三相异步电动机的基本控制电路

项目五三相异步电动机的基本控制线路•任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•任务二电动机单向旋转和正、反转控制线路•任务三电动机的位置控制、自动循环往返控制、顺序控制和多地控制线路•任务四三相异步电动机的降压启动控制线路•任务五三相异步电动机的制动控制线路•任务六多速异步电动机控制线路•任务七绕线转子异步电动机的基本控制线路返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•一、低压电器的基本知识•（一）低压电器的定义•凡是能自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的电器元件统称为低压电器。低压电器是指用于交流额定电压１２００Ｖ及以下、直流额定电压•１５００Ｖ及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器设备。低压电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，结构各异。•（二）低压电器的分类••（１）控制电器。用于各种控制电路和生产设备自动控制系统中的电器。例如接触器、控制继电器、启动器等。下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（２）主令电器。用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如按钮开关、主令开关、行程开关等。•（３）保护电器。用于保护电路及用电设备的电器。如熔断器、热继电器、避雷器等。•（４）配电电器。用于电能输送和分配的电器。如断路器、刀开关等。•（５）执行电器。用于完成某种动作或传动功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。••（１）电磁式电器。依据电磁感应原理来工作的电器。如交、直流接触器、各种电磁式继电器等。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（２）非电量控制电器。电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。••（１）手动电器。用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。•（２）自动电器。借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器等。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读••（１）有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、刀开关、按钮等。•（２）无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制，如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。•（三）低压电器的作用•在电力拖动控制系统中，低压电器主要用于对电动机进行控制、调节和保护。在低压配电电路或动力装置中，低压电器主要用于对电路或设备进行保护以及通断、转换电源或负载。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（四）低压电器的基本结构•低压电器广泛应用于生产设备电气控制系统中，其中电磁式电器在低压电器中占有十分重要的地位，应用最为普遍。电磁式电器主要由电磁机构和触头系统组成。••１）电磁机构的结构形式•电磁机构由电磁线圈、铁芯和衔铁三部分组成。电磁机构又称为磁路系统，其主要作用是将电磁能转换为机械能并带动触头动作从而接通或断开电路。电磁线圈分为直流线圈和交流线圈两种。直流线圈须通入直流电，交流线圈须通入交流电。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•２）电磁机构的工作特性•（１）交流电磁机构的吸力特性：在交流电磁机构中，交流电磁铁芯在吸合衔铁的过程中，随着气隙的减小，磁路的磁阻显著减小，线圈的电感和感抗显著增大，因而使电流显著减小，所以在线圈通电而衔铁尚未闭合时的励磁电流比吸合后工作时的励磁电流大得多。如果衔铁被卡住不能吸合或操作过分频繁，可能因长时期通过大电流而烧毁线圈，所以在可靠性要求较高或操作频繁的场合，一般不宜采用交流电磁机构。•（２）直流电磁机构的吸力特性：在直流电磁机构中，电磁线圈中的励磁电流是恒定不变的，其大小取决于励磁线圈上所加的直流电压Ｕ和线圈电阻Ｒ的大小。当衔铁吸合后，空气间隙将消失，磁路的磁阻显著减小，因而磁通Φ将增大，所以衔铁闭合前后的电磁吸力变化较大。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•由于直流电磁线圈中的电流不变，所以直流电磁机构适用于动作频繁的场合。但是直流电磁机构的通电线圈断电时，由于磁通的急剧变化，在线圈两端会感应出很大的反电动势，其值可达线圈额定电压的１０倍以上，很容易将线圈烧毁，所以通常在线圈的两端要并联一个放电回路。•３）交流电磁机构中短路环的作用•当线圈中通入交变电流时，铁芯中出现交变的磁通，其电磁吸力是脉动的，每周期内两次为零，两次达到最大值，这样在动铁芯（衔铁）与静铁芯间因吸引力时大时小而引起振动，产生噪音。为此在铁芯的端面套上一个短路铜环（也称分磁环）以消除振动。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•铁芯端面加上短路环，交变磁通被分为通过短路环的Φ１和不通过短路环的Φ２两部分；交变磁通Φ１使短路环内产生感应电动势和电流，此感应电流产生的磁通Φｋ阻碍Ф１的变化，使通过短路环的磁通Ф１和Ф２之间便有一个相位差存在，因此由Ф１和Ф２产生的电磁吸力Ｆ１和Ｆ２也存在相位差，即两电磁吸力不会同时为零，也不会同时达到最大值。作用在衔铁上的电磁吸引力为Ｆ１与Ｆ２的合力，只要合力大于复位弹簧的反作用力，即可消除振动和噪音。••触头是有触头电器的执行部分，通过触头的闭合、断开控制电路接通和断开。按触头的接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式。按其结构型式可分为桥式触头和指形触头两种，如图５－１所示。上一页下一页返回图５－１触头的结构型式返回（ａ）点接触式；（ｂ）线接触式；（ｃ）面接触式任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•二、电气图形符号和文字符号•电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成。随着科学技术的发展，系统和设备越来越复杂，功能越来越完善。人们对操作和维修的要求却越来越简单、易行，希望通过阅读技术文件能正确掌握操作技术和维修方法。因此，需要将电气控制系统中各种电气元件及其连接方式用一定图形表示出来，这就是电气控制系统图。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•电气控制系统图是一种工程图，是用来表达电气控制系统的设计意图，便于电气控制工作原理分析、安装、调整、使用和维修的技术文件资料。它需要用统一的工程语言形式来表达，这个统一的工程语言就是根据国家电气制图标准，用标准的图形符号、文字符号及规定的原则绘制的图。•电气图中的符号有图形符号、文字符号和回路标号等。•（一）图形符号•图形符号通常用于图样或其他文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。图形符号含有符号要素、一般符号和限定符号。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读••它是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形结合才构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触点的符号就由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。••用以表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号。如电动机可用一个圆圈表示。••是一种加在其他符号上提供附加信息的符号。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•运用图形符号绘制电气图时应注意：•（１）符号尺寸大小、线条粗细依国家标准可放大与缩小，但在同一张图样中，统一符号的尺寸应保持一致，各符号之间及符号本身比例应保持不变。•（２）标准中示出的符号方位，在不改变符号含义的前提下，可根据图面布置的需要旋转或成镜像位置，但是文字和指示方向不得倒置。•（３）大多数符号都可以附加上补充说明标记。•（４）对标准中没有规定的符号，可选取ＧＢ４７２８《电气图常用图形符号》中给定的符号要素、一般符号和限定符号，按其中规定的原则进行组合。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（二）文字符号•文字符号用于电气技术领域中技术文件的编制，也可以标注在电气设备、装置和元器件上或近旁，以表示电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特性。•文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号，常用文字符号可查表。••基本文字符号有单字母符号与双字母符号两种。单字母符号按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为２３大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如“Ｃ”表示电容器类，“Ｒ”表示电阻器类等。•双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一个字母在后的次序排列，如“Ｆ”表示保护器件类，则“ＦＵ”表示为熔断器，“ＦＲ”表示为热继电器。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读••辅助文字符号用来表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。如“Ｌ”表示限制，“ＲＤ”表示红色等。辅助文字符号也可以放在表示种类的单字母符号之后组成双字母符号，如“ＹＢ”表示电磁制动器，“ＳＰ”表示压力传感器等。辅助字母还可以单独使用，如“ＯＮ”表示接通，“Ｍ”表示中间线，“ＰＥ”表示保护接地等。•（三）接线端子标记•（１）三相交流电路引入线采用Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｎ、ＰＥ标记，直流系统的电源正、负线分别用Ｌ＋、Ｌ－标记。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（２）分级三相交流电源主电路采用三相文字代号Ｕ、Ｖ、Ｗ的前面加上阿拉伯数字１、２、３等来标记。如１Ｕ、１Ｖ、１Ｗ、２Ｕ、２Ｖ、２Ｗ等。•（３）各电动机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各结点的代号，从上到下按数值大小顺序标记。如Ｕ１１表示Ｍ１电动机的第一相的第一个节点代号，Ｕ２１表示Ｍ１电动机的第一相的第二个节点代号，以此类推。•（４）三相电动机定子绕组首端分别用Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１标记，绕组尾端分别用Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２标记，电动机绕组中间抽头分别用Ｕ３、Ｖ３、Ｗ３标记等。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（５）控制电路采用阿拉伯数字编号。标注方法按“等电位”原则进行，在垂直绘制的电路中，标号顺序一般按自上而下、从左至右的规律编号。凡是被线圈、触点等元件所间隔的接线端点，都应标以不同的线号。•三、电气图的分类与作用•将电气控制系统中各种电气元件及其连接用一定图形表示出来的就是电气控制系统图。它主要有：电气原理图、电器布置图、电气接线图等。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读••电气原理图是指用国家标准规定的图形符号和文字符号代表各种元件，依据控制要求和各电器的动作原理，用线条代表导线连接起来。它包括所有电气元件的导电部件和接线端子，但不按电气元件的实际位置来画，也不反映电气元件的尺寸及安装方式。绘制电气原理图必须遵循的国家标准为：ＧＢ／Ｔ４７２８：１９９６—２０００《电气简图用图形符号》、ＧＢ／Ｔ６９８８：１９９３—２０００•《电气技术用文件的编制》及ＧＢ７１５９：１９８７《电气技术中的文字符号制订通则》、ＧＢ４０２６：１９９２《电器设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的通则》。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•绘制电气原理图应遵循以下原则：•（１）电气控制电路一般分为主电路和辅助电路。辅助电路又可分为控制电路、信号电路、照明电路和保护电路等。•主电路是指从电源到电动机的大电流通过的电路，其中电源电路用水平线绘制，受电动力设备及其保护电器支路应垂直于电源电路画出。•控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等应垂直地绘于两条水平电源线之间。耗能元件的一端应直接连接在电位低的一端，控制触点连接在上方水平线和耗能元件之间。•不论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，电路可以水平布置也可以垂直布置。上一页下一页返回任务一电气控制线路图、接线图和布置图的识读•（２）在电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号、接线端子标记必须采用国家规定的统一标准。•（３）采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部分可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号，例如ＫＭ１、ＫＭ２。•（４）在原理图中，所有电器按自