电气控制与PLC技术课件 第4次课 基本控制环节一

掌握电动机运行中的直接起动、降压起动、调速、制动控制方法及实现电路。熟悉其他常用的基本控制电路。能熟练分析较复杂的控制电路、应用所学知识设计一般的控制电路学习目标:第二章机床电气控制基本环节三相笼型异步电动机全压起动控制电路三相笼型异步电动机降压起动控制电路三相绕线转子异步电动机起动控制电路三相异步电动机调速控制电路三相异步电动机制动控制电路其他典型控制环节第二章机床电气控制基本环节案例1：在工厂、生活中有很多功率较小的异步电动机，如：小型台钻、冷却泵、手电钻等的电动机，由于它们功率较小、拖动的负载较小，一般允许直接起动。对于有些电动机直接起动为方便采用开关手动控制，而某些如机床上的电动机一般由控制电路实现起动。第二节：三相异步电动机的启动控制电路降压起动定子绕组串电阻起动自耦变压器降压起动星形-三角形降压起动

起动直接起动手动自动第二节：三相异步电动机的启动控制电路一、手动控制的三相异步电动机直接启动手动直接起动可通过操纵刀开关、转换开关、组合开关或自动开关等手动电器来实现电动机电源的接通与断开。这种起动电路只有主起动电路，没有控制电路，所以无法实现自动控制。一、手动控制的三相异步电动机直接启动若为胶盖闸刀开关，由于其断流能力低，所控制的电动机功率不能超过5.5kW。若采用铁壳开关控制，由于其灭弧能力较强、动作迅速，因此可用于控制28kW以下的电动机的直接起动。刀开关控制电动机起停电路。一、手动控制的三相异步电动机直接启动电路无失压与欠压保护，对电动机的保护性能较差。同时，由于直接对主电路进行操作，安全性能也较差，操作频率低，只适合电动机容量较小、起动、换向不频繁的场合。不能用热继电器实现过载保护，可用熔断器实现短路保护。一、手动控制的三相异步电动机直接启动断路器控制电动机起停电路。断路器除具有手动操作功能外，在电路出现故障时还能通过脱扣器实现自动保护功能。可通过合理选用带脱扣器的断路器以实现对电动机的各种保护。1．电动机单向连续运行直接起动控制电路主电路控制电路起动按钮停止按钮自锁触点通过自身常开辅助触点保证线圈继续通电的电路称为自锁电路，起自锁作用的常开辅助触点称为自锁触点二、接触器控制的直接起动控制电路具有的保护环节短路保护。主电路和控制电路分别由熔断器FU1和FU2实现短路保护。过载保护。由热继电器FR实现对电动机的过载保护。欠压保护当电源电压低于接触器线圈额定电压的75%左右时，接触器就会释放，自锁触点断开，同时常开主触点也断开，使电动机断电，起到欠压保护作用，防止电动机低电压、大电流运行。电路具有的保护环节失压保护采用带自锁的控制线路时，断电后由于自锁触点已经打开，当恢复供电时，电动机不能自行起动，从而避免了电动机自行起动造成的人身及设备事故。欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行的控制线路的一个重要特点电路具有的保护环节2．电动机点动与连续运行控制电路电气设备工作时常常需要进行点动调整，如车刀与工件位置的调整，因此需要用点动控制电路来完成。点动控制是指按下按钮时，电动机通电起动、运行，松开按钮电动机断电、停止。2．电动机点动与连续运行控制电路只有点动控制，运行时间较短，主电路不需要接热继电器.2．电动机点动与连续运行控制电路既有点动控制又有连续控制起动问题：起动电流大，起动转矩小。

一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的4~7倍;电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：原因：直接起动：n=0，s=1,接通电源。起动时，n=0，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子电流定子电流第三节：三相异步电动机起动控制三相鼠笼型异步电动机的降压起动方法：定子回路串电阻或电抗器自耦变压器降压起动星－三角降压起动图第三节：三相异步电动机降压起动控制电路对于大容量电动机(一般Pe≥10KW)来说，如果采用直接起动方式，由于起动电流过大，会引起电源电压的大幅度波动，因此当电动机容量超过供电变压器的5%-25%时，必须采用降压起动方式，以限制其起动电流。一.定子绕组串电阻降压启动要求：启动时，电动机的定子绕组串接电阻，启动结束后，电动机定子绕组直接接入电网而运行。分析工作原理：（1）主回路·当KM1的主触头闭合，KM2的主触头断开时，电动机定子绕组串接电阻后接入电网；·KM2的主触头闭合，KM1的主触头处入任何状态时，电动机直接接入电网。（2）控制回路当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2和时间继电器KT的线圈都失电，电动机脱离电网处于静止状态；当操作者按下启动按钮SB2时，接触器KM1的线圈首先得电并自锁，其主触头闭合，电动机定子绕组串接电阻启动。在开始启动时，时间继电器KT同时开始延时；（2）控制回路当启动一段时间后，延时继电器的延时时间到，其延时动合触头闭合，使接触器KM2的线圈得电，其动合主触头闭合，短接电阻，使电动机直接接入电网而运行。KM2的线圈得电后，KM1的状态不影响电路的工作状态（左图）；但(右图)为了节省能源和增加电器的使用寿命，KM1和KT用KM2的动断辅助触头使其断开。二、Y-△降压启动控制电路对控制电路的要求：启动时定子绕组接成Y形，启动结束后，定子绕组换接成△形。电动机定子三相绕组尾端连在一起电动机定子三相绕组首尾相连,定子每相绕组上的电压为220v加在每相绕组上的电压为电源线电压380v二、Y-△降压启动控制电路主回路KM1、KM2的动合触头同时闭合时，电动机的定子绕组接成Y形；如果KM2和KM3同时闭合，则电源短路。KM1、KM3的动合触头同时闭合时，电动机的定子绕组接成△形；

(2)控制回路当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2、KM3和时间继电器KT的线圈均失电，电动机脱离电网而停止不动。当操作者按下启动按钮时，KM1首先得电自锁，同时KM2、KT得电，KM1和KM2的动合触头闭合，电动机接成Y形开始启动。

(2)控制回路（3）特点：启动过程是按时间来控制的，时间长短可由时间继电器的延时时间来控制。在控制领域中，常把用时间来控制某一过程的方法称为时间原则控制。启动一段时间后，KT的延时时间到，其延时断开动断触头断开，使KM2失电，KM2的动合触头断开，同时，延时继电器的延时闭合动合触头使KM3得电，KM3的动合触头闭合，由于KM1继续得电，故当时间继电器的延时时间到后，控制电路自动控制KM1、KM3得电，使电动机的定子绕组换接成△形而运行。说明星－三角降压起动的电路简单、成本低。起动时起动电流降低为直接起动电流动三分之一，起动转矩也降为直接起动转矩的三分之一，这种方法仅仅适合于