電工技術(shù)與技能訓(xùn)練課件：電動(dòng)機(jī)典型控制電路分析

電動(dòng)機(jī)典型控制電路分析8.1單向控制電路8.2點(diǎn)動(dòng)控制電路8.3正、反轉(zhuǎn)控制電路 『情境鏈接』混凝土攪拌機(jī)正反轉(zhuǎn)控制8.4位置控制8.5順序控制環(huán)節(jié)8.6時(shí)間控制電路8.7多地聯(lián)鎖控制8.8Y-Δ聯(lián)接降壓起動(dòng)控制電路『情境鏈接』電氣控制系統(tǒng)主要保護(hù)環(huán)節(jié)8.1單向控制電路圖8-2接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)電路8.1單向控制電路8.1單向控制電路電路工作分析：合上電源開關(guān)Q，引入三相電源。按下起動(dòng)按鈕SB2，KM線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M接通電源起動(dòng)；同時(shí)，與起動(dòng)按鈕并聯(lián)的KM常開觸點(diǎn)也閉合。當(dāng)松開SB2時(shí)，KM線圈通過其自身常開輔助觸點(diǎn)繼續(xù)保持通電狀態(tài)，從而保證了電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可按下停止按鈕SB1，切斷KM線圈電源，KM常開主觸點(diǎn)與輔助觸點(diǎn)均斷開，切斷電動(dòng)機(jī)電源和控制電路，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這種依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)保持線圈通電的電路，稱為自鎖電路，輔助常開觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。8.2點(diǎn)動(dòng)控制電路在生產(chǎn)實(shí)踐中，某些生產(chǎn)機(jī)械常會(huì)要求既能正常起動(dòng)，又能實(shí)現(xiàn)位置調(diào)整的點(diǎn)動(dòng)工作。圖8-3電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路8.2點(diǎn)動(dòng)控制電路8.2點(diǎn)動(dòng)控制電路圖8-3為電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的幾種典型電路。其具體電路工作分析如下：圖8-3a)為最基本的點(diǎn)動(dòng)控制電路。按下SB，接觸器KM線圈通電，常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；松開SB，接觸器KM線圈斷電，其常開主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。圖8-3b)為采用開關(guān)SA選擇運(yùn)行狀態(tài)的點(diǎn)動(dòng)控制電路。當(dāng)需要點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，只要把開關(guān)SA斷開，即斷開接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)KM，由按鈕SB2來進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制；當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，只要把開關(guān)SA合上，將KM的自鎖觸點(diǎn)接入控制電路，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。8.3正、反轉(zhuǎn)控制電路8.3正、反轉(zhuǎn)控制電路

在實(shí)際工作中，生產(chǎn)機(jī)械常常需要運(yùn)動(dòng)部件可以正、反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，這就要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)可逆運(yùn)行。圖8-4三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路8.3正、反轉(zhuǎn)控制電路1)由圖8-4a可知，按下SB2，正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈通電并自鎖，主觸頭閉合，接通正序電源，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，按下停止按鈕SB1，KM1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止；再按下SB3，反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈通電并自鎖，主觸頭閉合，使電動(dòng)機(jī)定子繞組電源相序與正轉(zhuǎn)時(shí)相序相反，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，其串接在KM1線圈電路中的KM2的常閉輔助觸頭斷開，鎖住KM1的線圈不能通電。這種利用兩個(gè)接觸器（或繼電器）的常閉輔助觸點(diǎn)互相控制，形成相互制約的控制，稱為電氣互鎖。2)對(duì)于要求頻繁實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行的情況，可采用圖8-4b的控制電路。它是將正向起動(dòng)按鈕SB2和反向起動(dòng)按鈕SB3的常閉觸點(diǎn)串接在對(duì)方常開觸點(diǎn)電路中，利用按鈕的常開、常閉觸點(diǎn)的機(jī)械聯(lián)接，在電路中形成相互制約的控制。這種接法稱為機(jī)械互鎖。這種具有電氣、機(jī)械雙重互鎖的控制電路是常用的、可靠的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行控制電路，它既可以實(shí)現(xiàn)正向→停止→反向→停止的控制，又可以實(shí)現(xiàn)正向—反向—停止的控制。8.3正、反轉(zhuǎn)控制電路8.4位置控制8.4位置控制利用行程開關(guān)按照機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件的行程位置進(jìn)行的控制，稱為行程控制原則，是機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化和生產(chǎn)過程自動(dòng)化中應(yīng)用最廣泛的控制方法之一。在生產(chǎn)中，由于工藝和安全的需要，常要求按照生產(chǎn)機(jī)械中某一運(yùn)動(dòng)部件的行程或位置變化來對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行控制，例如吊鉤上升到終點(diǎn)時(shí)要求自動(dòng)停止，龍門刨床的工作臺(tái)要求在一定范圍內(nèi)自動(dòng)往返等，這類自動(dòng)控制稱為行程控制或位置控制。圖8-6位置控制限位電路8.4位置控制8.4位置控制在起重機(jī)上安裝一塊撞塊，在起重機(jī)上下行程兩端的終點(diǎn)處分別安裝行程開關(guān)SQ1和SQ2，將它們的常閉觸頭串接在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM1和KM2的線圈回路中。當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2時(shí)，正轉(zhuǎn)接觸器KM1通電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，此時(shí)起重機(jī)上升。到達(dá)頂點(diǎn)時(shí)，起重機(jī)撞塊頂撞行程開關(guān)SQ1，使其常閉觸頭斷開，接觸器線圈KM1斷電，于是電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，起重機(jī)不再上升（此時(shí)應(yīng)有抱閘將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸抱住，以免重物滑下）。此時(shí)即使再誤按SB2，接觸器線圈KM1也不會(huì)通電，從而保證起重機(jī)不會(huì)運(yùn)行超過SQ1所在的極限位置。當(dāng)按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3時(shí)，反轉(zhuǎn)接觸器KM2通電，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，起重機(jī)下降，到達(dá)下端終點(diǎn)時(shí)頂撞行程開關(guān)SQ2，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，起重機(jī)不再下降。8.5順序控制電路8.5順序控制電路

在機(jī)床的控制電路中，常常要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止按照一定的順序進(jìn)行。圖8-7兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路圖8.5順序控制電路

圖8-7a）為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)、同時(shí)停止控制電路。在此電路的控制電路中，只有KM1線圈通電后，其串入KM2線圈控制電路中的常開觸點(diǎn)KM1閉合，才能使KM2線圈存在通電的可能，以此制約了M2電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)順序。當(dāng)按下SB1按鈕時(shí)，接觸器KM1線圈斷電，其串接在KM2線圈控制電路中的常開輔助觸點(diǎn)斷開，保證了KM1和KM2線圈同時(shí)斷電，其常開主觸點(diǎn)斷開，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2同時(shí)停止。圖8-7b）為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)，逆序停止控制電路。其順序起動(dòng)工作不再分析，由讀者自行分析。此控制電路停車時(shí)，必須先按下SB3按鈕，切斷KM2線圈的供電，電動(dòng)機(jī)M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)；其并聯(lián)在按鈕SB1下的常開輔助觸點(diǎn)KM2斷開，此時(shí)再按下SB1，才能使KM1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)。圖8-7為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路圖，其電路工作分析如下：8.6時(shí)間控制電路8.6時(shí)間控制電路

時(shí)間控制指按照時(shí)間順序進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)切換的控制電路，一般用時(shí)間繼電器來控制動(dòng)作時(shí)間的間隔。圖8-8時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路圖8-8為利用時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路。其電路的關(guān)鍵在于利用時(shí)間繼電器自動(dòng)控制KM2線圈的通電。當(dāng)按下SB2按鈕時(shí)，KM1線圈通電，電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)，同時(shí)時(shí)間繼電器線圈KT通電，延時(shí)開始。經(jīng)過設(shè)定時(shí)間后，串接入接觸器KM2控制電路中的時(shí)間繼電器KT的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，KM2線圈通電，電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)。8.6時(shí)間控制電路8.7多地聯(lián)鎖控制8.7多地聯(lián)鎖控制圖8-9多地控制電路圖從圖8-9電路中可以看出，多地控制電路只需多用幾個(gè)起動(dòng)按鈕和停止按鈕，無需增加其他電器元件。起動(dòng)按鈕應(yīng)并聯(lián)，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)，分別裝在幾個(gè)地方。從電路工作分析可以得出以下結(jié)論：若幾個(gè)電器都能控制某接觸器通電，則幾個(gè)電器的常開觸點(diǎn)應(yīng)并聯(lián)接到某接觸器的線圈控制電路，即形成邏輯“或”關(guān)系；若幾個(gè)電器都能控制某接觸器斷電，則幾個(gè)電器的常閉觸點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)接到某接觸器的線圈控制電路，形成邏輯“與非”的關(guān)系。8.7多地聯(lián)鎖控制8.8Y-△聯(lián)結(jié)減壓起動(dòng)控制電路8.8Y-△聯(lián)結(jié)減壓起動(dòng)控制電路

三相籠型電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，一般應(yīng)采用減壓起動(dòng)，有時(shí)為了減小和限制起動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊，即使允許直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，也往往采用減壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，定子繞組接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換接成三角形，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。。正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)可采用星形-三角形降壓起動(dòng)的方法達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的。8.8Y-△聯(lián)結(jié)減壓起動(dòng)控制電路圖8-10

Y-△聯(lián)結(jié)減壓起動(dòng)控制電路8.8Y-△聯(lián)結(jié)減壓起動(dòng)控制電路

合上電源開關(guān)Q，按下起動(dòng)按鈕SB2，KM1、KT、KM3線圈同時(shí)通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)三相定子繞組聯(lián)接成星形接入三相交流電源進(jìn)行減壓起動(dòng)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器動(dòng)作，KT常閉觸點(diǎn)斷開，KM3線圈斷電釋放；同時(shí)KT常開觸點(diǎn)閉合，KM2線圈通電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)繞組聯(lián)接成三角形全壓運(yùn)行。當(dāng)KM2通電吸合后，KM2常閉觸點(diǎn)斷開，使KT線圈斷電，避免時(shí)間繼電器長(zhǎng)期工作。KM2、KM3觸點(diǎn)為互鎖觸點(diǎn)，以防止同時(shí)接成星形和三角形造成電源短路?！弘姎饪刂葡到y(tǒng)主要的保護(hù)環(huán)節(jié)』1.短路保護(hù)熔斷器價(jià)格便宜，斷弧能力強(qiáng)，所以一般電路幾乎無例外地使用它作短路保護(hù)。低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣熔斷器，它有短路、過載和欠電壓保護(hù)2.過載保護(hù)熱繼電器作為過載保護(hù)元件，可以滿足當(dāng)電動(dòng)機(jī)為額定電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)為額定溫度，熱繼電器不動(dòng)作