电气控制与plc 试讲 第二章

异步电动机的起动控制 试讲 返回下页 各种生产机械设备如车床、铣床、磨床、 刨床、钻床、风机、水泵、起重机等，一般 是由电机来拖动的，为了使电动机按照生产 的要求进行启动、制动、正反转和调速等， 必须配备一定的控制线路对电动机进行控制 才能达到目的。在生产实践中，控制线路不 管是简单的还是复杂的，一般都是由几个基 本控制电路组成。电动机基本控制电路有以 下几种：起动控制、调速控制和制动控制等 。今天，我主要试讲电动机的启动控制电路 。 【 引入 】 返回 异步 电动机感性认识 异步 电动机感性认识 导入新课 返回下页 前几讲我们学习了 : 常用自动低压电器：如低压接触器、中间继电器、 时间继电器、热继电器等 常用开关电器：如刀开关、组合开关、漏电保护器 等 主令电器：如按钮、行程开关等 电气控制线路图的绘制基本规则 : 电气原理的读图方法 那么具体这些低压电器在电气控制中是如何应 用，电气原理的读图方法又是如何具体运用，今天 我们通过异步电动机的起动控制来学习。 异步电动机的起动控制 一、直接起动控制线路 二、降压起动 控制线路 返回 一、 直接起动控制线路 点动控制电路 连续控制电路 点动、连续控制电路 正反转控制线路 自动往复循环控制线路 返回 B C KM SB 动作原理 控制电路 主电路 一、 直接起动控制线路 点动控制 结构特点 控制回路仅由一只继 电器和一个按钮组成。 这是一种最基本的电动 控制线路多用于机床的 辅助控制 M 3 A B C KM FU QS 起 动： 触头（ KM） 闭合线圈（ KM） 通电 电机转动按下按钮（ SB） 停车： 触头（ KM） 打开线圈（ KM） 断电 电机停转松开按钮（ SB） 下页 返回 1 2 3 自锁 触头 KM C A B C FU QS B KM KMSB2SB1 起动 按钮 M 3 连续控制 组成特点： 在点动控制电路中增加一 个 自锁触头 KM和 停止按钮 SB1。 因为该电路有自锁触头，所以具有失压保护和防止自启动的功能。 停止 按钮 工作原理 : 起动时 ，合上 QS 引入电源 。 按下 SB2 交流接触器 KM线圈得电， 主触头闭合 电动机接通电源 直接起动，同时接触器自锁触头 KM闭合，实现自锁。 停车时 ， 按下按钮 SB1 将控制电路断开 KM线圈失电 KM常开主 触头断开 三相电源断开 电动机停止运转。松开 SB1后，自锁触头处于断开位 置，接触器线圈仍处于断电状态。 返回 1 2 3 4 KM KM SB1 SB2 FR 控制电路 点动、连续控制 A B C KM FU M 3 FR QS 主电路 组成特点 1、在连续控制电路的基础上，增加了有两个触头的点动按钮 SB3，在 接通电路的同时也将自锁回路断开，因此可实现点动控制。 2、 SB2： 连续运行 3、该电路还增加了过载保护环节（ FR） 控制特点： 在同一电路中既可以实现点动控制，又可以进行连续控制。 SB3 点动按钮 返回 1 2 345 6 正反转控制电路之一 正 停 反控制电路 反向起 动按钮 KM2 KM2 SB3 正 停 反控制电路 KM1 KM1SB1 SB2 FR 正向起 动按钮 增加了一 组反转控 制电路。 组成特点 ： 1、增加了一组反转控制电路； 2、反转时，主回路任意两相交换。 AC两相 交换 KM2 A B QS M 3 KM1 C FU FR 主电路 返回 12 345 6 正 停 反控制电路 操作过程分析 与演示 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反 转到正转。 若正 转时按下反转按钮，或同按下 SB2和 SB3会造成短路！ 电机停车停 车： 按下 SB1 KM1或KM1断电 主触点断开 按下 SB2正向起动 ： KM1得电 主触点闭合 M正向起动 辅助触 点闭合 自锁 按下 SB3反向起动 ： KM2得电 主触点闭合 M反向起动 辅助触 点闭合 自锁 KM2 A B QS M 3 KM1 C FU FR 主电路 KM1 KM1SB1 SB2 FR KM2 SB3 KM2 正 转 反 转 停 止 返回 12 345 6 FRKM1SB1 KM1 SB2 KM2 KM2 SB3 正反转控制电路之二 带电气互锁的正反转控制电路 互锁电路避免了两只接触器同 时得电，从而防止了由于误操作造 成的主回路两相短路事故的发生。 结构特点： 分别在接触器回路中增加了互锁触头。 KM2 KM1 互锁 A B KM1 QS M 3 C KM2 FU FR 将对方的常闭触头串联在自己线圈回路中，同一时间 只能由一支接触器得电的控制方式称为互锁或连锁。 互锁含义： 互锁作用： 下页 返回 1 2 3456 78 FRKM1 KM2 KM2 KM1 电气互 锁 SB1 KM1 SB2 KM2 SB3 正反转控制电路之三 带有双重互锁的正反转控制 含有双重互锁的正反转控制 结构特点： 在上一套电路的基础上，改换一对具有两组触头的起动按钮，并 将常闭触头串接在对方的回路中 ,形成机械互锁。即使电气闭锁失灵 ， KM1和 KM2也不会同时得电，增加了互锁的可靠性。 三种电路的比较 与（正 停 反） 控制线路相比较，后两 组电路可以直接进行正 反转的变换控制，提高 了劳动效率及安全性。 SB3 SB2 机械互锁 返回 12 34567 8 、自动往复循环控制电路 由机械控制的正反转 床身 SQ1 SQ2 工作台 控制要求： 按下启动按钮启动后， 工作台作直线运动时撞击 位置开关，使电机反转， 工作台返回，周而复始。 核心部件： 限位开关 SQ1、 SQ2 限位开关 SQ的两个触点图形符号 常开触点 常闭触点 限位开关控制关系 撞块触碰时，常开触点闭合，常闭触 点断开。撞块离开，触点状态相反。 撞块 1 撞块 2 下页 自动往复循环控制电路过程分析 SB2 KM1 FR KM1 SQ2 SB3 KM2 KM2 SQ1 SB1 KM2 KM1 SQ1 SQ2 SB2 KM1得电 正转左移 QS SQ1常闭断开（ 5-6 ） 常开接通（ 4-8） KM1断电、左移停止 KM2得电、电机 反转 KM1 M 3 KM2 QS FU FU SQ1 SQ2 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 反转右移 SQ2常闭断开（ 8-9） 常开接通（ 4-5） KM1得电、电机正转 KM2断电、右移 停止 返回下页 今天主要讲解异步电动机的五种基本直接 起动控制电路： 点动控制电路，连续控制电 路，点动、连续控制电路，正反转控制线路 ，自动往复循环控制线路。 详细讲解了各个 电路的结构特点、工作原理、操作过程分析 ，使我们对电动机的直接起动控制电路有了 深入了解 . 【 总结 】 返回 0 自耦变压器降压起动控制电路 二、 降压起动 控制线路 定子回路串电阻降压起动控制电路 Y-降压起动控制电路 返回 定子回路串电阻降压启动控制电路 v 缺点 ： 电动机起动结束后， KM1和 KT一直得电，这是不必要的，这样做会缩短元件的使用寿命。 v 应当想办法解决 。 KM1 KM2 KT SB2 SB1 FR KM1 KT 图 a QS FU KM1 FR1 R L1 L2 L3 KM2 M1 3 控制电结构特点： 增加了时间继电器 KT，由 KT控制 KM2将起动电阻 R切除。 工作原理 （ a套线路） 合 QS，按 SB2 KM1得电 串阻 R起动 自锁 ,并接通 KT KM2得电 短接电阻 R 电动机正常运转 （经过启动延时 ） 7 下页 接触器 KM2得电后，用其 常闭触 点将 KM1及 KT的线圈电路切断 ,使它们 退出工作 ，同时 KM2自锁。这样，在 电动机起动后，只有 KM2保持带电状 态，且保证了电路正常运行 。 对（ a）图稍加补充就使得完成工作后的继电器及时退出工 作，如（ b）图所示。 增加 KM2常闭触点，切除启动结束后的 KM2和 KT。 增加 KM2常开触点，实现自锁。 图 b SB2 SB1 FR KM1 KT KM1KT KM2 KM2 KM2 电路控制原理： 电路完善 （ a） （ b） 返回 7 Y-降压起动控制电路之一 SB2 SB1 FR KM1 KT KM2 KM3 KT KM2 KM3KM1 Y- 起动主控制电路 KM2KT KM1接通电源 、 KM2将电机绕组接成三角形 鼠笼式电动机 Y- 起动主回路 L1 L2 L3 QS KM1 FR M FU1 KM3 KM2 380V A B C X Y Z KM1接通电源 、 KM3将电机绕组接成星形 KM2与 KM3不能同时接通，否则将发生三 相短路。 起动 (Y)： 工作 ()： 注 意： 4 下页 KM1得电 KT通电 KM3主触头分断 KM3线圈断电 电动机 Y形起动 KM3得电 KM1主触头闭合 KM1自锁触头闭合 KM3主触头闭合 KM3互锁触头分断 KT常闭触头 延时 断开 KM3互锁触头闭合 KT常开触头 延时 闭合 互锁 KM3 KT断电 复位 KM2自锁触头闭合 KM2主触头闭合 （ KM1仍闭合） 电动机 形联结全压运行 KM2互锁触头分断 按下 SB2 电动机暂时断电 KM2线圈得电 t KM1 、 KM3通电 起动 KM1 、 KM2通电 工作 启动过程： 停车过程 （ 略） Y-降压起动控制电路控制过程分析 如果 KT的常 开先于常闭 动作就麻烦 了？ SB2 SB1 FR KM1 KT KM2 KM3 KT KM2 KM3KM1 Y- 起动主控制电路 KM2KT 19 下页 返回 采用时序图描述控制过程 波形图为高电平时代表按钮按下或 继电器（接触器）线圈接通，电动机工 作，低电平则表示它们的相反状态。 说明： 按 SB2 KM1、 KM3、 KT得电 从时序图中我们可以解读到以下 控制过程： 电动机 M在星形连接下启动 t （ KT的两个延时触点状态变换 ） KM3断电， KM2得电 电动机 M在三角形连接下运行 KT断电复位 SB2 SB1 M KM1 KM2 KM3 KT t 控制过程时序图 启动 运行 停车 4 下页 Y-降压起动控制电路之二 补充 ：带按钮互锁的 Y-启动控制线路 鼠笼式电动机 Y- 起动的控制电路 接通主回路 , Y起动KM1通电 按下 SB2 KM3通电 KT通电 KM2断电 自保 延时 t KT常开接通（自保） KT常闭断开 (接成 Y开始起动 ) (Y起动 ) (Y起动完成 ) KM1断电 KM2通电 KM3断电 KM1重新通电 ,运行 (运行 )(接成 )（实现停电切换） 起动过程分析 1、 为什么使用闭锁按钮 2、 图中标记数码做什么 停车过程 （ 略）有什么特 点？ FU2 FR SB1 SB2 KT KM1 KT KM2 KM2 KM2 KM3 KM3 KM1 KT KM1 1 9 3 4 5 6 7 8 SB2 2 L1 L2 L3 Q KM1 FR M FU1 KM3 KM2 380V 9 返回 构成特点： 1、 主回路增加了自耦 变压器， 2、 KM1接通（ KM2断开） 实现降压起动。 KM2接通，（ KM1断 开）正常运转。 3、 由时间继电器 KT来 控制电路的切换。 自耦变压器降压起动控制电路 自藕变压器 起动主回路 L1 L2 L3 Q KM1 FR FU1 KM2 380V M 3 KM1 SB2 SB1 FR KT KM2 KT KT KM1 控制电路 KT KM1 最好 在这 里加 一个 闭锁 触点 6 下页 电路实例： XJ01型自耦变压器降压起动控制电路 信号灯 ： 合 QS后， HL3亮 ， HL2亮， HL1灭 启动时， HL2亮 ， HL3灭， HL1灭 起动后， HL1亮 ， HL2灭， HL3灭 自耦变压器 起动主回路 L1 L2 L3 Q KM1 FR FU1 KM2 380V M 3 KM1 控制电路 SB2 SB1 FR KT KA KA KM1 KT KT KM2 KA KA KM1 1 2 KM1 KM2 KA HL1 HL2 HL3 1 2 起动过程 ： 按 SB2 M降压起动 互锁 KM2 KM1得电 KT得电 t KA得电 KM1断电 KM2得电 M正常运转 为什么要增加一个中间 继电器 KA？ 5 返回 延边三角形降压起动控制电路 延边三角形降压起动控制电路与星三角 启动控制线路基本一致，在实际中应用很少 ，因此课堂上不再赘述。 0 下页 返回 二、 、 转子绕组串电阻起动控制电路 三 、 转子绕组串频敏变阻器起动控制电路 电流原则起动控制 时间原则起动控制 0 一 、绕线式异步电动的控制类型 返回 第十九讲 绕线式异步电动机的起动控制 绕线式 异步电动机 启动方式 转子回路串电阻 按时间控制 按电流控制控制 电流、时间混合控制 转子回路串频敏变阻器 由于绕线电动机转子回路可以接到外边来，因此为启动控 制带来了比较好的条件。 KM4 R3 KM2 R1 KM3 R2 M KM1 RF KM2 M KM1 一、绕线式异步电动的控制类型 下页 2 TTL n n0 0 KM4 R3 KM2 R1 KM3 R2 M KM1 二、 转子绕组串电阻起动控制电路 R1+R2+R3+r R2+R3+r R3+r r 温习一下转子串电阻启动的方法 这是起动转矩 这是稳定 工作点 下页 9 按时间原则切换转子电阻的控制线路 Y- 起动主控制电路 KM4 R3 KM2 R1 KM3 R2 M KM1 t1 SB2 KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 t2 KT3 KM4 t2 启动结束 启动 开始 SB1 FR SB2 KM1 KM2 KM3 KM4 KM1 KT1 KM2 KM2 KM3 KM4 KM3 KM3 KT2 KT2 KT3 KM4 KT3 KM4 KM2 KM3KM2 KT1 确保三级电阻 全部串入的情 况下启动 断开已完成工 作的继电器 转子电阻的切换是利用时间继电器来控制的。 下页 返回 4 按电流原则切换转子电阻的控制线路 KM4 R3 KM2 R1 KM3 R2 M KM1 I I I KI1 KI2 KI3 FR SB2 KM1 KA KM2 KM3 KM1 KM1通电后 M2.3.4 才能通电， 确保三级 电阻全部串入的情况 下启动 KM4 KI3 KI2 KI1 KA KM1 SB1电流减到一定程度 时释放 转子电阻的切换是利用转子电流的大小来控制 的，开 始启动和刚刚切换电阻之后转子电流较大，三个电流继 电器均吸持，当电流减到一定值时电流继电器释放，三 个继电器的释放值按规律设置，