42 常用電氣控制線路

5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 電氣控制線路基本環(huán)節(jié)電氣控制線路基本環(huán)節(jié)一、一、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)堅(jiān)固耐用，結(jié)構(gòu)簡單，且價(jià)格經(jīng)濟(jì)，在生產(chǎn)機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是指其轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程，在此過程中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流將增至額定值的倍，會造成供電線路電壓的波動(dòng)。另外，頻繁的啟動(dòng)產(chǎn)生的較高熱量會加快線圈和絕緣的老化，影響電動(dòng)機(jī)使用壽命。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 1.單向全壓啟動(dòng)控制線路單向全壓啟動(dòng)控制線路單向全壓啟動(dòng)控制線路如圖所示，圖中左側(cè)為主電路，由刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成；右側(cè)控制線路由熔斷器FU2、熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)、停止按鈕SB2、啟動(dòng)按鈕SB1、接觸器KM常開輔助觸點(diǎn)和它的線圈構(gòu)成。1）工作原理電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，刀開關(guān)QS置于閉合位置，三相電源引入。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 單向全壓啟動(dòng)控制線路自鎖自鎖依靠接觸器自身輔依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)而使其線圈助觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象保持通電的現(xiàn)象 為什么加自鎖？為什么加自鎖？5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 2）保護(hù)環(huán)節(jié)(1)短路保護(hù)：熔斷器FU1、FU2分別作主電路和控制線路的短路保護(hù)，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)能迅速切斷電源。(2)過載保護(hù)：通常生產(chǎn)機(jī)械中需要持續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)均設(shè)過載保護(hù)，其特點(diǎn)是過載電流越大，保護(hù)動(dòng)作越快，但不會受電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流影響而動(dòng)作。(3)失壓和欠壓保護(hù)：依靠接觸器自身電磁機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)失壓和欠壓保護(hù)。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 2.點(diǎn)動(dòng)控制線路點(diǎn)動(dòng)控制線路實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)機(jī)械常需點(diǎn)動(dòng)控制，如機(jī)床調(diào)整對刀和刀架、立柱的快速移動(dòng)等。所謂點(diǎn)動(dòng)，指按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；松開按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。與之對應(yīng)的，若松開按鈕后能使電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作，則稱為長動(dòng)。區(qū)分點(diǎn)動(dòng)與長動(dòng)的關(guān)鍵是控制電路中控制電器得電后能否自鎖，即是否具有自鎖觸點(diǎn)。點(diǎn)動(dòng)控制線路如所示。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 點(diǎn)動(dòng)控制線路5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 3.正反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)踐中，許多設(shè)備均需要兩個(gè)相反方向的運(yùn)行控制,如機(jī)床工作臺的進(jìn)退、升降以及主軸的正反向旋轉(zhuǎn)等。此類控制均可通過電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。由電動(dòng)機(jī)原理可知，電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線中任意兩相對調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反向運(yùn)轉(zhuǎn)。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 特別注意特別注意特別注意特別注意KM1和和KM2線圈不能同時(shí)通電，因此不能同時(shí)按下線圈不能同時(shí)通電，因此不能同時(shí)按下SBl和和SB2，也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，或在電動(dòng)機(jī)，也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，或在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤，將引起主回路電源反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤，將引起主回路電源短路。短路。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 圖5.36正反轉(zhuǎn)控制線路(a)“正停反”控制；(b)“正反?！笨刂?.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 (1)“正停反”控制。接觸器KM1、KM2的主觸點(diǎn)在主電路中構(gòu)成正、反轉(zhuǎn)相序接線，兩者的輔助常閉觸點(diǎn)分別接于對方線圈電路中?；セユi鎖-在在同同一一時(shí)時(shí)間間里里兩兩個(gè)個(gè)接接觸觸器器只只允允許許一一個(gè)個(gè)工工作的控制作用稱為互鎖（電氣聯(lián)鎖）。作的控制作用稱為互鎖（電氣聯(lián)鎖）。為什么要互鎖？為什么要互鎖？5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 (2)“正反停”控制。啟動(dòng)按鈕均換為復(fù)合按鈕，則該電路為按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的控制電路。按鈕互鎖：（機(jī)械聯(lián)鎖）。按鈕互鎖：（機(jī)械聯(lián)鎖）。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 4.自動(dòng)循環(huán)控制自動(dòng)循環(huán)控制自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制是利用行程開關(guān)按機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位置或機(jī)件的位置變化來進(jìn)行的控制，通常稱為行程控制。生產(chǎn)中常見的自動(dòng)循環(huán)控制有龍門刨床、磨床等生產(chǎn)機(jī)械的工作臺的自動(dòng)往復(fù)控制，工作臺行程示意。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 自動(dòng)循環(huán)控制線路控制原理：在正反轉(zhuǎn)控制的基礎(chǔ)上，加入位置控制，實(shí)現(xiàn)自控制原理：在正反轉(zhuǎn)控制的基礎(chǔ)上，加入位置控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往復(fù)控制（正轉(zhuǎn)反、反轉(zhuǎn)正均由行程開關(guān)動(dòng)往復(fù)控制（正轉(zhuǎn)反、反轉(zhuǎn)正均由行程開關(guān)SQ實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)）5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.多點(diǎn)（地）控制多點(diǎn)（地）控制多點(diǎn)控制是指在兩地或兩個(gè)以上地點(diǎn)進(jìn)行的控制操作，多用于規(guī)模較大的設(shè)備，以方便操作。此類電路應(yīng)具有多組按鈕，且這多組按鈕的連接原則為：常開按鈕均相互并聯(lián)，組成“或”邏輯關(guān)系；常閉按鈕均相互串聯(lián)，組成“與”邏輯關(guān)系。圖為兩地控制，遵循以上原則還可實(shí)現(xiàn)三地及更多點(diǎn)的控制。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 兩地控制線路兩地控制線路特點(diǎn)：兩地控制線路特點(diǎn)：啟動(dòng)按鈕（常開）啟動(dòng)按鈕（常開）并聯(lián)并聯(lián)停車按鈕（常閉）停車按鈕（常閉）串聯(lián)串聯(lián)5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 6.順序控制順序控制一般機(jī)械設(shè)備的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)常按一定的順序控制要求，對控制線路提出順序工作的聯(lián)鎖要求，此類電路屬于順序啟動(dòng)控制或稱條件控制電路。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 順序啟動(dòng)控制線路5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 二、二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制降壓啟動(dòng)是指啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)至額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。容量大于10kW的籠型異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)沖擊電流為額定值的倍，故一般均需采用相應(yīng)措施降低電壓，即減小與電壓成正比的電樞電流，從而在電路中不至于產(chǎn)生過大的電壓降。常用的降壓啟動(dòng)方式有定子電路串電阻降壓啟動(dòng)、星形-三角形（-）降壓啟動(dòng)和自耦變壓器降壓啟動(dòng)。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 1、三三相相籠籠型型異異步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)定定子子串串電電阻阻啟啟動(dòng)動(dòng)控制控制降壓啟動(dòng)是指啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)至額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。原理：啟動(dòng)時(shí)定子中串入電阻，降低電壓，減小啟動(dòng)電流。啟動(dòng)后全壓運(yùn)行。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 2、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-啟動(dòng)控制啟動(dòng)控制Y-啟啟動(dòng)動(dòng)原原理理：啟啟動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)三三相相定定子子繞繞組組接接成成Y，每每相相定定子子繞繞組組承承受受相相電電壓壓（220V），減減小小啟啟動(dòng)動(dòng)電電流流。啟啟動(dòng)動(dòng)后后，三三相相定定子子繞繞組組接接成成，每每相相定定子子繞繞組組承承受受線線電電壓壓（380V），全壓運(yùn)行。），全壓運(yùn)行。用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)Y-轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 Y-降壓啟動(dòng)線路5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 Y-啟動(dòng)控制原理：啟動(dòng)控制原理：1、KMY為為Y接接觸觸器器：啟啟動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)KMY吸吸合合三三相相定定子子繞繞組組接接成成Y型型，每每相相定定子子繞繞組組承承受受相相電電壓壓（220V），-減減小啟動(dòng)電流。小啟動(dòng)電流。2、KM為為接接觸觸器器：啟啟動(dòng)動(dòng)后后KM吸吸合合三三相相定定子子繞繞組組接接成成型型，每每相相定定子子繞繞組組承承受受線線電電壓壓（380V），全全壓壓運(yùn)行。運(yùn)行。3、KM為電源接觸器：為電動(dòng)機(jī)提供電源。為電源接觸器：為電動(dòng)機(jī)提供電源。4、KT為時(shí)間繼電器：控制時(shí)間，完成為時(shí)間繼電器：控制時(shí)間，完成Y-的自動(dòng)切換。的自動(dòng)切換。設(shè)定時(shí)間為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。設(shè)定時(shí)間為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 3、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦降壓啟動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦降壓啟動(dòng)控制自自耦耦降降壓壓啟啟動(dòng)動(dòng)原原理理：在在定定子子電電路路中中串串入入自自耦耦變變壓壓器器，啟啟動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)將將自自耦耦變變壓壓器器的的二二次次輸輸出出電電壓壓（小小于于輸輸入入的的交交流流電電壓壓60-80%的的額額定定電電壓壓）接接入入電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)三三相相定定子子繞繞組組，啟啟動(dòng)動(dòng)電電流流減減小小。啟啟動(dòng)動(dòng)后后，將將自自耦耦變變壓壓器器從從定定子子電電路路切切除除（KM2短短接接），每每相相定定子子繞繞組組承承受受線線電電壓壓（380V），全壓運(yùn)行。），全壓運(yùn)行。用用兩兩個(gè)個(gè)接接觸觸器器實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)降降壓壓-全全壓壓的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換。切切換換時(shí)時(shí)間間由由時(shí)時(shí)間繼電器間繼電器KT自動(dòng)控制?？刂凭€路如下圖。自動(dòng)控制?？刂凭€路如下圖。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 三、三、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制制制動(dòng)動(dòng)的的目目的的是是克克服服慣慣性性，使使電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)快快速速停停止止旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。方法有：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。方法有：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。1.能耗制動(dòng)控制能耗制動(dòng)控制能耗制動(dòng)控制的工作原理：在三相電動(dòng)機(jī)停車切斷三相交流電源的同時(shí)，將一直流電源引入定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子在靜止磁場中切割磁力線，產(chǎn)生一個(gè)與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的制動(dòng)。能耗制動(dòng)控制線路如圖所示，圖中變壓器TC、整流裝置VC提供直流電源。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 能耗制動(dòng)控制線路5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 2.反接制動(dòng)控制反接制動(dòng)控制反接制動(dòng)控制的工作原理：改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相電源相序，使定子繞組產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。反接制動(dòng)要求在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)及時(shí)切斷反相序的電源，以防電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)，其實(shí)現(xiàn)電路見圖。停停車車時(shí)時(shí)，停停車車按按鈕鈕SB1使使KM1釋釋放放，斷斷開開三三相相電電源源，同同時(shí)時(shí)使使反反相相KM2吸吸合合，接接入入反反相相交交流流電電進(jìn)進(jìn)行行制制動(dòng)動(dòng)。用用速速度度繼繼電電器器KS檢檢測測速速度度，當(dāng)當(dāng)速速度度接接近近零零時(shí)時(shí)，速速度度繼繼電電器器觸觸點(diǎn)點(diǎn)斷斷開開，使使KM2釋釋放放，斷斷開開三三相相電源，制動(dòng)結(jié)束。電源，制動(dòng)結(jié)束。R作用：限制制動(dòng)電流。作用：限制制動(dòng)電流。5.2 5.2 常用電氣控制線路常用電氣控制線路 單向反接制動(dòng)控制電路