第3章三相异步电动机基本控制环节与基本电路-简剖析课件.ppt

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1、第三章 三相异步电动机基本控制环节与基本电路,第一节第二节 三相异步电动机全压启动控制第三节 三相异步电动机降压启动控制第四节 三相绕线式异步电动机启动控制第五节第六节 三相异步电动机电气制动控制第七节本章小结,第二节 三相异步电动机全压启动控制,一、单向旋转控制,1手动控制,D,6,5,开启式负荷开关控制,自动空气开关控制,控制方式简单,特点:,电气原理图：,第二节 三相异步电动机全压启动控制,一、单向旋转控制,1手动控制,D,6,5,开启式负荷开关控制,自动空气开关控制,特点:,电气原理图：,应用:,控制三相电风扇和砂轮机,2.点动控制,工作原理：,一、单向旋转控制,启动：按下起动按钮SB

2、接触器KM线圈得电KM主触头闭合电动机M启动运行。停止：松开按钮SB接触器KM线圈失电KM主触头断开电动机M失电停转。,电气原理图：,2.点动控制,应用：,常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速 移动的电机控制,保护环节：,短路保护,控制电路短路保护,主电路短路保护,工作原理：,电气原理图：,一、单向旋转控制,电气原理图,3.接触器自锁控制,自锁触点,热继电器热元件,热继电器常闭触点,一、单向旋转控制,工作原理,电气原理图,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,短路保护：FU1、FU2,一、单向旋转控制,短路保护：FU1、FU2,过载保护：FR,一、单向旋转控制,3.接触器自锁控制,工作原理,保护

3、环节,电气原理图,短路保护：FU1、FU2,一、单向旋转控制,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,欠压、失压保护：KM,电气原理图,过载保护：FR,开关切换,4连续与点动混合控制,按钮切换,一、单向旋转控制,开关切换,点动控制：SA断开,4连续与点动混合控制,一、单向旋转控制,一、单向旋转控制,开关切换,4连续与点动混合控制,主电路,点动控制：SA断开,连续控制：SA闭合,按钮切换,4连续与点动混合控制,工作原理：,连续:松开按钮SB3,利用SB2 控制,点动:利用按钮SB3控制,一、单向旋转控制,以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行,思考,不能点动！,主电路实现顺序控制?,5顺序控

4、制(联锁控制),控制电路实现顺序控制,要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式,一、单向旋转控制,顺序启动同时停止控制,顺序启动逆序停止控制,控制要求：1.M1 起动后，M2才能起动 2.M2 可单独停,两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。,控制电路,联锁控制:若要求甲接触器动作后(且保持),乙接触器方能动作,则需将甲接触器的常开触头串接在乙接触器的线圈电路中.,不可以!两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。,主电路,控制电路,KM1,SB1,SB2,KT,FR,KM1,KM2,KM2,KT,控制要求:M1起动后，M2延时起动,SB2,主电路同前

5、,控制电路,实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？,不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。,两个电器需要同时动作时,其线圈应该并联连接,顺序启动同时停止控制,特点:,电气原理图：,主电路,控制电路,顺序控制,顺序启动逆序停止控制,电气原理图：,特点:,主电路,一、单向旋转控制,6多地控制,特点：,工作原理：,在两地或多地控制同一台电动机的控制方式启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联,例如：甲、乙两地同时控制一台电机,方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。,多地点控制,FR,三地控制,二、可逆旋转控制,电路形式:,电动机原理：,改变电动机三相电源的相

6、序，可改变电动机的旋转方向,倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转位置控制,1.倒顺开关控制正反转控制电路,5.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转,特点:,电气原理图：,应用:,主电路,用倒顺开关实现电源调相,倒顺开关,2.按钮控制正反转控制电路,主电路：,KM2,控制电路：,工作原理：,缺点:,基本控制电路,容易引起主电路电源短路！,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,接触器互锁控制,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,接触器互锁控制,这种利用两个接触器(或继电器)的辅助触头互相控制的方法称为互锁，互锁环节是可逆控制线路中防止电源短路的保证。,

7、2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,接触器互锁控制,工作安全可靠,缺点：,操作不便：正停反,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,按钮互锁控制,操作方便,缺点：,易产生故障,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,接触器、按钮双重互锁控制,安全可靠，操作方便,接触器联锁正反转控制电路,3.位置开关控制,有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自动往返，通常利用行程开关控制电动机正反转实现。,（反向运行同样分析）,自动往复运动,正程,逆程,电 机,工作要求：1.能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回,控制电路,工作台

8、自动往返控制,第三节 三相异步电动机降压启动控制,降压启动的方法,定子绕组串电阻（电抗）启动,自耦变压器降压启动,Y降压启动,延边三角形降压启动,降压启动的实质：,启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。,一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制,1.定子串电阻降压自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制,2.手动、自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,正常运行接触器,变压器星点接触器,变压器电源接触器,1.按钮、接触器控制自

9、耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,工作原理,2.时间继电器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,工作原理,三、星形三角形降压启动控制,指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。Y起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。,时间继电器控制Y降压起动三个接触器控制,三、星形三角形降压启动控制,电气原理图,1,2,3,4,A,电源接触器,星形接法接触器,三角形接法接触器,工作原理,Y 转换完

10、成,Y降压启动控制,四、延边三角形降压启动控制,延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接“”形，而另一部分接成“Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成“”形全压运行。,定子绕组的连接方式：,延边形接法,形接法,四、延边三角形降压启动控制,电气原理图,第四节 三相绕线式异步电动机启动控制,绕线异步电动机的优点：,可以在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动转矩及平滑调速之目的。,绕线异步电动机降压启动原理：,起动时，在转子回路中串入三相起动变阻器，并把起动电阻调到最大值，以减小起动电流，增大起动转矩。随着电

11、动机转速的升高，起动电阻逐级减小。起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被短接，电动机在额定状态下运行。,1.按钮操作控制,一、转子绕组串电阻启动控制线路,电气原理图：,工作原理：,用按钮逐级切除 启动电阻,启动电阻,缺点,操作不便,电源接触器,2.时间原则控制,一、转子绕组串电阻启动控制线路,电气原理图：,2.时间原则控制,一、转子绕组串电阻启动控制线路,工作原理：,KT1、KT2、KT3分别控制三个接触器KM1、KM2、KM3按顺序依次吸合，自动切除转子绕组中的三级电阻,3.电流原则控制,一、转子绕组串电阻启动控制线路,主电路,电气原理图：,三个欠电流继电器的线圈串接在转子回路中，电流继电

12、器的吸合电流一样，但释放电流不同，KA1的释放电流最大，KA2其次，KA3最小。,3.电流原则控制,一、转子绕组串电阻启动控制线路,工作原理：,电动机启动时转子电流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常闭触头都打开，KM1、KM2、KM3主触头处于断开状态，全部启动电阻均串接在转子绕组中。电动机转速逐渐升高，转子电流逐渐减小，当电流减小至KA1的释放电流时，KA1首先释放，其常闭触头复位，使接触器KM1得电主触头闭合，切除第一级电阻R1。R1被切除后，转子电流重新增大，电动机转速继续升高，转子电流又减小，当减小至KA2的释放电流时，KA2释放，KA2的常闭触头复位，KM2线圈得电主触头闭合，

13、第二级电阻R2被切除，同理，切除第三级电阻，全部电阻被切除，电动机启动完毕，进入正常运行状态。,频敏变阻器,二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路,铁心损耗很大的三相电抗器，由铸铁板或钢板叠成的三柱式铁心，在每个铁心上装有一个线圈，线圈的一端与转子绕组相连，另一端作星形连接。频敏变阻器的等效阻抗值与频率有关，电动机刚启动时，转速较低，转子电流的频率较高，相当于在转子回路中串接一个阻抗很大的电抗器，随着转速的升高，转子频率逐渐降低，其等效阻抗自动减小，实现了平滑无级启动。,1.单向旋转转子串频敏变阻器启动控制,二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路,主电路,控制电路,电源接触器,短接频敏变阻器接触器

14、,2.转子串频敏变阻器正反转启动控制线路,二、转子绕组串频敏变阻器启动控制线路,停机制动类型：,第六节 三相异步电动机电气制动控制,常用的电气制动：,反接制动,能耗制动,电磁机械制动-电磁铁操纵机械进 行制动,电气制动-电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动,制动电阻的接线方法:,一、反接制动控制,原理：,要求：,对称接法,不对称接法,第六节 三相异步电动机电气制动控制,改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋转磁场，形成制动转矩。,10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防止反向再起动。,1.单向反接制动的控制,一、反接制动控制,电气原

15、理图：,速度继电器,关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。,一、反接制动控制,1.单向反接制动的控制,工作原理：,电动机正常运转时，KM1通电吸合，BV的常开触点闭合，为反接制动作准备。按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，BV常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，BV常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。,2.可逆运行的反接制动控制,一、反接制动控制,

16、特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频 繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。,二、能耗制动控制,原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加 直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁 场，达到制动的目的。,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,按时间原则控制,单向运行接触器,能耗制动接触器,整流变压器,桥式整流电路,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,按速度原则控制,2.电动机可逆运行能耗制动控制,二、能耗制动控制,正转接触器,反转接触器,3.单管能耗制动控制,二、能耗制动控制,单管半波整流,本章小结,1.本章重点讲述了电动

17、机的启动、制动、调速等控制线路。2.掌握电动机的启动方法及其使用场合和特点。3.掌握各种电动机的制动方法及其使用场合和特点。4.掌握电动机的控制原则,即时间原则、速度原则、电流原则、电势原则、行程原则、频率原则。5.掌握电力拖动系统中的保护环节 常用的联锁保护：动作顺序联锁环节、电气元件与机械动作的联锁。常用的互锁环节：电气互锁和机械互锁，电动机常用的保护环节：短路保护、过电流保护、过载保护、失压和欠压保护，弱磁保护及超速保护等。,设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后

18、自动走向A。2.有过载和短路保护。3.小车可停在任意位置。,控制电路综合举例:运料小车的控制,控制电路,KMR,SQa、SQb 为A、B 两端的限位开关,KTa、KTb 为 两个时间继电器,主回路,该电路的问题：小车在两极端位置时，不 能停车。,动作过程,SBFKMF小车正向运行至A端撞SQa KTa 延时2分钟KMR 小车反向运行至B端撞SQb KTb 延时2分钟KMF 小车正向运行如此往反运行。,KMF,KMF,FR,KMR,SB1,SQa,SQa,KTa,SQb,KTb,KMR,KMR,KMF,SQb,KTa,控制电路综合举例：工作台位置控制,起动后工作台控制要求：,控制电路,控制电路,该电路有何问题？,改进方法同前：,FR,FR,加中间继电器,继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：,1、首先了解工艺过程及控制要求；2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的 控制关系；3、主电路、控制电路分开阅读或设计；4、控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行读图或设计；5、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都 叫相同的名字；6、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，且均按未通电状态表示；7、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联；8、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。,谢谢!,