電力拖動與控制第二章課件

1、第二章第一節(jié)電動機的全壓起動控制一、原理圖的繪制原則1.原理圖繪制的一般原則1)以國家標準圖形符號表示元器件。2)通常將主電路與輔助電路分開，主電路用粗實線畫在輔助電路的左邊或上部，輔助電路用細實線畫在主電路的右邊或下部。3)可以將同一元器件分解為幾部分，畫在不同的電路中，但必須以同一文字符號標注。4)各元器件的觸頭位置都按電路未受外力作用時的常態(tài)位置畫出。5)對有直接電聯(lián)系的交叉導線連接點，要用小黑點表示，如“”；無直接電聯(lián)系的交叉導線連接點則不畫小黑點，如“”。2.電路各接點標記第一節(jié)電動機的全壓起動控制1)三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標記。2)電源開關之后的三相交流電源主電路分

2、別按U、V、W順序標記。3)各電動機分支電路的各接點標記常采用三相文字代號后面加兩位阿拉伯數(shù)字來表示，如U12、V12、W12。4)控制電路采用阿拉伯數(shù)字編號，標注方法按“等電位”原則進行，標號順序一般由上而下和由左至右編號，凡被線圈、觸頭、電阻、電容、熔斷器等元件所間隔的線段，都應標以不同的符號。3.阿拉伯數(shù)字與電氣圖形文字符號組合方法4.接線圖繪制的一般原則1)按國家標準圖形符號表示元器件，但同一元器件不得分開畫。第一節(jié)電動機的全壓起動控制2)不明確表示電路的原理和元器件間的控制關系，只表示元器件的實際安裝位置和實際配線方式。3)用粗實線畫主電路，細實線畫輔助電路。第一節(jié)電動機的全壓起動控

3、制圖2-1具有過載保護的正轉控制原理圖第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-2具有過載保護的正轉控制接線圖二、正轉控制第一節(jié)電動機的全壓起動控制1.手動正轉控制(1)負荷開關正轉控制圖2-3所示的是一種最簡單的手動正轉控制電路。(2)組合開關正轉控制圖2-4所示的是一種采用組合開關來控制電動機起動和停止的控制電路。圖2-3負荷開關正轉控制原理圖第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-4組合開關正轉控制原理圖2.點動正轉控制第一節(jié)電動機的全壓起動控制3.具有自鎖的正轉控制圖2-5點動正轉控制原理圖第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-6具有自鎖的正轉控制原理圖第一節(jié)電動機的全壓起動控制欠電壓保護：當電源電壓下降，電

4、動機的電流就會上升，電壓下降嚴重，可能燒壞電動機，甚至發(fā)生事故。在具有自鎖的控制電路中，當電動機運轉時，電源電壓低到一定值(一般低到工作電壓的85%)時，接觸器磁通減弱，電磁吸力不足，動鐵心就會釋放，使自鎖觸頭斷開，失去自鎖，同時主觸頭也會斷開，電動機停轉從而得到保護。欠電壓是指電源電壓低于電動機的額定電壓。欠電壓保護是指當電源電壓下降到某一數(shù)值時，電動機能自動脫離電源電壓而停轉，避免電動機在欠電壓下運行的一種保護。第一節(jié)電動機的全壓起動控制失電壓(或零電壓)保護：在具有自鎖的控制電路中，在電源臨時停電后再恢復供電時，由于自鎖觸頭已斷開，接觸器線圈不得電，主觸頭不會閉合，因而電動機不會自行起動

5、運轉，可避免意外事故發(fā)生。失電壓保護是指電動機在正常運行時，突然斷電能自動切斷電動機電源，再重新供電后能保證電動機不能自行起動。4.具有過載保護的正轉控制5.點動與長動控制電路三、正反轉控制1.倒順開關正反轉控制第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-7點動與長動控制原理圖第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-8倒順開關正反轉控制電路2.接觸器互鎖的正反轉控制第一節(jié)電動機的全壓起動控制3.按鈕聯(lián)鎖的正反轉控制圖2-9正反轉控制電氣原理圖a)接觸器聯(lián)鎖b)按鈕聯(lián)鎖第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-10按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制原理圖第一節(jié)電動機的全壓起動控制4.按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的正反轉控制5.用行程開關

6、進行自動往返控制圖2-11自動往返行程控制原理圖a)控制電氣原理圖b)工作臺往返示意圖1擋鐵12擋鐵2第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-12具有零電壓保護的自動往返行程控制原理圖四、順序控制與多地控制第一節(jié)電動機的全壓起動控制1.順序控制圖2-13順序控制原理圖2.多地控制第一節(jié)電動機的全壓起動控制圖2-14兩地控制原理圖第二節(jié)電動機的減壓起動控制一、串聯(lián)電阻減壓起動二、星形-三角形減壓起動三、自耦變壓器(補償器)減壓起動四、延邊三角形減壓起動第二節(jié)電動機的減壓起動控制圖2-15接觸器控制串聯(lián)電阻減壓起動控制原理圖一、串聯(lián)電阻減壓起動1.接觸器控制(1)減壓起動(2)停止2.時間繼電器控制(1)

7、起動P62.TIF(2)停止按下SB1即可實現(xiàn)。二、星形-三角形減壓起動1.按鈕、接觸器控制圖2-16時間繼電器控制串電阻減壓起動控制原理圖二、星形-三角形減壓起動圖2-17按鈕、接觸器控制-減壓起動控制原理圖二、星形-三角形減壓起動(1)電動機聯(lián)結減壓起動P63A.TIF(2)電動機聯(lián)結全壓運行(當電動機轉速上升到接近額定值時)二、星形-三角形減壓起動P63B.TIF(3)停止按下SB1即可實現(xiàn)。2.時間繼電器控制二、星形-三角形減壓起動P63C.TIF二、星形-三角形減壓起動圖2-18時間繼電器控制-減壓起動控制原理圖三、自耦變壓器(補償器)減壓起動圖2-19QJ3型補償器a)結構b)控制

8、電路1起動靜觸頭2熱繼電器3自耦變壓器4欠電壓保護裝置5停止按鈕6操作手柄7油箱1.手動控制三、自耦變壓器(補償器)減壓起動圖2-20時間繼電器控制自耦變壓器減壓起動控制原理圖三、自耦變壓器(補償器)減壓起動2.時間繼電器控制(1)起動P65.TIF三、自耦變壓器(補償器)減壓起動(2)停止按下SB1控制電路失電電動機M停轉。四、延邊三角形減壓起動圖2-21延邊三角形減壓起動電動機定子繞組的聯(lián)結方式a)原始狀態(tài)b)起動時c)正常運轉時四、延邊三角形減壓起動圖2-22延邊三角形減壓起動控制原理圖(1)起動四、延邊三角形減壓起動P67.TIF(2)停止按下SB1控制電路失電電動機M停轉。第三節(jié)電動

9、機的制動控制一、機械制動二、電力制動一、機械制動1.電磁抱閘斷電制動控制2.電磁抱閘通電制動控制一、機械制動圖2-23電磁抱閘斷電制動控制原理圖一、機械制動圖2-24電磁抱閘通電制動控制原理圖二、電力制動1.反接制動(1)負載倒拉反接制動它的基本原理是保持電源相序不變，當負載轉矩大于電動機的電磁轉矩時，電動機被負載拖著反轉，其轉向與旋轉磁場方向相反，電磁轉矩即起制動作用，限止了重物下降的速度。(2)電源反接制動它的基本原理是將電動機的三根電源線的任意兩根對調(diào)反接。圖2-25單向運行反接制動控制原理圖二、電力制動2.能耗制動圖2-26能耗制動原理圖(1)無變壓器半波整流能耗制動10kW以下小功率

10、電動機，二、電力制動可采用無變壓器半波整流能耗制動控制電路，見圖2-27。圖2-27無變壓器半波整流能耗制動控制原理圖a)控制電路b)定子繞組直流電通路二、電力制動(1)起動(2)停止制動P70.TIF(3)有變壓器的全波整流能耗制動10kW以上的電動機的能耗制動一般采用有變壓器的全波整流能耗制動，其控制原理圖見圖2-28。二、電力制動3.發(fā)電制動圖2-28有變壓器的全波整流能耗制動控制原理圖二、電力制動圖2-29發(fā)電制動原理圖第四節(jié)電動機的調(diào)速控制一、籠型異步電動機的調(diào)速二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速一、籠型異步電動機的調(diào)速1.雙速電動機的控制(1)雙速電動機定子繞組的聯(lián)結雙速電動機定子

11、繞組的聯(lián)結方法如圖2-30所示。圖2-30雙速電動機定子繞組的聯(lián)結方法a)低速聯(lián)結(4極)b)高速聯(lián)結(2極)一、籠型異步電動機的調(diào)速1)要使電動機低速工作時，只需將三相電源接至電動機繞組三角形聯(lián)結頂點的出線端U1、V1、W1上，其余三個出線端U2、V2、W2空著不外接，見圖2-30a。2)要使電動機以高速工作時，把電動機繞組三個出線端U1、V1、W1連接在一起，電源接到U2、V2、W2三個出線端上，見圖2-30b。(2)按鈕和接觸器控制雙速電動機按鈕和接觸器控制雙速電動機的控制原理圖如圖2-31所示。1)低速起動運轉:一、籠型異步電動機的調(diào)速P72A.TIF2)高速起動運轉:P72B.TIF

12、3)停止:按下SB1即可實現(xiàn)。一、籠型異步電動機的調(diào)速(3)時間繼電器控制雙速電動機時間繼電器控制雙速電動機的控制原理圖見圖2-32。圖2-31按鈕和接觸器控制雙速電動機的控制原理圖一、籠型異步電動機的調(diào)速圖2-32時間繼電器控制雙速電動機的控制原理圖一、籠型異步電動機的調(diào)速2.三速電動機的控制(1)三速電動機定子繞組的聯(lián)結三速電動機定子繞組的聯(lián)結方法見圖2-33。(2)按鈕和接觸器控制三速電動機按鈕和接觸器控制三速電動機的控制原理圖見圖2-34。1)低速起動運轉。2)低速轉為中速運轉。3)中速轉為高速運轉。圖2-33三速電動機定子繞組的聯(lián)結方法a)兩套繞組b)聯(lián)結(低速)c)聯(lián)結(中速)d)

13、聯(lián)結(高速)一、籠型異步電動機的調(diào)速圖2-34按鈕和接觸器控制三速電動機的控制原理圖二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速1.轉子繞組串接電阻起動控制(1)時間繼電器控制時間繼電器控制繞線轉子異步電動機起動控制原理圖見圖2-35。1)起動：二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速2)停止：按下SB1所有接觸器均釋放電動機M停轉。圖2-35時間繼電器控制繞線轉子異步電動機起動控制原理圖二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速(2)電流繼電器控制電流繼電器控制繞線轉子異步電動機起動控制原理圖見圖2-36。圖2-36電流繼電器控制繞線轉子電動機起動控制原理圖二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速2.轉子繞組串頻敏變阻器

14、起動控制圖2-37頻敏變阻器起動控制原理圖二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速(1)自動控制當轉換開關SA扳到自動位置(Z)，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電吸合并自鎖，電動機轉子繞組串接頻敏變阻器RF起動；同時，時間繼電器KT線圈得電，經(jīng)過一段延時時間以后，KT延時閉合動合觸頭延時閉合，中間繼電器KA線圈得電吸合并自鎖，它的動合觸頭閉合，使接觸器KM2線圈得電吸合，接觸器KM2的動合觸頭閉合，將頻敏變阻器RF短接，KM2動斷觸頭分斷使KT失電釋放，起動完畢。(2)手動控制當轉換開關SA扳到手動位置(S)，時間繼電器KT就不起作用了，利用按鈕SB3手動控制中間繼電器KA和接觸器KM2的動

15、作。3.凸輪控制器控制繞線轉子異步電動機二、繞線轉子異步電動機的起動和調(diào)速圖2-38凸輪控制器控制繞線轉子異步電動機的原理圖第五節(jié)直流電動機的控制一、直流電動機的起動二、直流電動機的正反轉三、直流電動機的制動四、直流電動機的調(diào)速一、直流電動機的起動1.并勵直流電動機的起動圖2-39并勵直流電動機起動控制原理圖一、直流電動機的起動P78.TIF2.他勵直流電動機的起動一、直流電動機的起動圖2-40他勵直流電動機起動控制原理圖3.串勵直流電動機的起動一、直流電動機的起動P79.TIF二、直流電動機的正反轉1.電樞反接法圖2-41串勵直流電動機起動控制原理圖二、直流電動機的正反轉圖2-42并勵直流電

16、動機正反轉控制原理圖二、直流電動機的正反轉圖2-43串勵直流電動機正反轉控制原理圖三、直流電動機的制動1.能耗制動圖2-44并勵直流電動機能耗制動控制原理圖2.反接制動三、直流電動機的制動圖2-45并勵直流電動機正反轉起動和反接制動控制原理圖(1)起動準備合上斷路器QF，勵磁繞組得電勵磁；三、直流電動機的制動使欠電流繼電器KA1得電吸合，同時時間繼電器KT1和KT2得電吸合，它們的延時閉合的動斷觸頭瞬時分斷，保證接觸器KM4和KM5處于失電狀態(tài)，使電動機在串入電阻下起動。(2)正轉起動按下正轉起動按鈕SB2，接觸器KMF得電吸合，KMF主觸頭閉合，電動機串入電阻R1和R2起動，KMF動斷觸頭分

17、斷，KT1和KT2失電釋放，KT1和KT2延時閉合的動斷觸頭先后延時閉合，使KM4和KM5先后得電吸合，它們的動合觸頭先后閉合切除電阻R1和R2，電動機全速正轉運行。(3)制動準備隨著電動機轉速的升高，反電動勢也增大，當反電動勢達到一定值時，電壓繼電器KV2得電吸合，KV2動合觸頭閉合，使KM2得電吸合，KM2的動合觸頭(79)閉合為反接制動做好準備。三、直流電動機的制動(4)反接制動按下停止按鈕SB1，接觸器KMF失電釋放，電動機失電慣性運轉，反電動勢仍很高，因此KV仍吸合，接觸器KM1得電吸合，KM1動斷觸頭分斷，使制動電阻RB接入電樞回路，KM1動合觸頭(325)閉合，使接觸器KMR得電

18、吸合，KMR主觸頭閉合，電樞通入反向電流，產(chǎn)生制動轉矩，電動機進行反接制動而迅速停轉。四、直流電動機的調(diào)速1.電樞回路串電阻調(diào)速2.改變主磁通調(diào)速圖2-46并勵直流電動機電樞回路串電阻調(diào)速原理圖四、直流電動機的調(diào)速圖2-47并勵直流電動機改變主磁通調(diào)速原理圖第六節(jié)同步電動機的控制一、三相同步電動機的起動二、三相同步電動機的制動一、三相同步電動機的起動1.控制原理(1)定子繞組電源的控制同步電動機定子繞組的電源根據(jù)需要可以是全壓起動，也可降壓起動。(2)轉子繞組加入勵磁的控制由于同步電動機起動時，必須待轉子轉速達到同步轉速的95%及以上時再投入勵磁，因而必須對電動機的轉速進行監(jiān)測。圖2-48按定

19、子電流原則加入勵磁的簡化原理圖一、三相同步電動機的起動2.控制電路圖2-49按定子電流原則加入勵磁的起動控制原理圖二、三相同步電動機的制動圖2-50簡化的同步電動機能耗制動原理圖二、三相同步電動機的制動1.標出圖2-51中各元件的文字符號，指出各圖控制電路接線是否正確?并說明會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象?圖2-51復習題1圖二、三相同步電動機的制動2.指出圖2-52中各正反轉控制電路接線是否正確?并說明會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象?3.畫出正反轉點動、起動的混合控制電路，并有過載保護和短路保護。4.畫出點動正反轉控制電路。5.按下列要求設計一個用按鈕和接觸器控制電動機M1和M2的控制電路。1)能同時控制兩臺電動機一起起動

20、和停止。2)能分別控制電動機M1及M2的起動和停止。6.按下列要求設計一個電動機M1的控制電路。1)能分別控制電動機起動、點動和停止。2)按停止按鈕后要延時20s后才能停止。二、三相同步電動機的制動7.在接觸器聯(lián)鎖正反轉控制電路中，為什么必須在控制電路中接入聯(lián)鎖觸頭?圖2-52復習題2圖二、三相同步電動機的制動8.設計一臺正反向直接起動及反接制動的控制電路。9.設計一個接觸器聯(lián)鎖、正反轉起動及半波整流能耗制動控制電路。10.按下列要求試畫出帶點動的雙重聯(lián)鎖正反轉控制電路。1)實現(xiàn)工作臺自動往復運動。2)工作臺到達兩端終點時停留5s后再自動返回，并進行往復運動。11.要求圖2-53按下列順序完成

21、所需動作，畫出其控制電路。圖2-53復習題11圖二、三相同步電動機的制動1)運動部件A從1到2。2)接著運動部件B從3到4。3)接著A從2回到1。4)最后B從4回到3后，兩個運動部件分別停在1、3原位。12.現(xiàn)要求三臺籠型電動機M1、M2和M3按一定順序起動，即M1起動后，M2才能起動；M2起動后，M3才能起動，試畫出其控制電路。13.在空調(diào)設備中的風機電動機的工作情況有如下要求：1)先開風機，再開壓縮機。2)壓縮機可自由停轉。3)風機停止時，壓縮機隨即自動停止。二、三相同步電動機的制動14.某機床主軸由一臺籠型異步電動機帶動，潤滑油泵由另一臺籠型電動機帶動，現(xiàn)要求：1)主軸必須在潤滑油泵開動后才能開動。2)主軸要求能用按鈕和接觸器實現(xiàn)正反轉，并能單獨停車。3)有短路、欠電壓及過載保護。15.按下列要求設計一個控制電路：1)分別用按鈕控制電動機M1和M2的起動和停止。2)按M1M2的順序起動。3)M1起動后延時1min，M2才能起動。4)按M2M1的順序停止。16.按下列要求設計一個控制電路：1)M1起動后延時30s，M2才能用