電機與電氣控制技術(shù)：項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析

項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析7項目情境描述某數(shù)控車間新購進一批T68型臥式鏜床，需要盡快將其運行投產(chǎn)，請根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品信息，熟悉其控制方式和工作情況，實現(xiàn)對這批鏜床的生產(chǎn)控制。T68型臥式鏜床需要幾臺電動機帶動？這些電動機的作用如何？它們的電氣控制要求怎樣？請拿出合理的電氣控制方案。閱讀廠家提供的T68型臥式鏜床主電動機的電氣控制原理圖，分析其電氣控制上的特點，對一些特殊控制環(huán)節(jié)進行賞析和理解記憶。●

鏜床簡介鏜床主要是用鏜刀在工件上鏜孔的機床，是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。鏜床加工過程中，將刀具中心對正孔中心，工件不動，刀具轉(zhuǎn)動。鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。鏜床的加工精度和加工出來的表面質(zhì)量都高于鉆床。鏜床分為臥式鏜床、落地鏜銑床、金剛鏜床和坐標鏜床等類型。此外，還有立式轉(zhuǎn)塔鏜銑床、深孔鏜床和汽車、拖拉機修理用鏜床等。臥式鏜床落地鏜銑床金剛鏜床坐標鏜床應(yīng)用最多、性能最廣，適用于單件小批量生產(chǎn)和修理車間。最大特點是工件固定在落地平臺上。適宜于加工尺寸和重量較大的工件，用于重型機械制造廠。以金剛石或硬質(zhì)合金作刀具，鏜削精度較高、表面粗糙度較小的孔，進給量很小，切削速度很高。多用于大批量生產(chǎn)。有精密的坐標定位裝置。適于加工形狀、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，還能夠劃線、坐標測量和刻度，常用于工具車間和中小批量生產(chǎn)?！?/p>

鏜床簡介1.主運動和進給運動由同一臺主軸電動機拖動，靠不同的傳動鏈來完成兩種不同的運動。2.主軸電動機應(yīng)能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)及點動控制。3.為保證主軸快速、準確停車，主軸電動機有制動環(huán)節(jié)。7.運動部件較多，應(yīng)設(shè)置必要的連鎖和保護環(huán)節(jié)。4.機械齒輪變速和電動機變極調(diào)速相結(jié)合。5.為保證變速后齒輪良好嚙合，主軸變速和進給變速時，主軸電動機應(yīng)設(shè)有低速沖動環(huán)節(jié)。6.為節(jié)約工件的加工時間，應(yīng)配有快速移動電動機拖動各進給部分快速移動?！?/p>

T68型臥式鏜床的控制要求自由停車：斷開三相異步電動機定子繞組的三相交流電源后，不采取制動措施，任由轉(zhuǎn)子在機械慣性作用下，逐漸減速，直至停轉(zhuǎn)。電動機自由停車需要一定的時間，這個停車時間的長短受機械慣性的影響很大，而且不容易測算。一、三相異步電動機的自由停車實際生產(chǎn)中，需要準確停車的生產(chǎn)機械很多，比如：起重機的吊鉤、卷揚機的吊籃、鏜床和萬能銑床的主軸等。自由停車顯然滿足不了這些設(shè)備的控制要求。任務(wù)1.三相異步電動機的反接制動自由停車不能實現(xiàn)電動機的迅速、準確停車，不利于提高生產(chǎn)率，有時甚至不能滿足工藝要求。1.制動目的：二、電動機制動控制的基礎(chǔ)知識1）反接制動2）能耗制動3）回饋制動4.三相異步電動機常用的電氣制動方法機械制動、電氣制動。讓電動機快速停車或勻速下放重物。3.制動方法：2.制動要求：制動迅速、平滑、可靠，能量損耗少。電氣制動——使電動機產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)速n方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩T，依靠電磁轉(zhuǎn)矩T的阻礙作用讓電動機停轉(zhuǎn)。機械制動——在切斷定子繞組的三相交流電源后，利用機械裝置迫使電動機停轉(zhuǎn)。改變接入定子繞組的三相交流電源中任意兩相電源的相序。1.實現(xiàn)方法反接制動有兩種：電源反接制動和倒拉反接制動。

（一）電源反接制動a）電動運行三、三相異步電動機的反接制動b）電源反接制動2.制動原理改變定子繞組的電源相序，就改變了旋轉(zhuǎn)磁場n1的轉(zhuǎn)向，但轉(zhuǎn)子因慣性繼續(xù)按原方向旋轉(zhuǎn)（n的方向不變）。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以速度（n1+n

）切割旋轉(zhuǎn)磁場，切割方向與電動狀態(tài)時相反，產(chǎn)生數(shù)值很大、與原方向相反的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。該電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，是制動轉(zhuǎn)矩。電動狀態(tài)時，n與n1同向（n<n1），轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以（n1-n）的速度切割磁力線（與n反向），電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩（與n同向）。（一）電源反接制動a)電動運行

b)電源反接制動電源反接制動的制動電流很大，通常是直接起動電流的2倍，必須加以限制。3.單向運轉(zhuǎn)反接制動控制電路KM1：正轉(zhuǎn)接觸器KM2：反接制動接觸器SB1：停車制動按鈕。R為制動電阻，用來限制制動電流和制動轉(zhuǎn)矩。KS：速度繼電器按下停車制動按鈕SB1，先讓KM1斷電，切斷正序電，隨即讓KM2得電，接通反序電進行反接制動。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速上升到140r/min時，KS動作，其常開觸點閉合，為反接制動電源的接入作準備。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速下降到100r/min時，KS復(fù)位，其常開觸點斷開，切斷反接制動電源，確保電動機停轉(zhuǎn)時不帶電。★單向反接制動控制電路工作過程分析合上QS按下SB2起動：停車：按下SB1電動機很快減速轉(zhuǎn)速降至100r/minKM1通電自鎖，互鎖切斷KM2線圈電路電動機接入正序電全壓起動，轉(zhuǎn)速從0增加至140r/minKS動合觸頭閉合，KM2仍不得電SB1先切斷KM1線圈電路，KM1觸頭復(fù)位切斷電動機正序電電動機接入反序電，串入制動電阻反接制動反接制動結(jié)束，電動機斷電停轉(zhuǎn)KS復(fù)位，KM2斷電電動機全壓正向運行SB1后接通KM2線圈電路，KM2觸頭動作不能！★思考與拓展電動機單向運行反接制動電路，去掉速度繼電器KS后，能用作正反轉(zhuǎn)電路嗎？為什么？去掉速度繼電器KS，電動機反接制動結(jié)束時，反相序電源不能被切除，電動機會反向起動。但是，由于電動機反轉(zhuǎn)時，定子繞組中串接了制動電阻R，制動電阻R上有電壓降，使加在定子繞組上的始終是低電壓，電動機處于欠壓過載運行。時間長了，熱繼電器FR就會動作，對電動機進行過載保護。三相籠型異步電動機降壓起動可逆運行反接制動控制電路KS為速度繼電器，KS-1為正轉(zhuǎn)閉合觸頭，KS-2為反轉(zhuǎn)閉合觸頭。起動時R作定子串電阻降壓起動電阻，停車時R作反接制動電阻。KM1、KM2分別是正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)接觸器，又是對方的反接制動接觸器；KM3是短接制動電阻接觸器；KA1~KA4為中間繼電器。4.可逆運行反接制動控制電路互鎖？何種類型的？★可逆運行反接制動控制起停過程分析按下SB2KA3通電，觸頭動作KM1線圈得電，電動機串電阻降壓起動轉(zhuǎn)速升至140r/min，KS1動合觸頭閉合正向起動控制：停機控制：按下SB1KM1復(fù)位電機高速，KS1仍閉合，KA1保持通電動作狀態(tài)KM2通電，接入反序電KA1得電，觸頭動作KM3斷電，接入制動電阻R

反向起動和制動控制與此類似，請同學(xué)們自行分析。KM3得電，切除電阻R，電動機全壓運行切斷正序電KA3復(fù)位電動機轉(zhuǎn)速迅速下降轉(zhuǎn)速降至100r/min，KS1復(fù)位電動機進入反接制動KA1、KM2相繼斷電復(fù)位，制動結(jié)束，電動機停轉(zhuǎn)◆結(jié)構(gòu)示意圖5.相關(guān)低壓電器——速度繼電器定子是裝有籠型繞組的空心圓環(huán)。◆基本結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子、觸頭系統(tǒng)◆作用根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速的高低來接通或斷開電動機的控制電路。轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子裝在電機軸上，與電機一起旋轉(zhuǎn)。因為速度繼電器常用來控制電動機的反接制動，所以又被稱為“反接制動繼電器”。轉(zhuǎn)子電動機軸定子定子繞組擺錘動觸點靜觸點1-轉(zhuǎn)軸2-轉(zhuǎn)子3-定子4-定子繞組5-擺捶6、7-靜觸頭8、9-動觸頭速度繼電器的轉(zhuǎn)子與電動機同軸，隨電動機的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。速度繼電器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速)、定子繞組感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、定子繞組所受到的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，都與電動機的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)速降低到一定值時，速度繼電器的定子會因電磁轉(zhuǎn)矩減小而回歸原位，擺錘隨之復(fù)位，帶動觸頭復(fù)位。速度繼電器結(jié)構(gòu)示意圖◆速度繼電器的工作原理只要電動機的轉(zhuǎn)速足夠高，就能產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩，帶動速度繼電器的定子跟隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，固定在定子上的擺錘偏移，推動觸頭動作。速度繼電器的轉(zhuǎn)子是永久磁鐵，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場被定子繞組切割，產(chǎn)生定子感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。動作轉(zhuǎn)速n>（120~140）r/min復(fù)位轉(zhuǎn)速n<100r/min◆速度繼電器的動作參數(shù)◆速度繼電器的電氣符號a)轉(zhuǎn)子b)常開觸頭c)常閉觸頭文字符號：KS圖形符號：◆速度繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號觸點容量觸點數(shù)量額定轉(zhuǎn)速（r/min）允許操作頻率額定電壓額定電流正轉(zhuǎn)時動作反轉(zhuǎn)時動作JY1380V2A1組轉(zhuǎn)換觸點（常開、常閉各一對）1組轉(zhuǎn)換觸點（常開、常閉各一對）100～3600﹤30次/hJFZ0300～3600注意事項：速度繼電器有兩組觸頭：一組在電動機正轉(zhuǎn)時動作，一組在電動機反轉(zhuǎn)時動作。在安裝接線時，這兩組觸頭一定不要弄混。6.電源反接制動的實現(xiàn)要點1）給三相異步電動機的定子繞組接入反相序交流電。2）在主電路中串接反接制動電阻，以限制反接制動電流和反接制動轉(zhuǎn)矩。對三相籠型異步電動機，反接制動電阻串接在定子電路中。對三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，反接制動電阻通常串接在轉(zhuǎn)子電路中。3）若以停車為目的，在反接制動結(jié)束時，一定要及時切除反相序交流電源，以防止電動機反向起動。

7.電源反接制動的特點及應(yīng)用適用于要求迅速制動，但無需頻繁制動的場合。應(yīng)用：缺點：優(yōu)點：1）制動設(shè)備簡單。2）制動轉(zhuǎn)矩大，制動迅速。

1）機械沖擊強烈，易損壞傳動部件。2）制動速度快容易造成反轉(zhuǎn)，準確停車有一定困難。3）制動電阻上損耗的電能過大。4）制動電流大，不宜頻繁使用，否則電動機將會因過熱而燒毀。用于三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機拖動位能性負載低速下放的場合，如：橋式起重機主鉤電動機重載低速下放重物。1）在定子繞組中接入與提升重物時相序相同的三相交流電源。2）在電動機的轉(zhuǎn)子電路中串接大阻值的電阻R2b。四、倒拉反接制動a)電動狀態(tài)b)倒拉反接制動狀態(tài)2.倒拉反接制動的實現(xiàn)方法1.倒拉反接制動的應(yīng)用串入電阻使轉(zhuǎn)子電流變小，電磁轉(zhuǎn)矩T隨之變小，負載轉(zhuǎn)矩TL﹥T，迫使轉(zhuǎn)速n下降。隨著反向轉(zhuǎn)速n的升高，電磁轉(zhuǎn)矩T繼續(xù)增大。當(dāng)T=TL時，電動機穩(wěn)定在人為機械特性2上的d點，低速下放重物。轉(zhuǎn)速n下降，使轉(zhuǎn)子切割磁力線的速度增大，從而使電磁轉(zhuǎn)矩T增大。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)速n下降至0時，TL仍大于T，電動機反向起動，TL變?yōu)轵?qū)動轉(zhuǎn)矩，T變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，電動機進入倒拉反接制動狀態(tài)。倒拉反接制動時的機械特性隨著轉(zhuǎn)速n的下降，運行點沿著人為機械特性2逐漸向下移動。電動機原本運行在固有機械特性1上的a點。轉(zhuǎn)子回路串入電阻的瞬間，由于機械慣性，電動機的轉(zhuǎn)速n不能突變，運行點躍變到轉(zhuǎn)子串電阻的人為機械特性2上的b點。3.倒拉反接制動的制動原理5.倒拉反接制動的實現(xiàn)要點1）電動機的定子繞組接入的三相交流電的相序，與提升重物時的相序相同。4.倒拉反接制動的名稱由來1）電動機的定子繞組所接的電源相序與提升重物時一樣，而下放重物相當(dāng)于“倒著拉”，因此謂之“倒拉”。2）“反接”是指轉(zhuǎn)子繞組接入大電阻后，使得電動機的旋轉(zhuǎn)方向與提升重物時相反了。2）在轉(zhuǎn)子電路要串入足夠大的電阻，使得轉(zhuǎn)速下降到0時，電磁轉(zhuǎn)矩T仍小于負載轉(zhuǎn)矩TL。3）“制動”是指電磁轉(zhuǎn)矩T雖然與提升重物時的方向一致，但是由于負載轉(zhuǎn)矩TL變?yōu)閯恿?，帶動電動機改變轉(zhuǎn)向，下放重物，使電磁轉(zhuǎn)矩T與電動機轉(zhuǎn)向相反，變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩。7.倒拉反接制動的缺點串入轉(zhuǎn)子電路的電阻值不能過大，也不能過小。過大，會使下放重物的速度過高而不安全，如：人為機械特性3上的e點；過小，根本不會進入倒拉反接制動狀態(tài)，如：人為機械特性4上的f點。轉(zhuǎn)子中串入的大電阻既消耗機械功率，又消耗電功率，能量損耗很大。6.倒拉反接制動的注意事項倒拉反接制動時的機械特性8.倒拉反接制動的應(yīng)用應(yīng)用于三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，低速穩(wěn)定下放的場合。f4分析如下接線示意圖，判定圖中電動機能進行何種控制，并畫出對應(yīng)的電氣原理圖。五、拓展訓(xùn)練電動機單向反接制動控制參考答案：項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析7切除通入三相異步電動機定子繞組的三相交流電，然后迅速接入直流電。1.能耗制動的實現(xiàn)方法KM1接通KM2斷開時，三相定子繞組接入三相交流電，電動機運行在電動狀態(tài)。一、三相異步電動機的能耗制動KM1斷開KM2接通時，定子繞組上的三相交流電被切除，接入直流電，電動機進入能耗制動狀態(tài)。電動機能耗制動原理圖當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n下降到0時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與恒定磁場之間沒了相對運動，不再切割磁力線，不再有感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩。若電動機帶的不是位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，就會停轉(zhuǎn)。三相交流電被直流電取代后，圓形的旋轉(zhuǎn)磁場被靜止的恒定磁場取代。轉(zhuǎn)子因慣性仍按原方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割恒定磁場，切割方向與電動狀態(tài)時相反。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩T的方向都與電動狀態(tài)時相反，電磁轉(zhuǎn)矩T與n反向，成為制動轉(zhuǎn)矩。電動機轉(zhuǎn)速n下降的過程，是轉(zhuǎn)子動能轉(zhuǎn)換為電能被轉(zhuǎn)子電阻消耗的過程。動能耗盡，轉(zhuǎn)子就停轉(zhuǎn)，因而得名能耗制動。電磁轉(zhuǎn)矩T與負載轉(zhuǎn)矩TL同向，共同迫使電動機迅速減速。2.能耗制動原理調(diào)節(jié)可變電阻RP的阻值，就能改變通入電動機定子繞組的直流電流的大小，從而改變恒定磁場的強弱，控制能耗制動的強度。3.時間原則單向運行能耗制動控制電路當(dāng)時間繼電器KT故障時，長按停止按鈕SB1，可對能耗制動進行手動控制。交、直流電源電氣互鎖復(fù)式按鈕：完成交流到直流的切換變壓器和整流電路UR:可控硅整流器當(dāng)KT故障，不能如期切除直流電時，能耗制動就不能自鎖。時間繼電器的瞬動觸頭4.速度原則可逆運行能耗制動控制電路自鎖正轉(zhuǎn)對應(yīng)觸頭KS-1，反轉(zhuǎn)對應(yīng)觸頭KS-2。正反轉(zhuǎn)電氣互鎖交、直流電氣互鎖交、直流電氣互鎖變壓器和整流電路VC：控制電路有電源的整流器應(yīng)用：能耗制動時，整流電源為220V交流電（L3-N）。由于定子繞組U、V兩相被短接成一相，所以只有單方向的制動轉(zhuǎn)矩，制動效果不好。適用于容量在10kW以下，且對制動要求不高的電動機。5.無變壓器單管能耗制動控制電路L3經(jīng)KM2的主觸頭接至定子繞組U、V兩相，中性線N串聯(lián)整流二極管VD經(jīng)由KM2的主觸頭接入W相，構(gòu)成閉合回路。1）適用于要求準確停車和起動、制動頻繁的場合。2）時間原則能耗制動，適于負載轉(zhuǎn)矩較穩(wěn)定的情況。3）速度原則能耗制動，適于便于通過傳動機構(gòu)反映電動機轉(zhuǎn)速的情況。應(yīng)用：缺點：優(yōu)點：1）制動平穩(wěn)，能實現(xiàn)準確、快速停車。2）制動過程消耗的主要是動能，而非電能，經(jīng)濟性好。3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降為0時，電磁轉(zhuǎn)矩也為0，不會反向起動。1）設(shè)備投資大。需要一套直流電源；如果沒有直流電源，就要利用變壓器和整流電路，把交流電整流成直流電。2）隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，制動轉(zhuǎn)矩會減小，制動效果變差。6.能耗制動的特點及應(yīng)用分析如下接線示意圖，判斷圖中電動機能進行何種控制，并畫出對應(yīng)的電氣原理圖。7.拓展訓(xùn)練電動機可逆運行速度原則能耗制動控制參考答案：正在電動運行的三相異步電動機，受到某種因素的影響而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n1時，就進入了回饋制動狀態(tài)。1.回饋制動的實現(xiàn)方法當(dāng)n>n1時，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動狀態(tài)時相反，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向，都與電動狀態(tài)時相反，電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n反向，變成制動轉(zhuǎn)矩。2.回饋制動的工作原理由于n>n1是外加轉(zhuǎn)矩作用的結(jié)果，所以制動過程不但不從電網(wǎng)吸收電功率，反而向電網(wǎng)輸出電功率（由拖動系統(tǒng)的機械能轉(zhuǎn)換而來），故稱為回饋制動或再生發(fā)電制動。二、三相異步電動機的回饋制動回饋制動時，電動機的轉(zhuǎn)差率s為負值。在機械特性圖上，電動機的運行點位于第Ⅱ或第Ⅳ象限。3.回饋制動的分類回饋制動分為反向回饋制動和正向回饋制動兩大類。1）反向回饋制動2）正向回饋制動起重機提升機構(gòu)電動機，高速（比同步轉(zhuǎn)速n1高）穩(wěn)定下放重物時的制動狀態(tài)。在變頻調(diào)速或變極調(diào)速時，電動機由高速檔轉(zhuǎn)換為低速檔過程中呈現(xiàn)的制動狀態(tài)。這里的“反向”與“正向”，是與電動運行時電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向比較而言的。一臺電動運行、正在提升重物的三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，改變接入其定子繞組的三相交流電源的相序，并且在轉(zhuǎn)子電路串入制動電阻Rbx。①反向回饋制動的實現(xiàn)方法a)電動狀態(tài)提升重物1）反向回饋制動b)反向回饋制動下放重物②反向回饋制動的實現(xiàn)過程分析轉(zhuǎn)子電路串入制動電阻Rbx，使得轉(zhuǎn)子電流I2和電磁轉(zhuǎn)矩T的數(shù)值都變小。接入定子繞組的交流電源相序改變，旋轉(zhuǎn)磁場n1反向。由于機械慣性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的大小和方向都不突變，所以轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線的方向改變了，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流I2和電磁轉(zhuǎn)矩T都跟著反向，T變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩。此時，電動機所帶的是位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，所以負載轉(zhuǎn)矩TL的方向和大小保持不變。T和TL都是制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機的轉(zhuǎn)速n迅速下降。電動機起初運行在固有機械特性1的a'點。調(diào)換接入定子繞組的三相電源的任意兩相，并在轉(zhuǎn)子回路串入電阻，運行點躍變到人為機械特性2上的b'點。隨著轉(zhuǎn)速n的下降，運行點沿著人為機械特性2逐漸向下移動。當(dāng)運行點下移至c點，轉(zhuǎn)速n下降至0時，T和TL都不為0，二者同方向，共同使電動機反向起動并不斷加速。運行點進入第Ⅲ象限，沿著人為機械特性2繼續(xù)下移。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到“-n1”時，電磁轉(zhuǎn)矩T變?yōu)?，負載轉(zhuǎn)矩TL仍然恒定不變，帶動電動機繼續(xù)加速，使運行點進入第Ⅳ象限。電動機機械特性圖②反向回饋制動的實現(xiàn)過程分析在第Ⅰ象限，TL為制動轉(zhuǎn)矩，T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，電動機處于正轉(zhuǎn)電動狀態(tài)。電動機的機械特性圖運行點進入第Ⅳ象限，電磁轉(zhuǎn)矩T變?yōu)檎?，隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大。當(dāng)T=TL時，電動機穩(wěn)定在人為機械特性2上的a點，高速下放重物。電動機由電動到反向回饋制動的全過程，不論運行點在哪個象限，TL都為正值。在第Ⅰ和第Ⅳ象限，電磁轉(zhuǎn)矩T為正值。在第Ⅱ和第Ⅲ象限，電磁轉(zhuǎn)矩T為負值。在第Ⅱ象限，TL和T都為制動轉(zhuǎn)矩，電動機處于正轉(zhuǎn)反接制動狀態(tài)。在第Ⅲ象限，TL和T都為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，電動機處于反向電動加速狀態(tài)。在第Ⅳ象限，TL為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，T為制動轉(zhuǎn)矩，電動機處于反向回饋制動狀態(tài)。②反向回饋制動的實現(xiàn)過程分析a.電動機由正向電動狀態(tài)變換到反向回饋制動狀態(tài)，必然要經(jīng)歷電源反接制動(第Ⅱ象限)和反向電動加速(第Ⅲ象限)這兩個過程。b.反向回饋制動時，轉(zhuǎn)子回路所串接的電阻值越大，最后穩(wěn)定下放重物的速度就越高。電動機的機械特性圖c.由于下放重物的速度過高容易引發(fā)安全事故，所以反向回饋制動時，轉(zhuǎn)子回路所串接的電阻值不宜過大。③反向回饋制動的注意事項如：人為機械特性3所串的電阻值比人為機械特性2所串的電阻值大，b點比a點對應(yīng)的下放速度就高。如果所串接的電阻值過大，在進入回饋制動后，應(yīng)及時短接一部分轉(zhuǎn)子電阻。正向回饋制動發(fā)生在變極調(diào)速或變頻調(diào)速時，電動機由高速檔變?yōu)榈退贆n的降速過程中。電動機2極運行時，對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，以n1表示。電動機4極運行時，對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，以n1’表示。

以2極變4極變極調(diào)速為例：電動機2極運行時，運行點為2極對應(yīng)的機械特性曲線1上的a點。電動機2/4極調(diào)速的機械特性圖2）正向回饋制動由2極變4極的瞬間，由于機械慣性，電動機的轉(zhuǎn)速n不能突變，運行點由a點躍變到4極對應(yīng)的機械特性曲線2上的b點。a點在第Ⅰ象限，電動機處于正轉(zhuǎn)電動運行狀態(tài)，對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩T和負載轉(zhuǎn)矩TL都為正值。T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，TL為制動轉(zhuǎn)矩。電動運行當(dāng)轉(zhuǎn)速n降至1500r/min，運行點下移到n1'點時，電磁轉(zhuǎn)矩T變?yōu)?，正向回饋制動結(jié)束。電動機2/4極調(diào)速的機械特性圖正向回饋制動電動減速在負載轉(zhuǎn)矩TL作用下，轉(zhuǎn)速n繼續(xù)下降，運行點回到第Ⅰ象限，電磁轉(zhuǎn)矩T回歸正值并逐漸增大，電動機恢復(fù)電動運行。b點位于第Ⅱ象限，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速n方向不變，電動機仍然正向運轉(zhuǎn)，但n高于同步轉(zhuǎn)速n1'(1500r/min)。在第Ⅱ象限，電動機進入正向回饋制動狀態(tài)：電磁轉(zhuǎn)矩T為負值，變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩；負載轉(zhuǎn)矩TL仍為正值，仍為制動轉(zhuǎn)矩；T和TL共同作用，迫使轉(zhuǎn)速n迅速下降；高速旋轉(zhuǎn)的動能變成電能回饋給電網(wǎng)。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩T增大到等于TL時，電動機在c點低速運行。電動運行2）正向回饋制動四、電動機的機械制動控制電動機的機械制動：利用機械裝置的機械力，強迫電動機脫離電源后迅速停轉(zhuǎn)。常用的機械制動裝置有電磁抱閘和電磁離合器。1.電磁抱閘的結(jié)構(gòu)由制動電磁鐵和閘瓦制動器兩部分組成。制動電磁鐵包括鐵心、銜鐵和線圈。閘瓦制動器包括閘輪、閘瓦。閘輪與電動機裝在同一根轉(zhuǎn)軸上。杠桿和彈簧等都是附件。電磁抱閘制動工作原理示意圖2.電磁抱閘的工作原理需要起動電動機時，給制動電磁鐵的線圈和電動機的定子繞組通電（同時通電或者先給制動電磁鐵線圈通電）。制動電磁鐵的銜鐵吸合，彈簧被拉伸，杠桿被提起，使制動器的閘瓦與閘輪分開，讓閘輪隨電動機的轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。需要電動機停車時，讓制動電磁鐵線圈和電動機定子繞組都失電。制動電磁鐵的銜鐵在彈簧的彈性回復(fù)作用下與鐵心分開，杠桿落下，使制動器的閘瓦抱住閘輪，電動機的轉(zhuǎn)軸被制動，迫使電動機停轉(zhuǎn)。主電路中的YB為制動電磁鐵線圈。3.電磁抱閘斷電制動控制電路控制電路中，KM1的輔助常開觸頭串聯(lián)在KM2的線圈電路中，二者是順序控制關(guān)系：KM1先得電，KM2后得電。這種順序控制能保證在閘瓦松開閘輪之后，再讓電動機起動。如果KM1故障，不能接通制動電磁鐵線圈、閘瓦不能松開閘輪，KM2也不能得電，使電動機斷電不會起動，可避免電動機軸被閘瓦制動器剎住時強行起動而造成轉(zhuǎn)軸嚴重磨損。4.電磁抱閘制動的特點及應(yīng)用制動能力強，定位準確，安全可靠，可防止突然斷電時重物自行墜落而造成安全事故。電磁抱閘體積較大，快速制動時會產(chǎn)生振動，使制動器磨損嚴重，而且一切斷電源，電動機軸就被閘瓦制動器剎住而不能轉(zhuǎn)動，如果電動機沒有停到位，就很難再做調(diào)整。廣泛應(yīng)用在電梯、起重機、卷揚機之類起重及升降機械上。優(yōu)點：缺點：應(yīng)用：三相異步電動機電磁抱閘制動電氣控制電路5.分析接線示意圖，畫出對應(yīng)電氣原理圖項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析7三相異步電動機制動控制的安裝調(diào)試一臺三相籠型異步電動機，輕載起動，單向、單速、連續(xù)運轉(zhuǎn)，停車時要求迅速制動、準確停車，不需要頻繁停車。請選擇合適的電氣控制方案，畫出電氣控制原理圖，完成安裝接線與通電調(diào)試。一、布置實訓(xùn)任務(wù)1.電動機采取制動措施的目的1）強迫電動機立即減速或準確停車。2）帶動具有位能性負載轉(zhuǎn)矩的機械設(shè)備勻速運動。2.電動機制動的種類1）機械制動2）電氣制動利用機械裝置的機械力，強迫電動機在脫離電源后迅速停轉(zhuǎn)。使電動機產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，利用該電磁轉(zhuǎn)矩的制動作用加速停車過程。電氣制動包括：反接制動、能耗制動、回饋制動、電容制動。機械制動包括：電磁抱閘制動、液壓制動、氣壓制動。二、復(fù)習(xí)：三相異步電動機的制動控制3.電源反接制動電源反接制動接近尾聲時，一定要及時切斷反相序電源，防止電動機反向起動。通常依靠速度繼電器KS來完成反相序電源的切除。三相異步電動機單向運轉(zhuǎn)反接制動控制改變接入電動機定子繞組的任意兩相電源的相序。1）實現(xiàn)方法2）電氣原理圖3）實現(xiàn)要點1）給三相異步電動機的定子繞組接入反相序交流電。2）在主電路中串接反接制動電阻，以限制反接制動電流和反接制動轉(zhuǎn)矩。對三相籠型異步電動機，反接制動電阻串接在定子電路中。對三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，反接制動電阻通常串接在轉(zhuǎn)子電路中。3）若以停車為目的，在反接制動結(jié)束時，一定要及時切除反相序交流電源，以防止電動機反向起動。3.電源反接制動適用于要求迅速制動，但無需頻繁制動的場合。應(yīng)用：缺點：優(yōu)點：1）制動設(shè)備簡單。2）制動轉(zhuǎn)矩大，制動迅速。

1）機械沖擊強烈，易損壞傳動部件。2）制動速度快容易造成反轉(zhuǎn)，準確停車有一定困難。3）電量損耗大。4）制動電流大，不宜頻繁使用，否則電動機將會因過熱而燒毀。4）特點及應(yīng)用3.電源反接制動1）實現(xiàn)方法切除電動機定子繞組的三相交流電，迅速接入直流電。交、直流電源電氣互鎖復(fù)式按鈕完成交流到直流的切換變壓器和整流電路2）時間原則控制的能耗制動電氣原理圖4.能耗制動自鎖正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時分別對應(yīng)的速度繼電器觸頭正反轉(zhuǎn)電氣互鎖交、直流電氣互鎖交、直流電氣互鎖變壓器和整流電路3）速度原則控制的能耗制動電氣原理圖4.能耗制動1）適用于要求準確停車和起動、制動頻繁的場合。2）時間原則能耗制動，適于負載轉(zhuǎn)矩較穩(wěn)定的情況。3）速度原則能耗制動，適于便于通過傳動機構(gòu)反映電動機轉(zhuǎn)速的情況。應(yīng)用：缺點：優(yōu)點：1）制動平穩(wěn)，能實現(xiàn)準確、快速停車。2）制動過程消耗的主要是動能，而非電能，經(jīng)濟性好。3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降為0時，電磁轉(zhuǎn)矩也為0，不會反向起動。1）設(shè)備投資大。需要一套直流電源；如果沒有直流電源，就要利用變壓器和整流電路，把交流電整流成直流電。2）隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降，制動轉(zhuǎn)矩會減小，制動效果變差。4）能耗制動的特點及應(yīng)用在電動運行的三相異步電動機的轉(zhuǎn)軸上，外加一個拖動性轉(zhuǎn)矩，使電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n上升到大于同步轉(zhuǎn)速n1。1)回饋制動的實現(xiàn)方法2)回饋制動的分類①反向回饋制動②正向回饋制動起重機提升機構(gòu)電動機，高速穩(wěn)定下放重物時的制動狀態(tài)。在變頻調(diào)速或變極調(diào)速時，電動機由高速檔轉(zhuǎn)換為低速檔過程中呈現(xiàn)的制動狀態(tài)。5.回饋制動改變提升重物的三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(電動狀態(tài))的三相交流電源的相序，并在轉(zhuǎn)子電路串入制動電阻，使之反轉(zhuǎn)下放重物。1.小組討論2.小組代表陳述方案要求：1）內(nèi)容要緊扣項目任務(wù)，不能偏離主題。2）積極踴躍，每個小組成員都要發(fā)表意見。3）發(fā)表意見要有根據(jù)，不能信口開河。要求：1）聲音洪亮，表達清楚。2）重點突出，語言簡練。3）輪流擔(dān)任小組代表，保證每個成員都有為小組代言的機會。三、擬定實訓(xùn)方案四、任務(wù)實施1.根據(jù)擬定的控制方案，畫出制動控制電氣原理圖。2.畫出電器元件布置圖和安裝接線圖。3.選擇合適的電工工具和測量儀表。4.通過銘牌識別電器元件，選擇出所需電器元件。5.檢查各元器件的質(zhì)量，先目測其外觀，再用萬用表測量其主要參數(shù)。6.依據(jù)電器元件布置圖，在電路板上布置和固定電器元件。7.依據(jù)電氣安裝接線圖安裝接線，要講究接線工藝。8.安裝完畢，對線路進行自檢。9.自檢無誤，在老師監(jiān)護下通電試車。10.認真觀察試車現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)異常，立即斷電，然后進行故障檢查和排除。11.故障排除后，在老師監(jiān)護下再次通電試車。學(xué)長作品展示五、參考資料1.各小組展示本組安裝好的電路2.小組互評1）小組代表介紹本組電路的完成情況，指出優(yōu)缺點。2）小組其他成員可以補充。3）給出自評分。1）各小組派代表對外組安裝的電路進行評價，指出優(yōu)缺點，需要改進的請給出改進建議。2）給出互評分。

六、成果展示與總結(jié)3.老師點評1）逐一點評各小組的設(shè)計任務(wù)完成情況。2）給出改進或提高的建議。項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析7生產(chǎn)實際在電力拖動系統(tǒng)中，為滿足不同工藝過程的需要，生產(chǎn)機械的運行速度往往需要經(jīng)常改變，而電動機只有在額定轉(zhuǎn)速運行才能得到最佳運行性能。這顯然是一對矛盾。通常有兩種解決辦法：一是機械調(diào)速讓電動機保持額定轉(zhuǎn)速nN運轉(zhuǎn)，通過改變機械傳動機構(gòu)的速比來改變生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速。二是電氣調(diào)速通過改變電動機的電氣參數(shù)，讓電動機在負載不變的情況下以不同的轉(zhuǎn)速n來運轉(zhuǎn)。實際生產(chǎn)中，這對矛盾怎么解決？1.三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式n為電動機的轉(zhuǎn)速；n1為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速；f1為電動機定子繞組的供電頻率；p為電動機定子繞組的磁極對數(shù)；s為電動機的轉(zhuǎn)差率。1）改變定子繞組的磁極對數(shù)p調(diào)速，即變極調(diào)速。2）改變定子繞組的電源頻率f1調(diào)速，即變頻調(diào)速。3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速，即變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。2.三相異步電動機的三種基本調(diào)速方法基礎(chǔ)知識——三相異步電動機的電氣調(diào)速（1）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

基礎(chǔ)知識——三相異步電動機的電氣調(diào)速在電氣調(diào)速時，無論電動機轉(zhuǎn)速n的高低，只要電動機的定子電流保持不變，轉(zhuǎn)子上獲得的電磁轉(zhuǎn)矩T就不變。（2）恒功率調(diào)速

在電氣調(diào)速時，無論電動機轉(zhuǎn)速n的高低，只要電動機的定子電流保持不變，轉(zhuǎn)軸上輸出的功率P就不變。3.電氣調(diào)速的兩種調(diào)速性質(zhì)實際生產(chǎn)中，電動機采用的調(diào)速方法要與其所拖動的負載特性相匹配，即恒轉(zhuǎn)矩負載要用具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)的調(diào)速方法，恒功率負載要用具有恒功率調(diào)速性質(zhì)的調(diào)速方法。改變?nèi)喈惒诫妱訖C定子磁場的磁極對數(shù)p，使同步轉(zhuǎn)速n1改變，從而達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速n目的。因為只有電動機的定子極數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)相等時，才能產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩，電動機才能正常運轉(zhuǎn)，所以在改變定子的極數(shù)時，也必須同時改變轉(zhuǎn)子的極數(shù)。三相籠型異步電動機的轉(zhuǎn)子沒有固定的極數(shù)，它由定子磁場的極數(shù)所決定，能自動與定子極數(shù)相適應(yīng)。如果采用變極調(diào)速，無需再改接轉(zhuǎn)子，非常方便。因此，變極調(diào)速通常只用于三相籠型異步電動機。三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子極數(shù)是固定的，不會隨定子磁場極數(shù)的改變而改變。如果采用變極調(diào)速，還要對轉(zhuǎn)子進行改接，以得到與定子相等的極數(shù)，這顯然很不方便。變極調(diào)速雙速籠型異步電動機的定子鐵心上只安裝了一套繞組，其定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)的改變是通過改變定子繞組的接線方式來實現(xiàn)的。一、改變定子磁極對數(shù)的方法1.在定子鐵心上安裝兩套具有不同極數(shù)的定子繞組，使用時根據(jù)需要接不同的繞組。能進行變極調(diào)速的電動機稱為多速電動機，最常見的是雙速籠型異步電動機。1）Y/YY變極調(diào)速2）△/YY變極調(diào)速2.定子鐵心只有一套定子繞組，在每相定子繞組中間引出一個端子，便于改變定子繞組的接線方式。額定接線方式：Y和△。二、變極調(diào)速的轉(zhuǎn)向問題

p是定子繞組的磁極對數(shù)。在電動機定子繞組所構(gòu)成的圓周上，電角度是機械角度的p倍，p改變必然引起定子繞組空間相序的改變，即：變極的同時，定子旋轉(zhuǎn)磁場的方向會跟著改變，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也隨之改變。三相異步電動機變極調(diào)速時，不管采用的是哪種變極方式，只要讓磁極對數(shù)p發(fā)生了改變，變極之后，電動機的轉(zhuǎn)速n不僅會改變大小，而且也會改變方向。只改變電動機轉(zhuǎn)速n的高低，不改變轉(zhuǎn)向，該怎么辦？結(jié)論：在變極調(diào)速時，調(diào)換接入三相定子繞組的任意兩相電源的相序，就能只改變轉(zhuǎn)速n的高低，而不改變其轉(zhuǎn)向。把定子每相繞組都看成兩個完全對稱的“半相繞組”。若U相兩個“半相繞組”尾尾相串聯(lián)（反串）或者頭尾相并聯(lián)（反并），定子繞組產(chǎn)生2極磁場。三相籠型異步電動機變極原理a)順串2p=4b)反串2p=2c)反并2p=2當(dāng)U相兩個“半相繞組”頭尾相串聯(lián)時（順串），根據(jù)右手螺旋法則，可判斷出定子繞組產(chǎn)生4極磁場。三、變極調(diào)速原理以U相為例，設(shè)相電流從繞組的頭部U1流進，尾部U2流出。右手螺旋法則結(jié)論：將定子繞組的每一相都看成兩個完全對稱的“半相繞組”，只要使每相定子繞組的任一個“半相繞組”中的電流反向，就能讓定子繞組產(chǎn)生的磁場的極對數(shù)增加一倍（順串），或者減少一半（反串或反并）。三、變極調(diào)速原理三相籠型異步電動機變極原理a)順串2p=4b)反串2p=2c)反并2p=2a)Y接線，順串2p=4三相籠型異步電動機Y/YY變極接線圖b)YY接線，反并2p=2Y連接：三相定子繞組的中間端子U3、V3、W3懸空，首端U1、V1、W1分別接三相電源，尾端U2、V2、W2短接到一點。每相定子繞組的半相繞組都是順串，磁極數(shù)為4。YY連接：三相繞組的首端和尾端都短接到一點，三個中間端子分別接三相電源，每相定子繞組的半相繞組都是反并，磁極數(shù)為2。四、Y/YY變極調(diào)速三相籠型異步電動機△/YY變極接線圖五、△/YY變極調(diào)速

a)△接線，順串2p=4b)YY接線，反并2p=2△連接：三相定子繞組的中間端子懸空，三相繞組的首端和尾端順次相連，連接點分別接三相電源。每相定子繞組的半相繞組都是順串，磁極數(shù)為4。YY連接：三相繞組的首端和尾端都短接到一點，三個中間端子分別接三相電源，每相定子繞組的半相繞組都是反并，磁極數(shù)為2。Y/YY變極調(diào)速時，YY接線時的最大轉(zhuǎn)矩Tm和起動轉(zhuǎn)矩Tst都增加為Y接線時的2倍，過載能力和起動能力都增大一倍，臨界轉(zhuǎn)差率sm不變。在帶同樣負載的情況下，YY接線的轉(zhuǎn)速是Y接線的2倍。六、電動機變極調(diào)速的機械特性結(jié)論：Y/YY變極調(diào)速后，極數(shù)減半，轉(zhuǎn)速n和輸出功率P都增大一倍，輸出轉(zhuǎn)矩T基本不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。Y/YY變極調(diào)速的機械特性TL1.Y/YY變極調(diào)速△/YY變極調(diào)速時，YY接線的最大轉(zhuǎn)矩Tm和起動轉(zhuǎn)矩Tst都降為△接線的2/3，過載能力和起動能力都減小，臨界轉(zhuǎn)差率sm不變。負載相同時，YY接線的轉(zhuǎn)速是△接線的2倍?！?YY變極調(diào)速的機械特性結(jié)論：△/YY變極調(diào)速后，極數(shù)減半，轉(zhuǎn)速n增加一倍，輸出轉(zhuǎn)矩T近似減小一半，輸出功率P近似不變，屬恒功率調(diào)速。2.△/YY變極調(diào)速六、電動機變極調(diào)速的機械特性TL由于△接線時起動轉(zhuǎn)矩大，在需要高速運轉(zhuǎn)時，應(yīng)該先接成△低速起動，再切換接成YY高速運轉(zhuǎn)。1.按鈕控制的雙速電動機變極調(diào)速當(dāng)KM1主觸頭斷開、KM2和KM3主觸頭閉合時，定子繞組YY連接：中間端子U3、V3、W3經(jīng)KM2主觸頭接電源；首端U1、V1、W1和尾端經(jīng)KM3主觸頭接在一起。主電路分析當(dāng)KM1主觸頭閉合、KM2和KM3主觸頭斷開時，定子繞組△連接：三相首尾順次連接之后，首端U1、V1、W1經(jīng)KM1主觸頭接電源，中間端子U3、V3、W3懸空。七、雙速電動機變極調(diào)速控制為保證變極調(diào)速之后轉(zhuǎn)向不變，變極的同時要交換定子繞組任意兩相的電源相序。(L1、L2交換)1.按鈕控制的雙速電動機變極調(diào)速按下低速起動按鈕SB2，KM1得電、KM2和KM3不得電，定子繞組接成△，電動機低速起動低速運轉(zhuǎn)。需要高速運轉(zhuǎn)時，也要先按下低速起動按鈕SB2，讓定子繞組接成△，待電動機低速起動起來之后，再按下高速起動按鈕SB3，把定子繞組換接成YY，電動機切換成高速運轉(zhuǎn)。注意控制電路的線號控制電路分析1）低速運轉(zhuǎn)需要低速運轉(zhuǎn)時，按下低速起動按鈕SB2，把定子繞組接成△，讓電動機低速起動，并保持連續(xù)運轉(zhuǎn)。合上QS，按下SB2SB2常開觸頭后閉合，KM1線圈通電SB2常閉觸頭先斷開，切斷KM2、KM3線圈電路KM1電氣互鎖觸頭斷開，對KM2、KM3互鎖定子繞組△連接，電動機低速起動KM1主觸頭閉合KM1自鎖觸頭閉合電動機低速連續(xù)運轉(zhuǎn)●按鈕控制的雙速電動機變極調(diào)速工作過程2）高速運轉(zhuǎn)需要高速運轉(zhuǎn)時，也需要先按下低速起動按鈕SB2，把定子繞組接成△，讓電動機低速起動。起動結(jié)束，再按下高速起動按鈕SB3，把定子繞組換接成YY，切換到高速運行。低速起動完成后，按下SB3SB2常開觸頭后閉合SB3常閉觸頭先斷開，切斷KM1線圈電路KM1自鎖觸頭復(fù)位斷開電動機因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)KM1主觸頭斷開KM1互鎖觸頭復(fù)位閉合KM2、KM3線圈都得電●按鈕控制的雙速電動機變極調(diào)速工作過程KM2線圈通電KM2電氣互鎖觸頭斷開，對KM1互鎖定子繞組中間端子接通電源KM2主觸頭閉合KM1自鎖觸頭閉合電動機高速連續(xù)運轉(zhuǎn)KM3線圈通電KM3電氣互鎖觸頭斷開，對KM1互鎖定子繞組首尾6個端子接到一點KM3主觸頭閉合KM1自鎖觸頭閉合定子繞組YY形接線2）高速運轉(zhuǎn)需要高速運轉(zhuǎn)時，也需要先按下低速起動按鈕SB2，把定子繞組接成△，讓電動機低速起動。起動結(jié)束，再按下高速起動按鈕SB3，把定子繞組換接成YY，切換到高速運行。●按鈕控制的雙速電動機變極調(diào)速工作過程高速檔：KM1主觸頭斷開，KM2、KM3主觸頭閉合，YY接線。低速檔：KM1主觸頭閉合，KM2、KM3主觸頭斷開，△接線。手動開關(guān)SA有低速、高速、停止3個檔位。1、2、3對應(yīng)定子繞組首端U1、V1、W1，4、5、6對應(yīng)中間端子U3、V3、W3。△/YY換接，4/2極調(diào)速2.時間原則控制的雙速電動機變極調(diào)速該電路在變極時，交換接入定子繞組的L1、L3兩相電源的相序，保證變極之后只改變轉(zhuǎn)速高低而不改變轉(zhuǎn)向。SA在高速檔時，利用時間繼電器KT在起動結(jié)束之后切換定子繞組的接線方式。低速運行控制：合上QS，SA扳到低速位KM1得電U1、VI、W1接三相電源定子繞組△連接，電動機低速起動并連續(xù)運轉(zhuǎn)高速運行控制：合上QS，SA扳到高速位KM1得電定子繞組首端短接于一點定子繞組△連接，接入正序電低速起動KT得電瞬動立即動作KT常閉延時斷開KT常開延時閉合KM1失電KM2得電拆除△接線，切除電動機正序電源KM3得電定子繞組尾端接反序電源定子繞組YY連接，電動機高速運轉(zhuǎn)變極調(diào)速安裝接線注意事項：1）正確識別定子繞組的9個接線端子。2）主電路中要交換任意兩相電源的相序。電氣互鎖斷開，KM2、KM3線圈不得電●時間原則控制的雙速電動機變極調(diào)速工作過程優(yōu)點：八、變極調(diào)速的特點及應(yīng)用缺點：應(yīng)用：設(shè)備簡單，操作方便，成本低，效率高，機械特性硬，運行可靠。1）一般可得到兩級速度、三級速度，最多是四級速度，可調(diào)的速度只有有限的幾檔。2）轉(zhuǎn)速只能成倍地變化，為有級調(diào)速。3）多速電動機體積大，價格貴。1）用于對調(diào)速要求不高，且無需平滑調(diào)速的場合。2）Y/YY變極調(diào)速用于起重電葫蘆、電梯、運輸傳送帶等；△/YY變極調(diào)速用于各種機床的粗加工和精加工。3）多用于機械和電氣聯(lián)合調(diào)速。分析如下接線示意圖，判斷圖中電動機能實現(xiàn)何種控制，畫出對應(yīng)的電氣原理圖。九、拓展訓(xùn)練參考答案：能實現(xiàn)雙速電動機的調(diào)速控制項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析71.三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式n為電動機的轉(zhuǎn)速；n1為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速；f1為電動機的定子繞組供電頻率；p為電動機的磁極對數(shù)；s為電動機的轉(zhuǎn)差率。1）改變定子極對數(shù)p調(diào)速，即變極調(diào)速。2）改變電源頻率f1調(diào)速，即變頻調(diào)速。3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速，即變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。2.三相異步電動機的三種基本調(diào)速方法相關(guān)知識——三相異步電動機的電氣調(diào)速任務(wù)5.三相異步電動機的變頻調(diào)速理想的變頻調(diào)速，既要保證電動機的充分利用，又要保持電動機的過載能力不變。1.變頻調(diào)速的概念改變接入電動機定子繞組的電源頻率f1，得到不同的同步轉(zhuǎn)速n1，繼而使電動機獲得不同的轉(zhuǎn)速n。頻率改變將影響磁路的飽和程度、勵磁電流、功率因數(shù)及鐵損，從而影響電動機的充分利用和過載能力。2.變頻對電動機的影響2.變頻對電動機的影響保證過載能力不變，電動機要滿足：結(jié)論：變頻調(diào)速時，只要加在電動機定子繞組上電壓的大小，與頻率的高低成正比，電動機就能得到充分利用。只要保持定子繞組的主磁通Фm不變，電動機就能得到充分利用，這要求：轉(zhuǎn)子電流等于額定電流，電動機就得到了充分利用。只要電動機運行時的最大轉(zhuǎn)矩不變，過載能力就不變。1）電動機的充分利用2）電動機的過載能力3.變頻與調(diào)壓的配合基頻以下調(diào)速時，若保持電源電壓恒定，只降低頻率，定子產(chǎn)生的磁通就會增大而使磁路飽和，磁路飽和則勵磁電流上升，勵磁電流上升會導(dǎo)致鐵損急劇增加，使鐵心發(fā)熱，嚴重時將燒毀電動機。變頻調(diào)速分為基頻以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速兩種。1）基頻以下調(diào)速結(jié)論：基頻以下調(diào)速，應(yīng)保持變頻器的輸出電壓U1與頻率f1成正比，使磁通近似保持恒定。它屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。為保證電動機充分利用并保持其負載能力，應(yīng)保持氣隙主磁通Фm不變，這要求感應(yīng)電動勢E1與頻率f1同步降低，即E1/f1=定值，這叫恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。由于感應(yīng)電動勢E1難于直接檢測和控制，而E1≈U1，所以通常保持U1/f1=定值即可，這就是恒壓頻比控制方式，屬近似恒磁通控制?；l以上調(diào)速時，若像基頻以下調(diào)速一樣，保持U1/f1=定值，則隨著頻率f1的增加，就會出現(xiàn)U1>UN的情況，這是電動機的絕緣等級所不能允許的。2）基頻以上調(diào)速因此，基頻以上調(diào)速時，必須保持U1=UN，只升高頻率f1，這樣磁通就會減小而使鐵心不能充分利用，這使得勵磁電流下降而出現(xiàn)弱磁現(xiàn)象。在同樣的轉(zhuǎn)子電流下，弱磁時，電磁轉(zhuǎn)矩T會變小，電動機的負載能力下降，嚴重時還會導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)。結(jié)論：基頻以上調(diào)速，必須保持變頻器的輸出電壓U1=UN，只升高頻率f1，則輸出轉(zhuǎn)矩下降，輸出功率基本為定值，屬于近似恒功率調(diào)速。3.變頻與調(diào)壓的配合電動機變頻調(diào)速的機械特性1）額定頻率fN對應(yīng)的曲線1是電動機的固有機械特性。4.變頻調(diào)速時的機械特性2）固有機械特性上方的兩條曲線6和7，對應(yīng)的是基頻以上調(diào)速時，電動機的人為機械特性。3）固有機械特性下方的四條曲線2、3、4、5，對應(yīng)的是基頻以下調(diào)速時，電動機的人為機械特性?；l以下基頻以上4）變頻前后，各機械特性的線性段基本平行，表明調(diào)速的穩(wěn)定性好。1）同步轉(zhuǎn)速n1正比于頻率f1，n1隨f1降低而減小，轉(zhuǎn)速n也隨之減小。低頻調(diào)速(U1/f1=定值)的特點：2）頻率下調(diào)的幅度不大時，起動轉(zhuǎn)矩Tst隨頻率下降而增加，最大轉(zhuǎn)矩Tmax和臨界轉(zhuǎn)速降△nm保持不變。3）頻率下調(diào)的幅度過大時，電壓U1降得過低，定子電阻上的電壓降不能再被忽略，主磁通Фm嚴重下降，起動轉(zhuǎn)矩Tst和最大轉(zhuǎn)矩Tmax反而都會大幅度減小。1）基頻以下調(diào)速采用恒壓頻比控制方式，保持U1/f1=定值，屬近似恒磁通控制。基頻以下調(diào)速的機械特性TL2）隨著頻率增大，主磁通Фm減小，出現(xiàn)弱磁，輸出轉(zhuǎn)矩下降，起動轉(zhuǎn)矩Tst和最大轉(zhuǎn)矩Tmax都變小。頻率增大過多時，可能會使電機堵轉(zhuǎn)。1）頻率增大，轉(zhuǎn)速n升高，頻率增大得過多時，轉(zhuǎn)速n升得過高，容易引發(fā)安全事故。2）基頻以上調(diào)速基頻以上調(diào)速(U1=UN)的特點：基頻以上調(diào)速，應(yīng)保持U1=UN?；l以上調(diào)速的機械特性TL1TL23）升高頻率調(diào)速，對電動機的輸出功率沒有影響，P=Tn/9.55=定值，屬于恒功率調(diào)速。5.變頻調(diào)速電動機的起動與調(diào)速由變頻調(diào)速時的機械特性可知：電動機在一定低頻下起動時，起動電流小且起動轉(zhuǎn)矩大，有利于快速起動。所以，應(yīng)低頻起動，然后再升高頻率滿足生產(chǎn)所需。變頻調(diào)速時，每一次頻率升高的幅度，都要與電動機的實際運行情況相適應(yīng)。當(dāng)頻率由f11一下子升高到f13時，因頻率升高的幅度太大，不僅達不到升頻增速的目的，而且會造成電動機停轉(zhuǎn)！電動機變頻調(diào)速時的機械特性電動機變頻調(diào)速時的機械特性正確做法：先把頻率由f11升高到f12，待電動機在f12下穩(wěn)定運行之后，再把頻率升高到f13，便可達到升頻升速的目的。5.變頻調(diào)速電動機的起動與調(diào)速6.變頻電源變頻調(diào)速，必須有能夠同時改變電壓和頻率的供電電源。通常由變頻器向交流電動機供電，并構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)。間接變頻裝置。先把三相工頻電源經(jīng)整流器整流成直流，再用逆變器把直流電變?yōu)檎{(diào)頻調(diào)壓的三相交流電。1）交--直--交變頻器直接變頻裝置，又稱為直接交流變頻器。將普通恒壓、恒頻的三相交流電，通過電力變流器直接轉(zhuǎn)換為可調(diào)壓調(diào)頻的三相交流電，中間不經(jīng)過直流環(huán)節(jié)。2）交--交變頻器變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電，變換成可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電的一種電力變換器。7.變頻調(diào)速的特點及應(yīng)用特點：1）頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)，平滑性好，能實現(xiàn)無級調(diào)速。2）調(diào)速范圍大，能實現(xiàn)高低速雙向調(diào)節(jié)。5）變頻器的初投資較高，但長期經(jīng)濟效益好。6）變頻器輸出的電流或電壓的波形非正弦波，由此產(chǎn)生的高次諧波會污染電網(wǎng)。1）從基頻向下調(diào)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也可進行恒功率調(diào)速；從基頻向上調(diào)近似為恒功率調(diào)速。生產(chǎn)實際中，變頻調(diào)速大都用于恒轉(zhuǎn)矩負載調(diào)速。2）電子技術(shù)的發(fā)展使變頻器的性能越來越好，變頻調(diào)速將成為今后交流電動機調(diào)速發(fā)展的主方向。應(yīng)用：4）靜態(tài)特性與動態(tài)特性都能達到和直流調(diào)速不相上下的程度。3）機械特性硬，調(diào)速的穩(wěn)定性好。分析如下接線示意圖，判斷圖中電動機能實現(xiàn)何種控制。8.拓展訓(xùn)練參考答案：能實現(xiàn)電動機變頻調(diào)速的PLC控制。項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析71.三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式n為電動機的轉(zhuǎn)速；n1為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速；f1為電動機的定子繞組供電頻率；p為電動機的磁極對數(shù)；s為電動機的轉(zhuǎn)差率。1）改變定子極對數(shù)p調(diào)速，即變極調(diào)速。2）改變電源頻率f1調(diào)速，即變頻調(diào)速。3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速，即變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。2.三相異步電動機的三種基本調(diào)速方法相關(guān)知識——三相異步電動機的電氣調(diào)速前兩種調(diào)速方法，適用于三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。第三種調(diào)速方法，對三相籠型異步電動機和三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機都適用。1.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速2.轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速，也叫串級調(diào)速。3.定子調(diào)壓調(diào)速二、常用的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法變轉(zhuǎn)差率調(diào)速能保持電動機的同步轉(zhuǎn)速n1不變。一、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速基礎(chǔ)知識變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：保持電動機的定子磁極對數(shù)p和電源頻率f1不變，只改變轉(zhuǎn)差率s來實現(xiàn)調(diào)速。三、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的機械特性當(dāng)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載，且TL=TN時，轉(zhuǎn)子回路不串附加電阻時，電動機在固有機械特性上的A點，以轉(zhuǎn)速nA穩(wěn)定運行。1.調(diào)速過程分析同理，當(dāng)轉(zhuǎn)子串入的電阻為RP2時，電動機穩(wěn)定在人為機械特性上的C點，以低速nC運行。當(dāng)所串電阻為RP3時，電動機穩(wěn)定在D點以更低速nD運行。當(dāng)轉(zhuǎn)子串入RP1時，轉(zhuǎn)速因慣性不能突變，運行點從A點躍變到人為機械特性上的A’點，轉(zhuǎn)子電流I2和電磁轉(zhuǎn)矩T都減小，負載轉(zhuǎn)矩TL不變，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率s增大，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩均增大，運行點降到B點并穩(wěn)定運行(TB=TL)。顯然，nB<nA，轉(zhuǎn)速降低了。1）轉(zhuǎn)子串電阻后，同步轉(zhuǎn)速n1和最大轉(zhuǎn)矩Tm都不變，臨界轉(zhuǎn)差率sm增大，機械特性線性段的斜率增大。3）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速性質(zhì)，適用于恒轉(zhuǎn)矩負載的調(diào)速。2）對恒轉(zhuǎn)矩負載，轉(zhuǎn)子所串電阻值越大，人為機械特性就越軟，轉(zhuǎn)速n就降得越低，運行穩(wěn)定性越差。2.調(diào)速特性4）當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩TL不變時，轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速前后穩(wěn)定運行時，轉(zhuǎn)子電流、定子電流、輸入電功率和電磁轉(zhuǎn)矩T都不變。但是，轉(zhuǎn)子軸上輸出的總機械功率隨轉(zhuǎn)速n的下降而減小。轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速的機械特性smsm’sm’’sm’’’三、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資不高，工作可靠，調(diào)速電阻可兼作起動電阻和制動電阻使用。缺點：1）屬于有級調(diào)速，調(diào)速平滑性差。2）機械特性變軟，穩(wěn)定性變差，轉(zhuǎn)速下限受到限制，因而調(diào)速范圍不大。3）轉(zhuǎn)差功率損耗在電阻上，低速時轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴重，能耗較大，效率隨轉(zhuǎn)差率增加而下降。常用于重復(fù)短期運轉(zhuǎn)、對調(diào)速性能要求不高的重載機械的調(diào)速，如起重運輸設(shè)備等。應(yīng)用：3.調(diào)速的特點與應(yīng)用主令控制器控制的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制線路為提高工作的可靠性，控制電路接直流電源。分級起動電阻、調(diào)速電阻能耗制動零位繼電器主令控制器4.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制線路（1）零位繼電器KV線圈通電并自鎖，為把主令控制器SA手柄置于“1”、“2”、“3”位準備通路。（2）KT2、KT3線圈得電，其延時常閉觸頭立即打開，確保KM2、KM3線圈斷電，轉(zhuǎn)子回路串入全部電阻，為起動做準備。◆起動前的準備先將主令控制器SA手柄置于“0”位，再合上隔離開關(guān)QS1、QS2：4.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制線路4.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制線路◆起動控制（1）KM1主觸頭閉合，電動機接入交流電，轉(zhuǎn)子串兩級電阻起動；KM1輔助常開觸頭閉合，KT1線圈得電，延時常開觸頭立即閉合。（2）KM1輔助常閉觸頭斷開，KT2線圈失電開始延時。KT2延時結(jié)束，其常閉觸頭復(fù)位，KM2線圈得電：①KM2主觸頭閉合，切除一級電阻R1；②KM2輔助常閉觸頭斷開，KT3線圈失電開始延時。KT3延時結(jié)束，其常閉觸頭復(fù)位，KM3線圈得電，其主觸頭閉合，切除另一級電阻R2，起動結(jié)束，電動機額定運行。將SA的手柄推到“3”位，觸點SA1、SA2、SA3全接通，KM線圈得電：需要低速運行時，將SA手柄推向“2”或“1”位，轉(zhuǎn)子電路串入一級電阻R2或兩級電阻（R1+R2），電動機低速運行。◆調(diào)速控制◆制動控制將SA手柄推回“0”位，SA0接通，KM1、KM2、KM3線圈斷電，切除電動機交流電；KT1線圈失電，KT2、KT3線圈得電。a.KM1常開觸頭斷開，KT1線圈失電開始延時，延時斷開觸頭仍然閉合；KM1常閉觸頭復(fù)位閉合。KM4得電，電動機接入直流電能耗制動；KM4常開觸頭閉合，KM3得電，短接全部轉(zhuǎn)子電阻。b.KT1延時結(jié)束，延時斷開觸頭復(fù)位斷開，KM3、KM4線圈失電，制動結(jié)束。4.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制線路4.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制線路◆保護環(huán)節(jié)KA1、KA2、KA3、KA4均為過電流繼電器，用作過電流保護。KA1、KA2、KA3為電動機正常運行時的過電流保護；KA4為能耗制動時的過電流保護。零位繼電器KV作零位保護。零位保護是為防止設(shè)備和人身事故而必須采用的一種保護。用主令控制器控制電動機時，突然停電時操作手柄在工作位置上，為防止突然來電時電動機意外起動而采用的一種保護電路叫零位保護，由零位繼電器或接觸器來實現(xiàn)。零位保護能保證只有將操作手柄放在主令控制器的零位上時，零位繼電器動作，其觸點閉合才能接通接觸器的控制回路，讓電動機得電工作。轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速又叫串級調(diào)速，是在繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子回路串接三相附加電動勢Ef，Ef的頻率與轉(zhuǎn)子電動勢頻率相同，通過調(diào)節(jié)Ef的大小和相位來實現(xiàn)調(diào)速。晶閘管串級調(diào)速原理圖在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子側(cè)，通過二極管或晶閘管整流橋，將轉(zhuǎn)差頻率交流電變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)可控逆變器獲得可調(diào)的直流電壓Ud，作為調(diào)速所需的附加直流電動勢。轉(zhuǎn)差功率經(jīng)變壓器T反饋到交流電網(wǎng)。四、轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速2.轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速的原理1.轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速的定義二極管整流電路晶閘管逆變電路附加電動勢與轉(zhuǎn)子電動勢相位相反時，調(diào)速之后速度下降。逆變器的電壓就是附加電動勢?？刂颇孀兤鞯哪孀兘牵湍芨淖兡孀兤鞯碾妷?，從而達到調(diào)速目的。附加電動勢與轉(zhuǎn)子電動勢相位相同時，調(diào)速之后速度上升。3.轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速的特性晶閘管串級調(diào)速原理圖二極管整流電路晶閘管逆變電路1）調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗能回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上，損耗小，效率高。2）在技術(shù)和經(jīng)濟指標上都有優(yōu)越性，屬節(jié)能型調(diào)速方式，具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的性質(zhì)。3）裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機械上。4）調(diào)速裝置故障時可以切換至全速運行，以避免停產(chǎn)。

5）晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。4.轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速的特點適用于風(fēng)機、水泵，以及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機等生產(chǎn)機械的調(diào)速。5.轉(zhuǎn)子串附加電動勢調(diào)速的應(yīng)用定子調(diào)壓調(diào)速時的機械特性調(diào)壓調(diào)速最適用于轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低而減小的負載。如：通風(fēng)機類負載（圖a)中曲線1），此時調(diào)速范圍很寬。風(fēng)扇大多采用定子調(diào)壓調(diào)速。對恒轉(zhuǎn)矩負載（圖a)中曲線2），調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速范圍很窄，通常難以滿足工作需要。定子調(diào)壓調(diào)速能保持同步轉(zhuǎn)速n1、臨界轉(zhuǎn)差率sm都不變。調(diào)壓只能從額定電壓往下調(diào)，調(diào)速只能從額定轉(zhuǎn)速往下調(diào)。五、定子調(diào)壓調(diào)速1.定子調(diào)壓調(diào)速的特性目前主要采用晶閘管交流調(diào)壓器進行變壓，通過調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角來改變電動機定子繞組的端電壓。定子調(diào)壓調(diào)速時的機械特性為了擴大對恒轉(zhuǎn)矩負載的調(diào)速范圍，通常采用轉(zhuǎn)子電阻大、機械特性較軟的高轉(zhuǎn)差率電動機，如圖b)所示。實際工作中，高轉(zhuǎn)差率電動機的轉(zhuǎn)差率和運行穩(wěn)定性，難以滿足生產(chǎn)工藝的要求，所以單純改變電壓調(diào)速很不實用。1.定子調(diào)壓調(diào)速的特性采用速度反饋的閉環(huán)控制，提高低速時的機械特性硬度，以獲得較寬的調(diào)速范圍，并保證電動機有一定的過載能力。開環(huán)控制框圖：閉環(huán)控制框圖：控制器與被控對象間只有單方向順序作用而無反向聯(lián)系。輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程有直接影響。閉環(huán)的作用：應(yīng)用反饋來減少偏差。優(yōu)點：精度較高，對外部擾動和系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感。缺點：存在穩(wěn)定、振蕩、超調(diào)等問題，系統(tǒng)性能分析和設(shè)計麻煩。優(yōu)點：簡單、穩(wěn)定、可靠。缺點：精度通常較低、無自動糾偏能力。2.現(xiàn)代調(diào)壓調(diào)速3）定子調(diào)壓調(diào)速一般適用于100kW以下的生產(chǎn)機械。1）定子調(diào)壓調(diào)速既非恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，也非恒功率調(diào)速。最適用于通風(fēng)機類負載，也可用于恒轉(zhuǎn)矩負載，最不適用于恒功率負載。2）在轉(zhuǎn)速較低時，轉(zhuǎn)子電阻損耗較大，電動機發(fā)熱嚴重，因而不宜在低速下長期運行。4.定子調(diào)壓調(diào)速的應(yīng)用1）定子調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制。2）電壓能夠連續(xù)調(diào)節(jié)，因而能實現(xiàn)無級調(diào)速。3）電磁轉(zhuǎn)矩T∝U2，隨著U的下降，T大幅度下降，因而調(diào)速范圍不大。4）調(diào)壓調(diào)速過程中，轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。3.定子調(diào)壓調(diào)速的特點定子調(diào)壓調(diào)速控制器把兩種傳統(tǒng)的調(diào)速方式：定子調(diào)壓調(diào)速和轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速有機結(jié)合，用于控制三相繞線式異步電動機的。5.定子調(diào)壓調(diào)速控制器2）在4檔，采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，通過改變轉(zhuǎn)子電阻，來獲得不同的人為機械特性，從而實現(xiàn)對電動機的調(diào)速。1）在1~3檔，采用定子調(diào)壓調(diào)速，通過控制定子回路晶閘管的導(dǎo)通角改變定子電壓，從而實現(xiàn)電動機調(diào)速。兩種調(diào)速方式配合使用，其優(yōu)點都得到了充分利用，控制效果非常好。注意：兩種調(diào)速方式不是同時采用，而是在不同的檔位，采用不同的調(diào)速方式。六、拓展學(xué)習(xí)——三相繞線型電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制凸輪控制器QCC轉(zhuǎn)子電路串不對稱電阻，由凸輪控制器控制其切換。凸輪控制器前后各有5個位置，采用對稱接法。在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)位置時，電動機工作情況類似。4對常開觸頭控制電動機正反轉(zhuǎn)時定子繞組的換相。5對常開觸頭切換轉(zhuǎn)子電路的電阻，以實現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)子串電阻起動和調(diào)速。1.凸輪控制器的12對觸頭及用途3對常閉觸頭（零位時接通的3對觸頭SA0），1對實現(xiàn)零位保護（手柄置0位才能起動電動機）；另2對除了保證手柄在0位才能起動外，還配合兩個方向的行程開關(guān)SQ1、SQ2實現(xiàn)限位保護。電磁抱閘YB對電動機進行機械制動，實現(xiàn)準確停車。2.電路中的制動環(huán)節(jié)YB通電時，抱閘被電磁鐵吸引松開制動輪，讓電機自由旋轉(zhuǎn)；YB斷電時，電磁吸力消失，電磁抱閘落下，抱住制動輪，強迫電機快速停轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪控制器手柄向前方各位置轉(zhuǎn)動時，左半部分的對應(yīng)觸頭W與L2接通，V與L3接通，電動機正轉(zhuǎn)，帶動生產(chǎn)機械前進。此時行程開關(guān)SQ1仍被接入電路，但SQ2所在回路斷開。當(dāng)凸輪控制器手柄置“0”位時，合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB，接觸器KM線圈通電，做好起動準備，兩個方向的行程開關(guān)SQ1、SQ2都被接入電路。3.控制電路工作過程當(dāng)凸輪控制器手柄向后方各位置轉(zhuǎn)動時，左半部分對應(yīng)觸頭V與L2接通，W與L3接通，電動機反轉(zhuǎn)，帶動生產(chǎn)機械后退。此時行程開關(guān)SQ2仍被接入電路，但SQ1所在回路斷開。生產(chǎn)機械前進到位，SQ1的常閉觸頭被撞開，切斷接觸器KM線圈電路，電動機和電磁抱閘YB都斷電，制動器將電動機制動輪抱住，電動機準確停車，防止越位而發(fā)生事故，起限位保護作用。生產(chǎn)機械后退到位，撞開SQ2常閉觸頭，電動機停車，實現(xiàn)限位保護。當(dāng)凸輪控制器手柄轉(zhuǎn)動在“1”位時，右半部分5對常開觸頭都不閉合，轉(zhuǎn)子電路接入全部外接電阻，電動機最低速運行。4.電動機的調(diào)速情況當(dāng)凸輪控制器的手柄轉(zhuǎn)動在“2”、“3”、“4”、“5”位時，右半部分5對常開觸頭接通的情況不同，接通的觸頭會使相應(yīng)的電阻短路。手柄在不同檔位時短接不對稱電阻的情況，如下圖所示：控制凸輪控制器手柄的位置，即可實現(xiàn)電動機的調(diào)速。隨著轉(zhuǎn)子電阻不斷被切除，電動機轉(zhuǎn)速逐步升高。5.電路中的保護措施（1）過電流繼電器KOC實現(xiàn)過載與短路保護。（2）行程開關(guān)SQ1、SQ2實現(xiàn)限位保護。電動機正常工作時，轉(zhuǎn)子電路外接電阻都有不同程度地被切除，若此時發(fā)生停電事故，接觸器KM斷電，電動機停轉(zhuǎn)。當(dāng)電源重新恢復(fù)正常時，必須將凸輪控制器手柄扳回“0”位，確保轉(zhuǎn)子的外接電阻全部接入后，再按下起動按鈕，然后將再手柄轉(zhuǎn)動到所需位置，電動機才能再次起動。零位保護能防止“在轉(zhuǎn)子電路外接電阻被切除時（外接電阻未接入或只接入一部分）電動機的自行起動”，避免產(chǎn)生很大的起動沖擊電流而引發(fā)事故。（3）凸輪控制器手柄在零位時接通的觸頭SA0實現(xiàn)零位保護：項目六：T68型臥式鏜床電氣控制閱讀賞析4123三相異步電動機的能耗制動與回饋制動56三相異步電動機的反接制動三相異步電動機的制動控制安裝調(diào)試三相異步電動機的變頻調(diào)速三相異步電動機的變極調(diào)速三相異步電動機的變轉(zhuǎn)差率調(diào)速T68型臥式鏜床電氣控制電路賞析7床身處于床體的最下部，用來固定工作臺、前立柱和后立柱。下溜板可沿床身上的導(dǎo)軌縱向運動。上溜板可沿下溜板上的導(dǎo)軌橫向運動。工作臺可在上溜板上作回轉(zhuǎn)運動。在前立柱的垂直導(dǎo)軌上裝有可上下移動的鏜頭架。鏜頭架上有鏜軸部件、變速箱、進給箱與操縱機構(gòu)等部件。后立柱可沿床身導(dǎo)軌在鏜軸軸線方向水平移動。