第二章機(jī)電傳動(dòng)斷續(xù)控制

1、第1章 機(jī)電傳動(dòng)斷續(xù)控制 用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)方式稱(chēng)為機(jī)電傳動(dòng)。機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)一般由電動(dòng)機(jī)、工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、控制設(shè)備以及電源等五個(gè)部分組成 。 電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用以拖動(dòng)工作機(jī)構(gòu)完成生產(chǎn)機(jī)械所規(guī)定的某一任務(wù)。傳動(dòng)裝置用來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)連接，并根據(jù)工作機(jī)構(gòu)的需要完成速度和方向的變換?？刂圃O(shè)備由各種電器元件組成，用以控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。 電動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制方式大致可分為斷續(xù)控制、連續(xù)控制和數(shù)字控制三種。 在斷續(xù)控制方式中，控制系統(tǒng)處理的信號(hào)為斷續(xù)變化的開(kāi)關(guān)量，如異步電動(dòng)機(jī)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。 在連續(xù)控制方式中，控制系統(tǒng)處理的信號(hào)為連續(xù)變化的模擬量，如某些設(shè)備的直流電動(dòng)

2、機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。 在數(shù)字控制方式中，控制系統(tǒng)處理的信號(hào)為離散的數(shù)字量，如機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)。 11 三相異步電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維修方便，在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。1.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成，如圖1.2所示。 定子鐵心為圓桶形，由互相絕緣的硅鋼片疊成，鐵心內(nèi)圓表面的槽中放置著對(duì)稱(chēng)的三相繞組UlU2、VIV2、W1W2。轉(zhuǎn)子鐵心為圓柱形，也用硅鋼片疊成，表面的槽中有轉(zhuǎn)子繞組。 轉(zhuǎn)子繞組有籠型和繞線(xiàn)型兩種型式。籠型的轉(zhuǎn)子繞組做成籠狀，就在轉(zhuǎn)子鐵心的槽中放入銅條，其兩端用環(huán)聯(lián)接。或者在槽中澆鑄鋁液，

3、鑄成一籠型。 繞線(xiàn)型的轉(zhuǎn)子繞組同定子繞組一樣，也是三相，每相終端聯(lián)在一起，始端通過(guò)滑環(huán)、電刷與外部電路相聯(lián)。 2異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 籠型與繞線(xiàn)型只是在轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)上不同，它們的工作原理是一樣的。電動(dòng)機(jī)定子三相繞組U1U2、V1V2、W1W2可以聯(lián)接成星形也可以聯(lián)接成三角形，如圖13所示。 假設(shè)將定子繞組聯(lián)接成星形，并接在三相電源上，繞組中便通入三相對(duì)稱(chēng)電流iUIm Sin tivIm sin(t120) iw Im sin(t+120)其波形如圖14所示。 三相電流共同產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)將隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，即形成所謂的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如圖15所示。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，便在其中感應(yīng)出電

4、動(dòng)勢(shì)和電流，如圖16所示。電動(dòng)勢(shì)的方向可由右手定則確定。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用便產(chǎn)生電磁力F施加于導(dǎo)體上。電磁力量的方向可由左手定則確定。 由電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向相同，而磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向與通入繞組的三相電流的相序有關(guān)。 如果將聯(lián)接三相電源的三相繞組端子中的任意兩相對(duì)調(diào)，就可改變轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速no稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速，其大小取決于電流頻率f1和磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p。當(dāng)定子每相繞組只有一個(gè)線(xiàn)圈時(shí)，繞組的始端之間相差120空間角，如圖15所示，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)極，即p1。 當(dāng)電流交變一次時(shí)，磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的(每分

5、鐘)轉(zhuǎn)速n060 f1若每相繞組有兩個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)，繞組的始端相差60空間角，則產(chǎn)生兩對(duì)極，即p2。電流交變一次時(shí)，磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)半周，即(每分鐘)轉(zhuǎn)速 no60f1 / 2 以此類(lèi)推，可得 no60 f1 / p 式中：nO的單位為rmin。 在我國(guó)，工頻f150Hz，電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)極對(duì)數(shù)p14。 由工作原理可知，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n必然小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n。(即所謂“異步”)。二者相差的程度用轉(zhuǎn)差率s來(lái)表示S =(n0-n) / n0 一般異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率約為19。1.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)特性分析 三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間的電磁關(guān)系同變壓器類(lèi)似，其每相電路圖如圖17所示。 圖

6、中，u1為定子相電壓，Rl、Xl為定子每相繞組電阻和漏磁感抗，R2、X2、為轉(zhuǎn)子每相繞組電阻和漏磁感抗。 在定子電路中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)通過(guò)每相繞組的磁通為 =m sint 其中m是通過(guò)每相繞組的磁通最大值，在數(shù)值上等于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通。 定子每相繞組中由旋轉(zhuǎn)磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為El4.44 f1N1 式中f1是el的頻率。 由于繞組電阻Rl和漏磁感抗X1較小，其上電壓降與電動(dòng)勢(shì)El比較可忽略不計(jì)，因此 u1E1 在轉(zhuǎn)子電路中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在每相繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)為式中：N2為轉(zhuǎn)子每相繞組匝數(shù)。 電動(dòng)勢(shì)的有效值為 E24.44 f2 N2 式中：f2為轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)e2的頻率。因?yàn)樾?/p>

7、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子間的相對(duì)轉(zhuǎn)速為(non)，所以將上式代人式(14)得E24.44 s f1N2 轉(zhuǎn)子每相繞組漏磁感抗X2與轉(zhuǎn)子頻率f2有關(guān)，即X22f2L2 式中：L2為轉(zhuǎn)子每相繞組漏磁電 感。 在n0，即s1時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組漏磁感抗為 X202f1L2 由式(16)和式(17)得出 X2sX20轉(zhuǎn)子每相繞組的電流為由于轉(zhuǎn)子繞組存在漏磁感抗X2，因此I2比E2滯后2角。轉(zhuǎn)子功率因數(shù)為 異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T(以下簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)矩)可由轉(zhuǎn)子繞組的電磁功率P2與轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角速度2之比求出式中：ml為定子繞組的相數(shù)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的角速度 o2f1Po 將式(1.3)、(1.5)、(1.8)、(1.9)代入式(

8、1.10)得 式中：比例常數(shù) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)固定，電源電壓不變時(shí)，可由式(111)得到轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系曲線(xiàn)Tf(s)，稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)，如圖18所示。 圖中，與轉(zhuǎn)矩最大值Tmax對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率sc稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)差率。 可令dTds0 求出 把式(1.12)代入式(1.11)得到1固有機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是指異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線(xiàn)方式接線(xiàn)，定、轉(zhuǎn)子電路外接電阻和電抗為零時(shí)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系。 上面已找到電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系，考慮到n=n0(1S)，則用nf(T)表示的異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖19所示。 為了描述三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)

9、械特性的特點(diǎn)，下面重點(diǎn)介紹幾個(gè)反映電動(dòng)機(jī)工作的特殊運(yùn)行點(diǎn)： 1)起動(dòng)點(diǎn)A 對(duì)應(yīng)這一點(diǎn)的轉(zhuǎn)速 n0(s1)，電磁轉(zhuǎn)矩T為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst(TTst)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst反映異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)的帶負(fù)載能力。起動(dòng)電流Ist為47倍的額定電流IN.2)額定工作點(diǎn)B 對(duì)應(yīng)于這一點(diǎn)的轉(zhuǎn)速nN、電磁轉(zhuǎn)矩T N、電流IN都是額定值。這是電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作點(diǎn)。 3)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)H 在這點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)以同步轉(zhuǎn)速no運(yùn)行，(s0)，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，I2=0，T0。在這一點(diǎn)電動(dòng)機(jī)不輸出轉(zhuǎn)矩，它以no轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，需在外力下克服空載轉(zhuǎn)矩方能實(shí)現(xiàn)。該點(diǎn)不但所帶負(fù)載為零，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電流也為零，是理想空載點(diǎn)。 4)最大電磁轉(zhuǎn)矩點(diǎn)

10、P 電動(dòng)機(jī)在這點(diǎn)時(shí)能提供最大轉(zhuǎn)矩，這是電動(dòng)機(jī)能提供的極限轉(zhuǎn)矩。這點(diǎn)也叫臨界點(diǎn)，轉(zhuǎn)矩為臨界轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)差率為臨界轉(zhuǎn)差率。 2人為機(jī)械特性 在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要人為地改變某些參數(shù)，即可得到不同的機(jī)械特性，這樣改變參數(shù)后得到的機(jī)械特性稱(chēng)為人為機(jī)械特性。 由式(111)可知，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T是由某一轉(zhuǎn)速n下的電壓U1、電源頻率f1、定子極對(duì)數(shù)p以及轉(zhuǎn)子電路的參數(shù)R2、X20決定的。因此人為改變這些參數(shù)就可得到各種不同的機(jī)械特性。 下面介紹幾種常用的人為機(jī)械特性。 (1) 降低定子電壓 由于異步電動(dòng)機(jī)受磁路飽和以及絕緣、溫升等因素的限制，因而只有降低定子電壓的人為特性。 將s1代入式(1.11)得電動(dòng)機(jī)

11、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為 由上式及式(1.13)可見(jiàn)，當(dāng)其它參數(shù)不變只降低電壓Ul時(shí)，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst與U1成正比地下降。 又由式(1.12)可知，臨界轉(zhuǎn)差率sc與定子電壓U1無(wú)關(guān)，且電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速no(no60 f1P)也與電壓U1無(wú)關(guān)?？芍档投ㄗ与妷旱娜藶樘匦允且唤M過(guò)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)no的曲線(xiàn)簇。見(jiàn)圖1.10所示。 值得注意的是，若電壓降低過(guò)多，使最大轉(zhuǎn)矩Tmax小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，因負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電磁轉(zhuǎn)矩也不變，降低電壓將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)差率增大使得轉(zhuǎn)子電流因轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的增大而增大，從而引起定子電流的增大；若電流超過(guò)額定值并長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行將使電動(dòng)機(jī)壽

12、命降低。 (2) 轉(zhuǎn)子電路串接對(duì)稱(chēng)電阻 在繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子電路中分別串接阻值相等電阻后，由式(1.12)知臨界轉(zhuǎn)差率sc是隨外串電阻Rs增大而增大，而由式(1.13)知最大轉(zhuǎn)矩Tmax不隨外串電阻而變，又電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速no與轉(zhuǎn)子外串電阻無(wú)關(guān)，所以人為特性是一組過(guò)同步轉(zhuǎn)速no點(diǎn)的一簇曲線(xiàn)，如圖1.11所示。 由式(1.14)知，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst隨外串電阻的增大而增大?？蛇x擇適當(dāng)電阻Rs接入轉(zhuǎn)子電路，使Tmax發(fā)生在sc1的時(shí)刻，即最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在起動(dòng)瞬時(shí)，以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。但如果再增大電阻，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而要減小。這是因?yàn)檫^(guò)大的電阻接入將使轉(zhuǎn)子電流下降過(guò)大所致。(3)改變定子電源頻率 若

13、保持電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)p不變，改變電源頻率時(shí)，同步轉(zhuǎn)速no60f1P將隨電源頻率而變化。頻率越高n。則越高，反之n。則減小。而由式(1.13)和(1.14)知，如果減小f1則最大轉(zhuǎn)矩Tmax和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst都將隨f1減小而增大，臨界轉(zhuǎn)差率sc將成反比地增大。不同頻率的人為特性見(jiàn)圖1.12所示。(4) 改變極對(duì)數(shù) 在保持電源頻率f1不變的情況下，改變極對(duì)數(shù)p，同步轉(zhuǎn)速no60f1P將隨P的增大而減小。 一個(gè)普通三相異步電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)是固定不變的。但為了滿(mǎn)足某些生產(chǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速的要求，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)有極對(duì)數(shù)可變的多速異步電動(dòng)機(jī)。變極多速異步電動(dòng)機(jī)是利用改變繞組的接法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)的，下面以常用的雙速

14、異步電動(dòng)機(jī)為例加以說(shuō)明。 雙速異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組每相均由兩個(gè)相同的繞組組成，這兩個(gè)繞組可以并聯(lián)，也可以串聯(lián)。串聯(lián)時(shí)極對(duì)數(shù)是并聯(lián)時(shí)的兩倍。如圖1.13所示。圖114所示為雙速異步電動(dòng)機(jī)的YY接法。 圖中a表示電動(dòng)機(jī)三相繞組呈三角形連接，運(yùn)行時(shí)l、2、3接電源，4、5、6空著不接，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行；而當(dāng)1、2、3連接在一起，中間接線(xiàn)端4、5、6接電源時(shí)，如圖b所示，電動(dòng)機(jī)為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。為保證電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變，從一種接法變?yōu)榱硪环N接法時(shí)，應(yīng)改變電源的相序。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)由變?yōu)閅Y接法時(shí)，極對(duì)數(shù)減少一半。相電壓UYY1/3U，將這些關(guān)系式代人式(1.12)、(1.13)和(1.14)中，可得到如下關(guān)系式。

15、scYYsc；TmaxYY1/6 Tmax；Tstyy1/6 Tst 即電動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)差率不變，而YY接法時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均為接法時(shí)的l6，其機(jī)械特性的變化如圖115所示。1.1.3.異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)1異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)一直加速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過(guò)程叫起動(dòng)。 最簡(jiǎn)單的起動(dòng)方法是將異步電動(dòng)機(jī)直接接到具有額定電壓的電網(wǎng)上使它轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但這時(shí)起動(dòng)電流很大；因?yàn)檫@時(shí)轉(zhuǎn)差率s1，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流很大，對(duì)應(yīng)的定子電流也必然很大。因而起動(dòng)的關(guān)鍵在于限制起動(dòng)電流。 下面分別介紹籠型和繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法。 籠型異步電動(dòng)機(jī)有直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種起動(dòng)方法。繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)有轉(zhuǎn)子串

16、電阻分級(jí)起動(dòng)方法。(1) 直接起動(dòng) 直接起動(dòng)就是直接加額定電壓起動(dòng)，也叫全壓起動(dòng)。這是一種簡(jiǎn)便的起動(dòng)方法，不需要復(fù)雜的起動(dòng)設(shè)備，但起動(dòng)電流大，一般可達(dá)額定電流的47倍。所以只適用于小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。 這里所指的“小容量”，不僅取決于電動(dòng)機(jī)本身容量的大小，而且還與供電電源的容量有關(guān)。電源容量越大允許直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)容量也就越大。 電源允許的起動(dòng)電流倍數(shù)可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式估算式中：Ist為電源允許的起動(dòng) 電流； IN為電動(dòng)機(jī)定子額定電流。(2) 降壓起動(dòng) 為了限制起動(dòng)電流，可以在定子電路中串聯(lián)電阻或電抗，用降低每相繞組上電壓的方法來(lái)限制起動(dòng)電流，這就是降壓起動(dòng)。 下面分析其起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

17、由異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，異步電動(dòng)機(jī)定子電流近似等于轉(zhuǎn)子電流的折算值，即 起動(dòng)瞬時(shí)s1，此時(shí)的定子起動(dòng)電流為 設(shè)全壓起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分別為Ist和Tst。 串入Rst或Xst后，定子上所承受的電壓減小為U1，對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩分別為Ist和Tst。設(shè)a為全壓起動(dòng)電流Ist與降壓起動(dòng)電流Is t之比值，從式(115)可知，起動(dòng)瞬間的電流與此時(shí)定子上所加的電壓成正比，即 又由式(1.14)可知，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比，即 從上述可知，降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流降低到全壓起動(dòng)時(shí)的1a，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低到全壓起動(dòng)時(shí)的1a。這表明，降壓起動(dòng)雖然可以減小起動(dòng)電流，但同時(shí)使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小的更多

18、。因此串電阻或電抗起動(dòng)只適用于輕載起動(dòng)。對(duì)于運(yùn)行時(shí)其定子繞組是連接為三角形的異步電動(dòng)機(jī)，可采用星形三角形(Y)換接的降壓起動(dòng)方法。起動(dòng)時(shí)可先接為星形，這樣定子每相繞組電壓減為額定電壓的1/3，從而實(shí)現(xiàn)了降壓起動(dòng)，等到轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換成三角形聯(lián)結(jié)。 下面分析起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 采用三角形接法直接起動(dòng)時(shí)，每相繞組的相電壓UUN，UN為電源線(xiàn)電壓；相電流I=Ist/ 3 ,Ist為電源線(xiàn)電流。 采用星形接法降壓起動(dòng)時(shí)，每相繞組相電壓UYUN/3，相電流IYIst 由于相電流正比于相電壓，則有兩種情況下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩之比為 由上兩式可見(jiàn)，用Y降壓起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都降為直接起動(dòng)時(shí)的l3。所以也

19、只適用于輕載起動(dòng)。(3)繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng) 繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)起動(dòng)，既可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又可限制起動(dòng)電流?？蓪?shí)現(xiàn)大中容量電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)。 圖1.16所示為繞線(xiàn)型三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串對(duì)稱(chēng)電阻分級(jí)起動(dòng)的接線(xiàn)圖以及相應(yīng)的機(jī)械特性。 由前所述人為特性可知，轉(zhuǎn)子串電阻可提高電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)正是利用了這一點(diǎn)。當(dāng)起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子電路中接入起動(dòng)電阻Rs以提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也限制了起動(dòng)電流。 起動(dòng)電阻分成n段，在起動(dòng)過(guò)程中逐步切換。在圖1.16中，曲線(xiàn) l對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻RloR2+Rs3十RS2十Rsl的人為特性；曲線(xiàn)2對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子電阻為R20R2+RS3+RS2的人為特性；曲線(xiàn)3對(duì)應(yīng)

20、于電阻R30R2+RS3；曲線(xiàn)4為固有機(jī)械特性。開(kāi)始起動(dòng)時(shí)，n0，全部電阻接入。這時(shí)的起動(dòng)電阻為R1o，隨轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)速沿曲線(xiàn) l 變化，轉(zhuǎn)矩T逐漸減小，當(dāng)減到T2時(shí)，接觸器觸點(diǎn)Sl閉合，Rsl被切除，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)由曲線(xiàn)l(b點(diǎn))跳變到曲線(xiàn)2(c點(diǎn))，轉(zhuǎn)矩由T2躍升為T(mén)1；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩又沿曲線(xiàn)2變化，待轉(zhuǎn)矩又減到T2時(shí)，觸點(diǎn)S2閉合電阻Rs2被切除，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)由曲線(xiàn)2(d點(diǎn))跳變到曲線(xiàn)3(e點(diǎn))。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩又沿著曲線(xiàn)3變化，最后S3閉合，起動(dòng)電阻全部切除，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組直接短路，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)沿固有特性變化，直到電磁轉(zhuǎn)矩T與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相平衡，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。如圖1.16中的

21、h點(diǎn)。由于異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，考慮電源電壓的允許降落，一般選最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1為T(mén)10.85Tmax 考慮起動(dòng)時(shí)的帶負(fù)載能力和快速性，選切換轉(zhuǎn)矩T2為 T2(1.11.2)TL 起動(dòng)級(jí)數(shù)越多，起動(dòng)越平穩(wěn)，而且起動(dòng)過(guò)程中的平均轉(zhuǎn)矩越大，起動(dòng)越快。常采用3或4級(jí)。 2三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的目的是使電力拖動(dòng)系統(tǒng)快速停車(chē)或者使拖動(dòng)系統(tǒng)盡快減速；對(duì)于位能性負(fù)載，用制動(dòng)可獲得穩(wěn)定的下降速度。制動(dòng)運(yùn)行的特點(diǎn)是：電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速n反方向，轉(zhuǎn)矩T對(duì)電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)作用。制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)將軸上吸收的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。該電能將消耗于轉(zhuǎn)子電路或反饋回電網(wǎng)。 異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法有能耗制動(dòng)，反接制動(dòng)和

22、回饋制動(dòng)三種。(1) 能耗制動(dòng) 所謂能耗制動(dòng)，就是在去除交流電之后，在定子繞組中通入直流電，形成恒定磁場(chǎng)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁場(chǎng)，而產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相反的制動(dòng)力矩使轉(zhuǎn)速急劇下降。 圖1.17為能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性曲線(xiàn)，從圖可見(jiàn)：1)當(dāng)直流勵(lì)磁一定而轉(zhuǎn)子電阻增加時(shí)，產(chǎn)生最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速也隨之增加，但是所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大值不變。如圖中曲線(xiàn)1和曲線(xiàn)3所示。 2)轉(zhuǎn)子電路電阻不變，當(dāng)增大直流勵(lì)磁時(shí)，則產(chǎn)生的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大。但產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速不變。如圖中曲線(xiàn)1和曲線(xiàn)2所示。能耗制動(dòng)時(shí)最大轉(zhuǎn)矩Tmax與定子輸入的直流電流平方成正比。比較圖中三條制動(dòng)特性曲線(xiàn)可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子電阻較小時(shí)，在高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小。因此

23、對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)為了增大高速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，就需增大直流勵(lì)磁電流；而對(duì)繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)，則采用轉(zhuǎn)子串電阻的方法。 由機(jī)械特性曲線(xiàn)可分析異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)的過(guò)程。設(shè)電動(dòng)機(jī)原來(lái)在4點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，能耗制動(dòng)時(shí)，若轉(zhuǎn)子不串接附加電阻，機(jī)械特性為曲線(xiàn)1。電動(dòng)機(jī)由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速來(lái)不及變化，工作點(diǎn)A平移至特性曲線(xiàn)1上的B點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)沿曲線(xiàn)1減速，直到原點(diǎn)轉(zhuǎn)速n0時(shí)，轉(zhuǎn)矩T0。 如果負(fù)載是反抗性的，則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)；如果負(fù)載是位能性的，則需要在制動(dòng)到n0時(shí)及時(shí)地切斷電源才能保證停車(chē)，否則電動(dòng)機(jī)將在位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的拖動(dòng)下反轉(zhuǎn)，；特性曲線(xiàn)延伸到第四象限，直到電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡時(shí)，重物獲得穩(wěn)定的

24、下放速度。(2) 反接制動(dòng) 所謂反接制動(dòng)有兩種情況：一是保持定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不變，使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，稱(chēng)做轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)；二是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向不變，使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向借助于定子兩相電源反接而改變，稱(chēng)做定子兩相反接的反接制動(dòng)。 1) 轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)帶有位能負(fù)載，如果加大轉(zhuǎn)子回路電阻，使其機(jī)械特性斜率加大。如圖118所示。 隨著轉(zhuǎn)子電阻的加大，特性斜率也越加越大。由特性曲線(xiàn)l變到特性曲線(xiàn)2，以至變到特性曲線(xiàn)3。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL。負(fù)載轉(zhuǎn)矩拖著電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反，起到制動(dòng)作用。2) 定子兩相反接的反接制動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，若將其定子兩相繞組出線(xiàn)端對(duì)

25、調(diào)，則定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向改變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向相反，起到制動(dòng)作用。機(jī)械特性見(jiàn)圖1.19所示。 電動(dòng)機(jī)原來(lái)工作在電動(dòng)狀態(tài)，工作點(diǎn)為A。定子兩相反接后，移倒反接制動(dòng)特性曲線(xiàn)的B點(diǎn)上。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。到n0時(shí)必須及時(shí)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將自行反轉(zhuǎn)。圖119中特性曲線(xiàn)1是籠型異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。特性曲線(xiàn)2是繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)的特性曲線(xiàn)。 3) 發(fā)電反饋制動(dòng) 如果用一原動(dòng)機(jī)，或者其它轉(zhuǎn)矩(如位能性負(fù)載)去拖動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，即nn0，s0，這時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T將和轉(zhuǎn)速n的方向相反，起制動(dòng)作用。 因異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度即同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子

26、繞組導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向改變，從而轉(zhuǎn)子電流方向也改變。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T的方向也隨著改變，變得和轉(zhuǎn)速n的方向相反而起制動(dòng)作用。 這時(shí)異步電動(dòng)機(jī)把軸上的機(jī)械能或系統(tǒng)儲(chǔ)存的動(dòng)能變成電能反饋到電網(wǎng)上，這既是反饋制動(dòng)，也稱(chēng)再生發(fā)電制動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)發(fā)電回饋制動(dòng)機(jī)械特性如圖1.20所示。1.2 常用低壓電器 用于接通和斷開(kāi)電路以及對(duì)電路或用電設(shè)備進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測(cè)和保護(hù)的電氣元件稱(chēng)為電器。工作在交流電壓1200V或直流電壓1500V以下的電器屬于低壓電器。 機(jī)電傳動(dòng)斷續(xù)控制系統(tǒng)中常用低壓電器的類(lèi)型有： 1)執(zhí)行電器 接受控制電路發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)，接通或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)主電路以及直

27、接產(chǎn)生生產(chǎn)機(jī)械所需機(jī)械動(dòng)作的電器。 2)檢測(cè)電器 將電的或非電的模擬量轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量的電器。 3)控制電器 實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算及延時(shí)、記數(shù)的電器。 4)保護(hù)電器 在線(xiàn)路發(fā)生故障，或者設(shè)備的工作狀況超過(guò)規(guī)定的范圍時(shí)，能及時(shí)分?jǐn)嚯娐返碾娖鳌?.2.1 執(zhí)行電器 執(zhí)行電器以電磁式為主，常用的有接觸器、電磁鐵、電磁離合器等。 1電磁鐵 電磁鐵是將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電器元件。 它是電磁離合器、接觸器和繼電器的主要組成部分。 2接觸器 接觸器是一種用于接通和斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路的自動(dòng)切換電器。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制電熱器等電力負(fù)載，應(yīng)用十分廣泛。 接觸器的工作原理是：當(dāng)接觸器線(xiàn)圈

28、通電后，電磁吸力克服彈簧的反力，將銜鐵吸合并帶動(dòng)支架移動(dòng)，使主觸點(diǎn)閉合，從而接通主電路。當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí)，在彈簧作用下，銜鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)斷開(kāi)主電路。 接觸器的圖形及文字符號(hào)如圖1.26所示。 1.2.2 檢測(cè)電器 檢測(cè)電器的作用是將模擬量轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量。模擬量可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、行程、速度、壓力等非電量。 1. 按鈕開(kāi)關(guān) 按鈕開(kāi)關(guān)是廣泛用于控制電路的主令電器，用以發(fā)出接通或斷開(kāi)的控制信號(hào)。 按鈕開(kāi)關(guān)由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點(diǎn)和外殼等組成。 2行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)限位開(kāi)關(guān)，是利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞將運(yùn)動(dòng)位置信號(hào)變換為電路的通斷信號(hào)的主令電器?？蓪?shí)現(xiàn)行程控制及極限位置的保護(hù)。 圖1.2

29、9為直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。 3電流及電壓繼電器 電流及電壓繼電器屬于電磁式繼電器，其動(dòng)作原理與接觸器基本相同。主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成 。 電流繼電器的作用是反映電路中電流的變化，其線(xiàn)圈串聯(lián)在被測(cè)電路中。為了不影響電路正常工作，這類(lèi)繼電器的線(xiàn)圈匝數(shù)少，導(dǎo)線(xiàn)粗，阻抗很小。電流繼電器可分為過(guò)電流繼電器和欠電流繼電器，過(guò)電流繼電器是線(xiàn)圈電流高于整定值而動(dòng)作，欠電流繼電器是線(xiàn)圈電流低于整定值而動(dòng)作。 電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)如圖1.31所示: 1.2.3 控制電器 在傳統(tǒng)斷續(xù)控制系統(tǒng)中，對(duì)開(kāi)關(guān)量的邏輯運(yùn)算、延時(shí)、計(jì)數(shù)等功能主要依靠各類(lèi)控制繼電器來(lái)完成。1中間繼電器 中間繼電器也是一種電壓繼電器，

30、只是無(wú)需調(diào)整動(dòng)作參數(shù)。線(xiàn)圈接通額定電壓，電磁機(jī)構(gòu)即動(dòng)作，線(xiàn)圈斷電，電磁機(jī)構(gòu)即復(fù)位。中間繼電器的主要用途是進(jìn)行電路的邏輯控制或?qū)崿F(xiàn)觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換與擴(kuò)展，因而觸點(diǎn)對(duì)數(shù)比較多。2時(shí)間繼電器 在實(shí)際電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在某一開(kāi)關(guān)信號(hào)出現(xiàn)后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間再發(fā)出下一開(kāi)關(guān)信號(hào)。時(shí)間繼電器就是一種能夠?qū)崿F(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)通斷的自動(dòng)控制電器。時(shí)間繼電器的種類(lèi)有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式等。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器 空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的。它由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成，分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種形式。圖1.35為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖。1.2.4 保護(hù)電器 保護(hù)電器的作用

31、就是在線(xiàn)路發(fā)生故障或者設(shè)備的工作狀態(tài)超過(guò)一定的允許范圍時(shí)，及時(shí)斷開(kāi)電路，保證人身安全，保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備。 1熱繼電器 熱繼電器是根據(jù)電流通過(guò)發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片受熱彎曲而推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種電器。它主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、斷相及電流不平衡的保護(hù)。 圖1.38為熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。 2熔斷器 熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻十分有效的保護(hù)電器。它串接在線(xiàn)路中，當(dāng)電路嚴(yán)重過(guò)載或發(fā)生短路故障時(shí)熔體熔化，分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)其它電器的作用。 1.3 基本控制電路 機(jī)械設(shè)備的繼電接觸電氣控制電路是由各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)及電動(dòng)機(jī)和其它電器組成的。用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、換向、制動(dòng)及

32、調(diào)速等運(yùn)行性能的控制和對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)，以滿(mǎn)足機(jī)電傳動(dòng)控制的需要。 1.3.1 電氣控制原理圖 電氣設(shè)備圖紙有三類(lèi)。即電氣控制原理圖、電氣設(shè)備位置圖和電氣設(shè)備接線(xiàn)圖。 電氣控制原理圖是用各種電器符號(hào)連接起來(lái)描繪全部或部分電氣設(shè)備工作原理的。在此圖中用不同的圖形符號(hào)來(lái)表示各種電氣元件；用不同的文字符號(hào)表示各電氣項(xiàng)目的種類(lèi)代號(hào)。為了達(dá)到通用性，這些圖形符號(hào)及文字符號(hào)必須采用國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)在采用的國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)是GBT4728一1984，1985電氣圖用圖形符號(hào)、GBT 71591987電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則。 電氣設(shè)備位置圖表示各種電氣設(shè)備在機(jī)械設(shè)備和電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置，以便機(jī)電

33、設(shè)備的制造、安裝及維修。 各電氣元件的安裝位置是由機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作要求所決定的，如電動(dòng)機(jī)要和被拖動(dòng)的機(jī)械部件在一起，行程開(kāi)關(guān)應(yīng)放在要取得信號(hào)的地方，操縱元件應(yīng)放在操縱方便的地方，一般電氣元件應(yīng)放在電氣控制柜中。 電氣設(shè)備接線(xiàn)圖表示各電氣元件之間的實(shí)際接線(xiàn)情況，是用于安裝接線(xiàn)、檢查維修和施工的。 下面主要介紹電氣原理圖及其設(shè)計(jì)。 (1)電氣原理圖中應(yīng)將電源電路、主電路、控制電路和信號(hào)電路分開(kāi)繪制。 電源電路繪成水平線(xiàn)，電源相序L1、L2、L3由上而下排列，中性線(xiàn)N和保護(hù)地線(xiàn)PE放在相線(xiàn)下面； 主電路應(yīng)垂直電源電路畫(huà)出； 控制電路和信號(hào)電路應(yīng)垂直畫(huà)在上下兩水平電源線(xiàn)間。 (2)電氣控制原理圖中

34、，同一電氣元件的各個(gè)部件按其在電路中所起的作用，它的圖形符號(hào)可以不畫(huà)在一起，但代表同一元件的文字符號(hào)必須相同。 (3)電器的線(xiàn)圈、信號(hào)燈等耗能元件直接與下水平電源線(xiàn)聯(lián)接。而控制觸點(diǎn)應(yīng)聯(lián)接在上水平電源線(xiàn)與耗能元件之間。 (4)所有電器觸點(diǎn)均按沒(méi)有通電或沒(méi)有外力作用的狀態(tài)繪制，行程開(kāi)關(guān)均按擋塊碰撞前的狀態(tài)繪制。 (5)為便于檢修線(xiàn)路和方便閱讀，原理圖分為若干個(gè)圖區(qū)并用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，處在原理圖下部。原理圖中每個(gè)電路的功能用文字符號(hào)標(biāo)明在上部的用途欄中。 (6)每個(gè)接觸器線(xiàn)圈的文字符號(hào)下面有兩條豎直線(xiàn)分成左、中、右三欄，欄中寫(xiě)有受其控制而動(dòng)作的觸點(diǎn)所處圖區(qū)數(shù)字。左欄為主觸點(diǎn)所處圖區(qū)號(hào)，中欄為輔助動(dòng)合

35、觸點(diǎn)所處圖區(qū)號(hào)，右欄為輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)所處圖區(qū)號(hào)。每個(gè)繼電器線(xiàn)圈的文字符號(hào)下有一豎直線(xiàn)。其左、右分為動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)所處圖區(qū)號(hào)。對(duì)于備用觸點(diǎn)用記號(hào)“x”標(biāo)出。1.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路 1全壓起動(dòng)控制電路 對(duì)于小容量籠型異步電動(dòng)機(jī)或變壓器允許的情況下，籠型異步電動(dòng)機(jī)可采用全壓直接起動(dòng)。圖145、146所示為兩種全壓直接起動(dòng)控制電路，圖145適于小型設(shè)備，圖146適于中小型設(shè)備。 2減壓起動(dòng)控制電路 由于大容量籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大，會(huì)引起電網(wǎng)電壓降低，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，甚至起動(dòng)困難，而且還會(huì)影響同一供電網(wǎng)絡(luò)中其它設(shè)備的正常工作，所以大容量異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流應(yīng)限制在一定的范圍內(nèi)，不

36、允許直接起動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)，應(yīng)根據(jù)起動(dòng)次數(shù)、電網(wǎng)容量和電動(dòng)機(jī)的容量末決定。一般規(guī)定是：起動(dòng)時(shí)供電母線(xiàn)上的電壓降落不得超過(guò)額定電壓的1015，起動(dòng)時(shí)變壓器的短時(shí)過(guò)載不超過(guò)最大允許值，即電動(dòng)機(jī)的最大容量不得超過(guò)變壓器容量的2830。 常用的降壓起動(dòng)方法有定子繞組串電阻、Y降壓、串自偶變壓器等。1)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制電路 此為用時(shí)間繼電器控制串電阻降壓起動(dòng)的控制電路 。 當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB2后，接觸器KMl線(xiàn)圈獲電吸合，KMl主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M串電阻及降壓起動(dòng)；與此同時(shí)，時(shí)間繼電器KT線(xiàn)圈獲電吸合，KT觸點(diǎn)延時(shí)閉合，接觸器KM2線(xiàn)圈獲電吸合，KM2主觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)電阻R被短接，電動(dòng)

37、機(jī)全壓運(yùn)行，同時(shí)KM2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，時(shí)間繼電器KT線(xiàn)圈斷電釋放。 起動(dòng)電阻R可通過(guò)以下近似公式計(jì)算： 式中Lst為未串電阻前起動(dòng)電流，A，一般Ist(47)IN；Ist為串聯(lián)電阻后的起動(dòng)電流，A，一般：Ist =(23)IN；IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流，A。 起動(dòng)電阻的功率： 若是起動(dòng)電阻僅在電動(dòng)機(jī)的兩相定子繞組中串聯(lián)時(shí)，選用的起 動(dòng) 電 阻 應(yīng) 為 上 述 計(jì) 算 值 的15倍。2)Y降壓起動(dòng)控制線(xiàn)路 Y降壓起動(dòng)適用于正常工作時(shí)定子繞組作三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。由于方法簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)，所以使用較普遍，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)的13，故只適用于空載或輕載起動(dòng)。 合上電源開(kāi)關(guān)QS后，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸

38、器KMl和KM2線(xiàn)圈同時(shí)獲電吸合，KMl和KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)Y聯(lián)結(jié)降壓起動(dòng)，與此同時(shí)，時(shí)間繼電器KT的線(xiàn)圈同時(shí)獲電，KT動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)，KM2線(xiàn)圈斷電釋放，KT動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)閉合，KM3線(xiàn)圈獲電吸合，電動(dòng)機(jī)定子繞組由Y聯(lián)結(jié)自動(dòng)換接成聯(lián)結(jié)，時(shí)間繼電器KT的觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作時(shí)間由電動(dòng)機(jī)的容量及起動(dòng)時(shí)間的快慢等決定。1.3.3 三相異步電動(dòng)機(jī)正反向運(yùn)行控制電路 生產(chǎn)機(jī)械往往要求運(yùn)動(dòng)部件可以向正反兩個(gè)方向運(yùn)行，這就要求電動(dòng)機(jī)可以正反轉(zhuǎn)控制。若將接至電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線(xiàn)中任意兩相對(duì)調(diào)接線(xiàn)，即可達(dá)到反轉(zhuǎn)的目的，常用的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路有以下幾種。1接觸器互鎖正反轉(zhuǎn)控制電路 采用了兩個(gè)接觸器，即正轉(zhuǎn)用的接

39、觸器KMl和反轉(zhuǎn)用的接觸器KM2。當(dāng)接觸器KMl的三對(duì)主觸點(diǎn)接通時(shí)，三相電源的相序按L1、L2、L3接入電動(dòng)機(jī)。 而當(dāng)KM2的三個(gè)主觸點(diǎn)接通時(shí)，三相電源的相序按L3、L2、L1接入電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)即反轉(zhuǎn)。 電路要求接觸器KMl和KM2不能同時(shí)通電，否則它們的主觸點(diǎn)就會(huì)一起閉合，將造成L1和L3兩相電源短路，為此在KMl和KM2線(xiàn)圈各自支路中相互串聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)，以保證接觸器KMl和KM2的線(xiàn)圈不會(huì)同時(shí)通電。KM1和KM2這兩個(gè)動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)在線(xiàn)路中所起的作用稱(chēng)為互鎖作用，這兩個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)就叫互鎖觸點(diǎn)。見(jiàn)圖a，正轉(zhuǎn)控制時(shí)，按下按鈕SB2，接觸器KMl線(xiàn)圈獲電吸合，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)正轉(zhuǎn)

40、，同時(shí)KMl的自鎖觸點(diǎn)閉合，互鎖觸點(diǎn)斷開(kāi)。 反轉(zhuǎn)控制時(shí)，必須先按停止按鈕SBl，接觸器KMl線(xiàn)圈斷電釋放，KMl觸點(diǎn)復(fù)位，電動(dòng)機(jī)M斷電；然后按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3，接觸器KM2線(xiàn)圈獲電吸合，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)反轉(zhuǎn)，同時(shí)KM2自鎖觸點(diǎn)閉合，互鎖觸點(diǎn)斷開(kāi)。 這種線(xiàn)路的缺點(diǎn)是操作不方便，因?yàn)橐淖冸妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，必須先按停止按鈕SBl，再按反轉(zhuǎn)按鈕SB3才能使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 圖b可不按停止按鈕而直接按反轉(zhuǎn)按鈕進(jìn)行反向起動(dòng)，當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器發(fā)生熔焊故障時(shí)又不會(huì)發(fā)生相間短路故障。2自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制電路 利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的行程來(lái)控制其自動(dòng)往返的方法叫自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制，它是通過(guò)位置開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其控制線(xiàn)路如

41、圖1.50所示。 合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線(xiàn)圈獲電，KMl主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)起動(dòng)，工作臺(tái)向左移動(dòng)；當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到一定位置時(shí)，擋鐵l碰撞位置開(kāi)關(guān)STl，使STl動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KMl線(xiàn)圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)M斷電；與此同時(shí)位置開(kāi)關(guān)STl的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接觸器KM2線(xiàn)圈獲電吸合，使電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)， 此時(shí)位置開(kāi)關(guān)STl雖復(fù)位，但接觸器KM2的自鎖觸點(diǎn)已閉合，故電動(dòng)機(jī)M繼續(xù)拖動(dòng)工作臺(tái)向右移動(dòng)；當(dāng)工作臺(tái)向右移動(dòng)到一定位置時(shí)，擋鐵2碰撞位置開(kāi)關(guān)ST2，ST2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM2線(xiàn)圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)M斷電，同時(shí)ST2的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接觸器KMl線(xiàn)圈又

42、獲電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)M又正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左移動(dòng)。 如此周而復(fù)始，工作臺(tái)在預(yù)定的距離內(nèi)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 圖中位置開(kāi)關(guān)ST3和ST4安裝在工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的極限位置上，以防止位置開(kāi)關(guān)STl和ST2失靈，工作臺(tái)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)不停止而造成事故。 1.3.4 三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路 三相異步電動(dòng)機(jī)從定子繞組斷電到完全停轉(zhuǎn)要一段時(shí)間，為適應(yīng)某些生產(chǎn)機(jī)械工藝要求縮短輔助時(shí)間提高生產(chǎn)率，要求電動(dòng)機(jī)能制動(dòng)停轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法一般有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種。 電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)就是讓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與其實(shí)際轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩即制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而迅速停轉(zhuǎn)。電氣制動(dòng)常用的有能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)。1. 反接制動(dòng)控制電路 反接控制電路

43、如圖151所示。合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線(xiàn)圈獲電3吸合， KM1主觸點(diǎn)吸合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定數(shù)值時(shí)，速度繼電器KS的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。 停車(chē)時(shí)，按停止按鈕SBl，接觸器KMl線(xiàn)圈斷電釋放，而接觸器KM2線(xiàn)圈獲電吸合，KM2主觸點(diǎn)閉合，串入電阻及進(jìn)行反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生1個(gè)反向電磁轉(zhuǎn)矩(即制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)，迫使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至100rmin以下時(shí)，速度繼電器KS的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM2線(xiàn)圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)斷電，防止了反向起動(dòng)。 由于反接制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度為n1十n，接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過(guò)的反

44、接制動(dòng)電流相當(dāng)于全壓直接起動(dòng)時(shí)電流Ist的兩倍。 為此，一般在10kW以上的電動(dòng)機(jī)采用反接制動(dòng)時(shí)，應(yīng)在主電路中串接一定的電阻，以限制反接制動(dòng)電流。這個(gè)電阻稱(chēng)為反接制動(dòng)電阻，用R表示。反接制動(dòng)電阻有三相對(duì)稱(chēng)和二相不對(duì)稱(chēng)兩種接法。 當(dāng)電源電壓為380V時(shí)，若要限制反接制動(dòng)電流I（1/2）Ist時(shí)，則三相電路每相應(yīng)串人的反接制動(dòng)電阻R的阻值估算如下： 若使反接制動(dòng)電流IIst時(shí)，每相串接電阻R的阻值可取為 如果反接制動(dòng)只在兩相中串接電阻，該電阻值應(yīng)略大些，分別取上述電阻值的15倍。反接制動(dòng)電阻的功率為2能耗制動(dòng)控制電路 能耗制動(dòng)的方法就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組中加入一個(gè)直流電源，以產(chǎn)

45、生一個(gè)恒定磁場(chǎng)，慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組切割磁場(chǎng)而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)迅速制動(dòng)停轉(zhuǎn)。能耗制動(dòng)控制電路如圖1.52所示。 起動(dòng)控制時(shí)，合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KMl線(xiàn)圈獲電吸合，KMl主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 停止能耗制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SBl，接觸器KMl線(xiàn)圈斷電釋放，KMl主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)M斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)接觸器KM2和時(shí)間繼電器KT的線(xiàn)圈獲電吸合，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M定子繞組通入全波整流脈動(dòng)直流電進(jìn)行能耗制動(dòng)；能耗制動(dòng)結(jié)束后，KT動(dòng)斷觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)，接觸器KM2線(xiàn)圈斷電釋放，KM2主觸點(diǎn)斷開(kāi)直流電源。制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。 能耗制動(dòng)所需的直流電壓和直流電流可分別用下式計(jì)

46、算IDC(3.54)IoUDCIDCR 式中：IDC為直流電流，A；UDC為直流電壓，V；I0為電動(dòng)機(jī)空載電流，A；R為直流電壓所加定子繞組兩端的冷態(tài)(溫度為15時(shí))電阻，。 1.3.5 雙速電動(dòng)機(jī)控制電路 一般的電動(dòng)機(jī)只有一種轉(zhuǎn)速，但有些生產(chǎn)設(shè)備為了實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速同時(shí)又不使機(jī)械變速機(jī)構(gòu)過(guò)分復(fù)雜往往采用雙速或三速電動(dòng)機(jī)，最常用的是雙速電動(dòng)機(jī)。 圖1.53所示為雙速電動(dòng)機(jī)控制電路，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)繞組三角形與雙Y形聯(lián)結(jié)及相互轉(zhuǎn)換，即實(shí)現(xiàn)高低速變換。圖a是由復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)，圖b為由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)高低速轉(zhuǎn)換，并用時(shí)間繼電器KT作為三角形與雙Y轉(zhuǎn)換的控制。 當(dāng)SA放在高速位置時(shí)，KT先接通低速，經(jīng)延時(shí)后自動(dòng)轉(zhuǎn)換

47、成高速。使電動(dòng)機(jī)低速后高速運(yùn)行。這是較大容量雙速電動(dòng)機(jī)常采用的控制方式。1.3.6 其它基本控制電路 1點(diǎn)動(dòng)控制 按下起動(dòng)按鈕再抬起后，電動(dòng)機(jī)若連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，此即所謂長(zhǎng)動(dòng)。而按下按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作，手放開(kāi)按鈕后電動(dòng)機(jī)即停止工作，稱(chēng)為點(diǎn)動(dòng)。機(jī)床的試車(chē)調(diào)整及刀架、橫梁、立柱的快速移動(dòng)時(shí)是需要點(diǎn)動(dòng)操作的。 長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)的主要區(qū)別在于控制電路能否自鎖。2多點(diǎn)控制 較大型的設(shè)備，為了操作方便，常要求能在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行起?？刂?。方法是將分散在各操作按鈕站的起動(dòng)按鈕引線(xiàn)并聯(lián)，停止按鈕引線(xiàn)串聯(lián)即可。圖1.55a為三處起停的控制電路。 對(duì)于大型設(shè)備，為了保證操作安全，要求幾個(gè)操作者同時(shí)按下起動(dòng)按鈕后才能起動(dòng)工作，如：

48、圖1.55b所示。3互鎖與聯(lián)鎖控制 互鎖控制是設(shè)備控制中的重要環(huán)節(jié)。例如有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)不準(zhǔn)同時(shí)接通。如圖1.56所示，KMl和KM2兩接觸器分別控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1和M2。KMl得電動(dòng)作后，它的動(dòng)斷觸點(diǎn)就將KM2接觸器的線(xiàn)圈電路斷開(kāi)，這樣就防止了KM2再得電動(dòng)作。 圖中的KMl和KM2的兩個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)：通常叫做“互鎖”觸點(diǎn)。在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中常用這種互鎖，防止電源短路。這實(shí)際上也浸一種保護(hù)環(huán)節(jié)。 在設(shè)備控制電路中，經(jīng)常要求電動(dòng)機(jī)有順序的起動(dòng)，如某些機(jī)床主軸必須在油泵工作后才能工作；龍門(mén)刨床工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌內(nèi)也必須有足夠的潤(rùn)滑油；在銑床的主軸旋轉(zhuǎn)后，工作臺(tái)方可移動(dòng)，都要求有聯(lián)鎖關(guān)系。 如圖1.

49、57所示，接觸器KM2必須在接觸器KMl工作后才能工作，即保證了油泵電機(jī)工作后主電機(jī)才能工作的要求。 1.3.7 電氣保護(hù)電路 設(shè)備電氣控制系統(tǒng)要長(zhǎng)期的無(wú)故障的運(yùn)行，還必須有各種保護(hù)措施，否則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)、電氣設(shè)備事故或危及人身安全。保護(hù)環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分。 電氣控制系統(tǒng)中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)，零壓和欠壓保護(hù)以及弱磁保護(hù)等、1短路保護(hù) 電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣、導(dǎo)線(xiàn)的絕緣損壞或線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，造成短路現(xiàn)象，產(chǎn)生短路電流并引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力使電氣設(shè)備損壞。因此在產(chǎn)生短路時(shí)，必須迅速地將電源切斷。常用的短路保護(hù)電器有熔斷器和自動(dòng)開(kāi)關(guān)。1) 熔斷

50、器保護(hù) 熔斷器比較適合于對(duì)動(dòng)作準(zhǔn)確度和自動(dòng)化程度要求較差的系統(tǒng)中，如小容量的籠型電動(dòng)機(jī)，一般的普通交流電源等。在發(fā)生短路時(shí)，很可能發(fā)生一相熔斷器熔斷，造成單相運(yùn)行。 2) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)在發(fā)生短路時(shí)可將三相電路同時(shí)切斷。由于自動(dòng)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作頻率低，因而廣泛用于控制要求較高的場(chǎng)合。2過(guò)載保護(hù) 電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)行，繞組溫升超過(guò)其允許值，電機(jī)的絕緣材料就要變脆，壽命降低，嚴(yán)重時(shí)將使電機(jī)損壞。過(guò)載電流越大，達(dá)到允許溫升的時(shí)間就越短。常用的過(guò)載保護(hù)電器是熱繼電器，熱繼電器可以滿(mǎn)足這樣的要求；當(dāng)電動(dòng)機(jī)為額定電流時(shí)，電機(jī)為額定溫升，熱繼電器不動(dòng)作，在過(guò)載電流較大時(shí)，熱繼電器則經(jīng)過(guò)較短時(shí)間就會(huì)動(dòng)

51、作。 由于熱慣性的原因，熱繼電器不會(huì)受電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時(shí)動(dòng)作，所以在用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)的同時(shí)，還必須設(shè)有短路保護(hù)。并且選作短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流不應(yīng)超過(guò)4倍熱繼電器發(fā)熱元件額定電流。3 零壓與欠壓保護(hù) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就將自行起動(dòng)，這就可能造成生產(chǎn)設(shè)備損壞，甚至造成人身事故。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，同時(shí)有許多電動(dòng)機(jī)及其它用電設(shè)備自行起動(dòng)也會(huì)引起不允許的過(guò)電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)的保護(hù)叫“零壓保護(hù)”。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電源電壓過(guò)分地降低將會(huì)引起一些電器釋放，造成控制電路不正常工

52、作，可能產(chǎn)生事故；電源電壓過(guò)分降低也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。因此需要在電源電壓降到一定值以下時(shí)將電源切斷，這就是“欠壓保護(hù)”。 一般常用電磁式電壓繼電器實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。而利用按鈕的自動(dòng)恢復(fù)作用和接觸器的自鎖作用，可不必另加設(shè)零壓保護(hù)繼電器，如圖151中主電動(dòng)機(jī)控制線(xiàn)路，當(dāng)電源電壓過(guò)低或斷電時(shí)，接觸器KM1釋放，此時(shí)其主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)同時(shí)打開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)電源切斷并失去自鎖。當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，必須操作人員重新技下起動(dòng)按鈕SB2，才能使電動(dòng)機(jī)Ml重新起動(dòng)。所以像這樣帶有自鎖環(huán)節(jié)的電路本身已兼?zhèn)淞肆銐罕Ｗo(hù)環(huán)節(jié)。 4過(guò)流保護(hù) 過(guò)電流保護(hù)廣泛用于直流電動(dòng)機(jī)或繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)于三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，一般

53、不采用過(guò)流保護(hù)而采用短路保護(hù)。 過(guò)流往往是由于不正確的起動(dòng)和過(guò)大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩引起的，一般比短路電流要小。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生過(guò)電流要比發(fā)生短路電流的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉(zhuǎn)起制動(dòng)的重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)中更是如此。直流電動(dòng)機(jī)和繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī)線(xiàn)路中過(guò)電流繼電器也起短路保護(hù)作用，一般過(guò)電流的動(dòng)作值為起動(dòng)電流的1.2倍左右。1.4 機(jī)電傳動(dòng)斷續(xù)控制電路分析 電氣控制系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，學(xué)會(huì)如何分析電氣控制電路，提高讀圖能力，可進(jìn)一步為掌握按控制要求設(shè)計(jì)控制電路打下基礎(chǔ)。 任何一個(gè)復(fù)雜的電氣控制電路都是由一些基本的電氣控制環(huán)節(jié)組成的。因此分析電路時(shí)要首先將電路分解為基本電路環(huán)節(jié)，然后逐一

54、分析。 1.4.1 通用機(jī)械設(shè)備電路分析1. C6502型普通車(chē)床控制電路 車(chē)床在金屬切削機(jī)床這類(lèi)機(jī)械設(shè)備中所占比例最大，應(yīng)用也最廣泛，它能夠車(chē)削外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋，并可用鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行鉆孔、鏜孔等加工。(1) 主電路 該車(chē)床共有三臺(tái)籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。Ml為主電動(dòng)機(jī)，功率20kW。它可以由接觸器KMl、KM2實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，并能停車(chē)制動(dòng)。為限制制動(dòng)電流，定子繞組中串有電阻R，并由KM3控制其是否接入。FUl熔斷器為Ml短路保護(hù)，F(xiàn)Rl熱繼電器為其過(guò)載保護(hù)、電流表PA用以監(jiān)視其工作電流。 M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，功率150W，由KM4接觸器起動(dòng)，F(xiàn)R2為其過(guò)載保護(hù)。M3為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，功

55、率1.7kW，拖動(dòng)溜板箱快速移動(dòng)，KM5為其起動(dòng)接觸器，M3因短時(shí)工作故不設(shè)過(guò)載保護(hù)。(2) 控制電路 1) 主電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制 由圖可知，按鈕SB2、SB3分別為主電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)控制按鈕。按下正向起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM3線(xiàn)圈首先得電，其主觸點(diǎn)閉合將電阻R短接，另一常開(kāi)輔助觸點(diǎn)(827)閉合使中間繼電器KA線(xiàn)圈得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)(155)閉合，使得KM3在SB2松手后仍能保持通電，進(jìn)而KA也保持通電。 又當(dāng)SB2尚未松開(kāi)時(shí)，由于KA的另一動(dòng)合觸點(diǎn)(137)已閉合，故使KMl線(xiàn)圈得電，其主觸點(diǎn)閉合使主電動(dòng)機(jī)M1在全壓下起動(dòng)。KMl的輔助觸點(diǎn)(1315)閉合形成自鎖，使得KMl在SB2

56、松手后保持通電。在KM3通電的同時(shí)，得電延時(shí)繼電器KT線(xiàn)圈也通電，其并聯(lián)在電流表PA的觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)以保護(hù)電流表不受Ml電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的沖擊。 按下反向起動(dòng)按鈕SB3，反向起動(dòng)過(guò)程與正向起動(dòng)類(lèi)似。 2)主電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制 按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SBl不松手，KMl線(xiàn)圈得電主觸點(diǎn)閉合，M1主電動(dòng)機(jī)定子繞組串入電阻R起動(dòng)。此時(shí)由于中間繼電器KA未通電，盡管KMl輔助觸點(diǎn)(13一17)閉合，但并不能實(shí)現(xiàn)自鎖，故當(dāng)手抬開(kāi)后KMl線(xiàn)圈隨即斷電，主電動(dòng)機(jī)Ml停轉(zhuǎn)。3) 主電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制 該車(chē)床當(dāng)主電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)按下停止按鈕時(shí)都能反接制動(dòng)。若正轉(zhuǎn)時(shí)停車(chē)，按下停止按鈕SB，所有控制電器線(xiàn)圈斷電。KMl、KM3的主

57、觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)電阻及接入限制了制動(dòng)電流。 中間繼電器KA的動(dòng)斷觸點(diǎn)(517)閉合，由于此時(shí)速度繼電器正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KSl(1723)閉合，當(dāng)松開(kāi)停止按鈕SB時(shí)，KMl的常閉觸頭(2325)已閉合，KM2線(xiàn)圈通電吸合，將主電動(dòng)機(jī)M1的電源反接，實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零(小于40rmin)時(shí)，KS的動(dòng)合觸點(diǎn)(1723)斷開(kāi)，KM2線(xiàn)圈斷電制動(dòng)結(jié)束。4) 刀架快速移動(dòng)和冷卻泵控制 轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄，壓下行程開(kāi)關(guān)SQ，其常開(kāi)觸點(diǎn)(833)閉合，接觸器KM5線(xiàn)圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，刀架快速移動(dòng)。 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的起停分別由按鈕SB5和SB4實(shí)現(xiàn)。 二、A186E型梳棉機(jī)控制電路 A186E型梳棉

58、機(jī)由5臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其中l(wèi)M為清潔輥電動(dòng)機(jī)，2M為吹風(fēng)電動(dòng)機(jī)，3M為吸風(fēng)電動(dòng)機(jī)，4M為錫林電動(dòng)機(jī)，5M為道夫電動(dòng)機(jī)。 1A186E梳棉機(jī)電氣控制特點(diǎn)由于錫林直徑大，慣性大起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，為防止在起動(dòng)過(guò)程中熱繼電器動(dòng)作而不能起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)不按入熱繼電器，當(dāng)錫林升速到一定值后再接入。道夫拖動(dòng)采用了雙速電動(dòng)機(jī)，慢速16極快速4極，實(shí)際速比約為1：4。利用饅速升頭后，即可將道夫轉(zhuǎn)向快速。 為了使梳出的條干更加均勻，必須防止道夫升速過(guò)快，為此，本機(jī)采用了以下兩相緩沖措施：一是采用YA轉(zhuǎn)換接線(xiàn)，以減小4極電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；二是加一飛輪以使本系統(tǒng)有7s以上的升速時(shí)間?？燹D(zhuǎn)慢的時(shí)間約為12s。雙速電動(dòng)機(jī)與飛輪之間采

59、用電磁離合器連接，離合器僅在道夫慢速和變速的過(guò)程中通電運(yùn)行，其他時(shí)間不予通電，所以停車(chē)時(shí)道夫?qū)⒉皇茱w輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響。 錫林轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求時(shí)，道夫不允許轉(zhuǎn)動(dòng)，錫林起動(dòng)后，自停裝置方可工作。 吸風(fēng)清潔輥停轉(zhuǎn)時(shí)，道夫隨即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，升頭時(shí)，堵管，斷條自停電路不允許工作。 正常停車(chē)時(shí)，道夫應(yīng)先轉(zhuǎn)慢速然后再停。 2A186E型梳棉機(jī)控制電路分析 (1)清桔輥、吸風(fēng)、吹風(fēng)機(jī)的起動(dòng)和停止：從控制電路圖中可以看出，1SBl、2SBl、3SBl和1SB2、2SB2、3SB2分別為清潔輥、吹風(fēng)、吸風(fēng)電動(dòng)機(jī)lM、2M、3M的起動(dòng)和停止按鈕。它們均為單獨(dú)控制。 (2)錫林起動(dòng)：按動(dòng)4SBl、4KM線(xiàn)圈得電并自鎖，錫林

60、開(kāi)始起動(dòng)。在其起動(dòng)過(guò)程中，熱繼電器4FR不接入，當(dāng)錫林和刺輥速度大約達(dá)到正常速度的80時(shí)，離心開(kāi)關(guān)KV方能動(dòng)作，301303接通，1KA線(xiàn)圈得電使5KM線(xiàn)圈相繼得電，4FR接入，同時(shí)4KM線(xiàn)圈斷電，錫林起動(dòng)完畢，并為道夫起動(dòng)作準(zhǔn)備。 (3)道夫起動(dòng)：錫林起動(dòng)后，按動(dòng)5SBl，6KM線(xiàn)圈得電吸合，道夫電動(dòng)機(jī)16極慢速啟動(dòng)，同時(shí)2KA得電，使電磁離合器得電，飛輪與道夫電動(dòng)機(jī)連接，防止道夫升速過(guò)快產(chǎn)生條干不均。升頭后按動(dòng)6SBl，6KM線(xiàn)困斷電，7KM、8KM、2KT線(xiàn)圈得電，使道夫電動(dòng)機(jī)5M4極Y迎接升速，并且7KM自鎖。當(dāng)2KT延時(shí)到達(dá)時(shí)，8KM線(xiàn)圈斷電，9KM線(xiàn)圈得電，將道夫電動(dòng)機(jī)換接成4極連