电工项目基础 9

项目17三相异步电动机制动控制电路的接线主讲：《维修电工考级项目训练教程》（第三版）电机安装维修变压器测试低压电器电力拖动项目十一三相异步电动机制动控制电路的接线01三相异步电动机反接制动控制电路安装接线与试车02三相异步电动机制动控制电路项目描述三相异步电动机除了运行于电动机状态外，还时常运行于制动状态。所谓电动机的制动是指在电动机的轴上加一个与其旋转方向相反的转矩，使电动机减速或停止，对位能性负载（起重机下放重物），制动运行可获得稳定的下降速度。根据制动转矩产生的方法不同，可分机械制动和电气制动两类，机械制动通常是靠摩擦方法产生制动转矩，如电磁抱闸制动。而电气制动是使电动机所产生的电磁转矩与电动机的旋转方向相反。三相异步电动机的电气制动有反接制动、能耗制动和再生制动三种。通过本项目学习掌握速度继电器的结构及其控制三相异步电动机反接制动电路的安装。学习目标1.掌握三相异步电动机反接制动的工作原理。2.掌握三相异步电动机反接制动电路的安装接线。3.理解三相异步电动机机械制动、能耗制动的工作原理及电路。实训操作实训操作1.电气元件的安装与固定（1）按图8-23反接制动电气布置图布置元器件（组合开关QS外接）。由于电动机的容量较小，图8-22中的限流电阻器R可以不接。实训操作（2）安装速度继电器之前先要弄清速度继电器的结构，打开外罩，如图8-24所示，区分出动合触点的接线端，正确接线。（3）速度继电器与三相异步电动机的连接安装可参见图8-25。安装时可采用速度继电器的连接头与电动机的转轴直接连接的方法，并使两轴的中心线重合，也可采用联轴器将速度继电器与电动机的轴相互连接，并应将速度继电器的金属外壳可靠接地。实训操作速度继电器的转轴2与电动机转轴连在一起。在速度继电器的转轴上固定着一个圆柱形的永久磁铁1；磁铁的外面套有一个可以按正、反方向偏转一定角度的外环3；在外环的圆周上嵌有鼠笼绕组4。当电动机转动时外环的鼠笼绕组切割永久磁铁的磁力线而产生感生电流，并产生转矩，使外环随着电动机的旋转方向转过一个角度。这时固定在外环支架上的顶块5顶着动触头，使其一组触头动作。若电动机反转，则顶块拨动另一组触头动作。当电动机的转速下降到100r/min左右，由于鼠笼绕组的电磁力不足，顶块返回，触头复位。因继电器的触头动作与否与电动机的转速有关，所以叫速度继电器，又因速度继电器用于电动机的反接制动，故也称其为反接制动继电器。实训操作2.布线按图8-22三相异步电动机反接制动控制电路完成电气控制线路的布线。三相异步电动机反接制动控制电路实训操作3.通电试运行（1）检查三相线路的绝缘电阻是否正常，应无接地故障。（2）检查热继电器的整定值是否与所保护的三相异步电动机配套。（3）检查速度继电器与三相异步电动机的安装连接是否完好，速度继电器触点接线是否正确。（4）检查整个线路的接线是否正确。（5）合上组合开关QS，接通电源。（6）按下启动按钮SB2，电动机应直接启动，并进入正常运转。（7）观察或测量速度继电器动合触点KV应闭合。（8）按下停止按钮SB1，观察电动机应能迅速停转。实训操作4.注意事项（1）通电试车时，若制动不正常，可检查速度继电器的动作值调整是否合适，若需调整速度继电器的动作值时，必须先切断电源，再拧动调整螺钉进行调整，以防出现对地短路事故。（2）速度继电器的动作值和返回值的调整，应先由指导教师示范，再由学生操作。（3）制动操作不宜过于频繁。相关知识一、三相异步电动机的机械制动机械制动最常用的装置是电磁抱闸，它主要有制动电磁铁和闸瓦制动器两大部分组成。制动电磁铁包括铁心、电磁线圈和衔铁，闸瓦制动器则包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等，如图8-26所示。 课题四 三相异步电动机制动控制电路 相关知识断电制动型电磁抱闸的基本原理：制动电磁铁的电磁线圈（有单相和三相）与三相异步电动机的定子绕组相并联，制动轮（闸轮）的转轴与电动机的转轴相连。当电动机通电运行时，制动器的电磁线圈也通电，产生电磁力通过杠杆将闸瓦拉开，使电动机作的转轴可自由转动。当电动机断电停转时，制动器弹簧的作用下闸瓦将电动机的转轴紧紧抱住，因此称为断电制动电磁抱闸。起重机械经常使用电磁抱闸，如桥式起重机、提升机、电梯等，当电动机断电停转时立即制停，保证定位准确，并避免重物自行下坠而造成事故。

电磁抱闸断电制动控制电路如图8-27所示，电磁抱闸装置中的电磁线圈YA与三相定子绕组一起并接在三相交流电源上，其工作原理：

（1）合上电源开关QS。（2）按下启动按钮SB1，接触器KM通电吸合，抱闸电磁线圈YA通电，使抱闸的闸瓦与闸轮分开，电动机启动。（3）需制动时，按下停止按钮SB2，接触器KM线圈断电，电动机的电源被切断，抱闸电磁线圈YA断电，在弹簧的作用下，闸瓦与闸轮紧紧抱住，电动机被迅速制动而停转。相关知识二、三相异步电动机电源反接制动电源反接制动是通过改变电动机电源的相序，使定子产生的旋转磁场的方向与转子的旋转方向相反，从而产生制动力矩的一种制动方法。应当注意的是，当电动机的转速接近于零时必须及时切断电源，否则会导致电动机反转。电源反接制动主要采用速度继电器来控制，这种利用速度继电器发出工作状态改变命令的控制方式，称为按速度原则控制。电源反接制动时，电动机的电流很大，超过直接启动时的电流，因此，当电动机容量较大时（一般是大于4kW），要在定子回路中串入反接制动电阻以限制制动时的电流。二、三相异步电动机电源反接制动三相异步电动机反接制动控制电路参见图8-22。电路的操作过程和工作原理：合上电源开关QS，按下启动按钮SB2→主接触器KM1线圈通电并自锁→KM1主触点接通电源→电动机直接启动并转入正常运行，同时速度继电器KV动合触点闭合，为电源反接制动停车作好了准备。停车时按下停车按钮SB1→复合按钮SB1先切断KM1线圈，再接通KM2线圈并自锁→KM2主触点闭合，电动机改变相序进入反接制动状态，当电动机转速下降到速度继电器的释放值（约90r/min）时→速度继电器KV触点释放，切断KM2线圈→电动机结束反接制动。速度继电器的动作值一般调整到120r/min，释放值则调整到90r/min。释放值调得太大时，反接制动不充分，自由停车时间过长；调得过小时则可能会出现不能及时断开电源而造成电动机短时间反转现象。三、三相异步电动机能耗制动能耗制动的方法是电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电源，以产生静止的磁场，当电动机旋转时，转子导体切割该静止磁场时产生与其旋转方向相反的力矩，从而达到制动的目的。能耗制动通常有两种控制方法，即按时间原则控制和按速度原则控制。能耗制动具有制动平稳、能量损耗较反接制动小等优点，但制动效果较反接制动差，特别是在低速时。能耗制动主要用于容量较大的电动机或制动较频繁的场合，但不适合于紧急制动停车。三、三相异步电动机能耗制动按时间原则控制是指用时间继电器来控制制动时间，制动结束时时间继电器发出信号，通过控制电路切断直流电源的控制方法，其控制电路如图8-28所示。电路的工作原理电动机正常运行后，需要停车时按下停止按钮SB1→KM1线圈断电，KM1主触点断开，电动机脱离三相交流电源，KM2、KT线圈通电并自锁，同时接通直流电源，能耗制动开始→当时间继电器KT延时一定时间后，KT动断触点打开，使KM2线圈电，KM2主触点断开→电动机脱离直流电源，能耗制动结束。电路中，时间继电器的动合触点与KM2动合触点串联后构成自锁，是为了防止可能因时间继电器故障不能动作时，造成无法切除直流电源的事故。习题一、判断题1.接触器联锁正反转控制电路中，正转、反转接触器有时可以同时闭合。（）2.为保证三相异步电动机实现反转，正转及反转接触器的主触点必须按相同的相序并接后串接在主电路中。（）3.接触器联锁的正反转电路的缺点是易产生电源两相短路故障。（）4.自动往返控制电路需要对电动机实现自动转换的正反转控制才能达到要求。（）5.能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式称为电动机的多地控制。（）6.多地控制电路，只要把各地的启动按钮、停止按钮串接就可以实现。（）7.三相异步电动机直接启动时，启动电流一般为额定电流的4~7倍。（）8.降压启动的目的就是为了减小启动电压。（）9.降压启动时电动机的启动转矩降低较多，所以降压启动只用于在空载或轻载下启动。（）习题10.若将启动按钮和接触器动合触点串联在控制电路中，则该电路无法对电动机实行起停控制。（）11.关于交流接触器有如下说法，判断其正误：（1）具有短路保护功能。（）（2）具有过载保护功能。（）（3）具有失压和欠压保护功能。（）12.星三角降压启动只适用于正常工作时定子绕组三角形联结的电动机。（）13.自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。（）14.电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型。（）15.7.5kW以下的三相异步电动机都可以直接启动。（）16.在电动机控制电路中电器的作用相当于负载。（）习题17.大中型异步电动机全压启动时，会产生很大的启动电流，可能使电动机绕组烧损。（）18.在起重机提升重物的绕线转子或笼型异步电动机上一般都采用电磁抱闸装置，这样可避免在提升或下放重物时因突然断电重物下坠而造成事故。（）19.三相异步电动机反接制动时，由于转差率大于1，故制动电流比启动电流还要大。（）20.反接制动时，制动转矩随电动机转速的减小而减小。（）21.反接制动是依靠改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩。（）22.在异步电动机的反接制动中，当电动机转速快降到零时，必须立即断开电源，否则电动机将反向转动。（）23.能耗制动可以将电动机迅速制停。（）习题二、选择题1.能够充分表达电气设备和电气元件的用途以及电路工作原理的是（）。A.安装图 B.接线图 C.电路图 D.布置图 2.具有过载保护的接触器自锁控制电路中，实现短路保护的电气元件是（）。A.熔断器 B.热继电器 C.接触器 D.电源开关 3.具有过载保护的接触器自锁控制电路中，实现欠压和失压保护的电气元件是（）。A.熔断器 B.热继电器 C.接触器 D.电源开关 4.为避免正转、反转接触器同时得电动作，电路采取（）。A.位置控制 B.顺序控制 C.自锁控制 D.联锁控制 5.操作接触器联锁正反转控制电路，要使电动机从正转变为反转，正确的方法是（）。A.直接按下反转启动按钮 B.直接按下正转启动按钮 C，先按下停止按钮，再按反转启动按钮D.先按下反转启动按钮，再按停止按钮习题6.在接触器联锁的正反转控制电路中，其联锁触点应是对方接触器的（）。A.主触点 B.主触点或辅助触点 C.动合辅助触点 D.动断辅助触点 7.刀开关可用于控制额定电流、功率分别为（）以下的三相异步电动机。A.6A、3kW B.11A、5.5kW C.16A、7.5kW D.20A、10kW 8.行程开关是一种将（），以控制运动部件位置或行程的自动控制器件。A.电信号转换为机械信号 B.机械信号转换为电信号 C.磁信号转换为电信号 D.电信号转换为磁信号9.正反转控制电路，在实际工作中最常用最可靠的是（）控制。A.倒顺开关 B.接触器联锁C.按钮联锁 D.按钮、接触器双重联锁习题10.要使生产机械的运动部件在一定行程内自动往返运动，必须依靠行程开关对电动机实行（）正反转控制电路。A.手动转换 B自动转换 C.半自动转换 D.手动转换或自动转换11.位置控制是指利用行程开关对生产机械运动部件进行（）的自动控制。A.上升或下降B.向前或向后 C.向左或向右 D.位置或行程 12.多地控制电路中，各地的启动按钮和停止按钮分别是（）。A.串联、串联 B.并联、并联 C.并联、串联 D，串联、并联 13.要求几台电动机的启动或停止必须按一定的先后次序来完成的控制方式称为（）。A.行程控制 B.多地控制 C.顺序控制 D.连续控制 14.自耦减压启动器是利用（）来进行降压的启动装置。A.定子绕组串电阻B.定子绕组串电抗C.星三角降压启动D.自耦变压器习题15.电动机降压启动的目的是（）。A.减小启动电流B.减小启动电压 C.增大启动电流 D.增大启动电压 16.定子绕组串接电阻降压启动是指在电动机启动时，把电阻串接在电动机定子绕组与电源之间，通过电阻分压作用降低加在定子绕组上的（）。A.启动电流 B.启动电压 C.工作电流 D.工作电压 17.自耦变压器降压启动的优点是（）可以调节。A.启动电压和启动电流 B.启动电压和启动转矩 C.启动电流和功率 D.启动转矩和启动电流 18.星三角降压启动适用于电动机正常运行时，定子绕组作（

）联结。 A.Y或∆

B.Y C.Y和∆D.∆

19.星三角降压启动方法只适于（

）下启动。 A.满