1、机电设备电气控制与维修 主编 陶运道正文学习单元三学习单元三 相异步电动机基本电气控制相异步电动机基本电气控制 电路的安装与调试电路的安装与调试正文任务一三相异步电动机直接起动控制电路的安装与调试【任务描述】一般三相笼型异步电动机在额定电压下直接起动,其起动电流可达额定电流的47倍,对于不频繁起动的笼型异步电动机,短时大电流不会造成不良后果,但是,直接起动的电动机会对其供电变压器产生一定的影响。当电动机额定容量相对较大时,电动机短时的较大起动电流会使变压器输出电压短时下降幅度过大,有可能使电动机本身由于起动电压太低,起动转矩下降更多(起动转矩与电源电压的二次方成正比),因而在负载较重时起动不起
2、来,同时也会影响到由同一台配电变压器供电的其他负载的正常运行。显然,这样的直接起动是不允许的。正文【学习目标】1)了解三相异步电动机直接起动的条件。2)掌握三相异步电动机点动、正反电路的控制原理。3)熟悉电气控制电路接线图。4)掌握阅读电气原理图的方法。正文【任务准备】1)常用电工组合工具一套。2)接触器、断路器、热继电器、熔断器及三相异步电动机。3)控制柜。正文一、观察电路元件接线端子规律接触器、热继电器实物如图3-1所示。1.接触器接线端子一般规律图3-1接触器、热继电器实物【实施方案】2.热继电器端子正文二、控制电路接线1)阅读电气原理图,选择元器件,完成元器件布置及接线,如图3-2所示
3、。2)检查无误后送电。完成接线后,征得指导老师同意后,送电。按下SB2,电动机起动;按下SB1,电动机停转。正文图3-2电气安装接线图正文【知识链接】一、三相异步电动机直接起动电路三相异步电动机直接起动就指电动机直接在额定电压下进行起动。当电动机容量较小时,才能采用直接起动。1.三相异步电动机直接起动控制电路的组成三相异步电动机直接起动控制电路由主电路和控制电路组成,单向点动和连续运行控制电路如图3-3所示。主电路由断路器和热继电器实现电动机短路、过载保护,接触器KM1主触头实现电动机电源的通断控制。控制电路由控制按钮实现电动机起动和停止的控制。正文图3-3三相异步电动机直接起动控制电路正文2
4、.点动控制电路的工作原理点动控制电路如图3-3a所示。3.连续运行控制电路的工作原理连续运行控制电路如图3-3b所示。4.电气控制原理符号正文二、三相异步电动机正反转控制电路1.电路工作原理三相异步电动机正反转控制电路如图3-4所示。(1)主电路(2)控制电路工作原理2.电路特点三、阅读三相异步电动机正反转控制电路接线图正文图3-4三相异步电动机正反转控制电路正文图 3-5断路器QF和FU1端子连接正文三相异步电动机正反转控制电路接线图如图3-6所示。图3-6三相异步电动机正反转控制电路接线图正文【任务评价】任务评价标准见表3-1。正文【任务描述】电动机的起动电流近似与定子电压成正比,因此常采
5、用降低定子电压的办法来限制起动电流,即减压起动。对于因直接起动冲击电流过大而无法承受的场合,通常采用减压起动。此时,起动转矩下降,起动电流也下降,所以减压起动只适合必须减小起动电流,又对起动转矩要求不高的场合。常见的减压起动方法有定子串电阻减压起动、-减压起动控制电路、延边三角型减压起动、软起动及自耦变压器减压起动。任务二三相异步电动机减压起动控制电路的安装与调试正文【学习目标】1)掌握时间继电器的工作原理。2)熟悉三相异步电动机减压起动的方法。3)了解电气原理图的构成。【任务准备】1)常用电工组合工具一套。2)接触器、断路器、热继电器、熔断器、时间继电器、点动按钮及三相异步电动机。3)控制柜
6、。正文【实施方案】一、熟悉元器件接线端子各元器件布置图如图3-7所示。二、控制电路的接线1)阅读电气原理图并完成接线。图3-8是三相异步电动机的-减压起动电气原理图2)完成控制电路接线,检查无误后,经指导老师同意后试车。按下SB2,电动机起动;按下SB1,电动机停转。正文图3-7三相异步电动机减压起动控制电路元器件布置图正文图3-8三相异步电动机-减压起动电气原理图正文【知识链接】一、三相笼型异步电动机定子串电阻减压起动。1.电路组成2.电路工作原理1)电动机起动:正文电路由主电路和控制电路组成,如图3-9所示。其中R是电动机起动过程中用于分压的电阻。图3-9三相笼型异步电动机定子串电阻减压起
7、动电路正文 3.三相笼型异步电动机定子串电阻减压起动的特点三相笼型异步电动机定子串电阻不受绕组接法的限制,起动过程平滑、电路简单、但起动转矩小、电阻体积大、能耗大。正文图3-10三相异步电动机定子绕组星形、三角形联结正文二、三相笼型异步电动机-减压起动1.定子绕组的联结三相笼型异步电动机定子绕组星形、三角形联结如图3-10所示。2.电路工作原理正文 三、三相笼型异步电动机延边三角形减压起动1.延边三角形减压起动定子绕组的联结2.控制电路的工作原理正文图3-11是延边三角形减压起动定子绕组的联结。图3-11延边三角形减压起动定子绕组的联结正文图3-12延边三角形减压起动控制电路正文四、三相笼型异
8、步电动机自耦变压器减压起动三相笼型异步电动机自耦变压器减压起动电路如图3-13所示,主电路采用自耦变压器实现减压起动。图3-13自耦变压器减压起动电路正文1.电动机起动 2.电动机停车SB1KM1M(电动机停止运行)正文电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图,在电气原理图中并不考虑电器元件的实际安装位置和实际连线情况,只是把各元器件按接线顺序用符号展开在平面图上,用直线将各元器件连接起来。图3-14是三相异步电动机-减压起动的电气原理图。图3-14三相异步电动机-减压起动电气原理图五、阅读电气原理图正文-减压起动电气原理图1.图幅的分区图幅分区的方法是:在图的边框处,竖边方向用大写拉丁字母,
9、横边方向用阿拉伯数字,编号顺序应从左上角开始。图幅分区式样如图3-15所示。2.符号位置索引3.电气原理图的组成4.元器件状态5.图例的意义接触器、继电器线圈下方图例的意义如图3-16所示。正文图3-15电气原理图图幅正文图3-16接触器、继电器触头在电路图中的标记【任务评价】任务评价标准见表3-2。正文任务三三相异步电动机转子串电阻起动控制 电路的安装与调试【任务描述】有些生产机械虽不要求调速,但要求较大的起动转矩和较小的起动电流,笼型异步电动机通常不能满足这种起动性能的要求,在这种情况下,可采用绕线转子异步电动机进行拖动。绕线转子异步电动机的减压起动方法有转子电路串起动电阻或频敏变阻器。起
10、动过程的控制原则有电流控制原则和时间控制原则两种。正文【学习目标】1)了解绕线转子异步电动机转子串电阻起动的原理。2)掌握绕线转子异步电动机转子串电阻起动控制电路的安装方法。3)了解绕线转子异步电动机转子串电阻起动的其他控制方案。【任务准备】1)常用电工组合工具一套。2)断路器、熔断器、接触器、时间继电器、点动按钮及绕线转子异步电动机3)控制柜。正文【实施方案】一、熟悉各元器件位置和端子各电器元件如图3-17所示,选择元器件,找出接触器、时间继电器各对应端子二、控制电路的接线参照图3-18进行元器件安装并完成接线。正文【知识链接】一、绕线转子异步电动机转子串电阻起动方案一绕线转子异步电动机转子
11、串电阻起动控制电路如图3-18所示。1.主电路原理2.控制电路工作原理正文图3-17三相异步电动机转子串电阻起动控制电路元器件布置图正文图3-18绕线转子异步电动机转子串电阻起动控制电路一正文 二、绕线转子异步电动机转子串电阻起动方案二绕线转子异步电动机起动电路如图3-19所示。三、绕线转子异步电动机串频敏变阻器减压起动绕线转子异步电动机串频敏变阻器减压起动电路如图3-20所示1.频敏变电阻2.电动机起动过程正文图3-19绕线转子异步电动机转子串电阻起动控制电路二正文图3-20绕线转子异步电动机串频敏变阻器减压起动电路正文【任务评价】任务评价标准见表3-3。正文任务四三相异步电动机能耗制动控制
12、电路的安装与调试【任务描述】能耗制动是指电动机脱离交流电源后,立即在定子绕组的任意两相中加入一直流电源,在电动机转子上产生一制动转矩,使电动机快速停下来。由于能耗制动采用直流电源,故也称之为直流制动。控制方式分为按时间原则与按速度原则两种。正文【学习目标】1)熟悉三相异步电动机能耗制动的方法。2)掌握电气原理图的阅读方法。3)进一步熟悉电路接线技巧。【任务准备】1)常用电工组合工具一套。2)断路器、熔断器、热继电器、时间继电器、点动按钮及三相异步电动机。3)控制柜。正文【实施方案】一、熟悉各元件位置和端子1)在图3-21中找出接触器、断路器及熔断器。图3-21三相异步电动机能耗制动控制电路元器
13、件布置图2)找出接触器、时间继电器的各对应端子。正文二、完成接线1)按照图3-21和图3-22完成接线。2)检查无误,经指导老师同意后送电测试。正文【知识链接】一、三相异步电动机能耗制动三相异步电动机能耗制动控制电路原理图如图3-22所示。1.主电路原理图3-22利用二极管整流的直流电源作为制动电源。2.控制电路工作原理1)电动机起动:2)电动机能耗制动:正文图3-22三相异步电动机能耗制动控制电路原理图正文 二、速度原则控制的可逆运行能耗制动电路速度原则控制的可逆运行能耗制动电路如图3-23所示。图3-23速度原则控制的可逆运行能耗制动电路正文1)电路正反转控制:按下SB2,电动机正转;按下
14、SB3,电动机反转。2)电动机起动后,随着转速的提高,正转时速度继电器KS-1动作,为能耗制动作准备;反转起动到一定速度时,KS-2动作,为停车时能耗制动作准备。3)电路工作原理请读者自行分析。【任务评价】任务评价标准见表3-4。正文任务五三相异步电动机电源反接制动控制电路的安装与调试【任务描述】反接制动是将电动机定子三根电源线中的任意两根对调,从而使电动机输出转矩反向,产生制动作用,或者在转子电路上串接较大附加电阻,使转速反向,从而产生制动作用。正文1)熟悉三相异步电动机电源反接制动的原理。2)掌握三相异步电动机电源反接制动控制电路的接线。3)掌握速度继电器的工作原理。4)熟悉电器元件布置图
15、的阅读方法。【任务准备】1)常用电工组合工具一套。2)接触器、断路器、熔断器、中间继电器、点动按钮及三相异步电动机【学习目标】3)控制柜。正文【实施方案】一、熟悉各元件位置和端子1)在图3-24中找出接触器、断路器、熔断器及中间继电器。图3-24三相异步电动机电源反接制动控制电路元器件布置图2)找出接触器、中间继电器各对应端子。正文二、完成接线1)按照图3-25完成接线。图3-25三相异步电动机电源反接制动控制电路原理图2)检查无误经老师同意后通电试验。正文【知识链接】一、三相异步电动机电源反接制动1.三相异步电动机电源反接制动原理正文2.电路工作原理如图3-25所示,SB1为电动机停车按钮,
16、SB2为电动机正转按钮,SB3为电动机反转按钮。电路工作过程如下(电动机反向运行及制动过程与正转过程相同,读者可自行分析):1)电动机正向起动:2)电动机正向停车:3.电路的特点正文二、阅读电气元件布置图电气元件布置图用于反映各电气元件的实际安装位置,它将提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需要的图样,如图3-26所示。正文图3-26电气元件布置图正文【任务评价】任务评价标准见表3-5。正文任务六双速笼型三相异步电动机调速控制电路的安装与调试【任务描述】变极调速一般是通过外部的开关切换改变电动机绕组的串并联关系实现的,只能实现有级调速(一般有两个速度)。如电动机由两极切换到四极,速度就会由大
17、约3000r/min降到大约1500r/min。也可扩展到多速异步电动机。正文【学习目标】1)了解双速笼型三相异步电动机的调速原理。2)掌握双速笼型三相异步电动机定子绕组的接线方法。3)掌握双速笼型三相异步电动机调速控制电路的原理。【任务准备】1)常用电工组合工具一套。2)接触器、断路器、熔断器、时间继电器、点动按钮及双速笼型三相异步电动机。3)控制柜正文【实施方案】一、熟悉各元件位置和端子1)在图3-27中找出接触器、断路器及熔断器。2)找出接触器、时间继电器各对应端子。正文图3-27双速笼型三相异步电动机调速控制电路元器件布置图正文二、完成接线1)按照图3-28完成接线。图3-28双速笼型三相异步电动机调速控制电路原理图2)检查无误经指导老师同意后通电测试。正文【知识链接】一、双速笼型三相异步电动机调速电路的工作原理1)低速运行:2)先低速起动,后高速运行:正文二、双速笼型三相异步电动机调速电路的特点1)定子绕组接法。变极绕组接法如图3-29所示。2)点动SB1按钮后,电动机低速运行;点动SB3按钮,电动机低速起动、高速运行。3)变极调整有“反转向方案”和“同转向方案”。图3-28所示电路采用是“同转向方案”。【任务评价】任务评价标准见表3-6。正文图3-29变极调整绕组接法
