电动机基本开环控制环节.pptx

第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节目的：目的：学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机起、停，正反转，多地，多条件控制电路的基本原理；起、停，正反转，多地，多条件控制电路的基本原理；降压起动控制电路；制动控制电路降压起动控制电路；制动控制电路。要求：要求：领会领会常用控制电路的设计思想，常用控制电路的设计思想，学会学会分析基础电路分析基础电路的工作原理，的工作原理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路。路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 电电气气控控制制主主要要由由继继电电器器、接接触触器器、按按钮钮、行行程程开开关关等等传传统统的的低低压压电电器器元元件件组组成成，以以传传统统的的测测试试方方式式为为手手段段，以以控控制制电电动动机机的的起起动动、制动、换向、调速为主要内容。制动、换向、调速为主要内容。这这种种系系统统具具有有结结构构简简单单、价价格格低低廉廉、维维护护容容易易、抗抗干干扰扰能能力力强强等等优优点点，至至今今仍仍是是机机床床和和其其他他许许多多机机械械设设备备广广泛泛采采用用的的基基本本电电气气控控制制形形式式，也也是是学学习习更更先先进进电电气气控控制制系系统统的的基基础础。缺缺点点是是采采用用固固定定接接线线方方式式、功功能能简简单单、体体积积庞庞大大、灵灵活活性性差差、工工作作频频率率低低、触触点点易易损损坏、可靠性差。坏、可靠性差。继电接触器自动控制系统继电接触器自动控制系统第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.1 异步电动机基本控制电路异步电动机基本控制电路电动机的基本控制环节：电动机的基本控制环节：1.电动机的起动电动机的起动直接起动直接起动降压起动降压起动软起动软起动2.电动机的运行电动机的运行点动点动连续运行连续运行往返运行往返运行两地控制两地控制第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节3.电动机的调速电动机的调速有级调速有级调速无级调速无级调速4.电动机的制动电动机的制动反接制动反接制动能耗制动能耗制动第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节优优点点：它它结结构构简简单单，制制造造方方便便，价价格格低低廉廉，而而且且坚坚固固耐耐用用，惯惯量量小小，运运行行可可靠靠，很很少少需需要要维维护护，可可用用于于恶恶劣劣环环境境等等优优点点，在在实实际际生生产产生生活中得到广泛的应用。活中得到广泛的应用。5.1.1 鼠鼠笼式电动机直接起动笼式电动机直接起动控制控制 三相鼠笼异步电机三相鼠笼异步电机第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节三相鼠笼异步电机全压起动控制电路三相鼠笼异步电机全压起动控制电路优点：起动简单。优点：起动简单。缺缺点点：起起动动电电流流较较大大，将将使使用用电电线线路路电电压压下下降降，影影响响临临近近负负载载正正常常工工作。作。适适用用电电动动机机容容量量在在10kW以以下下，并并且且电电动动机机容容量量小小于于供供电电变变压压器容量的器容量的20的场合。的场合。三相鼠笼异步电动机三相鼠笼异步电动机的工作原理的工作原理第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理 直直接接将将三三相相对对称称交交流流电电(相相序序排排列列L1L1、L2L2、L3L3从从上上到到下下,U U、V V、W W从左到右从左到右)接入电动机的三相定子绕组相应的出线端上。接入电动机的三相定子绕组相应的出线端上。L1L2L3M3UVW 控制控制？第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 在在低低压压电电路路中中作作为为不不频频繁繁接接通通和和分分断断电电路路用用，主主要要用用来来将电路与电源隔离将电路与电源隔离。M3UVWQS电路优点：控制方法简单、经济、实用。电路优点：控制方法简单、经济、实用。电路缺点：保护不完善，操作不方便。电路缺点：保护不完善，操作不方便。无过载短路保护；无过载短路保护；电机起动后，突然停电，来电后会自然起动，可能会造电机起动后，突然停电，来电后会自然起动，可能会造成危险。成危险。对小型台钻、冷却泵、砂轮机等，可用开关直接起动。对小型台钻、冷却泵、砂轮机等，可用开关直接起动。手动合上手动合上QS，电动机，电动机M工作；工作；手动切断手动切断QS，电动机，电动机M停止工作。停止工作。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 主主要要用用于于低低压压配配电电电电路路不不频频繁繁通通断断控控制制，在在电电路路发发生生短短路路、过过载载、欠欠压压和和漏漏电电等等故故障障时能分断故障电路。时能分断故障电路。M3UVWQF第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 用来用来频繁频繁接通或断开电动机或其他接通或断开电动机或其他设备的设备的主电路主电路，每小时可开闭好几百次。，每小时可开闭好几百次。M3UVWQSKM主主电电路路：传传输输能能量量的的线线路路，流流过过电电气气设设备备负负载载电电流流的的电电路路，其其导导线线用用加加粗粗的的实实线线表表示，一般示，一般画在图面的左侧画在图面的左侧。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节M3UVWQSKM 当当接接触触器器的的常常开开触触点点（KM）闭合电机接通电源开始转动；闭合电机接通电源开始转动；当当接接触触器器的的常常开开触触点点（KM）断开，电机停止运行。断开，电机停止运行。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节控制电路控制电路M3UVWQSKM接触器的工作原理？接触器的工作原理？只只要要控控制制交交流流接接触触器器线线圈圈电电路路的的通通断断就就能控制电机的起停能控制电机的起停。控制电路：控制电路：传送控制信号的线路，其导线用传送控制信号的线路，其导线用细实线细实线表示，一般表示，一般画在图面的右侧画在图面的右侧。KM第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节鼠鼠笼式电动机的笼式电动机的点动控制点动控制 M3UVWQSKMKMSB点动控制：点动控制：通常用在电动机检修后试车或生产机械的通常用在电动机检修后试车或生产机械的位置调整。位置调整。控制要求：控制要求：按钮按下，电动机转动。按钮松开，电动按钮按下，电动机转动。按钮松开，电动机停转。机停转。控制方案：控制方案：按钮按下，接触器的线圈通电，其常开触按钮按下，接触器的线圈通电，其常开触点接通电动机的电源。按钮松开，接触器的线圈断电，点接通电动机的电源。按钮松开，接触器的线圈断电，其常开触点切断电动机的电源。其常开触点切断电动机的电源。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节电动机连续运行电动机连续运行控制要求：控制要求：启动按钮按下后，即使松开，电动机也不停止转动，启动按钮按下后，即使松开，电动机也不停止转动，只有按下停止按钮，电动机才停转。只有按下停止按钮，电动机才停转。控制方案：控制方案：启动按钮按下，接触器的线圈通电，并保持通电状态启动按钮按下，接触器的线圈通电，并保持通电状态不受启动按钮松开的影响。按下停止按钮则使接触器的线不受启动按钮松开的影响。按下停止按钮则使接触器的线圈断电。圈断电。所需器材：所需器材：接触器、启动按钮和停止按钮接触器、启动按钮和停止按钮第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节连续运行控制连续运行控制M3UVWQSKMKMSBKM 这这种种依依靠靠接接触触器器辅辅助助触触点点使使其其线线圈圈保保持持通通电电的的作作用用称为称为自锁自锁。起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。SB0停止按钮停止按钮自锁触点自锁触点起动按钮起动按钮第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节保护环节保护环节 为为了了防防止止电电机机在在故故障障状状态态以以及及超超负负荷荷状状态态下下运运行，应在控制电路和主电路中加保护电器。行，应在控制电路和主电路中加保护电器。M3UVWQSKM发生短路事故发生短路事故短路保护短路保护FU1KMSBKMSB0FU2FU2第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 当当电电动动机机在在运运行行过过程程中中长长期期过过载载或或发发生生断断相故障使电动机电流超过额定值时。相故障使电动机电流超过额定值时。过载保护：过载保护：热继电器热继电器FR。M3UVW热继电器如何实现过载保护热继电器如何实现过载保护?QSKMFU1FRKMSBKMSB0FU2FU2FR第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 失压保护失压保护:就是指电动机在正常的运行中，由于外界某种原因引起突然断就是指电动机在正常的运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动断开电动机电源，当重新供电时，保证电动机不能自电时，能自动断开电动机电源，当重新供电时，保证电动机不能自行启动的一种保护。行启动的一种保护。欠压保护欠压保护:就是指当控制电路的电压就是指当控制电路的电压低于线圈额定电压低于线圈额定电压85%以下以下时，主触时，主触头和辅助常开触头同时分断，自动切断主电路和控制电路，电动机头和辅助常开触头同时分断，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转。失电停转。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节当电源电压由于某种原因严重欠压（或失当电源电压由于某种原因严重欠压（或失/零压）时。零压）时。M3UVWQSKMFU1FR欠压（或失欠压（或失/零压）保护零压）保护：是是依依靠靠接接触触器器KM本本身身的的电电磁磁机机构构来来实实现现的的（主主电电路路和和控控制制电电路路为为同同一一电电源源）。还还能能消消除除由由于于电电压压恢恢复复线线路自起动而产生的安全隐患。路自起动而产生的安全隐患。KMSBKMSB0FU2FU2FR1212第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节控制要求：控制要求：按下连续运行按钮，电动机保持转动状态。电动机停转状按下连续运行按钮，电动机保持转动状态。电动机停转状态下，按下点动按钮，电动机进行点动。态下，按下点动按钮，电动机进行点动。控制方案：控制方案：控制电机的接触器应响应点动控制电机的接触器应响应点动或者或者连续指令。点动和连续连续指令。点动和连续指令同时发出时，优先响应连续指令指令同时发出时，优先响应连续指令。点动指令只能在连续指令撤消点动指令只能在连续指令撤消后才能响应。后才能响应。点动和连续运行控制电路点动和连续运行控制电路既能实现连续运行又能实现点动的控制电路。既能实现连续运行又能实现点动的控制电路。长动可用自锁电路实现，取消自锁触头或使自锁触头不起作用就可长动可用自锁电路实现，取消自锁触头或使自锁触头不起作用就可实现点动。实现点动。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节转换开关转换开关SA（旋转操作）与自锁触点（旋转操作）与自锁触点KM串联。串联。解自锁解自锁KMSBKMSB0FU2FU2FR12SA方案方案1：第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节KMSB1KMSB0FU2FU2FR12SB2方案方案2：使用一个复合按钮使用一个复合按钮SB2，操作，操作SB2实现点动控制。实现点动控制。复合按钮的动作顺序：复合按钮的动作顺序：按按下下SB2，先先断断常常闭闭触触头头，解解除除控控制制电电路路的的自自锁锁功功能能；后后合合常常开开触触头头，接接通通KM的线圈。的线圈。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节方案方案3：点动：使用中间继电器点动：使用中间继电器KA和控制按钮和控制按钮SB2。KMSB1KMSB0FU2FU2FR12KAKASB2KA第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节多地控制多地控制定义：多地控制电路设置多套起、停定义：多地控制电路设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位按钮，分别安装在设备的多个操作位置，故称多地控制。置，故称多地控制。特点：特点：起动按钮的常开触点并联，停起动按钮的常开触点并联，停止按钮的常闭触点串联。止按钮的常闭触点串联。操作：无论操作哪个启动按钮都可以操作：无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行。机停止运行。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节鼠鼠笼式电动机两地控制笼式电动机两地控制KMSB2KMSB1FU2FU2FR12SB3SB4第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节多条件控制多条件控制电路用途电路用途：多条件启动控制和多条件停止控多条件启动控制和多条件停止控制电路，制电路，适用于电路的多条件保护。适用于电路的多条件保护。电路特点电路特点：按钮或开关的常开触点串联，常按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联。多个条件都满足（动作）闭触点并联。多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止。后，才可以起动或停止。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节在机床的控制线路中，常常要求电动机的起停要有一定的顺序。在机床的控制线路中，常常要求电动机的起停要有一定的顺序。用途：用途：用于实现机械设备依次动作的控制要求。用于实现机械设备依次动作的控制要求。顺序起停控制线路顺序起停控制线路：图中接触器：图中接触器 KM1、KM2分别控制电动机分别控制电动机 M1和和 M2。（a）为顺序起动、同时停止控制线路；）为顺序起动、同时停止控制线路；（b）为顺序起动、顺序停止控制线路；）为顺序起动、顺序停止控制线路；（c）为顺序起动、逆序停止控制线路。）为顺序起动、逆序停止控制线路。顺序控制顺序控制第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节鼠笼式电动机正、反转控制鼠笼式电动机正、反转控制M3UVWQSKMFU1FRKMSBKMSB0FU2FU2FR1212电动机的转向与定子电流的相序有关。电动机的转向与定子电流的相序有关。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节主电路主电路QSM3UVWFU1L1L2L3KM2KM1FRKM1控制电动机正转。控制电动机正转。KM2控制电动机反转。控制电动机反转。相序相序 L1 L2 L3正转正转 U V W反转反转 W V U不相连不相连相连相连第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节控制电路控制电路2KM1SB1KM1SB0FU2FU2FR1SB2KM2KM2KM2KM1 如如何何保保证证在在同同一一时时间间内内只只有有一一个个接接触触器器动动作作，以以确确保保电电源源不不会会短路短路？实现的控制功能：正转实现的控制功能：正转 停停 反转反转第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节电气互锁：电气互锁：两两个个接接触触器器的的常常闭闭辅辅助助触触点点起起相相互互控控制制作作用用，这这两两对对起起联联锁锁作作用的触点称为联锁触点。用的触点称为联锁触点。利利用用两两个个接接触触器器的的常常闭闭辅辅助助触触点点起起相相互互控控制制作作用用，即即当当一一个个接接触触器器线线圈圈通通电电时时，用用其其常常闭闭辅辅助助触触点点的的断断开开来来锁锁住住另另一一个个电电路路，使使另一个接触器不能通电。另一个接触器不能通电。应应用用联联锁锁后后，可可以以保保证证在在同同一一时时间间内内只只有有一一个个接接触触器器动动作作，确确保电源不会短路。保电源不会短路。电气互锁电气互锁第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节正转直接到反转的连续控制正转直接到反转的连续控制 机械互锁：机械互锁：采用复式按钮采用复式按钮，实现正转直接到反转控制。，实现正转直接到反转控制。KM1SB1KM1SB0FU2FU2FR12SB2KM2KM2KM2KM1SB2SB1第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节自动往返行程控制线路自动往返行程控制线路 使使用用位位置置开开关关（如如行行程程开开关关、接接近近开开关关）发发出出正正、反反转转控控制制指令即可实现。指令即可实现。行程控制实质为电机的正反转控制行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加，只是在行程的终端要加限位开关。限位开关。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节限位开关限位开关SQ2SQ1电动机正转电动机正转电动机反转电动机反转限位开关限位开关第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节限位开关限位开关 采用复合式开关。正采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。起动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施KM1SB1KM1SB0FU2FU2FR12SB2KM2KM2KM2KM1SB2SB1SQ1SQ1SQ2SQ2第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节在在控控制制电电路路中中，行行程程开开关关SQ3、SQ4用用作作极极限限位位置置保保护护；以以 防防 止止 SQl、SQ2可可能能失失效效而引起的事故。而引起的事故。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节基本电路的结构特点：基本电路的结构特点：1.1.自自 锁锁 接触器常开触点与按钮常开触点相并联。接触器常开触点与按钮常开触点相并联。2.2.电气互锁电气互锁两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中。两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中。机械互锁机械互锁采用复合按钮作为正反向的起动按钮，并把复合按钮的常采用复合按钮作为正反向的起动按钮，并把复合按钮的常闭触点分别串入对方接触器的线圈电路中。闭触点分别串入对方接触器的线圈电路中。3.3.点点 动动 无自锁环节。无自锁环节。4.4.多多 地地 按钮的常开触点并联、常闭触点串联。按钮的常开触点并联、常闭触点串联。5.5.多条件多条件 按钮的按钮的常开触点串联常开触点串联、常闭触点并联常闭触点并联。6.6.顺序控制顺序控制若甲接触器得电后乙接触器方可得电，则只需将甲的常开若甲接触器得电后乙接触器方可得电，则只需将甲的常开触点串在乙的线圈电路中。触点串在乙的线圈电路中。若甲接触器失电后乙接触器方可失电，则只需将甲的常开触点并若甲接触器失电后乙接触器方可失电，则只需将甲的常开触点并在乙的停车按钮上。在乙的停车按钮上。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.1.2鼠笼式电动机的降压起动控制鼠笼式电动机的降压起动控制 电电动动机机在在直直接接起起动动（即即全全压压起起动动）过过程程中中，最最初初起起动动电电流流为为额额定定电电流流的的57倍倍。起起动动时时过过大大的的冲冲击击电电流流对对电电动动机机本本身身和和电电网网以以及及其其他他电气设备的正常运行都会造成不利影响。电气设备的正常运行都会造成不利影响。一一方方面面使使电电动动机机自自身身起起动动转转矩矩减减小小（电电动动机机全全压压起起动动转转矩矩本本身身就就不大）；不大）；另一方面，由于导致电网电压降低而影响其他用电器的正常工作。另一方面，由于导致电网电压降低而影响其他用电器的正常工作。特别是特别是较大容量的电动机需要采用降压起动较大容量的电动机需要采用降压起动。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节三相鼠笼异步电动机三相鼠笼异步电动机 降压降压/减压起动控制电路减压起动控制电路1 1、Y-Y-减压起动控制电路减压起动控制电路减压起动控制电路减压起动控制电路2 2、自耦变压器减压起动控制电路、自耦变压器减压起动控制电路、自耦变压器减压起动控制电路、自耦变压器减压起动控制电路3 3、定子绕组串电阻（或电抗）、定子绕组串电阻（或电抗）、定子绕组串电阻（或电抗）、定子绕组串电阻（或电抗）减压起动控制电路减压起动控制电路减压起动控制电路减压起动控制电路4 4、延边三角形减压起动控制电路、延边三角形减压起动控制电路、延边三角形减压起动控制电路、延边三角形减压起动控制电路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节鼠笼式电动机鼠笼式电动机Y-D降压起动控制降压起动控制 起起动动时时，定定子子绕绕组组首首先先接接成成Y形形；待待转转速速达达到到额额定定值值后后，再再将将定子绕组换接成定子绕组换接成D形，电动机便进人全压正常运行。形，电动机便进人全压正常运行。这种控制方式仅适用于这种控制方式仅适用于电动机正常运行时电动机正常运行时定子绕组为定子绕组为D形接法形接法。W2W1V2V1U1U2W2W1V2V1U1U2第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节定子绕组联接的换接控制定子绕组联接的换接控制W2W1V2V1U1U2KM2 起起动动时时先先闭闭合合KM2定定子子绕绕组组接接成成Y，每每相相定定子子上上的的电电压压仅仅为为额额定定电电压压的的 、而而电电网的电流网的电流仅为全压直接起动时的仅为全压直接起动时的 。直接（直接（D）起动：）起动：线电流：线电流：降压（降压（Y）起动：）起动：线电流：线电流：第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 经经过过一一段段时时间间的的延延时时，当当电电动动机机的的转转速速接接近近额额定定转转速速时时，断断开开KM2然然后后闭闭合合KM3，电电动动机机的的定定子子绕绕组接成正常运行时的组接成正常运行时的D形形。KM3W2W1V2V1U1U2KM2第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节星形三角形换接减压起动控制线路星形三角形换接减压起动控制线路缺点：缺点：KM2和和KM3是带电切换。是带电切换。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节鼠笼式电动机自耦降压起动控制鼠笼式电动机自耦降压起动控制 采采用用自自耦耦变变压压器器降降压压起起动动的的控控制制电电路路中中，电电动动机机起起动动电电流流的的限限制制，是是依靠自耦变压器的降压依靠自耦变压器的降压作用来实现的。作用来实现的。电动机起动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压。电动机起动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压。一一旦旦起起动动结结束束，自自耦耦变变压压器器便便被被切切除除，额额定定电电压压或或者者说说自自耦耦变变压压器器的的一一次次电电压压直直接接加加在在定定子子绕绕组组，这这时时电电动动机机进进入入全全电电压压正正常常运运行行。通常习惯称自耦变压器为起动补偿器。通常习惯称自耦变压器为起动补偿器。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节自耦变压器减压起动控制线路自耦变压器减压起动控制线路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 上一页的主电路图有误！第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节定子串电阻降压起动控制线路定子串电阻降压起动控制线路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.1.3 绕线式异步电动机的起动控制绕线式异步电动机的起动控制 三三相相绕绕线线式式异异步步电电动动机机转转子子绕绕组组可可通通过过滑滑环环串串接接合合适适的的起起动动电电阻阻减小起动电流，提高转子电路的功率因数和起动转矩。减小起动电流，提高转子电路的功率因数和起动转矩。一般在要求一般在要求最初起动转矩较高最初起动转矩较高的场合的场合 绕绕线线式式异异步步电电动动机机的的应应用用非非常常广广泛泛。例例如如桥桥式式起起重重机机、卷卷扬扬机机的的起动控制线路，就采用了绕线式异步电动机。起动控制线路，就采用了绕线式异步电动机。1 1、转子绕组串电阻起动控制电路、转子绕组串电阻起动控制电路、转子绕组串电阻起动控制电路、转子绕组串电阻起动控制电路2 2、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节1 1）时间继电器控制的串电阻起动控制）时间继电器控制的串电阻起动控制第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节2 2）电流继电器控制的串电阻起动控制）电流继电器控制的串电阻起动控制 起动时，启动电流大，起动时，启动电流大，KI全全吸合，随着吸合，随着V上升，电流下降，上升，电流下降，依次达到依次达到KI1、KI2、KI3的释放的释放整定值释放，触点结构复位。整定值释放，触点结构复位。KA使起动时使起动时产生一短暂产生一短暂延时，以保延时，以保证证KI1-KI3的的动作时间，动作时间，避免避免KM1-KM3瞬时接瞬时接通。通。欠电流欠电流继电器继电器其吸合（衔其吸合（衔铁）电流相铁）电流相同，均为电同，均为电动机的最初动机的最初起动电流。起动电流。而释放（衔而释放（衔铁）电流调铁）电流调节成不同的节成不同的大小。且大小。且KI1的释放的释放电流大于电流大于KI2、KI3，KI3的释放的释放电流最小。电流最小。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 电动机重复短时工作时，常采用频敏变阻器与转子绕组直接串接的电动机重复短时工作时，常采用频敏变阻器与转子绕组直接串接的方式，不必用接触器等短接设备。方式，不必用接触器等短接设备。若是偶然起动电动机时，一般用一只接触器，起动结束时；将频敏若是偶然起动电动机时，一般用一只接触器，起动结束时；将频敏变阻器短接。变阻器短接。2、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路图图 BPIBPI系列频敏变阻器系列频敏变阻器图图 频敏变阻器等效电路及其与电动机的连接电路频敏变阻器等效电路及其与电动机的连接电路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节1 1）单向运行电动机串接频敏变阻器起动）单向运行电动机串接频敏变阻器起动此触点设计有问题！第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节2 2）正反向运行电动机串接频敏变阻器起动）正反向运行电动机串接频敏变阻器起动为避免因为避免因降压起动降压起动时间长而时间长而使使FR误动误动作，故起作，故起动期间用动期间用KA短接。短接。（1 1）自动控制）自动控制（2 2）手动控制）手动控制第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.1.4鼠笼式异步电动机的软起动器控制鼠笼式异步电动机的软起动器控制直接起动方式直接起动方式 由于其由于其对电网的巨大冲击对电网的巨大冲击、对、对负载设备的损伤负载设备的损伤和对其它负荷的不利和对其它负荷的不利影响，在影响，在10kW以上电机已很少采用。以上电机已很少采用。传统的降压起动传统的降压起动控制方式，都存在控制方式，都存在切换瞬间会出现很高的电流尖峰切换瞬间会出现很高的电流尖峰，产生破坏性的动态转矩，引起的机械振动对电动机转子、轴连接器、中产生破坏性的动态转矩，引起的机械振动对电动机转子、轴连接器、中间齿轮以及负载都是非常有害的；起动设备体积庞大，成本高，而且还间齿轮以及负载都是非常有害的；起动设备体积庞大，成本高，而且还存在与负载匹配的电动机转矩很难控制等存在与负载匹配的电动机转矩很难控制等缺点缺点。因此出现了。因此出现了软起动控制软起动控制器。器。电子式软起动器电子式软起动器 是采用电力电子技术、自动化控制技术和微处理器技术而研制生产是采用电力电子技术、自动化控制技术和微处理器技术而研制生产的新型控制设备。的新型控制设备。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节电子式软起动器的基本原理电子式软起动器的基本原理电子式软起动器的基本原理：电子式软起动器的基本原理：是是通通过过对对功功率率器器件件即即晶晶闸闸管管的的控控制制而而实实现现对对电电机机的的起起动动控控制制。控控制制输输出出给给电电动动机机的的电电压压从从可可整整定定的的初初始始值值经经过过可可整整定定的的斜斜率率时时间间上上升升到到供供电电电电网网全全压压，从从而而降降低低对对电电机机电电源源的的容容量量要要求求，并并减减少少对对供供电电电电网的影响和机械传动的冲击。网的影响和机械传动的冲击。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节 当当电电机机起起动动时时，由由电电子子电电路路控控制制晶晶闸闸管管GTO的的导导通通角角使使电电机机的的端端电电压压以以设设定定的的速速度度逐逐渐渐升升高高，一一至至升到全电压。升到全电压。软软起起动动过过程程完完成成后后，三三相相旁旁路路接接触触器器KM闭闭合合，电电动动机机直直接接接接入电网全压运行。入电网全压运行。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节图图 软启动器软启动器a)a)控制电路控制电路 b)b)软起动器的外形软起动器的外形第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节说明说明 与传统起动设备相比，性能更可靠，使起动更平滑，与传统起动设备相比，性能更可靠，使起动更平滑，对电网冲击更小，此外还具有限流调节、软停车、节能、对电网冲击更小，此外还具有限流调节、软停车、节能、智能通讯、智能保护等传统起动方式所没有的功能。智能通讯、智能保护等传统起动方式所没有的功能。如如果果是是轻轻载载，则则在在正正常常运运行行时时，也也可可保保持持所所需需的的较较低低端电压，使电机的功率因数升高，效率增大。端电压，使电机的功率因数升高，效率增大。在在电电机机停停机机时时，也也通通过过控控制制晶晶闸闸管管的的导导通通角角，使使电电机机端电压慢慢降低至端电压慢慢降低至0，从而实现软停机。，从而实现软停机。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.2 异步电动机的制动控制电路异步电动机的制动控制电路 三相异步电动机从切断电源到安全停止旋转，由于三相异步电动机从切断电源到安全停止旋转，由于惯性的关系总要经过一段时间，这样就使得非生产时间惯性的关系总要经过一段时间，这样就使得非生产时间拖长，影响了劳动生产率，不能适应某些生产机械的工拖长，影响了劳动生产率，不能适应某些生产机械的工艺要求。艺要求。如万能铣床、卧式镗床、组合机床等，都要求能准如万能铣床、卧式镗床、组合机床等，都要求能准确定位和迅速停车，因此在实际生产中，为了保证工作确定位和迅速停车，因此在实际生产中，为了保证工作设备的可靠性和人身安全，为了实现快速、准确停车，设备的可靠性和人身安全，为了实现快速、准确停车，缩短辅助时间，提高生产机械效率，缩短辅助时间，提高生产机械效率，对要求停转的电动对要求停转的电动机采取措施，强迫其迅速停车，这就叫机采取措施，强迫其迅速停车，这就叫“制动制动”。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节三相异步电动机的制动方法分为两类：三相异步电动机的制动方法分为两类：机械制动和电气制动机械制动和电气制动机械制动：机械制动：利用电磁铁操纵机械装置来强迫电动机在电源切断后迅速停车的方利用电磁铁操纵机械装置来强迫电动机在电源切断后迅速停车的方法。法。机械制动准确可靠，但容易磨损，应定期检查。常有机械制动准确可靠，但容易磨损，应定期检查。常有电磁抱闸电磁抱闸制动制动器制动（断电制动型和通电制动型）和器制动（断电制动型和通电制动型）和电磁离合器电磁离合器制动两种。制动两种。电气制动：电气制动：在电动机切断电源停转的过程中，采取一定的措施，产生一个与原在电动机切断电源停转的过程中，采取一定的措施，产生一个与原来电动机旋转方向相反的电磁来电动机旋转方向相反的电磁/制动转矩，迫使电动机转速迅速下降，制动转矩，迫使电动机转速迅速下降，制动停止转动的方法。常用的电气制动有制动停止转动的方法。常用的电气制动有反接制动反接制动、能耗制动能耗制动、电容制电容制动动和和反馈反馈/再生制动再生制动。实现制动的控制线路是多种多样的。实现制动的控制线路是多种多样的。本节仅介绍反接制动和能耗制动控制线路。本节仅介绍反接制动和能耗制动控制线路。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.2.1 反接制动控制反接制动控制反接制动反接制动 是是利利用用改改变变异异步步电电动动机机定定子子绕绕组组上上三三相相电电源源的的相相序序，使使定定子子产产生生反向旋转的磁场反向旋转的磁场，从而产生制动力矩的一种制动方法。，从而产生制动力矩的一种制动方法。显显然然，反反接接制制动动时时，转转子子与与旋旋转转磁磁场场的的相相对对转转速速接接近近转转子子转转速速的的两两倍倍，因因此此，制制动动电电流流大大，制制动动力力矩矩大大，制制动动迅迅速速。但但是是这这种种方方法法对对设备冲击也大设备冲击也大，通常仅用于，通常仅用于10kW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。为为减减小小制制动动电电流流，通通常常要要求求在在电电动动机机定定子子电电路路中中串串接接一一定定的的电电阻阻（称称为为反反接接制制动动电电阻阻）。串串入入的的制制动动电电阻阻既既限限制制了了制制动动电电流流，又又限限制制了了制制动动转转矩矩。另另外外，当当反反接接制制动动使使转转子子转转速速接接近近于于零零时时，必必须须及及时时切切除电源除电源，以防止反向再起动。，以防止反向再起动。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节（1 1）单向反接制动控制电路）单向反接制动控制电路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节（2 2）双向运行的反接制动控制电路）双向运行的反接制动控制电路2第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节5.2.2 能耗制动控制能耗制动控制能耗制动能耗制动 在在电电动动机机脱脱离离三三相相交交流流电电源源之之后后，定定子子绕绕组组上上加加一一个个直直流流电电压压（即即通通入入直直流流电电流流），利利用用转转子子感感应应电电流流与与静静止止磁磁场场的的作作用，在转速为零时切除直流电源，以达到制动的目的。用，在转速为零时切除直流电源，以达到制动的目的。根根据据能能耗耗制制动动时时间间控控制制原原则则，可可用用时时间间继继电电器器进进行行控控制制，也可以根据能耗制动也可以根据能耗制动速度速度控制控制原则原则，用速度继电器进行控制。，用速度继电器进行控制。第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节时间原则单向能耗制动控制电路时间原则单向能耗制动控制电路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节速度原则单向能耗制动控制电路速度原则单向能耗制动控制电路第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节按时间原则控制可逆运行的能耗制动控制线路按时间原则控制可逆运行的能耗制动控制线路 第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节速度继电器控制的双向能耗制动速度继电器控制的双向能耗制动第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路 KSKS第第5 5章章 电动机基本开环控制环节电动机基本开环控制环节三相异步电动机的调速控制电路三相异步电动机的调速控制电路三相异步电动机的调速方法有三种：三相异步电动机的调速方法有三种：改变磁极对数改变磁极对数