《電氣控制基礎(chǔ)》

小結(jié)第二章電氣控制基礎(chǔ)§2-1電氣控制線路圖的基本概念和繪制§2-2電氣控制線路的基本電路保護環(huán)節(jié):短路、過流、過載、過壓、失壓(欠壓)、極限保護等。控制環(huán)節(jié):長動與點動、互鎖、優(yōu)先、多地點與多條件、順序、工作循環(huán)自動控制等精選ppt

常用方式：定子串電阻或電抗器降壓起動

Y—

△

降壓起動

自耦變壓器減壓起動

(1)全壓直接起動

常用方式：采用刀開關(guān)直接起動采用接觸器直接起動

(2)降壓起動小結(jié)§2-4異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路§2-3鼠籠式異步電動機的起動控制線路精選ppt綜合練習(xí)1、接觸器線圈電壓是多少？2、如果接觸器線圈電壓為220V,控制線路做何改變？精選ppt兩臺電動機傳送帶的順序控制電路綜合練習(xí)[M1先啟t1后→

M2啟；停時：M2停后t2→M1再停]精選ppt由于生產(chǎn)設(shè)備可轉(zhuǎn)動部分具有機械慣性，因此三相異步電動機從切除電源、利用機械摩擦等阻力使其自然停車，總要經(jīng)歷一段時間，而這往往不能適應(yīng)許多機械設(shè)備的工藝要求。例如萬能銑床、臥式鏜床、組合機床等機械設(shè)備的主軸都要求能迅速停車和準(zhǔn)確定位，這就要求對電動機進行制動控制，迫使其立即停車?！?-5異步電動機制動控制線路Flash精選ppt

電動機制動的方法一般有兩類：

§2-5異步電動機制動控制線路

電氣制動

實質(zhì)上是在電動機停車過程中，產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子原來旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機轉(zhuǎn)速迅速下降。機械制動

就是利用電磁鐵操縱機械裝置進行的制動。例如電磁抱閘制動器（在吊車、卷揚機、電梯設(shè)備上常用）等，可使電動機在切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)。精選ppt§2-5異步電動機制動控制線路

一.能耗制動控制線路

方法：在切斷電動機的三相交流電源后，立即在定子繞組中通入一個直流電源，以產(chǎn)生一個恒定的磁場，而因慣性旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組則切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，繼而產(chǎn)生與慣性轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對轉(zhuǎn)子起到制動作用。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速降至零時，再切除直流電源。

對于三相籠型異步電動機，常用的電氣制動方法有兩種：能耗制動和反接制動。

精選ppt這種消耗轉(zhuǎn)子的機械能，并將其轉(zhuǎn)化成電能，從而產(chǎn)生制動力的制動方法，稱為能耗制動法。

§2-5異步電動機制動控制線路下面介紹兩種單向能耗制動控制線路:復(fù)合按鈕手動控制

時間繼電器自動控制精選ppt§2-5異步電動機制動控制線路圖(a).復(fù)合按鈕手動制動控制線路[在停車時,要按下按鈕SB1,一直到制動結(jié)束才放開按鈕.]能耗制動作用的強弱與通入直流電流的大小和制動開始時電動機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，在同樣的轉(zhuǎn)速下，電流越大，制動作用越強。該電流的大小可由可調(diào)電阻來調(diào)節(jié)。該電流一般取為電動機額定電流的2-3倍。精選ppt§2-5異步電動機制動控制線路圖(b).時間繼電器自動制動控制線路

[延時時間的控制可由電動機功率和拖動情況來決定]精選ppt

特點：電動機能耗制動時，制動轉(zhuǎn)矩隨電動機的慣性轉(zhuǎn)速下降而減小，故制動平穩(wěn)且能量消耗小，但是制動力較弱，特別是低速時尤為突出，另外控制系統(tǒng)需附加直流電源裝置。一般在重型機床中常與電磁抱閘配合使用，先能耗制動，待轉(zhuǎn)速降至一定值時，再令抱閘動作，可有效實現(xiàn)準(zhǔn)確、快速停車。能耗制動一般用于制動要求平穩(wěn)準(zhǔn)確、電動機容量大和起制動頻繁的場合，如磨床、龍門刨床及組合機床的主軸定位等等?！?-5異步電動機制動控制線路精選ppt

二.反接制動控制線路電動機反接制動的方法為：要停車時，將電動機上的三相電源相序切換，使之產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，電機的轉(zhuǎn)速就會迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時，再將電源切除?！?-5異步電動機制動控制線路問題是：如果將正在正向運行的電動機的電源一反接，其轉(zhuǎn)速就會由正轉(zhuǎn)急劇降到零，若反接電源不及時切除，電機又會從零速反向起動運行。精選ppt

如何在電動機轉(zhuǎn)速降為零時及時切除電源呢？控制電路采用了速度繼電器來完成，速度繼電器轉(zhuǎn)子與電動機的軸同軸相連，電動機的轉(zhuǎn)速即反映為速度繼電器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。速度繼電器的工作原理是：當(dāng)速度繼電器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于120rpm時，其觸點動作;而當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100rpm時，其觸點復(fù)位。§2-5異步電動機制動控制線路精選ppt

另外，由于反接制動時旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的相對速度很大，接近兩倍的同步轉(zhuǎn)速，因此電流很大，所以對于鼠籠式電動機，常在定子電路中串接電阻；對于繞線式電動機，則在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻，此電阻稱為反接制動電阻。可三相均衡串接，也可兩相串接，兩相串接電阻的阻值應(yīng)為三相串接的1.5倍。§2-5異步電動機制動控制線路下面介紹反接制動的控制線路:精選ppt§2-5異步電動機制動控制線路單向起動反接制動控制線路當(dāng)電動機在運轉(zhuǎn)時，速度繼電器的常開觸點閉合，為KM2的得電作好準(zhǔn)備。制動時按SB1,KM2得電制動,

當(dāng)n＜100rpm時,則KS打開,制動過程結(jié)束。精選ppt雙向起動反接制動電路§2-5異步電動機制動控制線路精選ppt

電動機反接制動方式的優(yōu)點是：制動力大，效果顯著。缺點是：制動準(zhǔn)確性差，制動過程沖擊力大，易損壞傳動部件，而且使電網(wǎng)供給的電磁功率與拖動系統(tǒng)的機械功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C轉(zhuǎn)子的熱損耗，其能量損耗大，故應(yīng)限制反接制動次數(shù)。一般用于系統(tǒng)慣性較大，制動要求迅速，起制動不頻繁的場合。如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動?！?-5異步電動機制動控制線路精選pptC650型臥式車床電氣控制線路圖雙向起動反接制動控制線路精選ppt

在同一負(fù)載下，人為地將電動機的轉(zhuǎn)速從某一數(shù)值改變?yōu)榱硪粩?shù)值，來符合生產(chǎn)機械工作的需要稱為調(diào)速。例如：在金屬切削機床上加工零件，為保證零件加工質(zhì)量，主軸的轉(zhuǎn)速隨著工件和刀具的材料、工件的直徑、加工工藝要求及走刀量等的不同而不同?！?-6

異步電動機的調(diào)速控制線路精選ppt長期以來，在電動機的調(diào)速領(lǐng)域中，直流調(diào)速方案一直占有主要地位。20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子學(xué)與電子技術(shù)的發(fā)展，使得采用半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)，特別是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力傳動的進一步開發(fā)創(chuàng)造了有利的條件。§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路精選ppt

實際應(yīng)用中，交流調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)速性能優(yōu)良，而且還具有節(jié)約能源、減少維護費用、節(jié)約占地面積等優(yōu)點，尤其是在大容量或工作于惡劣環(huán)境時，更為直流拖動所不及。因此了解和掌握交流調(diào)速的原理和方法，熟悉交流傳動控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展，已經(jīng)成為從事機電傳動與控制的人士十分關(guān)注的一個領(lǐng)域?！?-6

異步電動機的調(diào)速控制線路精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：n=60f

(1-s)/p可知異步電動機的調(diào)速方法有改變頻率

f

、改變極對數(shù)p

和改變轉(zhuǎn)差率

s

三種。我國電網(wǎng)頻率是固定的50Hz，改變電源頻率需要專門的變頻裝置，且控制電路復(fù)雜、成本較高，雖可實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，是一種理想的調(diào)速方法，但由于其成本較高，故在普通的中小型設(shè)備中應(yīng)用較少。精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路而改變轉(zhuǎn)差率s的方法，又可通過調(diào)節(jié)定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電壓、定轉(zhuǎn)子供電頻率差以及采用串級調(diào)速等方法來實現(xiàn)，從而派生出很多種調(diào)速的方法。根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：n=60f

(1-s)/p可知異步電動機的調(diào)速方法有改變頻率

f

、改變極對數(shù)p

和改變轉(zhuǎn)差率

s

三種。精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：n=60f

(1-s)/p可知異步電動機的調(diào)速方法有改變頻率

f

、改變極對數(shù)p

和改變轉(zhuǎn)差率

s

三種。較常采用的調(diào)速方法：改變極對數(shù)調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路

轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速的方法只適用于繞線式異步電動機。它簡單可靠，屬于有級調(diào)速；若在轉(zhuǎn)子電路中串入一個調(diào)速變阻器，便可以實現(xiàn)平滑地?zé)o級變速，但這要消耗大量的電能，不經(jīng)濟。并且隨轉(zhuǎn)速降低，特性變軟。因此這種調(diào)速方法大多用在短期重復(fù)運轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械中。如起重運輸設(shè)備中。較常采用的調(diào)速方法：改變極對數(shù)調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路實際中還存在著大量的生產(chǎn)機械，它們并不需要連續(xù)平滑的調(diào)速，只需幾種特定的轉(zhuǎn)速，而且對起動性能沒有高要求，一般只在空載或輕載下起動。因此在這種情況下，可采用變磁極對數(shù)的調(diào)速方法，即改變定子繞組的接線，來改變極對數(shù)。較常采用的調(diào)速方法：改變極對數(shù)調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路由于繞線式異步電動機改變定子磁極對數(shù)后，轉(zhuǎn)子繞組也要重新組合，生產(chǎn)中難以實現(xiàn)。而鼠籠式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組本身并無固定的極對數(shù)，它隨定子繞組極對數(shù)的改變而變化。故變磁極對數(shù)的調(diào)速方法只適用于鼠籠式異步電動機。較常采用的調(diào)速方法：改變極對數(shù)調(diào)速轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速精選ppt一.三相鼠籠式異步電動機定子繞組改變極對數(shù)的原理：§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路

磁極對數(shù)p的改變?nèi)Q于電動機定子繞組的結(jié)構(gòu)和接線。下面只以三相定子繞組中的一相(U1U2)為例來說明:U1U2U1U2NSp

=

1

可見，可產(chǎn)生唯一的一對磁場磁極。

如果每相繞組都是由兩個線圈串聯(lián)或并聯(lián)組成，結(jié)果就不唯一了。精選ppt變極調(diào)速原理NNSSA1X1A2X2每相繞組中兩個線圈串聯(lián)時(p=2)

A1X1A2X2NSA1A2X1X2每相繞組中兩個線圈并聯(lián)時(p=1)

A1X1A2X2§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路n=60f

(1-s)/p精選ppt①①①②②②U1V1W1U2V2W2(b)雙星形聯(lián)接§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路U1U2V1V2W1W2①②①①②②(a)三角形聯(lián)接變極調(diào)速原理nYY=2n△精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路變極調(diào)速原理(a)星形聯(lián)接U1U2V1V2W1W2①②①①②②O(b)雙星形聯(lián)接①①①②②②U1V1W1U2V2W2OnYY=2nY

精選ppt可見，通過改變定子繞組中線圈的接線，就可得到不同的磁場極對數(shù)，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。若在定子上安裝兩套獨立的三相繞組，而且各自又具有所需的磁極對數(shù)，兩套獨立繞組中的每一套又有不同的接線，這樣就可以分別得到雙速、三速或四速電動機，通常稱為多速電動機?！?-6

異步電動機的調(diào)速控制線路精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路下面以雙速電動機為例來分析這類電動機的變速控制線路。

二.雙速電動機高低速控制線路在圖(a)中，定子繞組由Y形改接成YY形，即每相繞組由串聯(lián)改成并聯(lián)，故極對數(shù)減少了一倍?？梢宰C明，此時轉(zhuǎn)矩維持不變，而功率增加一倍，即屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。U1U2X1X2ACBU1U2X1X2ABC圖(a)Y-YY精選ppt§2-6

異步電動機的調(diào)速控制線路在圖(b)中，定子繞組由△形改接成

YY

形時,

極對數(shù)也減小一倍,也可證明,此時功率基本維持不變,而轉(zhuǎn)矩約減小了一倍,即屬于恒功率調(diào)速。U1U2X1X2ACBU1U2X1X2ABC圖(b)△-YY

二.雙速電動機高低速控制線路下面以雙速電動機為例來分析這類電動機的變速控制線路。精選ppt

為了使電動機在改變磁極對數(shù)后仍能維持原來的轉(zhuǎn)向不變，就必須在改變極對數(shù)的同時，改變?nèi)嗬@組接線的相序(例如將B、C兩相對換),這是設(shè)計