三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)長(zhǎng)動(dòng)控制原理

學(xué)習(xí)情境二三相異步電動(dòng)機(jī)的單向運(yùn)行控制2.1三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制原理2.1.5三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)/長(zhǎng)動(dòng)控制原理1.三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制線路的識(shí)讀三相異步電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行控制電路如圖2-57所示，在點(diǎn)動(dòng)控制電路的基礎(chǔ)上，在控制回路中增加了一個(gè)停止按鈕SB1，還在啟動(dòng)按鈕SB2的兩端并接了接觸器的一對(duì)輔助動(dòng)合觸點(diǎn)KM。圖2-57三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)基本控制線路電路控制原理如下：首先合上電源開關(guān)QF。啟動(dòng)流程如圖2-58所示。圖2-58電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)流程停止流程如圖2-59所示。用符號(hào)法分析如下：?jiǎn)?dòng)：SB2±——KM+自——M+停止：SB1±——KM－——M－圖2-59電動(dòng)機(jī)停止流程由此可以體會(huì)到并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕SB2兩端的接觸器常開輔助觸點(diǎn)，在接觸器線圈得電后閉合，此時(shí)即使松開SB2，控制線路即接觸器線圈回路也不會(huì)斷電，電動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)行。接觸器的這個(gè)常開觸點(diǎn)叫自鎖觸點(diǎn)。圖2-57所示的長(zhǎng)動(dòng)控制線路具有以下兩種電路保護(hù)形式：（1）短路保護(hù)：FU1保護(hù)主電路；FU2保護(hù)控制電路。（2）欠壓保護(hù)與失壓（零壓）保護(hù)：當(dāng)電源電壓下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩將顯著降低，影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而燒毀，采用長(zhǎng)動(dòng)控制線路就可避免上述事故的發(fā)生。因?yàn)楫?dāng)電源電壓低于接觸器線圈額定電壓85%左右時(shí)，接觸器KM就釋放了，主觸點(diǎn)打開，自動(dòng)切斷主電路，可以達(dá)到欠壓保護(hù)的目的。此外，在機(jī)床運(yùn)行過程中，因某種原因短時(shí)停電而導(dǎo)致機(jī)床停車，一旦故障排除，恢復(fù)供電，若電動(dòng)機(jī)會(huì)自行啟動(dòng)，很可能引起設(shè)備或人身事故。采用長(zhǎng)動(dòng)控制線路后，即使電源恢復(fù)供電，由于自鎖觸點(diǎn)已斷開，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)自行啟動(dòng)，從而避免了可能出現(xiàn)的事故，達(dá)到失壓保護(hù)的目的。除了以上幾種情況以外，若電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作在過載狀態(tài)下，也會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀，所以還必須考慮到長(zhǎng)期過載保護(hù)。圖2-57的控制電路則不具備長(zhǎng)期過載保護(hù)功能。若對(duì)圖2-57作相應(yīng)的改進(jìn)，如圖2-60所示。在主電路中串接入熱繼電器的熱元件，同時(shí)將熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)到控制回路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過載后，熱元件感測(cè)到后，隨著發(fā)熱增多，位移增大，熱繼電器動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)可使KM線圈回路斷開，KM主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，從而達(dá)到過載保護(hù)的目的。圖2-60具有過載保護(hù)的長(zhǎng)動(dòng)控制線路為什么電路中串接熱繼電器后就能起到過載保護(hù)？熱繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理是怎樣的？下面的內(nèi)容將作詳細(xì)的介紹。2.熱繼電器熱繼電器與電磁式繼電器不同，它是根據(jù)被控對(duì)象的溫度變化而動(dòng)作的繼電器，主要用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)允許短時(shí)過載，但長(zhǎng)期過載、欠電壓運(yùn)行或缺相運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的溫升就會(huì)超過額定工作溫升，導(dǎo)致繞組絕緣損壞，降低電動(dòng)機(jī)的壽命，必須予以保護(hù)。而熔斷器和過電流繼電器只能保護(hù)電動(dòng)機(jī)不超過允許的最大電流，并不能反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱狀況，因此，常采用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)。1）結(jié)構(gòu)和工作原理（1）熱繼電器的結(jié)構(gòu)

如圖2-61所示為熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸頭和動(dòng)作機(jī)構(gòu)組成。發(fā)熱元件1用鎳鉻合金絲等材料制成，直接串接在被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的主電路內(nèi)，它隨電流I的大小和時(shí)間的長(zhǎng)短而發(fā)出不同的熱量，從而加熱雙金屬片2。雙金屬片由兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片碾壓而成，右層為高膨脹系數(shù)的材料（如銅或銅鎳合金），左層為低膨脹系數(shù)的材料（如瓦鋼片）。雙金屬片2的一端固定，另一端為自由端，過度發(fā)熱會(huì)向左彎曲。

(a)未過載時(shí)

(b)過載發(fā)熱圖2-61熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖1-發(fā)熱元件；2-雙金屬片；3-推桿；4-溫度補(bǔ)償片；5-撥叉；6-調(diào)節(jié)彈簧；7-復(fù)位彈簧；8-復(fù)位按鈕；9-調(diào)節(jié)螺釘；10-支架

（2）熱繼電器的動(dòng)作原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，通過發(fā)熱元件1的電流使雙金屬片2向左彎曲，2推動(dòng)推桿3，3帶動(dòng)，撥叉5作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開以切斷電路，電動(dòng)機(jī)得到保護(hù)。圖中，感溫元件4用做溫度補(bǔ)償，調(diào)節(jié)螺釘9用于整定動(dòng)作電流熱繼電器由于其熱慣性，電路短路時(shí)不能立刻切斷電路，因此不能用做短路保護(hù)；電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或短路時(shí)過載也不會(huì)導(dǎo)致熱繼電器動(dòng)作，這種情況下只能采用能及時(shí)反映電動(dòng)機(jī)溫升變化的溫度繼電器作為過載保護(hù)。2）熱繼電器的型號(hào)熱繼電器的型號(hào)含義及圖形符號(hào)如圖2-62所示。（a）型號(hào)含義（b）熱元件（c）動(dòng)斷觸點(diǎn)圖2-62熱繼電器的型號(hào)含義及圖形符號(hào)熱繼電器有制成單個(gè)的（如常用的JR14型系列），也有和接觸器制成一體一同安裝在磁力起動(dòng)器的殼體之內(nèi)的（如JR14系列配QC10系列）。目前，一個(gè)熱繼電器內(nèi)一般有兩個(gè)或三個(gè)加熱元件通過雙金屬片和杠桿系統(tǒng)作用到同一常閉觸點(diǎn)上，如圖2-63所示為JR14-20/2型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-63熱繼電器的外形（a）（b）（c）JR0、JRl、JR2和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu)，是雙熱元件的熱繼電器，可以用做三相異步電動(dòng)機(jī)的均衡過載保護(hù)和定子繞組為Y連接的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)，但不能用做定子繞組為△連接的三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)。JRl6和JR20系列熱繼電器均為帶斷相保護(hù)的熱繼電器，具有差動(dòng)式斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)。選擇時(shí)主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式來確定熱繼電器的型號(hào)，在三相異步電動(dòng)機(jī)電路中，對(duì)Y連接的電動(dòng)機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，一般采用兩相結(jié)構(gòu)，即在兩相主電路中串接熱元件。但對(duì)于定子繞組為△連接的電動(dòng)機(jī)必須采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。3）熱繼電器的參數(shù)和選擇（1）主要參數(shù)①熱元件額定電流：熱元件能長(zhǎng)期流過但剛好不致引起觸

點(diǎn)動(dòng)作的電流。②殼架額定電流：熱繼電器觸點(diǎn)所允許通過的電流額定值。（2）主要參數(shù)的確定①熱元件的額定電流IMN=（0.95～1.05）Ie（Ie為負(fù)載額定電流）。②殼架額定電流大于熱元件額定電流。③選擇二相或三相。Y連接的電動(dòng)機(jī)，所以，可選二相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼

電器；△連接的電動(dòng)機(jī)或在電源和負(fù)載顯著不平衡、有斷相可能時(shí)，應(yīng)

選三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。④斷相保護(hù)。對(duì)于Y連接的電動(dòng)機(jī)，可不選；對(duì)于△連接的電動(dòng)機(jī)，一般

可選。

⑤安裝方式。安裝方式有插入式和獨(dú)立安裝式。插入式要與交流接觸器配

合使用?！纠?-3】

某380V電動(dòng)機(jī)，額定功率7.5kW，△連接，試選擇相應(yīng)的熱繼電器。

解：選擇JR16B系列熱繼電器，三相結(jié)構(gòu)式，帶斷相保護(hù)，獨(dú)立安裝式。

負(fù)載額定電流Ie=2×7.5kW=15（A），則熱元件額定電流為IMN=（0.95～1.05）Ie

=1×15=15（A）

查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)，取“16A”為熱元件的額定電流。

殼架額定電流大于熱元件額定電流，查表取“20A”，因此，所選熱繼電

器型號(hào)為JR16B-20/3D16。3.三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)/長(zhǎng)動(dòng)混合控制線路的識(shí)讀在生產(chǎn)實(shí)際中，常遇到既要點(diǎn)動(dòng)又要長(zhǎng)動(dòng)的控制線路。這些線路的主電路都是一樣的，僅是控制線路的不同，如圖2-64所示。(a)主電路

(b)用開關(guān)

(c)用復(fù)合按鈕

(d)用中間繼電器圖2-64長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)控制線路圖2-64分別為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)的各個(gè)線路。圖（b）是用手動(dòng)開關(guān)SA實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制線路（打開SA為點(diǎn)動(dòng)，閉上SA為長(zhǎng)動(dòng)）；圖（c）用按鈕SB2實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)，用SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)；圖（d）是利用中間繼電器KA實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)的控制線路（按SB2為長(zhǎng)動(dòng)，按SB3為點(diǎn)動(dòng)）。（1）圖2-64（b）是在長(zhǎng)動(dòng)控制線路的自保電路中串聯(lián)一個(gè)開關(guān)SA，當(dāng)SA打開時(shí)，按下SB2為點(diǎn)動(dòng)操作；當(dāng)SA合上時(shí)，按下SB2為長(zhǎng)動(dòng)操作。其工作原理用符號(hào)法表示如下：當(dāng)SA－SB2±——KM±——M±

電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)當(dāng)SA+啟動(dòng)：SB2±——KM+自——M+電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)

停止：SB1±——KM－——M－

其中：SA－及SA+分別表示斷開和合上開關(guān)，SB2±及SB1±表示按下又釋放按鈕；KM±表示接觸器線圈得電又失電，KM+自表示接觸器線圈得電并自鎖；M+及M－表示電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與停止。（2）圖2-64（c）是在長(zhǎng)動(dòng)控制線路的自保電路上增加一只復(fù)合按鈕。按下SB3，常開觸點(diǎn)接通了接觸器線圈，而常閉觸點(diǎn)觸點(diǎn)切斷了自鎖回路，使其失去自鎖功能而只有點(diǎn)動(dòng)功能。放開SB3時(shí)，先斷開常開觸點(diǎn)，后閉合常閉觸點(diǎn)，在這一過程中，接觸器失電已使自保觸點(diǎn)斷開，接觸器不可能繼續(xù)得電，因此，SB3是點(diǎn)動(dòng)按鈕。電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)SB3±——KM±——M±電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)

啟動(dòng)：SB2±——KM+自——M+

停止：SB1±——KM－——M－（3）圖2-64（d）是在控制回路中增加了一個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3和一個(gè)中間繼電器KA（在控制電路中起信號(hào)傳遞、放大的作用，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相似，其典型型號(hào)JZ7相當(dāng)一個(gè)最小的交流接觸器）。按下SB2，中間繼電器KA得電自保并使接觸器KM得電，KM主觸點(diǎn)閉合使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行。按SB1可使KA和KM同時(shí)失電，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)；按下SB3，只能使KM得電，因其沒有自保，所以是點(diǎn)動(dòng)操作。電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)SB3±——KM±——M±電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)

啟動(dòng)：SB2±——KA+自——KM+——M+

停止：SB1±——KA－——KM－——M－

比較上述三種線路如下：（a）圖比較簡(jiǎn)單，它是以開關(guān)的打開與閉合來區(qū)別點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)。由于啟動(dòng)都是用同一按鈕SB2控制的，所以如果疏忽了開關(guān)操作，就會(huì)混淆長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)的作用。（b）圖雖然將點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)按鈕分開了，但當(dāng)接觸器鐵芯因剩磁而發(fā)生緩慢釋放時(shí)，就會(huì)有點(diǎn)動(dòng)變長(zhǎng)動(dòng)的危險(xiǎn)。例如，在釋放SB3時(shí)，它的常閉觸點(diǎn)應(yīng)該是在KM自鎖觸點(diǎn)斷開后才閉合，如果接觸