三相籠形異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路安裝

1、項(xiàng)目單元項(xiàng)目單元12 12 三相籠形異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路安裝三相籠形異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路安裝12.1訓(xùn)練目標(biāo)訓(xùn)練目標(biāo) 1了解電磁機(jī)械制動(dòng)控制。熟悉速度繼電器結(jié)構(gòu)、原理及使用方法。 2掌握三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制方法。 3掌握三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電氣線路的安裝操作。12.2實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器件實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器件 任務(wù)所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和元件見(jiàn)表12-1。表12-1三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和元件明細(xì)表代號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格數(shù)量M三相異步電動(dòng)機(jī)Y-112S-44kW、380V、接法、15.4A、1440r/min1QS組合開(kāi)關(guān)HZ10-25/3三極、35A1FU1熔斷器RL1-60/

2、25500V、60A、配熔體25A3FU2熔斷器RL1-15/4500V、15A、配熔體4A2KM交流接觸器CJ10-2020A、線圈電壓380V2KS速度繼電器JY11FR熱繼電器JR16-20/3三極、20A、整定電流8.8A1SB按鈕LA4-3H保護(hù)式、500V、5A、按鈕數(shù)33XT端子板JD0-1020500V、10A、20節(jié)1主電路導(dǎo)線BVR-1.51.5mm2(70. 52mm)若干控制電路導(dǎo)線BVR-1.01 mm2 (70.43mm)若干12.3 12.3 相關(guān)知識(shí)相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)情境項(xiàng)目學(xué)習(xí)情境1 1電磁機(jī)械制動(dòng)電磁機(jī)械制動(dòng)1電磁抱閘的結(jié)構(gòu) 如圖12-1所示，電磁抱閘主要由兩

3、部分組成，制動(dòng)電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器。制動(dòng)電磁鐵由鐵芯、銜鐵和線圈三部分組成。并有單相和三相之分。閘瓦制動(dòng)器包括閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等組成；閘輪與電動(dòng)機(jī)裝在同一根轉(zhuǎn)軸上。制動(dòng)強(qiáng)度可通過(guò)調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)改變。2電磁抱閘斷電制動(dòng)控制線路 如圖12-2所示為電磁抱閘斷電制動(dòng)控制線路。本制動(dòng)線路屬于斷電制動(dòng)，即主電路通電時(shí)，抱閘線圈有電使閘瓦和閘輪分開(kāi)，主電路斷電時(shí)，閘瓦與閘輪抱住。 線路動(dòng)作情況：合上電源開(kāi)關(guān)QS，按動(dòng)起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM線圈獲電動(dòng)作，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，主要觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)通電起動(dòng)，同時(shí)電磁抱閘線圈獲電，吸引銜鐵，使它與鐵芯閉合，銜鐵克服彈簧拉力，迫使制動(dòng)杠桿向上移動(dòng)，從而使

4、制動(dòng)器的閘瓦與閘輪分開(kāi)，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行；當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1時(shí)，KM斷電釋放，使電動(dòng)機(jī)的電源被切斷，與此同時(shí)，電磁抱閘線圈也斷電，使抱閘銜鐵與鐵芯分開(kāi)，在彈簧拉力作用下，使閘瓦與閘輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)被迅速制動(dòng)而停轉(zhuǎn)。 圖12-1 電磁抱閘的結(jié)構(gòu)圖 1-彈簧2-閘輪3-杠桿4-閘瓦 5-軸6-線圈 7-鐵芯8-銜鐵12-2 電磁抱閘斷電制動(dòng)控制線路 這種制動(dòng)在起重機(jī)械上被廣泛采用，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，如果線路發(fā)生故障斷電時(shí)，電磁抱閘將迅速使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，從而防止重物下落和電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的事故出現(xiàn)，比較安全可靠。但缺點(diǎn)是線圈的通電時(shí)間與電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間相同，故很不經(jīng)濟(jì)。3電磁抱閘通電制動(dòng)控制線路

5、 如圖12-3所示為電磁抱閘通電制動(dòng)控制線路。它與斷電制動(dòng)型相反，即主電路有電流流過(guò)時(shí)電磁抱閘線圈無(wú)電，這時(shí)抱閘與閘輪松開(kāi)；當(dāng)主電路斷電而通過(guò)復(fù)合按鈕SB1的常開(kāi)觸頭的閉合使電磁抱閘線圈獲電時(shí)，抱閘與閘輪抱緊呈制動(dòng)狀態(tài)。在電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的正常狀態(tài)下，電磁抱閘線圈無(wú)電，抱閘與閘輪也處于狀態(tài)。這樣，在電動(dòng)機(jī)未通電時(shí)，可以用手扳動(dòng)主軸供調(diào)整、對(duì)刀、檢測(cè)之用。有關(guān)本控制線路的動(dòng)作原理，讀者可自行分析，但要提醒一點(diǎn)，在圖12-3中的控制線路，只有將停止按鈕SB1按到底才有制動(dòng)作用。圖12-3 電磁抱閘通電制動(dòng)控制線路項(xiàng)目學(xué)習(xí)情境項(xiàng)目學(xué)習(xí)情境2 2 電氣制動(dòng)控制電路電氣制動(dòng)控制電路 1速度繼電器 速度繼電器

6、也稱(chēng)反接線制動(dòng)繼電器，是用來(lái)反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化的繼電器。它的基本工作方式和主要作用是依靠旋轉(zhuǎn)速度的快慢為指令信號(hào)，通過(guò)觸點(diǎn)的分合傳遞給接觸器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制。速度繼電器的外形及結(jié)構(gòu)如圖12-4(a)所示。速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、可動(dòng)支架、觸點(diǎn)系統(tǒng)等組成。 圖12-4(b) 所示為速度繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖12-4(a)可以看出，定子由硅鋼片疊成并裝有籠型的短路繞組（同籠型轉(zhuǎn)子繞組相似），定子與轉(zhuǎn)軸同心，定子和轉(zhuǎn)子間有一很小氣隙，并能獨(dú)自偏擺，轉(zhuǎn)子是用一塊永久磁鐵制成，固定在轉(zhuǎn)軸上；支架的一端固定在定子上，可隨定子偏擺，頂塊與支架的另一端由小軸聯(lián)結(jié)在一起，轉(zhuǎn)軸與小

7、軸分別固定，頂塊可隨支架偏轉(zhuǎn)而動(dòng)作的。(a) 速度繼電器結(jié)構(gòu)圖 圖12-4 速度繼電器結(jié)構(gòu)圖、原理示意圖和圖形文字符號(hào)1-調(diào)節(jié)螺釘 2-反力彈簧 3-常閉觸點(diǎn) 4-常開(kāi)觸點(diǎn) 5-動(dòng)觸點(diǎn) 6-推桿 7-籠型導(dǎo)條8-轉(zhuǎn)子 9-圓環(huán) 10-轉(zhuǎn)軸 11-擺桿 12-返回杠桿 速度繼電器的工作原理是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與電動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)結(jié)的速度繼電器轉(zhuǎn)子也轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，永久磁鐵制成的轉(zhuǎn)子，就由靜止磁場(chǎng)變?yōu)樵诳臻g移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。此時(shí)，定子內(nèi)的短路繞組（導(dǎo)體）因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，載流短路繞組與磁場(chǎng)相互作用便產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩，于是，定子便順著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向而偏轉(zhuǎn)。定子的偏轉(zhuǎn)帶動(dòng)支架和頂塊，當(dāng)定子轉(zhuǎn)過(guò)一定角

8、度時(shí)，頂塊推動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)彈簧片（或反向偏轉(zhuǎn)時(shí)）使常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后，可產(chǎn)生一定的反作用力，阻止定子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，定子導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的電流越大，因而轉(zhuǎn)矩越大，頂塊對(duì)動(dòng)觸點(diǎn)簧片的作用力也就越大。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，速度繼電器轉(zhuǎn)子速度也隨著下降，定子繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流相應(yīng)減小，從而電磁轉(zhuǎn)矩減小，頂塊對(duì)動(dòng)觸點(diǎn)簧片的作用力也減小。當(dāng)轉(zhuǎn)子速度下降的一定數(shù)值時(shí)，頂塊的作用力小于觸點(diǎn)簧片的反作用力時(shí)，頂塊返回到原始位置，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)也復(fù)位。 目前，機(jī)床線路中常用速度繼電器有JY1型和JFZ0型，速度繼電器JY1型能在3000r/min以下可靠地工作；JFZ01型適用于3003000r

9、/min；JFZ02型適用于10003600r/min；JFZ0型有兩對(duì)常開(kāi)、兩對(duì)常閉觸點(diǎn)，觸點(diǎn)額定電壓為380V，額定電流為2A。一般速度繼電器轉(zhuǎn)軸在120r/min左右即能動(dòng)作，100r/min觸頭即能恢復(fù)正常位置，可通過(guò)螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)來(lái)改變繼電器動(dòng)作的轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)控制電路的要求。 2干簧繼電器 干簧繼電器由于結(jié)構(gòu)小巧，動(dòng)作迅速，工作穩(wěn)定，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。 干簧繼電器的主要部分是干簧管，它由一組或幾組導(dǎo)磁簧片封裝在惰性氣體（如氦、氮等氣體）的玻璃管中組成開(kāi)關(guān)元件。導(dǎo)磁簧片又兼作接觸簧片，即控制觸點(diǎn)，也就是說(shuō)一組簧片起開(kāi)關(guān)電路和磁路雙重作用。圖12-5為干簧繼電器結(jié)構(gòu)原理圖

10、其中圖（a）表示利用線圈內(nèi)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，圖（b）表示利用外磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)繼電器。在磁場(chǎng)作用下，干簧管中的兩根簧片分別被磁化而相吸引，接通電路。磁場(chǎng)消失后，簧片靠本身的彈性分開(kāi)。 干簧繼電器特點(diǎn)如下：（1）接觸點(diǎn)與空氣隔絕，可有效地防止老化和污染，也不會(huì)因觸點(diǎn)產(chǎn)生火花而引起附近易燃物的燃燒。（2）觸點(diǎn)采用金、鈀的合金鍍層，接觸電阻穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，為100萬(wàn)1000萬(wàn)次。（3）與永久磁鐵配合使用方便，靈活。可與晶體管配套使用。（4）動(dòng)作速度快，為13ms，比一般繼電器快510倍。（5）承受電壓低，通常不超過(guò)250V。3反接制動(dòng)控制電路 異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)有兩種情況：一種是在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)

11、的倒拉反接制動(dòng)；另一種是改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源相序進(jìn)行反接制動(dòng)。本處只介紹改變電源相序進(jìn)行反接制動(dòng)。（1）反接制動(dòng)的基本原理 將電動(dòng)機(jī)的三根電源線的任意兩根對(duì)調(diào)稱(chēng)為反接。若在停車(chē)前，把電動(dòng)機(jī)反接，則其定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)便反方向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩亦隨之反方向，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速便很快降到零，稱(chēng)為反接制動(dòng)。必須指出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接進(jìn)零時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。在控制電路中常用速度繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。為此采用速度繼電器來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度的變化。在1203000r/min范圍速度繼電器觸頭動(dòng)作，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，其觸頭恢復(fù)原位。圖12-5 干簧繼

12、電器結(jié)構(gòu)原理圖（2）單方向起動(dòng)的反接制動(dòng)控制電路 圖12-6為單方向反接制動(dòng)控制電路。圖中KM1為單方向旋轉(zhuǎn)接觸器，KM2為反接制動(dòng)接觸器，KV為速度繼電器，R為反接制動(dòng)電阻。 電路工作情況：合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)M通電旋轉(zhuǎn)。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，速度繼電器KS常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。當(dāng)按下停止按鈕SB1時(shí)，KM1斷電，電動(dòng)機(jī)定子繞組脫離三相電源，但電動(dòng)機(jī)因慣性仍以很高速度旋轉(zhuǎn)，KS原閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)仍保持閉合，當(dāng)SB1按到底，使SB1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM2通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)定子串接電阻接上反序電源，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入反接制動(dòng)狀態(tài)。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，

13、當(dāng)速度接近100r/min時(shí)，KS常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，KM2斷電，電動(dòng)機(jī)及時(shí)脫離電源，以后自然停車(chē)至零，反接制動(dòng)結(jié)束。 由于反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過(guò)的反接制動(dòng)電流相當(dāng)于全電壓直接起動(dòng)電流的兩倍，因此反接制動(dòng)特點(diǎn)之一是制動(dòng)迅速、效果好、沖擊力大，通常僅適用于10kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。為了減小沖擊電流，通常要求在電動(dòng)機(jī)主電路中串接一定的電阻以限制反接制動(dòng)電流，這個(gè)電阻稱(chēng)為反接制動(dòng)電阻。反接制動(dòng)的制動(dòng)力矩較大，沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)零件，而且頻繁反接制動(dòng)可能使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。使用時(shí)必須引起注意。圖12-6 單方向反接制動(dòng)控制電路（3）電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控

14、制電路 圖12-7為可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路。圖中KM1、KM2為正、反轉(zhuǎn)接觸器，KM3為短接電阻接觸器，KA1KA3為中間繼電器，KS為速度繼電器，其中KS1為正轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn)，KS2為反轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn)，R為起動(dòng)與制動(dòng)電阻。 電路工作情況：合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，KM1通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)串入電阻接入正序電源起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定值時(shí)KS1觸點(diǎn)閉合，KM3通電，短接電阻，電動(dòng)機(jī)在全壓下起動(dòng)進(jìn)入正常運(yùn)行。 需要停車(chē)時(shí)，按下停止按鈕SB1，KM1、KM3相繼斷電，電動(dòng)機(jī)脫離正序電源并串入電阻，同時(shí)KA3通電，其常閉觸點(diǎn)又再次切斷KM3電路，使KM3無(wú)法通電，保證電阻R串接在定子電路中，由

15、于電動(dòng)機(jī)慣性仍以很高速度旋轉(zhuǎn)，KS1仍保持閉合使KA1通電，觸點(diǎn)KA1（3-12）閉合使KM2通電，電動(dòng)機(jī)串接電阻接上反序電源，實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)；另一觸點(diǎn)KA1（3-19）閉合，使KA3仍通電，確保KM3始終處于斷電狀態(tài)，R始終串入。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到100r/min時(shí)，KS1斷開(kāi)，KA1，KM2、KA3同時(shí)斷電，反接制動(dòng)結(jié)束，電動(dòng)機(jī)停止。 電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)和停車(chē)反接制動(dòng)過(guò)程與上述工作過(guò)程相同，讀者可自行分析。圖12-7可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路12.412.4訓(xùn)練內(nèi)容和步驟訓(xùn)練內(nèi)容和步驟1訓(xùn)練內(nèi)容和控制要求 圖12-6 為三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路安裝接線的實(shí)訓(xùn)電氣原理圖。線路的動(dòng)作過(guò)程：先合上

16、電源開(kāi)關(guān)QS。 按下按鈕SB2KM1線圈通電并自鎖M通電旋轉(zhuǎn)當(dāng)KS速度大于100r/min時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。 當(dāng)按下SB1KM1斷電電動(dòng)機(jī)M因慣性仍高速旋轉(zhuǎn)KS閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)仍保持閉合KM2通電并自鎖定子串電阻接上反序電源進(jìn)入反接制動(dòng)當(dāng)接近100r/min時(shí)KS常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位KM2斷電電動(dòng)機(jī)M脫離電源停車(chē)至零反接制動(dòng)結(jié)束。2訓(xùn)練步驟及要求（1）熟悉電氣控制原理圖，分析控制線路的控制關(guān)系。（2）繪制三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路的電器安裝接線圖如圖12-8所示。（3）固定電器元件（4）按照電氣安裝接線圖接線。先連接主線路，后連接輔助線路，先串聯(lián)連接，后并聯(lián)連接。（5）在接線完成后且

17、檢查無(wú)誤后，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查允許方可通電調(diào)試。圖12-8反接制動(dòng)控制電路電氣安裝接線圖L1L2L3L1 L2 L3U 1 11V 1 11W111U 1 11V 1 11V 1 21W1211023345012FRKM1QS82U 1 21SB1SB2KM245036S11M3XTRUUVVWWnKSS12S13S21S22S2347867676643223注意事項(xiàng) （1）速度繼電器可以先安裝好，不屬于定額時(shí)間內(nèi)。安裝時(shí)采用速度繼電器的連接頭與電動(dòng)機(jī)軸直接連接的方法，應(yīng)使兩軸線重合；若采用帶輪連接的方法，應(yīng)使兩軸中心線保持平行。 （2）通電校驗(yàn)時(shí)，要首先檢查能否制動(dòng)，若按下制動(dòng)按鈕電動(dòng)機(jī)不僅沒(méi)有

18、制動(dòng)，而且繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則主要是由于速度繼電器的兩副常開(kāi)觸點(diǎn)的接線接反所致。 （3）試車(chē)時(shí)，若制動(dòng)不正常，可檢查速度繼電器的膠木擺桿緊固螺釘是否松脫和損壞，或者根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)調(diào)整螺釘，是彈簧壓力增大或減小，調(diào)節(jié)后要把固定螺母鎖緊。切忌用外力彎曲其動(dòng)、靜觸點(diǎn)，使之變形。4檢測(cè)與調(diào)試 速度繼電器的調(diào)整：手持測(cè)速儀，對(duì)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的輸出軸，測(cè)量電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，按SB1使制動(dòng)電路工作，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至100r/min時(shí)觀察速度繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)，看是否分?jǐn)?。若不分?jǐn)?，將螺釘向外擰，使反力彈簧力量減??；若分?jǐn)噙^(guò)早，則將螺釘向內(nèi)擰，使反力彈簧力量增大。如此反復(fù)調(diào)整多次，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在100r/min左右時(shí)，速度繼電器的觸點(diǎn)分?jǐn)嗖⒎?/p>