項目3三相異步電動機(jī)制動控制.ppt

項目3 三相異步電動機(jī)制動控制,速度繼電器也稱轉(zhuǎn)速繼電器。是一種反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的繼電器。 工作方式：是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值后繼電器動作。即依靠電動機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢作為輸入信號，通過觸點的動作信號傳遞給接觸器，再通過接觸器實現(xiàn)對電動機(jī)的控制。 用途：主要用作鼠籠型異步電動機(jī)的反接制動控制。故又稱為反接制動繼電器。,3.1 速度繼電器,1-轉(zhuǎn)子； 2-可動支架； 3-定子； 4-端蓋, (a) 外形； (b) 結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)：速度繼電器由轉(zhuǎn)子、定子及觸頭三部分組成。,圖3.1.1 速度繼電器的外形和結(jié)構(gòu),圖3.1.2 速度繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖,1-調(diào)節(jié)螺釘； 2-反力彈簧； 3-常閉觸點； 4-常開觸點； 5-動觸點； 6-推桿； 7-返回杠桿； 8-擺桿； 9-籠型導(dǎo)條； 10-圓環(huán); 11-轉(zhuǎn)軸； 12-永磁轉(zhuǎn)子,速度繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的。 當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，與電機(jī)同軸的速度繼電器轉(zhuǎn)子也隨之旋轉(zhuǎn)，此時籠型導(dǎo)條就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，此電流與磁場作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán) 10 帶動擺桿 8 在此電磁轉(zhuǎn)矩的作用下順著電動機(jī)偏轉(zhuǎn)一定角度。這樣，使速度繼電器的常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當(dāng)電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，就會使另一對觸點動作。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降到一定數(shù)值時，電磁轉(zhuǎn)矩減小，返回杠桿 7 使擺桿 8 復(fù)位， 各觸點也隨之復(fù)位。 ,一般速度繼電器的動作轉(zhuǎn)速不低于120r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速約為100r/min以下。,1轉(zhuǎn)軸 2轉(zhuǎn)子 3定子 4繞組 5擺錘 6、9簧片 7、8靜觸點,1 2 3 4 5 6 7,9 8,圖3.1.3 速度繼電器的原理示意圖,圖3.1.4 速度繼電器的原理示意圖,a）轉(zhuǎn)子 b）常開觸點 c）常閉觸點,a） b） c）,n,n,KS或SR,圖3.1.5 速度繼電器的符號,KS或SR,KS或SR,3.2 制動的含義和方法,制動的含義 在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物時，運輸工具在下坡運行時）使設(shè)備保持一定的運行速度。 在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止時，電動機(jī)能實現(xiàn)減速和停止。（在實際生產(chǎn)中，為了實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確停車，縮短時間，提高生產(chǎn)率，對要求停轉(zhuǎn)的電動機(jī)強(qiáng)迫其迅速停車，必須采取制動措施。） 制動的方法 機(jī)械制動 利用機(jī)械裝置使電動機(jī)從電源切斷后能迅速停轉(zhuǎn)。最常見的是電磁抱閘。 電氣制動 使異步電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T和電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n的方向相反。 電氣制動分為：(1)能耗制動。(2)反接制動。(3)回饋制動。,(1)能耗制動。 所謂能耗制動，即在電動機(jī)脫離三相交流電源之后，定子繞組上加一個直流電壓，即通入直流電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用已達(dá)到制動的目的。 能耗制動的不足，是在制動過程中，隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，拖動系統(tǒng)動能也在減少，于是電動機(jī)的再生能力和制動轉(zhuǎn)矩也在減少，所以在慣性較大的拖動系統(tǒng)中，常會出現(xiàn)在低速時停不住，而產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象，從而影響停車時間的延長或停位的準(zhǔn)確性；僅適用一般負(fù)載的停車，然而電路簡單，價格較低； (2)反接制動。 它通過反接相序，使電機(jī)產(chǎn)生起阻滯作用的反轉(zhuǎn)矩以便制動電機(jī)。 反接制動制動力強(qiáng)，制動迅速，控制電路簡單，設(shè)備投資少，但制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊力強(qiáng)烈，易損壞傳動部件。因此適用于l0kw以下小容量的電動機(jī)制動要求迅速、系統(tǒng)慣性大，不經(jīng)常啟動與制動的設(shè)備，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動控制。 (3)回饋制動。 回饋制動是變頻器制動方式的一種，也是非常有效的節(jié)能方法。并且避免了制動時對環(huán)境及設(shè)備的破壞?；仞佒苿硬捎玫氖怯性茨孀兗夹g(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實現(xiàn)制動。在電力機(jī)車等行業(yè)中取得了令人滿意的效果。在新型電力電子器件不斷出現(xiàn),性價比不斷提高的情況下有著廣闊的應(yīng)用前景。,三相異步電動機(jī)通電制動電路的特點 三相異步電動機(jī)通電制動原理圖如圖3.3.1所示。電路的特點是：當(dāng)按下電動機(jī)的啟動按鈕時，電動機(jī)啟動運轉(zhuǎn)；當(dāng)按下停止按鈕時，電動機(jī)制動停止。 其與斷電制動電路的不同點是：斷電制動是利用機(jī)械彈簧的拉力將閘瓦拉住，抱緊電動機(jī)的閘輪，使電動機(jī)迅速停止下來；而通電制動則是在電動機(jī)停止時，在制動電磁鐵中通入電流，產(chǎn)生磁力克服彈簧的拉力吸引閘瓦與電動機(jī)的閘輪緊緊相抱，使電動機(jī)立即停止下來。,3.3 三相異步電動機(jī)通電制動,圖3.3.1 三相異步電動機(jī)通電制動控制電路原理圖,一、工作任務(wù) 掌握單向反接制動控制控制線路的工作原理及接線方法 掌握速度繼電器的使用方法及其原理。 理解反接制動的控制過程,3.4 工作模塊5 三相異步電動機(jī)單向反接制動控制,圖3.4.1 三相異步電動機(jī)單向反接制動控制電路原理圖,二、電氣原理圖,依靠改變電動機(jī)定子繞組的電源相序來產(chǎn)生制動力矩，迫使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法叫反接制動。 單向起動反接制動控制線路如圖3.4.1所示。該線路的主電路和正反轉(zhuǎn)控制線路的主電路相同，只是在反接制動時增加了三個限流電阻R。線路中KM1為正轉(zhuǎn)運行接觸器，KM2為反接制動接觸器，SR為速度繼電器，其軸與電動機(jī)軸相連（圖中用虛線表示）。 工作原理：先合上電源開關(guān)QS，然后進(jìn)行單向起動和反接制動。 （1）單向起動。按下SB2KM1線圈得電KM1主觸點閉合、KM1自鎖觸點閉合自鎖、KM1聯(lián)鎖觸點分?jǐn)鄬M2聯(lián)鎖電動機(jī)M起動運轉(zhuǎn)至電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定值（100r/min左右）時SR常開觸點閉合為制動作準(zhǔn)備；,三、電路工作原理及特點,（2）反接制動。按下復(fù)合按鈕SB1SB1常閉觸頭先分?jǐn)?、SB1常開觸頭后閉合KM1線圈失電KM1主觸點分?jǐn)唷暫時失電，KM1自鎖觸點分?jǐn)嘟獬枣i，KM2線圈通電，KM2自鎖觸點閉合自鎖，KM2聯(lián)鎖觸點分?jǐn)鄬M1聯(lián)鎖電動機(jī)M串接R反接制動至電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降到一定值（100r/min左右）時，SR常開觸點分?jǐn)郖M2線圈失電KM2主觸點分?jǐn)?、KM2聯(lián)鎖觸點閉合解除聯(lián)鎖電動機(jī)M脫離電源停轉(zhuǎn)，制動結(jié)束。 反接制動時，由于旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)速很高，故轉(zhuǎn)子繞組中感生電流很大，致使定子繞組中的電流也很大，一般約為電動機(jī)額定電流的10倍左右。因此反接制動適用于10kW以下小容量電動機(jī)的制動，并且對4.5kW以上的電動機(jī)進(jìn)行反接制動時，需在定子回路中串入限流電阻R，以限制反接制動電流。 反接制動的優(yōu)點是：制動力強(qiáng)、制動迅速。缺點是：制動準(zhǔn)確性差、制動過程中沖擊強(qiáng)烈、易損壞傳動零件、制動能量消耗大、不宜經(jīng)常制動。因此反接制動一般適用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大，不經(jīng)常起動與制動的場合。,四、安裝與接線 在實驗室裝置WD021掛板上選擇熱繼電器；WD022掛板上選擇熔斷器FU1、FU2、低壓開關(guān)QS、接觸器KM1、接觸器KM2等器件；在WD023掛板上選擇按鈕SB1、按鈕SB2；電阻選用控制屏上的75/75W的三個電阻；電機(jī)放在桌面上。接線可參照圖3.4.1，操作者應(yīng)畫出具體接線圖。 五、檢測與調(diào)試 經(jīng)檢查接線無誤后，操作者可接通電源進(jìn)行操作。在電機(jī)運轉(zhuǎn)時，按下停止按鈕SB1，電機(jī)應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。 若動作過程不符合要求或出現(xiàn)不正常，則應(yīng)分析并排除故障，使控制線路能正常工作。,電容器制動控制電路的特點 接觸器繼電器電容制動控制電路原理圖如圖3.5.1所示。在圖3.5.1中，當(dāng)按下電動機(jī)啟動按鈕SB2時，接觸器KM1通電閉合，電動機(jī)M就啟動運轉(zhuǎn)；當(dāng)按下電動機(jī)M停止按鈕SB1時，接觸器KM1斷電釋放，接觸器KM2通電閉合，將電動機(jī)M的定子繞組與電容器接通，起到電容制動的目的。經(jīng)過一定時間，接觸器KM2斷電釋放，完成電容制動過程。,3.5 電容器制動控制,圖3.5.1 電容制動控制電路原理圖,一、工作任務(wù) 掌握無變壓器半波整流能耗制動控制線路的工作原理及接線方法 掌握時間繼電器的使用方法及其原理。 理解能耗制動的控制過程,3.6 工作模塊6 無變壓器單相半波整流能耗制動控制,圖3.6.1 無變壓器半波整流單向運轉(zhuǎn)能耗制動控制電路原理圖,二、電氣原理圖,接觸器繼電器無變壓器單相半波整流能耗制動控制電路原理圖如圖3.6.1所示。工作原理如下： 先合上電源開關(guān)QS，然后進(jìn)行單向起動運轉(zhuǎn)和能耗制動停轉(zhuǎn)。 1）單向起動運轉(zhuǎn)。按下SB2KM1線圈得電KM1主觸點閉合、KM1自鎖觸點閉合自鎖、KM1聯(lián)鎖觸點分?jǐn)鄬M2聯(lián)鎖電動機(jī)M起動運轉(zhuǎn)； 2）能耗制動停轉(zhuǎn)。按下SB1SB1常閉觸點先分?jǐn)?、SB1常開觸點后閉合KM1線圈失電KM1主觸點分?jǐn)唷M1聯(lián)鎖觸頭閉合、KM1自鎖觸頭斷開、KM2線圈通電、KM2自鎖觸頭閉合、KM2聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M1聯(lián)鎖電動機(jī)M接入直流電能耗制動KT1線圈得電KT1常閉觸點延時后分?jǐn)郖M2線圈失電KM2主觸點分?jǐn)?、KM2聯(lián)鎖觸點恢復(fù)閉合、KM2自鎖觸頭分?jǐn)?、KT1線圈失電電動機(jī)M切斷直流電源，能耗制動結(jié)束。 時間繼電器KT1的延時時間可調(diào)整在4s左右。 該控制線路適用于10KW以下電動機(jī)，且對制動要求不高的場合。這種線路簡單，附加設(shè)備較少，體積小，采用一只二極管半波整流器作為直流電源。,三、電路工作原理及特點,四、安裝與接線 在本裝置WD021掛板上選擇熱繼電器；WD022掛板上選擇熔斷器FU1、熔斷器FU2、低壓開關(guān)QS、接觸器KM1、接觸器KM2等器件；在WD023掛板上選擇按鈕SB1、按鈕SB2、時間繼電器KT1等器件；在控制屏上選擇整流二極管V和10/25W電阻R；電機(jī)放在桌面上?？蓞⒄請D3.6.1進(jìn)行接線。接線時需注意工藝要求。 五、檢查與調(diào)試 經(jīng)檢查接線無誤后，操作者可接通電源進(jìn)行操作。在電機(jī)運轉(zhuǎn)時，按下停止按鈕SB1，電機(jī)應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。 若動作過程不符合要求或出現(xiàn)不正常，則應(yīng)分析并排除故障，使控制線路能正常工作。,有變壓器單相橋式整流能耗制動控制電路的特點 同無變壓器單相半波整流能耗制動控制電路相比較，有變壓器單相橋式整流能耗制動控制電路同樣也是在電動機(jī)停車時，將經(jīng)過整流的直流電流通入電動機(jī)任意兩相定子繞組中，使電動機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動。而與無變壓器單相半波整流能耗制動控制電路不同之處在于，有變壓器單相橋式整流能耗制動控制電路整流部分使用了降壓變壓器，使得制動電源電壓低，更為安全可靠。有變壓器單相橋式整流能耗制動接觸器繼電器控制電路原理圖如圖3.7.1所示。在圖3.7.1中，按鈕SB1為電動機(jī)的制動停止按鈕，SB2為電動機(jī)的啟動按鈕。,3.7 有變壓器單相橋式整流能耗制動控制,圖3.7.1有變壓器單相橋式整流能耗制動接觸器繼電器控制電路原理圖,能耗制動的