三相籠型異步電動(dòng)機(jī)電氣控制電路

1、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)電氣控制電路三相籠型異步電動(dòng)機(jī)電氣控制電路 v新課程導(dǎo)入 眾所周知，在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)床工作臺(tái)需要前進(jìn)與后退；起重機(jī)的吊鉤需要上升與下降；門(mén)口的伸縮門(mén)需要打開(kāi)與關(guān)閉，是什么線路來(lái)控制這些生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)呢？v課程目標(biāo)： 1）理解三相籠型異步電動(dòng)機(jī)電氣控制線路的一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。 2）掌握三相籠型異步電動(dòng)機(jī)最典型的電氣控制線路的工作原理。 3）通過(guò)理論實(shí)踐一體化課堂學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備必要的基礎(chǔ)知識(shí)，獲得較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。v重難點(diǎn)： 重點(diǎn)重點(diǎn)是三相籠型異步電動(dòng)機(jī)電氣控制線路的工作原理； 難點(diǎn)難點(diǎn)是三相籠型異步電動(dòng)機(jī)電氣控制線路的實(shí)際接線及調(diào)試和故障排除。v教學(xué)過(guò)程一.簡(jiǎn)介二.單向旋轉(zhuǎn)全

2、壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)控制電路三.電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路四.電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路五.自動(dòng)往返行程控制電路六.根據(jù)上述電氣原理完成電動(dòng)機(jī)控制線路的實(shí)際接線 一.簡(jiǎn)介 電氣控制系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)和各種控制電器組成的。為了使電動(dòng)機(jī)按照設(shè)備的要求運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要由各種低壓電器組成，稱(chēng)為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。本節(jié)我們主要介紹最典型的四種電氣控制系統(tǒng)，單向旋轉(zhuǎn)全壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)控制電路、電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路、自動(dòng)往返行程控制電路。二.單向旋轉(zhuǎn)全壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)控制電路 三相籠形異步電動(dòng)機(jī)單向全壓?jiǎn)?dòng)控制可用開(kāi)關(guān)或接觸器進(jìn)行，相應(yīng)的有開(kāi)關(guān)控制電路與接觸器控制電路。

3、開(kāi)關(guān)控制電路 圖1為電動(dòng)機(jī)單向全壓?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)控制電路，其中圖1（a）為開(kāi)關(guān)控制電路，圖1（b）為斷路器控制電路。當(dāng)合上開(kāi)關(guān)或斷路器，電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)或斷路器，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):圖（a）具有短路保護(hù)，圖（b）具有長(zhǎng)期過(guò)載和過(guò)電流保護(hù)。缺點(diǎn)：都只適用于不頻繁啟動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)，且都不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。 （a）刀開(kāi)關(guān)控制 （b）低壓斷路器控制 圖1三.電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路 電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)和自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路是利用按鈕、接觸器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)朝單一方向運(yùn)轉(zhuǎn)的,其控制簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),維修方便, 廣泛用于大于5.5kW以上電動(dòng)機(jī)間接啟動(dòng)的控制。其控制線路如圖2、3所示。 圖2 電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控

4、制線路 圖3 電動(dòng)機(jī)自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路 1.電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制線路 如圖2 （1）啟動(dòng)停止控制: 合上電源斷路器QF, 按下啟動(dòng)按鈕SB1KM線圈得電KM主觸頭閉合(輔助常開(kāi)觸頭同時(shí)閉合)電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)并點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)松開(kāi)SB1時(shí), 它雖然恢復(fù)到斷開(kāi)位置, 在松開(kāi)SB1時(shí), 電動(dòng)機(jī)停止。 （2）接線時(shí)，先接主回路，它是從380V三相交流電源的輸出端U、V、W開(kāi)始，經(jīng)熔斷器、交流接觸器的主觸頭、熱繼電器到電動(dòng)機(jī)上，用導(dǎo)線按順序分清顏色串聯(lián)起來(lái)。主電路連接完整無(wú)誤后，再連接控制電路。它是從220V三相交流電源某輸出端開(kāi)始，經(jīng)過(guò)熔斷器、常開(kāi)按鈕SB1、接觸器的線圈、熱繼電器的常閉觸頭到零線。用黑色線連接。2

5、.電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制過(guò)程演示KMSB1KHQKHFUKMM3控制控制電路電路主主電電路路 先閉合開(kāi)關(guān)先閉合開(kāi)關(guān)Q，接通電源，接通電源。按按SB1KM線圈線圈得電得電 KM主觸頭主觸頭閉合閉合 M運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)松松SB1KM線圈線圈失電失電 KM主觸頭主觸頭恢復(fù)恢復(fù) M停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)M3M3 控制電機(jī)在很控制電機(jī)在很短時(shí)間內(nèi)工作。短時(shí)間內(nèi)工作。3.電動(dòng)機(jī)的自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路 如圖3（1）啟動(dòng)控制: 合上電源斷路器QF, 按下啟動(dòng)按鈕SB1KM線圈得電KM主觸頭閉合(輔助常開(kāi)觸頭同時(shí)閉合)電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)并單向連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)松開(kāi)SB1時(shí), 它雖然恢復(fù)到斷開(kāi)位置, 但由于有KM的輔助常開(kāi)觸頭與SB1并聯(lián), 在KM動(dòng)作時(shí),K

6、M的輔助常開(kāi)觸頭也動(dòng)作(即閉合), 因此KM線圈仍保持通電。這種利用接觸器本身的常開(kāi)觸頭使接觸器線圈繼續(xù)保持通電的控制稱(chēng)為自鎖或自保, 該輔助常開(kāi)觸頭就叫自鎖(或自保)觸頭。正是由于自鎖觸頭的作用, 在松開(kāi)SB1時(shí), 電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn), 而不是點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2) 停止控制: 按下停止按鈕SBKM線圈失電KM主觸頭斷開(kāi)(KM自鎖觸頭也斷開(kāi))電動(dòng)機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)松開(kāi)SB時(shí), 其常閉觸頭雖恢復(fù)為閉合位置, 但因接觸器KM的自鎖觸頭在其線圈失電的瞬間已斷開(kāi), 并解除了自鎖, 所以接觸器KM的線圈不能繼續(xù)得電, 即電動(dòng)機(jī)M停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 (3)和點(diǎn)動(dòng)控制方法一樣。 4.電動(dòng)機(jī)自鎖運(yùn)轉(zhuǎn)控制過(guò)程演示KMSB

7、1KMSB2KHQKHFUKMM3控制電路控制電路主主電電路路按按SB1 KM線圈線圈得電得電 KM主觸頭主觸頭閉合閉合 M運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)按按SB2 KM線圈線圈失電失電 KM主觸頭主觸頭恢復(fù)恢復(fù) M停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)M3M3 KM輔助觸頭輔助觸頭閉合閉合 自鎖自鎖 KM輔助觸頭輔助觸頭恢復(fù)恢復(fù) 失去失去自鎖自鎖控制電機(jī)長(zhǎng)時(shí)控制電機(jī)長(zhǎng)時(shí) 間連續(xù)工作間連續(xù)工作四.電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路 生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件往往要求實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)轉(zhuǎn)，如機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，起重機(jī)吊鉤的上升和下降，機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)和后退等。這就要求拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，將接至三相異步電動(dòng)機(jī)的三相交流電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)，即可

8、實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制最典型的有三種，即無(wú)聯(lián)鎖，加聯(lián)鎖，雙重互鎖。如圖4、5、6。 圖4 電動(dòng)機(jī)的無(wú)聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制 圖5 電動(dòng)機(jī)的加聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制 圖6 電動(dòng)機(jī)的雙重互鎖正反轉(zhuǎn)控制1.電動(dòng)機(jī)的無(wú)聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制 如圖4是將兩個(gè)單向旋轉(zhuǎn)控制電路組合而成，主電路由正、反轉(zhuǎn)接觸器KM1,KM2的主觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)兩相電源的對(duì)調(diào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。但若發(fā)生在按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)已進(jìn)行正向旋轉(zhuǎn)后，又按下反向啟動(dòng)按鈕SB3誤操作時(shí)，由于正反轉(zhuǎn)接觸器KM1，KM2線圈均通電吸合，其主觸頭均閉合，將發(fā)生電源兩相短路，致使熔斷器FU1熔體燒斷，電動(dòng)機(jī)無(wú)法工作。2.電動(dòng)機(jī)的無(wú)

9、聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制過(guò)程演示FR操作過(guò)程：操作過(guò)程： SBF正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停車(chē)停車(chē)KMFSB1SBFSBRKMRKMFKMR 該電路必須該電路必須先停車(chē)先停車(chē)才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SBF和和SBR不能同時(shí)按下，不能同時(shí)按下，否則會(huì)造成短路！否則會(huì)造成短路！3.電動(dòng)機(jī)的加聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制 如圖5是利用正反轉(zhuǎn)接觸器的常閉輔助觸頭KM1，KM2實(shí)現(xiàn)互鎖的，這種由接觸器或繼電器常閉觸頭構(gòu)成的互鎖稱(chēng)為電氣互鎖。在這一電氣互鎖電氣控制電路中，要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)，都必須先按下停止按鈕，然后再進(jìn)行反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)的啟動(dòng)控制。4.電動(dòng)機(jī)的加聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制過(guò)

10、程演示KM2SB1SB3KHQKHFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1按按SB1KM1線圈線圈得電得電KM1觸頭動(dòng)作觸頭動(dòng)作M；按按SB2KM2線圈線圈得電得電KM2觸頭動(dòng)作觸頭動(dòng)作M；KM1、KM2常閉觸頭常閉觸頭：合合Q，接通電源接通電源按按SB3KM1線圈線圈失電失電KM1觸頭恢復(fù)觸頭恢復(fù)M停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)；必須先按停必須先按停止按鈕止按鈕 SB3KM2SB1SB3KHQKHFUM3 SB2KM1KM2KM2KM1按按SB1KM1得電得電KM1常開(kāi)觸頭閉合常開(kāi)觸頭閉合M運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)誤按誤按SB2KM2得電得電KM1KM2若去掉若去掉KM1、KM2常閉觸頭，合常閉觸頭，合Q，KM

11、2常開(kāi)觸頭閉合常開(kāi)觸頭閉合 A B C則則電源電源A、C線間線間M3 熔斷器熔斷器 KM1一定要加一定要加互鎖觸頭互鎖觸頭KM1KM25.電動(dòng)機(jī)的雙重互鎖正反轉(zhuǎn)控制 如圖6，是具有電氣、按鈕雙重互鎖的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路。這種電路，若電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行需直接轉(zhuǎn)換為反轉(zhuǎn)時(shí)，可按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕，此時(shí)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕的常閉觸頭先斷開(kāi),于是切斷了正轉(zhuǎn)接觸器線圈電路，正轉(zhuǎn)接觸器立即斷電釋放；進(jìn)一步按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕，方使其常開(kāi)觸頭閉合，于是接通反轉(zhuǎn)接觸器線圈電路，反轉(zhuǎn)接觸器線圈通電吸合，主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的直接交換。實(shí)現(xiàn)了“正-反-?！钡牟僮骺刂?。6.電動(dòng)機(jī)的雙重互鎖正反轉(zhuǎn)控制過(guò)程演示

12、KMR電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖KMFSB1KMFFRKMRKMRKMF機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)械聯(lián)鎖雙保險(xiǎn)雙保險(xiǎn)機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)械聯(lián)鎖（復(fù)合按鈕（復(fù)合按鈕的常閉觸頭）電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖（接觸器的常閉觸頭）觸頭）SBRSBF電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖五.自動(dòng)往返行程控制電路 在生產(chǎn)實(shí)際中，有些生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件需要作自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)。如龍門(mén)刨床、導(dǎo)軌磨床的工作臺(tái)都需要做自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)。圖7是利用行程開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制的，而行程開(kāi)關(guān)是由安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋鐵來(lái)壓合動(dòng)作的，擋鐵安裝位置又是根據(jù)行程要求來(lái)調(diào)節(jié)的，所以這是一種行程原則的控制。圖7實(shí)質(zhì)上是在圖6中正反轉(zhuǎn)接觸器自鎖電路和互鎖電路基礎(chǔ)上，增加了行程開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸頭并接在接觸器常開(kāi)輔助

13、觸頭即自鎖觸頭兩端，構(gòu)成又一條自鎖電路；而將行程開(kāi)關(guān)的常閉觸頭串接于對(duì)方接觸器線圈電路中，增加了一個(gè)互鎖觸頭。為對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)行程進(jìn)行限位保護(hù)，增設(shè)了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的限位保護(hù)開(kāi)關(guān)，構(gòu)成了圖7自動(dòng)往返行程控制電路。 圖7 自動(dòng)往返行程控制電路1.自動(dòng)往返行程控制原理當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件上的機(jī)械擋鐵壓下?lián)Q向開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈斷電釋放，反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件上的機(jī)械擋鐵壓下?lián)Q向開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，KM2線圈斷電釋放，KM1線圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，再次拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)

14、部件向左運(yùn)動(dòng)，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按下停止按鈕SB1時(shí)，電動(dòng)機(jī)便停止運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)部件也停止運(yùn)轉(zhuǎn)。限位行程開(kāi)關(guān)SQ3，SQ4分別安裝在運(yùn)動(dòng)部件正、反向的極限位置。若運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)換向開(kāi)關(guān)壓合位置時(shí)，機(jī)械擋鐵壓合不上換向開(kāi)關(guān)，致使正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)接觸器線圈未能斷電，造成電動(dòng)機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)部件繼續(xù)沿原方向移動(dòng)，機(jī)械擋鐵壓下限位行程開(kāi)關(guān)SQ3或SQ4，使相應(yīng)接觸器線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)部件停止移動(dòng)，從而避免運(yùn)動(dòng)部件越出允許位置而導(dǎo)致事故發(fā)生。KM2SB1SB3KHQKHFU SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2SQ4SQ

15、2工作臺(tái)工作臺(tái)SQ4SQ2SQ1SQ3設(shè)設(shè)KM1得電得電M正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn), 工作臺(tái)工作臺(tái)左移左移; KM2得電得電M反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn), 工作臺(tái)工作臺(tái)右移右移;M3 2.自動(dòng)往返行程控制過(guò)程演示工作臺(tái)工作臺(tái)KM2SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2SQ4SQ2按按SB1KM1線圈得電線圈得電KM1觸頭動(dòng)作觸頭動(dòng)作M正正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作工作臺(tái)左移臺(tái)左移合合Q 直至壓直至壓住行程開(kāi)關(guān)住行程開(kāi)關(guān)SQ2：常閉常閉觸頭觸頭斷開(kāi)斷開(kāi) KM1線圈線圈 失電失電, M停轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn);常開(kāi)常開(kāi)觸頭觸頭閉合閉合 KM2線圈線圈 得電得電, M自行起動(dòng)反轉(zhuǎn)自行起動(dòng)反轉(zhuǎn)工作臺(tái)返回工作臺(tái)返回右移右移。SQ4SQ2SQ1SQ3工作臺(tái)工作臺(tái)工作臺(tái)工作臺(tái) 六.根據(jù)上述電氣原理完成電動(dòng)機(jī)控制線路的實(shí)際接線 采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，以電路圖為主線，整個(gè)教學(xué)圍繞“說(shuō)”與“動(dòng)”而展開(kāi)，邊講邊實(shí)踐。創(chuàng)設(shè)真實(shí)氛圍的工作環(huán)境，形成仿真的工作場(chǎng)所，使教學(xué)過(guò)程變?yōu)樯a(chǎn)過(guò)程，學(xué)習(xí)任務(wù)變?yōu)楣ぷ魅蝿?wù)，使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)親身體驗(yàn)工作，培養(yǎng)學(xué)生自主