任務(wù)27三相異步電動機(jī)制動控制線路的分析66課件

任務(wù)2-7三相異步電動機(jī)制動控制線路的分析了解速度繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理;了解剩余斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理;掌握制動控制的原理和方法。能正確選擇和使用低壓電氣元件;會分析電動機(jī)制動控制電路;能夠根據(jù)電路圖，連接制動控制電路，利用儀表和工具對常出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析和維護(hù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)01機(jī)械制動及其電路02電氣制動及其電路學(xué)習(xí)任務(wù)本任務(wù)主要通過電動機(jī)基本制動電路學(xué)習(xí)電機(jī)控制的相關(guān)知識，為此將本任務(wù)分解為以下兩個分任務(wù)。任務(wù)導(dǎo)入因?yàn)閼T性的作用，三相異步電機(jī)從切斷電源到完全停止轉(zhuǎn)動，必定需要經(jīng)過一定的時(shí)間，這往往不能滿足生產(chǎn)機(jī)械要求迅速停車的要求，也影響著生產(chǎn)效率，因此應(yīng)對電動機(jī)進(jìn)行制動控制。從性質(zhì)上講，制動控制主要有機(jī)械制動和電氣制動。所謂機(jī)械制動是采用機(jī)械裝置產(chǎn)生機(jī)械力來強(qiáng)迫電機(jī)迅速停止；而電氣制動則是使電機(jī)產(chǎn)生與其旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，來起到制動作用。任務(wù)一

機(jī)械制動及其電路機(jī)械制動的設(shè)計(jì)思想是利用外加的機(jī)械作用力，使電動機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動。機(jī)械制動有電磁抱閘制動、電磁離合器制動等。電磁抱閘制動是靠電磁制動閘緊緊抱住與電動機(jī)同軸的制動輪來制動的。電磁抱閘制動方式的制動力矩大，制動迅速、停車準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是制動越快沖擊振動越大。電磁抱閘制動1圖7.1斷電電磁抱閘制動線路圖電磁抱閘制動電氣原理圖：工作工程分析：起動時(shí)按下SB2按鈕，接觸器KM2線圈得電，其主觸頭閉合，使電磁鐵線圈得電，將制動閘提起，使制動閘與制動輪分開，同時(shí)其輔助常開觸頭閉合，使KM1線圈得電并自鎖，其主觸頭閉合，電動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)；停止時(shí)，按下停止按鈕SB1后，接觸器KM1、KM2線圈失電，切斷了電動機(jī)和電磁鐵線圈電源，制動閘在彈簧力的作用下將制動輪掣住，使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。電磁離合器制動是采用電磁離合器來實(shí)現(xiàn)制動的，電磁離合器體積小，傳遞轉(zhuǎn)矩大，制動方式比較平穩(wěn)且迅速，并可以安裝在機(jī)床等的機(jī)械設(shè)備內(nèi)部。電磁離合器制動2任務(wù)二

電氣制動及其電路電氣制動實(shí)質(zhì)上是在欲使電動機(jī)停車時(shí)，產(chǎn)生一個與原來旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降。電氣制動有反接制動、能耗制動等。反接制動工作原理：通過改變異步電動機(jī)三相繞組的電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場，進(jìn)而使轉(zhuǎn)子受到與旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到快速停車的制動目的。反接制動控制1

電源反接制動時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速接近兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全壓直接起動電流的兩倍，因此反接制動的制動轉(zhuǎn)矩大、制動迅速、沖擊大，通常適用于10KW及以下的小容量電動機(jī)。

為了減小沖擊電流，通常在籠型異步電動機(jī)三相定子繞組電路中串入三相對稱電阻，即可以限制反接制動電流又可以限制制動轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低到接近零時(shí)，必須要及時(shí)切斷反相序電源，以防電動機(jī)反方向起動，通常用速度繼電器來檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)速并控制其反相序電源的斷開。速度繼電器

速度繼電器是用于把轉(zhuǎn)速的快慢轉(zhuǎn)換成電路通斷信號，與接觸器配合完成對電動機(jī)的反接制動控制，也稱為反接制動器。圖7.2JY1型速度繼電器的外形、結(jié)構(gòu)和符號1-可動支架2-轉(zhuǎn)子3-定子4-端蓋5-連接頭6-電動機(jī)軸7-轉(zhuǎn)子（永久磁鐵）8-定子9-定子繞組10-膠木擺桿11-簧片（動觸頭）12-靜觸頭速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與被控電動機(jī)的軸相連接，當(dāng)電動機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動。這樣定子圓環(huán)內(nèi)的繞組便切割轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生使圓環(huán)偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。偏轉(zhuǎn)角度與電動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速使定子偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，與定子圓環(huán)連接的擺錘推動簧片，使常閉觸頭分?jǐn)?，?dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高后，擺錘繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，使動觸頭與靜觸頭的常開觸頭閉合。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，圓環(huán)偏轉(zhuǎn)角度隨之下降，動觸頭在簧片作用下復(fù)位。速度繼電器的工作原理：作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動機(jī)類似參數(shù)：動作轉(zhuǎn)速：>120rpm

復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm按工作電壓等級分類1異步電機(jī)的制動任務(wù)1圖7.3

單向運(yùn)行的反接制動控制電路反接制動電氣原理圖：以時(shí)間為原則？按工作電壓等級分類1異步電機(jī)的制動任務(wù)1反接制動工作過程分析：合上刀開關(guān)QS按下起動按鈕SB2接觸器KM1通電電動機(jī)M起動運(yùn)行速度繼電器KS常開觸頭閉合，為制動作準(zhǔn)備；制動時(shí)按下停止按鈕SB1

KM1斷電KM2通電(KS常開觸頭尚未打開)

KM2主觸頭閉合，定子繞組串入限流電阻R進(jìn)行反接制動電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近100r/min時(shí)，KS常開觸頭斷開KM2斷電，電動機(jī)反接制動結(jié)束。按工作電壓等級分類1異步電機(jī)的制動任務(wù)1反接反接制動的優(yōu)點(diǎn)是制動轉(zhuǎn)矩大，制動效果顯著。但制動不平穩(wěn)，而且能量損耗大，因此常用于制動不頻繁，功率小于10kW的中小型機(jī)床及輔助性的電力拖動中。能耗制動控制電路2

能耗制動是在電動機(jī)脫離三相交流電源后，向定子繞組內(nèi)通入直流電流，建立靜止磁場，轉(zhuǎn)子以慣性旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割定子恒定磁場產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用產(chǎn)生制動的電磁轉(zhuǎn)矩，達(dá)到制動的目的。

在制動過程中，電流、轉(zhuǎn)速和時(shí)間三個參量都在變化，可任取一個作為控制信號。按時(shí)間作為變化參量，控制電路簡單，實(shí)際應(yīng)用較多，圖7.4為電動機(jī)可逆運(yùn)行時(shí)間原則控制能耗制動控制電路圖。按工作電壓等級分類1圖7.4

全波整流可逆能耗制動控制電路能耗制動電氣原理圖：以速度為原則？按工作電壓等級分類1工作工程分析：接觸器KM1、KM2的主觸頭用于電動機(jī)工作時(shí)接通三相電源，并可實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，接觸器KM3的主觸頭用于制動時(shí)接通全波整流電路提供的直流電源，電路中的電阻RP起限制和調(diào)節(jié)直流制動電流以及調(diào)節(jié)制動強(qiáng)度的作用。若使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，只要按下停止按鈕SB1，接觸器KM1（或KM2）線圈斷電釋放，KM1（或KM2）主觸頭斷開，電動機(jī)M斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)接觸器KM3和時(shí)間繼電器KT的線圈獲電吸合，KM3主觸頭閉合，電動機(jī)M定子繞組通入全波整流脈動直流進(jìn)行能耗制動。能耗制動結(jié)束后，KT常閉觸頭延時(shí)斷開，接觸器KM3線圈斷電釋放，KM3主觸頭延時(shí)斷開，接觸器KM3線圈斷電釋放，KM3主觸頭斷開全波整流脈動直流電源。按工作電壓等級分類1異步電機(jī)的制動任務(wù)1能耗制動的制動力矩隨慣性轉(zhuǎn)速的下降而下降，因而制動平穩(wěn)，并且可以準(zhǔn)確停車，因此這種制動方法廣泛應(yīng)用于一些金屬切削機(jī)床中。

從能量角度看，能耗制動是把電動機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)所儲存的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，且又消耗在電動機(jī)轉(zhuǎn)子的制動上，與反接制動相比，能量損耗少，制動停車準(zhǔn)確。所以，能耗制動適用于電動機(jī)容量大、要求制動平穩(wěn)和起動頻繁的場合。但制動速度比反接制動慢一些，能耗制動需要整流電流，不過，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體整流器件的大量使用，直流電源已成為不難解決的問題了。知識拓展剩余電流斷路器圖7.5

三相和單項(xiàng)漏電保護(hù)開關(guān)

又稱漏電保護(hù)開關(guān)，是一種最常用的漏電保護(hù)電器，其實(shí)物圖如下圖7.5所示。按工作電壓等級分類1異步電機(jī)的制動任務(wù)1它既能控制電路的通與斷，又能保證其控制的線路或設(shè)備發(fā)生漏電或人身觸電時(shí)迅速自動掉閘，切斷電源，從而保證線路或設(shè)備的正常運(yùn)行及人身安全。1.結(jié)構(gòu)漏電保護(hù)開關(guān)由零序電流互感器、漏電脫扣器、開關(guān)裝置3部分組成。零序電流互感器用于檢測漏電電流；漏電脫扣器將檢測到的漏電電流與一個預(yù)定基準(zhǔn)值比較，從而判斷漏電保護(hù)開關(guān)是否動作；開關(guān)裝置通過漏電脫扣器的動作來控制被保護(hù)電路的閉合或分?jǐn)唷D7.6

漏電保護(hù)開關(guān)原理圖2．保護(hù)原理漏電保護(hù)開關(guān)的原理圖如圖1-63所示。3．技術(shù)參數(shù)漏電保護(hù)開關(guān)的技術(shù)參數(shù)如下:①額定電壓（V），規(guī)定為220V或380V。②額定電流（A），被保護(hù)電路允許通過的最大電流，即開關(guān)主接點(diǎn)允許通過的最大電流。③額定動作電流（mA），漏電保護(hù)開關(guān)必須動作跳開時(shí)的漏電電流。④額定不動作電流（mA），開關(guān)不應(yīng)動作的漏電電流，一般為額定動作電流的一半。⑤動作時(shí)間（s），從發(fā)生漏電到開關(guān)動作斷開的時(shí)間，快速型在0.2s以下，延時(shí)型一般為0.2s～2s。⑥消耗功率（W），開關(guān)內(nèi)部元件正常情況下所消耗的功率。4.選型漏電保護(hù)開關(guān)的選型主要根據(jù)其額定電壓、額定電流以及額定動作電流和動作時(shí)間等幾個主要參數(shù)來選擇。選用漏電保護(hù)開關(guān)時(shí)，其額定電壓應(yīng)與電路工作電壓相符。漏電保護(hù)開關(guān)額定電流必須大于電路最大工作電流。對于帶有短路保護(hù)裝置的漏電保護(hù)開關(guān)，其極限通斷能力必須大于電路的短路電流。漏電動作電流及動作時(shí)間的選