船舶常用控制电路-电动机的保护和基本控制环节

任务一电动机的保护和基本控制环节本节主要内容主要内容：一.电动机控制线路保护环节；二.电气控制系统图类型、绘制规范及读图方法；

三.电动机控制电路的基本控制环节。学习要求：

1.要求知道电动机控制线路的基本保护；

2.了解电气系统图的类型、绘制规范及阅读方法；3.能分析电动机的基本控制环节。Theprotectionandbasiccontrolcircuitforthree-phaseACmotor在电力拖动系统设计时，不仅应保证设备在正常工作条件下安全运行，而且还应考虑到在异常情况下保证设备和人身的安全。为此，必须在系统中设置必要的保护环节。最常见的电气保护环节有短路保护、过载保护、欠压、失压保护及缺相保护。一、电动机的基本保护环节电流不经负载而直接形成回路称短路。常用的短路保护措施有：在电路中装设自动空气断路器(automaticaircircuitbreaker,ACB)（又称自动空气开关）、熔断器（俗称保险丝）等。熔断器(fuse)串联在电源和用电电路之间，如图5-1-1中的FU1。当流过的电流超过其允许值时，熔体自动熔断，从而切断故障电路。当流过熔断器的电流小于其额定电流时，熔断器可长期工作而不熔断。当流过的电流超过其额定电流时，并不是立即熔断，而是要经过一定的时间使熔体的温度达到熔点后才会熔断。

1、短路（shortcircuit)保护

图5-1-1三相异步电动机控制电路对于大多数电气设备来说，当电流超过其额定值（即过载）时，并不一定会立即损坏，但长时间的或严重的过载是不能允许的。故在电路中常装设过载保护，以防被保护电器因过载而损坏。过载保护的原理是：当被保护电器出现长时间过载或超强度过载时，利用过载时出现的热效应、电磁效应等使过载保护电器动作，使被保护设备脱离电源。用于过载保护的电器：热继电器(Thermalrelay)、过电流继电器(Over-currentrelay)、自动空气开关。2、过载（over

roading）保护失压（欠压）保护是依据接触器本身的电磁机构和起动按钮(button)来实现的。当电源电压由于某种原因消失时，电动机会自动停车。当电源电压恢复时，电动机不会自动起动，只有在操作人员按下起动按钮后，电动机才可起动，这种保护称为失压保护。当电源电压过分降低（欠压）时，电动机为了维护电磁转矩满足负载转矩的需要，其电流必将增加，使电动机可能过载甚至烧毁。而此时由于电源电压过分降低，接触器反力弹簧的作用力大于电磁吸力时衔铁将释放，主触头断开，使电动机脱离电源，实现欠压保护。3、失压/欠压(lossofpower/undervoltage)保护

三相交流异步电动机运行时，任一相断线(或失电)，会造成单相运行，此时电动机为了得到同样的电磁转矩，定子电流将大大超过其额定电流，导致电机发热烧坏，缺相运行的电机，还伴随着剧烈的电振动和机械振动。一般热继电器的发热元件串接在三相主电路的任意两相之中，在任一相发生断路（缺相）故障时，必然导致另两相电流的大幅度增加。4、缺相(openphase)保护二、电气控制系统原理图和安装接线图在电气控制系统中，为了便于表达自动控制系统的结构、原理、安装、使用和维修，需要将各种电器元件及其连接用一定的图形表示出来，这种图称为电气控制系统图。电气控制系统图主要包括电气控制线路图（又称电气原理图）、电器布置图和电气安装接线图。

原理图是用来说明电气控制系统工作原理的电气电路图，绘制原理图的出发点是便于阅读，下面列出绘制原理图的几项原则：（1）所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图形符号和文字符号来表示。（2）原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。（3）在原理图中，同一电器的不同部分（如线圈、触点）分散在图内不同的部位，为易于识别，规定使用同一文字符号标明。（4）在原理图中所有的触点均表示“正常状态”，所谓正常状态是指各种电器在没有通电和没有外力作用时的状态。（5）为安装和维修方便，电机和电器的各接线端都要用数字编号。安装接线图是用来表明电气控制系统中各元件的实际安装位置和接线情况的，在安装和检修电气设备时用安装接线图更为方便，下面列出绘制安装接线图的几项原则：（1）安装接线图应表示出各电器的实际位置，同一电器的各元件要画在一起。（2）要表示出各电机、电器之间的电气联接，凡是导线走向相同的可以合并画成单线。（3）安装接线图中元件的图形和文字符号以及端子的编号应与原理图一致。（4）安装接线图上应标明导线的走线管的型号、规格和尺寸。三、电动机控制电路的基本控制环节1、电动机的点动控制电路图5-1-2为简单的点动控制线路。合三相电源开关QS，按下起动按钮SB，接触器KM线圈有电，主触头闭合，电动机M起动运转，手松开，接触器失电，主触头断开，电动机停止运转。

3~图5-1-2三相异步电动机的点动控制电路2、电动机的连续控制电路大多数鼠笼式电动机的连续控制采用磁力起动器进行控制。磁力起动器是用来远距离控制和保护鼠笼式电动机最简单的成套电器，它是由电源开关、熔断器、按钮、交流接触器和热继电器等组成。图5-1-3就是单向（不可逆）磁力起动器控制电路。

图5-1-3三相异步电动机的连续控制电路3~3、电动机的多地点控制电路为了操作方便，某些设备往往要求在两个或两个以上的地点对它都能进行操作。实现这一要求的就是多地点控制，只要将两个或多个起动按钮和停止按钮分别组成并联和串联电路即可。图5-1-4的电路就属于两地点控制中的按钮连接方式的一种。图5-1-4两地点控制4、电动机的行程控制电路某些生产机械的运动部件的行程范围有一定限制，例如船舶舵机的左右舵角偏转必须限制在35°以内；起货机提升机构必须防止吊索收尽以免造成吊钩撞碰吊臂事故等。实现行程控制，应将限位（行程）开关安置在设限的位置上，如图5-1-5所示。STB和STA分别为左右移动的终端限位（行程）开关。为实现行程控制的要求，限位（行程）开关(Limitswitch)的常闭触头STA、STB与控制线路中的停止控钮SB2串联，如图5-1-6所示。当运动机械移动到极限位置时，行程开关的常闭触头STA或STB断开，电动机便停转。显然限位控制是避免生产机械进入异常位置的一种限位保护。STASTB

限位开关正逆图5-1-5

行程控制示意图KMFKHKMRSB1KMFSB2SB3STBKMRKMRKMFSTA图