第2章 电动机的控

第2章电动机的控制线路掌握各种电动机控制线路的基本结构和工作原理2.1降压起动控制电路电动机直接起动时，定子起动电流约为额定电流的4～7倍。过大的起动电流将将影响接在同一电网上的其他用电设备的正常工作，甚至使它们停转或无法起动，因此往往采用降压起动。鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有：定子串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动等。2.1.1Y-△降压起动控制电路Y-△降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，限制起动电流，待电动机起动后，再把定子绕组改接为三角形，使其全压运行。右图为按照时间控制的Y-△降压起动控制电路演示。Y-△降压起动控制电路电路工作原理如下：首先合上电源开关QS2.1.2定子串电阻降压起动控制电路这种起动方法是：起动时在电动机的定子绕组中串接电阻，通过电阻的分压作用，使电动机定子绕组上的电压减小；待起动完毕后，将电阻切除，使电动机在额定电压（全压）下正常运转。其控制电路如右图所示。定子串电阻降压起动控制电路电路工作原理如下：首先合上电源开关QS2.1.3自耦变压器降压起动控制电路自耦变压器降压起动是指电动机起动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压。待起动一定时间，转速升高到预定值后，将自耦变压器切除，电动机定子绕组直接接上电源电压，进入全压运行。其控制电路如下：自耦变压器降压起动控制电路电路工作原理如下：首先合上电源开关QS2.1.4绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路绕线式三相异步电动机降压起动方法：转子电路串入起动电阻或频敏变阻器。起动过程的控制原则有电流控制原则和时间控制原则两种。1.电流控制原则下图为电流控制原则的转子串三级电阻起动控制电路，转子电阻采用平衡短接法。三个过电流继电器KA1、KA2、KA3根据电动机转子电流的变化，控制接触器KM1、KM2、KM3依次得电动作，来逐级切除外加电阻R1、R2、R3电路工作原理如下：首先合上电源开关QS由于电动机刚起动时转子电流很大，三个电流继电器KA1、KA2、KA3都吸合，它们的动断触点全部断开，转子绕组串全电阻起动。随着电动机转速的升高，转子电流逐渐减小，逐次使KA1、KA2、KA3释放，并逐次将电阻切除，直到全部电阻被切除，电动机起动完毕，进入正常运行状态。2.时间控制原则右图为按时间原则控制的转子串电阻起动电路。图中KM为电源接触器，KM1~KM3用来短接转子电阻，时间继电器KT1~KT3控制起动过程2.2电压反接制动的原理线路的工作原理如下：先合上电源QS单向启动：反接制动：2.2.2能耗制动的自动控制线路•所谓的能耗制动，就是在电动机脱离三相电源以后，在定子绕组任两相中通入直流电，产生静止的磁场，转子感应电流与该静止磁场的作用产生与转子惯性转动方向相反的制动转矩，迫使电动机迅速停转的方法。这种方法以消耗转子惯性运转的动能来进行制动的，所以就称其为能耗制动，又称之为动能制动。无变压器半波整流能耗制动控制电路制动方法适用范围特点能耗制动要求平稳准确制动场合。制动准确度高，需直流电源，设备投入费用高。反接制动制动要求迅速．系统惯性大，制动不频繁的场合。设备简单,制动迅速，准确性差，制动冲击力强。异步电动机能耗制动与反接制动比较2.3实现他励直流电动机启动的控制他励直流电动机三级电阻手动控制减压启动电路2.3.1他励直流电动机三级电阻手动控制减压启动电路•QS2→SB2→KM→M（串R1、R2、R3起动）→n↑→UKM1↑→KM1→R1（短接）→n↑→UKM2↑→KM2→R2（短接）→UKM3↑→KM3→R3（短接）→M（全压运行）。其线路工作过程如下：时间继电器控制他励直流电动机启动控制电路2.3.2利用时间继电器控制他励直流电动机启动控制电路其线路工作过程如下：2.4实现他励直流电动机正、反转控制2.4.1改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转控制电路线路工作原理如下：利用行程开关控制的他励直流电动机正、反转起动控制线路•其线路的动作过程如下：•按SB2→KM1线圈得电→KM1动合触点自锁→电枢回路中KM1动合触点闭合使电机串电阻起动→KM1动断触点断开KM2线圈进行互锁→KT1回路KM1触点断开使延时•KT1延时后→KM2线圈得电→短路R1→使KT2断电失压→KT2延时闭合常闭触点合上→使KM4线圈得电→KM4动合触点闭合→短路（切除）R2→起动结束2.4.2改变励磁电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路改变励磁电流方向控制他励直流电动机正、反转控制电路2.5直流电动机制动控制2.5.1反接制动控制线路直流电动机接触器反接制动控制电路•按下SB2KM1线圈得电其触点动作（分别对KM1线圈实现自锁和对接触器KM2线圈实现互锁）电枢电路中的KM1主触点闭合电动机电枢接入电源电动机运转。•按下制动按钮SB1其动断触点先断开使接触器KM1线圈失电解除KM1的自锁好互锁主回路中的KM1主触点断开电动机电枢惯性旋转。•SB1的动合触点后闭合接触器KM2线圈得电电枢电路中的KM2主触点闭合电枢接入反方向电源，串入电阻后进行反接制动。其线路工作原理如下：2.5.2能耗制动控制线路直流电动机外接电阻能耗制动控制电路其工作原理：按下SB2KM1线圈得电制动按钮SB1按下时KM2线圈得电电枢电路中的电阻R串入，直流电动机进入能耗制动状态，随着制动的进行，电动机减速。2.6直流电动机的保护2.6.1直流电动机的过载保护直流电动机的保护线路电动机负载正常时，过电流继电器中通过的电枢电流正常，KA2不动作，其动断触点保持闭合状态，控制电路能够正常工作。一旦发生过载情况，电枢电路的电流会增大，当其值超过KA2的整定值时，过电流继电器KA2动作，它的动断触点断开，切断控制电路，使直流电动机脱离电源，起到过载保护的作用。其线路工作原理如下：2.6.2直流电动机的励磁保护直流电动机的保护线路欠电流继电器直流电动机在正常运转状态下，如果励磁电路的电压下降较多或突然断电，会引起电动机的速度急剧上升，出现“飞车”现象。“飞车”现象一旦发生，会严重损坏电动机或机械设备。直流电动机防止失去励磁或削弱励磁的保护，是采用欠电流继电器来实现。•励磁电路串联欠电流继电器KA1，当励磁电流合适时，欠电流继电器吸合，其动合触点闭合，控制电路能够正常工作。当励磁电流减少或为零时，欠电流继电器因电流过低而释放，其动合触点恢复断开状态，切断控制电路，使电动机脱离电源，起动励磁保护作用。其线路工作原理如下：