电工电子技术 课件 4任务三、三相异步电动机连续运行控制电路设计、仿真及安装调试

任务三、三相异步电动机连续运行控制电路设计、仿真及安装调试电工电子技术

黄燕华任务导学举出一些生产生活中三相异步电动机连续运行控制案例，如何实现电动机的连续运行控制?

任务导学车床主轴电动机、车床冷却泵电动机、铣床进给电动机、自动伸缩门控制用电动机、卷帘门控制电动机、电动葫芦升降用控制电动机等都属于连续运行控制电路的案例。这些电动机的连续运行都是通过接触器辅助常开触点与起动按钮并联实现电路的连续运行控制的。任务情境如图４-２７所示，ＣＡ６１４０机床在进行车削加工时，工件被卡盘夹夹持，由主轴带动旋转，分析主轴连续旋转在电气控制中的实现方法，设计一个控制主轴电动机连续运行的电路并在仿真软件上对该控制电路进行仿真，完成该控制电路的安装接线和调试。任务实施一、车床主轴连续运行控制电路设计１)在电气控制电路设计时除了考虑功能的实现，还需要一些必要的保护，如短路保护、过载保护等，选出能实现车床主轴连续运行控制电路所需的元器件，包括控制用的元器件和保护用的元器件。２)根据所选元器件，在图４-２８的方框中绘制出车床主轴连续运行控制电路原理图。图4-28车床主轴连续运行控制电路原理图二、车床主轴连续运行控制电路仿真１)在仿真软件(本项目中选用宇龙机电控制仿真软件)的元器件库中选出热继电器，对热继电器的各元件进行检测，如图４-２９所示，以ＪＲ３６-２０热继电器为例，基于仿真万用表，完成表４-５中的检测内容。热继电器及仿真万用表热继电器检测表２)在软件元器件库中选出接触器，并对接触器进行检测，如图４-３０所示，以ＣＪＸ１-１２/２２接触器为例，基于仿真万用表，完成表４-６中的检测内容。CJX1-12/22接触器及仿真万用表CJX1_12/22接触器检测表３)选出车床主轴连续运行控制电路所需元器件并按布置图将元器件布置好，进行仿真接线和调试，将仿真接线结果截图到图４-３１中，并将调试中遇到的问题记录于表４-７中。仿真调试故障记录表仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法

三、车床主轴连续运行控制电路实际安装接线1）选出所需元器件，填入表4-8中。车床主轴连续运行控制电路所需元器件元器件选择列表名称数量名称数量

2）根据所选元器件对各元器件进行检测，并将检测结果填入相应的表中。①接触器检测接触器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格接触器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌及线圈技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手分合接触器的活动部分，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）用万用表检查常开触点电阻是否为无穷大，常闭触点电阻是否为零；手动强制按下时触点电阻为:常开触点电阻为零,常闭触点电阻为无穷大。2）用万用表电阻档测量接触器线圈，查看是否无电阻（应为一定数值的阻值，无穷大或者为零都不正常）。②断路器检测断路器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格断路器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手转动断路器的操作手柄，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）操作手柄置于分闸位置时，用万用表检查对应触点电阻是否为无穷大；操作手柄置于合闸位置时，对应触点电阻是否为零。③热继电器检测热继电器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格热继电器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应热元件，检查对应电阻是否接近为零。用万用表检测对应动断触点，检查对应电阻是否为零。④按钮检测按钮检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格按钮铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手按下按钮帽和松开按钮帽，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表未按下按钮帽时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为无穷大，对应常闭触点电阻是否为零；按下按钮时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为零，对应常闭触点电阻是否为无穷大。⑤熔断器检测熔断器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格熔断器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应熔断器，检查对应电阻是否为零。３)在图４-３２中绘制出车床主轴连续运行控制电路元器件模块布置图。４)根据布置图将元器件固定在接线板上，依据接线图进行安装接线并完成调试，写出上电调试过程(起动、停止过程)。５)总结车床主轴连续运行控制电路安装接线注意事项。知识链接一、低压电器二、电气安装调试

一、低压电器电工电子技术

黄燕华包括刀闸、转换开关、熔断器、自动开关、保护继电器。①低压配电电器

用于低压配电系统中，要求在系统发生故障情况下动作准确，工作可靠、有足够的热稳定性和动稳定性。

包括控制继电器、接触器、起动器、调压器、主令电器（包括按钮，行程开关等）、变阻器和电磁铁。②低压控制电器

用于电力传动系统中，要求寿命长，体积小、重量轻和工作可靠。低压电器按用途或所控制的对象可概括为两大类：1.刀开关（Q）①作用：隔离开关或直接起停5.5kW以下小电机分为：单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上三刀:用在三相上②符号：Q③选择:

选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流。①作用:用于接通或断开控制电路，靠手动操作。②结构：2.按钮（SB）1—常闭触点或动断触点2—常开触点或动合触点触点1触点2按钮外形图④种类：联动(复合)按钮紧急按钮用指示灯表示其工作状态③符号:动断触点动合触点SBSBSB停止按钮起动按钮①作用:用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。接通或断开主电路，利用电磁吸力的作用而动作的。3.交流接触器(KM)②结构与动作原理:(a)外形(b)结构M3~线圈辅助触点铁心衔铁~电源电机主触点常闭常开弹簧动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合接通电源电机运转接触器由电磁铁、触头和灭弧装置等部分组成。接触器原理图③符号：线圈KM

用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示动合(常开)主触点KM常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。4.自动空气断路器Q×××②

符号:①作用:兼有刀开关和熔断器的作用。可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器又称为自动开关或空气开关，兼有刀开关和熔断器的作用。在低压中用于分断和接通负荷电路，控制电机运行和停止③动作原理:锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧图中过流脱扣器，是电磁铁。具有过载保护。欠压脱扣器，则具有欠压保护。5．熔断器（FU）—它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。

电路发生短路故障时，熔体能在瞬间熔断。正常工作时，熔体允许通过一定的电流而长期不熔断。电路严重过载时，熔体能在较短时间内熔断。

熔断器的熔体串联在被保护电路中，它既是感测元件又是执行元件。熔断器的作用是当电路发生短路故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路。熔断器在低压线路中做过载和短路保护之用，主要用作短路保护。

①作用：短路保护②符号：FU·对于保护照明或电热设备的熔断器，因为负载电流比较稳定，熔体额定电流应略大于或等于负载额定电流。即Ire≥Ie。·用于保护单台长期工作电动机的熔断器，考虑电动机起动时不应熔断，即Ire≥（1.5～2.5）Ie·用于保护频繁起动电动机的熔断器，考虑电动机频繁起动时不应熔断，即Ire≥（3～3.5）Ie。·若有几台电动机共用一熔断器，熔体的额定电流应满足下述关系：Ire≥（1.5～2.5）Iemax+∑Ie③选择熔体：6.热继电器①作用:用于电动机的过载保护,靠电流热效应产生动作的。②结构与动作原理:(b)结构(a)外形

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件弹簧双金属片常闭触头~II扣板复位按纽③热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触点FRFR二、电气安装调试电工电子技术

黄燕华元器件检测热继电器检测1、热元件检测。方法：用万用表分别测量三对热元件的电阻值，检查三对热元件是否导通。均有很小的电阻值（接近0Ω）正常，如有其中一对热元件间测得电阻值为无穷大，说明该对热元件不通。2、触点检测方法：用万用表分别测量常开触点及常闭触点的电阻值，并按动手动测试按钮后再次检测。若常开触点间电阻值一开始为无穷大，按动手动测试按钮后测得有很小的电阻值（接近0Ω），说明热继电器常开触点正常，否则有故障；若常闭触点间有很小的电阻值（接近0Ω），按动手动测试按钮后测得阻值为无穷大，说明热继电器常闭触点正常，否则有故障；热继电器常闭触点检测线路安装（1）元件安装（2）导线连接（3）规范要求电器元器件安装工艺要求1）各电器元件的安装位置应整齐、匀称、间距合理和便于更换。2）组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧。3）紧固各元器件时用力均匀，紧固程度应适当。4）若需要导轨固定的元器件，应先固定好导轨，再将低压断路器、熔断器、接触器、热继电器等安装在导轨上。5）低压断路器的安装应正装，向上合闸为接通电路。6）熔断器安装时应使电源进线端在上。板前明线布线工艺要求1）走线通道应尽量少，同时将并行导线按主电路、控制电路分类集中，单层平行密排，紧贴敷设面。2）同一平面上的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。若必须交叉，该根导线应在接线端子引出前就水平架空跨越，并应走线合理。3）布线应横平竖直，分布均匀，变换走向时应垂直。4）布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘层。5）布线顺序一般以接触器为中心，由里向外、由低至高、先控制电路、后主电路进行，以不妨碍后续布线为原则。6）在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。若电路简单可不编码套管。所有从一个接线端子（桩）到另一个接线端子（桩）的导线必须连续，中间无接头。7）导线与接线端子（桩）连接时，应不反圈、不压绝缘层和不露铜过长，同时做到同一元器件、同一回路的不同接点的导线间距保持一致。8）一个接线端子上的连接导线不能超过两根，一般只允许连接一根。通电试车1.通电试车为确保安全，在通电试车时，应按照相关规定，一人监护，一人操作。线路经过学生以及老师检查无误后，方可进行通电运行。a.功能试验①拆除电动机绕组的连线，合上开关QF（软件中用鼠标左键点击）；②按住按钮SB2，KM线圈得电动作，铁心和衔铁相互吸合，触点动作。③松开按钮SB2，KM线圈得电，辅助常开触点闭合，电路自锁。④按下按钮SB1，KM线圈失电，衔铁释放，触点复位。b.试车恢复电动机连接线，并做好停车准备。①合上断路器QF（鼠标左键点击），接通电源；②按下按钮SB2（鼠标左键点击），查看三相异步电动机是否正向转动（电动机旁边箭头顺时针旋转）；③松开按钮SB2，查看电动机是否停止运行。④按下按钮SB1，查看电动机运行情况。2.安装电路注意事项①电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。②熔断器和低压断路器接线时，遵循“上进下出”的原则（若使用螺旋式熔断器则遵循“低进高出”）。③按钮内接线时，要拧紧接线柱上的压紧螺钉，但用力不能过猛，以防止螺钉打滑。④通电试车，如出现故障，应立即按下急停按钮，重新检测，排除故障。⑤通电试车后，断开电源，先拆除三相电源线，再拆除电动机负载线。任务实施一、车床主轴连续运行控制电路设计１)在电气控制电路设计时除了考虑功能的实现，还需要一些必要的保护，如短路保护、过载保护等，选出能实现车床主轴连续运行控制电路所需的元器件，包括控制用的元器件和保护用的元器件。熔断器、低压断路器、接触器、热继电器、主轴电动机、起动按钮、停止按钮。２)根据所选元器件，在图４-２８的方框中绘制出车床主轴连续运行控制电路原理图。图4-28车床主轴连续运行控制电路原理图车床主轴连续运行控制电路二、车床主轴连续运行控制电路仿真１)在仿真软件(本项目中选用宇龙机电控制仿真软件)的元器件库中选出热继电器，对热继电器的各元件进行检测，如图４-２９所示，以ＪＲ３６-２０热继电器为例，基于仿真万用表，完成表４-５中的检测内容。热继电器及仿真万用表热继电器检测表２)在软件元器件库中选出接触器，并对接触器进行检测，如图４-３０所示，以ＣＪＸ１-１２/２２接触器为例，基于仿真万用表，完成表４-６中的检测内容。CJX1-12/22接触器及仿真万用表CJX1_12/22接触器检测表３)选出车床主轴连续运行控制电路所需元器件并按布置图将元器件布置好，进行仿真接线和调试，将仿真接线结果截图到图４-３１中，并将调试中遇到的问题记录于表４-７中。仿真调试故障记录表仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法

车床主轴连续运行控制电路仿真接线图仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法车床主轴电动机不能连续运行车床控制自锁回路检测自锁回路是否按要求并联在起动按钮上接触器烧毁接触器线圈参数不匹配重新设置接触器线圈参数按下低压断路器和起动按钮后电动机不转检查电动机定子绕组是否正确接线将电动机定子绕组接成星形或三角形连接仿真调试故障记录表三、车床主轴连续运行控制电路实际安装接线1）选出所需元器件，填入表4-8中。车床主轴连续运行控制电路所需元器件元器件选择列表名称数量名称数量

车床主轴连续运行控制电路仿真元器件布置图2）根据所选元器件对各元器件进行检测，并将检测结果填入相应的表中。①接触器检测接触器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格接触器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌及线圈技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手分合接触器的活动部分，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）用万用表检查常开触点电阻是否为无穷大，常闭触点电阻是否为零；手动强制按下时触点电阻为:常开触点电阻为零,常闭触点电阻为无穷大。2）用万用表电阻档测量接触器线圈，查看是否无电阻（应为一定数值的阻值，无穷大或者为零都不正常）。②断路器检测断路器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格断路器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手转动断路器的操作手柄，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）操作手柄置于分闸位置时，用万用表检查对应触点电阻是否为无穷大；操作手柄置于合闸位置时，对应触点电阻是否为零。③热继电器检测热继电器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格热继电器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应热元件，检查对应电阻是否接近为零。用万用表检测对应动断触点，检查对应电阻是否为零。④按钮检测按钮检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格按钮铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手按下按钮帽和松开按钮帽，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表未按下按钮帽时，用万用表检查