常用電力拖動控制線路安裝與維修 課件 模塊一單元5 三相異步電動機制動控制電路的安裝與維修

單元5三相異步電動機制動控制電路的安裝與維修學(xué)習(xí)指南三相異步電動機制動控制電路工作原理主要知識點：Ut主要能力點：三相異步電動機制動控制線路的故障檢測方法及步驟。三相異步電動機制動控制線路的安裝步驟及工藝要求學(xué)習(xí)難點三相異步電動機制動控制線路的常見故障及維修學(xué)習(xí)重點行業(yè)PPT模板/hangye/能力體系/（知識體系）/內(nèi)容結(jié)構(gòu)任務(wù)一

機械制動—電磁抱閘制動器斷電（通電）制動控制線路的安裝與維修

技能目標(biāo)：（1）能正確安裝電磁抱閘制動器，并會調(diào)試。（2）能使用萬用表查找出電磁抱閘制動器斷電制動控制線路的故障，并會維修。

知識目標(biāo)：（1）正確理解三相異步電動機磁抱閘制動器斷電制動（通電）控制電路的工作原理。（2）熟悉電磁抱閘制動器功能、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及型號含義，熟記它的圖形符號和文字符號。

素養(yǎng)目標(biāo)：（1）學(xué)習(xí)過程中，可以不斷強化職業(yè)信念。（2）練習(xí)過程，可以提升職業(yè)技能。描述任務(wù)：在X62W萬能銑床的主軸電動機上，為了保證加工的精度，電動機斷電后，銑刀立刻停止，就采用電磁離合器制動以實現(xiàn)準(zhǔn)確停車。而在20/5t橋式起重機上，主鉤、副鉤、大車、小車全部采用電磁抱閘制動以保證電動機失電后的迅速停車。任務(wù)分析：電動機斷開電源后，利用機械裝置產(chǎn)生的反作用力矩使其迅速停轉(zhuǎn)的方法叫機械制動。機械制動常用的方法有電磁抱閘制動器制動和電磁離合器制動。本次任務(wù)就是安裝維修電磁抱閘制動器斷電制動控制電路。必備知識一、電磁抱閘制動器如圖1-5-1所示為常用的MZD1系列交流制動電磁鐵與TJ2系列閘瓦制動器的外形，它們配合使用共同組成電磁抱閘制動器，其結(jié)構(gòu)如圖1-5-2a所示，符號如圖1-5-2b所示。TJ2系列閘瓦制動器與MZD1系列交流制動電磁鐵的配用見表1-5-1。a)MZD1系列交流單相制動電磁鐵b)TJ2系列閘瓦制動器圖1-5-1制動電磁鐵與閘瓦制動器a)結(jié)構(gòu)

b)符號圖1-5-2

電磁抱閘制動器1－線圈2－銜鐵3－鐵心4－彈簧5－閘輪6－杠桿7－閘瓦8－軸電磁鐵和制動器的型號及其含義如下：制動電磁鐵由鐵心、銜鐵和線圈三部分組成。閘瓦制動器包括閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等部分。電磁抱閘制動器分為斷電制動型和通電制動型兩種。斷電制動型的工作原理如下：當(dāng)制動電磁鐵的線圈得電時，制動器的閘瓦與閘輪分開，無制動作用；當(dāng)線圈失電時，制動器的閘瓦緊緊抱住閘輪制動。通電制動型的工作原理如下：當(dāng)制動電磁鐵的線圈得電時，閘瓦緊緊抱住閘輪制動；當(dāng)線圈失電時，制動器的閘瓦與閘輪分開，無制動作用。二、電磁抱閘制動器斷電制動控制電路分析圖1-5-3就是20/5t橋式起重機副鉤上采用的電磁抱閘斷電制動控制線路。圖1-5-3

電磁抱閘制動器斷電制動控制電路圖1－線圈2－銜鐵3－彈簧4－閘輪5－閘瓦6－杠桿線路工作原理如下：啟動運轉(zhuǎn)：先合上電源開關(guān)QS。按下啟動按鈕SB1，接觸器KM線圈得電，其自鎖觸頭和主觸頭閉合，電動機M接通電源，同時電磁抱閘制動器YB線圈得電，銜鐵與鐵心吸合，銜鐵克服彈簧拉力，迫使制動杠桿向上移動，從而使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機正常運轉(zhuǎn)。制動停轉(zhuǎn)：按下停止按鈕SB2，接觸器KM線圈失電，其自鎖觸頭和主觸頭分?jǐn)?，電動機M失電，同時電磁抱閘制動器YB線圈也失電，銜鐵與鐵心分開，在彈簧拉力的作用下，制動器的閘瓦緊緊抱住閘輪，使電動機被迅速制動而停轉(zhuǎn)。電磁抱閘制動器斷電制動在起重機械上被廣泛采用。其優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確定位，同時可防止電動機突然斷電時，重物自行墜落。缺點是不經(jīng)濟。因為電磁抱閘制動器線圈耗電時間與電動機一樣長。另外，由于電磁抱閘制動器在切斷電源后的制動作用，使手動調(diào)整工件很困難，因此，對要求電動機制動后能調(diào)整工件位置的機床設(shè)備，可采用通電制動控制線路。三、電磁離合器制動器電磁離合器制動的原理和電磁抱閘制動器的制動原理相似，所不同的是：電磁離合器是利用動、靜摩擦片之間產(chǎn)生足夠大的摩擦力，使電動機斷電后立即制動的。1.結(jié)構(gòu)示意圖。電磁離合器的結(jié)構(gòu)如圖1-5-4所示。a)外形圖b)結(jié)構(gòu)示意圖圖1-5-4斷電制動型電磁離合器的外形和結(jié)構(gòu)示意圖1-鍵2-繩輪軸3-伐蘭4-制動彈簧5-動鐵芯6-勵磁線圈7-靜鐵芯8-靜摩擦片9-動摩擦片2.電路圖。電磁離合器的制動控制線路與電磁抱閘斷電控制線路基本相同。3.制動原理。電磁離合器制動的原理為：電動機斷電時，線圈失電，制動彈簧將靜摩擦片緊緊地壓在動摩擦片上，此時電動機通過繩輪軸被制動。當(dāng)電動機通電運轉(zhuǎn)時，線圈也同時得電，電磁鐵的動鐵芯被靜鐵芯吸合，使靜摩擦片分開，于是動摩擦片連同繩輪軸在電動機的帶動下正常啟動運轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機切斷電源時，線圈也同時失電，制動彈簧立即將靜摩擦片連同鐵芯推向轉(zhuǎn)著的動摩擦片，強大的彈簧張力迫使動、靜摩擦片之間產(chǎn)生足夠大的摩擦力，使電動機斷電后立即受制動停轉(zhuǎn)。一、電磁抱閘制動器安裝1.必須與電動機一起安裝在固定的底座或座墩上，其地腳螺栓必須擰緊，且有防松措施。電動機軸伸出端上的制動閘輪必須與閘瓦制動器的抱閘機構(gòu)在同一平面上，面且軸心要一致。2.電磁抱閘制動器安裝后，必須在切斷電源的情況下先進行粗調(diào)，然后在通電車時再進行微調(diào)。粗調(diào)時以斷電狀態(tài)下用外力轉(zhuǎn)不動電動機的轉(zhuǎn)軸,而當(dāng)用外力將制動電磁鐵吸合后,電動機轉(zhuǎn)軸能自由轉(zhuǎn)動為合格。

任務(wù)實施安裝步驟與前面任務(wù)基本相同，控制電路的檢查與接觸器自鎖控制線路的檢查方法一致。主電路的檢查與接觸器自鎖控制線路的檢查方法基本一致，不同點是在熱繼電器的下端頭V和W之間連接有電磁抱閘制動線圈，重點檢查線圈的通斷情況。二、線路安裝檢查三、故障排除THANKS感謝聆聽！任務(wù)二

電力制動—反接制動控制線路的安裝與維修

技能目標(biāo)：（1）掌握速度繼電器的安裝與使用方法。（2）能正確安裝反接制動控制線路，并能對線路故障進行維修。知識目標(biāo)：（1）知道如何正確識別、選用、安裝、使用速度繼電器，熟記它的圖形符號和文字符號。（2）正確理解三相異步電動機反接制動控制電路的工作原理。

素養(yǎng)目標(biāo)：（（1）通過不斷的知識學(xué)習(xí)，強化職業(yè)信念。（2）強化技能訓(xùn)練，養(yǎng)成職業(yè)習(xí)慣。描述任務(wù)：任務(wù)1中的電磁抱閘制動器斷電制動在起重機械上被廣泛采用。其優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確定位，同時可防止電動機突然斷電時重物的自行墜落。當(dāng)重物起吊到一定高度時，按下停止按鈕，電動機和電磁抱閘制動器的線圈同時斷電，閘瓦立即抱住閘輪，電動機立即制動停轉(zhuǎn)，重物隨之被準(zhǔn)確定位。如果電動機在工作時，線路發(fā)生故障而突然斷電時，電磁抱閘制動器同樣會使電動機迅速制動停轉(zhuǎn)，從而避免重物自行墜落。這種制動方法的缺點是不經(jīng)濟，因為電磁抱閘制動器線圈的耗電時間與電動機一樣長。另外，對要求電動機斷電制動后能調(diào)整工件位置的設(shè)備不能采用。任務(wù)分析：電力制動是指使電動機在切斷定子電源停轉(zhuǎn)的過程中,產(chǎn)生一個和電動機實際旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力矩(制動力矩),迫使電動機迅速制動停轉(zhuǎn)的方法。電力制動常用的方法有：反接制動、能耗制動、電容制動和再生發(fā)電制動等。圖1-5-5反接制動原理圖【反接制動】

依靠改變電動機定子繞組的電源相序來產(chǎn)生制動力矩，迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為反接制動。反接制動原理圖如圖1-5-5所示。當(dāng)電動機為正常運行時，電動機定子繞組的電源相序為L1-L2-L3，電動機將沿旋轉(zhuǎn)磁場方向以n<n1的速度正常運轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機需要停轉(zhuǎn)時，可拉開開關(guān)QS，使電動機先脫離電源（此時轉(zhuǎn)子仍按原方向旋轉(zhuǎn)），當(dāng)將開關(guān)迅速向下投合時，使電動機三相電源的相序發(fā)生改變，旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，此時轉(zhuǎn)子將以n1+n的相對速度沿原轉(zhuǎn)動方向切割旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向可由左手定則判斷出來，可見此轉(zhuǎn)矩方向與電動機的轉(zhuǎn)動方向相反，使電動機受制動迅速停轉(zhuǎn)。反接制動時應(yīng)注意的是：當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近零值時，應(yīng)立即切斷電動機的電源，否則電動機將反轉(zhuǎn)。在反接制動設(shè)備中，為保證電動機的轉(zhuǎn)速被制動到接近零值時能迅速切斷電源，防止反向啟動，常利用速度繼電器來自動的及時切斷電源。必備知識一、速度繼電器速度繼電器是反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的繼電器，其主要作用是以旋轉(zhuǎn)速度的快慢為指令信號，與接觸器配合實現(xiàn)對電動機的反接制動控制，故又稱為反接制動繼電器。常用速度繼電器的型號及含義如下：

JY1型速度繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1-5-6所示。它主要由定子、轉(zhuǎn)子、可動支架、觸頭系統(tǒng)及端蓋等部分組成。轉(zhuǎn)子由永久磁鐵制成，固定在轉(zhuǎn)軸上；定子由硅鋼片疊成并裝有籠型短路繞組，能作小范圍偏轉(zhuǎn)；觸頭系統(tǒng)由兩組轉(zhuǎn)換觸頭組成，一組在轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時動作，另一組在轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時動作。

a）外形

b）結(jié)構(gòu)

c）符號圖1-5-6JY1型速度繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理二、工作原理分析當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)時，帶動與電動機同軸相連的速度繼電器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于在空間中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；從而在定子籠型短路繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨永久磁鐵轉(zhuǎn)動的方向偏轉(zhuǎn)，與定子相連的膠木擺桿也隨之偏轉(zhuǎn)。當(dāng)定子偏轉(zhuǎn)到一定角度，膠木擺桿推動簧片，使繼電器的觸頭動作。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速減小到零時，由于定子的電磁轉(zhuǎn)矩減小，膠木擺桿恢復(fù)原狀態(tài)，觸頭隨即復(fù)位。如圖1-5-7是單向啟動反接制動控制電路，反接制動屬于電力制動。線路的主電路和正反轉(zhuǎn)控制線路的主電路相同，只是在反接制動時增加了三個限流電阻R。線路中KM1為正轉(zhuǎn)運行接觸器，KM2為反接制動接觸器，KS為速度繼電器，其軸與電動機軸相連（圖1-5-7中用點劃線表示）。二、單向啟動反接制動控制線路工作原理圖1-5-7

單向啟動反接制動控制電路線路的工作原理如下：先合上電源開關(guān)QS。反接制動時，由于旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速（n1+n）很高，故轉(zhuǎn)子繞組中感生電流很大，致使定子繞組中的電流很大，一般約為電動機額定電流的10倍左右。因此，反接制動適用于10kW以下小容量電動機的制動，并且對4.5kW以上的電動機進行反接制動時，需在定子繞組回路中串入限流電阻R，以限制反接制動電流。限流電阻R的大小可參考下述經(jīng)驗計算公式進行估算。反接制動的優(yōu)點是制動力強，制動迅速。缺點是制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊強烈，易損壞傳動零件，制動能量消耗大，不宜經(jīng)常制動。因此，反接制動一般適用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、不經(jīng)常啟動與制動的場合，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動控制。一、線路安裝安裝步驟與前面任務(wù)基本相同，本任務(wù)操作過程中需要重點說明的是速度繼電器的安裝與使用應(yīng)注意問題：1．速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與電動機同軸連接，使兩軸的中心線重合。速度繼電器的軸可用聯(lián)軸器與電動機的軸連接。2．速度繼電器安裝接線時，應(yīng)注意正反向觸頭不能接錯，否則不能實現(xiàn)反接制動控制。3．速度繼電器的金屬外殼應(yīng)可靠接地。任務(wù)實施二、檢測1．檢查主電路斷開FU2切除輔助電路，按照接觸器聯(lián)正反轉(zhuǎn)控制線路的要求檢查主電路。2．檢查控制電路拆下電動機接線，接通FU2。萬用表筆接QS下端的U11、V11端子，作以下幾項檢查。1）檢查起動和停車控制按下SB1，應(yīng)測得KM1的線圈電阻值；在操作SB1的同時按下SB2，萬用表應(yīng)顯示電路由通而斷。

2）檢查自鎖線路按下KM1的觸頭架，應(yīng)測得KMl的線圈電阻值；如操作的同時按下SB2，萬用表應(yīng)顯示電路由通而斷。如果測量時發(fā)現(xiàn)異常，則重點檢查接觸器自鎖觸點上下端子的聯(lián)線。容易接錯處是：將KM1的自鎖線錯接到KM2的自鎖觸點上；將常閉觸點用作自所觸點等等，應(yīng)根據(jù)異常現(xiàn)象分析、檢查。3）檢查制動線路按下SB2，電路不通。打開速度繼電器的端蓋，撥動擺桿，使KS閉合；按下SB2，各應(yīng)測得KM2的線圈電阻值，同時按下按下KM1的觸頭架，萬用表應(yīng)顯示電路由通而斷；放開SB2按下KM2的觸頭架，應(yīng)測得KM2的線圈電阻值。

三、故障排除1、速度繼電器故障檢修（見表1-5-3）2、反接制動控制線路的故障檢修（見表1-5-4）THANKS感謝聆聽！任務(wù)三

電力制動—能耗制動控制線路的安裝與檢修

技能目標(biāo)：能正確安裝無變壓器單相半波整流能耗制動自動控制線路，并能對其故障進行維修。

知識目標(biāo)：正確理解三相異步電動機能耗制動控制電路的工作原理。

素養(yǎng)目標(biāo)：（1）加強操作安全教育，提升職業(yè)技能。（2）加強合作練習(xí)，提升職業(yè)信念。描述任務(wù)：C5225車床工作臺，主拖動電動機的制動，是采用的能耗制動控制線路。反接制動雖然設(shè)備簡單，調(diào)整方使，制動迅速，價格低。缺點是制動沖擊大，制功能量損耗大，不宜頻繁制動，且制動準(zhǔn)確度不高，故適用于制動要求迅速，系統(tǒng)慣性較大制動不頻繁的場合。而對于要求頻繁制動的則采用能耗制動控制。任務(wù)分析：當(dāng)電動機切斷交流電源后，立即在定子繞組中通入直流電，迫使電動機停轉(zhuǎn)的方法稱為能耗制動。其制動原理如圖1-5-8所示。圖1-5-8能耗制動原理圖先斷開電源開關(guān)QS1，切斷電動機的交流電源，這時轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性運轉(zhuǎn)；隨后立即合上開關(guān)QS2，并將QS1向下合閘，電動機V，W兩相定子繞組通入直流電，使定子中產(chǎn)生一個恒定的靜止磁場，這樣作慣性運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子因切割磁力線而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感生電流，其方向可用右手定則判斷出來，上面標(biāo)“×”，下面標(biāo)“·”。繞組中一旦產(chǎn)生了感生電流，又立即受到靜止磁場的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，用左手定則判斷，可知轉(zhuǎn)矩的方向正好與電動機的轉(zhuǎn)向相反，使電動機受制動迅速停轉(zhuǎn)。由于這種制動方法是通過在定子繞組中通入直流電以消耗轉(zhuǎn)子慣性運轉(zhuǎn)的動能來進行制動的，所以稱為能耗制動，又稱動能制動。能耗制動控制線路一般對于10KW以下的電動機，常采用無變壓器單相半波整流能耗制動自動控制線路如圖1-5-9所示。對于10KW以上的電動機，常采用有變壓器單相橋式整流單向啟動能耗制動自動控制線路。必備知識一、無變壓器單相半波整流能耗制動自動控制線路如圖1-5-9所示，線路采用單相半波整流器作為直流電源，所用附加設(shè)備較少，線路簡單，成本低。圖1-5-9

無變壓器單相半波整流能耗制動自動控制線路線路的工作原理如下：先合上電源開關(guān)QS。有變壓器單相橋式整流單向啟動能耗制動自動控制線路，如圖1-5-10所示。二、有變壓器單相橋式整流單向啟動能耗制動自動控制線路圖1-5-10

有變壓器單相橋式整流單向啟動能耗制動自動控制電路圖其中直流電源由單相橋式整流器VC供給，TC是整流變壓器，電阻R是用來調(diào)節(jié)直流電流的，從而調(diào)節(jié)制動強度，整流變壓器一次側(cè)與整流器的直流側(cè)同時進行切換，有利于提高觸頭的使用壽命。能耗制動的優(yōu)點是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，且能量消耗較小。缺點是需要附加直流電源裝置，設(shè)備費用較高，制動力較弱，在低速時制動力矩小。因此能耗制動一般用于要求制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的場合，如磨床、立式銑床等的控制線路中。三、能耗制動所需直流電源一般用以下方法進行，其估算步驟是：（以常用的單相橋式整流電路為例）1.首先測量出電動機三根進線中任意兩根之間的電阻R（Ω）。2.測量出電動機的進線空載電流I0（A）。3.能耗制動所需的直流電流IL（A）=KI0，所需的直流電壓UL（V）=ILR。其中K是系數(shù)，一般取3.5～4。若考慮到電動機定子繞組的發(fā)熱情況，并使電動機達到比較滿意的制動效果，對轉(zhuǎn)速高、慣性大的傳動裝置可取其上限。4.單相橋式整流電源變壓器二次繞組電壓和電流有效值分別為：（V）變壓器計算容量為：S=U2I2

（V·A）