电机与电气控制 项目五 电动机的典型电气控制电路案例

利用三台电动机M1、M2、M3，组合成一传输装置，将物料从高处送到低处。系统具体要求如下:1、由电磁阀YV1控制下料。电磁阀YV1线圈接通，阀门打开下料；电磁阀YV1线圈失电，阀门关闭，停止下料。2、系统通电后，空车位信号指示灯HLG亮，容许空车开进来装料；当空车开至指定装料位置时，准备装料信号灯HLY亮，同时电铃响，提示工作人员准备装车。3、工作人员按下装车按钮，电铃停响，M3先启动，经4S后，M2启动，再过4S，M1启动，再经过4S，电磁阀YV1线圈通电，阀门打开，开始下料。同时空车位信号指示灯HLG、准备装料信号灯HLY熄灭，装料指示灯HGR亮。4、当料装满后，工作人员按下停装按钮，电磁阀及电动机的停止顺序与启动顺序相反，间隔时间仍为4S。停止下料后，空车位信号灯HLG亮，准备下一次的装料。5、任意一台电动机过载，首先电磁阀YV1失电关闭，4S后M1必须停车，4S后M2停车，然后4S后M3停车，以免继续送料，造成货物堆积，电动机烧毁，影响皮带的工作情况。一、主电路的设计自动装料控制系统的主电路如图1所示。运料装置由3台电动机拖动，均采用笼型异步电动机。由于电网容量相对于电动机容量来讲足够大，而且3台电动机又不同时启动，所以不会对电网产生较大的冲击。因此采用直接起动。由于皮带运输机不经常起动、制动，对于制动时间和停车准确度也没有特殊要求，制动时采用自由停车方式。QS是皮带运输系统的电源引入开关，FU1对整套设备实行总体短路保护。第一台电动机M1受交流接触器KM1的控制实现通、断电，FR1实现过载保护。第二台电动机M2受交流接触器KM2的控制实现通、断电，FR2用于过载保护。第三台电动机M3受交流接触器KM3的控制实现通、断电，FR3用于过载保护。二、控制电路的设计根据工艺要求，自动运料控制装置需顺序起动、顺序停止。图2是自动装料控制系统的控制电路。在图2所示的控制电路中，SB2为装料起动按钮，SB1为装料停止按钮，SB0为急停按钮。6个通电延时型时间继电器中，KT1~KT3为4S延时，用来完成顺序起动控制，各用了一对常开触点。KT4~KT6分别为4S、8S、12S延时，用来完成逆序停车控制，各用了一对常闭触点。中间继电器KA1的使用是为了完成电磁阀线圈YV2的持续接通；KA2的使用是为了完成停止信号的持续。当有车到来后，工作人员按下装料起动按钮SB2时，KM3线圈通电并自锁，第三台电动机M3起动运行，同时时间继电器KT1的线圈通电开始计时，4S后时间到，时间继电器KT1的常开触头闭合，KM2线圈通电并自锁，第二台电动机M2起动运行，同时，KM2的常闭触点断开，使KT1线圈失电，KT2的线圈通电开始计时；4S后时间到，时间继电器KT2的常开触点闭合，KM1线圈通电并自锁，第一台电动机M1起动运行，同时，KM1的常闭触点断开，使KT2线圈失电，KT3的线圈通电开始计时，4S后时间到，时间继电器KT3的常开触点闭合，KA1线圈通电并自锁，KA1常闭触点断开，使KT3线圈失电，同时YV2线圈通电，电磁阀打开，开始下料。装料完毕之后，操作人员按下停止按钮SB1，中间继电器KA2线圈通电并自锁，KA2的常闭触点断开，中间继电器KA1和电磁阀YV2的线圈立即失电，阀门关闭，停止下料，由于三台电动机都在运转，KM1、KM2、KM3的常开触点闭合，所以时间继电器KT4、KT5、KT6的线圈带点开始计时，4S后时间继电器KT4的延时时间到，常闭触点断开，交流接触器KM1线圈失电，第一台电动机M1停止转动，4S后时间继电器KT5的延时时间到，常闭触点断开，交流接触器KM2线圈失电，第二台电动机M2停止转动，4S后时间继电器KT6的延时时间到，常闭触点断开，交流接触器KM3线圈失电，第三台电动机M3停止转动。由于将时间继电器KT6的常闭触点装在了控制线路的主干线上，所以KA2的线圈也同时失电，确保整个控制线路在完成相应的控制后全部失电。三、辅助电路的设计图2所示电路已经能够完成三台电动机的顺序起动和逆序停车了，但并不完善，设计中还需要有相应的信号指示灯和电铃。图3所示为自动装料系统的辅助电路，图中，信号指示灯和电铃采用24V交流电供电。为此，在本设备中专门设置了变压器，变压器0、1接380V交流电，副边2、3之间输出交流24V，为辅助电路供电，副边2、4之间输出交流110V交流电，为控制电路供电。当合上电源引入开关QS后，变压器就开始准备工作，信号灯HLG亮，装料的车子进入指定位置后，压合了位置开关SQ，SQ的常闭触头断开，将HLG指示灯熄灭，SQ的常开触点闭合，接通了信号等HLY和电铃HA，通知工作人员有车进来装料。当工作人员按下起动按钮SB2后，KM3线圈通电，常闭触点断开，电铃停止响声，开始装料，同时KM3的常开触点接通了HLR指示正在装料，后面的车不能进入。混凝土搅拌机电气控制电路的设计中选用功率30KW的搅拌电机，功率7.5KW的上料电机，功率1.1KW的水泵电机，三台电机主要完成以下基本控制要求：1、搅拌机正转搅拌混凝土，反转将混合好的混凝土倒出。2、上料装置的爬斗正转送料，上升到位后自动停止倒料，反转使料斗下降放平并自动停止，为保障运料途中停电或要求停车时的安全，采用电磁抱闸。3、水泵电动机根据要求向搅拌桶中加水。一、主电路设计由QS将电源引入，FU1实现总体短路保护。搅拌电动机M1需正反转控制且功率较大，为30KW，所以应采用定子绕组串电阻降压起动方式，由FU2实现短路保护，FR1实现过载保护，KM1接通正转电路搅拌，KM2接通反转电路将搅拌好的料倒出，KM3用于短接电阻以结束降压起动过程；上料电动机M2需正反转控制，由于料斗斜向进给，为了安全起见，应采用断电抱闸制动控制方式。M2运行时制动闸处于松动状态，M2停止时抱闸制动，由FU3实现短路保护，FR2实现过载保护，KM4接通正转电路上行进料，KM5接通反转电路使料斗下行，KM6用于接通制动器；水泵电动机只需要点动控制，由KM7控制通、断电，FU4实现短路保护，由于通电时间较短，所以没有设定过载保护。搅拌机的主电路如图4所示。二、控制电路设计搅拌机的控制线路如图5所示，线路的工作原理如下：1、搅拌电机的控制按下按钮SB2（SB3交流接触器KM1（KM3）线圈带电并自锁，同时实现互锁，电动机串入电阻降压起动，不管电动机正转还是反转起动，时间继电器KT线圈通电，延时时间到后，KT的常开触点将KM3线圈接通并自锁，KM3的主触点闭合将电阻R短接，降压起动结束，同时常闭辅助触点将KT线圈与电源断开。按下停止按钮SB1，电动机自由停车。2、上料电动机的控制按下起动按钮SB5（SB6中间继电器KA1（KA2）接通，首先使交流接触器KM6线圈通电，制动轮松开，然后相应的交流接触器KM4（KM5）接通，电动机正转使料斗上行（反转使料斗下降当按下停止按钮SB4，或者由于上料电动机过载使FR2触点断开，或者由于上行（下降）