项目二三相异步电动机基本控制线路的安装与调试宗许宁课件

项目二三相异步电动机基本控制线路的安装与调试主讲教师：宗许宁船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识任务一三相异步电动机基本控制线路的安装与调试任务二能力目标教学目标1.能安装与调试电动机的基本控制线路2.能对照电气原理图排除电路常见故障3.能撰写电气控制系统检修维护报告书船舶电力拖动控制线路任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识控制要求控制电器继电器-接触器控制线路任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识控制要求控制电器继电器-接触器控制线路任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识执行元件控制电器任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识控制电器信号元件控制元件任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识控制电器信号元件控制元件用以开关信息的发令、检测与变换，作为系统的主令控制信号。包括主令电器、信号继电器等。将信号元件的开关信息进行逻辑运算并加以传递，以控制执行元件按要求进行工作。控制元件包括继电器、接触器等。任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识执行元件用以操纵机械的执行机构，这类元件包括电动机、电磁阀、电磁铁等。为满足控制要求，上述元件必须用导线按一定的规律连接成电气控制线路图任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识文字符号辅助文字符号基本文字符号单字母符号双字母符号表示电气设备装置和元件的大类由一个表示大类的单字母与另一个表示器件某些特性的字母组成用来进一步表示电气设备、装置和元件的功能、状态和特征。任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识电气线路图电气图（原理线路图）电器元件布置图外部接线图任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识（a）系统示意图（b）原理线路图（c）安装接线图（d）外部接线图任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识主电路控制电路电路图包括电动机的电枢电路，接触器的主触点及电流继电器的线圈等通过大电流的电路。包括接触器和电压继电器的线圈，接触器的辅助触点，继电器和其他控制电器的触点及自动装置的其他部件；信号电路；保护电路；各种联锁电路。任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识电路图的特征及其绘制规则归纳为以下几点1.电路图应以规定的图形和文字符号表示出控制系统中的全部电机、电器和其他器械的带电部件或它们间的电气联系。2.电路图中主电路和控制电路分两部分分别绘制，图中器件的各个部件及其连线，以便于阅读和分析原理的原则进行安排，同一器件的不同部件可以画在电路的不同部位，不必考虑它们的实际位置。为了表明是属于同一器件，不同部位的这些部件应以相同的文字符号表示。3.图中电器触点的开闭状态均以吸引线圈未通电，衔铁未吸合、手柄置于零位、按钮没有受到外力作用、生产机械处于原始位置作为原态。4.为了阅读查找，电路图常采用在图的下方沿横坐标方向划分图区，并以数字表示，同时在图的上方沿横坐标方向划区并注明该图区电路的功能。横坐标标注法纵坐标标注法任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识电路图各电器元件线圈的右侧，由上到下标明各支路的序号,并在该电器元件线圈旁标明其常开触头（标在横线上方）,常闭触头（标在横线下方）在电路中所在支路的标号。图2采用横坐标标注法的三相异步电动机控制电路KM2任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识图3采用纵坐标标注法的三相异步电动机控制电路原理图任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识布置图（安装接线图）绘制布置图时机械设备轮廓用双点划线画出，所有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用粗实线绘制出其简单的外形轮廓。如图1-1（c）所示为图1-1（a）的电气元件布置图，主要用来表明电气设备上所有电机、电器的实际位置，是机械电气控制设备制造、安装和维修必不可少的技术文件。任务一船舶电力拖动控制线路图及图形字母符号认识外部接线图图中应标明系统处于不同地点的各个装置的进线与出线端头及其编号，装置之间连接电缆的牌号、线径等。此图用于不同地点的器件之间电缆敷放及外部接线。船舶常用低压电器的图形符号和文字符号电气控制系统的电路图、布置图和外部接线图的绘制规则按下按钮时，电动机驱动生产机械运行，松开按钮时停止运行。使电动机连续运行，接触器的常开触点成为自锁触点，相应的电路成为自保电路，可实现接触器线圈的连续得电。

有些生产机械常需两个或两个以上地点进行控制一、点动、长动和多地点控制点动长动多点

a）主电路（b）点动控制（c）长动控制（d）点、长动控制（e）多地控制图1-4电动机的点动、长动和多地控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读图1-5接触器连锁的正反转控制线路(a)方案一(b)方案二有些生产机械既要正向运转，又需要反向运转。例如：起锚机的起锚和抛锚作业、起货机提升货物与下放货物等要求电动机能正转与反转。（a）正转-停止-反转（b）正转-反转二、交流三相异步电动机正反转控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读一旦接触器KMl和KM2同时通电吸合，它们的主触点便同时闭合，由于它们其中两个主触点的下端连接在两相电源上，这样就造成了两相短路故障。为避免相间短路，有以下连锁：电气联锁正转与反转控制电路中必须分别串联反转接触器KM2和正转接触器KMl的常闭触点机械联锁正转与反转接触器的衔铁间设置一机械连杆，当任一接触器通电吸合后，衔铁就带动连杆将另一接触器的衔铁锁住在释放位置，此时即使另一接触器线圈通电，它也无法吸合二、交流三相异步电动机正反转控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读例如：拖动压缩机的主电动机通常必须在为其鼓风的通风电动机运转后才能起动运行，通风电动机则必须在主电动机停车后才能停止运行。具有多台拖动电动机的生产机械常有各台电动机顺序起停要求。三、顺序起停控制交流任务二三相异步电动机基本控制线路的识读图1-6两台电动机顺序起动停止的控制线路当电器甲起动后，才允许乙起动，将甲的常开触点串接在乙的线圈电路中。当电器甲停止后，才允许乙停止，将甲的常开触点与乙的停止按钮并联三、顺序起停控制交流任务二三相异步电动机基本控制线路的识读

（a）（b）

图1-7行程开关控制的正反转控制线路例如：船舶在航行时，舵机右舵左舵的行程须限制在左右35°以内，又如生产车间内的行车，其行程必须限制在允许的轨道范围内等。这种限制机械运动行程的方法为限位控制。某些生产机械要求限制机械运行的行程。四、限位和行程控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读图1-8升降机行程控制线路图1-8为船舶上装载粮食、弹药等货物的升降机行程自动控制电路，该电路能按操作人员的控制命令，在升降机上升或下降到指定甲板位置时自动停止。四、限位和行程控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读例如：某些起重机械，如船舶上电动起货机、锚机等在运行时都需要频繁地起动、制动和反转，这时用主令控制器操作比按钮更为方便可靠。五、主令控制特点:具有操作形象化的特点，不用看着主令控制器便能正确地进行正反转及其变速操作。主令控制器是一种主令电器，它可以有不同的手柄工作位置和控制电路数，以满足不同的控制要求。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读图1-9主令控制器可逆线路主令控制器的触点及其在各个位置的通断状况，通常以触头闭合表的方式表示，为此在控制线路中应附以触点闭合表。五、主令控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读机械制动：利用机械装置，使电动机在脱离电源后迅速停转的方法。电磁抱闸（断电制动控制、通电制动控制）电磁离合器机械机械制动六、交流电动机的机械制动控制制动电磁铁闸瓦制动器由铁芯、衔铁、线圈三部分组成，一般有单相和三相之分。由闸轮、闸瓦、杠杆、弹簧等组成，闸轮与电动机装在同一转轴上。制动强度可通过调整机构来改变。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读图1-10电磁抱闸断电制动控制线路（1）电磁抱闸断电制动控制线路六、交流电动机的机械制动控制1.电磁抱闸制动控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读

图1-11电磁抱闸通电制动控制线路1.电磁抱闸制动控制六、交流电动机的机械制动控制（1）电磁抱闸通电制动控制线路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.电磁离合器制动控制电磁离合器制动，又称为园盘式电磁制动器，其原理与以上讨论的电磁抱闸制动原理类似。图1-12断电制动式电磁离合器结构示意图1—静铁芯；2—动铁芯；3—激磁线圈；4—静摩擦片；5—动摩擦片；6—制动弹簧；7—法兰；8—绳轮轴；9—键六、交流电动机的机械制动控制任务二三相异步电动机基本控制线路的识读在电动机（鼠笼式）轴和负载机械轴之间装一个电磁转差离和器，可实现对电机转速进行无级调速。电磁转差离和器的输入转速为鼠笼式异步电动机的转速，基本不变，调节转差离合器的励磁电流，即可调节转差离合器的输出转速，便可以调节负载机械转速。七、电磁转差离合器调速任务二三相异步电动机基本控制线路的识读53+If~21M3~4

图1-13电磁场转差离合器调速

1—磁极2—滑环3—电刷4—负载5—电枢

图1-14电磁场转差离合器转矩图

1—磁极；2—电枢七、电磁转差离合器调速任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.2交流电动机的基本控制电路

1.三相笼型异步电动机直接起动控制电路

起、停控制就是最基本、最主要的控制方式。静止转动正转反转快速慢速运动形式电气控制的目的是使电动机能按照要求进行运转，驱使机械作合乎工艺要求的运动。(1)电动机单向运行控制电路

1.单向点动控制电路按SB→KM线圈得电吸合→KM主触点闭合→M起动运转。松开SB→按钮复位→KM线圈失电释放→KM主触点断开→M失电停止。按钮SB兼作停止按钮。

一按（点）就动，一松（放）就停2.单向自锁控制电路通过接触器自身辅助触点而保持线圈通电的现象称为自锁。自锁触点自锁点动按SB2→KM的线圈得电吸合→KM主触点闭合→M起动运转。2.单向自锁控制电路停止按钮欲使M停止，按SB1→KM线圈断电，KM的主触点断开→M停止运转。工作原理：保护环节

短路保护过载保护失压保护零压保护：在电网断电后，为防止恢复供电时电动机突然自行起动运转造成设备和人身事故的保护U＜85%UKM衔铁自行释放

点动与自锁的区别

不设自锁触点不另设停止按钮不设FR

必设自锁触点另设停止按钮设FR3.单向点动、自锁混合控制电路

1）采用复合按钮SB3：

长动：按SB2→线圈KM吸合、自锁→主触点KM闭合→电机M起动。欲停机，按SB1→线圈KM失电→主触点KM断开→电机M停止转动。点动：SB3联锁

点动与连续工作的联锁不可靠。点动毕，可能引起自锁

接触器的释放时间大于按钮的恢复时间2）采用中间继电器KA使点动与连续工作的联锁可靠。

3.单向点动、自锁混合控制电路点动：SB3按钮长动：SB2按钮4.电动机正反转控制电路生产机械运动部件作正、反两个方向的运动，均可通过控制电动机的正、反转来实现。将电动机的三相电源进线中的任意两相对调,其旋转方向就会改变。电动机旋转方向电源的相序由KM1、KM2主触点分别送入正、负序电源改变电动机旋转方向三相交流电动机：改变电源的相序对换两根电源线位置

1）正一停一反控制电路低压断路器注意：KM1和KM2主触点不可同时闭合L1、L2、L3、-----三相交流电源相序U、V、W----

三相电机的相序断路器QF作为电源开关，它具有短路保护、过载保护、失压保护的功能。

主电路

正一停一反利用两个接触器的常闭辅助触点KM1、KM2分别串接在对方接触器的电路中以达到相互制约的方法称为互锁。这两个常闭辅助触点称为互锁触点。1）正一停一反控制电路自锁与互锁的区别

自锁互锁常开触点常闭触点

并接在自身按钮两端串接在对方线圈的电路中

“或”逻辑有记忆作用“非”逻辑

互相否定2）正一反一停控制电路复合按钮作联锁。正向→反向切换：按下SB3→KM1失电→KM2吸合→M由正转切换为反转。

3）自动停止控制电路按SB2→KM1吸合、自锁→M正转→拖动运动部件移动→移至规定位置→压下SQ1→KM1线圈失电→M停止运转极限保护

极限保护

任务二三相异步电动机基本控制线路的识读SQ1的常闭触点串入正转接触器KM1的线圈回路中SQ2的常闭触点串入反转接触器KM2线圈回路中3）自动停止控制电路应用运动部件的行程作为控制参量的控制方法称为行程原则。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读4）自动往返控制电路分析下图的工作原理（用箭头表示控制过程）

任务二三相异步电动机基本控制线路的识读5）多地控制电路将甲乙两地的停止按钮相串联，而起动按钮相并联，实现甲乙两地控制。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读6)顺序起、停控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读7)步进控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.3三相笼型异步电动机降压起动控制电路概述为什么要进行降压起动控制？降压起动的过程降压起动方法定子电路串电阻（或电抗）星形—三角形转换自耦变压器使用软起动器使用变频器

任务二三相异步电动机基本控制线路的识读1.定子绕组串电阻减压起动控制电路电动机起动时，在三相定子电路中串接电阻R，使电动机定子绕组电压降低；待电动机转速接近额定转速时，再将串接电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读1.定子绕组串电阻减压起动控制电路这种起动方式不受电动机联结方式的限制，设备简单。在机床控制中，作点动调整控制的电动机，常用串接电阻减压起动方式来限制起动电流。起动电阻一般采用由电阻丝绕制的板式电阻或铸铁电阻，电阻功率大，限流能力强，但由于起动过程中能量消耗较大，也常将电阻改用电抗，但电抗价格高，成本大。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.星形—三角形降压起动控制电路

使用条件：正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机。控制步骤：起动时，定子绕组首先接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的1/，Y形连接时，加在电动机定子绕组上的电流是Δ连接时的1/3，从而减小了起动电流对电网的影响。当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读Y/

接法：ABCXYZ接线盒：任务二三相异步电动机基本控制线路的识读KM1KM2（Δ）

KM3（Y）KM2、KM3不能同时吸合2.星形—三角形降压起动控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读

→KT失电按SB2→KT吸合、延时KM3失电→KM2吸合→电机“Δ”运行。

→KM3吸合→KM1吸合、自锁→电机“Y”起动。延时毕用KT实现

Y—Δ的自动切换控制电路

任务二三相异步电动机基本控制线路的识读控制电路的特点1)KM3先吸合

KM1后吸合2)互锁保护措施3)电机绕组由Y形→△形后，随着KM3失电，KT失电复位任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.星形—三角形降压起动控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读优点：起动电流特性好，结构简单，价格低；缺点：由于起动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。适合于轻载或空载起动的场合。星形—三角形降压起动特点和适用场合任务二三相异步电动机基本控制线路的识读3.自耦变压器降压起动控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读特点及适用场合优点：起动时对电网的电流冲击小，功率损耗小。缺点：自耦变压器相对结构复杂，价格较高。这种线路主要用于较大容量的电动机，以减小起动电流对电网的影响。3.自耦变压器降压起动控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.4三相绕线转子异步电动机起动控制电路串接两级起动电阻R1、R2电流继电器K1、K2K1、K2的吸合值相同K1的释放值大于K2的释放值主电路：任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.4三相绕线转子异步电动机起动控制电路按下SB2KM1吸合电机起动KA吸合K1、K2吸合KM2、KM3断开接入R1、R2K1释放KM2吸合，R1短路KM3吸合，R2短路K2释放电机起动结束转子电流大任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.5三相异步电动机的制动控制电路为什么要进行制动控制？制动方法使用变频器中的制动功能任务二三相异步电动机基本控制线路的识读反接制动控制电路工作原理切断电源并加入反相序的电源注意事项限制冲击电流及时切除反向电源特点及适用场合特点：制动迅速，效果好，冲击大。适用场合：通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。

2.5三相异步电动机的制动控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读1.单向运转三相异步电动机反接制动控制电路KM1提供工作电源KM2提供制动电源按下SB2KM1吸合电机运转KS的常开触点闭合按下SB1KM1释放断开电机的工作电源KM2吸合反接制动KS复位KM2释放电机停转起动时任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.能耗制动控制电路单向运行能耗制动控制电路

以时间控制原则进行控制；以速度原则进行控制。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读能耗制动和反接制动的比较能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制电路相对比较复杂。能耗制动一般适用于电动机容量较大和起动、制动频繁的场合。反接制动一般适合于电动机容量较小和不频繁制动的场合。任务二三相异步电动机基本控制线路的识读电动机调速一般有两类方法：定速电动机与减速箱配合的调速方式和采用自身可调速的电动机。变极调速通过改变定子绕组极对数来改变电动机的转速，一般有双速、三速、四速之分。双速电动机定子装有一套绕组，而三速、四速电动机则有两套绕组。

2.6三相异步电动机调速控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读双速电动机的变速是通过改变定子绕组的联结来改变极对数，从而实现转速的改变。常见的定子绕组联结方式有两种：三角形→双星形(△→YY)变换和星形→双星形(Y→YY)变换。

1.双速电动机的调速原理任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.双速电动机的控制电路采用接触器、时间继电器的控制电路任务二三相异步电动机基本控制线路的识读2.7组成电气控制电路的基本规律

(1)按联