动运转。松开起动按钮SB，KM线圈失电，衔铁释放，带动主触点复位断开，定子绕组失电，转子转速立即下降，电动机很快就停车。电动机运转的时长，取决于起动按钮被按下的时长。应用：控制需要短时、间断运转的电动机。熔断器组FU1和FU2作短路保护。三相异步电动机点动控制原理图复习二、三相异步电动机的连续控制点动控制电路与连续控制电路的区别：结构上：连续控制比点动控制多了热继电器、自锁触头和停止按钮。功能上：点动实现电动机短时运转，连续控制实现电动机长期运转。a）主电路b）控制电路三相笼型异步电动机连续控制原理图依靠接触器自身的辅助常开触头，保持接触器线圈通电的现象，称为自锁或自保。与起动按钮并联的接触器常开辅助触头，被称为自锁触头。按下起动按钮SB2使KM线圈通电，KM的主触头和自锁触头都闭合，电动机定子绕组通电，起动运转。松开SB2时，SB2触头复位断开，自锁触头是闭合的，可以为KM线圈通电提供通路，保持KM线圈继续通电，电动机连续运转。新知1.电动机连续控制电路分析合上刀开关QS，按下起动按钮SB2→接触器KM线圈通电→KM的所有触头都动作（辅助常闭触头断开，主触头和辅助常开触头闭合）→电动机定子绕组通电→电动机起动。松开起动按钮SB2→SB2复位断开→KM线圈通过自锁触头继续通电→电动机连续运转。按下停止按钮SB1→KM线圈电路被切断→KM触头复位，主触头和自锁触头都断开→电动机断电自由停车，自锁也断开。起动过程：停止过程：松开停止按钮SB1→SB1复位闭合→由于起动按钮SB2和自锁触头都是断开的，所以KM线圈不会得电→电动机保持停车状态。三相笼型异步电动机全压起动、单向运转控制电路，通常又被称为连续控制、长动控制或启保停控制。新知2.电动机连续控制电路的保护环节1）短路保护熔断器组FU1和FU2分别作主电路和控制电路的短路保护。2）长期过载保护热继电器FR实现电动机的长期过载保护。电动机长期过载时，FR热元件因流过过载电流而严重发热，双金属片严重弯曲，推动补偿双金属片，使FR常闭触头断开，切断KM线圈电路，KM主触头断开，使电动机断电停转。过载保护动作后，一定要找出过载原因，卸掉过重的负载，待FR复位（FR常闭触头闭合）后，方可再次起动电动机。FR实现电动机长期过载保护电路的必备条件（缺一不可）：①FR的热元件串联在主电路中；②FR的常闭触头串联在接触器线圈电路中。新知3）欠压、失压保护欠压、失压保护由起动按钮与接触器的配合来实现。①低电压时，接触器衔铁释放，使主触头和自锁触头都断开，电动机因定子绕组断电而停车，可避免低压过载运行。2.电动机连续控制电路的保护环节新知接触器的线圈电压低于额定电压的85%时，铁心中产生的电磁吸力就会小于弹簧的反作用力，衔铁就会释放，从而带动触头复位，称为低电压释放。低电压释放是接触器的工作特性之一，能实现电动机的欠压保护。电动机的欠压、失压保护包含两层含义：②当电源电压恢复正常时，起动按钮SB2和接触器KM的自锁触头都是断开的，KM线圈不会得电，电动机不会自行起动，可避免自行起动而造成人身和设备损害。欠压、失压保护长期过载保护长期过载保护短路保护短路保护2.电动机连续控制电路的保护环节新知三、认识热继电器热继电器是利用电流通过发热元件产生的热量，使检测元件受热弯曲，从而推动执行机构动作的一种保护电器。由于发热元件具有热惯性，检测元件受热弯曲也需要时间，所以热继电器的动作需要一定的时间，只能用作长期过载保护，瞬时过载时不会动作，更不能作短路保护！a.热元件（单相、两相、三相）b.常闭触头c.常开触头电气符号：主要用途：实现电动机的长期过载保护。新知热继电器保护特性图１.具有合理可靠的保护特性２.具有一定的温度补偿４.具有手动复位与自动复位功能３.动作电流能够方便地调节热继电器的保护特性应形如电动机的过载特性，且具有反时限性。热继电器应能补偿检测元件受环境温度变化而引起的误差。动作电流要能在热元件额定电流的66%~100%范围内调节。热继电器动作后，可自动复位也可手动复位。自动复位时间应不大于5min，手动复位时间应不大于2min。热继电器的保护特性处于电动机过载特性的下方，并与之相邻近。（一）电气控制对热继电器性能的要求新知由热元件、主双金属片、触头系统、动作机构、复位按钮、电流整定装置和温度补偿元件等部分组成。（二）双金属片式热继电器双金属片热继电器结构原理图1-推杆2-主双金属片3-热元件4-导板5-补偿双金属片6.7-静触头8-复位调节螺钉9-动触头10-复位按钮11-调节旋钮12-支撑杆13-弹簧1.基本结构新知热继电器的热元件串接于电动机的定子电路中，流过的是电动机定子绕组的线电流，能反映电动机是否过载。电动机正常工作时，定子额定电流流过热元件，热元件产生的热量小，双金属片受热弯曲的位移小，不足以使触头动作。热继电器常闭触头一直闭合，接触器线圈一直通电，接触器主触头保持闭合，持续给电动机供电，电动机连续运转。（二）双金属片式热继电器热继电器的常闭触头串联于接触器线圈电路中。2.电路连接关系3.工作原理新知主电路控制电路若电动机过载，流过热继电器热元件的就是过载电流，过载电流比额定电流大，热元件发热多，双金属片的弯曲程度增大，推动导板和补偿双金属片，使触头动作。热继电器的常闭触头断开，使接触器线圈断电，接触器主触头和自锁触头都复位断开，切断定子绕组的电源，使电动机失电停转。环境温度变化时，补偿双金属片和主双金属片同时同方向弯曲，保证导板和补偿双金属片间的推动距离不变，可以在规定范围内补偿环境温度对热继电器的影响。（二）双金属片式热继电器3.工作原理1-推杆2-主双金属片3-热元件4-导板5-补偿双金属片6.7-静触头8-复位调节螺钉9-动触头10-复位按钮11-调节旋钮12-支撑杆13-弹簧新知三相异步电动机的定子绕组星形联结时，若采用普通的两相或者三相结构的热继电器作长期过载保护，同时也能进行断相保护。三相异步电动机的定子绕组三角形联结时，采用普通的两相或者三相结构的热继电器，只能进行长期过载保护，不能进行断相保护。只有带断相保护的热继电器，才能对定子绕组三角形联结的电动机，既能进行长期过载保护，又能进行断相保护。三相异步电动机运行中若发生一相断线，未断线两相的电流就会增大，温度升高，导致电动机转速下降，振动增大，有异常声响，应及时切除电源，进行断相保护。

（三）具有断相保护的热继电器将普通三相结构热继电器的导板改成差动机构，就可做成带断相保护的热继电器。新知热继电器的差动断相保护机构某相断线时，该相电流变为0，该相双金属片冷却，先前的弯曲逐渐变直，推动上导板右移。（三）具有断相保护的热继电器a)通电前b)三相正常电流c)三相均匀过载d)W相断路1、2-上/下导板3-杠杆4-顶头

5-补偿双金属片6-主双金属片未断线两相电流增大，使双金属片受热增加，弯曲程度增加，推动下导板大幅度左移。上、下导板产生差动作用，使热继电器迅速动作。三相均匀过载时，过载电流使三相热元件严重发热，三相双金属片的弯曲程度都会增加，推动上、下导板一起左移，越过动作线，使触头动作。新知正常工作时，热元件发热轻，三相双金属片轻微弯曲，推动上、下导板左移的位移小，碰不到补偿双金属片，不会使触头动作。1.按照实际安装情况选择适当安装型式的热继电器。2.原则上，热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择；但对过载能力较差的电动机，热继电器的额定电流应按电动机额定电流的60%~80%来选取。3.保证热继电器在电动机不频繁起动过程中不会误动作。当电动机起动电流小于等于6IN，起动时间不超过5s，且很少连续起动时，可按电动机额定电流选用热继电器。热继电器有三种安装方式：独立安装式（通过螺钉安装）、导轨安装式（在标准安装轨上安装）和插接安装式（直接挂接在与其配套的接触器上）。（四）热继电器的选用若电动机起动时间较长，则不宜用热继电器，要换用过电流继电器作长期过载保护。否则，在电动机的起动过程中，热继电器就会误动作。新知4.一般情况下，选用两相结构的热继电器即可。6.频繁正反转和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器，应选用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻做过载保护。5.双金属片式热继电器用于轻载、不频繁起动的电动机的长期过载保护。重载、频繁起动的电动机，则采用过电流继电器作过载和短路保护。电网电压均衡性较差、无人看管的电动机，应选用三相结构的热继电器。与大容量电动机共用一组熔断器的电动机，应选用三相结构的热继电器。定子绕组额定接线方式为△的电动机，应选用带断相保护的热继电器。新知（四）热继电器的选用先打开手动开关SA，使自锁回路断开；再合上刀开关QS，按下SB2实现点动。先合上手动开关SA，接通自锁回路；再合上刀开关QS，按下SB2实现连续控制。a）主电路b）手动开关控制的点动/长动三相笼型异步电动机点动/连续控制电路区别点动与长动控制的关键：是否有自锁，以及自锁回路是否为通路。四、既能点动又能连续控制的电路1.手动开关控制的点动/连续电路拓展a)主电路c)复合按钮控制的点动/长动三相笼型异步电动机点动/连续控制电路2.复合按钮控制的点动/连续电路拓展合上QS，按下SB2，不按SB3，KM得电，主触头和自锁触头都接通，电动机起动；松开SB2，电动机依靠自锁回路继续得电运转。按下SB1，KM断电，触头复位，电动机停转。合上QS，按下SB3，不按SB2，SB3常闭触头先切断自锁回路，常开触头后接通KM线圈，KM自锁触头闭合但自锁回路断开，KM主触头闭合，电动机起动。松开SB3，SB3常开触头先复位断开，使KM线圈断电，KM主触头和自锁触头都断开，电动机停车（点动）。SB3常闭后复位闭合，但KM的自锁触头是断开的，所以KM线圈不通电，其触头不动作，定子绕组不通电，电动机保持停车状态。中间继电器电磁式中间继电器的结构和工作原理，与电磁式接触器相同。中间继电器触点数量多，额定电流大，在控制电路中主要用来扩展触点的数量和容量。3.中间继电器控制的点动/连续电路a)主电路d)中间继电器控制的点动/长动三相笼型异步电动机点动/连续控制电路拓展五、认识继电器继电器是利用电量或非电量信号，使其它器件或装置动作的一种控制元件。按动作原理分，有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、热继电器与时间继电器等。用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，实现自动控制和保护的目的。按输入量不同，分为交流、直流、电压、电流、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。1.继电器的分类新知2.继电器与接触器不同点：1）各种继电器可在相应的各种电量或非电量作用下动作。接触器一般只对电压的变化做出反应。2）继电器一般用于控制小电流电路，触头额定电流不大于5A，无需加灭弧装置。接触器一般用于控制大电流电路，主触头额定电流不小于5A，往往要加灭弧装置。都是自动接通或断开电路的低压电器。3）继电器的触头没有主触头和辅助触头之分。接触器的触头有主触头和辅助触头之分，二者不能混用。相同点：新知3.电磁式继电器◆电磁机构◆触头系统◆调节装置电磁式继电器的典型结构1-底座

2-铁心3-释放弹簧4~5-调节螺母

6-衔铁7-非磁性垫片8-极靴

9-触头系统

10-线圈铁心上装设不同的线圈，可分别制成电流继电器、电压继电器和中间继电器。桥式触头，有常开和常闭两种形式，没有灭弧装置。为调节继电器的动作参数而设，如：调节螺母和非磁性垫片。电磁式继电器的结构和工作原理，都与接触器相似。新知1）电磁式继电器的基本结构◆按用途分：◆按输入信号分：◆按线圈电流种类分：2）电磁式继电器的分类控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等。电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器。交流继电器和直流继电器。新知xo—继电器的动作值xr—继电器的返回值yo—衔铁释放状态y1—衔铁吸合状态电磁式继电器的特性3）电磁式继电器的特性电磁式继电器的特性就是电磁机构的继电特性。具有继电特性的电器统称为继电器。继电器的返回系数为K：K

=xr/xo新知无论是动作还是返回，继电器都是从起始位置到最终位置，不可能停留在某一个中间位置上。这种特性就称为继电器的“继电特性”。继电特性反映了继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。◆整定值◆额定电压与额定电流◆动作参数4）电磁式继电器的主要参数继电器的线圈和触头在正常工作时允许的电压值或电流值。对电压继电器，动作参数指吸合电压与释放电压；对电流继电器，动作参数指吸合电流与释放电流。新知包括吸合值与释放值。根据控制要求，人为调整而得到的动作参数值。◆返回系数K：继电器的释放值与吸合值之比。调节“调节螺母”和“非磁性垫片的厚度”，可得到所需要的K值。◆动作时间：吸合时间与释放时间。吸合时间：从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的时间。一般电磁式继电器的动作时间为0.05~0.2s。释放时间：从线圈断电到衔铁完全释放所需的时间。◆灵敏度：继电器在整定值下动作时，所需的最小功率。新知4）电磁式继电器的主要参数电压继电器是反映电压变化的控制电器，其线圈并联在被测电路中，匝数多而导线细。根据吸合电压相对于额定电压的大小，电压继电器分为：过电压继电器和欠电压继电器。4、电磁式电压继电器1）过电压继电器当线圈电压为额定电压时，衔铁不吸合；当线圈电压高于额定电压，并达到一定值时，衔铁吸合；当线圈电压降低到释放电压时，衔铁释放。过电压继电器的常闭触头串联于电路中，电压正常时保持电路畅通；过电压时常闭触头断开电路，进行过电压保护。过电压继电器只有交流型，没有直流型。新知2）欠电压继电器当线圈电压为额定电压时，衔铁吸合，常开触头闭合，保持电路畅通，让用电设备正常工作。当线圈电压减小到某一整定值以下（通常为40%~70%UN）时，衔铁释放，常开触头复位断开，切断电路，实现欠电压保护。欠电压继电器既有交流型，又有直流型。新知4、电磁式电压继电器欠电压继电器的常开触头串联于电路中，用作欠电压保护。5、电磁式电流继电器电流继电器是反映电流变化的控制电器；其线圈串联在被