三相异步电动机电气控制.ppt

三相异步电动机电气控制,项目描述：生产设备几乎都是由电动机来拖动，因此电动机的运行必须满足生产过程的控制要求，电气控制就是对拖动系统实施控制的，这种采用电动机作为原动机拖动生产机械运动的方式称为电力拖动。电气控制常用的方式是继-接控制，采用接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件组成控制电路，实现对电动机的起动、正反转、调速、顺序等控制。,项目四：三相异步电动机电气控制,任务十八：常用低压电气设备使用分析,任务十九：三相异步电动机起动控制,任务二十：三相异步电动机调速控制,任务二十一：三相异步电动机制动控制,任务二十二：三相异步电动机条件控制,能力目标：,掌握常用低压电气设备的基本结构、工作原理和用途。,了解常用低压电器的技术数据，并能正确选用。,任务十八：常用低压电气设备使用分析,一、低压电器的分类,低压电器是指工作在交流电压1200V及以下、直流电压1500V及以下的电路中，对电路进行控制、保护等作用的电器。,1、按用途和控制对象分,低压配电电器和低压控制电器两类。,2、按工作原理分,电磁式和非电量控制电器两类。,3、按动作方式分,手动电器和自动电器两类。,二、常用低压电器,1、刀开关,（1）用途,刀开关是一种手动控制电器，主要用来隔离电源，故也称为隔离开关，也可用于不频繁地通、断小容量负载。,（2）刀开关的结构及分类,刀开关有开启式负荷开关(胶盖瓷底闸刀开关)和封闭式负荷开关(铁壳开关)两种。基本结构由操作手柄、刀片（动触点）、触点座（静触点）和底座组成,（3）符号,（4）安装注意事项,（5）刀开关的选用,1）根据使用要求，合理选择刀开关的类型、极数和操作方式。2）刀开关额定电压应大于或等于线路工作电压。3）对照明或电热负载，刀开关额定电流应大于或等于线路的工作电流。对电动机负载，开启式负荷开关额定电流可取为电动机额定电流的3倍，封闭式刀开关额定电流可取为电动机额定电流的1.5倍。,2、转换开关,（1）用途,也称为组合开关。一般用来不频繁地接通或断开电路、换接电源或负载，也可以用来控制小容量电动机。,（2）结构和符号,由动触点（刀片）、静触点、转轴、手柄、定位机构和外壳组成，动触点分别叠装在数层绝缘垫板之间。,（3）选用,其选择方法与刀开关相同。,3、控制按钮,（1）用途及分类,控制按钮属于主令电器，在控制电路中，用来接通或断开小电流电路。,按功能分为自动复位和带锁定功能两种；按结构分为单个按钮、双位按钮和三位按钮；按操作方式分为一般式、蘑菇头急停式、旋转式和钥匙；按颜色有红、绿、黑、黄、蓝、白、灰。,（2）结构和符号,（3）选用,选择主要依据控制电路需要的触点数、动作要求、是否需要指示灯、使用场所和颜色等。,4、低压断路器,（1）用途,用来不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。,（2）结构和符号,主要由触点系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构等部分构成。,（3）安装注意事项,（4）低压断路器的选用,1）断路器的额定电压应不低于线路的额定电压。2）断路器的额定电流应不小于负载电流。3）脱扣器的额定电流应不小于负载电流。4）极限分断能力应不小于线路中最大短路电流。5）线路末端单相对地短路电流与瞬时脱扣器整定电流之比应不小于1.25。6）欠压脱扣器额定电压应等于线路额定电压。,5、交流接触器,用来作远距离通、断交流电路或控制交流电动机的频繁起停。,（1）用途,（2）结构和符号,1）电磁系统由线圈、动铁芯、静铁芯和短路环等组成。,2）触点系统分有主触点和辅助触点。,3）灭弧装置：用来熄灭电弧。,4）其它部分包括复位弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧片和接线端子等。,（3）安装要求,（4）交流接触器的选用1）接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；2）吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；3）额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,6、中间继电器,（1）用途,中间继电器实质上是一种电压继电器，它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。,（2）结构和符号,结构和接触器相类似，区别在于触点没有主触点、辅助触点之分。,（3）中间继电器安装,中间继电器的安装方法和接触器相似，但由于中间继电器触点容量较小，一般不能接到主电路中。,（4）选用,选择中间继电器主要考虑触点的类型和数量，线圈额定电压的种类和数值。,7、时间继电器,（1）用途,利用电磁原理和机械动作来使其触点获得延迟动作时间,（2）类型,按动作原理分：有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式和数字式等类型。,按延时方式分：有通电延时和断电延时两种。,通电延时是指时间继电器的电磁线圈通电后，其触点延时动作；断电延时则是指在电磁线圈断电后，触点延时复位。,（3）结构（空气阻尼式）,它由电磁系统、触点、气室及传动机构等组成。,1)电磁系统,由线圈、动铁芯、静铁芯和反作用弹簧组成。,2）触点分为瞬时触点、延时触点两种。不同型号这两种触点的数量不同。3）气室气室内有一块橡皮薄膜和活塞随空气量的增减而移动，气室上面的调节螺钉可以调节延时的长短。,4）传动机构由杠杆、推板、推杆和宝塔形弹簧等组成。,（4）原理与符号,空气阻尼式的动作时间由空气通过小孔节流的原理来控制的。,通电延时,(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h),（3）安装,（4）时间继电器的选用1）根据使用场合、工作环境选择时间继电器类型。2）根据控制电路中对延时触点要求选择延时方式。3）根据线路工作电压选择电磁机构的线圈额定电压。,8、熔断器,（1）作用和类型,在电路中作短路保护（有时也作过载保护）。,分为瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式等类型。,（2）结构和符号,（4）熔断器的选用1）熔断器类型应满足使用环境的要求；2）熔断器额定电压应大于或等于线路工作电压;3）熔体额定电流：电热或照明电路，熔体额定电流大于或等于线路工作电流；电动机：单台：熔体额定电流是电动机额定电流的倍多台：（）max+4）熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流。,（3）安装,9、热继电器,（1）用途,主要作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护,（2）结构和符号,它由热元件、触点、动作机构、复位按钮和整定电流调整装置等组成,（3）安装,（4）热继电器的选用根据电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素来选用。,能力目标：,掌握电气控制原理图的绘制方法。,掌握三相异步电动机起动控制系统的组成及各组成部分的作用。,任务十九：三相异步电动机起动控制,会分析电动机起动控制的电气原理图。,一、电气控制原理图的绘制方法,电气控制系统图，简称电气图，主要表达的是电气设备之间的连接关系，一般分为电气原理图、电器元件布置图、电气安装图三种。,电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分，辅助电路又分为控制电路和照明、指示电路。,电气原理图绘制基本原则：,1、主电路绘制在图纸的左侧或上方，线条用粗实线；辅助电路绘制在图纸的右侧或下方，用细实线。主电路和辅助电路可以绘制在一起，也可分开绘制。,2、图中的电气设备一律用国家的图形符号和文字符号表示，文字符号一般标注在触点的侧面或线圈的下方。电气元件的电气符号应按功能布置、按动作顺序排列，布置的顺序应为从左到右或从上到下，不考虑电气元件的实际安装位置，同一元件的各个部件根据作用可以画在图纸中的不同位置，但应标相同的文字符号。,3、电气设备的可动部件按没有通电或不加外力时的自然状态。,4、电气原理图应布局合理、排列均匀，可以水平布置，也可以垂直布置。垂直布置时，相类似的项目应横向对齐，水平布置时，相类似的项目应纵向对齐。,5、有直接电联系的导线，接点处用实心圆点表明，无直接电联系的导线则不画实心圆点。,二、三相异步电动机的直接起动控制,异步电动机如果起动电流过大会引起电源电压下降较大，影响其它设备的正常工作等。因此电动机的起动电流一定要在电源允许的范围。,电源容量满足下式要求时可以直接起动。,为电动机的起动电流（A），为电动机的额定电流（A），为电源容量，一般指变压器容量(kVA),为电动机的额定功率（kW）。,1、手动控制的直接起动控制电路,电源开关一般采用负荷开关，用于小容量电动机的控制，熔断器起断路保护作用。,2、点动控制,3、长动控制,依靠接触器自身辅助触点使线圈保持通电的现象称为自锁，也称自保持，起自锁的辅助触点，称为自锁触点。自锁电路还具有欠压和失压保护功能。,4、正反转控制线路,主电路：,KM2,控制电路：,正转按钮,反转按钮,缺点：,基本控制电路,控制电路：,接触器联锁控制,联锁,接触器联锁,按钮联锁,工作原理：,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,优点：,工作安全可靠,缺点：,操作不便,控制电路：,优点：,按钮联锁控制,操作方便,缺点：,易产生故障,控制电路：,优点：,接触器、按钮双重联锁控制,安全可靠，操作方便,三、三相异步电动机的降压起动控制,降压起动是起动时降低加在电动机定子绕组上电压，以减小起动电流，起动后再将电压恢复到额定值，使之转入正常运行的起动方法。,Y-降压起动,指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。,Y起动只能用于正常运行时为形接法、空载或轻载起动的电动机。,能力目标：,掌握三相笼型异步电动机调速控制系统的组成及各组成部分的作用。,会分析电动机调速控制的电气原理图。,任务二十：三相异步电动机调速控制,三相异步电动机调速控制,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,-YY连接,双速电动机的接线方式,低速接法（4极）,高速YY接法（2极）,悬空不接,Y点,电源相序反接,双速异步电动机按钮控制调速,电气原理图：,SB1、KM1：控制电动机低速,SB2、KM2、KM3：控制电动机高速,工作原理：,按下SB1，KM1吸合并自锁，电动机连接低速运行，按下SB2，KM1断电，KM2、KM3得电吸合并自锁，电动机YY连接高速运行。,能力目标：,掌握三相异步电动机电气制动控制系统的组成及各组成部分的作用。,会分析电动机电气制动控制的电气原理图。,任务二十一：三相异步电动机电气制动控制,停机制动类型：,常用的电气制动：,反接制动,能耗制动,电磁机械制动-电磁铁操纵机械进行制动,电气制动-电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动,制动电阻的接线方法:,一、反接制动控制,原理：,要求：,对称接法,不对称接法,改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋转磁场，形成制动转矩。,10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防止反向再起动。,单向反接制动的控制,电气原理图：,速度继电器,关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。,工作原理：,按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。,电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭合，为反接制动作准备。,特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；适用于电动机容量较大，要求制动平稳和制动频繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。,二、能耗制动控制,原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场，达到制动的目的。,单