项目11三相笼型异步电动机全压启动控制课件

最终目标:实现三相笼型异步电动机全压启动控制促成目标:(1)掌握常用低压电器的用途、工作原理和主要技术参数的选用。(2)了解常用低压电器的基本结构、电气图形文字符号、常见故障分析和使用与维护。(3)掌握三相异步电动机的全压启动控制线路的工作原理。7/23/2023项目内容

三相笼型异步电动机全压启动控制就是反映由各种有触点的接触器、按钮、行程开关等不同低压电气元件按不同的连接方式组合而成的，其作用是实现对电力拖动系统的全压启动、正反转和保护，使其满足生产工艺的要求从而实现生产过程的自动化。三相异步电动机全压启动：即启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，也称直接启动。直接启动的优点是电气设备少、线路简单、维修量小。7/23/2023功能：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。

特点：操作安全，分断能力较高。

分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）

结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。项目相关知识

一.开关

（一）空气开关7/23/2023低压断路器示意图7/23/2023结构：过流脱扣器欠压脱扣器工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。自动空气断路器（自动开关）返回7/23/2023低压断路器图形及文字符号QS7/23/2023

作用：隔离电源，不频繁通断电路

分类：

按刀的级数分:单极、双极和三极

按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置

按刀的转换方向分为：单掷和双掷

按接线方式分为：板前接线和板后接线

按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作

按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器刀开关（二）刀开关及负荷开关7/23/2023作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。

结构图和符号：QS不带熔断器式刀开关7/23/2023带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。QSFU7/23/2023各种类型的刀开关7/23/2023刀开关的主要技术参数1、额定电压长期工作承受的最大电压。目前的刀开关最大电压：交流在500V以下；直流在440V以下。2、额定电流合闸时长期通过的最大电流。小电流的分为10A、15A、20A、30A、60A五级；大电流的分为100A、200A、400A、600A、1000A、1500A六级3、操作次数分为机械的和电的两种4、稳定性电流一般刀开关的稳定性电流是其额定电流的数10倍左右。刀开关的选用刀开关的选用主要从两个方面考虑，一是用途和安装位置，另一方面是额定电流和额定电压。7/23/2023负荷开关常用的负荷开关主要有转换式和封闭式两种

转换式负荷开关的主要作用是手动通断电路7/23/2023封闭式负荷开关

作用：手动通断电路及短路保护7/23/2023作用：短路和过电流保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体积小，重量轻。分类：瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器

二.熔断器电路符号FU7/23/2023瓷插式熔断器7/23/2023螺旋式熔断器7/23/2023有填料式熔断器7/23/2023无填料密封式熔断器7/23/2023快速熔断器7/23/2023自恢复熔断器外壳由奥氏体不锈钢制成,外壳中心埋有氧化铍（BeO）瓷心，不锈钢和瓷心之间填充玻璃体，起密封和坚固瓷心的作用。瓷心细孔内灌以金属钠作为熔体，活塞的背面空隙部分充有10～20兆帕的氩气，以压紧金属钠。在正常工作情况下，电流可以从引线端子A进入，通过瓷心细孔内的金属钠，传导到不锈钢外壳,并由出线端子B引出。当短路电流通过熔断器时，短路电流将瓷心细孔部分的金属钠迅速加热，使之由固体变成高温高压状态的等离子体蒸气，电阻率迅速增加,从而对短路电流起强烈的限流作用,并在瞬间分断电流。金属钠汽化瞬时压力可达400兆帕。由于活塞背面氩气的缓冲作用，此压力很快降低到30～20兆帕。当分断结束时，金属钠蒸气立刻恢复到液态和固态，同时氩气又重新推动活塞，压紧金属钠，电路重又接通。自复熔断器的特点是分断电流大,可以分断200千安交流（有效值）,甚至更大的电流。从额定电流100安的自复熔断器分断100千安、50赫电流的波形图可以看出，这种熔断器具有非常显著的限流作用，当瞬时电流达到接近165千安时即能被迅速限流(图2)。7/23/2023金属钠自复熔断器仿真演示7/23/2023高分子自恢复(自复式)熔断器7/23/2023三.接触器用来频繁地接通或断开带有负载的交、直流电路，其主要用于电动机或其他设备的自动控制。2．结构：

1、接触器的作用：1、触头系统：主触头、辅助触头

常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）2、电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧3、灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧4、其它部件：弹簧、传动机构及外壳7/23/2023KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM3、接触器的图形及文字符号：

7/23/2023额定电压

交流接触器：127、220、380、500V

直流接触器：110、220、440V

交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A

额定电流

吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V直流接触器：24、48、220、440V

4、接触器的主要技术指标

7/23/20231、根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；2、接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；3、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；4、额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。5、接触器的使用选择原则

7/23/2023（一）交流接触器交流接触器示意图

7/23/2023动作过程线圈通电衔铁被吸合触点闭合接通电源返回线圈铁芯衔铁弹簧M3~电动机~主触点交流接触器结构示意图

常闭辅助触点常开辅助触点7/23/2023交流接触器工作原理演示

7/23/2023用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。（二）直流接触器

7/23/2023作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作四.继电器（一）热继电器型式：双金属片式热敏电阻式易熔合金式图形符号及文字符号7/23/2023a）

外形

b）结构图

1-电流整定装置2-主电路接线柱3-复位按钮

4-常闭触头5-动作机构6-热元件31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱33-常开触头接线柱

双金属片式热继电器7/23/2023热继电器工作原理演示7/23/2023热继电器使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：ＩeR≥ＩeTＩeR——热继电器热元件的额定电流；ＩeT——电动机的额定电流。7/23/2023特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器（二）电流继电器7/23/2023动作电流Ｉq：使电流继电器开始动作所需的电流值；返回电流Ｉf：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数Ｋf：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。电流继电器的主要技术指标7/23/2023欠电流继电器的图形及文字符号过电流继电器的图形及文字符号KII>KIKI电流继电器的图形及文字符号KII<KIKI7/23/2023特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KVU<KVKV过电压继电器>UKVKVKV（三）电压继电器7/23/2023

中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。

（四）中间继电器7/23/20231、作用：按整定时间长短通断电路2、分类：（1）按构成原理分：电磁式电动式空气阻尼式晶体管式数字式（2）按延时方式分：通电延时型断电延时型

（五）时间继电器7/23/2023时间继电器示意图7/23/2023通电延时型时间继电器的图形及文字符号通电延时线圈通电延时闭合常开触点通电延时打开常闭触点瞬动触点7/23/2023断电延时型时间继电器的图形及文字符号KTKT断电延时线圈通电瞬间断开断电延时闭合常闭触点瞬动触点通电瞬间闭合断电延时打开的常开触点7/23/2023通电延时型时间继电器工作原理演示7/23/2023断电延时型时间继电器工作原理演示7/23/2023作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似参数：动作转速：>120rpm复位转速：<100rpm（六）速度继电器7/23/2023速度继电器的图形符号及文字符号7/23/2023速度继电器工作原理演示7/23/2023（七）干簧继电器

1-舌簧片2-线圈3-玻璃管4-骨架7/23/2023压力继电器光电继电器温度继电器（八）其它继电器7/23/2023作用：发送控制命令或信号的电器分类：控制按钮万能转换开关主令控制器行程开关接近开关五主令电器7/23/2023常开(动合)按钮电路符号：复合按钮：常开按钮和常闭按钮做在一起。常闭(动断)按钮作用：接通或断开控制电路返回（一）控制按钮7/23/2023控制按钮示意图7/23/2023控制按钮工作原理演示7/23/2023（二）各种组合（转换）开关7/23/2023

万能转换开关的结构及图形符号万能转换开关外形单层万能转换开关结构转换开的图形符号7/23/2023多层万能转换开关的图形符号

图形符号触点闭合表7/23/2023

行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令控制其运动方向或行程大小的主令电器。行程开关有直动式、转动式、组合式、微动式与滚轮式等种类。（三）行程开关行程开关的图形符号7/23/2023行程开关示意图7/23/2023（四）接近开关7/23/2023（五）主令控制器

外形图凸轮块动触点静触点静触点接线端子转动轴小轮支架7/23/2023项目实施

电动机接通电源后由静止状态过渡到稳定运行状态的过程称为电动机的启动。

全压启动又称直接起动，它是通过开关或接触器将额定电压直接加在电动机的定子绕组上，而使电动机启动的方法。

7/23/2023电动机启动的要求

一般容量小于10kW的三相笼型异步电动机常采用直接启动。容量大于10kW的三相笼型异步电动机是否可以采用直接启动，可按经验公式判断，若满足下式即可直接启动：电动机直接启动电流电动机额定电流7/23/2023

一、手动开关直接启动控制7/23/2023二、电动机的启保停控制线路QS起接通或断开电源的隔离作用FU1用作主电路的短路保护FR用作过载保护KM控制电动机的起动与停止SB1停止按钮SB2起动按钮KM起自锁和欠压保护作用M电动机何谓自锁?依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象为什么要加自锁？FU2用作控制电路的短路保护7/23/2023主电路点动与连续运转控制电路点动控制电路三、点动与连续运转控制7/23/2023

两地控制

多地控制如何实现？知识拓展

一.两点控制7/23/2023方法：起动按钮并联；停止按钮串联乙地甲地KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB2乙FR

两地控制一台电动机返回7/23/2023二.电动机顺序起动停止控制线路在生产实际中，往往要求各种生产机械或运动部件能按预定的次序起动或停止。

一般有同时起动，同时停止；顺序起动，同时停止；同时起动，顺序停止；顺序起动，顺序停止等控制线路。

例如车床主轴转动时，要求油泵先给润滑油，主轴停止后，油泵方可停止润滑油，即要求油泵电动机先起动，主轴电动机后起动，主轴电动机停止后，才允许油泵电动机停止。7/23/2023两台电机顺序起动停止主电路

7/23/2023控制要求一

现有M1和M2两台电动机起动时：要求M1起动后，M2才能起动。

停止时：要求M1、M2同时停止。7/23/2023控制要求一的控制电路117/23/2023控制要求二现有M1和M2两台电动机起动时：要求M1起动后，M2才能起动。

停止时：要求M2停止时、M1才能停止。7/23/2023控制要求二的控制电路117/23/2023控制规律

当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的动合（常开）触点。当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的动合（常开）触点并联在甲接触器的停止按钮两端。7/23/2023控制要求三

现有M1和M2两台电动机起动时：要求M1起动后30秒，M2才能起动。

停止时：要求M1、M2同时停止。7/23/2023控制要求三的控制电路7/23/2023控制要求四

现有M1、M2和M3三台电动机

起动时：要求M1起动后1分钟，M2才能起动，M2起动后1分钟，M3才能起动。

停止时：要求M1、M2和M3同时停止。7/23/2023控制要求四的控制电路7/23/2023三.三相异步电动机正反转控制

有些生产机械往往要求具有上下、左右、前后、往返等相反方向运动的控制，例如：电梯的上下运行，机床工作台的前进与后退及主轴的正转与反转等。这就要求电动机能够同时具有正转、反转运行功能。

对三相异步电动机来说，要实现正反转控制，只要改变接入电动机的电源相序即可。7/23/2023电动机启保停控制线路（复习）

控制电路主电路7/23/2023接触器正反转控制线路KM1为正转接触器主触点KM2为反转接触器主触点缺点是容易产生误操作造成电源短路故障KM1为正转接触器线圈KM2为反转接触器线圈7/23/2023接触器互锁控制电路加互锁:在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（联锁）。接触器触点互锁缺点是由正转切换到反转或由反转切换到正转时需按下停止按钮后才能再进行操作。7/23/2023按钮切换、接触器互锁控制电路接触器触点互锁复合按钮互锁7/23/2023控制规律

当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断（常闭）触点。

当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器也不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的动断（常闭）触点。7/23/2023行程控制线路在有些生产机械中，部件需要自动往复运动，为了实现对这种生产机械的自动控制，最常用的是通过行程开关来实现行程控制。工作台自动往返控制示意图7/23/2023行程控制示例正向行程开关SQASQB反向返回7/23/2023自动循环控制线路1237/23/2023设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停1分钟等待装料，然后自动返回B地。到B地后停1分钟等待卸料，然后自动返回A地。2.有过载和短路保护。应用举例7/23/2023控制电路7/23/2023