3电气控制基本电路-电机制动控制电路

本次课程主要内容：异步电动机的制动控制电路异步电动机的调速控制电路直流电动机的控制电路异步电动机的制动控制电路异步电动机的制动有机械制动和电气制动两种。机械制动是利用机械装置使电动机迅速停转。其特点是停车准确，不受电气故障或断电影响。缺点是安装麻烦。有电磁抱闸制动、电液闸制动、带式制动、盘式制动等电气制动是指产生一个与原电动机转动方向相反的力矩，迫使电动机迅速停转。有反接制动、能耗制动、阻容制动、发电制动等电磁抱闸制动反接制动1、反接制动指在制动时在定子中施加反相序电压，在转子中产生一个反向力矩，使电动机迅速停止，2、由于旋转磁场和转子两倍于同步转速，反接是电流为起动时2倍，因此须串接反接制动电阻，减小电流。3、反接制动时应该在速度降至零时，自动切除电路，可用速度继电器检测电动机速度变化。4、反接制动有单向、可逆等多种上图控制电路1的缺点在于停转后，如果人为转动电动机会造成反接制动，不安全。控制电路2可避免该问题。1、该电路可以可逆运行，速度继电器有正触点和反触点，分别在正传和反转时工作。2、主电路没有限流电阻，反接制动时电流较大，一般用于小功率电动机。3、控制电路1与2的区别在于1不能防止人为转动电动机，会使反接电路得电，引起危险。1、能耗制动就是在电动机脱离三相交流电后，在定制绕组上加一个直流电压，产生一个直流磁场，利用和转子的感应电流与静止磁场作用达到制动目的。2、能耗制动可以以时间为原则，用时间继电器控制，也可以以速度为原则，用速度继电器。3、图1是常见的单向能耗制动电路，适用于较大容量的电动机。其缺点是设备较多，对于10KW以下的电动机，常用图2所示电路。本电路可以运行在可逆条件下，制动控制可以按时间原则，也可以按速度原则。异步电动机的调速控制电路异步电动机的转速公式：n=60*(1-s)*f/p调速的方式：1、改变转差率s（串级调速）；2、改变电源频率f（变频调速）；3、改变极对数p（变极调速）改变极对数调速控制鼠笼型电动机可以采用改变极对数来调速。改变电动机绕组接线就可以改变极对数。变极电动机一般有双速、三速和四速之分。双速电动机可用1套绕组，也可以用2套。三速、四速电动机一般装2套定子绕组。1、双速变极调速控制电路双速电动机调速，其电动机绕组接线可以为星形（四极低速）与双星形（二级高速）（恒转矩调速）；三角形（四极低速）与双星形（二极高速）（恒功率调速）1、双速电动机起动时一般先低速再高速，防止过大冲击。在电路1中可以直接按SB3起动高速，所以一般用于低容量电动机。2、控制电路2起动手柄搬到高速时，也必须先低速再高速。缺点是停电后再来电时，电动机会自起动。低速转高速时，必须先低速运行一段时间。2、三速变极调速控制电路本电路为三速电动机变极调速控制，采用两套绕组，中速采用星形接线，低速和高速采用三角形-星形接线。控制电路实质上是三互锁电路，可以直接起动中高速，适用于小容量电动机。改变转差率调速控制1，对于绕线型电动机可以采用转子回路串电阻的方法来改变转差率实现调速。电动机的转差率随转子回路电阻的变化而变化，使电动机工作在不同的人为特性上，可以获得不同的转速。2、在转子回路串接电阻有两种方法：利用凸轮控制器直接控制主电路，由于触点容量和数量有限，适用于小容量电动机；大容量电动机采用主令控制器和磁力控制屏配合控制。直流电动机的控制电路直流电动机的控制特点1、它励直流电动机的起动控制1、直流电动机的速度调节和平稳性较交流电动机好，因此在要求大范围无级调速或要求有较大起动转矩的场合下场采用直流电动机。2、按励磁方式，直流电动机有它励、并励、串励及复励几种。其中它励和并励电动机较多，牵引电机则以串励较多。3、直流电动机的电源有可控与不可控两种。可控电源由直流发电机或晶闸管可控整流装置提供，不可控直流电源由交流电经整流后获得。它励直流电动机起动时，励磁电压应在电枢电压接通前接上，否则会造成飞车事故或起动电流过大。直流电动机起动电流一般是额定电流的10-20倍，起动电流过大会烧坏电枢绕组，并产生过大的起动转矩，损坏传动部件，因此直流电动机启动的根本原则为：确保足够大的起动转矩和限制起动电流。直流电动机起动有电枢串电阻起动和减压起动两种。减压起动需专用可调直流电源。串电阻起动可以先串入电阻，然后逐级切除（一般2-5级）2、直流电动机的正反转控制改变直流电动机转向的方法有：励磁绕组端电压极性不变时，改变电枢绕组端电压极性；电枢绕组端电压极性不变时，改变励磁绕组端电压极性。由于电枢绕组电流远大于励磁绕组，因此，采用改变励磁绕组端电压极性改变转向更合理。改变极性时，为防止励磁电压消失造成飞车，应保证励磁回路和点数回路同步切除。同时由于励磁回路电感量较大，为防止触头断开时产生较大的感生电动势造成破坏，需增加阻容吸收装置。直流电动机正反转控制时，需设有制动和连锁装置，确保电动机停转后再反转，以免产生过大的冲击电流。3、直流电动机的调速控制改变电枢回路电阻值调速：优点是电路简单，缺点是调速范围小。因为在空载转速不变时，电阻越大，工作转速越低，转速降落大，工作特性软。其次，电阻会消耗较大的能量。因此仅适合要求不高的小功率拖动系统。改变励磁电流调速：由于磁通的饱和性，一般用于减弱磁通以增加转速，所以额定转速为下限，上限则为电动机允许转速。改变电枢电压调速：一般只能从额定电压往下调节，最低转速不能太低。电动机励磁保持为额定励磁，工作电流为额定电流时，允许负载转矩不变，适用于恒转矩负载。混合调速：对电枢电压和励磁电流都进行调节，称调压调磁的调速方法，调速范围大，电动机容量能得到充分利用。4、直流电动机的制动控制能耗制动：电动机具有较高转速时，切断电枢电源，而保持励磁为额定状态，此时电动机因惯性继续旋转，成为发电机。如果用一个电阻与电枢绕组并联，则在此电路中产生电流和制动转矩。拖动系统中的动能转化为电能，并在转子回路的电阻中消耗掉。该制动方式运行平稳，应用普遍。反接制动：由保持励磁为额定状态，将反极性电源接到电枢绕组上，产生制动转矩。应注意限制过大的制动电流，同时防止反向再起动。再发电制动：存在于重物下降过程。此时电枢与励磁电源处于某一定值，电动机超过理想转速，电枢的反电动式将大于供电电压，使电流反向，产生制动转矩，使电动机在高于理想转速的某一稳定速度上运行。直流电动机的控制电路1、电枢回路串电阻的起动与调速控制电路SA置0，先后闭合QF1、QF2，欠流继电器FA1吸合，KA吸合，KT1吸合，延时常闭触头立即断开，切断KM2、KM3，使R1、R2串入电路起动前准备起动SA置3，KM1吸合，电动机串R1、R2起动，KT1断电，KT1吸合，使KM3立即断开，KT1延时到后，KM2吸合，切除R1，KT2断电，开始延时，延时到后，KM3接通，切除R2调速SA置1或2，串入电阻，速度降低。停止SA置0，KM1断开主电路。保护断路器QF1、2用于电枢和励磁绕组开关及短路保护。FA2用于电枢过电流保护，FA1用于励磁欠电流失磁保护，SA置0时才能起动，保证突然来电后的突然启动。也保证起动过程必须从低速开始。R、V用于消除励磁绕组的高感生电动势。2、直流电动机可逆起动反接制动控制电路闭合QF1，FA动作，常开接点闭合，KT1、KT2得电，常闭延时触点断开，R2、R1串入主电路。起动前准备起动按正转起动按钮SB2，KM1得电，常开触点接通电枢电路，常闭触点断开，KT1、KT2失电，由于KT2延时大于KT1，所以，先接通KM4，切除R1，然后接通KM5切除R2。刚起动时，因反电动势小，KV1不得电，转速升高后，KV1得电，常开触点闭合，为KM2、3得电制动做准备，常闭触点断开，防止制动时KM2自锁。制动设初始为正传，按SB1，KM1失电，电枢电源断开，电动机惯性运动，因反电动势使KV1仍得电，KM3得电，常闭触点断开，制动电阻R3串入，同时，KT1、2得电，KM4、5失电，R2、1串入电路制动，KM3使KM2得电，反接制动，当电动机速度降至0附近时，KV1失电，使KM3、2失电，停止运行。