電動機與基本電氣控制線路第一課

1、課題一課題一 電動機與電動機與基本電氣控制線路基本電氣控制線路 任務(wù)一任務(wù)一 認識三相交流異步電動機認識三相交流異步電動機 任務(wù)二任務(wù)二 實現(xiàn)電動機點動控制實現(xiàn)電動機點動控制 任務(wù)三任務(wù)三 實現(xiàn)電動機自鎖控制實現(xiàn)電動機自鎖控制 任務(wù)四任務(wù)四 實現(xiàn)電動機點動與自鎖混合控制實現(xiàn)電動機點動與自鎖混合控制 任務(wù)五任務(wù)五 實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制 任務(wù)六任務(wù)六 實現(xiàn)工作機械行程與位置控制實現(xiàn)工作機械行程與位置控制 任務(wù)七任務(wù)七 實現(xiàn)電動機實現(xiàn)電動機Y-Y-降壓啟動控制降壓啟動控制 任務(wù)八任務(wù)八 實現(xiàn)電動機調(diào)速控制實現(xiàn)電動機調(diào)速控制 在組裝電氣控制線路之前，要從以下幾個方面認識三相交流異步

2、電動機：1三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)；2三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理；3三相交流異步電動機的額定值；4如何檢查三相交流異步電動機。任務(wù)一任務(wù)一 認識三相交流異步電動機認識三相交流異步電動機 任務(wù)引入任務(wù)引入 一、三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)一、三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)相關(guān)知識相關(guān)知識1. 定子定子1. 定子定子2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子二、三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理二、三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理1鼠籠型轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁鐵轉(zhuǎn)動的實驗鼠籠型轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁鐵轉(zhuǎn)動的實驗2旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生2旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生1s60fnP表表1.1 磁極個數(shù)與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系磁極個數(shù)與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系磁極（磁

3、極（個）個）2極極4極極6極極8極極10極極12極極nsr/min3000150010007506005003三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理和轉(zhuǎn)差率三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)動原理和轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)差率是分析三相交流異步電動機工作特性的重要參數(shù)。電動機啟動瞬間，s = 1，轉(zhuǎn)差率最大，啟動過程中隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)差率越來越小。由于三相交流異步電動機的額定轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速接近，所以額定轉(zhuǎn)差率很小，通常為1%7%。 通常將旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速ns與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速ns之比稱為轉(zhuǎn)差率，即ssnnsn （1）額定功率（kW）。指電動機在額定運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。 （2）額定電壓（V）。指

4、電動機在正常運行時，定子繞組規(guī)定使用的線電壓。常用的中小功率電動機額定電壓為380V。 （3）額定電流（A）。指電動機在輸出額定功率時，定子繞組允許通過的線電流。由于電動機啟動時轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度差很大，因此，轉(zhuǎn)子繞組中感生電流很大，引起定子繞組中電流也很大，所以，電動機的啟動電流約為額定電流的47倍。 三、三相交流異步電動機的額定值三、三相交流異步電動機的額定值 （4）額定頻率（Hz）。指電動機在額定條件運行時的電源頻率。我國交流電的頻率為50Hz，在調(diào)速時則可通過變頻器改變電源頻率。 （5）額定轉(zhuǎn)速（r/min）。指電動機在額定電壓、額定頻率及輸出額定功率時的轉(zhuǎn)速。 （6）

5、接法。指三相定子繞組的連接方式。當額定電壓為380V時，小功率（3kW以下）電動機多為形連接，中、大功率電動機為形連接。三、三相交流異步電動機的額定值三、三相交流異步電動機的額定值 （1）機械方面的檢查。電動機的安裝基礎(chǔ)應(yīng)牢固。用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸，能平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)，不應(yīng)出現(xiàn)異常摩擦聲和機械撞擊聲。 （2）接線可靠。機殼采取接地或接零保護。 （3）定子繞組直流電阻的測試。各相繞組的阻值應(yīng)均勻相等，正常阻值約為幾歐姆至十幾歐姆。 （4）定子繞組絕緣電阻的測試。用500V兆歐表測試三相定子繞組相互間的絕緣電阻和三相定子繞組對機座的絕緣電阻，阻值應(yīng)為2M以上。 （5）運行電流的測試。三相交流電流是否對稱和符合額

6、定值。四、三相交流異步電動機的日常檢查與測試項目四、三相交流異步電動機的日常檢查與測試項目任務(wù)實施任務(wù)實施 斷開電源開關(guān)，在斷電情況下檢查電動機。 （1）檢查三相交流異步電動機的安裝是否牢靠。 （2）用手撥動轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動應(yīng)平穩(wěn)無噪聲。 （3）觀察三相交流異步電動機的銘牌，熟悉銘牌上技術(shù)參數(shù)的意義。 （4）打開接線盒，按接線方式連接。 （5）檢查三相交流異步電動機的接地保護線是否牢靠。 （6）用萬用表電阻擋測試三相定子繞組的直流電阻并記錄。 （7）用500V兆歐表測試三相定子繞組相互間的絕緣電阻和三相定子繞組對機座的絕緣電阻并記錄。 任務(wù)二任務(wù)二 實現(xiàn)電動機點動控制實現(xiàn)電動機點動控制 任務(wù)引入

7、任務(wù)引入 點動控制適用于電動機較短時間運轉(zhuǎn)。 電 動 機 點動 控 制 的 操作 為 ： 按 下點動按鈕SB，電動機M啟動運 轉(zhuǎn) ； 松 開點動按鈕SB，電動機M停止。圖圖1.9 點動控制線路器件位置圖點動控制線路器件位置圖 圖圖1.8 點動控制線路安裝接線圖點動控制線路安裝接線圖 相關(guān)知識相關(guān)知識 電氣控制線路可分為主電路和控制電路兩大部分。主電路是電動機電流流經(jīng)的電路，主電路的特點是電壓高、電流大?？刂齐娐肥菍χ麟娐菲鹂刂谱饔玫碾娐罚刂齐娐返奶攸c是電壓不確定（通常電壓范圍為36V380V），電流小。在原理圖中主電路繪在左側(cè)，控制電路繪在右側(cè)。同一個電氣器件的各個部分可以分別繪在不同的電路

8、中，例如，接觸器的主觸頭符號繪在主電路中，線圈符號繪在控制電路中，主觸頭和線圈的圖形符號不同，但文字符號相同，表示為同一個電氣器件。 一、電路構(gòu)成一、電路構(gòu)成 二、組合開關(guān)二、組合開關(guān) 三、按鈕三、按鈕 四、接觸器四、接觸器 四、接觸器四、接觸器 圖圖1.12 交流接觸器交流接觸器四、接觸器四、接觸器 4交流接觸器的選用交流接觸器的選用 （1）主觸頭額定電壓的選擇。接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于被控制電路的額定電壓。 （2）主觸頭額定電流的選擇。接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)大于或等于電動機的額定電流。如果用作電動機頻繁啟動、制動及正反轉(zhuǎn)的場合，應(yīng)將接觸器主觸頭的額定電流降低一個等級使用。 （3

9、）線圈額定電壓的選擇。線圈額定電壓應(yīng)與設(shè)備控制電路的電壓等級相同，通常選用380V或220V，若從安全考慮需用較低電壓時也可選用36V或110V。五、熔斷器五、熔斷器 五、熔斷器五、熔斷器 3熔體額定電流的選擇熔體額定電流的選擇 照明和電熱負載：熔體額定電流應(yīng)等于或稍大于負載的額定電流。 電動機控制電路的選擇應(yīng)注意以下幾點。 （1）對于單臺電動機，熔體額定電流應(yīng)大于或等于電動機額定電流的1.52.5倍。 （2）對于多臺電動機，熔體額定電流應(yīng)大于或等于其中最大功率電動機的額定電流的1.52.5倍，再加上其余電動機的額定電流之和。 對于啟動負載重、啟動時間長的電動機，熔體額定電流的倍數(shù)應(yīng)適當增大，

10、反之適當減小。 任務(wù)實施任務(wù)實施 二、操作步驟二、操作步驟 （1）仔細觀察各種不同類型、規(guī)格的按鈕和接觸器，熟悉它們的外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。 （2）檢測按鈕和接觸器的質(zhì)量好壞，特別要注意檢查接觸器線圈電壓是否符合控制電路的電壓等級。 （3）按照圖1.7、圖1.8、圖1.9所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。 （4）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。 （5）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。 閉合電源組合開關(guān)QS。 啟動：按下按鈕SBKM線圈通電KM主觸頭閉合電動機M通電運轉(zhuǎn)。 停止：松開按鈕SBKM線圈斷電KM主觸頭分斷電動機M斷

11、電停止。 （6）斷開電源組合開關(guān)QS。知識擴展知識擴展 中間繼電器中間繼電器 任務(wù)三任務(wù)三 實現(xiàn)電動機自鎖控制實現(xiàn)電動機自鎖控制 任務(wù)引入任務(wù)引入 自鎖控制適用于電動機較長時間運轉(zhuǎn)。圖圖1.16 自鎖控制線路原理圖自鎖控制線路原理圖圖圖1.17 自鎖控制線路安裝接線圖自鎖控制線路安裝接線圖 相關(guān)知識相關(guān)知識一、熱繼電器一、熱繼電器 一、熱繼電器一、熱繼電器 一、熱繼電器一、熱繼電器 一、熱繼電器一、熱繼電器 3選用方法選用方法 （1）選類型。一般情況可選擇兩相或普通三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但對于三角形接法的電動機，應(yīng)選擇三相結(jié)構(gòu)并帶斷相保護功能的熱繼電器。 （2）選擇額定電流。熱繼電器的額定電流要

12、大于或等于電動機的額定電流。 （3）合理整定熱元件的動作電流。一般情況下，將整定電流調(diào)整在與電動機的額定電流相等即可。但對于啟動時負載較重的電動機，整定電流可略大于電動機的額定電流。二、自鎖控制線路工作原理二、自鎖控制線路工作原理 任務(wù)實施任務(wù)實施 二、操作步驟二、操作步驟 （1）仔細觀察熱繼電器，熟悉外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。 （2）檢測按鈕、熱繼電器和接觸器的質(zhì)量好壞，特別要注意檢查接觸器線圈電壓是否符合控制電路的電壓等級。 （3）按照圖1.16、圖1.17所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。 （4）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要

13、求。 （5）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。 （6）按下啟動按鈕SB1，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行。 （7）按下停止按鈕SB2，交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。 （8）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。知識擴展知識擴展 多地控制多地控制 任務(wù)四任務(wù)四 實現(xiàn)電動機點動與自鎖混合控制實現(xiàn)電動機點動與自鎖混合控制 任務(wù)引入任務(wù)引入 有啟動、停止、點動3個按鈕。圖圖1.23 點動與自鎖混合控制線路原理圖點動與自鎖混合控制線路原理圖圖圖1.24 點動與自鎖混合控制線路安裝接線圖點動與自鎖混合控制線路安裝接線圖 相關(guān)知識相關(guān)知識一、低壓斷路器一、低壓斷路器 一、低壓斷路器一、低壓斷路器 一、低壓斷

14、路器一、低壓斷路器 3選用方法選用方法 （1）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)等于或大于線路的工作電壓和工作電流。 （2）熱脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路的最大工作電流。 （3）熱脫扣器的整定電流應(yīng)等于被控制線路正常工作電流或電動機的額定電流。二、工作原理二、工作原理 任務(wù)實施任務(wù)實施 二、操作步驟二、操作步驟 （1）按照圖1.23、圖1.24所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。 （2）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。 （3）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。 （4）按下啟動按鈕SB1，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行。 （5）按下停止按鈕SB2，

15、交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。 （6）按下點動按鈕SB3，交流接觸器KM通電，電動機M通電運行；松開點動按鈕SB3，交流接觸器KM斷電，電動機M斷電停止。 （7）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。知識擴展知識擴展 電動機順序控制電動機順序控制1 電動機順序控制電動機順序控制2 電動機順序控制電動機順序控制3 任務(wù)五任務(wù)五 實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制 任務(wù)引入任務(wù)引入 有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止3個按鈕。相關(guān)知識相關(guān)知識電動機正反轉(zhuǎn)工作原理電動機正反轉(zhuǎn)工作原理 當改變?nèi)嘟涣麟妱訖C的電源相序時，電動機便改變轉(zhuǎn)動方向。正反轉(zhuǎn)控制線路中正轉(zhuǎn)接觸器KM1引入電源相序為L1L2L3，使電動機正轉(zhuǎn)；反

16、轉(zhuǎn)接觸器KM2引入電源相序為L3L2L1，使電動機反轉(zhuǎn)。 正轉(zhuǎn)接觸器與反轉(zhuǎn)接觸器不允許同時接通，否則會出現(xiàn)電源短路事故。主電路中的“”符號為機械聯(lián)鎖符號，表示KM1與KM2互相機械聯(lián)鎖。在控制電路中，也必須采用接觸器聯(lián)鎖措施，聯(lián)鎖的方法是將接觸器的常閉觸頭與對方接觸器線圈相串聯(lián)。在電路中起聯(lián)鎖作用的觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭。電動機正反轉(zhuǎn)工作原理電動機正反轉(zhuǎn)工作原理 任務(wù)實施任務(wù)實施 二、操作步驟二、操作步驟 （1）按照圖1.31、圖1.32所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。 （2）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。 （3）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。 （4

17、）按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，交流接觸器KM1通電，電動機M通電正轉(zhuǎn)運行。 （5）按下停止按鈕SB3，交流接觸器KM1斷電，電動機M斷電停止。 （6）按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2，交流接觸器KM2通電，電動機M通電反轉(zhuǎn)運行。 （7）按下停止按鈕SB3，交流接觸器KM2斷電，電動機M斷電停止。 （8）操作完畢，關(guān)斷電源開關(guān)。知識擴展知識擴展 雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路 任務(wù)六任務(wù)六 實現(xiàn)工作機械行程與位置控制實現(xiàn)工作機械行程與位置控制 任務(wù)引入任務(wù)引入相關(guān)知識相關(guān)知識一、行程開關(guān)一、行程開關(guān) 一、行程開關(guān)一、行程開關(guān) 二、電路原理二、電路原理 二、電路原理二、電路原理 任務(wù)實施任務(wù)實施 二、

18、操作步驟二、操作步驟 （1）仔細觀察行程開關(guān)，熟悉外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。 （2）根據(jù)圖1.36所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝位置整齊、勻稱，間距合理。 （3）檢查安裝的線路是否符合安裝及控制要求。 （4）經(jīng)指導教師檢查合格后進行通電操作。 （5）按下前進按鈕SB1，交流接觸器KM1通電，電動機M通電正轉(zhuǎn)運行。 （6）撥動前進位置行程開關(guān)SQ1，交流接觸器KM1斷電，電動機M斷電停止。 （7）按下后退按鈕SB2，交流接觸器KM2通電，電動機M通電反轉(zhuǎn)運行。 （8）撥動后退位置行程開關(guān)SQ2，交流接觸器KM3斷電，電動機M斷電停止。 （9）無論電動機處于何種

19、狀態(tài)，按下停止按鈕SB3，電動機M斷電停止。知識擴展知識擴展 自動往返控制自動往返控制 自動往返控制線路自動往返控制線路 任務(wù)七任務(wù)七 實現(xiàn)電動機實現(xiàn)電動機Y降壓啟動控制降壓啟動控制 任務(wù)引入任務(wù)引入相關(guān)知識相關(guān)知識一、時間繼電器一、時間繼電器 一、時間繼電器一、時間繼電器 一、時間繼電器一、時間繼電器 一、時間繼電器一、時間繼電器 4晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器 晶體管式時間繼電器延時精度高，時間長，調(diào)節(jié)方便。例如，圖1.43（c）所示的晶體管式時間繼電器的延時規(guī)格為30s，刻度調(diào)節(jié)范圍010，圖中所示調(diào)節(jié)旋鈕指向刻度5，則延時時間為15s。JS20-D是斷電延時型晶體管式時間繼電器

20、的型號。主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下。 （1）供電電壓：交流（36V、110V、220V、380V）；直流（24V、27V、30V、36V、110V、220V）。 （2）延時規(guī)格：5s、10s、30s、60s、120s、180s；5min、10min、20min、30min、60min。一、時間繼電器一、時間繼電器 5空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器 JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器主要由電磁系統(tǒng)、工作觸頭和氣室三部分組成。工作觸頭包括2對瞬時觸頭（1常開1常閉）和2對延時觸頭（1常開1常閉）。 空氣阻尼式時間繼電器是利用氣室內(nèi)的空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的。主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下。 （1）

21、供電電壓：交流（24V、36V、110V、220V、380V）。 （2）延時規(guī)格：0.460s、0.4180s。一、時間繼電器一、時間繼電器 6選用選用 （1）根據(jù)系統(tǒng)的延時范圍和精度選擇時間繼電器的類型和系列。在延時精度要求不高的場合，可選用空氣阻尼式時間繼電器；要求延時精度高、延時范圍較大的場合，可選用晶體管式時間繼電器。目前電氣設(shè)備中較多使用晶體管式時間繼電器。 （2）根據(jù)控制電路的要求選擇時間繼電器的延時方式（通電延時型或斷電延時型）。 （3）時間繼電器電磁線圈的電壓應(yīng)與控制電路電壓等級相同。相關(guān)知識相關(guān)知識二、電路原理二、電路原理 任務(wù)實施任務(wù)實施 二、操作步驟二、操作步驟 （1）仔細觀察時間繼電器，熟悉它們的外形、結(jié)構(gòu)、型號及主要技術(shù)參數(shù)的意義和動作原理。 （2）按照圖1.41、圖1.42所示在控制板上安裝器件和接線，要求各器件安裝