第2章 三相笼型异步电动机的电气控制

1、第第2章三相笼型异步电动机的电气控制章三相笼型异步电动机的电气控制v知识目标知识目标 认识三相笼型异步电动机单向控制、双向控制、顺序控制、行程控制和多地控制线路，会说出操作过程和工作原理； 认识三相笼型异步电动机减压起动控制线路，会说出操作过程和工作原理； 认识三相笼型异步电动机调速控制线路，会说出操作过程和工作原理； 认识三相笼型异步电动机制动控制线路，会说出操作过程和工作原理。v技能目标技能目标 学会三相笼型异步电动机电气控制线路的分析方法； 会安装三相笼型异步电动机的单向控制、双向控制、Y减压起动控制、变极调速控制线路。第第2章三相笼型异步电动机的电气控制章三相笼型异步电动机的电气控制v

2、2.1三相笼型异步电动机的全压起动控制三相笼型异步电动机的全压起动控制v2.2三相笼型异步电动机的降压起动控制三相笼型异步电动机的降压起动控制v2.3三相笼型异步电动机的调速控制三相笼型异步电动机的调速控制v2.4三相笼型异步电动机的制动控制三相笼型异步电动机的制动控制v2.5实训实训2.1三相笼型异步电动机的全压起动控制 学习目标学习目标v认识三相笼型异步电动机手动控制、点动控制、连续控制等单向控制线路，会说出操作过程和工作原理；v认识三相笼型异步电动机接触器联锁、按钮联锁、接触器按钮双重联锁等双向控制线路，会说出操作过程和工作原理；v认识三相笼型异步电动机顺序控制线路，会说出操作过程和工作

3、原理；v认识三相笼型异步电动机行程控制线路，会说出操作过程和工作原理；v认识三相笼型异步电动机多地控制线路，会说出操作过程和工作原理。2.1.1三相笼型异步电动机的单向控制三相笼型异步电动机的单向控制v三相异步电动机的起动方法有直接起动和降压起动两种。v三相异步电动机全压起动又称直接起动，是指电动机直接在额定电压下起动。v直接起动的线路具有结构简单、安装维修方便等优点。一般情况下，当电动机功率小于10kW或不超过供电变压器容量的15%20%时，允许直接起动，否则应采用降压起动，以减小起动电流对电网的冲击。v常用的直接起动控制线路有手动控制线路和自动控制线路2类。 1.直接起动手动控制直接起动手

4、动控制（a）刀开关控制 （b）低压断路器控制图2-1 三相笼型异步电动机直接起动手动控制线路图电气控制线路图识读方法电气控制线路图识读方法 v电气原理图一般分电源电路、主电路、控制电路和辅助电路。电源电路一般画在图面的上方或左方，三相交流电源L1、L2、L3按相序由上而下依次排列，中性线N和保护线PE画在相线下面。直流电源则以上正下负画出。电源开关要水平方向设置。v主电路垂直电源电路画在电气原理图的左侧。v控制电路和辅助电路跨在两相之间，依次垂直画在主电路的右侧，并且电路中的耗能元件(如接触器和继电器的线圈、电磁铁、信号灯、照明灯等)要画在电气原理图的下方，而线圈的触点则画在耗能元件的上方。v

5、电气原理图中各线圈的触点都按电路未通电或器件未受外力作用时的常态位置画出。分析工作原理时，应从触点的常态位置出发。v各元器件不画实际外形图，而采用国家规定的统一图形符号画出。v同一电器的各元件不按实际位置画在一起，而是根据它们在线路中所起的作用分别画在不同部位，并且它们的动作是相互关联的，必须标以相同的文字符号。2.直接起动自动控制直接起动自动控制v三相笼型异步电动机的点动控制三相笼型异步电动机的点动控制 v三相笼型异步电动机的连续控制三相笼型异步电动机的连续控制（1）三相笼型异步电动机的点动控制）三相笼型异步电动机的点动控制图2-2三相笼型异步电动机点动控制线路图三相笼型异步电动机点动控制的

6、操作过程和工作原理 合上电源开关QS。v启动： 按下按钮SB接触器KM线圈得电接触器主触点KM闭合电动机M启动运行v停止： 松开按钮SB接触器KM线圈失电接触器主触点KM断开电动机M失电停车 电动机M停止后，断开电源开关QS。（2）三相笼型异步电动机的连续控制三相笼型异步电动机的连续控制 图2-3三相笼型异步电动机连续控制线路图 【综合案例【综合案例2.1】 有一台三相笼型异步电动机既能点动又能连续运行，请你设计控制电路来实现控制要求。 优化解答优化解答三相笼型异步电动机既能点动又能连续运行的控制电路如图2-4所示。a) b) c) 图2-4既能点动又能连续运行的控制电路小小 结结v实现点动控

7、制点动控制可以将点动按钮直接与接触器的线圈串联，电动机的运行时间由按钮按下的时间决定。v实现连续控制连续控制可以将起动按钮、停止按钮与接触器的线圈串联，并在起动按钮两端并联接触器的常开辅助触点（自锁触点）。 2.1.2三相笼型异步电动机的双向控制三相笼型异步电动机的双向控制v三相笼型异步电动机接触器联锁双向控三相笼型异步电动机接触器联锁双向控制制v三相笼型异步电动机按钮联锁双向控制三相笼型异步电动机按钮联锁双向控制v三相笼型异步电动机接触器按钮双重联三相笼型异步电动机接触器按钮双重联锁双向控制锁双向控制1.三相笼型异步电动机接触器联锁双向控制三相笼型异步电动机接触器联锁双向控制图2-5 三相笼

8、型异步电动机接触器联锁双向控制线路图 2. 三相笼型异步电动机按钮联锁双向控制三相笼型异步电动机按钮联锁双向控制图2-6 三相笼型异步电动机按钮联锁双向控制线路图3.三相笼型异步电动机接触器按钮双重联锁双向控制三相笼型异步电动机接触器按钮双重联锁双向控制图2-7三相笼型异步电动机接触器按钮双重联锁双向控制线路图小小 结结v实现接触器联锁控制接触器联锁控制可以在正反转控制线路中分别串联对方接触器的一个常闭辅助触点。v实现按钮联锁控制按钮联锁控制可以把正转按钮和反转按钮换成2个复合按钮，并使2个复合按钮的常闭触点代替接触器的联锁触点。v实现接触器按钮双重联锁控制接触器按钮双重联锁控制可以在正转接触

9、器和反转接触器线圈支路中，相互串联对方的一副常闭辅助触点（接触器联锁），正反转起动按钮的常闭触点分别与对方的常开触点相互串联（按钮联锁）。2.1.3三相笼型异步电动机的顺序控制三相笼型异步电动机的顺序控制 1.主电路顺序控制 a) b)图2-8 主电路顺序控制的线路图2.控制电路顺序控制图2-9 控制电路顺序控制的线路图【综合案例【综合案例2.2】分析如图2-10所示是电动机顺序控制的控制电路，说明电路的顺序控制特点。a) b) c) 图2-10优化解答优化解答v图2-10 a)所示电路中，接触器KM1的常开触点串联接入接触器KM2的线圈电路。当KM1的线圈得电吸合后，KM1主触点闭合，电动机

10、M1启动；同时，KM1的常开触点闭合，KM2的线圈才可能接通，电动机M2才可能启动；按下停止按钮SB1，M1、M2同时失电停车。因此，该顺序控制电路的特点是：M1启动后M2才能启动，M1和M2同时停车。v图2-10 b) 所示电路中，与图2-10 a)所示电路相比，接触器KM1的常开触点串联在与KM2的自锁触点并联的M2启动按钮SB4支路中。M1启动后M2才能启动；当KM2因线圈得电吸合，自锁触点闭合自锁后，KM1对KM2失去了作用，SB1和SB3可以单独使KM1和KM2线圈失电。因此，该顺序控制电路的特点是：M1启动后M2才能启动，M1和M2可以单独停车。v图2-10 c) 所示电路中，与图

11、2-10 b)所示电路相比，M1的启动按钮SB1两端并联了KM2的常开触点。只有先使接触器KM2线圈失电，即电动机M2停车，然后才能按动SB1断开KM1线圈电路，使电动机M1停车。因此，该顺序控制电路的特点是：M1启动后M2才能启动，M2停车后M1才能停车。小小 结结v实现主电路顺序控制主电路顺序控制可以将电动机M2的主电路接在控制电动机M1的主触点KM1下面。v实现控制电路顺序控制控制电路顺序控制可以将接触器KM1的常开触点串联在接触器KM2的线圈电路中。 2.1.4三相笼型异步电动机的行程控制三相笼型异步电动机的行程控制图2-11 三相异步电动机自动往返循环运动控制线路图小小 结结v实现行

12、程控制行程控制可以用SQ1、SQ2自动换接电动机正反转控制电路，实现工作台的自动往返行程控制。v在行程控制中，为防止工作台越过限定位置而造成事故，经常需要设置限位保护。常用的限位保护电器是行程开关。2.1.5三相笼型异步电动机的多地控制三相笼型异步电动机的多地控制图2-12 电动机两地控制线路 实现多地控制多地控制可以启动按钮（常开触点）相互并联，停止按钮（常闭触点）相互串联。2.2三相笼型异步电动机的减压起动控制三相笼型异步电动机的减压起动控制 学习目标学习目标v认识三相笼型异步电动机串电阻减压启动控制、Y-减压起动控制、自耦变压器减压起动控制和延边三角形减压起动控制等减压起动控制控制线路，

13、会说出操作过程和工作原理。 2.2.1 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的 串电阻减压起动控制串电阻减压起动控制图2-13定子绕组串电阻减压起动自动控制线路2.2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的 Y-减压起动控制减压起动控制图2-14三相异步电动机Y-减压起动自动控制线路2.2.3 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的自耦变压器减压起动控制自耦变压器减压起动控制图2-15 自耦变压器减压起动自动控制线路2.2.4 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的延边三角形减压起动控制延边三角形减压起动控制a）延边接法 b）接法图2-16 延边三角形减压起动电动机定子绕组的连接方

14、式 图2-17延边三角形减压起动控制线路图小小 结结v定子绕组串电阻（或电抗器）减压起动仅适用于启动要求平稳，起动次数不频繁的电动机空载或轻载起动；vY-减压起动仅适用于电动机空载或轻载起动且要求正常运行时定子绕组为连结；v自耦变压器减压起动适用于容量较大但不能用Y-减压起动方法起动的电动机的减压起动。v延边三角形减压起动是在Y-减压起动的基础上加以改进而形成的起动方式，克服了Y-减压起动时起动电压比较低、起动转矩小的缺点。 2.3三相笼型异步电动机的调速控制三相笼型异步电动机的调速控制 学习目标学习目标v认识三相笼型双速异步电动机的调速控制线路，会说出操作过程和工作原理。 2.3.1双速异步

15、电动机定子绕组的连接双速异步电动机定子绕组的连接a) 接法低速 b）YY接法高速图2-19 双速异步电动机定子绕组的联接方法图2-20时间继电器控制三相异步电动机调速控制线路【综合案例【综合案例2.4】 如图2-21所示是三相异步电动机调速控制线路，分析电路的控制特点。优化解答优化解答 v图2-20 a）为选择开关控制电路，由选择开关SA选择低速运行或高速运行。SA置于“低速”位置，选择低速运行时，接通KM1线圈电路，电动机起动低速运行；当运行一定时间后，将SA置于“高速”位置，选择高速运行，接通KM2和KM3线圈电路，电动机的转速手动切换到高速。v图2-20 b）为按钮开关控制电路，由复合按

16、钮控制。当复合按钮SB2接通KM1线圈电路，电动机低速运行；当运行一定时间后，由复合按钮SB3接通KM2和KM3线圈电路，电动机高速运行。为防止两种接线方式同时存在，KM1和KM2的常开辅助触点构成互锁。小小 结结v三相异步电动机调速方法有变极调速、变频调速和变转差率调速等方法。目前，三相异步电动机的调速方法仍以变极调速为主。双速异步电动机是变极调速中最常用的一种形式。2.4三相笼型异步电动机的制动控制三相笼型异步电动机的制动控制 学习目标学习目标v认识三相笼型异步电动机反接制动控制、能耗制动控制等制动控制线路，会说出操作过程和工作原理。2.4.1三相笼型异步电动机的反接制动控三相笼型异步电动

17、机的反接制动控制制 反接制动是将运动中的电动机电源反接（即将任意两根相线接法对调），以改变电动机定子绕组的电源相序，定子绕组产生反向的旋转磁场，从而使转子受到与原旋转方向相反的制动力矩而迅速停车。 图2-22 反接制动原理图图2-23三相异步电动机单向反接制动控制线路2.4.2三相笼型异步电动机的能耗制动控三相笼型异步电动机的能耗制动控制制 能耗制动是在三相异步电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组上加一个直流电源，使定子绕组产生一个静止的磁场，当电动机在惯性作用下继续旋转时会产生感应电流，该感应电流与静止磁场相互作用产生一个与电动机旋转方向相反的电磁转矩（制动转矩），使电动机迅速停车。 图2-

18、24 能耗制动原理图图2-25 时间继电器控制全波整流能耗制动控制线路小小 结结v反接制动是改变电动机定子绕组的电源相序，产生制动力矩，使电动机迅速停车的方法。v能耗制动是三相异步电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组上加流电源，使电动机迅速停车的方法。2.5 实训实训2.5.1三相笼型异步电动机的点动控制三相笼型异步电动机的点动控制 和连续控制线路安装和连续控制线路安装 学习目标学习目标v会安装三相笼型异步电动机点动控制和连续控制等单向控制线路；v会测试三相笼型异步电动机点动控制和连续控制等单向控制线路。知识链接1 电气控制线路的安装步骤v识读电气控制线路图。明确电路所用电器元件名称及其作用，

19、熟悉线路的操作过程和工作原理。v配齐电器元件。列出元器件清单，配齐电器元件，并逐一进行质量检测。v安装电气控制线路。将电器元件安装在控制板上，根据电动机容量选配符合规格的导线，分别连接主电路和控制电路。v连接保护接地线、电源线及控制板外部的导线。连接电动机和所有电器元件金属外壳的保护接地线，连接电源、电动机及控制板外部的导线。v学生自检。检查主电路接线是否正确；用万用表电阻挡检查控制电路接线是否正确，防止因接线错误造成不能正常运转或短路事故。v通电试车。为保证人身安全，必须在教师监护下通电试车。 知识链接2板前明线布线安装工艺v布线通道尽可能少，同路并行导线按主电路、控制电路分类集中，单层密排

20、。v布线尽可能紧贴安装面布线，相邻电器元件之间也可“空中走线”。v安装导线尽可能靠近元器件走线。v布线要求横平竖直，分布均匀，自由成形。v同一平面的导线应高低一致或前后一致，尽量避免交叉。v变换走向时应垂直成900角。v按钮连接线必须用软线，与配电板上的元器件连接时必须通过接线端子，并编号。操作训练操作训练v列一列元器件清单v做一做 线路安装 （1）固定元器件 （2）安装主电路 （3）安装控制电路 v测一测线路检测v试一试通电试车图2-27点动控制线路和连续控制（无过载保护）线路主电路接线参考图a）点动控制 b）连续控制（无过载保护）图2-28 点动控制和连续控制（无过载保护）线路控制电路接线

21、参考图测一测线路检测 v主电路接线检查。按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线有无漏接、错接之处，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固，以免带负载运行时产生闪弧现象。v控制电路接线检查。用万用表电阻挡检查控制电路接线情况。检查时，应选用倍率适当的电阻挡，并欧姆调零。 （1）点动控制线路的控制电路检查。断开主电路，将表笔分别搭在V11、W11线端上，读数应为“”。按下点动按钮SB时，万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值（如CJ1010线圈的直流电阻值约为1800）；松开SB，万用表读数应为“”。然后断开控制电路再检查主电路有无开路或短路现象，此时可用手动来代替按钮进行检查。 （2）连续控制

22、线路的控制电路检查。松开启动按钮SB1，按下KM触点架，使其常开辅助触点闭合，万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值。 （3）停车控制检查。按下启动按钮SB1或KM触点架，测得接触器线圈的直流电阻值，同时按下停止按钮SB2，万用表读数由线圈的直流电阻值变为“”。2.5.2三相笼型异步电动机的双向控制线路安装三相笼型异步电动机的双向控制线路安装 学习目标学习目标v会安装三相笼型异步电动机的双向控制线路。图2-30接触器按钮双重联锁双向控制接线参考图测一测线路检测 v主电路接线检查。按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线有无漏接、错接之处，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固，以免带负载运行时产生闪弧现象。v控制电路接线检查。用万用表电阻挡检查控制电路接线情况。检查时，应选用倍率适当的电阻挡，并欧姆调零。 （1）检查控