第2章三相籠型異步電動機(jī)的電氣控制

第2章三相籠型異步電動機(jī)的電氣控制知識目標(biāo)●認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)單向控制、雙向控制、順序控制、行程控制和多地控制線路，會說出操作過程和工作原理；●認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)減壓起動控制線路，會說出操作過程和工作原理；●認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)調(diào)速控制線路，會說出操作過程和工作原理；●認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路，會說出操作過程和工作原理。技能目標(biāo)●學(xué)會三相籠型異步電動機(jī)電氣控制線路的分析方法；●會安裝三相籠型異步電動機(jī)的單向控制、雙向控制、Y－Δ減壓起動控制、變極調(diào)速控制線路。第2章三相籠型異步電動機(jī)的電氣控制2.1三相籠型異步電動機(jī)的全壓起動控制2.2三相籠型異步電動機(jī)的降壓起動控制2.3三相籠型異步電動機(jī)的調(diào)速控制2.4三相籠型異步電動機(jī)的制動控制2.5實訓(xùn)2.1三相籠型異步電動機(jī)的全壓起動控制

學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)手動控制、點動控制、連續(xù)控制等單向控制線路，會說出操作過程和工作原理；認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)接觸器聯(lián)鎖、按鈕聯(lián)鎖、接觸器按鈕雙重聯(lián)鎖等雙向控制線路，會說出操作過程和工作原理；認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)順序控制線路，會說出操作過程和工作原理；認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)行程控制線路，會說出操作過程和工作原理；認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)多地控制線路，會說出操作過程和工作原理。2.1.1三相籠型異步電動機(jī)的單向控制三相異步電動機(jī)的起動方法有直接起動和降壓起動兩種。三相異步電動機(jī)全壓起動又稱直接起動，是指電動機(jī)直接在額定電壓下起動。直接起動的線路具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修方便等優(yōu)點。一般情況下，當(dāng)電動機(jī)功率小于10kW或不超過供電變壓器容量的15%～20%時，允許直接起動，否則應(yīng)采用降壓起動，以減小起動電流對電網(wǎng)的沖擊。常用的直接起動控制線路有手動控制線路和自動控制線路2類。1.直接起動手動控制（a）刀開關(guān)控制（b）低壓斷路器控制圖2-1三相籠型異步電動機(jī)直接起動手動控制線路圖電氣控制線路圖識讀方法

電氣原理圖一般分電源電路、主電路、控制電路和輔助電路。電源電路一般畫在圖面的上方或左方，三相交流電源L1、L2、L3按相序由上而下依次排列，中性線N和保護(hù)線PE畫在相線下面。直流電源則以上正下負(fù)畫出。電源開關(guān)要水平方向設(shè)置。主電路垂直電源電路畫在電氣原理圖的左側(cè)。控制電路和輔助電路跨在兩相之間，依次垂直畫在主電路的右側(cè)，并且電路中的耗能元件(如接觸器和繼電器的線圈、電磁鐵、信號燈、照明燈等)要畫在電氣原理圖的下方，而線圈的觸點則畫在耗能元件的上方。電氣原理圖中各線圈的觸點都按電路未通電或器件未受外力作用時的常態(tài)位置畫出。分析工作原理時，應(yīng)從觸點的常態(tài)位置出發(fā)。各元器件不畫實際外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一圖形符號畫出。同一電器的各元件不按實際位置畫在一起，而是根據(jù)它們在線路中所起的作用分別畫在不同部位，并且它們的動作是相互關(guān)聯(lián)的，必須標(biāo)以相同的文字符號。2.直接起動自動控制三相籠型異步電動機(jī)的點動控制

三相籠型異步電動機(jī)的連續(xù)控制（1）三相籠型異步電動機(jī)的點動控制圖2-2三相籠型異步電動機(jī)點動控制線路圖三相籠型異步電動機(jī)點動控制的操作過程和工作原理

合上電源開關(guān)QS。啟動：按下按鈕SB→接觸器KM線圈得電→接觸器主觸點KM閉合→電動機(jī)M啟動運(yùn)行停止：松開按鈕SB→接觸器KM線圈失電→接觸器主觸點KM斷開→電動機(jī)M失電停車電動機(jī)M停止后，斷開電源開關(guān)QS。（2）三相籠型異步電動機(jī)的連續(xù)控制

圖2-3三相籠型異步電動機(jī)連續(xù)控制線路圖【綜合案例2.1】有一臺三相籠型異步電動機(jī)既能點動又能連續(xù)運(yùn)行，請你設(shè)計控制電路來實現(xiàn)控制要求。優(yōu)化解答三相籠型異步電動機(jī)既能點動又能連續(xù)運(yùn)行的控制電路如圖2-4所示。a)b)c)圖2-4既能點動又能連續(xù)運(yùn)行的控制電路小結(jié)實現(xiàn)點動控制可以將點動按鈕直接與接觸器的線圈串聯(lián)，電動機(jī)的運(yùn)行時間由按鈕按下的時間決定。實現(xiàn)連續(xù)控制可以將起動按鈕、停止按鈕與接觸器的線圈串聯(lián)，并在起動按鈕兩端并聯(lián)接觸器的常開輔助觸點（自鎖觸點）。2.1.2三相籠型異步電動機(jī)的雙向控制三相籠型異步電動機(jī)接觸器聯(lián)鎖雙向控制三相籠型異步電動機(jī)按鈕聯(lián)鎖雙向控制三相籠型異步電動機(jī)接觸器按鈕雙重聯(lián)鎖雙向控制1.三相籠型異步電動機(jī)接觸器聯(lián)鎖雙向控制圖2-5三相籠型異步電動機(jī)接觸器聯(lián)鎖雙向控制線路圖2.三相籠型異步電動機(jī)按鈕聯(lián)鎖雙向控制圖2-6三相籠型異步電動機(jī)按鈕聯(lián)鎖雙向控制線路圖3.三相籠型異步電動機(jī)接觸器按鈕雙重聯(lián)鎖雙向控制圖2-7三相籠型異步電動機(jī)接觸器按鈕雙重聯(lián)鎖雙向控制線路圖小結(jié)實現(xiàn)接觸器聯(lián)鎖控制可以在正反轉(zhuǎn)控制線路中分別串聯(lián)對方接觸器的一個常閉輔助觸點。實現(xiàn)按鈕聯(lián)鎖控制可以把正轉(zhuǎn)按鈕和反轉(zhuǎn)按鈕換成2個復(fù)合按鈕，并使2個復(fù)合按鈕的常閉觸點代替接觸器的聯(lián)鎖觸點。實現(xiàn)接觸器按鈕雙重聯(lián)鎖控制可以在正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器線圈支路中，相互串聯(lián)對方的一副常閉輔助觸點（接觸器聯(lián)鎖），正反轉(zhuǎn)起動按鈕的常閉觸點分別與對方的常開觸點相互串聯(lián)（按鈕聯(lián)鎖）。2.1.3三相籠型異步電動機(jī)的順序控制

1.主電路順序控制

a)b)圖2-8主電路順序控制的線路圖2.控制電路順序控制圖2-9控制電路順序控制的線路圖【綜合案例2.2】分析如圖2-10所示是電動機(jī)順序控制的控制電路，說明電路的順序控制特點。a)b)c)圖2-10優(yōu)化解答圖2-10a)所示電路中，接觸器KM1的常開觸點串聯(lián)接入接觸器KM2的線圈電路。當(dāng)KM1的線圈得電吸合后，KM1主觸點閉合，電動機(jī)M1啟動；同時，KM1的常開觸點閉合，KM2的線圈才可能接通，電動機(jī)M2才可能啟動；按下停止按鈕SB1，M1、M2同時失電停車。因此，該順序控制電路的特點是：M1啟動后M2才能啟動，M1和M2同時停車。圖2-10b)所示電路中，與圖2-10a)所示電路相比，接觸器KM1的常開觸點串聯(lián)在與KM2的自鎖觸點并聯(lián)的M2啟動按鈕SB4支路中。M1啟動后M2才能啟動；當(dāng)KM2因線圈得電吸合，自鎖觸點閉合自鎖后，KM1對KM2失去了作用，SB1和SB3可以單獨使KM1和KM2線圈失電。因此，該順序控制電路的特點是：M1啟動后M2才能啟動，M1和M2可以單獨停車。圖2-10c)所示電路中，與圖2-10b)所示電路相比，M1的啟動按鈕SB1兩端并聯(lián)了KM2的常開觸點。只有先使接觸器KM2線圈失電，即電動機(jī)M2停車，然后才能按動SB1斷開KM1線圈電路，使電動機(jī)M1停車。因此，該順序控制電路的特點是：M1啟動后M2才能啟動，M2停車后M1才能停車。小結(jié)實現(xiàn)主電路順序控制可以將電動機(jī)M2的主電路接在控制電動機(jī)M1的主觸點KM1下面。實現(xiàn)控制電路順序控制可以將接觸器KM1的常開觸點串聯(lián)在接觸器KM2的線圈電路中。

2.1.4三相籠型異步電動機(jī)的行程控制圖2-11三相異步電動機(jī)自動往返循環(huán)運(yùn)動控制線路圖小結(jié)實現(xiàn)行程控制可以用SQ1、SQ2自動換接電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，實現(xiàn)工作臺的自動往返行程控制。在行程控制中，為防止工作臺越過限定位置而造成事故，經(jīng)常需要設(shè)置限位保護(hù)。常用的限位保護(hù)電器是行程開關(guān)。2.1.5三相籠型異步電動機(jī)的多地控制圖2-12電動機(jī)兩地控制線路

實現(xiàn)多地控制可以啟動按鈕（常開觸點）相互并聯(lián)，停止按鈕（常閉觸點）相互串聯(lián)。2.2三相籠型異步電動機(jī)的減壓起動控制學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)串電阻減壓啟動控制、Y-Δ減壓起動控制、自耦變壓器減壓起動控制和延邊三角形減壓起動控制等減壓起動控制控制線路，會說出操作過程和工作原理。

2.2.1三相籠型異步電動機(jī)的

串電阻減壓起動控制圖2-13定子繞組串電阻減壓起動自動控制線路2.2.2三相籠型異步電動機(jī)的

Y-△減壓起動控制圖2-14三相異步電動機(jī)Y-Δ減壓起動自動控制線路2.2.3三相籠型異步電動機(jī)的

自耦變壓器減壓起動控制圖2-15自耦變壓器減壓起動自動控制線路2.2.4三相籠型異步電動機(jī)的

延邊三角形減壓起動控制a）延邊△接法b）△接法圖2-16延邊三角形減壓起動電動機(jī)定子繞組的連接方式圖2-17延邊三角形減壓起動控制線路圖小結(jié)定子繞組串電阻（或電抗器）減壓起動僅適用于啟動要求平穩(wěn)，起動次數(shù)不頻繁的電動機(jī)空載或輕載起動；Y-Δ減壓起動僅適用于電動機(jī)空載或輕載起動且要求正常運(yùn)行時定子繞組為Δ連結(jié)；自耦變壓器減壓起動適用于容量較大但不能用Y-Δ減壓起動方法起動的電動機(jī)的減壓起動。延邊三角形減壓起動是在Y-△減壓起動的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而形成的起動方式，克服了Y-△減壓起動時起動電壓比較低、起動轉(zhuǎn)矩小的缺點。2.3三相籠型異步電動機(jī)的調(diào)速控制學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識三相籠型雙速異步電動機(jī)的調(diào)速控制線路，會說出操作過程和工作原理。

2.3.1雙速異步電動機(jī)定子繞組的連接a)Δ接法——低速b）YY接法——高速圖2-19雙速異步電動機(jī)定子繞組的聯(lián)接方法圖2-20時間繼電器控制三相異步電動機(jī)調(diào)速控制線路【綜合案例2.4】

如圖2-21所示是三相異步電動機(jī)調(diào)速控制線路，分析電路的控制特點。優(yōu)化解答

圖2-20a）為選擇開關(guān)控制電路，由選擇開關(guān)SA選擇低速運(yùn)行或高速運(yùn)行。SA置于“低速”位置，選擇低速運(yùn)行時，接通KM1線圈電路，電動機(jī)起動低速運(yùn)行；當(dāng)運(yùn)行一定時間后，將SA置于“高速”位置，選擇高速運(yùn)行，接通KM2和KM3線圈電路，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速手動切換到高速。圖2-20b）為按鈕開關(guān)控制電路，由復(fù)合按鈕控制。當(dāng)復(fù)合按鈕SB2接通KM1線圈電路，電動機(jī)低速運(yùn)行；當(dāng)運(yùn)行一定時間后，由復(fù)合按鈕SB3接通KM2和KM3線圈電路，電動機(jī)高速運(yùn)行。為防止兩種接線方式同時存在，KM1和KM2的常開輔助觸點構(gòu)成互鎖。小結(jié)三相異步電動機(jī)調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速等方法。目前，三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法仍以變極調(diào)速為主。雙速異步電動機(jī)是變極調(diào)速中最常用的一種形式。2.4三相籠型異步電動機(jī)的制動控制學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識三相籠型異步電動機(jī)反接制動控制、能耗制動控制等制動控制線路，會說出操作過程和工作原理。2.4.1三相籠型異步電動機(jī)的反接制動控制反接制動是將運(yùn)動中的電動機(jī)電源反接（即將任意兩根相線接法對調(diào)），以改變電動機(jī)定子繞組的電源相序，定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場，從而使轉(zhuǎn)子受到與原旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩而迅速停車。

圖2-22反接制動原理圖圖2-23三相異步電動機(jī)單向反接制動控制線路2.4.2三相籠型異步電動機(jī)的能耗制動控制能耗制動是在三相異步電動機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組上加一個直流電源，使定子繞組產(chǎn)生一個靜止的磁場，當(dāng)電動機(jī)在慣性作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流與靜止磁場相互作用產(chǎn)生一個與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩（制動轉(zhuǎn)矩），使電動機(jī)迅速停車。圖2-24能耗制動原理圖圖2-25時間繼電器控制全波整流能耗制動控制線路小結(jié)反接制動是改變電動機(jī)定子繞組的電源相序，產(chǎn)生制動力矩，使電動機(jī)迅速停車的方法。能耗制動是三相異步電動機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組上加流電源，使電動機(jī)迅速停車的方法。2.5實訓(xùn)2.5.1三相籠型異步電動機(jī)的點動控制和連續(xù)控制線路安裝學(xué)習(xí)目標(biāo)會安裝三相籠型異步電動機(jī)點動控制和連續(xù)控制等單向控制線路；會測試三相籠型異步電動機(jī)點動控制和連續(xù)控制等單向控制線路。知識鏈接1電氣控制線路的安裝步驟識讀電氣控制線路圖。明確電路所用電器元件名稱及其作用，熟悉線路的操作過程和工作原理。配齊電器元件。列出元器件清單，配齊電器元件，并逐一進(jìn)行質(zhì)量檢測。安裝電氣控制線路。將電器元件安裝在控制板上，根據(jù)電動機(jī)容量選配符合規(guī)格的導(dǎo)線，分別連接主電路和控制電路。連接保護(hù)接地線、電源線及控制板外部的導(dǎo)線。連接電動機(jī)和所有電器元件金屬外殼的保護(hù)接地線，連接電源、電動機(jī)及控制板外部的導(dǎo)線。學(xué)生自檢。檢查主電路接線是否正確；用萬用表電阻擋檢查控制電路接線是否正確，防止因接線錯誤造成不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)或短路事故。通電試車。為保證人身安全，必須在教師監(jiān)護(hù)下通電試車。知識鏈接2板前明線布線安裝工藝布線通道盡可能少，同路并行導(dǎo)線按主電路、控制電路分類集中，單層密排。布線盡可能緊貼安裝面布線，相鄰電器元件之間也可“空中走線”。安裝導(dǎo)線盡可能靠近元器件走線。布線要求橫平豎直，分布均勻，自由成形。同一平面的導(dǎo)線應(yīng)高低一致或前后一致，盡量避免交叉。變換走向時應(yīng)垂直成900角。按鈕連接線必須用軟線，與配電板上的元器件連接時必須通過接線端子，并編號。操作訓(xùn)練列一列元器件清單做一做線路安裝（1）固定元器件（2）安裝主電路（3）安裝控制電路測一測線路檢測試一試通電試車圖2-27點動控制線路和連續(xù)控制（無過載保護(hù)）線路主電路接線參考圖a）點動控制b）連續(xù)控制（無過載保護(hù)）圖2-28點動控制和連續(xù)控制（無過載保護(hù)）線路控制電路接線參考圖測一測線路檢測

主電路接線檢查。按電路圖或接線圖從電源端開始，逐段核對接線有無漏接、錯接之處，檢查導(dǎo)線接點是否符合要求，壓接是否牢固，以免帶負(fù)載運(yùn)行時產(chǎn)生閃弧現(xiàn)象?？刂齐娐方泳€檢查。用萬用表電阻擋檢查控制電路接線情況。檢查時，應(yīng)選用倍率適當(dāng)?shù)碾娮钃?，并歐姆調(diào)零。（1）點動控制線路的控制電路檢查。斷開主電路，將表筆分別搭在V11、W11線端上，讀數(shù)應(yīng)為“∞”。按下點動按鈕SB時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值（如CJ10－10線圈的直流電阻值約為1800Ω）；松開SB，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。然后斷開控制電路再檢查主電路有無開路或短路現(xiàn)象，此時可用手動來代替按鈕進(jìn)行檢查。（2）連續(xù)控制線路的控制電路檢查。松開啟動按鈕SB1，按下KM觸點架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值。（3）停車控制檢查。按下啟動按鈕SB1或KM觸點架，測得接觸器線圈的直流電阻值，同時按下停止按鈕SB2，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?.5.2三相籠型異步電動機(jī)的雙向控制線路安裝學(xué)習(xí)目標(biāo)會安裝三相籠型異步電動機(jī)的雙向控制線路。圖2-30接觸器按鈕雙重聯(lián)鎖雙向控制接線參考圖測一測線路檢測主電路接線檢查。按電路圖或接線圖從電源端開始，逐段核對接線有無漏接、錯接之處，檢查導(dǎo)線接點是否符合要求，壓接是否牢固，以免帶負(fù)載運(yùn)行時產(chǎn)生閃弧現(xiàn)象。控制電路接線檢查。用萬用表電阻擋檢查控制電路接線情況。檢查時，應(yīng)選用倍率適當(dāng)?shù)碾娮钃酰W姆調(diào)零。（1）檢查控制電路通斷。斷開主電路，將表筆分別搭在V11、W11線端上