42 常用電氣控制線路

1、5.2 電氣控制線路根本環(huán)節(jié)一、 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)控制 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)鞏固耐用, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 且價(jià)格經(jīng)濟(jì), 在生產(chǎn)機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是指其轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程, 在此過程中電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流將增至額定值的 倍, 會(huì)造成供電線路電壓的波動(dòng)。另外, 頻繁的啟動(dòng)產(chǎn)生的較高熱量會(huì)加快線圈和絕緣的老化, 影響電動(dòng)機(jī)使用壽命。 1. 單向全壓?jiǎn)?dòng)控制線路 單向全壓?jiǎn)?dòng)控制線路如下圖, 圖中左側(cè)為主電路, 由刀開關(guān)QS、 熔斷器FU1、 接觸器KM主觸點(diǎn)、 熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成； 右側(cè)控制線路由熔斷器FU2、 熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)、 停止按鈕SB2、

2、啟動(dòng)按鈕SB1、 接觸器KM常開輔助觸點(diǎn)和它的線圈構(gòu)成。 1） 工作原理 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí), 刀開關(guān)QS置于閉合位置, 三相電源引入。 單向全壓?jiǎn)?dòng)控制線路 自鎖依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象 為什么加自鎖？ 2） 保護(hù)環(huán)節(jié) (1) 短路保護(hù)： 熔斷器FU1、 FU2分別作主電路和控制線路的短路保護(hù), 當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)能迅速切斷電源。 (2) 過載保護(hù)： 通常生產(chǎn)機(jī)械中需要持續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)均設(shè)過載保護(hù), 其特點(diǎn)是過載電流越大, 保護(hù)動(dòng)作越快, 但不會(huì)受電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流影響而動(dòng)作。 (3) 失壓和欠壓保護(hù)： 依靠接觸器自身電磁機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)失壓和欠壓保護(hù)。 2. 點(diǎn)動(dòng)控制線路實(shí)際生產(chǎn)中,

3、 生產(chǎn)機(jī)械常需點(diǎn)動(dòng)控制, 如機(jī)床調(diào)整對(duì)刀和刀架、 立柱的快速移動(dòng)等。 所謂點(diǎn)動(dòng), 指按下啟動(dòng)按鈕, 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)； 松開按鈕, 電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。 與之對(duì)應(yīng)的, 假設(shè)松開按鈕后能使電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作, 則稱為長動(dòng)。 區(qū)分點(diǎn)動(dòng)與長動(dòng)的關(guān)鍵是控制電路中控制電器得電后能否自鎖, 即是否具有自鎖觸點(diǎn)。 點(diǎn)動(dòng)控制線路如所示。點(diǎn)動(dòng)控制線路 3. 正反轉(zhuǎn)控制線路 生產(chǎn)實(shí)踐中, 許多設(shè)備均需要兩個(gè)相反方向的運(yùn)行控制, 如機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)退、 升降以及主軸的正反向旋轉(zhuǎn)等。 此類控制均可通過電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 由電動(dòng)機(jī)原理可知, 電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線中任意兩相對(duì)調(diào), 即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反向運(yùn)轉(zhuǎn)。特別注意KM1和KM2線

4、圈不能同時(shí)通電,因此不能同時(shí)按下SBl和SB2,也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕,或在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤,將引起主回路電源短路。 圖 5.36 正反轉(zhuǎn)控制線路(a) “正停反控制； (b) “正反?？刂?(1) “正停反控制。 接觸器KM1、 KM2 的主觸點(diǎn)在主電路中構(gòu)成正、 反轉(zhuǎn)相序接線, 兩者的輔助常閉觸點(diǎn)分別接于對(duì)方線圈電路中。互鎖-在同一時(shí)間里兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)工作的控制作用稱為互鎖（電氣聯(lián)鎖）。為什么要互鎖？ (2) “正反?？刂啤?啟動(dòng)按鈕均換為復(fù)合按鈕, 則該電路為按鈕、 接觸器雙重聯(lián)鎖的控制電路。按鈕互鎖：（機(jī)械聯(lián)鎖）。4. 自動(dòng)循環(huán)控制 自動(dòng)往

5、復(fù)循環(huán)控制是利用行程開關(guān)按機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位置或機(jī)件的位置變化來進(jìn)行的控制,通常稱為行程控制。 生產(chǎn)中常見的自動(dòng)循環(huán)控制有龍門刨床、 磨床等生產(chǎn)機(jī)械的工作臺(tái)的自動(dòng)往復(fù)控制, 工作臺(tái)行程示意。 自動(dòng)循環(huán)控制線路 控制原理：在正反轉(zhuǎn)控制的根底上,參加位置控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往復(fù)控制（正轉(zhuǎn)反、反轉(zhuǎn)正均由行程開關(guān)SQ實(shí)現(xiàn)）5. 多點(diǎn)（地）控制 多點(diǎn)控制是指在兩地或兩個(gè)以上地點(diǎn)進(jìn)行的控制操作, 多用于規(guī)模較大的設(shè)備, 以方便操作。 此類電路應(yīng)具有多組按鈕, 且這多組按鈕的連接原則為： 常開按鈕均相互并聯(lián), 組成“或邏輯關(guān)系； 常閉按鈕均相互串聯(lián), 組成“與邏輯關(guān)系。 圖 為兩地控制, 遵循以上原則還可實(shí)現(xiàn)三地及

6、更多點(diǎn)的控制。 兩地控制線路 兩地控制線路特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)按鈕（常開）并聯(lián)停車按鈕（常閉）串聯(lián)6. 順序控制 一般機(jī)械設(shè)備的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)常按一定的順序控制要求, 對(duì)控制線路提出順序工作的聯(lián)鎖要求, 此類電路屬于順序啟動(dòng)控制或稱條件控制電路。 順序啟動(dòng)控制線路 二、 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)控制 降壓?jiǎn)?dòng)是指啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓, 啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)至額定值, 使之在正常電壓下運(yùn)行。 容量大于 10 kW 的籠型異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)沖擊電流為額定值的 倍, 故一般均需采用相應(yīng)措施降低電壓, 即減小與電壓成正比的電樞電流, 從而在電路中不至于產(chǎn)生過大的電壓降。 常用的降壓?jiǎn)?dòng)方式有

7、定子電路串電阻降壓?jiǎn)?dòng)、 星形 - 三角形（ - ）降壓?jiǎn)?dòng)和自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。 1、 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)定子串電阻啟動(dòng)控制 降壓?jiǎn)?dòng)是指啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓, 啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)至額定值, 使之在正常電壓下運(yùn)行。 原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)定子中串入電阻,降低電壓,減小啟動(dòng)電流。啟動(dòng)后全壓運(yùn)行。 2、 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)Y-啟動(dòng)控制 Y-啟動(dòng)原理：?jiǎn)?dòng)時(shí)三相定子繞組接成Y,每相定子繞組承受相電壓（220V）,減小啟動(dòng)電流。啟動(dòng)后,三相定子繞組接成 ,每相定子繞組承受線電壓（380V）,全壓運(yùn)行。用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)Y-轉(zhuǎn)換。Y - 降壓?jiǎn)?dòng)線路 Y-啟動(dòng)控制原理： 1、KMY為Y接觸器： 啟

8、動(dòng)時(shí)KMY吸合三相定子繞組接成Y型,每相定子繞組承受相電壓（220V）, -減小啟動(dòng)電流。2、KM為接觸器：?jiǎn)?dòng)后KM吸合三相定子繞組接成型,每相定子繞組承受線電壓（380V）,全壓運(yùn)行。3、 KM為電源接觸器：為電動(dòng)機(jī)提供電源。4、KT為時(shí)間繼電器：控制時(shí)間,完成Y-的自動(dòng)切換。設(shè)定時(shí)間為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。3、 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)自耦降壓?jiǎn)?dòng)控制自耦降壓?jiǎn)?dòng)原理：在定子電路中串入自耦變壓器,啟動(dòng)時(shí)將自耦變壓器的二次輸出電壓（小于輸入的交流電壓60-80%的額定電壓）接入電動(dòng)機(jī)三相定子繞組,啟動(dòng)電流減小。啟動(dòng)后,將自耦變壓器從定子電路切除（KM2短接）,每相定子繞組承受線電壓（380V）,全壓

9、運(yùn)行。用兩個(gè)接觸器實(shí)現(xiàn)降壓-全壓的轉(zhuǎn)換。切換時(shí)間由時(shí)間繼電器KT自動(dòng)控制?？刂凭€路如以下圖。三、 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制制動(dòng)的目的是克服慣性,使電動(dòng)機(jī)快速停止旋轉(zhuǎn)。方法有：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。1. 能耗制動(dòng)控制 能耗制動(dòng)控制的工作原理： 在三相電動(dòng)機(jī)停車切斷三相交流電源的同時(shí), 將一直流電源引入定子繞組, 產(chǎn)生靜止磁場(chǎng), 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng), 則轉(zhuǎn)子在靜止磁場(chǎng)中切割磁力線, 產(chǎn)生一個(gè)與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩, 實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)。 能耗制動(dòng)控制線路如下圖, 圖中變壓器TC、 整流裝置VC提供直流電源。 能耗制動(dòng)控制線路 2. 反接制動(dòng)控制 反接制動(dòng)控制的工作原理： 改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相電源相序, 使定子繞組產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng), 從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩, 實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 反接制動(dòng)要求在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)及時(shí)切斷反相序