船舶常用控制電路-電動機(jī)的保護(hù)和基本控制環(huán)節(jié)

任務(wù)一電動機(jī)的保護(hù)和基本控制環(huán)節(jié)本節(jié)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一.電動機(jī)控制線路保護(hù)環(huán)節(jié)；二.電氣控制系統(tǒng)圖類型、繪制規(guī)范及讀圖方法；

三.電動機(jī)控制電路的基本控制環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)要求：

1.要求知道電動機(jī)控制線路的基本保護(hù)；

2.了解電氣系統(tǒng)圖的類型、繪制規(guī)范及閱讀方法；3.能分析電動機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)。Theprotectionandbasiccontrolcircuitforthree-phaseACmotor在電力拖動系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，不僅應(yīng)保證設(shè)備在正常工作條件下安全運(yùn)行，而且還應(yīng)考慮到在異常情況下保證設(shè)備和人身的安全。為此，必須在系統(tǒng)中設(shè)置必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。最常見的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓、失壓保護(hù)及缺相保護(hù)。一、電動機(jī)的基本保護(hù)環(huán)節(jié)電流不經(jīng)負(fù)載而直接形成回路稱短路。常用的短路保護(hù)措施有：在電路中裝設(shè)自動空氣斷路器(automaticaircircuitbreaker,ACB)（又稱自動空氣開關(guān)）、熔斷器（俗稱保險絲）等。熔斷器(fuse)串聯(lián)在電源和用電電路之間，如圖5-1-1中的FU1。當(dāng)流過的電流超過其允許值時，熔體自動熔斷，從而切斷故障電路。當(dāng)流過熔斷器的電流小于其額定電流時，熔斷器可長期工作而不熔斷。當(dāng)流過的電流超過其額定電流時，并不是立即熔斷，而是要經(jīng)過一定的時間使熔體的溫度達(dá)到熔點(diǎn)后才會熔斷。

1、短路（shortcircuit)保護(hù)

圖5-1-1三相異步電動機(jī)控制電路對于大多數(shù)電氣設(shè)備來說，當(dāng)電流超過其額定值（即過載）時，并不一定會立即損壞，但長時間的或嚴(yán)重的過載是不能允許的。故在電路中常裝設(shè)過載保護(hù)，以防被保護(hù)電器因過載而損壞。過載保護(hù)的原理是：當(dāng)被保護(hù)電器出現(xiàn)長時間過載或超強(qiáng)度過載時，利用過載時出現(xiàn)的熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)等使過載保護(hù)電器動作，使被保護(hù)設(shè)備脫離電源。用于過載保護(hù)的電器：熱繼電器(Thermalrelay)、過電流繼電器(Over-currentrelay)、自動空氣開關(guān)。2、過載（over

roading）保護(hù)失壓（欠壓）保護(hù)是依據(jù)接觸器本身的電磁機(jī)構(gòu)和起動按鈕(button)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)電源電壓由于某種原因消失時，電動機(jī)會自動停車。當(dāng)電源電壓恢復(fù)時，電動機(jī)不會自動起動，只有在操作人員按下起動按鈕后，電動機(jī)才可起動，這種保護(hù)稱為失壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓過分降低（欠壓）時，電動機(jī)為了維護(hù)電磁轉(zhuǎn)矩滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的需要，其電流必將增加，使電動機(jī)可能過載甚至燒毀。而此時由于電源電壓過分降低，接觸器反力彈簧的作用力大于電磁吸力時銜鐵將釋放，主觸頭斷開，使電動機(jī)脫離電源，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。3、失壓/欠壓(lossofpower/undervoltage)保護(hù)

三相交流異步電動機(jī)運(yùn)行時，任一相斷線(或失電)，會造成單相運(yùn)行，此時電動機(jī)為了得到同樣的電磁轉(zhuǎn)矩，定子電流將大大超過其額定電流，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱燒壞，缺相運(yùn)行的電機(jī)，還伴隨著劇烈的電振動和機(jī)械振動。一般熱繼電器的發(fā)熱元件串接在三相主電路的任意兩相之中，在任一相發(fā)生斷路（缺相）故障時，必然導(dǎo)致另兩相電流的大幅度增加。4、缺相(openphase)保護(hù)二、電氣控制系統(tǒng)原理圖和安裝接線圖在電氣控制系統(tǒng)中，為了便于表達(dá)自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、安裝、使用和維修，需要將各種電器元件及其連接用一定的圖形表示出來，這種圖稱為電氣控制系統(tǒng)圖。電氣控制系統(tǒng)圖主要包括電氣控制線路圖（又稱電氣原理圖）、電器布置圖和電氣安裝接線圖。

原理圖是用來說明電氣控制系統(tǒng)工作原理的電氣電路圖，繪制原理圖的出發(fā)點(diǎn)是便于閱讀，下面列出繪制原理圖的幾項(xiàng)原則：（1）所有電機(jī)、電器等元件都應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號來表示。（2）原理圖一般分主電路和輔助電路兩大部分。（3）在原理圖中，同一電器的不同部分（如線圈、觸點(diǎn)）分散在圖內(nèi)不同的部位，為易于識別，規(guī)定使用同一文字符號標(biāo)明。（4）在原理圖中所有的觸點(diǎn)均表示“正常狀態(tài)”，所謂正常狀態(tài)是指各種電器在沒有通電和沒有外力作用時的狀態(tài)。（5）為安裝和維修方便，電機(jī)和電器的各接線端都要用數(shù)字編號。安裝接線圖是用來表明電氣控制系統(tǒng)中各元件的實(shí)際安裝位置和接線情況的，在安裝和檢修電氣設(shè)備時用安裝接線圖更為方便，下面列出繪制安裝接線圖的幾項(xiàng)原則：（1）安裝接線圖應(yīng)表示出各電器的實(shí)際位置，同一電器的各元件要畫在一起。（2）要表示出各電機(jī)、電器之間的電氣聯(lián)接，凡是導(dǎo)線走向相同的可以合并畫成單線。（3）安裝接線圖中元件的圖形和文字符號以及端子的編號應(yīng)與原理圖一致。（4）安裝接線圖上應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的走線管的型號、規(guī)格和尺寸。三、電動機(jī)控制電路的基本控制環(huán)節(jié)1、電動機(jī)的點(diǎn)動控制電路圖5-1-2為簡單的點(diǎn)動控制線路。合三相電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB，接觸器KM線圈有電，主觸頭閉合，電動機(jī)M起動運(yùn)轉(zhuǎn)，手松開，接觸器失電，主觸頭斷開，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

3~圖5-1-2三相異步電動機(jī)的點(diǎn)動控制電路2、電動機(jī)的連續(xù)控制電路大多數(shù)鼠籠式電動機(jī)的連續(xù)控制采用磁力起動器進(jìn)行控制。磁力起動器是用來遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)鼠籠式電動機(jī)最簡單的成套電器，它是由電源開關(guān)、熔斷器、按鈕、交流接觸器和熱繼電器等組成。圖5-1-3就是單向（不可逆）磁力起動器控制電路。

圖5-1-3三相異步電動機(jī)的連續(xù)控制電路3~3、電動機(jī)的多地點(diǎn)控制電路為了操作方便，某些設(shè)備往往要求在兩個或兩個以上的地點(diǎn)對它都能進(jìn)行操作。實(shí)現(xiàn)這一要求的就是多地點(diǎn)控制，只要將兩個或多個起動按鈕和停止按鈕分別組成并聯(lián)和串聯(lián)電路即可。圖5-1-4的電路就屬于兩地點(diǎn)控制中的按鈕連接方式的一種。圖5-1-4兩地點(diǎn)控制4、電動機(jī)的行程控制電路某些生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動部件的行程范圍有一定限制，例如船舶舵機(jī)的左右舵角偏轉(zhuǎn)必須限制在35°以內(nèi)；起貨機(jī)提升機(jī)構(gòu)必須防止吊索收盡以免造成吊鉤撞碰吊臂事故等。實(shí)現(xiàn)行程控制，應(yīng)將限位（行程）開關(guān)安置在設(shè)限的位置上，如圖5-1-5所示。STB和STA分別為左右移動的終端限位（行程）開關(guān)。為實(shí)現(xiàn)行程控制的要求，限位（行程）開關(guān)(Limitswitch)的常閉觸頭STA、STB與控制線路中的停止控鈕SB2串聯(lián)，如圖5-1-6所示。當(dāng)運(yùn)動機(jī)械移動到極限位置時，行程開關(guān)的常閉觸頭STA或STB斷開，電動機(jī)便停轉(zhuǎn)。顯然限位控制是避免生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)入異常位置的一種限位保護(hù)。STASTB

限位開關(guān)正逆圖5-1-5

行程控制示意圖KMFKHKMRSB1KMFSB2SB3STBKMRKMRKMFSTA圖