三相异步电动机几种典型电气控制培训教材.ppt

三相异步电动机几种典型电气控制 1 三相异步电动机的起动控制线路 全压启动1 点动控制线路2 长动控制线路3 两地控制线路降压启动1 丫 降压起动控制线路2 串电阻 电抗器 降压起动控制线路3 定子串自耦变压器降压启动 正反转控制 2 三相异步电动机的制动控制线路 1 反接制动控制线路2 能耗制动控制线路 3 异步电动机调速控制系统 1 双速电动机控制线路 2 变频调速系统 4 电动机的保护环节 1 短路保护2 过载保护3 过电流保护 全压启动 1 点动控制 合上开关S 三相电源被引入控制电路 但电动机还不能起动 按下按钮SB 接触器KM线圈通电 衔铁吸合 常开主触点接通 电动机定子接入三相电源起动运转 松开按钮SB 接触器KM线圈断电 衔铁松开 常开主触点断开 电动机因断电而停转 2 长动控制 1 起动过程 按下起动按钮SBl 接触器KM线圈通电 与SB1并联的KM的辅助常开触点闭合 以保证松开按钮SBl后KM线圈持续通电 串联在电动机回路中的KM的主触点持续闭合 电动机连续运转 从而实现连续运转控制 2 停止过程 按下停止按钮SB2 接触器KM线圈断电 与SBl并联的KM的辅助常开触点断开 以保证松开按钮SB2后KM线圈持续失电 串联在电动机回路中的KM的主触点持续断开 电动机停转 与SBl并联的KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁 图示控制电路还可实现短路保护 过载保护和零压保护 起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU 一旦电路发生短路故障 熔体立即熔断 电动机立即停转 起过载保护的是热继电器FR 当过载时 热继电器的发热元件发热 将其常闭触点断开 使接触器KM线圈断电 串联在电动机回路中的KM的主触点断开 电动机停转 同时KM辅助触点也断开 解除自锁 故障排除后若要重新起动 需按下FR的复位按钮 使FR的常闭触点复位 闭合 即可 起零压 或欠压 保护的是接触器KM本身 当电源暂时断电或电压严重下降时 接触器KM线圈的电磁吸力不足 衔铁自行释放 使主 辅触点自行复位 切断电源 电动机停转 同时解除自锁 长动控制原理图 3 两地控制线路 实现两地控制的基本原则为在控制线路中将两个起动按钮的常开触点并联连接 将两个停止按钮的常闭触点串联连接 图左所示为对一台电动机实现两地控制的控制线路 其中按钮SBl SB3位于甲地 按钮SB2 SB4位于乙地 电气原理图 工作原理 降压启动 1 丫 降压起动控制线路 合上电源开关QS 按下起动按钮SB2 接触器KMI KM3线圈得电 电动机定子绕组联结成星形进行降压起动 同时时间继电器KT线圈得电 经一段延时后KT断开 KM3失电 延时闭合常开触点KT闭合 KM2线圈得电并自锁 电动机绕组联结成三角形全压运行 工作原理 丫 降压起动控制线路动画演示 2 串电阻 电抗器 降压起动控制线路 在电动机起动时 将电阻串联在定子绕组与电源之间 由于串联电阻起到了分压作用 电动机定子绕组上所承受的电压只是额定电压的一部分 这样就限制了起动电流 当电动机的转速上升到一定值时 再将电阻短接 电动机便在额定电压下正常运行 工作原理 串电阻降压起动控制线路动画演示 3 定子串自耦变压器降压启动 合上QS KM1触点先将自耦变压器做星形连接 KM1接通电源 电动机定子绕组经自耦变压器实现减压启动 当电动机的转速接近于额定转速时 KM1断开而KM2闭合直接将全电压加在电动机上 进入全压运行状态 工作原理 定子串自耦变压器降压启动动画演示 正反转控制 1 正向起动过程 按下起动按钮SBl 接触器KM1线圈通电 与SBl并联的KM1的辅助常开触点闭合 以保证KMl线圈持续通电 串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合 电动机连续正向运转 2 停止过程 按下停止按钮SB3 接触器KMl线圈断电 与SBl并联的KM1的辅助触点断开 以保证KMl线圈持续失电 串联在电动机回路中的KMl的主触点持续断开 切断电动机定子电源 电动机停转 3 反向起动过程 按下起动按钮SB2 接触器KM2线圈通电 与SB2并联的KM2的辅助常开触点闭合 以保证KM2线圈持续通电 串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合 电动机连续反向运转 特别注意KM1和KM2线圈不能同时通电 因此不能同时按下SBl和SB2 也不能在电动机正转时按下反转起动按钮 或在电动机反转时按下正转起动按钮 如果操作错误 将引起主回路电源短路 1 正反转控制 带电气联锁的正反转控制电路 将接触器KM1的辅助常闭触点串入KM2的线圈回路中 从而保证在KMl线圈通电时KM2线圈回路总是断开的 将接触器KM2的辅助常闭触点串入KM1的线圈回路中 从而保证在KM2线圈通电时KMl线圈回路总是断开的 这样接触器的辅助常闭触点KMl和KM2保证了两个接触器线圈不能同时通电 这种控制方式称为联锁或者互锁 这两个辅助常开触点称为联锁或者互锁触点 存在问题 电路在具体操作时 若电动机处于正转状态要反转时必须先按停止按钮SB3 使联锁触点KMl闭合后按下反转起动按钮SB2才能使电动机反转 若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮SB3 使联锁触点KM2闭合后按下正转起动按钮SBl才能使电动机正转 同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路 采用复式按钮 将SB1按钮的常闭触点串接在KM2的线圈电路中 将SB2的常闭触点串接在KMl的线圈电路中 这样 无论何时 只要按下反转起动按钮 在KM2线圈通电之前就首先使KM1断电 从而保证KM1和KM2不同时通电 从反转到正转的情况也是一样 这种由机械按钮实现的联锁也叫机械联锁或按钮联锁 2 自动往返控制 按下正向起动按钮SB1 电动机正向起动运行 带动工作台向前运动 当运行到SQ2位置时 挡块压下SQ2 接触器KMl断电释放 KM2通电吸合 电动机反向起动运行 使工作台后退 工作台退到SQl位置时 挡块压下SQl KM2断电释放 KM1通电吸合 电动机又正向起动运行 工作台又向前进 如此一直循环下去 直到需要停止时按下SB3 KMl和KM2线圈同时断电释放 电动机脱离电源停止转动 三相异步电动机的制动控制线路 一 反接制动控制线路二 能耗制动控制线路 三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转 由于惯性的关系 总要经过一段时间 这往往不能适应某些生产机械工艺的要求 无论是从提高生产效率 还是从安全及工艺要求等方面考虑 都要求能对电动机进行制动控制 即能迅速使电动机停机 定位 三相异步电动机的制动方法一般有两大类 机械制动和电气制动 电气制动控制线路包括 起动时 按下起动按钮SB2 接触器KMI通电并自锁 电动机M通电旋转 停车时 按下停止按钮SBI 常闭触点断开 接触器KMl线圈断电 电动机M脱离电源 由于此时电动机的惯性很大 KS的常开触点依然处于闭合状态 所以SBl常开触点闭合时 反接制动接触器KM2线圈通电并自锁 其主触点闭合 使电动机进入反接制动状态 电动机转速迅速下降 当电动机转速接近于零时 速度继电器常开触点复位 接触器KM2线圈电路被切断 反接制动结束 1 反接制动控制线路 电气原理图 工作原理 按下停止按钮SB1 接触器KMI断电释放 电动机脱离三相交流电源 同时接触器KM2线圈通电 时间继电器KT线圈与接触器KM2线圈同时通电并自锁 电动机进入能耗制动状态 当其转子的惯性速度接近于零时 时间继电器失电 KM2线圈电路断路 电动机能耗制动结束 2 能耗制动控制线路 电气原理图 工作原理 异步电动机调速控制系统 1 双速电动机控制线路 双速电动机采用复合按钮联锁的高 低速直接转换的控制线路 按下低速起动按钮SB2 接触器KMl通电吸合 电动机定子绕组接成三角形 电动机以低速运转 若技下高速起动按钮SB3 则KMI断电释放 并接通KM2和KM3 电动机定子绕组联结成双星形 电动机以高速运转 电气原理图 工作原理 异步电动机变频调速系统 现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件IGBT或功率模块IPM组成的PWM逆变器 构成交 直 交电压源型变压变频器 已经占领了全世界0 5 500KVA中 小容量变频调速装置的绝大部分市场 系统组成 变频调速的优点 调速时平滑性好 效率高 低速时 相对稳定性好 调速范围较大 精度高 起动电流低 对系统及电网无冲击 节电效果明显 变频器便于安装 调试 维修简便 易于实现过程自动化 电动机的保护环节 电气控制系统除了满足生产机械的加工工艺要求外 还要长期 正常 无故障地运行 这就需要各种保护措施 保护环节是所有生产机械电气控制系统不可缺少的组成部分 可靠的保护装置可以防止对电动机 电网 电气控制设备以及人身安全的损害 因此 在电气控制系统中必须设置完善的保护环节 电气控制系统中常用的保护环节有 一 短路保护二 过载保护三 过电流保护 当电动机绕组的绝缘 导线的绝缘损坏时 或电气线路发生故障时 此时 电路中会产生很大的短路电流 它将导致产生过大的热量 使电动机 电器和导线的绝缘损坏 因此 必须在发生短路现象时立即将电源切断 常用的短路保护元件是熔断器和断路器 1 短路保护 1 熔断器保护熔断器的熔体串联在被保护的电路中 当电路发生短路或严重过载时 它自行熔断 从而切断电路 达到保护的目的 2 断路器保护断路器兼有短路 过载和欠电压保护等功能 这种开关能在线路发生上述故障时快速地自动切断电源 它是低压配电重要保护元件之一 常作低压配电盘的总电源开关及电动机 变压器的合闸开关 对于断路器 只要发生短路就会自动跳闸 将三相电源同时切断 故可减少电动机断相运行的隐患 断路器结构复杂 广泛用于要求较高的场合 电动机长期超载运行时 绕组的温升会超过其允许值 电动机的绝缘材料就要变脆 寿命降低 严重时会使电动机损坏 过载电流越大 达到允许温升的时间就越短 当电动机为额定电流时 为