电气控制电路的基本控制环节(精华).ppt

拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 第二章 拖动系统基本控制电路 xxx职业技术学院机电系 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 目的： 学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异 步电动机起停，正反转，多地，多条件控制电 路的基本原理；降压起动控制电路；制动控制电 路；变极调速。绕线式异步电动机的控制电路。 要求： 领会常用控制电路的设计思想，学会分析 基础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地 控制和多条件控制等电路的电路结构及特点，并 要求能够熟练画出这些电路。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 第二章 拖动系统基本控制电路 2.1 电气控制线路图的绘制及分析 2.2 三相交流异步电动机全压起动 2.3 三相交流异步机降压起动控制电 路 2.4 三相异步电动机软启动控制简介 2.5 变极调速控制线路 2.6 三相交流异步机制动控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.1 电气控制线路图的绘制及分析 描述电气控制设备电气原理及安装、 调试用的工艺性图纸，主要包括电气原理图 、电气安装位置图、电气安装接线图和电气 安装互连图等。 2.1.1 电气线路图 2.1.2 电气原理的读图方法 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 gb472885电气图常用图形符号 gb522685机床电气设备通用技术条件 gb715987电气技术中的文字符号制定通 则 gb698886电气制图 gb509485电气技术中的项目代号 相关国家标准： date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.1.1 电气线路图(电气控制系统图） 电气线路图： 电气线路图是用以描述电气控制 设备电气原理及安装、调试用的工艺 性图纸，主要包括电气原理图、电气 安装位置图、电气安装接线图和电气 安装互连图等。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电气控制系统图的结构 电气控制系统图 电气原理图 电气安装图 框图 电器安装图 电气互连图 主电路 控制电路 照明和显示电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电气原理图： 用图形符号和项目代号表示电路各个电器元 件连接关系和工作原理的图 分类： 主：强电流通过部分 辅：控制、照明、指示 绘制规则： 主：粗实线 辅：细实线 电气符号画法： 一般垂直放置，也可以逆时针转动90水平放置。 图中电器元件的状态为常态（未压动、未通电 ） date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电气原理图示例： go back date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电气安装图 表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。 电器安装图： 详细绘制出电器元件 安装位置。 50505050 320 360 线槽 端子板 fu1fu2 km fr tc fu3 fu4 cw6132型车床电器位置图 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电器互连图示例 el 0 hl 2 3 1 42 42 31 0 32.5mm2 2 m1m2 41 32.5mm2 31.5mm2 50.75mm2 30.75mm2 32.5mm2 qsq1 cw6132型车床电气互连图 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.1.2 电气原理的读图方法 d 65 1、查线读图法（常用方法）： 按照由主到辅，由上到下，由左到右的 原则分析电气原理图。较复杂图形，通常 可以化整为零，将控制电路化成几个独立 环节的细节分析，然后，再串为一个整体 分析。 2、逻辑代数法 用逻辑代数描述控制电路的工作关系。 go back date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.2三相交流异步电动机全压起动 d 65 本节主要描述小型电动机（7kw以下） 的全压起动及其主要控制环节，（电动机 的启动方法和原理已由电机课程进行过理 论研究）有起停控制、正反转控制电路、 其它环节等。 2.2.1 起停控制 2.2.2 正反转控制电路 2.2.3 其它环节 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.2.1单向旋转控制(起停控 制) qf m 3 开启式负荷开关 控制 自动空气开关 控制 fu m 3 qs 控制方式简单,经济、实用;但 保护不完善，操作不方便 特点: 电气原理图： 2.2三相交流异步电动机全压起动 1手动控制 v手动合上qs(qf)，电动机m工作；手 动切断qs(qf)，电动机m停止工作。 电路保护措施： fu短路保护 应用: 控制三相电风扇和砂轮机 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.点动控制 应用：常用于电葫芦控制和车床拖板箱 快速 移动的电机控制 保护环节：短路保护 控制电路 短路保护 主电路 短路保护 工作原理： 电气原理图： 2.2.1单向旋转控制(起停控制) qs l1 l3 l2 fu1 km m 3 sb km fu2 启动： 按下起动按钮sb接触器km线圈得电 km主触头闭合电动机m启动运行 。 停止： 松开按钮sb接触器km线圈失电 km主触头断开电动机m失电停转。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电气原理图 3.接触器自锁控制 自锁触点 热继电器 热元件 热继电器 常闭触点 km l1 l3 l2 fu1 km qs sb2 fu2 km m 3 fr fr sb1 2.2.1单向旋转控制(起停控制 ) 主电路： 电源经qs-fu1 -km的主触点-fr 的热元件-电动机 三相定子绕组。 控制电路： 用两个控制按 钮，控制接触器km 线图的通、断电， 从而控制电动机（m ）启动和停止。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 工作原理 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 电气原理图 3.接触器自锁控制 工作原理 保护环节 短路保护 ：fu1、fu2 l1 l3 l2 fu1 km qs sb1 fu2 km m 3 fr km fr sb2 2.2.1单向旋转控制(起停控制) date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 开关切换 点动控制：sa断开 4连续与点动混合控制 fu1 km m 3 fr q l1l3l2 主电路 fu2 sb1 km km fr sb2 sa 控制电路 2.2.1单向旋转控制(起停控制 ) date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.2.1单向旋转控制(起停控 制) 开关切换 4连续与点动混合控制 fu1 km m 3 fr q l1l3l2 主电路 点动控制：sa断开 连续控制：sa闭合 fu2 sb1 km km fr sb2 sa 控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 按钮切换 4连续与点动混合控制 工作原理： 连续控制：松开按钮sb3 点动控制：按下按钮sb3 fu1 km m 3 fr q l1l3l2 主电路 fu2 sb1 km km fr sb2 sb3 控制电路 2.2.1单向旋转控制(起停控制 ) date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 主电路实现顺序控制 5顺序控制 控制电路实现顺序控制 要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的 控制方式 2.2.1单向旋转控制(起停控制 ) 顺序启动同时停止控制 顺序启动逆序停止控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 顺序启动同时停止控制 特点: 电气原理图： fu1 km1 m1 3 fr1 q l1l3l2 km2 m2 3 fr2 主电路控制电路 km2 fu2 fr sb3 fr km1sb1 sb4 sb2 km1km2 km1 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 顺序控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 顺序启动逆序停止控制 fu1 km1 m 3 fr1 q l1l3l2 km2 m 3 fr2 km2 fu2 fr sb3 fr km1sb1 sb4 sb2 km1km2 km1 km2 电气原理图： 特点: 主电路控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.2.1单向旋转控制(起停控 制) 多地控制 特点： 工作原理： 在两地或多地控制同一台电动机的控制方式 启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联 特点： 多条件控制 多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止。 启动(常开)按钮串联，停止(常闭)按钮并联 工作原理： 应用：大型冲床、压力机、桥式起重机、数控机床 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三地控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三条件控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 起停控制电路的保护分析 go back u过载保护： 热继电器fr用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触 点打开，接触器km线圈断电，使电动机m停止工作。排除过 载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作。 u短路保护： 熔断器组fu1用于主电路的短路保护，fu2用于控制电路 的短路保护。 u零压保护： 电路失电复上电，不操作起动按钮，km线圈不会再次自 行通电，电动机不会自行起动。 ukm线圈通电的逻辑表达式： date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.2.1可逆旋转控制 电路形式: 电动机原理： 改变电动机三相电源的相序，可改变 电动机的旋转方向 倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转 位置控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1.倒顺开关控制正反转控制 电路 5.5kw以下的电动机电路 直接控制电动机正反转 特点: 电气原理图： 应用: sb1km fu2 fr km sb2 m3 l1l2l3 km fr qs fu1 sa 主电路 控制电路 用倒顺开关实现电源调相 倒顺开关:万能转换 开关、主令控制器 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.按钮控制正反转控制电路 主电路： km2 fu1 km1 m 3 fr q l1l3l2 主电路 控制电路： 控制电路 fu2 fr sb3 sb1 km1 km1km2 km2 sb2 正转按钮 反转按钮 工作原理： 缺点： 基本控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.按钮控制正反转控制电路 控制电路： 工作原理： 接触器联锁控制 联锁 接触器联锁 按钮联锁 控制电路 fu2 fr sb3 sb1 km1 km1km2 km2 sb2 km2km1 接触器 联锁 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 接触器联锁正反转控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.按钮控制正反转控制电路 控制电路： 工作原理： 接触器联锁控制 联锁 接触器联锁 按钮联锁 控制电路 fu2 fr sb3 sb1 km1 km1km2 km2 sb2 km2km1 合上电源开关 按下按钮sb1 km1线圈通电 m正转启动 按下停止按钮sb3 km1线圈断电 电动机m停止 按下按钮sb2反向启 动 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.按钮控制正反转控制电路 控制电路： 工作原理： 优点： 接触器联锁控制 联锁 接触器联锁 按钮联锁 控制电路 fu2 fr sb3 sb1 km1 km1km2 km2 sb2 km2km1 工作安全可靠 缺点： 操作不便 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.按钮控制正反转控制电路 控制电路： 工作原理： 优点： 按钮联锁控制 操作方便 控制电路 fu2 fr sb3 sb1 km1 km1km2 km2 sb2 sb1sb2 缺点： 易产生故障 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.按钮控制正反转控制电路 控制电路： 工作原理： 优点： 接触器、按钮双重联锁控制 安全可靠，操 作方便 fu2 fr sb3 sb1 km1 km1km2 km2sb2 sb1sb2 km2km1 控制电路图 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 3.位置开关控制 有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自 动往返，通常利用行程开关控制电动机正反转实现。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 工作台自动往返控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 综合 基本电路的结构特点： 1.自锁接触器常开触点与按钮常开触点相并联。 2.互锁两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的 电路中。 3.点动无自锁环节。 4.多地按钮的常开触点并联、常闭触点串联。 5.多条件按钮的常开触点串联、常闭触点并联。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 项目二 三相异步电动机点动和自锁控制 一、实验目的 1. 通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自 锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原 理图变换成安装接线图的知识。 2.通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控 制的特点 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 二、实验过程 认识各电器的结构、图形符号、接线方法； 抄录电动机及各电器铭牌数据；并用万用电表 档检查各电器线圈、触头是否完好。 鼠笼机接 成 接法；实验线路电源端接输出端u、v、w， 供 电线电压为380v。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1.点动控制 按图2-1-1点动控制线路进行安装接线，接线时，先 接 主电路，即从380v三相交流电源的输出端u、v、w开 始，经接触器km的主触头，热继电器fr的热元件到 电 动机m的三个线端a、b、c，用导线按顺序串联起来 。 主电路连接完整无误后，再连接控制电路，即从220v 三 相交流电源某输出端(如v)开始，经过常开按钮sb1、 接 触器km的线圈、热继电器fr的常闭触头到三相交流 电 源另一输出端(如w)。显然这是对接触器km线圈供电 的 电路。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 图2-1-1 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 (1) 开启控制屏电源总开关，按启动按钮，输出 线电压为220v。 (2) 按起动按钮sb1，对电动机m进行点动操作 ，比较按下sb1与松开sb1电动机和接触器的 运行情况。 (3)实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线 路三相交流电源。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2. 自锁控制电路 按图2-1-2所示自锁线路进行接线，它与图2-1-1的不 同点在于控制电路中多串联一只常闭按钮sb2，同时 sb1上并联1只接触器km的常开触头，它起自锁作用 。 （1）按控制屏启动按钮，接通380v三相交流电源。 （2）按起动按钮sb1，松手后观察 （3）电动机m是否继续运转。 （4）按停止按钮sb2，松手后观察电动机m是否停止 运转。 （5） 按控制屏停止按钮，切断实验线路三相电源， 拆除控制回路中自锁触头km，再接通三相电源，启 动电动机，观察电动机及接触器的运转情况。从而 验证自锁触头的作用。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、注意事项 1. 接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、 整齐、清楚、安全可靠。 2.操作时要胆大、心细、谨慎，不许用手触及 各电器元件的导电部分及电动机的转动部分 ，以免触电及意外损伤。 3. 通电观察继电器动作情况时,要注意安全,防止 碰触带电部位。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 10kw以下的三相异步电动机，通常采用全压 起动，即起动时电动机的定子绕组直接接在 额定电压的交流电源上。 10kw以上的电动机，因起动电流大，线路压 降大，负载端电压降低，影响起动电动机附 近电气设备正常运转，故采用减压起动,使电 机空载和轻载起动时减小起动电流。 2.3 三相交流异步机降压起动控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 降压启动的方法 降压启动的实质 启动时减小加在定子绕组上的电压 ，以减小起动电流； 启动后再将电压恢复到额定值，电 动机进入正常工作状态。 定子串电阻降压起动 自耦变压器降压起动 y降压启动 延边三角形降压起动 转子串电阻（电抗）降压起动（绕 线式电机） 2.3 三相交流异步机降压起动控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制 1.定子串电阻降压自动启动控制线路 fu1 km1 qs 主电路 m 3 fr l1l3l2 km2 r fr sb2 sb1 km1 kt ktkm1km2 km2 km1 km2 控制电路 电气原理图 工作原理 合上电源开关 按下按钮sb1 km1、kt线圈通电 m串电阻降压启动 kt延时 km2线圈通电，km1 、kt线圈断电 m全压运行 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制 2.手动、自动启动控制线路 fu1 km1 qs 主电路 m 3 fr l1l3l2 km2 r 电气原理图 工作原理 fu2 fr sb2 sb1 km1 kt ktkm1km2 km2 km2 km1 sa a sb3 a mm 控制电路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动 二、自耦变压器降压启动控制 m 3 fu1 km3 fr qs l1l3l2 t km1 km2 主电路 电气原理图 正常运行 接触器 变压器星 点接触器 变压器电 源接触器 降压原理： 起动时电动机定子绕 组接自耦变压器的次级， 运行时电动机定子绕组接 三相交流电源，并将自耦 变压器从电网切除。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动 二、自耦变压器降压启动控制 m 3 fu1 km3 fr qs l1l3l2 t km1 km2 主电路 电气原理图 sb2 km1 fu2 fr sb3 sb1 km2 km1 km2 ka km3 km1ka km3ka km3 控制电路 工作原理 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.时间继电器控制自耦变压器降压启动 二、自耦变压器降压启动控制 电气原理图 工作原理 m 3 fu1 km2 fr qs l1l3l2 km1 km2 t 主电路 fu2 fr sb4 sb1 km1 sb2 km1 ka km2 km1 ka ka ka kt sb3 控制电路 kt km2 km1 ka ka kt 主电路：起动时，km1主触 点闭合，自耦变压器投入起 动；运行时，km2主触点闭合 ，电动机接三相交流电源， km1主触点断开，自耦变压器 被切除。 讨论：km2与km1的控制要求 ； km1主触点的容量。 控制电路：起动过程分析 按动sb2km1线圈通电自锁 电动机m自耦补偿起动； kt线圈通电延时 ka线圈通电自锁km1、 kt线圈断电km2线圈通电 电动机m全压运行。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 工作原理 主电路：起动时，km1主触点闭 合，自耦变压器投入起动；运行 时，km2主触点闭合，电动机接三 相交流电源，km1主触点断开，自 耦变压器被切除。 讨论：km2与km1的控制要求； km1主触点的容量。 控制电路：起动过程分析按动sb2 km1线圈通电自电动机m自 耦补偿起动；kt线圈通电延 时ka线圈通电自锁km1、kt 线圈断电km2线圈通电电动 机m全压运行 电气原理图 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、星形三角形降压启动控制 y起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。 降压原理：起动时，电动机定子绕组y连接，运行 时连接 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 时间 继电器控制y降压起动三个接触器控制 三、星形三角形降压启动控制 电气原理图 电源接触器 星形接法接 触器 三角形接法 接触器 qs fr v1 m u1 w2 fu1 v2 3 km2 km3 km1 w1 u2 l1 l2 l3 主电路 工作原理 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 km1 fu qs fr 电机 绕组 u1 u2 v1 v2 w1 w2 km 2 km3 主电路 定时控制 电机的y起动 km 2闭合，电机 接成 y 形； km3闭合，电机 接成 形。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 时间 继电器控制y降压起动三个接触器控制 三、星形三角形降压启动控制 电气原理图 电源接触器 星形接法接 触器 三角形接法 接触器 qs fr v1 m u1 w2 fu1 v2 3 km2 km3 km1 w1 u2 l1 l2 l3 主电路 工作原理 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 y降压启动控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 四、延边三角形降压启动控制 定子绕组的连接方式： 原理：绕组连接67、48、59构成延边三角形接法， 绕组连接16、24、35为接法。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 四、延边三角形降压启动控制 电气原理图 qs 主电路 fu1 km1 m 3 fr l1l3l2 km2 km3 u1 v1w1 w2 u2 v2 u3 v3w3 1 2 3 4 5 7 6 8 9 延边形接法 形接法 fr sb1 sb2 km1 kt km3km1ktkm2 km2 控制电路 km2 kt km3 fu2 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 常见故障现象及处理方法 1、按下起动按钮，电机不工作：检查熔断器 是否熔断，检查热继电器是否动作，检查按 钮触点是否接触不良，检查电源是否正常， 检查接触器是否工作或损坏 2、时间继电器延时已到，而电路无切换动作 ：检查时间继电器是否有故障，检查km3的 常闭辅助触点是否未断开或被卡住，km3线 圈是否损坏 3、方式工作时，主电路短路：检查电机线 路故障，相序是否搞错 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 五 三相绕线式异步电动机启动控制 绕线异步电动机的优点： 可以在转子绕组中串接电阻 来改善电动机的机械特性， 从而达到减小启动电流、增 大启动转矩及平滑调速之目 的。 绕线异步电动机降压启动原理： 起动时，在转子回路中串入三相起动变阻器，并把 起动电阻调到最大值，以减小起动电流，增大起动转 矩。随着电动机转速的升高，起动电阻逐级减小。 起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被短接 ，电动机在额定状态下运行。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1）.按钮操作控制 电气原理图： 工作原理： 用按钮逐级切除 启动电阻 启动 电阻 缺点 操作不便 主电路 l1 qs l2 km1 l3 fr km m fu1 km3 r2 r3 km2 r1 3 控制电路 fu2 sb1 sb5 km sb2 sb3 sb4 km1 km2 km3 fr km1km2km3km 电源 接触器 短接电阻 接触器 1、转子绕组串电阻启动控制线路 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2）.电流原则控制 控制电路 电气原理图： 三个欠电流继 电器的线圈串 接在转子回路 中，电流继电 器的动作电流 一样，但复位 电流不同，ka1 的复位电流最 大，ka2其次， ka3最小。 ka3 主电路 l1 qs l2l3 fr km m fu1 km3 r3 km2 3 r2 ka3 r1 ka2 ka1 km1 kmkm1 km2km3ka fu2 sb1 sb2 km km1 ka2 ka fr km km2 km3 ka1 ka3 km4km1 km2 km3ka4 fu2 sb2 sb1 km4 ka2 ka4 fr ka1 km4 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 go back 3）.时间原则控制 主电路 l1 qs l2 km1 l3 fr km m fu1 km3 r2 r3 km2 r1 3 fu2 sb1 sb2 km km1 km1 km2 fr km km2 km3 km3 kt1 kt2kt3 km3 kmkm1km2km3kt1kt2kt3 控制电路 电气原理图： kt1：控制km1 kt2：控制km2 kt3：控制km3 工作原理： km1、km2、km3按顺 序依次吸合，自动切 除转子绕组中的三级 电阻 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 频敏变阻器 2、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路 铁心损耗很大的三相电抗器，由铸铁板或钢板叠成的三柱 式铁心，在每个铁心上装有一个线圈，线圈的一端与转子 绕组相连，另一端作星形连接。 频敏变阻器的等效阻抗值与频率有关，电动机刚启动时， 转速较低，转子电流的频率较高，相当于在转子回路中串 接一个阻抗很大的电抗器，随着转速的升高，转子频率逐 渐降低，其等效阻抗自动减小，实现了平滑无级启动。 五 三相绕线式异步电动机启动控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1）.单向旋转转子串频敏变阻器启动控 制 二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路 主电路 l1 qs l2 l3 fr km m fu1 km1 rf 3 控制电路 fu2 sb1 sb2 km fr kt km1 ktkmkm1 kt kt km1 电源 接触器 短接频敏变 阻器 接触器 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2）.转子串频敏变阻器正反转启动控制线路 二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路 go back date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.4三线异步电动机的软启动控制 传统的降压启动启动方式,虽然减少了启动电 流，但启动转矩也同时减少，只能应用在轻载 或空载启动场合。 传统的停止停止制动方式采用自然停止或抱闸 制动等停止方式，自然停止对泵类负载“水锤 ”冲击严重，危害管网；抱闸制动，产生机械 震动激烈，危害设备。 无论是启动还是停止，均不能满足平稳/平滑 启动、停止的工业生产工艺要求。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 一、软启动器的组成及工作原理 二、软启动器的功能及类型 三、软启动器的启动方式 四、软启动器的典型应用线路 五、软启动器的应用 2.4三线异步电动机的软启动控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 一、软启动器的构成及工作原理一、软启动器的构成及工作原理 软起动器是一种集软起动器是一种集软停车软停车、轻载节能和多种、轻载节能和多种 保护功能于一体的新颖保护功能于一体的新颖电机控制装置电机控制装置。国外称为国外称为 soft startersoft starter。目前在电力拖动系统最常用的。目前在电力拖动系统最常用的 软软 继电器是继电器是晶闸管式 晶闸管式软启动器是串接在电源与电 动 机之间的三组正反向并联的晶闸管,通过微 电脑控制触发导通角实现交流调压.使电机 平滑启动。 2.4三线异步电动机的软启动控制 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 一、软启动器的构成及工作原理一、软启动器的构成及工作原理 它的主要构成是它的主要构成是 三三 相相反并联晶闸管反并联晶闸管及及 电电 子控制电路。子控制电路。 主电路主电路由串接于由串接于 电电 源与被控电机之间源与被控电机之间 的的 三组反并联三组反并联的的晶闸晶闸 管管 组成，控制电路按组成，控制电路按 要求要求由微电脑自动由微电脑自动 调调 节晶闸管的导通角节晶闸管的导通角 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 软启动器外形 abb（瑞士苏黎世）软启 动器 （法国）施耐德ats48软启 动器 ab(美国罗克韦 尔)软启动器 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 西门子sirius系列软起动器 sirius 3rw44 sirius 3rw40 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 软启动器外形 智能型( it.)低压 软起动器 gss1（甘肃天 水）系列软起动器 采用微电脑控制技 术，用于控制三相异步 电动机的起动和停止， 控制功率可达315kw date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 二、软启动器的功能及类型二、软启动器的功能及类型 1 1、功能：、功能： 软起动器不仅能软启动，还能软停车，且具有以软起动器不仅能软启动，还能软停车，且具有以 下保护功能：下保护功能： 过载保护功能过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因软起动器引进了电流控制环，因 而而 随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电 流流 的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使 电电 机过载时，关断晶闸管并发出报警信号机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。 缺相保护功能：缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相工作时，软起动器随时检测三相 线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反 应。应。 过热保护功能：过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测通过软起动器内部热继电器检测 晶晶 闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自 动动 关断晶闸管，并发出报警信号。关断晶闸管，并发出报警信号。 其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中 实实 现其它种种联锁保护。现其它种种联锁保护。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2 2、类型、类型 市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自 动动 液体电阻式等类型液体电阻式等类型. . 电子式以晶闸管调压式为多数电子式以晶闸管调压式为多数. . 磁控式软启动磁控式软启动是利用控磁限幅调压原理，是利用控磁限幅调压原理，通过数字通过数字 控控 制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流, ,改变饱和电抗改变饱和电抗 器器 的电抗值调节启动电压降的电抗值调节启动电压降对电动机进行软启动对电动机进行软启动 水电阻式软启动器是利用水导体产生的压降来完成水电阻式软启动器是利用水导体产生的压降来完成 软软 启动过程的，它在电机的定子绕阻上串接一个水电阻，启动过程的，它在电机的定子绕阻上串接一个水电阻， 在在 启动过程中，利用电子装置控制水导体的电阻，达到降启动过程中，利用电子装置控制水导体的电阻，达到降 压压 启动的目的。启动的目的。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、三、典型应用线路典型应用线路 软启动有多种控制方式：软启动有多种控制方式： l l有旁路系统：用于电机满负荷运行的场合有旁路系统：用于电机满负荷运行的场合 l l无旁路系统：用于非满负荷的场合，此时可发挥无旁路系统：用于非满负荷的场合，此时可发挥 软启动器的节能效果。软启动器的节能效果。 l l无论哪种方式，上方接触器可在停机时隔离负载无论哪种方式，上方接触器可在停机时隔离负载 。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 四、四、 软启动器启动、停止方式软启动器启动、停止方式 1 1斜坡升压软起动斜坡升压软起动 最普遍使用的启动方 式，起始转矩可在5% 90%转矩之间调节。电机电压在加速斜坡上升 期 间逐渐上升，斜坡上升可0.560秒之间调整 。 特点 ： 平滑的、无级加速，通过减少转矩波动来减 轻 对齿轮、联轴器及皮带的损怀。 应用： 皮带运输机、自动传输线 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 软启动器的启动过程 软启动器的全电压启动方式 软启动器的软启动过程图 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 2限电流启动 通过限制由于启动高 冲击电流而引起的线路 冲 击来提高效率，并且减少 了启动转矩。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 3泵启动与泵停止 在离心泵的启动或停止过程中,均能平滑地进行加 速 或减速。启动时间和停止时间均可在230秒之间可调 特点： 减少了由于离心泵未予控制的加速或减速而产生的 水锤 防止对管网的冲击引起的噪声、设备损坏，节省设 备维修费用 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 泵启动与泵停止 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 4、突跳加软启动 特点：为电机提供额外增加的短时附加转矩，以克服静 摩擦，增加的幅度可达500%满载电流脉冲，突跳时 间可调范围为0.42秒。 应用：重载启动或高摩擦负载启动场合 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 5、智能马达制动 使马达更快地停止， 缩短了运转周期时间， 提高了生产率。将可控 制动和零速制动切断这 两个功能紧凑地设计到 一起，对于频繁快速正 反转电动机的控制，软 启动、软制动，平稳反 向，避免电动机和传动 机械的损坏，保证生产 顺利进行。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 6软停止 软停车是指，晶闸管 在 得到停机指令后，从全导 通 逐渐地减小导通角，经过 一 定时间过渡到全关闭的过 程。停车的时间根据实际 需 要可在0120s调整。 软停车方式为可选 功 能，延长停车时间以 减 轻停车过程中负载的 位 移或液体溢出。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 7准确停车 可选功能，该方式提 供 了迅速制动至低速，然后 制动至停止，它方便地用 于节省成本的定位控制。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三、 软启动器启动、停止方式 8低速可选功能 该功能提供了正反向两个方向的两个预置低速， 它 方便地用于程序启动与调整。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 三线异步电动机的软启动控制 l几种启动方式之间的比较： date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 交流电机软启动器是当今最先进的用于交流电机 启动、停止的高新科技产品。它实现了交流电机 软启动、软停止，功能完善，性能优异，能满足 工业电机控制的广泛需要，是传统启动控制方式 的理想换代产品。同时,软启动控制在空载和轻 载运转时具有节能效果。 ab公司、abb公司、ct公司、aeg公司、雷诺 尔、世嘉天瑞等公司相继推出了具有节能效果的 交流电机软启动器。 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 四、 设备型号及技术数据 设备名称：交流电机软启动控制设备 设备型号：控制设备型号主要由电源电压 、控制电机功率和台数及软启动器台数组 成。 电源：三相交流10%；50hz/60hz。 设备型号、规格：详见有关手册 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 五、 软启动器的应用 软启动器已广泛应用于纺织、冶金、水处理、食 品和保健品加工、采矿和装备等行业的各种泵类、 风机、传送带、震动筛、给料机、搅拌机、破碎机 、球磨机、带锯、机床等交流异步电动机需要软启 动、缓停止的场合。 例如：空气压缩机、铸件清理滚筒 、离心泵 、 带锯 、起重机 、皮带运输机和自动传输线 、通风机 、码垛机械 、粉碎机械 、切碎机 、锤磨机 、离心 机 、搅拌机 、剪切机、抽油机等 go back date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2.5 变极调速控制线路 转速表达式： 调速方法： 改变电源频率f 改变转差率s 改变磁极对数p date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 1. -yy连接 一、变极式电动机的接线方式 2.5 变极调速控制线路 u1 v1w1 l1l3l2 u2 w2 v2 v1u1w1 v2u2w2 l2l3l1 低速接法（4极） u1 v1w1 l1l3 l2 u2 w2 v2 v1u1w1 v2u2w2 l2l3l1 高速yy接法（2极） 悬空不接 y点 电源相序 反接 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 2. y-yy连接 一、变极式电动机的接线方式 2.5 变极调速控制线路 u1 v1w1 l1 l2 v2 w2 u2 v1u1w1 v2u2w2 l2l3l1 低速y接法（4极） u1 v1w1 l1l3 l2 u2 w2 v2 v1u1w1 v2u2w2 l2l3l1 高速yy接法（2极） 悬空不接 y点 电源相序 反接 date 拖动系统基本控制电路ch2 电气控制与电气控制与plcplc xxx职业技术学院 二、感应式双速异步电动机