三相异步电动机的运行控制PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电气控制技术,电气控制的基本线路,迟正刚,三相异步电动机的运行控制,主要内容,以三相异步电动机为主要控制对象，介绍几种典型控制电路。本章内容是电气线路分析和设计的基础，要求熟练掌握。,2-1 电气控制系统图的类型及有关规定,2-2 三相笼型异步电动机全压起动控制,2-3 三相笼型异步电动机降压起动控制,2-4三相绕线转子异步电动机起动控制,2-5三相异步电动机的转速控制,2-6三相异步电动机的制动控制,第二章作业,2,2-1 电气控制系统图的类型及有关规定,电气控制系统图：将电气控制系统中各电气元件及其联结用一定图形表达出来。,分类：,电气原理图（设计、分析用）,电器布置图,电气安装图,电气控制系统中的图形符号和文字符号,表2-1 电气图常用图形符号和文字符号新旧标准,P33P40,3,绘制电气原理图的基本原则,主电路与辅助电路分别绘制,主电路就是从电源到电动机的大电流通过的通路,辅助电路包括：控制、照明、信号、保护等电路,按展开图绘制,按照电路的联结关系和动作逻辑来绘制各电气环节,不按照电气元件的实际位置和形状大小来绘制,触头按无外力状态绘制,元件排列次序，按动作次序,采用标准的文字及图形符号,例：图2-1 机床电气原理图 P41,4,2-2 三相笼型异步电动机全压起动控制,三相笼型异步电动机由于结构简单。价格便宜。坚固耐用等一系列优点获得了广泛的应用。它的控制线路大都由继电器、接触器、按钮等有触点电器组成。对它的起动控制有全压起动和降压起动两种方式，本节先介绍全压起动控制线路。,5,一、单向全压起动控制线路,组成,主电路：由QS、FU、KM的主触头、FR的热元件与电动机M构成。,控制回路：由起动按钮SB2、停止按钮SBl、KM的线圈及其常开辅助触头、FR的常闭触头构成。,6,工作原理-起动,合上QS，引入三相电源。,按下SB2，KM线圈通电，主触头闭合，电动机接通电源。,同时KM常开辅助触头闭合，使接触器吸引线圈经两条路通电。,松开SB2,SB2自动复位。,KM的线圈通过KM常开辅助触头维持继续通电，从而保持电动机的连续运行。,自锁-依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电。,7,按纽SB2按下 SB2维持按下状态，KM动作 SB2复位,KM自锁触点,KM线圈通电 辅助触点闭合双路通电 维持KM线圈通电,12/12/2025,8,工作原理-停止,按下停止按钮SB1，KM断电释放。,KM的主触头将三相电源切断，电动机M停止旋转。,同时KM常开辅助触头断开，自锁解除。,松开按钮后，SB1的常闭触头在复位弹簧的作用下，虽又恢复到原来的常闭状态，但接触器线圈已不再能依靠自锁触头通电了，,9,按下停止按钮SB1，按钮SB1释放 KM断电释放，自锁解除。SB1的常闭触头复位,SB1,10,保护环节,FU做短路保护，,保护电源。,FR做过载保护，,保护电动机。,KM做失压保护，,防止自起动,。,11,二、点动控制,1、基本点动控制线路,主电路：与单向起动相同,控制线路：SB自动复位，实现点动控制。,特点：只能实现点动控制,12,2、带手动开关SA的点动控制线路,需要点动时，将SA开关打开，操作SB2即可实现点动控制。,需要连续工作时，将SA开关合上，将自锁触头接入，操作SB2即可实现连续控制。,特点：SA作为SB2工作方式的选择开关。,13,SA合上:连续工作 SA断开:点动,14,3、采用复合按纽SB3的点动控制线路,点动，按下SB3，其常闭触头断开自锁电路，常开触头接通KM线圈，主触头闭合，电动机起动旋转。松开SB3时，KM线圈断电，主触头断开，电动机停止转动。,连续运转，按起动按钮SB2。,停机，按停止按钮SB1。,特点：三个按纽分别控制,。,15,点动起动时，SB3复合触点，常闭先断，常开后合（1）初始状态,（2）常闭断开 （3）常开闭合（自锁失效）,SB3,SB3,16,点动按纽复位时，SB3复合触点，常开先断，常闭后合（1）动作状态,（2）常开断开（自锁触点断开）（3）常闭闭合,SB3,SB3,17,三、电动机的正反转控制线路,工作原理，将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即可使电动机反转。,主电路：KM1，KM2换相序。,KM1，KM2同时动作，将引起电源相间短路，要加互锁。,18,1、电动机的“正停反”控制线路,两个单向运行控制线路并联。KM1控制正向，KM2控制反向。,KM1，KM2同时动作，电源短路，必须禁止。,方法：利用两个接触器常闭触头起相互控制作用。,这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头便叫做互锁触头。,互锁的存在使得当换向时必须停车。,19,正向起动过程 停车过程,20,2、电动机的“正反停”控制线路,接触器互锁依然保留，加装按纽互锁，可以实现直接换向控制。,双重联锁：既有接触器互锁又有按纽互锁。,作用：,接触器互锁：防止电源短路,按纽互锁：提高工作效率,21,22,四、自动往复行程控制线路,1,、主电路,同电动机正反转控制线路。,2、控制电路,接触器互锁依然保留，加装行程开关互锁，以实现自动换向控制。,23,KM1：前进,KM2：后退,SQ1：末端行程开关SQ2：始端行程开关,SB2：正向起动按纽 SB3：反向起动按纽,SQ2 退 进 SQ1,24,3、单周期控制电路,按下起动按纽SB2，运行一周后回到始端自动停止。,去掉始端SQ2的自动起动环节即可。,25,4、末端延时单周控制 电路,末端SQ1的起动控制改为经KT后起动反向接触器KM2。,26,自动往复行程控制线路小结,27,自动往复之单周期 自动往复之连续,28,单周期 末端延时,29,2-3 三相笼型异步电动机降压起动控制,较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）因启动电流较大，一般都采用降压起动方式来起动。,原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，起动后再将电压恢复到额定值。,常用方法：串电阻（或电抗）、星型三角形、自耦变压器等。,30,一、定子串电阻起动,原理：电动机在起动时在三相定子绕组中串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，起动结束后再将电阻短接。,主电路：KM1实现串电阻起动，KM2实现全压运行。,KM2 KM1,R,L1,L2 L3,QS,FU,FR,M,31,SB2,SB1,FR,KM1,KT,KM1 KM2 KT,图2-8（a）,控制线路：,1、基本原理：用时间继电器KT控制KM1、KM2切换。,2、KM1、KM2允许同时吸合，但是电动机正常运行后，一般应该将KM1释放，以降低运行损耗。,3、图2-8（a）为KM1不退出的控制线路。,4、图2-8（b）为KM1退出而KT 不退出的控制线路。,5、图2-8（c）为KM1、KT都退出的控制线路,32,SB2,SB1,FR,KM1,KT,KM1 KM2 KT,图2-8（a）,起动完成后KM1不退出，,不足之处：运行损耗大,图2-8（b-1）,KM1退出而KT 不退出,问题：KT延时触点切换是否可行？,切换要求：起动过程平稳，减少冲击。对于主触点要求：KM2 先闭合 KM1 后断开,KM2 KM1,R,L1,L2 L3,QS,FU,FR,M,SB2,SB1,FR,KT,KM1 KM2 KT,KT,KT,33,图2-8（b-1）,KM1退出而KT 不退出,KT延时触点切换带来KM1、KM2线圈瞬时断电，切换过程带来冲击,SB2,SB1,FR,KT,KM2,KM1 KM2 KT,KT,图2-8（b-2）,KM1退出而KT 不退出,KT常开延时触点和KM常闭触点平稳切换！,SB2,SB1,FR,KT,KM1 KM2 KT,KT,KT,34,SB2,SB1,FR,KT,KM2,KM1 KM2 KT,KT,SB2按下，KM1动作电机降压起动；KT绕组上电开始计时，,KT延时时间到，KT延时闭合的常开触点闭合KM2线圈上电，,KM2主触点闭合电机全压起动。,KM2延时断开的常闭触点断开KM1线圈失电KM主触点断开降压起动回路断开。,KM2 KM1,R,L1,L2 L3,QS,FU,FR,M,35,问题：如果要求切换时确保KM2先断开KM1后闭合，图2-8（b-1）是否可靠，,为进一步增加可靠性应怎样做？,方法：用KM1的常闭触点替代KT延时常开触点。,图2-8（b-1）,KM1退出而KT 不退出,KT延时触点切换带来KM1、KM2线圈瞬时断电，切换过程带来冲击,SB2,SB1,FR,KM1,KM1 KM2 KT,KT,KT,KM1 KM2 KT,SB2,SB1,FR,KT,KT,KT,36,切换顺序比较,SB2,SB1,FR,KT,KM2,KM1 KM2 KT,KT,SB2,SB1,FR,KT,KM1 KM2 KT,KT,KT,SB2,SB1,FR,KM1,KM1 KM2 KT,KT,KT,KM2先通电,KM1后断电；KM1,KM2同时切换；KM1先断电,KM2后通电,37,图2-8（b-2）KM1退出带来的自锁回路的改变，,采用KA触点扩展 采用KT瞬时动作触点,SB2,SB1,FR,KT,KM1 KM2 KT,KT,KM2,SB2,SB1,FR,KT,KM1 KM2 KT KA,KA,KM2,自锁回路的转换,38,SB2,SB1,FR,KM1 KT KM2,KT,KM2,KM2,KM1,图2-8（c）,退出KT,SB2,SB1,FR,KT,KM2,KM1,KM2,KM1 KM2 KT,图2-8（b-3）KM1退出带来的自锁回路的改变，,采用KM1、KM2触点切换,39,2-4三相绕线转子异步电动机起动控制,一、转子回路串接电阻起动的控制线路,起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。,多段式，使得起动过程更加平滑。,控制方式：,1、按时间原则控制图2-15,2、按电流原则控制图2-16,40,（a）基本电路,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4,KT1,KT2,KT3,QS,FU,KM1,FR,M,L1 L2 L3,KM4,3R,KM3,2R,KM2,1R,图2-15时间原则控制转子电路串电阻起动控制线路,1、按时间原则控制,41,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4,KT1,KT2,KT3,SB1,SB2,KM1,KM2,KM3,KM4,KT1 KT2 KT3,基本电路的动作时序,QS,FU,KM1,FR,M,L1 L2 L3,KM4,3R,KM3,2R,KM2,1R,42,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4,KT1,KT2,KT3,KM4,KM4,图2-15(b),-(,a)电路之改进：,起动完成后退出KM2、KM3、KT1、KT2、KT3,43,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4,KT1,KT2,KT3,KM4,KM4,SB1,SB2,KM1,KM2,KM3,KM4,KT1 KT2 KT3,(b)电路的动作时序,44,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4,KT1,KT2,KT3,KM2,KM4,KM4,KM3,KM2,KM3,图2-15（c）,(b)电路之改进：逐步退出KT1、KM2、KT2、KM3、KT3,45,SB1,SB2,KM1,KM2,KM3,KM4,KT1 KT2 KT3,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4,KT1,KT2,KT3,KM2,KM4,KM4,KM3,KM2,KM3,(c)电路的动作时序,46,FU,KM1,FR,M,QS,L1 L2 L3,KM4,3R,KI3,KM3,2R,KI3,KM2,1R,KI1,I,I,I,SB1,FR,SB2,KM1,KM1 KA KM2 KM3 KT4,KM1,KA,KI1,KI2,KI2,图2-16电流原则控制转子电路串电阻起动控制线路,2、按电流原则控制,47,2-5三相异步电动机的转速控制,异步电动机转速公式：f =（1-s）f1/p,调速方法：,变频、串级、变级,变级,简单，但是只能倍级调速。,主电路：图,2-20,（,a,）,48,L1,L2 L3,QS,FU,M,KM3,KM1,KM2,主电路：图2-19(a),KM1,动作，电动机为,8,级，低速运行,KM2,、,KM3,动作，电动机为,4,级，高速运行,（,KM3,用于扩充,KM2,的主触点的数量）,KM1,、,KM2,、,KM3,同时动作，电源短路,用接触器互锁来加以防范。,49,KM3,控制电路一：双速手动切换。,图2-19(b),SB2,低速起动,SB3,高速起动,SB1,总停,注意：,1,、按纽与接触器的双重联锁,2,、扩展接触器,KM3,的接线,50,图2-20（c）,控制电路二：低速起动，高速运行。图2-19(c),SB1,停止按纽,SB2,起动低速,KT,停低速。起动高速,注意：仍要保留接触器互锁,SB2,SB1,KM1 KT KM2 KM3,KT,KM2,KM1,KT,KT,51,2-6三相异步电动机的制动控制,一、机械制动抱闸制动,原理：掉电后用弹簧压力将电动机转轴卡紧，使其停车；运行时，将抱闸的电磁铁通电，靠电磁吸力将抱闸拉开，使电动机能够自由运转。,特点：结构简单，但是运行时耗电大,电路结构：加装一个抱闸电磁铁。,应用举例：末端延时单周控制,电路，停车时采用抱闸制动，以避免自由停车时造成的位置失控。,52,KM1,KM2,YB,末端延时单周控制,电路加装抱闸制动,53,二、电气制动反接制动,反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。,要求：,1、串接制动电阻，以减少冲击电流。,2、及时断开反相序电源，以防止反向再起动。,54,控制电路：,KM1 KM2,R,L1,L2 L3,QS,FU,FR,M,KS,55,