电气控制技术与PLC第2教学作者徐文尚第三章煤矿典型固定设备电气控制.pptx

1本章着重介绍应用开关电器、主令电器、接触器、继本章着重介绍应用开关电器、主令电器、接触器、继电器、断路器、熔断器的煤矿通风、压风、排水、提升电电器、断路器、熔断器的煤矿通风、压风、排水、提升电气控制方案、电路。介绍了煤矿通风、压风、排水、提升气控制方案、电路。介绍了煤矿通风、压风、排水、提升等生产设备的技术要求、工艺流程、技术参数、工作特点，等生产设备的技术要求、工艺流程、技术参数、工作特点，分析了排水设备中电动机定子串电抗启动原理与实现，压分析了排水设备中电动机定子串电抗启动原理与实现，压风设备中电动机转子串频敏变阻器启动原理与实现，着重风设备中电动机转子串频敏变阻器启动原理与实现，着重介绍并要求学生掌握时间控制原则和电流时间混合控制原介绍并要求学生掌握时间控制原则和电流时间混合控制原则在煤矿提升系统生产中的应用原理、方法与实现。则在煤矿提升系统生产中的应用原理、方法与实现。23.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制3.1.1 3.1.1 主要通风设备概述主要通风设备概述矿井通风设备是煤矿重要的固定设备之一，其主要作用是将地面的新鲜空气矿井通风设备是煤矿重要的固定设备之一，其主要作用是将地面的新鲜空气连续不断地送入井下，保证井下空气的含氧量，稀释、排出爆炸性和有害气连续不断地送入井下，保证井下空气的含氧量，稀释、排出爆炸性和有害气体，调节井下所需的环境温度和湿度，改善井下工作条件，保证矿井安全生体，调节井下所需的环境温度和湿度，改善井下工作条件，保证矿井安全生产。因此，矿井通风设备对煤矿生产有着重要意义。特别是对含有瓦斯的矿产。因此，矿井通风设备对煤矿生产有着重要意义。特别是对含有瓦斯的矿井，良好的通风是防止瓦斯爆炸和安全生产的重要保证。井下工人需要在环井，良好的通风是防止瓦斯爆炸和安全生产的重要保证。井下工人需要在环境温度低于境温度低于25 的条件下工作，才能安全生产并提高生产率。因此新鲜空的条件下工作，才能安全生产并提高生产率。因此新鲜空气在矿井里是每时每刻都不可缺少的。气在矿井里是每时每刻都不可缺少的。按照通风设备的工作介质在通风机中的运动情况，通风设备分为离心式通风按照通风设备的工作介质在通风机中的运动情况，通风设备分为离心式通风设备和轴流式通风设备两大类，二者的区别在于离心式通风设备其风流沿通设备和轴流式通风设备两大类，二者的区别在于离心式通风设备其风流沿通风机叶轮的轴向进入并沿径向流出，而轴流式通风设备的风流则沿通风机叶风机叶轮的轴向进入并沿径向流出，而轴流式通风设备的风流则沿通风机叶轮的轴向进入并沿轴向流出。轮的轴向进入并沿轴向流出。33.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制1.主要通风机电力拖动的特点和要求主要通风机电力拖动的特点和要求1)通风设备电力拖动的特点通风设备电力拖动的特点矿井通风条件的变化是缓慢的。主通风机一般不需要调速，并且是夜以继日矿井通风条件的变化是缓慢的。主通风机一般不需要调速，并且是夜以继日地工作，启动和停车次数极少，而且不需反向。根据这一特点，主通风机宜地工作，启动和停车次数极少，而且不需反向。根据这一特点，主通风机宜采用同步电动机，这样可提高全矿供电电力网的功率因数。当所需电动机的采用同步电动机，这样可提高全矿供电电力网的功率因数。当所需电动机的功率较小，产品中又无这种同步电动机时，亦可采用鼠笼式异步电动机或绕功率较小，产品中又无这种同步电动机时，亦可采用鼠笼式异步电动机或绕线式异步电动机。线式异步电动机。矿井通风设备所使用的电动机：矿山主通风机和辅助通风机（或称分区通风矿井通风设备所使用的电动机：矿山主通风机和辅助通风机（或称分区通风机）均设置于地面，可用一般构造的电动机。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿机）均设置于地面，可用一般构造的电动机。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井，则在扩散器和风道保证不漏气的情况下，或风机与电动机之间有防火墙井，则在扩散器和风道保证不漏气的情况下，或风机与电动机之间有防火墙隔绝的条件下，也可采用一般构造的电动机。否则，必须采用隔爆型的电动隔绝的条件下，也可采用一般构造的电动机。否则，必须采用隔爆型的电动机和隔爆型的电气设备。机和隔爆型的电气设备。43.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制在矿井通风设备的电力拖动中，根据不同功率，使用不同的单机型号。在矿井通风设备的电力拖动中，根据不同功率，使用不同的单机型号。当功率为当功率为100150KW时，可以采用低压鼠笼式异步电动机。当功率为时，可以采用低压鼠笼式异步电动机。当功率为150350 KW 时，可以采用低压同步电动机，其电压为时，可以采用低压同步电动机，其电压为380V。当功率高于。当功率高于350KW以上时，可采用高压同步电动机，其电压为以上时，可采用高压同步电动机，其电压为6KV。当通风机需要调速。当通风机需要调速时，可选用绕线式电动机，并采用相应的控制电路，以满足通风机的调速要时，可选用绕线式电动机，并采用相应的控制电路，以满足通风机的调速要求。求。2)对矿井通风设备电气控制的要求对矿井通风设备电气控制的要求矿井通风设备是煤矿最主要的用电设备。为适应矿井通风技术的发展，提高矿井通风设备是煤矿最主要的用电设备。为适应矿井通风技术的发展，提高通风设备运转的可靠性和经济性，保证矿井生产的安全，矿井通风设备的电通风设备运转的可靠性和经济性，保证矿井生产的安全，矿井通风设备的电气控制应能完成以下要求：气控制应能完成以下要求：(1)应能保证风机远动化和自动化的启动和停止，以及同步电动机的自动投应能保证风机远动化和自动化的启动和停止，以及同步电动机的自动投入励磁；入励磁；(2)当工作的风机发生故障时，能自动停车，并能自动启动备用通风机和打当工作的风机发生故障时，能自动停车，并能自动启动备用通风机和打开相应的风门；开相应的风门；53.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制(3)应能保证远距离操纵反风装置进行反风；应能保证远距离操纵反风装置进行反风；(4)远距离监视通风机工作情况远距离监视通风机工作情况(风量、负压、各轴承温度、电动机的情况、风量、负压、各轴承温度、电动机的情况、反风门的位置等反风门的位置等)，当工作不正常时，发出信号自动停车；，当工作不正常时，发出信号自动停车；(5)应有较完备的信号监视和故障警报系统。应有较完备的信号监视和故障警报系统。要达到上述各项要求，需要合理地选择通风机的电气控制系统，正确地选择要达到上述各项要求，需要合理地选择通风机的电气控制系统，正确地选择各种电器和仪表。自动地、及时地调节主通风机的风量，在保证矿井大气条各种电器和仪表。自动地、及时地调节主通风机的风量，在保证矿井大气条件和安全生产的前提下，实现通风设备的经济运转。因此，现代化矿井通风件和安全生产的前提下，实现通风设备的经济运转。因此，现代化矿井通风设备的控制系统必须向着综合自动化方向发展。设备的控制系统必须向着综合自动化方向发展。63.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制2.常用通风机的技术特征常用通风机的技术特征矿用离心式通风机主要有矿用离心式通风机主要有4-72-11 型、型、G4-73-11 型和型和K4-73-01 型，前两种多型，前两种多用于中、小型矿井，后者常用于大型矿井。用于中、小型矿井，后者常用于大型矿井。常用的轴流式通风机有常用的轴流式通风机有FBCZ 和和FBCDZ 系列。系列。FBCZ 系列通风机为单级防爆系列通风机为单级防爆式，是根据中、小型煤矿通风网络参数设计的，适用于通风阻力较小的中、式，是根据中、小型煤矿通风网络参数设计的，适用于通风阻力较小的中、小型各类矿井；小型各类矿井；FBCDZ 系列通风机是双叶轮对旋防爆式，是根据大、中型矿系列通风机是双叶轮对旋防爆式，是根据大、中型矿井通风网络参数设计的，适用于通风阻力较大的大、中型各类矿井。井通风网络参数设计的，适用于通风阻力较大的大、中型各类矿井。73.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制3.1.2 3.1.2 通风机常用电气控制举例通风机常用电气控制举例煤矿主要通风机房均设有两套同等能力的通风机及其传动电动机，通常需设煤矿主要通风机房均设有两套同等能力的通风机及其传动电动机，通常需设置两套独立的电控设备。其中一套工作，一套备用，并且能在十分钟内完成置两套独立的电控设备。其中一套工作，一套备用，并且能在十分钟内完成工作风机和备用风机的倒换以及反风操作。专为风机节能运行而设的调速装工作风机和备用风机的倒换以及反风操作。专为风机节能运行而设的调速装置可为两套风机所共有，但需同时备有安全可靠、便于操作的切换设备。置可为两套风机所共有，但需同时备有安全可靠、便于操作的切换设备。现有的各种标准化高、低压配电通用产品，既可用作通风机房的高、低压配现有的各种标准化高、低压配电通用产品，既可用作通风机房的高、低压配电设备，又可用作通风机的电控设备。对于使用高压电动机的通风机房，可电设备，又可用作通风机的电控设备。对于使用高压电动机的通风机房，可选用选用XGN-10型、型、KGN-10型及型及GG-1A型等固定式开关柜或型等固定式开关柜或KYN-10型、型、JYN2-10型等移开式开关柜。对于低压笼型电动机，各种固定式、抽屉式低型等移开式开关柜。对于低压笼型电动机，各种固定式、抽屉式低压配电柜，压配电柜，TP系列通用控制屏及系列通用控制屏及GCK-1系列电动机控制中心，系列电动机控制中心，JK型交流低压型交流低压电控设备等均可选用。电控设备等均可选用。83.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制其中有些产品系列还有实现鼠笼型电动机降压启动以及电动机可逆运转、绕其中有些产品系列还有实现鼠笼型电动机降压启动以及电动机可逆运转、绕线型异步电动机利用频敏电阻器启动等功能。为实现鼠笼型电动机的降压启线型异步电动机利用频敏电阻器启动等功能。为实现鼠笼型电动机的降压启动、绕线型电动机的启动及电动机的可逆运转，可根据生产实际选用其中一动、绕线型电动机的启动及电动机的可逆运转，可根据生产实际选用其中一种启动控制设备使用。作为教材，仅介绍几种通风机启动电控设备及其工作种启动控制设备使用。作为教材，仅介绍几种通风机启动电控设备及其工作原理，以期取得举一反三之效。原理，以期取得举一反三之效。1.鼠笼型电动机降压启动控制设备鼠笼型电动机降压启动控制设备1)JJ1 系列自耦减压启动拒系列自耦减压启动拒JJI 系列自耦减压启动柜作为交流电压为系列自耦减压启动柜作为交流电压为380660V，功率为，功率为11315KW 的的三相鼠笼型电动机降压启动控制设备，可使电动机自动加速到满速。装置设三相鼠笼型电动机降压启动控制设备，可使电动机自动加速到满速。装置设有电动机的短路、过载、欠压以及防止单相运转等保护。从降压启动到全压有电动机的短路、过载、欠压以及防止单相运转等保护。从降压启动到全压运行之间的转换，采用运行之间的转换，采用DJ1-A 型电流型电流-时间转换装置实现电流和时间的双重控时间转换装置实现电流和时间的双重控制。制。93.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制自耦变压器降压启动控制是利用特制的三相自耦变压器降压启动电动机。自自耦变压器降压启动控制是利用特制的三相自耦变压器降压启动电动机。自耦变压器备有不同的电压抽头，根据电机容量、转矩和启动要求而选择使用，耦变压器备有不同的电压抽头，根据电机容量、转矩和启动要求而选择使用，例如可设为电源电压的例如可设为电源电压的73%，64和和55等。等。自耦变压器降压启动继电器控制线路如图自耦变压器降压启动继电器控制线路如图3-1所示。其工作过程如下：合上开所示。其工作过程如下：合上开关关QS，按下，按下SB2按钮，按钮，KM1线圈得电，其主触点吸合，接通自耦变压器线圈得电，其主触点吸合，接通自耦变压器TC，使电动机定子绕组串入自耦变压器而降压启动。其辅助动合触点，使电动机定子绕组串入自耦变压器而降压启动。其辅助动合触点KM1闭合，闭合，分别起自保、接通指示灯分别起自保、接通指示灯HL2的作用。的作用。KM1的辅助动断触点断开指示灯的辅助动断触点断开指示灯HL1和和KM2线圈回路，以确保线圈回路，以确保KM2不得电。不得电。KM1得电的同时，接通时间继电器得电的同时，接通时间继电器KT，KT 得电后延时得电后延时t，此时电动机，此时电动机M 已接近额定转速，已接近额定转速，KT 延时动合触点闭合，使中间继电器延时动合触点闭合，使中间继电器KA 得电并自锁，其得电并自锁，其动断触点断开使动断触点断开使KM1断电，其与自耦变压器相联的主触点断开，切除自耦变断电，其与自耦变压器相联的主触点断开，切除自耦变压压TC，同时也使时间继电器，同时也使时间继电器KT失电，其延时动合触点瞬时从闭合状态被打开，失电，其延时动合触点瞬时从闭合状态被打开，但由于但由于KA 的辅助动合触点闭合而自保，维持其动合触点吸合，动断触点打的辅助动合触点闭合而自保，维持其动合触点吸合，动断触点打开。开。10图图3-1 自耦变压器降压启动继电控制线路图自耦变压器降压启动继电控制线路图113.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制KM1得电的同时，接通时间继电器得电的同时，接通时间继电器KT，KT 得电后延时得电后延时t，此时电动机，此时电动机M 已接近额定转速，已接近额定转速，KT 延时动合触点闭合，使中间继电器延时动合触点闭合，使中间继电器KA 得电并自锁，其得电并自锁，其动断触点断开使动断触点断开使KM1断电，其与自耦变压器相联的主触点断开，切除自耦变断电，其与自耦变压器相联的主触点断开，切除自耦变压压TC，同时也使时间继电器，同时也使时间继电器KT失电，其延时动合触点瞬时从闭合状态被打开，失电，其延时动合触点瞬时从闭合状态被打开，但由于但由于KA 的辅助动合触点闭合而自保，维持其动合触点吸合，动断触点打的辅助动合触点闭合而自保，维持其动合触点吸合，动断触点打开。开。由于由于KA 的得电，在使的得电，在使KM1释放的同时，使释放的同时，使KM2得电，得电，KM2主触点接入主电主触点接入主电路，使电动机全压投人运行。路，使电动机全压投人运行。KA的辅助动断触点断开，的辅助动断触点断开，KM1的辅助触点动合、的辅助触点动合、动断触点复原，指示灯动断触点复原，指示灯HL2熄灭、熄灭、HL1发光，发光，KM2的辅助动合触点闭合，接的辅助动合触点闭合，接通指示灯通指示灯HL3。当电动机达到稳定运行时，由于。当电动机达到稳定运行时，由于KM2、KA 吸合；吸合；KT 和和KM1处于断电状态。当按下停止按钮处于断电状态。当按下停止按钮SB1时使时使KM2、KA 失电，电机停转。电动失电，电机停转。电动机的短路保护和过负荷保护如前所述。机的短路保护和过负荷保护如前所述。2)QJ3 型降压启动器型降压启动器123.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制常用的常用的QJ3 型启动补偿器电气原理如图型启动补偿器电气原理如图3-2 所示。补偿器由自耦变压器、保所示。补偿器由自耦变压器、保护装置、操作机构和触头系统组成。其中触头部分浸在绝缘油中，以便触头护装置、操作机构和触头系统组成。其中触头部分浸在绝缘油中，以便触头分断电流时产生的电弧能在油中冷却、汽化而迅速熄灭。分断电流时产生的电弧能在油中冷却、汽化而迅速熄灭。启动器中的自耦变压器有两组抽头，分别是启动器中的自耦变压器有两组抽头，分别是65%UN、和、和80%UN，可根据，可根据电动机启动时负载的大小选择不同的启动电压。变压器的绕组是按短时工作电动机启动时负载的大小选择不同的启动电压。变压器的绕组是按短时工作设计，一般规定在设计，一般规定在4h 内的电动机启动时间不超过内的电动机启动时间不超过4060 s，否则变压器将超，否则变压器将超过允许温升而不能工作。过允许温升而不能工作。启动器内有过载和欠压两种保护。过载保护的热继电器启动器内有过载和欠压两种保护。过载保护的热继电器FR 触点串接在欠压脱触点串接在欠压脱扣线圈扣线圈KV 回路中，当电动机过载时，热继电器动作，其常闭触点回路中，当电动机过载时，热继电器动作，其常闭触点FR 断开，断开，脱扣线圈失电，切断电源停车；当电源断电或电压低于规定值时，脱扣线圈脱扣线圈失电，切断电源停车；当电源断电或电压低于规定值时，脱扣线圈动作，直接顶开主触头，电源恢复正常后，要重新启动电动机。动作，直接顶开主触头，电源恢复正常后，要重新启动电动机。为避免误操作使电动机全压启动，启动器的操作手柄设有机械闭锁装置，保为避免误操作使电动机全压启动，启动器的操作手柄设有机械闭锁装置，保证电动机只有先经过启动阶段，才能投入全压运行。证电动机只有先经过启动阶段，才能投入全压运行。13图图3-2 QJ3型自耦变压器降压启动器控制电路图型自耦变压器降压启动器控制电路图143.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制启动器停车时，按下停止按钮启动器停车时，按下停止按钮SB，失压脱扣线圈失电，衔铁释放，触动开关，失压脱扣线圈失电，衔铁释放，触动开关连杆使操作手柄从运行位置自动跳回停止位置，电动机停车。连杆使操作手柄从运行位置自动跳回停止位置，电动机停车。QJ3型启动器一般用于型启动器一般用于75KW以下的鼠笼型电动机启动。以下的鼠笼型电动机启动。153.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制2.高压鼠笼型电动机电抗器启动设备高压鼠笼型电动机电抗器启动设备为减小启动电流，还可以在电动机定子回路串入电阻或电抗器以降低定子为减小启动电流，还可以在电动机定子回路串入电阻或电抗器以降低定子绕组电压的方法来实现。绕组电压的方法来实现。在定子回路中串入电阻或电抗器时，由于电流会在电阻或电抗器上产生压降，在定子回路中串入电阻或电抗器时，由于电流会在电阻或电抗器上产生压降，所以加在电动机定子绕组上的电压会降低，从而可减小启动电流。但是，这所以加在电动机定子绕组上的电压会降低，从而可减小启动电流。但是，这种启动方法不仅会降低启动转矩，若采用定子绕组串电阻启动，则启动电流种启动方法不仅会降低启动转矩，若采用定子绕组串电阻启动，则启动电流还会在电阻上产生较大的有功损耗，因此，串接电阻启动多用于小容量电动还会在电阻上产生较大的有功损耗，因此，串接电阻启动多用于小容量电动机；对于容量较大的电动机，常采用串电抗器降压启动的方法。机；对于容量较大的电动机，常采用串电抗器降压启动的方法。采用定子绕组串电抗器降压启动，不仅可以降低启动电流，而且还能克服启采用定子绕组串电抗器降压启动，不仅可以降低启动电流，而且还能克服启动电阻上电能损耗的缺点，所以对于大容量、高电压电动机的启动，如矿井动电阻上电能损耗的缺点，所以对于大容量、高电压电动机的启动，如矿井排水、压气和通风设备的拖动电动机（笼型电动机）常采用这种启动方法。排水、压气和通风设备的拖动电动机（笼型电动机）常采用这种启动方法。163.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制电抗器降压启动控制电路如图电抗器降压启动控制电路如图3-3所示。它是用于所示。它是用于6KV、1000 KW以下鼠笼型以下鼠笼型电动机降压启动的电动机降压启动的QZO6A 型高压综合启动器控制电路。电路中装设气冷型高压综合启动器控制电路。电路中装设气冷式式QKSQ 型三相电抗器，并用电流继电器自动控制启动时间，用高压交流接型三相电抗器，并用电流继电器自动控制启动时间，用高压交流接触器短接电抗器。另外电路还设置了多种保护。触器短接电抗器。另外电路还设置了多种保护。首先需要说明的是，为了熟悉煤矿电控设备标号习惯，图首先需要说明的是，为了熟悉煤矿电控设备标号习惯，图3-3的电路标示与本的电路标示与本书第二章所介绍的不同之处是接触器书第二章所介绍的不同之处是接触器KM的辅助触点与主触点标号有区别，主的辅助触点与主触点标号有区别，主触点标号为触点标号为KM，辅助触点标号分别予以编号如，辅助触点标号分别予以编号如KM1、KM2、KM3等。本文等。本文在本案例分析过程中沿用煤矿编号方法，不作改动，也是一种可参考的标注在本案例分析过程中沿用煤矿编号方法，不作改动，也是一种可参考的标注方式，敬请读者留意。方式，敬请读者留意。主电路由高压隔离开关主电路由高压隔离开关QS，SN1-10G 型贫油断路器型贫油断路器QF，电流互感器，电流互感器TA1、TA2及三相电抗器及三相电抗器L组成。组成。17图图3-3 QZO6A型高压综合启动器原理图型高压综合启动器原理图183.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制三相电流继电器三相电流继电器KI1 作为作为TA1 的负载，用于电动机启动时间的控制；电流表的负载，用于电动机启动时间的控制；电流表PA 可显示电动机正常运行时的电流值；过电流继电器可显示电动机正常运行时的电流值；过电流继电器KI2 用于电动机的过电用于电动机的过电流保护。流保护。控制电路分两部分，分别由两路电源供电，一路由主电路的电压互感器供电，控制电路分两部分，分别由两路电源供电，一路由主电路的电压互感器供电，另一路由专用电源供电。另一路由专用电源供电。高压油断路器高压油断路器QF是带有失压脱扣装置的手动开关，即当脱扣线圈有电时才能是带有失压脱扣装置的手动开关，即当脱扣线圈有电时才能合闸。合闸时，由手动操作带动主触头先闭合，待断路器手把合到底后，其合闸。合闸时，由手动操作带动主触头先闭合，待断路器手把合到底后，其辅助触点才能动作，即主触头先于辅助触点闭合。触头断开时，可以手动操辅助触点才能动作，即主触头先于辅助触点闭合。触头断开时，可以手动操作，也可以通过脱扣线圈作，也可以通过脱扣线圈KV 控制。当控制。当KV失电时，由机械脱扣机构将触头打失电时，由机械脱扣机构将触头打开。开。电动机启动前，先合上隔离开关电动机启动前，先合上隔离开关QS 和转换开关和转换开关SA1、SA2、控制回路有电，、控制回路有电，绿色指示灯绿色指示灯HG 亮，电压表亮，电压表PV 指示工作电压数值。因为指示工作电压数值。因为KM3是接触器是接触器KM的的辅助常闭触点，故同时脱扣线圈辅助常闭触点，故同时脱扣线圈KV 支路接通，允许油断路器支路接通，允许油断路器QF 合闸。合闸。193.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制电动机启动时，手动操作油断路器电动机启动时，手动操作油断路器QF 合闸，电动机串接电抗器启动。由于断合闸，电动机串接电抗器启动。由于断路器的辅助触点路器的辅助触点QF0QF4滞后于主触头动作，因而在此期间，较大的电动机滞后于主触头动作，因而在此期间，较大的电动机启动电流首先使三相电流继电器启动电流首先使三相电流继电器KI1 吸合，其常闭触点吸合，其常闭触点KI1提前切断接触器提前切断接触器KM支路。所以，当油断路器合闸时，不会因其辅助触点支路。所以，当油断路器合闸时，不会因其辅助触点QF4的闭合而使的闭合而使KM 有电。有电。油断路器油断路器QF 的其他辅助触点动作将引起：的其他辅助触点动作将引起：(1)QF0打开，绿灯打开，绿灯HG灭，表示电动机正在启动；灭，表示电动机正在启动；(2)QF1闭合，为红灯闭合，为红灯HR 亮做准备；亮做准备；(3)QF2闭合，短接触点闭合，短接触点KM3，保证，保证KV 的电流通路；的电流通路；(4)QF3打开，保证电动机在运行过程中脱扣线圈打开，保证电动机在运行过程中脱扣线圈KR 不被送电。不被送电。203.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制电动机在启动过程中，随着转速的升高电流逐渐降低，当电流下降到继电器电动机在启动过程中，随着转速的升高电流逐渐降低，当电流下降到继电器KI1 的释放值时，三相电流继电器的释放值时，三相电流继电器KI1 释放，其常闭触点释放，其常闭触点KI1 闭合，接触器闭合，接触器KM 支路被接通。支路被接通。接触器接触器KM 有电吸合，引起：有电吸合，引起：(1)主触头主触头KM 闭合，短接电抗器闭合，短接电抗器L，电动机全压运行；，电动机全压运行；(2)触点触点KM1闭合，红色指示灯闭合，红色指示灯HR 亮，表示电动机降压启动结束；亮，表示电动机降压启动结束；(3)触点触点KM2打开，电流表打开，电流表PA 指示电动机在额定电压运行时的工作电流；指示电动机在额定电压运行时的工作电流；(4)触点触点KM3打开，在完成电动机在启动过程中打开，在完成电动机在启动过程中KV 支路的接通后再断开，保支路的接通后再断开，保证电动机过流时证电动机过流时KV 能断电；能断电；(5)触点触点KM4闭合，为解锁脱扣线圈闭合，为解锁脱扣线圈KR支路通电做准备。支路通电做准备。213.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制2)电路保护电路保护启动前，如果短接电抗器的接触器主触头启动前，如果短接电抗器的接触器主触头KM 没有断开，其辅助触点没有断开，其辅助触点KM3为为断开状态，失压脱扣线圈断开状态，失压脱扣线圈KV 支路不能接通，油断路器就不能送电。支路不能接通，油断路器就不能送电。在启动过程中，若接触器在启动过程中，若接触器KM 发生故障，经发生故障，经1 min 还不能短接电抗器（红灯不还不能短接电抗器（红灯不亮）亮），此时必须按动停止按钮，此时必须按动停止按钮SB，断开脱扣线圈，断开脱扣线圈KV 支路，使断路器跳闸，支路，使断路器跳闸，切断主电路，以防电抗器因长时通电而被烧坏。切断主电路，以防电抗器因长时通电而被烧坏。在运行过程中，为防止专用控制电源断电，造成高压接触器在运行过程中，为防止专用控制电源断电，造成高压接触器KM 主触头断开，主触头断开，使主回路重新串入电抗器，引起电动机降压运行，而损坏电抗器和电动机，使主回路重新串入电抗器，引起电动机降压运行，而损坏电抗器和电动机，在高压接触器中采用自动闭锁装置。即当在高压接触器中采用自动闭锁装置。即当KM 有电吸合后，接触器将自动闭有电吸合后，接触器将自动闭锁此状态，即使锁此状态，即使KM 失电，其吸合时的状态也不会改变，只有当另一个解锁失电，其吸合时的状态也不会改变，只有当另一个解锁脱扣线圈脱扣线圈KR 有电吸合时，有电吸合时，KM 的触头才能恢复原状态。的触头才能恢复原状态。223.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制解锁脱扣线圈解锁脱扣线圈KR 吸合的条件是：该控制回路供电电压正常，且油断路器的吸合的条件是：该控制回路供电电压正常，且油断路器的QF3与接触器的与接触器的KM4闭合。即在电动机正常运行过程中（接触器的闭合。即在电动机正常运行过程中（接触器的KM4闭合）闭合），油断路器跳闸时，油断路器跳闸时KR 才有可能有电吸合。若油断路器不跳闸，才有可能有电吸合。若油断路器不跳闸，KR就不会有就不会有电，从而保证电动机在正常运行过程中，不会因电，从而保证电动机在正常运行过程中，不会因KM失电而重新串入电抗器。失电而重新串入电抗器。另外，在电动机运行过程中，若专用控制电源出现故障时，另外，在电动机运行过程中，若专用控制电源出现故障时，KM的触头将保持的触头将保持吸合时的状态，故主电路仍能正常运行。但停机后，因接触器吸合时的状态，故主电路仍能正常运行。但停机后，因接触器KM各触头状态各触头状态不变，其辅助触点不变，其辅助触点KM3 为断开状态，故失压脱扣线圈为断开状态，故失压脱扣线圈KV 不能接通，而使油不能接通，而使油断路器不能合闸。因此，必须找出控制电源故障，并排除后，解锁脱扣线圈断路器不能合闸。因此，必须找出控制电源故障，并排除后，解锁脱扣线圈KR才能有电，才能使接触器才能有电，才能使接触器KM解锁而恢复原态。解锁而恢复原态。233.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制3.绕线型异步电动机的启动控制设备绕线型异步电动机的启动控制设备1)转子回路串频敏变阻器的启动器转子回路串频敏变阻器的启动器(1)GTT6121 型启动器电器原理型启动器电器原理GTT6121 型启动器电机转子回路串频敏变阻器的启动控制电路如图型启动器电机转子回路串频敏变阻器的启动控制电路如图3-4 所示。所示。该电路是该电路是GTT6121 型启动器，用于低压绕线式电动机的不可逆控制。型启动器，用于低压绕线式电动机的不可逆控制。启动前，首先闭合自动开关启动前，首先闭合自动开关QS，主电路有电。闭合开关，主电路有电。闭合开关SA1，控制回路有电，控制回路有电，绿色指示灯绿色指示灯HG 亮。亮。启动时，按下启动按钮启动时，按下启动按钮SB1，接触器，接触器KM1 有电吸合，其主触头闭合，电动机有电吸合，其主触头闭合，电动机转子串频敏变阻器转子串频敏变阻器RF 启动，常开触点启动，常开触点KM1自保；常开触点自保；常开触点KM1闭合，红色闭合，红色指示灯指示灯HR 亮，表示电动机正在启动。亮，表示电动机正在启动。24图图3-4 GTT6121 型启动器电器原理图型启动器电器原理图(a)工作原理图工作原理图(b)机械特性示意图机械特性示意图253.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制接触器接触器KM1 的触点的触点KM1闭合，时间继电器闭合，时间继电器KT 有电，其常开触点经延时有电，其常开触点经延时t后后闭合，接通中间继电器闭合，接通中间继电器KA，通过其常开触点，通过其常开触点KA 使接触器使接触器KM2通电吸合，通电吸合，KM2的主触头闭合短接转子绕组，切除频敏变阻器。同时辅助触点的主触头闭合短接转子绕组，切除频敏变阻器。同时辅助触点KM2打开，打开，绿色指示灯绿色指示灯HG 灭，表示电动机降压启动结束进入全压运行状态。灭，表示电动机降压启动结束进入全压运行状态。停车时，按下停止按钮停车时，按下停止按钮2SB，接触器，接触器KM1 失电，主触头打开，电动机停转。失电，主触头打开，电动机停转。同时其他接触器、继电器及其触点恢复原态，为下次启动作准备。同时其他接触器、继电器及其触点恢复原态，为下次启动作准备。主电路中的电流互感器二次侧装有指示电流表和用于电动机过载保护的热继主电路中的电流互感器二次侧装有指示电流表和用于电动机过载保护的热继电器。电器。需要指出的是，由于电动机启动电流较大，频敏变阻器容易发热，所以转子需要指出的是，由于电动机启动电流较大，频敏变阻器容易发热，所以转子回路串频敏变阻器启动方法，只能用于电动机的偶尔启动。回路串频敏变阻器启动方法，只能用于电动机的偶尔启动。263.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制(2)KRG6B 型高压综合启动装置型高压综合启动装置用于用于6 kV、1000 KW以下的大功率电动机，可采用以下的大功率电动机，可采用KRG6B 型高压综合启型高压综合启动装置。其电气原理如图动装置。其电气原理如图3-5 所示。这种启动器适用于水泵、空压机等设备所示。这种启动器适用于水泵、空压机等设备的轻载启动，在频敏变阻器完全冷却的情况下，可连续启动二次或三次，否的轻载启动，在频敏变阻器完全冷却的情况下，可连续启动二次或三次，否则频敏变阻器会因过热而不能正常工作。则频敏变阻器会因过热而不能正常工作。启动装置的主电路包括高压隔离开关启动装置的主电路包括高压隔离开关QS 和具有脱扣装置的高压油断路器和具有脱扣装置的高压油断路器QF；电流互感器；电流互感器TA1二次以不完全星形方式接三相电流继电器，二次以不完全星形方式接三相电流继电器，KI1 间接控制间接控制频敏变阻器的切除；电流互感器频敏变阻器的切除；电流互感器TA2 二次以两相差接方式接过流继电器，用二次以两相差接方式接过流继电器，用于对电动机进行过流保护；电压互感器于对电动机进行过流保护；电压互感器TV 二次作为控制回路电源（没有绘出）二次作为控制回路电源（没有绘出），并接的电压表，并接的电压表PV 用于显示主电路工作电压。用于显示主电路工作电压。27图图3-5 KRG6B型高压启动器电气原理图型高压启动器电气原理图283.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制启动前，首先闭合高压隔离开关启动前，首先闭合高压隔离开关QS 和转换开关和转换开关SA，控制回路有电，绿色指，控制回路有电，绿色指示示HG亮。同时保护电路中的脱扣线圈亮。同时保护电路中的脱扣线圈KV 有电吸合，允许合闸启动电动机。有电吸合，允许合闸启动电动机。启动时，手动操作油开关启动时，手动操作油开关QF，其主触头先于辅助触点，其主触头先于辅助触点QF1QF4动作，电动动作，电动机转子回路串频敏变阻器启动。较大的启动电流使主回路的三相电流继电器机转子回路串频敏变阻器启动。较大的启动电流使主回路的三相电流继电器KI1 吸合，其常闭触点吸合，其常闭触点KI1 打开，切断接触器打开，切断接触器KM 电路，保证启动过程中频敏电路，保证启动过程中频敏变阻器不被切除。待油开关操作手柄完全合上时，其辅助触点才动作：变阻器不被切除。待油开关操作手柄完全合上时，其辅助触点才动作：QF1打开，绿灯打开，绿灯HG 灭，表示电动机正在启动；灭，表示电动机正在启动；QF2闭合为红灯闭合为红灯HR 亮作准备；亮作准备；QF3闭合，短接闭合，短接KM 常闭触点，保证脱扣线圈在启动瞬间的电流通路；常闭触点，保证脱扣线圈在启动瞬间的电流通路；QF4闭合，为接触器闭合，为接触器KM 通电作准备。通电作准备。随着电动机转速升高，主电路电流下降到某一数值（一般为随着电动机转速升高，主电路电流下降到某一数值（一般为1.2倍的额定电流）倍的额定电流）时，三相电流继电器时，三相电流继电器KI1释放，其常闭触点闭合，使接触器释放，其常闭触点闭合，使接触器KM 有电吸合主有电吸合主触头触头KM 闭合短接电动机转子绕组，切除频敏变阻器。同时常开触点闭合短接电动机转子绕组，切除频敏变阻器。同时常开触点KM1闭闭合，红色指示灯合，红色指示灯HR 亮表示电动机降压启动结束。亮表示电动机降压启动结束。293.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制在启动过程中，如果接触器在启动过程中，如果接触器KM 发生故障，经发生故障，经1 min 后红色指示灯仍不亮，说后红色指示灯仍不亮，说明频敏变阻器未被短接，这时必须按下停止按钮明频敏变阻器未被短接，这时必须按下停止按钮SB，切断脱扣线圈电路，使，切断脱扣线圈电路，使油开关跳闸，以避免频敏变阻器长时间接在电路中而被烧坏。油开关跳闸，以避免频敏变阻器长时间接在电路中而被烧坏。当电动机发生过载或短路故障时，具有反时限保护的电流继电器当电动机发生过载或短路故障时，具有反时限保护的电流继电器KI2 动作，动作，其常闭触点其常闭触点KI2 打开，脱扣线圈失电，油开关跳闸，起到保护作用。当主电打开，脱扣线圈失电，油开关跳闸，起到保护作用。当主电路电压低于某一数值路电压低于某一数值(欠压欠压)时，脱扣线圈因吸力不足而释放油开关跳闸或时，脱扣线圈因吸力不足而释放油开关跳闸或不能被送电。不能被送电。另外，该电路还设有限位开关另外，该电路还设有限位开关SQ，其触点串接在脱扣线圈回路中，当启动器，其触点串接在脱扣线圈回路中，当启动器箱盖打开时，触点断开，油开关不能送电合闸，从而起到安全闭锁作用（图箱盖打开时，触点断开，油开关不能送电合闸，从而起到安全闭锁作用（图3-5中未画出）。中未画出）。303.1 矿井主要通风设备控制矿井主要通风设备控制保护电路中并联触点保护电路中并联触点QF3和和KM3的作用是：在电动机启动前，先由常闭触点的作用是：在电动机启动前，先由常闭触点KM3为脱扣线圈提供通路，若电网电压正常，脱扣线圈吸合，允许油开关为脱扣线圈提供通路，若电网电压正常，脱扣线圈吸合，允许油开关QF 送电，否则油开关不能合闸送电；另外，当接触器触头送电，否则油开关不能合闸送电；另外，当接触器触头KM 因故没有断开，因故没有断开，与其同轴的触点与其同轴的触点KM3就不能闭合，脱扣线圈因送不上电而不能使油开关合闸就不能闭合，脱扣线圈因送不上电而不能使油开关合闸送电，防止电动机不串频敏变阻器而直接启动。因而必须首先排除接触器送电，防止电动机不串频敏变阻器而直接启动。因而必须首先排除接触器KM 故障，才能使电动机正常启动。故障，才能使电动机正常启动。停车时，可操作油开关手柄直接切断电动机电源