電氣控制與PLC

1、機床電氣控制與機床電氣控制與PLC機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社第第1章章 三相異步電動機的基本控制三相異步電動機的基本控制l知識目標知識目標 l技能目標技能目標 知識目標知識目標 l1）了解三相異步電動機及常用低壓電了解三相異步電動機及常用低壓電器的類型、型號及選用方法，熟記其器的類型、型號及選用方法，熟記其圖形符號和文字代號。圖形符號和文字代號。l2 2）掌握三相異步電動機的基本控制環(huán)）掌握三相異步電動機的基本控制環(huán)節(jié)。節(jié)。l3 3）掌握電動機控制電路的保護環(huán)節(jié)。）掌握電動機控制電路的保護環(huán)節(jié)。技能目標技能目標l1）能根據(jù)不同場合，正確的選用電動機及常）能根據(jù)不同場合，正確的選用電動機及常用

2、低壓電器。用低壓電器。l2）能準確地分析電動機的點動、啟動、正反）能準確地分析電動機的點動、啟動、正反轉及制動等電路。轉及制動等電路。l3）能根據(jù)電路圖，對電動機的點動、啟動、）能根據(jù)電路圖，對電動機的點動、啟動、正反轉及制動等電路進行接線、調試及故障排正反轉及制動等電路進行接線、調試及故障排除等。除等。l4）能根據(jù)要求，設計簡單的電動機控制線路）能根據(jù)要求，設計簡單的電動機控制線路。問題導入問題導入l如何選擇三相異步電動機？如何選擇三相異步電動機？l怎樣控制才能使其完成工作任務？怎樣控制才能使其完成工作任務？l 要用到哪些相關的電器元件？要用到哪些相關的電器元件？ 電動葫蘆本章內容l1.1

3、三相異步電動機三相異步電動機l1.2三相異步電動機的全電壓啟動控制三相異步電動機的全電壓啟動控制l1.3三相異步電動機的降壓啟動控制三相異步電動機的降壓啟動控制l1.4 三相異步電動機的正反轉控制三相異步電動機的正反轉控制l1.5 三相異步電動機的制動控制三相異步電動機的制動控制l1.6 三相異步電動機的保護環(huán)節(jié)三相異步電動機的保護環(huán)節(jié)l1.7 三相異步電動機的變速三相異步電動機的變速1.1 三相異步電動機三相異步電動機l1.1.1 三相異步電動機的銘牌三相異步電動機的銘牌l1.1.2 三相異步電動機的選擇三相異步電動機的選擇三相異步電動機l YS系列系列Y2系列系列YEJ系列電磁制動式系列電

4、磁制動式JR系列繞線型系列繞線型YB2隔爆型隔爆型MC / MY單相鋁殼式單相鋁殼式1.1.1 三相異步電動機的銘牌三相異步電動機三相異步電動機型號型號Y132M-4功率功率7.5 kW頻率頻率50 Hz電壓電壓380 V電流電流15.3 A接法接法轉速轉速1330 r/min絕緣絕緣等級等級B工作工作方式方式連續(xù)連續(xù)年年 月月 日日電機廠電機廠（1）型號）型號 （2）電壓及接法）電壓及接法l（1）表示電動機的類型、用途和技術特征的代）表示電動機的類型、用途和技術特征的代號。如號。如Y132M-4l（2）UN額定電壓額定電壓:電動機額定運行時，定子繞組電動機額定運行時，定子繞組上應加的額定電源

5、線電壓值。上應加的額定電源線電壓值。 （3）電流）電流 （4）功率、功率因數(shù)、效率）功率、功率因數(shù)、效率 lIN額定電流額定電流：定子繞組的額定線電流值定子繞組的額定線電流值lPN額定功率額定功率:在額定運行狀態(tài)下，其軸上在額定運行狀態(tài)下，其軸上輸出的機械功率。輸出的機械功率。l電源輸入的功率：電源輸入的功率：P1N UN IN cos lcos 功率因數(shù)：定子相電壓與相電流相功率因數(shù)：定子相電壓與相電流相位差的余弦位差的余弦 l電動機的效率電動機的效率 PN /P1N100% （ 5）頻率 （6）轉速 （7）絕緣等級 l（ 5） f1 /fN額定頻率：定子繞組外加的電源頻率。額定頻率：定子繞

6、組外加的電源頻率。工頻：工頻：50Hz。l（6） nN額定轉速額定轉速 ：電動機在額定電壓、額定頻：電動機在額定電壓、額定頻率及輸出額定功率時的轉速。率及輸出額定功率時的轉速。l （7）絕緣等級：）絕緣等級： 根據(jù)電動機繞組所用的絕緣材根據(jù)電動機繞組所用的絕緣材料、按使用時的最高允許溫度而劃分的不同等級料、按使用時的最高允許溫度而劃分的不同等級 絕緣等級絕緣等級AEBFHC最高允許溫最高允許溫度（度（C）105120130155180180（8）工作方式及防護等級 l對電動機在銘牌規(guī)定的技術條件下持續(xù)運對電動機在銘牌規(guī)定的技術條件下持續(xù)運行時間的限制，以保證電動機的溫升不超行時間的限制，以保證

7、電動機的溫升不超過允許值。過允許值。l 連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式 S1：在額定狀態(tài)下可長期連：在額定狀態(tài)下可長期連續(xù)工作。機床、水泵、通風機。續(xù)工作。機床、水泵、通風機。l 短時工作方式短時工作方式S2：在額定情況下，持續(xù)運行：在額定情況下，持續(xù)運行時間不允許超過規(guī)定的時限。分為時間不允許超過規(guī)定的時限。分為10，30，60，90（分鐘）等四種。（分鐘）等四種。l 斷續(xù)工作方式斷續(xù)工作方式 S3 ：電動機的工作與停歇交：電動機的工作與停歇交替進行，時間都很短。吊車、起重機等。替進行，時間都很短。吊車、起重機等。 想一想：想一想：l某三相籠型異步電動機的額定電壓為220380V，那么在380V的

8、情況下，可否采用Y-啟動？為什么?1.1.2 三相異步電動機的選擇l1功率（即容量）的選擇功率（即容量）的選擇 l2電動機類型的選擇電動機類型的選擇 l3電壓的選擇電壓的選擇l4轉速的選擇轉速的選擇1功率（即容量）的選擇功率（即容量）的選擇l電動機功率的選擇，由生產機械所需的功電動機功率的選擇，由生產機械所需的功率決定。率決定。l對連續(xù)運行的電動機，要先算出生產機械對連續(xù)運行的電動機，要先算出生產機械的功率，使所選電動機的額定功率等于或的功率，使所選電動機的額定功率等于或稍大于生產機械功率即可。稍大于生產機械功率即可。 l對短時運行的電動機，可根據(jù)過載系數(shù)對短時運行的電動機，可根據(jù)過載系數(shù)來選

9、擇功率。電動機的額定功率可以是生來選擇功率。電動機的額定功率可以是生產機械所要求功率的產機械所要求功率的1。2電動機類型的選擇電動機類型的選擇l（1）三相電源是最普通的動力電源，若無特殊）三相電源是最普通的動力電源，若無特殊要求，交流電動機優(yōu)于直流電動機。要求，交流電動機優(yōu)于直流電動機。l（2）選擇交流電動機時，籠型的結構、價格、）選擇交流電動機時，籠型的結構、價格、可靠性、維護等方面優(yōu)于繞線轉子電動機?？煽啃?、維護等方面優(yōu)于繞線轉子電動機。l（3）啟動、制動頻繁且具有較大啟動轉矩、制）啟動、制動頻繁且具有較大啟動轉矩、制動轉矩和小范圍調速要求的，可選用繞線轉子動轉矩和小范圍調速要求的，可選用

10、繞線轉子電動機，如起重機、鍛壓機、卷揚機等設備。電動機，如起重機、鍛壓機、卷揚機等設備。l（4）要求轉速恒定或功率因數(shù)較高時，宜選用）要求轉速恒定或功率因數(shù)較高時，宜選用同步電動機。同步電動機。3電壓的選擇電壓的選擇l電壓的選擇要根據(jù)電動機類型、功率及使用地點的電源電壓來決定。l大容量的電動機(大于100kW)在允許條件下一般選用如3000V或6000V的高壓電動機。l小容量的Y系列籠型電動機電壓只有380V一個等級。4轉速的選擇轉速的選擇l電動機的額定轉速取決于生產機械的要求和傳動機構的變速比。l額定功率一定時，轉速越高，則體積越小，價格越低，但需要變速比大的傳動減速機構。l必須綜合考慮電動

11、機和機械傳動等方面的因素。 例例1-1 某三相異步電動機的技術數(shù)據(jù)：l額定功率PN30 kW，形連接（額定電壓UN380V），額定轉速nN1370rmin，額定工作時的效率90，定子功率因數(shù)cos0.85，工頻f150Hz，啟動電流比Ist/IN7.0。l試求：（1）極對數(shù)p；（2）額定轉差率sN；（3）額定電流IN；（4）直接啟動電流Ist。解：l（1）求極對數(shù)）求極對數(shù)pl由于電動機的額定轉速略小于旋轉磁場的同步轉速n0，因此，可根據(jù)lnN1370r/min判斷其同步轉速n01500rmin，故得lp60f1n06050/15002l（2）求額定轉差率）求額定轉差率sNlsN（n0nN）/

12、 n0100%（1500-1370）/1500100%8.7%l（3）求額定電流）求額定電流INl P1NPNUN IN cosl INPNUNcos 301033800.90.8559.6 Al（4）求啟動電流）求啟動電流IstlIst7.0 IN7.059.6417.2 A思考題：思考題：l（1）說明電動機型號Y160L-4的意義。l（2）說明某三相異步電動機銘牌的意義：2.8kW、Y/、220/380V、10.9/6.3A、1470r/min、50Hz、cos0.9。1.2 三相異步電動機的全電壓啟動控制三相異步電動機的全電壓啟動控制（邊學邊做）（邊學邊做） 電氣原理圖 l（1）電氣原理

13、圖分為主電路和控制電路l（2）各電器元件采用國家統(tǒng)一的圖形和文字代號。各電器元件的導電部件（如KM線圈和觸點），都繪制在它們起作用的地方。l（3）原理圖中，各電器元件的觸點是沒有外力作用或沒有通電時的原始狀態(tài)。l按鈕的觸點按不受外力作用時的狀態(tài)繪制l接觸器的觸點，按線圈未通電時的狀態(tài)繪制。任務目標任務目標l(1)認識與啟動控制相關的幾個常用的低認識與啟動控制相關的幾個常用的低壓電器元件壓電器元件開關、熔斷器、熱繼電器、開關、熔斷器、熱繼電器、自動開關、按鈕、接觸器、變壓器；自動開關、按鈕、接觸器、變壓器；l(2)學會全電壓直接啟動的控制方法。學會全電壓直接啟動的控制方法。1.2.1 相關電器元

14、件l1刀開關刀開關l2熔斷器熔斷器l3熱繼電器熱繼電器l4自動開關自動開關l5控制按鈕控制按鈕l6接觸器接觸器l7變壓器變壓器1刀開關l（1）膠蓋開關l（2）鐵殼開關l（3）刀開關的選用（1）膠蓋開關l單極、雙極和三極 刀開關安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。如果倒裝，刀開關安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。如果倒裝，拉閘后手柄可能會因自重下落而引起誤合閘，造成人身及拉閘后手柄可能會因自重下落而引起誤合閘，造成人身及設備安全事故。接線時較為安全的做法是：將電源線接在設備安全事故。接線時較為安全的做法是：將電源線接在刀開關的上端，負載線接在其下端。刀開關的上端，負載線接在其下端。（2）鐵殼開

15、關l速斷刀開關與熔斷器組合在一起 （3）刀開關的選用l主要根據(jù)電源種類、電壓等級、電動機容量、所需極數(shù)及使用場合來選用。l如果用來控制非頻繁起停的小容量異步電動機，其額定電流不能小于電動機額定電流的3倍。Q SQ SQ SQ S或2熔斷器l（1）熔斷器的組成 l（2）熔斷器的分類l（3）熔斷器的選用 FU（1）熔斷器的組成l熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成 。 （2）熔斷器的分類lRL型螺旋式熔斷器型螺旋式熔斷器 lRC型插入式熔斷器型插入式熔斷器l密封管式熔斷器密封管式熔斷器lRT型有填料密封管式熔斷器lRMl0型無填料密封管式熔斷器 RL型螺旋式熔斷器型螺旋式熔斷器RC型插

16、入式熔斷器 （a）RC型熔斷器實物圖 （b）RC型熔斷器示意圖密封管式熔斷器 a）RT型有填料式熔斷器 b）RMl0型無填料式熔斷器 c）密封管式熔斷器示意圖（3）熔斷器的選用l主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流。l沖擊電流l沒有沖擊電流熔體額定電流的選擇la) 對于照明、電爐等沒有沖擊電流的電阻性負載，熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流，IRNIlb）保護單臺電動機時，熔斷器的額定電流：l IRN（1.52.5） IN lc)對于多臺電動機由一個熔斷器保護：l IRN(1.52.5) INmax+IN 對于電動機類負載，應考慮對于電動機類負載，應考慮啟動沖擊電流

17、的影響啟動沖擊電流的影響 3熱繼電器l利用電流的熱效應原理對三相異步電動機利用電流的熱效應原理對三相異步電動機長期過載進行保護的。長期過載進行保護的。l（1）熱繼電器的組成及工作原理）熱繼電器的組成及工作原理l（2）熱繼電器的技術數(shù)據(jù)）熱繼電器的技術數(shù)據(jù)l（3）熱繼電器的選擇）熱繼電器的選擇（1）熱繼電器的組成及工作原理l熱元件、雙金屬片和觸點三部分組成 熱繼電器由于熱慣性，當電路短路時不能立即動作而使電路瞬間斷熱繼電器由于熱慣性，當電路短路時不能立即動作而使電路瞬間斷開，因此不能作短路保護。同理，在電動機啟動或瞬間過載時，熱開，因此不能作短路保護。同理，在電動機啟動或瞬間過載時，熱繼電器也不

18、會動作，這樣可避免電動機不必要的停車。繼電器也不會動作，這樣可避免電動機不必要的停車。 （2）熱繼電器的技術數(shù)據(jù)lJRS1、JRS4、JRS28、JR0及JRl0l表表1-7 JR0-40型熱繼電器的技術數(shù)據(jù)型熱繼電器的技術數(shù)據(jù)型 號額定電流/A熱元件等級額定電流/A刻度電流調節(jié)范圍/A額定電流/A刻度電流調調節(jié)節(jié)范圍/AJR0-40400.640.40.646.346.410.631106.4101.611.61610162.51.62.525162542.54402540（3）熱繼電器的選擇l主要根據(jù)電動機的額定電流來確定熱繼電器的型號及熱元件的額定電流等級 F RF R4自動開關l（1）

19、自動開關的工作原理）自動開關的工作原理l（2）自動開關的選用）自動開關的選用 （1）自動開關的工作原理8175324L 3L 2L 16QF （2）自動開關的選用lDZ1-20、DZ1-50、DZl0、3VE1、3VE3和3VE4等系列 l表：3VE1系列自動開關的主要技術數(shù)據(jù)額定電流A長延時脫扣器電流整定范圍A瞬時脫扣電流整定值A0.160.10.161.90.250.160.2534.87.50.40.250.40.630.40.6310.631125控制按鈕l（1）按鈕的組成）按鈕的組成l（2）按鈕的分類）按鈕的分類l（3）按鈕的選用）按鈕的選用（1）按鈕的組成）按鈕的組成l控制按鈕由按

20、鈕帽、復位彈簧、橋式觸點和外殼等組成 （2）按鈕的分類）按鈕的分類l 停止按鈕l復合按鈕l指示燈式按鈕l緊急式按鈕l旋鈕式按鈕（3）按鈕的選用）按鈕的選用l1）根據(jù)使用場合，選擇控制按鈕的種類，如開啟式、防水式、防腐式等。l2）根據(jù)用途，選用合適的類型，如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。l3）按控制回路的需要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。l4）按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。SBSBSBS A 6接觸器l用來頻繁地接通或分斷帶有負載的主電路 l（1）接觸器的結構l（2）接觸器的工作原理l（3）接觸器的選用K MK MK MK M（1）接觸器的結構l由電磁機構

21、、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置及其他部件組成 （2）接觸器的工作原理1-動觸頭 2-靜觸頭 3-銜鐵 4-彈簧 5-線圈 6-鐵芯7-墊氈 8-觸頭彈簧 9-滅弧罩 10-觸頭壓力彈簧（3）接觸器的選用l交流接觸器的選擇主要考慮主觸點的額定電壓、額定電流、輔助觸點的數(shù)量與種類、吸引線圈的電壓等級、操作頻率等。l 接觸器的觸點IC= PN / KUN l 接觸器的線圈l 額定操作頻率表CJX1（3TB）系列接觸器的主要技術數(shù)據(jù)型 號CJX1-09CJX1-12CJX1-16CJX1-22CJX1-32CJX1-45（主觸點）額定工作電流/A91216223245三相鼠籠電機容量/kW220V2.2345.

22、58.515380 V45.57.5111530660 V5.57.511112339線圈功率/kW50Hz吸合68183維持101760Hz吸合72230維持10.518線圈電壓/V24、48、110、220、3807變壓器l根據(jù)電磁感應原理制成的一種電氣設備。l具有變換電壓、變換電流和變換阻抗等功能 l（1）變壓器的結構l（2）變壓器的工作原理l（3）變壓器的額定技術指標（1）變壓器的結構（2）變壓器的工作原理l原、副邊電壓 注意：雖然變壓器的原、副邊電壓取決于電壓變比，但卻不注意：雖然變壓器的原、副邊電壓取決于電壓變比，但卻不能只根據(jù)變比來選用變壓器。能只根據(jù)變比來選用變壓器。 （3）變

23、壓器的額定技術指標 l 原邊額定電壓U1Nl 原邊額定電流I1N l 副邊額定電壓U2Nl 副邊額定電流I2Nl 額定容量SNl對單相變壓器： SN=U2NI2N=U1N I1N （VA）l 額定頻率fN：l 變壓器的效率N ： TC 想一想：想一想：l（1）熔斷器在電路中的作用是什么？它有哪些主要參數(shù)？l（2）熔斷器的額定電流與熔體的額定電流是不是一回事？二者有何區(qū)別? 1.2.2 電動機的啟動分析l電動機接通電源，轉速由零上升到穩(wěn)定值的過電動機接通電源，轉速由零上升到穩(wěn)定值的過程為啟動過程程為啟動過程 。l在電動機接通電源的瞬間（即轉子尚未轉動在電動機接通電源的瞬間（即轉子尚未轉動時），時

24、），n0， s1，定子電流（即啟動電流），定子電流（即啟動電流）Ist很大。啟動電流雖很大，但啟動時間短，且很大。啟動電流雖很大，但啟動時間短，且隨著電動機轉速的上升電流會迅速減小，故對隨著電動機轉速的上升電流會迅速減小，故對容量不大且不頻繁啟動的電動機影響不大。容量不大且不頻繁啟動的電動機影響不大。l三相異步電動機一般有全壓直接啟動和降壓啟三相異步電動機一般有全壓直接啟動和降壓啟動兩種方式。動兩種方式。 1.2.3 實訓步驟l（1）直接用開關啟動電動機l（2）單向全電壓連續(xù)啟動控制ML 2Q SF RF UL 1K MQ FL 3L 1MK MS B 2S B 1L 3L 2K M 1 2V

25、 1U 1 W 1V 2U 2 W 2VU W 3 0V 1U 1 W 1VU WML 2Q SF RF UL 1K MQ FL 3L 1MK MS B 2S B 1L 3L 2K M 1 2V 1U 1W 1V 2U 2W 2VUW 3 0V 1U 1W 1VUWK MS B 1 0 4 KM 主觸點閉合 M 旋轉正轉控制:按下SB2 KM 線圈通電 KM 自鎖觸點閉合 KM 主觸點斷開 M 停轉 停止控制:按下SB1 KM線圈斷電 KM 自鎖觸點斷電l(3)點動控制1.3 三相異步電動機的降壓啟動控制三相異步電動機的降壓啟動控制 l任務目標任務目標 l(1)認識與降壓啟動控制相關的低壓電器

26、元件時間繼電器；l(2)學會Y-降壓啟動的控制方法，會分析；l(3)學會自耦變壓器降壓啟動控制。1.3.1 時間繼電器l從獲得輸入信號（線圈的通電或斷電）時從獲得輸入信號（線圈的通電或斷電）時起，經過一定的延時后才有信號輸出（觸起，經過一定的延時后才有信號輸出（觸點的閉合或斷開）的電器，為時間繼電器，點的閉合或斷開）的電器，為時間繼電器，它是一種用來實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的它是一種用來實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的控制電器?？刂齐娖?。l按其動作原理與構造不同，可分為電磁式、按其動作原理與構造不同，可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式及晶體管式等類型?？諝庾枘崾?、電動式及晶體管式等類型。 （1）空氣阻尼式

27、時間繼電器（a）通電延時型 （b）斷電延時型圖1-29 JS7-A系列時間繼電器動作原理圖1-線圈 2-鐵心 3-銜鐵 4-復位彈簧 5-推板 6-活塞桿 7-杠桿 8-塔形彈簧 9-弱彈簧 10-橡皮膜 11-空氣室壁 12-活塞 13-調節(jié)螺桿 14-進氣孔 15，16-微動開關（2）晶體管式時間繼電器(e)(f)(a)KT(b)KTKT(g)KT(h)(c)或(d)或KTKT或KT或KT（a）通電延時線圈 （b）斷電延時線圈 （c）延時閉合常開觸點 （d）延時斷開常閉觸點（e）延時斷開常開觸點 （f）延時閉合常閉觸點 （g）瞬動常開觸點 （h）瞬動常閉觸點表 JSJ型晶體管式時間繼電器的

28、技術數(shù)據(jù)型 號電源電壓V外電路觸點延時范圍s延時誤差數(shù)量交流容量直流容量JSJ-01直流24、48、110；交流36、110、127、220、380一常開一常閉轉換380V 0.5A110V 1A（無感負載）0.113%JSJ-100.210JSJ-30130JSJ-160JSJ-21206%JSJ-3180JSJ-42401.3.2 電動機的啟動分析l降壓啟動時，要先降低加在定子繞組上的降壓啟動時，要先降低加在定子繞組上的電壓，當電動機接近額定轉速時，再加上電壓，當電動機接近額定轉速時，再加上額定電壓運行。額定電壓運行。l由于降低了啟動電壓，啟動電流也就降低由于降低了啟動電壓，啟動電流也就降

29、低了。了。 l三相鼠籠型電動機的降壓啟動方法：三相鼠籠型電動機的降壓啟動方法：l定子繞組串電阻（或電抗器）啟動定子繞組串電阻（或電抗器）啟動l自耦變壓器降壓啟動自耦變壓器降壓啟動l星形三角形降壓啟動星形三角形降壓啟動1.3.3 實訓步驟l1. 定子繞組串電阻降壓啟動控制L 1K M 2Q FMK M 1RL 3L 2U 1 V 1 W 1U V WU 2 V 2 W 2K TK M 2K M 1K M 1K M 2S B 1S BK TK M 21 2 3 5 4 0 KM1通電 M 串電阻R降壓起動按SB1 KT通電 KM1斷電 KM1斷電 KM2通電延時按SB KM1、KM2、KT斷電 M

30、 全壓運行 M 停轉2. 星形三角形降壓啟動控制K M 3MK M 1Q FL 1L 2K M 3K M 1K T K M 2S B 2K M 1K M 2K TK M 2L 3S B 1K M 2K TK M 3U 1 V 1 W 1U V W1 2 0 4 3 6 5 7 U 0 U 2 V 2 W 2K M 3MK M 1Q FL 1L 2K M 3K M 1K T K M 2S B 2K M 1K M 2K TK M 2L 3S B 1K M 2K TK M 3U 1 V 1 W 1U V W1 2 0 4 3 6 5 7 U 0 U 2 V 2 W 2 K M 3 通電 K T 通電

31、 K M 1 通電自鎖 K M 3 斷電 K M 2 通電自鎖延時( M 起動)( M 運行)按S B 2 K T 斷電 3.自耦變壓器降壓啟動控制K M 2MQ FL 2L 1 L 3S B 2TK M 3K M 1K TK M 1K TK TS B 1K M 3K M 2K T1 2 0 4 3 5 U 3 V 3 W 3U 2 V 2 W 2 U 1V 1 W 1 WVU K M 2MQ FL 2L 1 L 3S B 2TK M 3K M 1K TK M 1K TK TS B 1K M 3K M 2K T1 2 0 4 3 5 U 3 V 3 W 3U 2 V 2 W 2 U 1V 1

32、W 1 WVU 練一練：兩臺電動機順序起停電路的安裝練一練：兩臺電動機順序起停電路的安裝及調試及調試l1）如果電路中的第一臺電動機能正常啟動，而第二）如果電路中的第一臺電動機能正常啟動，而第二臺電動機無法啟動，試分析可能發(fā)生的故障。臺電動機無法啟動，試分析可能發(fā)生的故障。l2）如果電路中的第一臺電動機不能正常啟動，試分）如果電路中的第一臺電動機不能正常啟動，試分析可能發(fā)生的故障。析可能發(fā)生的故障。1.4 三相異步電動機的正反轉控制三相異步電動機的正反轉控制 l任務目標任務目標 l(1)認識與位置有關的常用電器元件行程開關；l(2)進一步理解互鎖的意義和使用；l(3)學會電動機“正停反”、“正反

33、停”及正反轉自動循環(huán)控制的方法。1.4.1 行程開關l行程開關又稱限位開關，是根據(jù)運動部件行程開關又稱限位開關，是根據(jù)運動部件位置情況切換控制電路的電器元件，主要位置情況切換控制電路的電器元件，主要用來控制運動部件的運動方向、行程大小用來控制運動部件的運動方向、行程大小或進行位置保護?；蜻M行位置保護。l行程開關按其工作原理可分為機械式行程行程開關按其工作原理可分為機械式行程開關和電子式行程開關；開關和電子式行程開關；l按運動形式可分為直動式、微動式、轉動按運動形式可分為直動式、微動式、轉動式等；按觸點的性質又可分為有觸點式和式等；按觸點的性質又可分為有觸點式和無觸點式。無觸點式。1有觸點的行程

34、開關 按鈕式行程開關觸頭式行程開關2無觸點的行程開關 測體檢測元件放大電路輸出驅動輸出端被檢接近開關復 位 距 離檢 測 距 離檢測物體基準位置檢測面接 近 開 關輸 出NPN型PNP型SQSQ有源接近開關無源接近開關 1.4.2 電動機的正反轉分析l由三相異步電動機的工作原理可知，只要將電動機接在三相電源中的任意兩根電線對調，即改變電源的相序，就可實現(xiàn)電動機的反轉 。1.4.3 實訓步驟l1電動機的“正停反”控制 l2電動機的“正反?！笨刂?l3電動機的正反轉自動循環(huán)控制 1電動機的“正停反”控制 S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M

35、 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2

36、K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W10234651024587361024536782電動機的“正反?！笨刂?S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V

37、1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W10234651024587361024536783電動機的正反轉自動循環(huán)控制S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M

38、2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S

39、 B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2

40、U 1 V 1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K

41、M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M 2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W1023465102458736102453678S BS B 2K M 2S B 1MK M 1K M 2K M 1K M 2K M 2K M 1Q FL 2L 3L 1S BK M 1S B 1K M 2S B 2K M 1K M 2K M 1K M 1S B 1K M

42、2S Q 1K M 2K M 1S Q 2S Q 2S BK M 2S B 2K M 1K M 1S B 1S Q 1K M 2S B 2U 1 V 1 W 1U V W10234651024587361024536781.5 三相異步電動機的制動控制三相異步電動機的制動控制 l任務目標 l(1)認識與啟動控制相關的常用電器元件速度繼電器；l(2)理解制動的概念；l(3)學會電動機反接制動的控制方法；l(4)學會電動機能耗制動的控制方法。1.5.1 速度繼電器7635421表1-15 JY1型和JFZ0型速度繼電器技術數(shù)據(jù)型型 號號觸點容量觸點容量觸點數(shù)量觸點數(shù)量額定工作額定工作轉速轉速/r/

43、min允許操作允許操作頻率頻率/（次（次/h）額定電壓額定電壓/V額定電額定電流流/A正轉時動作正轉時動作反轉時反轉時動作動作JY138021組轉換觸點組轉換觸點1組轉組轉換觸點換觸點100360030JFZ030036001.5.2 電動機的制動分析l機械制動是利用機械裝置使電動機迅速停機械制動是利用機械裝置使電動機迅速停轉，常用機械抱閘、液壓制動器等機械裝轉，常用機械抱閘、液壓制動器等機械裝置。一般由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成，置。一般由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成，可分為通電制動和斷電制動?？煞譃橥娭苿雍蛿嚯娭苿印電氣制動實質上是在電動機停車時產生一電氣制動實質上是在電動機停車時產生一

44、個與轉子原來轉動方向相反的制動轉矩，個與轉子原來轉動方向相反的制動轉矩，迫使電動機迅速停車。迫使電動機迅速停車。l機床上常用的電氣制動控制有能耗制動和機床上常用的電氣制動控制有能耗制動和反接制動。反接制動。 1反接制動l當電動機需要停轉時，將三根電源線中的任意當電動機需要停轉時，將三根電源線中的任意兩根位置對調，使旋轉磁場反向（方向為如圖兩根位置對調，使旋轉磁場反向（方向為如圖中中n0），此時產生一個與轉子慣性旋轉方向相），此時產生一個與轉子慣性旋轉方向相反的電磁轉矩（受力方向為反的電磁轉矩（受力方向為F），從而使電動），從而使電動機迅速減速。機迅速減速。l當轉速接近零時必須立即切斷電源，否則

45、電動當轉速接近零時必須立即切斷電源，否則電動機將會反轉。機將會反轉。 2能耗制動l當電動機斷電后，立即向定子繞組中通入直流當電動機斷電后，立即向定子繞組中通入直流電而產生一個固定的不旋轉的磁場電而產生一個固定的不旋轉的磁場B。由于轉。由于轉子仍以慣性轉速運轉，轉子導條與固定磁場間子仍以慣性轉速運轉，轉子導條與固定磁場間有相對運動并產生感應電流。這時，轉子電流有相對運動并產生感應電流。這時，轉子電流與固定磁場相互作用產生的轉矩方向與電動機與固定磁場相互作用產生的轉矩方向與電動機慣性轉動的方向相反（受力方向為慣性轉動的方向相反（受力方向為F），起到），起到制動作用。制動作用。 1.5.3 實訓步驟

46、l1反接制動反接制動l速度原則速度原則l時間原則時間原則l 2能耗制動能耗制動l速度原則速度原則l時間原則時間原則1反接制動反接制動K M 1Q FL 1S RK M 1K M 2K M 1RK M 2MK M 2S B 1L 2L 3S BnK M 1S RK M 2K M 1 K M 2K TK M 1K M 2S B 1S BK M 2K M 1K TK TU V WU 1 V 1 W 1U 2 V 2 W 210234567102345678K M 1Q FL 1S RK M 1K M 2K M 1RK M 2MK M 2S B 1L 2L 3S BnK M 1S RK M 2K M

47、1 K M 2 K TK M 1K M 2S B 1S BK M 2K M 1K TK TU V WU 1 V 1 W 1U 2 V 2 W 210234567102345678K M 1Q FL 1S RK M 1K M 2K M 1RK M 2MK M 2S B 1L 2L 3S BnK M 1S RK M 2K M 1K M 2K TK M 1K M 2S B 1S BK M 2K M 1K TK TU V WU 1 V 1 W 1U 2 V 2 W 2102345671023456782能耗制動能耗制動L 2MK M 1Q FL 1K M 1K M 2K M 1S RK M 2K M

48、2K M 2V CT CK M 2S B 2L 3S B 1nS RK M 1K M 2U V W U 1 V 1 W 11 21 3W 21 1AB01234567L 2MK M 1Q FL 1K M 1K M 2K M 1S RK M 2K M 2K M 2V CT CK M 2S B 2L 3S B 1nS RK M 1K M 2U V W U 1 V 1 W 11 21 3W 21 1AB012345671.6 三相異步電動機的保護環(huán)節(jié)l為了確保設備長期、安全、可靠無故障地運行，機床電氣控制系統(tǒng)必須有保護環(huán)節(jié)，用以保護電動機、電網、電氣控制設備及人身的安全。電氣控制系統(tǒng)中常用的保護環(huán)節(jié)

49、有短路保護、過載保護、零壓和欠壓保護以及弱磁保護等。1.6.1 繼電器l繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，以實現(xiàn)控制目的電器元件，主要斷開控制電路，以實現(xiàn)控制目的電器元件，主要用于控制和保護電路或作為信號轉換之用。用于控制和保護電路或作為信號轉換之用。l按輸入信號的性質可分為電壓繼電器、電流繼電按輸入信號的性質可分為電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等力繼電器等l按動作原理可分為電磁式繼電器、感應式繼電器、按動作原理可分為電磁式繼電器、感應式繼電器、電動

50、式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等 1.6.1 繼電器l繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，接通或斷開控制電路，以實現(xiàn)控制目的電器元件，或斷開控制電路，以實現(xiàn)控制目的電器元件，主要用于控制和保護電路或作為信號轉換之用。主要用于控制和保護電路或作為信號轉換之用。 l-彈簧 2-框架 3-接線端子 4-線圈 5-護軌夾 6-底座 7-鐵心 8-聯(lián)動桿 9-動觸點 10-靜觸點1電壓繼電器l按動作電壓值分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零按動作電壓值分為過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零電壓繼電器。電壓繼電器。l過電壓繼電器在電

51、源電壓為線圈額定電壓的過電壓繼電器在電源電壓為線圈額定電壓的110115以上時動作；以上時動作；l欠電壓繼電器在電源電壓為線圈額定電壓的欠電壓繼電器在電源電壓為線圈額定電壓的4070時有保護動作；時有保護動作；l零電壓繼電器當電源電壓降至線圈額定電壓的零電壓繼電器當電源電壓降至線圈額定電壓的525時有保護動作。時有保護動作。2中間繼電器l中間繼電器實質上是電壓繼電器的一種，但它的觸中間繼電器實質上是電壓繼電器的一種，但它的觸點數(shù)可達點數(shù)可達6對甚至更多，觸點額定電流一般為對甚至更多，觸點額定電流一般為510A 。l可用于擴大繼電器或接觸器輔助觸點的數(shù)量，也可可用于擴大繼電器或接觸器輔助觸點的數(shù)

52、量，也可用于擴大用于擴大PLC的觸點容量，起到中間轉換的作用的觸點容量，起到中間轉換的作用 KAKAKIKIIKIKA3電流繼電器l有欠電流繼電器和過電流繼電器兩類：有欠電流繼電器和過電流繼電器兩類：l欠電流繼電器的吸引電流為線圈額定電流的欠電流繼電器的吸引電流為線圈額定電流的3065，釋放電流為額定電流的釋放電流為額定電流的1020。電路正常工作時，電路正常工作時，銜鐵是吸合的，只有當電流降低到某一整定值時，繼電器銜鐵是吸合的，只有當電流降低到某一整定值時，繼電器才釋放，輸出信號。才釋放，輸出信號。 l過電流繼電器在電路正常工作時不動作，當電流超過某一過電流繼電器在電路正常工作時不動作，當電

53、流超過某一整定值時才動作，整定范圍通常為整定值時才動作，整定范圍通常為1.14倍額定電流。倍額定電流。 KAKAKIKIIKIKA1.6.2 三相異步電動機的保護環(huán)節(jié)l1短路保護短路保護 l2過載保護過載保護l3過電流保護過電流保護l4零電壓及欠電壓保護零電壓及欠電壓保護 1短路保護 l電動機繞組或導線的絕緣損壞，或者線路電動機繞組或導線的絕緣損壞，或者線路發(fā)生故障時，都可能造成短路事故。發(fā)生故障時，都可能造成短路事故。l常用的短路保護元件有熔斷器常用的短路保護元件有熔斷器FU和自動和自動開關開關QF。2過載保護l三相異步電動機的負載突然增加、斷相運三相異步電動機的負載突然增加、斷相運行或電網

54、電壓降低都會引起過載。電動機行或電網電壓降低都會引起過載。電動機長期超載運行，其繞組溫升將超過允許值，長期超載運行，其繞組溫升將超過允許值，會造成絕緣材料變脆、變硬、減少壽命，會造成絕緣材料變脆、變硬、減少壽命，甚至造成電動機損壞，因此要進行過載保甚至造成電動機損壞，因此要進行過載保護。護。l常用的過載保護元件是熱繼電器常用的過載保護元件是熱繼電器FR和自和自動開關動開關QF。熔斷器熔體的額定電流一般不應超過熱熔斷器熔體的額定電流一般不應超過熱繼電器發(fā)熱元件額定電流的繼電器發(fā)熱元件額定電流的4倍倍 3過電流保護l過大的負載轉矩或不正確的啟動方法，會過大的負載轉矩或不正確的啟動方法，會引起電動機

55、的過電流故障。過電流一般比引起電動機的過電流故障。過電流一般比短路電流要小，產生過電流比發(fā)生短路的短路電流要小，產生過電流比發(fā)生短路的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉啟動、可能性更大，尤其是在頻繁正反轉啟動、制動的重復短時工作中更是如此。制動的重復短時工作中更是如此。 l一般過電流的動作值為啟動電流的一般過電流的動作值為啟動電流的1.2倍倍 l過電流保護元件是過電流繼電器，通常采過電流保護元件是過電流繼電器，通常采用過電流繼電器用過電流繼電器KI和接觸器和接觸器KM配合使用。配合使用。4零電壓及欠電壓保護 l（1）零電壓保護）零電壓保護l零電壓保護是為防止電網失電后恢復供電時，電零電壓保護是為防

56、止電網失電后恢復供電時，電動機自行啟動而實行的保護。動機自行啟動而實行的保護。 l（2）欠電壓保護）欠電壓保護l欠電壓保護是為防止電源電壓降到允許值以下，欠電壓保護是為防止電源電壓降到允許值以下，造成電動機損壞而實行的保護。造成電動機損壞而實行的保護。 l一般通過接觸器一般通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn)電動機的零的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn)電動機的零電壓、欠電壓保護，也可用自動開關電壓、欠電壓保護，也可用自動開關QF來進行保來進行保護，或用欠電壓（或零電壓）繼電器來保護。護，或用欠電壓（或零電壓）繼電器來保護。 1.6.3 接地l接地，就是將電氣設備或過電壓保護裝置用接地線與接地體連接。實際是提供一個等電

57、位點或電位面。l 工作接地：為了電路或者設備達到運行需要的接地。如變壓器的低壓中性點接地等。l 保護接地：為了防止電氣設備金屬外殼等由于絕緣體損壞可能的帶電，這種電壓可能會危及人身安全，因此而設的接地，也稱為安全接地。保護接地是中性點不接地的電氣系統(tǒng)最常采用的一種保安措施。1保護接地的形式l（1）TT系統(tǒng)系統(tǒng)l（2）TN系統(tǒng)系統(tǒng) （1）TT系統(tǒng) l電源系統(tǒng)有一點直接接地，如果設備外露部分中，導電部分的接地與電源系統(tǒng)的接地在電氣上無關。機床的接地可以采用機床的接地可以采用 （2）TN系統(tǒng)l 電源系統(tǒng)有一點直接接地，如果負載設備外露部分中，導電部分通過保護線連接到此接地點，這樣的系統(tǒng)稱為TN系統(tǒng)。根據(jù)中性線和保護線的布置，TN系統(tǒng)可分為3種。lTN-S系統(tǒng) lTN-C-S系統(tǒng) lTN-C系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)l整個系統(tǒng)中，中性線（N線）和保護線（PE線）是分開的l 在電氣設計時，通常不在電氣設計時，通常不把中性導體引入控制柜。把中性導體引入控制柜。如果一定要引入，必須如果一定要引入，必須標明標明N標志，在電氣柜標志，在電氣柜中不允許將中不允許將PE線和線和N