电机控制电路概述

第六章继电器-接触器控制电路第一节概述1.电气控制1）组成由各种触点电器组成的控制系统。2）作用能实现电力拖动系统的启动、反转、制动、调速和保护，实现生产过程的自动化。3）优点结构简单、维护调整方便、价格低廉。学习目标：1.认识各种低压电器2.认识各种交流电动机3.学会各种控制电路并能对电路故障进行诊断与维修第二章三相交流异步电动机与拖动控制2．1案例1：三相交流鼠笼式异步电动机的点动控制•【案例说明】•电动葫芦、地面操作的小型行车及某些机床辅助运动的电气控制都是通过单向点动控制线路实现的。也就是当生产机械需要做调整运动时，需要进行点动控制。三刀开关控制手动电路M3~FU条件：电动机容量不得超过75KW，刀开关的额定电流应大于电动机额定电流的3倍Q3~2．1．1【解决方案】控制电路的实现(a)(b)主电路控制电路(a)图2-1单向点动控制电路接触器和按钮组成的控制电路是目前广泛采用的电动机控制方式。该电路的特点：是采用了接触器控制，因此控制安全，达到了以小电流控制大电流的目的。由熔断器FU1和FU2实现短路保护~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机•交流接触器结构动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源第二节三相异步电动机的直接启动控制一、起动控制1、开关直接起动2、按钮控制起动1）点动控制2）自锁控制•【案例说明】•如电梯行驶到一定位置要停下来，起重机将重物提升到一定高度要停止上升，停的位置必须在一定范围内，否则可能造成危险事故；还有些生产机械，如高炉的加料设备、龙门刨床等需自动往返运行。电动机的停可以通过控制电路中的停止按钮SB1停，这属于手动控制，也可用行程开关控制电动机在规定位置停则属于自动控制。•实现行程位置控制的电器主要是行程开关。即用行程开关中机械设备运动部件的位置或机件的位置变化来进行控制，称为按行程原则的自动控制，也称为行程控制。行程控制是机械设备中应用较广泛的控制方式之一。•电动机的正反转可通过SB2、SB3手动控制，也可用行程开关实现自动控制。2．6案例6：电动机行程控制电路2．6．1【解决方案】控制电路的实现图2-53电动机行程控制电路2．6．4【应用拓展】自动往返控制电路BSQ1SQ2SQ3SQ4图2-57运动部件自动往返示意图BSQ1SQ2SQ3SQ4L1L2L3QSFU1KM1FRM3~KM1SB2SB3FRFU2KM2KM1SB2SQ1SQ2SQ4KM2KM2SB3KM2SQ2SQ1SQ3KM1SB1图2-58电动机自动往返电路图KM2SB1SB3FRQFRFU~~SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2L1L2L2L1SQ4SQ2工作台右移左移SQ4SQ2SQ1SQ3设KM1得电M正转,工作台左移;KM2得电M反转,工作台右移;M3~工作台KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2左移按SB1→KM1线圈得电→KM1触头动作→M正转→工作台左移工作原理合Q→直至压住行程开关SQ2：常闭触头断开—KM1线圈失电,M停转;常开触头闭合—KM2线圈得电,M自行起动反转—工作台返回右移。SQ4SQ2SQ1SQ3工作台工作台右移KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2工作台右移当工作台右移至压住行程开关SQ1：常闭触头断开—KM2线圈失电,M停转;常开触头闭合—KM1线圈得电,M自行起动正转—工作台返回左移……如此循环可实现工作台自动往复运行SQ4SQ2SQ1SQ3左移•【案例说明】•某些生产机械上的电动机要求运行一段时间，停止一段时间，即间歇运行，如车床的润滑电动机。2．7间歇运行控制2．7．1【解决方案】控制电路的实现图2-59电动机间歇运行控制电路一、笼型异步电动机的起动（一）直接起动（全压起动）利用刀开关或接触器将电动机定子绕组直接接到额定电压的电流上，又称全压起动。优点：起动设备和操作都比较简单。缺点：起动电流大、起动转矩小。1.小容量的电动机（PN≤7.5kW）2.电动机容量满足如下要求：ISTINSC=≤14〔〕3+电源总容量(kV·A)电动机容量(kW)降压起动是指起动时降低加在定子绕组上的电压（注意不是降低电源电压）来减小起动电流，起动结束后加额定电压的运行方式。三、笼型异步电动机的降压起动降压起动的特点能够降低电动机起动电流。由于电动机的转矩与电压的平方成正比，因此降压起动时电动机的转矩也减小较多，故此法一般适用于电动机空载或轻载起动。降压起动的方法定子串接电抗器(或电阻)的降压起动Y-△起动自耦变压器（起动补偿器）起动延边三角形起动1.定子串联电阻或电抗减压起动M3~3~RSQ1FUQ2起动运行M3~XSQ1FUQ23~三相异步电动机的起动特点１、起动平稳，工作可靠，起动时功率因数。2、改变所串入的电阻值即可改变加在电动机上的电压，从而调整电动机的起动转矩。3、投资相应较大，电阻有功率损耗，不宜频繁起动。优先Y－起动。1.定子串联电阻或电抗减压起动适用于：正常运行为△形联结的电动机。2.星形－三角形减压起动（Y－起动）3~UNQ1FUQ2U1U2V1V2W1W2方法起动时将定子绕组接成Y形，起动结束后定子绕组则改接成△形。适用于：正常运行为△形联结的电动机。2.星形－三角形减压起动（Y－起动）3~UNQ1FUQ2U1U2V1V2W1W2Y起动三相异步电动机的起动适用于：正常运行为△形联结的电动机。2.星形－三角形减压起动（Y－起动）起动Q23~UNQ1FUU1U2V1V2W1W2定子相电压比U1PYU1P△UN3UN==13定子相电流比I1PYI1P△U1PYU1P△==13起动电流比ISTYIST△I1PY3I1P△==13三相异步电动机的起动定子相电压比U1PYU1P△UN3UN==13定子相电流比I1PYI1P△U1PYU1P△==13起动电流比ISTYIST△I1PY3I1P△==13电源电流比起动转矩比TSTYTST△U1PYU1P△==13()2三相异步电动机的起动IYI△ISTYIST△==13•起动电流起动电流是直接起动时的1/3•起动转距起动转矩也是直接起动时的1/3(2)ISTY＜Imax（线路中允许的最大电流）。(3)TSTY＞(1.1～1.2)TL。Y－起动的使用条件(1)正常运行时应采用形连接的电动机。2．星-三角降压起动说明:高电压电动机引出六个出线端子有困难，故星-三角起动一般仅用于500V以下的低压电动机，且又限于正常运行时定子绕组作三角联结。星—三角降压起动的优点:起动设备简单，成本低，运行比较可靠，维护方便。2．星-三角降压起动2.自耦变压器减压起动TA3~UNQ1FUQ2M3~三相异步电动机的起动2.自耦变压器减压起动3~UNQ1FUQ2TAM3~起动三相异步电动机的起动2.自耦变压器减压起动TA3~UNQ1FUQ2M3~运行三相异步电动机的起动2.自耦变压器减压起动3~UNQ1FUQ2TAM3~起动U降压比定子线电压比U1LaU1LbUUN==KA定子相电压比U1PaU1Pb==KAU1LaU1Lb定子相电流比I1PaI1Pb==KAU1PaU1Pb三相异步电动机的起动2.自耦变压器减压起动TAM3~3~UNQ1FUQ2起动ISTaKAISTa起动电流比ISTaISTbI1PaI1Pb==KA电源电流比IaIbKAISTaISTb==KA2起动转矩比=KA2TSTaTSTbU1PaU1Pb=()2三相异步电动机的起动降压比KA可调QJ2型三相自耦变压器：KA=0.55、0.64、0.73QJ3型三相自耦变压器：KA=0.4、0.6、0.8三相异步电动机的起动(1)ISTa＜Imax（线路中允许的最大电流）(2)TSTa＞(1.1～1.2)TL自耦变压器减压起动的使用条件【例4.3.1】一台Y250M－6型三相笼型异步电动机，UN=380V，联结，PN=37kW，nN=985r/min，IN=72A，ST=1.8，SC=6.5。如果要求电动机起动时，起动转矩必须大于250N·m，从电源取用的电流必须小于360A。试问：(1)能否直接起动？(2)能否采用Y－起动？(3)能否采用KA=0.8的自耦变压器起动？解：(1)能否直接起动602TN=PNnN=×N·m=359N·m602×3.1437×103985直接起动时起动转矩和起动电流为TST=STTN=1.8×359N·m=646N·mIST=SCIN=6.5×72A=468A三相异步电动机的起动虽然TST＞250N·m，但是IST＞360A，所以不能采用直接起动。(2)能否采用Y－起动TSTY=TST13=×646N·m=215N·m13ISTY=IST13=×468A=156A13虽然ISTY＜360A，但是TSTY＜250N·m，所以不能采用Y－起动。(3)能否采用KA=0.8的自耦变压器起动TSTa=KA2TST=0.82×646N·m=413N·mISTa=KA2IST=0.82×468A=300A三相异步电动机的起动由于TSTa＞250N·m，而且ISTa＜360A，所以能采用KA=0.8的自耦变压器起动。三相异步电动机的起动4.软起动器起动UNtstuOU0ILitOIRts限压起动模式的起动过程限流起动模式的起动过程M3~3~Q×××软起动器人为机械特性方程•转子串电阻的人为机械特性•（只适用于绕线式异步电动机）在转子回路内串入三相对称电阻时：–临界转差率sm与转子电阻成正比变化；–Tmax与转子电阻无关，不变；–同步点不变；UN＞U1＞U2s=0TsmnOTmUNU1U2降低电压的人为机械特性曲线r1＜r2＜r3n0TmaxTs=0r1r2r3s增大转子串电阻的人为机械特性曲线降低定子电压的人为机械特性当定子电压U1降低时：T与U12成正比降低；Tmax和Ts都与U12成正比降低；同步点不变，sm不变；