《機床電氣線路的安裝與調試》課件-第11章

項目11三相異步電動機降壓啟動控制電路任務1三相異步電動機串電阻降壓啟動控制線路的安裝與檢修任務2三相異步電動機Y-△降壓啟動控制電路的安裝與檢修項目思考題

三相籠型異步電動機直接啟動控制電路具有結構簡單、經濟性好、操作方便的優(yōu)點,但會受到電源容量的限制。當電動機容量較大(大于10kW)時,啟動時會產生較大的啟動電流,將引起電網電壓下降,因而必須采取降壓啟動的方法,限制啟動電流。

籠型異步電動機和繞線式異步電動機的結構不同,限制啟動電流的措施也不同。

所謂降壓啟動,是指利用啟動設備或電路,降低加在電動機定子繞組上的電壓來啟動電動機,待電動機啟動運轉后,再使其電壓恢復到額定值正常運行。由于電流隨著電壓的降低而減小,所以限制了啟動電壓就等于限制了啟動電流。不過,由于啟動力矩與每相定子繞組所加電壓的平方成正比,所以降壓啟動的方法只適用于空載或輕載啟動。

籠型異步電動機常用的降壓啟動方法有:定子繞組串電阻降壓啟動;星形-三角形降壓啟動;自耦變壓器降壓啟動;延邊三角形降壓啟動。

任務1三相異步電動機串電阻降壓啟動控制電路的安裝與檢修

知識目標:1.正確理解三相異步電動機串電阻降壓啟動控制電路的工作原理。2.能正確識讀三相異步電動機串電阻降壓啟動控制電路的原理圖、接線圖和布置圖。

能力目標:

1.會按照工藝要求正確安裝三相異步電動機串電阻降壓啟動控制電路。

2.能根據故障現(xiàn)象,檢修三相異步電動機串電阻降壓啟動控制電路。

為避免和減小大功率電動機啟動時因啟動電流過大對電網造成的沖擊,根據電樞電流與電壓成正比的原理,可通過降低定子繞組上啟動電壓的手段來降低啟動電流,從而減小對電網的影響,待轉速上升到一定程度后再恢復到額定電壓值,使電動機在正常電壓下運行。

定子繞組串聯(lián)電阻啟動是指在電動機啟動時把電阻串接在電動機定子繞組與電源之間,通過電阻的分壓作用來降低定子繞組上的啟動電壓,從而達到降壓啟動的目的。

三相異步電動機定子繞組串電阻降壓啟動控制電路如圖11－1所示。

圖11－1三相異步電動機定子繞組串電阻降壓啟動控制電路圖

一、按鈕接觸器控制串電阻降壓啟動

1.器件功能說明按鈕接觸器控制串電阻降壓啟動控制電路如圖11－2所示,圖中對各器件進行了說明。圖11－2三相異步電動機按鈕接觸器控制串電阻降壓啟動控制電路圖

2.工作原理分析

(1)啟動控制。

(2)停止控制。

3.電路特點

(1)只有KM1線圈通電以后,KM2線圈才能通電,即電路首先進入串電阻降壓啟動狀態(tài),然后才能進入全壓運行狀態(tài),即KM2線圈不能先于KM1線圈獲電,電路不能首先進入全壓運行狀態(tài)。只有這樣,才能達到降壓啟動、全壓運行的控制目的。

(2)在這個控制電路中,要先后按下兩個控制按鈕,電動機才能進入全壓運行狀態(tài),并且運行時KM1、KM2兩線圈均處于通電工作狀態(tài)。

(3)在這個控制電路的操作控制中,操作人員必須具備熟練的操作技術才能保證在恰當的時刻短接啟動電阻R,否則容易造成不良后果。短接早了,起不到降壓啟動的目的;短接晚了,既浪費電能又影響負載轉矩。

二、時間繼電器自動控制串電阻降壓啟動

啟動電阻的短接時間由操作人員操作技術的熟練程度決定,很不準確。因此,通常采用時間繼電器來自動控制啟動電阻R的短接時間。

1.器件功能說明

時間繼電器自動控制串電阻降壓啟動控制電路如圖11－3所示,圖中對各器件進行了說明。圖11－3三相異步電動機時間繼電器自動控制串電阻降壓啟動控制電路圖

2.工作原理

時間繼電器KT的延時閉合常開觸頭代替了SB2全壓運行按鈕,啟動過程只需按一次SB1啟動按鈕,電路就能首先進入串電阻降壓啟動,經過一段時間后自動進入全壓運行狀態(tài)。啟動時間的長短由時間繼電器KT來控制。

3.電路特點

(1)時間繼電器自動控制降壓啟動,克服了圖11－2的電路中人工操作導致的啟動時間不準確的缺點。

(2)在電動機運行過程中,所有的接觸器和時間繼電器均處于長期通電的工作狀態(tài),既帶來能量的消耗也降低了控制電路工作的可靠性。為克服此缺點,提高電路工作的可靠性,應將電路進行改造,使之既可實現(xiàn)自動控制降壓啟動,又可實現(xiàn)電動機在全壓正常運行時只有一只接觸器工作。

一、三相異步電動機定子繞組串電阻降壓啟動控制電路的安裝與檢修

1.繪制元件布置圖和接線圖

三相異步電動機定子繞組串電阻降壓啟動控制電路的元件布置圖和安裝接線圖請讀者自行繪制,在此不再贅述。

2.元器件規(guī)格、質量檢查

(1)檢查各元器件、耗材與表11－1中的型號規(guī)格是否一致。

(2)檢查各元器件的外觀是否完整無損,附件、備件是否齊全。

(3)用儀表檢查各元器件和電動機的有關技術數據是否符合要求。

3.根據元件布置圖安裝和固定低壓電器元件

元器件檢查完畢后,按照自己繪制的元件布置圖安裝和固定電器元件。

4.根據電氣原理圖和安裝接線圖進行行線槽配線

元件安裝完畢后,按照圖11－1所示的原理圖和自己繪制安裝接線圖進行板前行線槽配線。

5.電動機的連接

按照電動機銘牌上的接線方法,正確連接接線端子,最后連接電動機的保護接地線。

6.自檢

布線完工后,必須對控制電路的正確性進行全面自檢,以確保通電試車一次成功。

(1)檢查控制電路,可將表棒分別搭在U1、V1線端上,讀數應為“∞”;按下SB1或手動模擬KM1電磁吸合時,讀數應為接觸器KM1線圈的直流電阻阻值;手動模擬KM2電磁吸合時,讀數應為接觸器KM2線圈的直流電阻阻值;按下SB1且手動模擬KM1電磁吸合時,讀數應為KM1線圈//KT線圈的直流電阻阻值;等等。

(2)檢查主電路時,先合上QS,然后手動代替接觸器受電線圈勵磁吸合,再將表棒分別搭在L1、U,L2、V,L3、W線端上,讀數應為“0”。

7.通電試車

經教師檢查后,通電校驗。相關要求如下:

(1)通電前,必須得到指導老師的同意,由指導老師接通電源L1、L2、L3,并在現(xiàn)場進行監(jiān)護。

(2)學生合上電源開關QS后,允許用萬用表(測相電壓)或驗電筆等檢查主、控電路的熔體是否完好,但不得對電路是否正確進行帶電檢查。

(3)第一次按下按鈕時,應短時點動,以觀察電路和電動機有無異常現(xiàn)象。

(4)試車成功率以通電后第一次按下按鈕時計算。

(5)出現(xiàn)故障后,學生應獨立進行檢修,若需帶電檢查,也必須有指導老師在現(xiàn)場監(jiān)護。檢修完畢再次試車,也應有教師監(jiān)護,并做好本項目的記錄。

二、時間繼電器自動控制串電阻降壓啟動控制電路常見故障的分析及檢修

1.主電路的故障檢修

時間繼電器自動控制定子繞組串電阻降壓啟動控制電路主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法與前面任務中主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法相似,在此不再贅述,讀者可自行分析。

2.控制電路的故障檢修

故障現(xiàn)象1:按下串電阻降壓啟動按鈕SB1后,電動機不能啟動,并且KM1接觸器不通電吸合。

故障分析:因為KM1接觸器不通電吸合,導致電動機無法串電阻降壓啟動,所以判斷故障出在控制電路,故障范圍如圖11－4所示(虛線部分)。根據故障最小范圍,可以用電阻測量法進行檢測。

檢測方法是:依次檢測故障范圍的觸頭和連接的導線,即可找出故障點。圖11－4故障最小范圍

故障現(xiàn)象2:按下串電阻降壓啟動按鈕SB1后,電動機能啟動,但是無法切換到全壓運行狀態(tài)。

故障分析:因為KT或KM2接觸器不通電吸合,導致電動機無法切換到全壓運行狀態(tài),所以判斷故障出在控制電路,故障范圍如圖11－5所示(虛線部分)。根據故障最小范圍,可以用電阻測量法進行檢測。檢測方法是:依次檢測故障范圍的觸頭和連接的導線,即可找出故障點。圖11－5故障最小范圍

任務2三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路的安裝與檢修

知識目標:1.正確理解三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路的工作原理。2.能正確識讀三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路的原理圖、接線圖和布置圖。

能力目標:

1.會按照工藝要求正確安裝三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路。

2.能根據故障現(xiàn)象,檢修三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路。

一、電動機的Y△形導線接法

1.電動機三套繞組三相異步電動機定子繞組如圖11－6所示。注意:電動機端蓋接線盒內并未按照繞組首尾端分布。圖11－6三相電動機定子繞組

2.電動機Y接法

三相異步電動機定子繞組Y形接法如圖11－7所示。口訣:尾端相連,首端接三相電源。圖11－7三相異步電動機定子繞組Y形接線圖

3.電動機△接法

三相異步電動機定子繞組△形接法如圖11－8所示?？谠E:相鄰繞組首尾相連,首端接三相電源。圖11－8三相異步電動機定子繞組△形接線圖

二、接觸器主觸頭Y△連接

設KMY、KM△分別為控制電動機Y△接法的接觸器,KM為控制電動機電源的接觸器,暫不考慮KM連接。

1.Y△控制主電路

三相異步電動機接觸器Y△形接法如圖11－9所示。圖11－9三相異步電動機接觸器Y△形接線圖

2.Y△控制主電路原理

三相異步電動機接觸器Y△控制主電路原理如圖11－10所示,可以分別通過控制KMY、KM△線圈來實現(xiàn)主觸頭的通斷,達到電動機Y△接法的目的。

注意:KMY、KM△主觸頭不允許同時閉合,否則會造成主電路電源相間短路,因而在控制電路中應設接觸器聯(lián)鎖裝置。圖11－10三相異步電動機接觸器Y△主電路原理圖

三、熱繼電器的熱元件安裝

由于電動機Y啟動時間短,所以不需要用熱繼電器作過載保護,而在△運行時需要對電動機作過載保護。由此可以看出,安裝熱繼電器的發(fā)熱元件有兩種不同接法。

1.線回路安裝

串入熱元件接法如圖11－11(a)所示。由于FR熱元件流過電動機的線電流,電動機的額定電流IMN是用線電流表示的,所以對熱繼電器FR的要求是:采用帶斷相保護裝置的三相結構熱繼電器,且動作整定電流等于電動機額定電流IMN。圖11－11三相異步電動機熱繼電器接法

2.相回路安裝

發(fā)熱元件一般安裝在電動機首端U1、V1、W1處,如圖11－11(b)所示。與圖11－11(a)相比,KM△主觸頭到電動機首端U1、V1、W1連線在FR熱元件前后移動了一下。在圖11－11(b)中,FR熱元件流過的電流為電動機相電流,等于

IMN為電動機額定電流。三個熱元件直接保護電動機三相繞組,因而對FR的要求較低:采用普通三相結構熱繼電器,且動作整定電流等于這是一種較好的方案。

3.典型主電路結構

考慮到電源控制KM及電動機短路保護,由接觸器控制電動機Y△啟動主電路。按FR接法不同,有兩種典型結構,如圖11－12所示。圖11－12三相異步電動機Y△啟動主電路熱繼電器接法

對于接觸器控制電動機Y△主電路的正確理解、讀圖、安裝,最關鍵的有以下兩點:

(1)FR熱元件位置的安裝。有相回路安裝與線回路安裝之分,二者對正確選用熱繼電器的要求也不同。

(2)電動機△形接法。電動機首端U1、V1、W1通過KM△主觸頭之后與尾端U2、V22、W2依據圖11－12(a)連接,此時可不計FR熱元件接入的影響。如果接法不正確,會造成電動機不能正常啟動或缺相運行,甚至相間短路。

四、時間繼電器控制三相異步電動機

Y△降壓啟動控制電路

1.器件功能說明

時間繼電器控制三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路如圖11－13所示。圖1－13時間繼電器控制三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路

2.工作原理

時間繼電器控制三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路的工作原理如下:合上電源開關QF。

一、三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路的安裝與檢修

1.繪制元件布置圖和接線圖

根據圖11－13所示的時間繼電器控制三相異步電動機Y△降壓啟動控制電路原理圖,請讀者自行繪制其元件布置圖和安裝接線圖,在此不再贅述。

2.元器件規(guī)格、質量檢查

(1)檢查各元器件、耗材與表11－3中的型號規(guī)格是否一致。

(2)檢查各元器件的外觀是否完整無損,附件、備件是否齊全。

(3)用儀表檢查各元器件和電動機的有關技術數據是否符合要求。

3.根據元件布置圖安裝和固定低壓電器元件

元器件檢查完畢后,按照自己繪制的元件布置圖安裝和固定電器元件。

4.根據電氣原理圖和安裝接線圖進行行線槽配線

元件安裝完畢后,按照圖11－13所示的原理圖和自己繪制安裝接線圖進行板前行線槽配線。

5.電動機的連接

按照電動機銘牌上的接線方法,正確連接接線端子。接線時,要看清電動機出線端的標記,并掌握以下接線要點:

(1)Y形接法,U1、V1、W1經KM接電源,U2、V2、W2經KMY接成一點。

(2)△接法,U1、V1、W1經KM接電源,U2、V2、W2經KM△接電源。

(3)最后連接電動機的保護接地線。

6.自檢

(1)主電路自檢。

萬用表打在R×100擋,閉合QF開關。

①按下KM,表筆分別接在L1U1;L2V1;L3W1,這時表針應右偏指零。

②按下KMY,表筆接在W2U2;U2V2;V2W2,這時表針應右偏指零。

③按下KM△,表筆分別接在U1W2;V1U2;W1V2,這時表針應右偏指零。

(2)控制電路自檢。

萬用表打在R×100或R×1K檔,表筆分別置于熔斷器FU2的1和0位置,測得KM、KMY、KM△、KT線圈的阻值應均為2KΩ。

①按下SB1,表針應右偏指在1KΩ左右(接入線圈KMY、KT),同時按下KT一段時間,指針應微微左偏指在2KΩ(接入線圈KT),同時按下SB2或者按下KM△,指針應左偏為∞。

②按