三相异步电动机的运行控制.ppt

第二章三相异步电动机的运行控制 电气控制技术及PLC 2 主要内容 以三相异步电动机为主要控制对象 介绍几种典型控制电路 本章内容是电气线路分析和设计的基础 要求熟练掌握 2 1电气控制系统图的类型及有关规定 2 2三相笼型异步电动机全压起动控制 2 3三相笼型异步电动机降压起动控制 2 4三相绕线转子异步电动机起动控制 2 5三相异步电动机的转速控制 2 6三相异步电动机的制动控制第二章作业 3 2 1电气控制系统图的类型及有关规定 电气控制系统图 将电气控制系统中各电气元件及其联结用一定图形表达出来 分类 电气原理图 设计 分析用 电器布置图电气安装图电气控制系统中的图形符号和文字符号表2 1电气图常用图形符号和文字符号新旧标准P33 P40 4 绘制电气原理图的基本原则 主电路与辅助电路分别绘制主电路就是从电源到电动机的大电流通过的通路辅助电路包括 控制 照明 信号 保护等电路按展开图绘制按照电路的联结关系和动作逻辑来绘制各电气环节不按照电气元件的实际位置和形状大小来绘制触头按无外力状态绘制元件排列次序 按动作次序采用标准的文字及图形符号例 图2 1机床电气原理图P41 5 2 2三相笼型异步电动机全压起动控制 三相笼型异步电动机由于结构简单 价格便宜 坚固耐用等一系列优点获得了广泛的应用 它的控制线路大都由继电器 接触器 按钮等有触点电器组成 对它的起动控制有全压起动和降压起动两种方式 本节先介绍全压起动控制线路 6 一 单向全压起动控制线路 组成主电路 由QS FU KM的主触头 FR的热元件与电动机M构成 控制回路 由起动按钮SB2 停止按钮SBl KM的线圈及其常开辅助触头 FR的常闭触头构成 7 工作原理 起动 合上QS 引入三相电源 按下SB2 KM线圈通电 主触头闭合 电动机接通电源 同时KM常开辅助触头闭合 使接触器吸引线圈经两条路通电 松开SB2 SB2自动复位 KM的线圈通过KM常开辅助触头维持继续通电 从而保持电动机的连续运行 自锁 依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电 2020 1 14 8 按纽SB2按下SB2维持按下状态 KM动作SB2复位 KM自锁触点KM线圈通电辅助触点闭合双路通电维持KM线圈通电 9 工作原理 停止 按下停止按钮SB1 KM断电释放 KM的主触头将三相电源切断 电动机M停止旋转 同时KM常开辅助触头断开 自锁解除 松开按钮后 SB1的常闭触头在复位弹簧的作用下 虽又恢复到原来的常闭状态 但接触器线圈已不再能依靠自锁触头通电了 10 按下停止按钮SB1 按钮SB1释放KM断电释放 自锁解除 SB1的常闭触头复位 11 保护环节 FU做短路保护 保护电源 FR做过载保护 保护电动机 KM做失压保护 防止自起动 12 二 点动控制 1 基本点动控制线路主电路 与单向起动相同控制线路 SB自动复位 实现点动控制 特点 只能实现点动控制 13 2 带手动开关SA的点动控制线路 需要点动时 将SA开关打开 操作SB2即可实现点动控制 需要连续工作时 将SA开关合上 将自锁触头接入 操作SB2即可实现连续控制 特点 SA作为SB2工作方式的选择开关 14 SA合上 连续工作SA断开 点动 15 3 采用复合按纽SB3的点动控制线路 点动 按下SB3 其常闭触头断开自锁电路 常开触头接通KM线圈 主触头闭合 电动机起动旋转 松开SB3时 KM线圈断电 主触头断开 电动机停止转动 连续运转 按起动按钮SB2 停机 按停止按钮SB1 特点 三个按纽分别控制 16 点动起动时 SB3复合触点 常闭先断 常开后合 1 初始状态 2 常闭断开 3 常开闭合 自锁失效 17 点动按纽复位时 SB3复合触点 常开先断 常闭后合 1 动作状态 2 常开断开 自锁触点断开 3 常闭闭合 18 三 电动机的正反转控制线路 工作原理 将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调 即可使电动机反转 主电路 KM1 KM2换相序 KM1 KM2同时动作 将引起电源相间短路 要加互锁 19 1 电动机的 正 停 反 控制线路 两个单向运行控制线路并联 KM1控制正向 KM2控制反向 KM1 KM2同时动作 电源短路 必须禁止 方法 利用两个接触器常闭触头起相互控制作用 这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做互锁 而两对起互锁作用的触头便叫做互锁触头 互锁的存在使得当换向时必须停车 20 正向起动过程停车过程 21 2 电动机的 正 反 停 控制线路 接触器互锁依然保留 加装按纽互锁 可以实现直接换向控制 双重联锁 既有接触器互锁又有按纽互锁 作用 接触器互锁 防止电源短路按纽互锁 提高工作效率 22 23 四 自动往复行程控制线路 1 主电路同电动机正反转控制线路 2 控制电路接触器互锁依然保留 加装行程开关互锁 以实现自动换向控制 24 KM1 前进KM2 后退SQ1 末端行程开关SQ2 始端行程开关SB2 正向起动按纽SB3 反向起动按纽 25 3 单周期控制电路 按下起动按纽SB2 运行一周后回到始端自动停止 去掉始端SQ2的自动起动环节即可 26 4 末端延时单周控制电路 末端SQ1的起动控制改为经KT后起动反向接触器KM2 27 自动往复行程控制线路小结 28 自动往复之单周期自动往复之连续 29 单周期末端延时 30 2 3三相笼型异步电动机降压起动控制 较大容量的笼型异步电动机 大于10KW 因启动电流较大 一般都采用降压起动方式来起动 原理 起动时降低加在电动机定子绕组上的电压 起动后再将电压恢复到额定值 常用方法 串电阻 或电抗 星型 三角形 自耦变压器等 31 一 定子串电阻起动 原理 电动机在起动时在三相定子绕组中串接电阻 使电动机定子绕组电压降低 起动结束后再将电阻短接 主电路 KM1实现串电阻起动 KM2实现全压运行 控制线路 1 基本原理 用时间继电器KT控制KM1 KM2切换 2 KM1 KM2允许同时吸合 但是电动机正常运行后 一般应该将KM1释放 以降低运行损耗 3 图2 8 a 为KM1不退出的控制线路 4 图2 8 b 为KM1退出而KT不退出的控制线路 5 图2 8 c 为KM1 KT都退出的控制线路 图2 8 a 起动完成后KM1不退出 不足之处 运行损耗大 图2 8 b 1 KM1退出而KT不退出问题 KT延时触点切换是否可行 切换要求 起动过程平稳 减少冲击 对于主触点要求 KM2先闭合KM1后断开 图2 8 b 1 KM1退出而KT不退出KT延时触点切换带来KM1 KM2线圈瞬时断电 切换过程带来冲击 图2 8 b 2 KM1退出而KT不退出KT常开延时触点和KM常闭触点平稳切换 SB2按下 KM1动作 电机降压起动 KT绕组上电开始计时 KT延时时间到 KT延时闭合的常开触点闭合 KM2线圈上电 KM2主触点闭合 电机全压起动 KM2延时断开的常闭触点断开 KM1线圈失电 KM主触点断开 降压起动回路断开 问题 如果要求切换时确保KM2先断开KM1后闭合 图2 8 b 1 是否可靠 为进一步增加可靠性应怎样做 方法 用KM1的常闭触点替代KT延时常开触点 图2 8 b 1 KM1退出而KT不退出KT延时触点切换带来KM1 KM2线圈瞬时断电 切换过程带来冲击 切换顺序比较 KM2先通电 KM1后断电 KM1 KM2同时切换 KM1先断电 KM2后通电 图2 8 b 2 KM1退出带来的自锁回路的改变 采用KA触点扩展采用KT瞬时动作触点 自锁回路的转换 图2 8 c 退出KT 图2 8 b 3 KM1退出带来的自锁回路的改变 采用KM1 KM2触点切换 40 2 4三相绕线转子异步电动机起动控制 一 转子回路串接电阻起动的控制线路起动前 起动电阻全部接入电路 随着起动过程的结束 起动电阻被逐段短接 多段式 使得起动过程更加平滑 控制方式 1 按时间原则控制 图2 152 按电流原则控制 图2 16 a 基本电路 图2 15时间原则控制转子电路串电阻起动控制线路 1 按时间原则控制 KT1KT2KT3 基本电路的动作时序 图2 15 b a 电路之改进 起动完成后退出KM2 KM3 KT1 KT2 KT3 b 电路的动作时序 图2 15 c b 电路之改进 逐步退出KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KT1KT2KT3 c 电路的动作时序 图2 16电流原则控制转子电路串电阻起动控制线路 2 按电流原则控制 48 2 5三相异步电动机的转速控制 异步电动机转速公式 f 1 s f1 p调速方法 变频 串级 变级变级 简单 但是只能倍级调速 主电路 图2 20 a 主电路 图2 19 a KM1动作 电动机为8级 低速运行KM2 KM3动作 电动机为4级 高速运行 KM3用于扩充KM2的主触点的数量 KM1 KM2 KM3同时动作 电源短路 用接触器互锁来加以防范 50 控制电路一 双速手动切换 图2 19 b SB2低速起动SB3高速起动SB1总停注意 1 按纽与接触器的双重联锁2 扩展接触器KM3的接线 51 图2 20 c 控制电路二 低速起动 高速运行 图2 19 c SB1停止按纽SB2起动低速KT停低速 起动高速注意 仍要保留接触器互锁 52 2 6三相异步电动机的制动控制 一 机械制动 抱闸制动原理 掉电后用弹簧压力将电动机转轴卡紧 使其停车 运行时 将抱闸的电磁铁通电 靠电磁吸力将抱闸拉开 使电动机能够自由运转