電動機(jī)控制基本環(huán)節(jié)

電動機(jī)控制基本回路第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識第二節(jié)三相異步電動機(jī)全壓啟動控制第三節(jié)三相異步電動機(jī)降壓啟動控制第四節(jié)三相繞線式異步電動機(jī)啟動控制1教學(xué)基本要求了解電氣控制系統(tǒng)圖的相關(guān)知識，具備一定的識圖能力。掌握電動機(jī)的常見直接啟動方法及電氣控制原理。2第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識D65由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等按不同連接方式組合而成的線路。電氣控制線路：作用：實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的啟動、正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速和保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。3第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識D65電動機(jī)常見的基本控制線路：點動控制線路長動控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路順序控制線路多地控制線路降壓啟動控制線路調(diào)速控制線路制動控制線路4相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)：D65GB4728—85《電氣圖常用圖形符號》GB5226—85《機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件》GB7159—87《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則》GB6988—86《電氣制圖》GB5094—85《電氣技術(shù)中的項目代號》第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識5第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識一、圖形符號和文字符號D65圖形符號文字符號符號要素一般符號限定符號基本文字符號輔助文字符號補助文字符號通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。用于電氣技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)文件的編制，表示電氣設(shè)備、裝置和元件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。6一、圖形符號和文字符號D651.圖形符號符號要素：具有確定意義的簡單圖形，必須同其它圖形組合構(gòu)成一個設(shè)備或概念的完整符號。如接觸器常開主觸點符號，由接觸器觸點功能符號和常開觸點符號組合而成。一般符號：表示一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特征的一種簡單的符號，如電動機(jī)可用一個圓圈表示。限定符號：提供附加信息的一種加在其它符號上的符號。7一、圖形符號和文字符號D652.文字符號基本文字符號：單字母符號：雙字母符號按拉丁字母順序?qū)⒏鞣N電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分成為23大類，每一類用一個專用單字母符號表示，如“C”表示電容器類，“R”表示電阻器類等。由一個表示種類的單字母符號與另一個字母組成，且以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保護(hù)器件類，“FU”則表示為熔斷器。8一、圖形符號和文字符號D652.文字符號基本文字符號：輔助文字符號：表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征。如“RD”表示紅色，“L”表示限制等。單字母符號：雙字母符號:補充文字符號：當(dāng)規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時，可按國家標(biāo)準(zhǔn)中文字符號組成規(guī)律和下述原則予以補充。9一、圖形符號和文字符號D652.文字符號補充文字符號原則：在不違背國家標(biāo)準(zhǔn)文字符號編制原則的條件下，可采用國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電氣文字符號。在優(yōu)先采用基本和輔助文字符號的前提下，可補充國家標(biāo)準(zhǔn)中未列出的雙字母文字符號和輔助文字符號。使用文字符號時，應(yīng)按電氣名詞術(shù)語國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的英文術(shù)語縮寫而成。基本文字符號不得超過兩位字母，輔助文字符號一般不超過三位字母。文字符號采用拉丁字母大寫正體字，且拉丁字母中“I”和“O”不允許單獨作為文字符號使用。10二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則D65電氣控制系統(tǒng)圖電氣原理圖電氣安裝圖框圖電器安裝圖電氣互連圖主電路控制電路照明和顯示電路電氣控制系統(tǒng)圖的結(jié)構(gòu)：11二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則D65原則：1.電氣原理圖用圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關(guān)系和工作原理的圖。主電路、控制電路和信號電路應(yīng)分開繪出。表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)。主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機(jī)）及其保護(hù)電器支路用垂直線繪制在圖的左側(cè)，控制電路用垂直線繪制在圖面的右側(cè)，12D65同一電器的各元件采用同一文字符號表明。所有電路元件的圖形符號，均按電器未接通電源和沒有受外力作用時的狀態(tài)繪制。循環(huán)運動的機(jī)械設(shè)備，在電氣原理圖上繪出工作循環(huán)圖。轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)等繪出動作程序及動作位置示意圖表。由若干元件組成具有特定功能的環(huán)節(jié)，用虛線框括起來，并標(biāo)注出環(huán)節(jié)的主要作用，如速度調(diào)節(jié)器、電流繼電器等。電路和元件完全相同并重復(fù)出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，可以只繪出其中一個環(huán)節(jié)的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標(biāo)明該環(huán)節(jié)的文字號或環(huán)節(jié)的名稱。原則：13外購的成套電氣裝置，其詳細(xì)電路與參數(shù)繪在電氣原理圖上。電氣原理圖的全部電機(jī)、電器元件的型號、文字符號、用途、數(shù)量、額定技術(shù)數(shù)據(jù)，均應(yīng)填寫在元件明細(xì)表內(nèi)。為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表示操作順序，并盡可能減少線條和避免線條交叉。將圖分成若干圖區(qū)，上方為該區(qū)電路的用途和作用，下方為圖區(qū)號。在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點表以說明線圈和觸點的從屬關(guān)系。原則：14二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則D652.電氣原理圖主電路接點表示：三相交流電源采用L1、L2、L3標(biāo)記主電路按U、V、W順序標(biāo)記分級電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記控制電路用不多于3位的阿拉伯?dāng)?shù)字編號15電氣原理圖示例：16二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則D652.電氣安裝圖電器安裝圖：表示電氣控制系統(tǒng)中各電器元件的實際位置和接線情況。詳細(xì)繪制出電器元件安裝位置。50505050320360線槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132型車床電器位置圖17D65電氣互連圖：原則：外部單元同一電器的各部件畫在一起，其布置盡可能符合電器實際情況。各電器元件的圖形符號、文字符號和回路標(biāo)記均以電氣原理圖為準(zhǔn)，并保持一致。不在同一控制箱和同一配電盤上的各電器元件的連接，必須經(jīng)接線端子板進(jìn)行?；ミB圖中的電氣互連關(guān)系用線束表示，連接導(dǎo)線應(yīng)注明導(dǎo)線規(guī)格（數(shù)量、截面積），一般不表示實際走線途徑。對于控制裝置的外部連接線應(yīng)在圖上或用接線表表示清楚，并注明電源的引入點。表明了電器設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據(jù)。18電器互連圖示例EL0HL23142423103×2.5mm22M1M2413×2.5mm23×1mm25×0.75mm23×0.75mm23×2.5mm2QSQ1CW6132型車床電氣互連圖19第二節(jié)電動機(jī)控制的基本環(huán)節(jié)一、單向旋轉(zhuǎn)控制1．手動控制D65QFM3～開啟式負(fù)荷開關(guān)控制自動空氣開關(guān)控制FUM3～QS控制方式簡單特點:電氣原理圖：應(yīng)用:控制三相電風(fēng)扇和砂輪機(jī)202.點動控制工作原理：一、單向旋轉(zhuǎn)控制啟動：按下起動按鈕SB→接觸器KM線圈得電→KM主觸頭閉合→電動機(jī)M啟動運行。停止：松開按鈕SB→接觸器KM線圈失電→KM主觸頭斷開→電動機(jī)M失電停轉(zhuǎn)。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2電氣原理圖：212.點動控制應(yīng)用：常用于電葫蘆控制和車床拖板箱快速移動的電機(jī)控制。保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)控制電路短路保護(hù)主電路短路保護(hù)一、單向旋轉(zhuǎn)控制QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU222電氣原理圖3.接觸器自鎖控制（長動控制）自鎖觸點熱繼電器熱元件熱繼電器常閉觸點KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1一、單向旋轉(zhuǎn)控制P25723工作原理243.接觸器自鎖控制保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FU1、FU2L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3～FRKMFRSB2一、單向旋轉(zhuǎn)控制過載保護(hù)：FR欠壓、失壓保護(hù)：KM25主電路實現(xiàn)順序控制4．順序控制控制電路實現(xiàn)順序控制要求幾臺電動機(jī)的啟動或停止按一定的先后順序來完成的控制方式。一、單向旋轉(zhuǎn)控制順序啟動同時停止控制順序啟動逆序停止控制26順序啟動同時停止控制特點:電氣原理圖：FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM127順序控制28順序啟動逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2電氣原理圖：特點:主電路控制電路29一、單向旋轉(zhuǎn)控制５．多地控制特點：工作原理：在兩地或多地控制同一臺電動機(jī)的控制方式啟動(常開)按鈕并聯(lián)，停止(常閉)按鈕串聯(lián)30三地控制31二、可逆旋轉(zhuǎn)控制電路形式:電動機(jī)原理：改變電動機(jī)三相電源的相序，可改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。倒順開關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)按鈕、接觸器控制的正反轉(zhuǎn)位置控制321.倒順開關(guān)控制正反轉(zhuǎn)控制電路5.5KW以下的電動機(jī)電路直接控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)特點:電氣原理圖：應(yīng)用:SB1KMFU2FRKMSB2M3~L1L2L3KMFRQSFU1SA主電路控制電路用倒順開關(guān)實現(xiàn)電源調(diào)相倒順開關(guān)332.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路主電路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主電路控制電路：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕工作原理：缺點：基本控制電路342.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：接觸器聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖按鈕聯(lián)鎖控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接觸器聯(lián)鎖35接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路362.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：接觸器聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖按鈕聯(lián)鎖控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上電源開關(guān)按下按鈕SB1KM1線圈通電M正轉(zhuǎn)啟動按下停止按鈕SB3KM1線圈斷電電動機(jī)M停止按下按鈕SB2反向啟動372.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：優(yōu)點：接觸器聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖按鈕聯(lián)鎖控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠缺點：操作不便382.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：優(yōu)點：按鈕聯(lián)鎖控制操作方便控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺點：易產(chǎn)生故障392.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：優(yōu)點：接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制電路圖403.位置開關(guān)控制有些生產(chǎn)機(jī)械如萬能銑床，要求工作臺在一定距離內(nèi)能自動往返，通常利用行程開關(guān)控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)。41工作臺自動往返控制42第三節(jié)三相異步電動機(jī)降壓啟動控制降壓啟動的方法定子繞組串電阻（電抗）啟動自耦變壓器降壓啟動

Y—△降壓啟動延邊三角形降壓啟動降壓啟動的實質(zhì)：啟動時減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動電流；啟動后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。43一、定子繞組串電阻（電抗）啟動控制1.定子串電阻降壓自動啟動控制線路FU1KM1QS主電路M3～FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制電路電氣原理圖工作原理合上電源開關(guān)按下按鈕SB1KM1、KT線圈通電M串電阻降壓啟動KT延時KM2線圈通電，KM1、KT線圈斷電M全壓運行44一、定子繞組串電阻（電抗）啟動控制2.手動、自動啟動控制線路FU1KM1QS主電路M3～FRL1L3L2KM2R電氣原理圖工作原理FU2FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM2KM1SAASB3AMM控制電路451.按鈕、接觸器控制自耦變壓器降壓啟動二、自耦變壓器降壓啟動控制M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主電路電氣原理圖正常運行接觸器變壓器星點接觸器變壓器電源接觸器461.按鈕、接觸器控制自耦變壓器降壓啟動二、自耦變壓器降壓啟動控制SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制電路電氣原理圖降壓啟動按鈕全壓運行按鈕中間繼電器471.按鈕、接觸器控制自耦變壓器降壓啟動二、自耦變壓器降壓啟動控制M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主電路電氣原理圖SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制電路工作原理482.時間繼電器控制自耦變壓器降壓啟動二、自耦變壓器降壓啟動控制電氣原理圖工作原理M3~FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主電路FU2FRSB4SB1KM1SB2KM1KAKM1KM1KAKAKAKTSB3控制電路KT49三、星形——三角形降壓啟動控制指電動機(jī)起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，減小起動電流；待電動機(jī)起動后，再把定子繞組改接成三角形，使電動機(jī)全壓運行。Y—△起動只能用于正常運行時為△形接法的電動機(jī)。50時間繼電器控制Y—△降壓起動－－三個接觸器控制三、星形——三角形降壓啟動控制電氣原理圖1234A電源接觸器星形接法接觸器三角形接法接觸器QSFRV1MU1W2FU1V23～KM2KM3KM1W1U2L1L2L3主電路工作原理51Y—△降壓啟動控制52四、延邊三角形降壓啟動控制延邊三角形降壓啟動是指電動機(jī)起動時，把電動機(jī)定子繞組的一部分接“△”形，而另一部分接成“Y”形，使整個定子繞組接成延邊三角形，待電動機(jī)啟動后，再把定子繞組切換成“△”形全壓運行。定子繞組的連接方式：延邊△形接法△形接法53四、延邊三角形降壓啟動控制電氣原理圖FU1KM1QS主電路M3～FRL1L3L2KM3KM2U1V1W1W2U2V2U3V3W3FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM3KM3控制電路KM3KTKM2FU254第四節(jié)三相繞線式異步電動機(jī)啟動控制繞線異步電動機(jī)的優(yōu)點：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串接電阻來改善電動機(jī)的機(jī)械特性，從而達(dá)到減小啟動電流、增大啟動轉(zhuǎn)矩及平滑調(diào)速之目的。繞線異步電動機(jī)降壓啟動原理：起動時，在轉(zhuǎn)子回路中串入三相起動變阻器，并把起動電阻調(diào)到最大值，以減小起動電流，增大起動轉(zhuǎn)矩。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，起動電阻逐級減小。起動完畢后，起動電阻減小到零，轉(zhuǎn)子繞組被短接，電動機(jī)在額定狀態(tài)下運行。551.按鈕操作控制一、轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路電氣原理圖：工作原理：用按鈕逐級切除啟動電阻啟動電阻缺點操作不便主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～控制電路FU2SB1SB5KMSB2SB3SB4KM1KM2KM3FRKM1KM2KM3KM電源接觸器短接電阻接觸器562.時間原則控制一、轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～FU2SB1SB2KMKM1KM1KM2FRKMKM2KM3KM3KT1KT2KT3KM3KMKM1KM2KM3KT1KT2KT3控制電路電氣原理圖：KT1：控制KM1KT2：控制KM2KT3：控制KM3573.電流原則控制一、轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～FU2SB1SB2KMKM1KM1KM2FRKMKM2KM3KM3KT1KT2KT3KM3KMKM1KM2KM3KT1KT2KT3控制電路工作原理：KT1、KT2、KT3分別控制三個接觸器KM1、KM2、KM3按順序依次吸合，自動切除轉(zhuǎn)子繞組中的三級電阻582.電流原則控制一、轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路主電路KMKM1KM2KM3KA控制電路電氣原理圖：三個欠電流繼電器的線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中，電流繼電器的吸合電流一樣，但釋放電流不同，KA1的釋放電流最大，KA2其次，KA3最小。FU2SB1SB2KMKM1KA2KAFRKMKM2KM3KA1KA3L1QSL2L3FRKMMFU1KM3R3KM23～R2KA3R1KA2KA1KM1593.電流原則控制一、轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路工作原理：

電動機(jī)啟動時轉(zhuǎn)子電流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常閉觸頭都打開，KM1、KM2、KM3主觸頭處于斷開狀態(tài)，全部啟動電阻均串接在轉(zhuǎn)子繞組中。電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流逐漸減小，當(dāng)電流減小至KA1的釋放電流時，KA1首先釋放，其常閉觸頭復(fù)位，使接觸器KM1得電主觸頭閉合，切除第一級電阻R1。R1被切除后，轉(zhuǎn)子電流重新增大，電動機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，轉(zhuǎn)子電流又減小，當(dāng)減小至KA2的釋放電流時，KA2釋放，KA2的常閉觸頭復(fù)位，KM2線圈得電主觸頭閉合，第二級電阻R2被切除，同理，切除第三級電阻，全部電阻被切除，電動機(jī)啟動完畢，進(jìn)入正常運行狀態(tài)。60頻敏變阻器二、轉(zhuǎn)子繞組串頻敏變阻器啟動控制線路鐵心損耗很大的三相電抗器，由鑄鐵板或鋼板疊成的三柱式鐵心，在每個鐵心上裝有一個線圈，線圈的一端與轉(zhuǎn)子繞組相連，另一端作星形連接。頻敏變阻器的等效阻抗值與頻率有關(guān)，電動機(jī)剛啟動時，轉(zhuǎn)速較低，轉(zhuǎn)子電流的頻率較高，相當(dāng)于在轉(zhuǎn)子回路中串接一個阻抗很大的電抗器，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子頻率逐漸降低，其等效阻抗自動減小，實現(xiàn)了平滑無級啟動。611.單向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動控制二、轉(zhuǎn)子繞組串頻敏變阻器啟動控制線路主電路L1QSL2L3FRKMMFU1KM1RF3～控制電路FU2SB1SB2KMFRKTK