《維修電工實訓(xùn)(初、中級)》課件第6章

第6章電動機的基本控制線路 及其安裝、調(diào)試與維修6.1三相交流異步電動機的正轉(zhuǎn)控制6.2三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制6.3三相異步電動機順序控制和多地控制6.4三相異步電動機降壓啟動控制6.5三相異步電動機的制動6.6三相異步電動機的變極調(diào)速6.7直流電動機的控制6.1三相交流異步電動機的正轉(zhuǎn)控制

6.1.1點動控制線路

圖6.1是三相電動機的點動控制電氣原理圖，左側(cè)所示是主電路，右側(cè)所示是縱向排列的控制電路。圖6.1點動接觸控制電路圖為了能比較直觀地讀圖，也可把控制電路改為如圖6.2所示的橫向畫法。需要說明的是，本章所有單獨畫出的交流控制電路，其電源線都是從主電路的熔斷器后面引出的，且控制回路的兩根電源線可以在主電路的三根線中任取。圖6.2橫向畫法的控制回路電路圖正轉(zhuǎn)點動工作時，合上三相電源開關(guān)Q，接通電源，此時電動機仍不能轉(zhuǎn)動，因為主電路中交流接觸器的主觸點未閉合，電路依然不通。按下啟動按鈕SB，控制電路接通電源，位于控制電路中的交流接觸器KM吸引線圈得電，KM主觸點吸合，電動機與電源接通，開始正向轉(zhuǎn)動。松開按鈕SB，交流接觸器KM吸引線圈失電，主觸點斷開，電動機停止轉(zhuǎn)動。上述控制過程也可如下表示：

啟動：按下啟動按鈕SBKM線圈得電KM主觸點閉合電動機正向轉(zhuǎn)動。

停止：松開啟動按鈕SBKM線圈失電KM主觸點斷開電動機停止轉(zhuǎn)動。6.1.2具有過載保護的接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路

對需要長時間工作的電動機，使用點動控制線路顯然不合適，必須采用自鎖控制線路。圖6.3是三相電動機的正轉(zhuǎn)自鎖控制電氣原理圖。需正轉(zhuǎn)連續(xù)工作時，合上三相電源開關(guān)Q，接通電源，按下啟動按鈕SB2，控制電路接通電源，位于控制電路中的交流接觸器KM吸引線圈得電，主觸點及輔助動合觸點同時吸合，電動機與電源接通，開始正向轉(zhuǎn)動。圖6.3正轉(zhuǎn)自鎖接觸控制電路圖由于交流接觸器輔助動合觸點的閉合，松開按鈕SB2后，吸引線圈KM仍然接通電源，因此把與按鈕SB2并聯(lián)的輔助動合觸點KM稱為自鎖觸點。按下停止按鈕SB1，交流接觸器的吸引線圈KM失電，主觸點及輔助動合觸點斷開、恢復(fù)原狀，電動機停止轉(zhuǎn)動。其工作次序如下：

圖6.3所示控制電路具有三種保護功能：

1．短路保護

電路中FU1、FU2起到短路保護作用。一旦電路發(fā)生短路事故，熔絲立即熔斷，電動機立即停止運行。

2．過載保護

電路中熱繼電器起到過載保護作用。如電路發(fā)生過載，主電路中的電流增大到超過電動機額定電流，使串接在主電路中的發(fā)熱元件過熱，將熱繼電器中的動斷觸點斷開，導(dǎo)致控制電路中的交流接觸器吸引線圈KM失電，主觸點斷開，電動機立即停止運行。當(dāng)電動機缺相運行時，其他兩相的電流會升高，由于熱繼電器的三個發(fā)熱元件分別串接在主電路的各相線上，因此熱繼電器還可起到斷相保護作用。

3．失壓保護

電路中交流接觸器還起到失壓(零壓)保護作用。在電動機正常運行時，電源突然斷電或電源電壓嚴重下降時，吸引線圈KM失電，自動切斷主電路和自鎖回路，電動機停止運行。當(dāng)電源恢復(fù)供電時，電動機不能自行啟動，必須重新按下啟動按鈕SB2才能重新運行。如果不采用交流接觸器控制而直接用刀開關(guān)進行手動控制，那么當(dāng)發(fā)生突然斷電且未及時拉斷刀開關(guān)的情況下電源重又恢復(fù)供電，電動機將自行啟動，可能造成人身和設(shè)備傷害事故。6.1.3點動加自鎖控制

點動加自鎖控制電路如圖6.4所示，其中SB2是自鎖運行按鈕，SB3是點動運行按鈕。當(dāng)按下SB2時，接觸器KM得電，KM動合觸點閉合，電動機運行，同時與SB3動斷觸點串聯(lián)的KM動合觸點閉合，形成自鎖回路。當(dāng)按下SB3時，接觸器KM得電，KM動合觸點閉合，電動機運行，此時SB3動斷觸點斷開，使SB3動斷觸點與KM動合觸點回路不能形成自鎖，實現(xiàn)點動操作。圖6.4點動加自鎖控制電路圖(一)圖6.5所示為點動加自鎖控制的另外兩種形式。

在圖6.5(a)所示電路中，若轉(zhuǎn)換開關(guān)SA打開，只能點動；若轉(zhuǎn)換開關(guān)SA閉合，則自鎖電路接通，電動機能夠連續(xù)運行。

圖6.5(b)是采用中間繼電器實現(xiàn)點動的控制單元。利用點動啟動按鈕SB3控制中間繼電器KA，KA的動合觸點控制接觸器KM，再控制電動機實現(xiàn)點動。當(dāng)需要連續(xù)控制時，按下SB2按鈕，接觸器KM得電并自鎖。需要停止時按下SB1按鈕。圖6.5點動加自鎖控制電路圖(二)6.1.4實訓(xùn)

實訓(xùn)1接觸器點動控制線路的安裝

1．實訓(xùn)目的

(1)熟悉交流接觸器、按鈕和熔斷器的使用方法。

(2)了解控制電器對電動機運行的控制作用。

(3)獨立完成三相籠型異步電動機點動控制線路的接線和點動控制線路的操作。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，交流接觸器，按鈕，三相電動機，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。熟悉電動機銘牌上的參數(shù)與各低壓電器上的額定電壓、電流，注意所用器材的額定電壓是否與使用的電源一致，并用萬用表電阻擋檢查動合、動斷觸點、吸引線圈和發(fā)熱元件的通、斷狀況。

(2)固定元器件。將元件固定在控制板上。要求元件安裝牢固，并符合工藝要求。點動控制元器件布置如圖6.6所示。若線路安裝在控制箱內(nèi)，則按鈕SB安裝在控制箱面板上。圖6.6點動控制線路器件布置參考圖

(3)安裝主電路。根據(jù)電動機容量選擇主電路導(dǎo)線，按圖6.1左半部分所示的電路圖接主電路。接線時，一定要按先接主回路，再接控制回路的順序進行。接主電路時，主回路的三根電線應(yīng)并行往下接，并按上進下出的規(guī)則接線，即器件的上端頭接線靠近電源，下端頭接線靠近負載。接觸器KM下端頭的出線須接至接線端子XT，再由XT下側(cè)接至電動機。接線不能松動，露出銅線不能過長，不能壓絕緣層，從一個接線柱到另一個接線柱的導(dǎo)線必須是連續(xù)的，中間不能有接頭，不得損傷導(dǎo)線的絕緣和線芯。各個電氣元件與行線槽之間的導(dǎo)線，應(yīng)盡可能做到橫平豎直，變換走向要垂直。進入行線槽內(nèi)的導(dǎo)線要完全置于行線槽內(nèi)，并要盡可能避免交叉。確定走線的方向應(yīng)合理。剝線后導(dǎo)線彎曲要順螺紋的方向。一般一個接線端子只能連接一根導(dǎo)線，最多接兩根導(dǎo)線。裝線時不要超過行線槽容量的70%，這樣既便于蓋上線槽蓋，又便于以后的裝配和維修。板面導(dǎo)線敷設(shè)必須平直，各接點接線必須合理、緊密。

(4)安裝控制電路。選擇控制電路導(dǎo)線，按圖6.1右半部分所示的電路圖接控制電路。接控制電路時，按從上到下，從左到右的順序接線。

(5)接線檢查。按電路圖從電源端開始，逐段核對接線有無漏接、錯接之處，檢查導(dǎo)線接點是否符合要求，壓接是否牢固，以免帶負載運行時產(chǎn)生閃弧現(xiàn)象。

(6)控制電路線路測試。

①萬用表準(zhǔn)備工作。用萬用表測試控制電路接線情況。測試時，應(yīng)選用倍率適當(dāng)?shù)碾娮钃酢?/p>

②按鈕回路測試。斷開電源，斷開主電路。將萬用表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。按下按鈕SB時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。

(7)主電路線路測試。斷開電源，用萬用表檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。用手動來按下交流接觸器KM觸頭架，使其主觸點閉合，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值(根據(jù)電動機功率大小而定)。

(8)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤，方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。

注意：電路送電后一定要注意安全，不要用身體的任何部位接觸金屬體。若發(fā)現(xiàn)電動機在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)卡阻或發(fā)出異常聲響，應(yīng)立即停車，以免造成人身與設(shè)備事故。

實訓(xùn)2接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路的安裝

1．實訓(xùn)目的

(1)熟悉交流接觸器、按鈕、熔斷器和熱繼電器的使用方法。

(2)獨立完成三相籠型異步電動機的正轉(zhuǎn)控制線路的接線和正轉(zhuǎn)控制線路的操作。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，按鈕，三相電動機，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。熟悉電動機銘牌上的參數(shù)與各低壓電器上的額定電壓、電流，注意所用器材的額定電壓是否與使用的電源一致，并用萬用表電阻擋檢查動合、動斷觸點、吸引線圈和發(fā)熱元件的通、斷狀況。

(2)固定元器件。將元件固定在控制板上。要求元件安裝牢固，并符合工藝要求。正轉(zhuǎn)自鎖控制元器件布置參考圖如圖6.7所示。其中按鈕SB1、SB2可組裝在一個按鈕盒上。若線路安裝在控制箱內(nèi)，則按鈕SB1、SB2安裝在控制箱面板上。圖6.7正轉(zhuǎn)自鎖控制線路器件布置參考圖

(3)安裝主電路。根據(jù)電動機容量選擇主電路導(dǎo)線，按圖6.3左半部分所示的電路圖接主電路。

接線時，一定要按先接主回路，再接控制回路的順序進行。接主電路時，主回路的三根電線應(yīng)并行往下接，并按上進下出的規(guī)則接線，即器件的上端頭接線靠近電源，下端頭接線靠近負載。接觸器KM下端頭的出線須接至接線端子XT，再由XT下側(cè)接至電動機。接線不能松動，露出銅線不能過長，不能壓絕緣層，從一個接線柱到另一個接線柱的導(dǎo)線必須是連續(xù)的，中間不能有接頭，不得損傷導(dǎo)線的絕緣和線芯。各個電氣元件與行線槽之間的導(dǎo)線，應(yīng)盡可能做到橫平豎直，變換走向要垂直。進入行線槽內(nèi)的導(dǎo)線要完全置于行線槽內(nèi)，并要盡可能避免交叉。確定走線的方向應(yīng)合理。剝線后導(dǎo)線彎曲要順螺紋的方向。一般一個接線端子只能連接一根導(dǎo)線，最多接兩根導(dǎo)線。裝線時不要超過行線槽容量的70%，這樣既便于蓋上線槽蓋，又便于以后的裝配和維修。板面導(dǎo)線敷設(shè)必須平直，各接點接線必須合理、緊密。

(4)安裝控制電路。選擇控制電路導(dǎo)線，按圖6.3右半部分所示的電路圖接控制電路。接控制電路時，按從上到下，從左到右的順序接線。即接控制電路時，應(yīng)按支路接線，即第一條支路接到底后再接第二條支路。對于初學(xué)者這種方法不容易出錯。

(5)接線檢查。按電路圖從電源端開始，逐段核對接線有無漏接、錯接之處，檢查導(dǎo)線接點是否符合要求，壓接是否牢固，以免帶負載運行時產(chǎn)生閃弧現(xiàn)象。

(6)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①萬用表準(zhǔn)備工作。用萬用表檢查控制電路接線情況。檢查時，應(yīng)選用倍率適當(dāng)?shù)碾娮钃?，若是指針式萬用表，需調(diào)零。

②按鈕回路測試。將表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。按下按鈕SB時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。

③自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB2，按下KM觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)也應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值。④停車控制測試。按下啟動按鈕SB2，萬用表顯示接觸器線圈的直流電阻值，再按下停止按鈕SB1(SB1、SB2同時按)，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?/p>

(7)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路。用萬用表檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動來按下交流接觸器，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(8)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤，方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。

6.2三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制

生產(chǎn)實踐中，許多設(shè)備均需要兩個相反方向的運行控制，例如：小車的前進及后退，機床主軸的正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)、起重機的提升與下降等。此類控制均可通過電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。由電動機原理可知，控制電動機的正反轉(zhuǎn)，其基本方法是改變?nèi)嚯娫吹南嘈?。即電動機進線中任意兩相對調(diào)，即可實現(xiàn)電動機的反向運轉(zhuǎn)。

對控制電路有兩個基本要求：

(1)需要設(shè)置兩個交流接觸器，一個控制電動機的正轉(zhuǎn)，另一個控制電動機的反轉(zhuǎn)。

(2)在控制電路中兩個交流接觸器千萬不能同時接通，否則將會造成嚴重的相間短路事故。

6.2.1接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路

通常情況下，電動機正反可逆運行操作的控制電路圖如圖6.8所示。圖6.8(a)是電動機正反轉(zhuǎn)的主電路，主電路含有兩對交流接觸器的主觸點，其中有兩相主觸點是換相連接。圖6.8(b)是電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。圖6.8正反轉(zhuǎn)控制電路圖(“正－停－反”控制)該電路中，電動機從正轉(zhuǎn)改變?yōu)榉崔D(zhuǎn)必須按一次停止按鈕和一次啟動按鈕，實現(xiàn)“正－停－反”控制。其工作過程如下：

為避免操作時按錯按鈕，出現(xiàn)主觸點KM1與KM2同時閉合，造成電源短路的情況。該電路將兩個交流接觸器的輔助動斷觸點KM1和KM2分別串接在對方的吸引線圈控制電路中，形成相互制約的控制，這種方法稱為電氣互鎖。起互鎖作用的輔助動斷觸點稱為互鎖觸點。6.2.2按鈕接觸器復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路

“正－停－反”控制電路解決了因按錯按鈕而造成電路相間短路的問題，但電動機從正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)依然得先按一次停止按鈕后再按一次啟動按鈕，浪費時間。

圖6.9將圖6.8中的啟動按鈕均換為復(fù)合按鈕，則該電路為按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的控制電路。實現(xiàn)“正－反－?！笨刂?。圖6.9按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路圖(“正－反－停”控制)對于要求電動機運行時進行頻繁正反轉(zhuǎn)切換的，可采用圖6.9所示的控制電路。圖中的正反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2、SB3采用復(fù)合按鈕，即把兩個按鈕中的動斷觸點分別串接到對方的控制電路中，在操作時兩個觸點同時動作，利用按鈕動合、動斷觸點機械連接，以實現(xiàn)互鎖，這種互鎖稱為按鈕機械互鎖。當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)時，不需先停機，只要直接按反轉(zhuǎn)按鈕SB3，電動機即可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。其工作過程如下：6.2.3行程開關(guān)自動控制的正反轉(zhuǎn)

在生產(chǎn)實踐中，有些生產(chǎn)機械的工作臺需要自動往復(fù)運動，如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床等。自動往復(fù)循環(huán)控制是一種利用行程開關(guān)按機床運動部件的位置或機件的位置變化來進行的控制，通常稱為行程控制。生產(chǎn)中常見的自動循環(huán)控制有龍門刨床、磨床等生產(chǎn)機械的工作臺的自動往復(fù)控制，工作臺行程示意如圖6.10所示，其控制電路如圖6.11所示。圖6.10工作臺行程示意圖6.11用行程開關(guān)控制工作臺前進后退的控制電路行程開關(guān)SQ1、SQ2分別裝在機床床身上，撞塊固定在工作臺上，工作臺由電動機M帶動。隨著工作臺的移動，撞塊會撞擊裝在床身上的行程開關(guān)SQ1、SQ2，使其觸點動作，改變控制電路的通斷狀態(tài)，實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)，帶動工作臺自動往復(fù)。SQ3、SQ4為超行程限位行程開關(guān)，當(dāng)工作臺發(fā)生超行程時起保護作用。工作在原位時，撞塊將原位行程開關(guān)SQ1壓下，串接在反轉(zhuǎn)控制電路中的動斷觸點SQ1被斷開，此時電動機不能實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，KM1得電且自鎖，電動機正轉(zhuǎn)，工作臺前進(此時行程開關(guān)SQ1復(fù)原，串接在反轉(zhuǎn)控制電路中SQ1的動斷觸點被釋放閉合)。當(dāng)工作臺前進到達終點時，撞塊壓下行程開關(guān)SQ2，串接在正轉(zhuǎn)控制電路中SQ2的動斷觸點被壓下斷開，使吸引線圈KM1失電、電動機停轉(zhuǎn)。與此同時，將反轉(zhuǎn)控制電路中SQ2的動合觸點壓合，電動機立即反轉(zhuǎn)，帶動工作臺后退(此時行程開關(guān)SQ2復(fù)原，串接在正轉(zhuǎn)控制電路中SQ2的動斷觸點被釋放閉合)。工作臺退到原位后，撞塊壓下行程開關(guān)SQ1，串接在反轉(zhuǎn)控制電路中SQ1的動斷觸點斷開，電動機反轉(zhuǎn)停止。同時SQ1的動合觸點閉合，KM1得電且自鎖，電動機正轉(zhuǎn)，工作臺前進，如此循環(huán)，進入工作臺往返運動中。按SB1，電動機停轉(zhuǎn)。

如果行程開關(guān)SQ1、SQ2發(fā)生故障、開關(guān)失靈，工作臺將會繼續(xù)前進或后退，撞塊壓下超行程保護開關(guān)SQ3、SQ4，切斷吸引線圈通路，使電動機停轉(zhuǎn)，工作臺停下來，避免發(fā)生人身或設(shè)備事故。這種超行程保護在車間行車上經(jīng)常被采用。6.2.4時間繼電器自動控制的正反轉(zhuǎn)

自動往復(fù)循環(huán)控制的另一種控制方法是利用時間繼電器，定時地實現(xiàn)機械的往返運動。例如洗衣機控制線路。模擬的工業(yè)洗衣機控制電路圖如圖6.12所示。其中接觸器KM1、KM2控制電動機M的正反轉(zhuǎn)，中間繼電器KA2控制換向，時間繼電器KT1控制轉(zhuǎn)動時間，時間繼電器KT2控制停歇時間。圖6.12工業(yè)洗衣機控制電路圖工業(yè)洗衣機的動作過程如下：6.2.5實訓(xùn)

實訓(xùn)1電動機按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制

1．實訓(xùn)目的

(1)進一步熟悉交流接觸器、按鈕、熔斷器和熱繼電器的使用方法。

(2)獨立完成三相籠型異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路的接線和正反轉(zhuǎn)控制線路的操作。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，按鈕，三相電動機，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。如圖6.13所示固定元器件。?按圖6.9(a)所示的電路圖接主電路。按圖6.9(b)所示的電路圖接控制電路。接線檢查。具體步驟參考6.1.4節(jié)實訓(xùn)2的實訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)～(5)。圖6.13電動機正反轉(zhuǎn)控制線路器件布置參考圖

(2)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下按鈕SB2、SB3時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。②自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB2和SB3，分別按下KM1、KM2觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)也應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值。

③按鈕聯(lián)鎖測試。同時按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2和反轉(zhuǎn)按鈕SB3，萬用表讀數(shù)為“∞”。

④接觸器聯(lián)鎖測試。同時按下正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2的觸頭架，萬用表讀數(shù)為“∞”。

⑤停車控制測試。?按下啟動按鈕SB2(或按SB3)，萬用表顯示接觸器線圈的直流電阻值，此時按下停止按鈕SB1，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?/p>

(3)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動來分別按下交流接觸器KM1和KM2，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(4)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次電路。如果無誤方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。

實訓(xùn)2用行程開關(guān)實現(xiàn)自動往返控制

1．實訓(xùn)目的

(1)進一步熟悉交流接觸器、按鈕、熔斷器和熱繼電器的使用方法。

(2)獨立完成三相籠型異步電動機行程控制自動往返線路的接線和行程控制自動往返線路的操作。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，按鈕，行程開關(guān)，三相電動機，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。如圖6.14所示固定元器件。按圖6.15左半部分所示的電路圖接主電路。按圖6.15右半部分所示的電路圖接控制電路。接線檢查。具體步驟參考6.1.4節(jié)實訓(xùn)2的實訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)～(5)。圖6.14電動機行程開關(guān)控制自動往返控制線路器件布置參考圖圖6.15用行程開關(guān)控制自動往返的控制電路

(2)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下按鈕SB2、SB3時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。

②限位開關(guān)回路測試。將表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下限位開關(guān)SQ1、SQ2時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。③自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB2、SB3和限位開關(guān)SQ1、SQ2，分別按下KM1、KM2觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)也應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值。

④限位開關(guān)聯(lián)鎖測試。同時按下限位開關(guān)SQ1和SQ2，萬用表讀數(shù)為“∞”。

⑤接觸器聯(lián)鎖測試。同時按下正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2的觸頭架，萬用表讀數(shù)為“∞”。

⑥停車控制測試。按下啟動按鈕SB2(或按SB3)，萬用表顯示接觸器線圈的直流電阻值，此時按下停止按鈕SB1，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?/p>

(3)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動來分別按下交流接觸器KM1和KM2，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(4)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。6.3三相異步電動機順序控制和多地控制

6.3.1順序控制線路

在生產(chǎn)實踐中往往會遇到一臺設(shè)備由兩臺或兩臺以上的電動機作為動力，這些電動機的啟動或停止，在時間上有一種約束關(guān)系，這種對控制線路提出順序工作要求的電路屬于順序啟動控制電路或稱條件控制電路。

圖6.16所示是輸送皮帶機的工藝圖。為了把物料從A地送向C地，用了1#和2#兩根輸送帶。且為保證物料不在中間連接處B地堆積，啟動時，要求先啟動1#輸送帶，在1#輸送帶運轉(zhuǎn)的情況下才允許啟動2#輸送帶，停止時，先停2#輸送帶，再停1#輸送帶，或同時停止。圖6.16輸送皮帶機的工藝圖圖6.17所示電路圖是兩臺電動機M1和M2順序啟動、同時停止的控制線路。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按下啟動按鈕SB2使電動機M1啟動，待M1運行正常時按下SB3按鈕可使電動機M2啟動運行。如果電動機M1不啟動，即M1的自鎖觸點KM1不閉合，那么，即使按下SB3，KM2也無法得電。所以，M1的運行是M2運行的約束條件。按下停止按鈕SBl使兩臺電動機M1、M2同時停止工作。圖6.17兩臺電動機順序啟動、同時停止的控制電路圖圖6.18所示是兩臺電動機順序啟動、順序停止的控制電路圖。該電路啟動時，必須先啟動1#輸送帶，再啟動2#輸送帶；停止時，必須先停2#輸送帶，再停1#輸送帶。具體工作原理表示如下：圖6.18兩臺電動機順序啟動、順序停止的控制電路圖圖6.19兩臺電動機順序啟動的時間控制電路圖啟動時，按下按鈕SB2，則KM1線圈得電，1#輸送帶運行，同時時間繼電器KT線圈得電，時間繼電器開始計時，到達設(shè)定時間后，時間繼電器延時閉合的動合觸點閉合，交流接觸器KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，啟動2#?輸送帶，輔助動合觸點自鎖。停止時，按下停止按鈕SB1，兩臺電動機M1、M2同時停止工作。其具體工作過程表示如下：6.3.2多點啟動、停止控制線路

多點控制是指在兩個或兩個以上地點對同一設(shè)備實現(xiàn)相同的控制，多用于規(guī)模較大的設(shè)備，以方便操作。

多點啟動、停止控制類電路應(yīng)具有多組按鈕，且這多組按鈕的連接原則為：常開按鈕均相互并聯(lián)，組成“或”邏輯關(guān)系；常閉按鈕均相互串聯(lián)，組成“與”邏輯關(guān)系。

圖6.20所示為可以兩地控制的回路電氣原理圖，遵循以上原則還可實現(xiàn)三點及更多點的控制。圖6.20兩地控制電路圖6.3.3實訓(xùn)

實訓(xùn)1電動機的順序控制

1．實訓(xùn)目的

(1)理解三相籠型異步電動機順序控制的原理。

(2)正確連接三相籠型異步電動機的順序啟動控制線路。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，按鈕，三相電動機，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。如圖6.21所示固定元器件。按圖6.18左半部分所示的電路圖接主電路。按圖6.18右半部分所示的電路圖接控制電路。接線檢查。具體步驟參考6.1.4節(jié)實訓(xùn)2的實訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)～(5)。圖6.21電動機順序控制線路器件布置參考圖

(2)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。按下按鈕SB2，萬用表讀數(shù)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)，說明SB2按鈕動合觸點接通。同時按下按鈕SB2、SB4及交流接觸器KM1的觸頭架時，萬用表顯示值應(yīng)減小約一半，說明KM2線圈回路接通。②自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB2和SB4，按下KM1觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)為接觸器線圈的直流電阻值，說明KM1自鎖觸頭接觸良好。同時按下KM1、KM2觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)為接觸器線圈直流電阻值的一半，說明KM2自鎖觸頭接觸良好，KM1聯(lián)鎖觸頭接觸也良好。

③停車控制測試。同時按下按鈕SB3和KM1、KM2觸頭架，萬用表顯示接觸器線圈的直流電阻值，同時按下按鈕SB1和KM1觸頭架，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?/p>

(3)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動來分別按下交流接觸器KM1和KM2，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(4)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。6.4三相異步電動機降壓啟動控制

將三相籠型異步電動機接入電網(wǎng)，使電動機從靜止?fàn)顟B(tài)開始加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)，這個過程稱為啟動過程。三相異步電動機在啟動時啟動電流Ist很大，約是額定工作電流IN的5～7倍。

過大的啟動電流除了產(chǎn)生較大的熱量以外，還將引起電網(wǎng)電壓的較大波動，它將影響接在同一電網(wǎng)上其他負載的正常工作。為此，要根據(jù)電網(wǎng)的容量和電動機的功率來判斷是否能直接啟動，判斷依據(jù)為啟動電流Ist的大?。喝魸M足上述要求時，電動機可直接啟動。若不滿足上述要求，則必須采用降壓啟動的方法來限制三相電動機的啟動電流。降壓啟動是指啟動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，啟動后再將電壓恢復(fù)至額定值，使之在正常電壓下運行。常用的降壓啟動方式有定子電路串電阻降壓啟動、星形-三角形(Y-△)降壓啟動和自耦變壓器降壓啟動。6.4.1接觸器控制的串電阻降壓啟動控制線路

接觸器控制的串電阻降壓啟動控制電路如圖6.22所示，啟動時串接電阻R降壓啟動，啟動完畢后，KM2主觸點將電阻R短路，電動機全壓運行。圖6.22接觸器控制的串聯(lián)電阻降壓啟動電路具體工作原理如下：6.4.2時間繼電器控制的串電阻降壓啟動控制線路

接觸器控制的串接電阻啟動過程，需要在啟動完畢后迅速啟動KM2接觸器將電阻R短路，啟動KM2的時間較難把握。改用時間繼電器后，就可以設(shè)定時間，當(dāng)啟動完畢時，迅速啟動KM2，使電動機全壓運行。

時間繼電器控制的串接電阻降壓啟動電路如圖6.23所示。

圖6.23時間控制串聯(lián)電阻降壓啟動電路工作原理圖其工作原理如下：圖6.23是最簡單的時間繼電器控制的串接電阻降壓啟動電路。它的缺點是電動機全壓運行時，KM1、KM2、KT線圈均處于工作狀態(tài)，電能浪費較大。我們可以設(shè)法在全壓運行時讓KT線圈斷電不工作。我們還可以在電動機全壓運行時，使KM1線圈也處在斷電不工作狀態(tài)，請你試試能否設(shè)計出這樣的節(jié)能電路。

電動機串接電阻降壓啟動，電阻要耗電發(fā)熱，因此不適用于頻繁啟動電動機。串接的電阻一般都是用電阻絲繞制而成的功率電阻，體積較大。串電阻啟動時，由于電阻的分壓，電動機的啟動電壓只有額定電壓的0.5～0.8倍，由于轉(zhuǎn)矩正比于電壓的平方比，因此電動機串接電阻降壓啟動時，其啟動轉(zhuǎn)矩僅為全壓啟動時的0.25～0.64倍。由以上三點可知，串電阻降壓啟動僅適用于對啟動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合，電動機不能頻繁地啟動，電動機的啟動轉(zhuǎn)矩較小，僅適用于輕載或空載啟動。6.4.3接觸器控制Y-△降壓啟動控制線路

降壓啟動中，使用最普遍的是Y-△降壓啟動方法。在啟動時電動機的繞組作星形連接，此時電動機上的定子繞組的電壓僅為額定電壓的，等電動機旋轉(zhuǎn)后，斷開電動機的定子繞組星形連接，改為三角形連接，此時電動機的定子繞組上的電壓為額定電壓，電動機正常運行，降壓啟動結(jié)束。

Y-△降壓啟動繞組連接原理如圖6.24所示，其中圖(a)為星形連接時三相定子繞組的接法，圖(b)為三角形連接時三相定子繞組的接法。圖6.24Y-△繞組連接原理圖圖6.25接觸器控制三相異步電動機Y-△降壓啟動控制電路圖

6.4.4時間繼電器控制Y-△降壓啟動控制線路

Y-△降壓啟動中，一般采用以時間控制為原則的控制線路，控制線路中的時間控制由通電延時型時間繼電器來完成，用時間繼電器切換能可靠地完成由啟動到運行的轉(zhuǎn)換過程。圖6.26所示為時間控制三相異步電動機Y-△降壓啟動控制電路圖。圖6.26時間控制三相異步電動機Y-△降壓啟動控制電路圖

Y-△降壓啟動的兩個局限性：

(1)?Y-△降壓啟動僅適用于正常運行時定子繞組為三角形接法的電動機。

(2)由于Y-△降壓啟動時，啟動轉(zhuǎn)矩僅為額定啟動轉(zhuǎn)矩的1/3倍，所以Y-△降壓啟動方案僅適用于空載或輕載啟動的電動機。6.4.5自耦變壓器降壓啟動控制線路

在自耦變壓器降壓啟動的控制線路中，限制電動機啟動電流是依靠自耦變壓器的降壓作用來實現(xiàn)的。自耦變壓器的初級和電源相接，次級與電動機相連。自耦變壓器的次級一般有3個抽頭，可得到3種數(shù)值不等的電壓。使用時，可根據(jù)啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩的要求靈活選擇。電動機啟動時，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，一旦啟動完畢，自耦變壓器便被切除，電動機直接接至電源，即得到自耦變壓器的一次電壓，電動機進入全電壓運行。通常稱這種自耦變壓器為啟動補償器。這一線路的設(shè)計思想和串電阻啟動線路基本相同。電動機自耦降壓電路，適用于任何接法的三相鼠籠型異步電動機。圖6.27所示是交流電動機自耦降壓啟動自動切換控制電路。自動切換靠時間繼電器完成，用時間繼電器切換能可靠地完成由啟動到運行的轉(zhuǎn)換過程，不會造成啟動時間長短不一的情況，也不會因啟動時間過長而燒毀自耦變壓器。工作時，按下啟動按鈕SB2，交流接觸器KM1線圈通電吸合并自鎖，其主觸頭閉合，將自耦變壓器線圈接成星形。與此同時由于KM1輔助常開觸點閉合，使得接觸器KM2線圈通電吸合，KM2的主觸頭閉合，由自耦變壓器的低壓抽頭將降低后的三相電壓接入電動機。同時KM1輔助常開觸點閉合，使時間繼電器KT線圈通電，并按已整定好的時間開始計時，當(dāng)時間到達后，KT的延時常開觸點閉合，使中間繼電器KA線圈通電吸合并自鎖。由于KA線圈通電，其常閉觸點斷開使KM1線圈斷電，KM1常開觸點全部釋放，主觸頭斷開，使自耦變壓器線圈封星端打開；同時KM2線圈斷電，其主觸頭斷開，切斷自耦變壓器電源。KA的常開觸點閉合，通過KM1已經(jīng)復(fù)位的常閉觸點，使KM3線圈得電，KM3主觸頭接通，電動機在全壓下運行。KM1的常開觸點斷開也使時間繼電器KT、接觸器KM2線圈斷電，保證了在電動機啟動任務(wù)完成后，時間繼電器KT、接觸器KM2處于斷電狀態(tài)。圖6.27電動機自耦降壓啟動(自動控制)電路原理圖交流電動機自耦降壓啟動有如下常見故障：

(1)帶負荷啟動時，電動機聲音異常，轉(zhuǎn)速低，不能接近額定轉(zhuǎn)速，換接到運行時有很大的沖擊電流。

現(xiàn)象分析：電動機聲音異常，轉(zhuǎn)速低不能接近額定轉(zhuǎn)速，說明電動機啟動困難，懷疑是自耦變壓器的抽頭選擇不合理，電動機繞組電壓低，啟動力矩太小，拖不動大負載所造成的。

處理：將自耦變壓器的抽頭改接在80%位置。

(2)電動機由啟動狀態(tài)轉(zhuǎn)換到運行狀態(tài)時，仍有很大的沖擊電流，甚至掉閘。

現(xiàn)象分析：這是由于電動機啟動狀態(tài)的時間太短所造成的。由于啟動時間太短，電動機轉(zhuǎn)速未接近額定轉(zhuǎn)速，其啟動電流仍較大，切換到全壓運行狀態(tài)所致。

處理：調(diào)整時間繼電器，延長啟動整定時間。6.4.6延邊三角形降壓啟動控制線路

如前所述，Y-△降壓啟動有很多優(yōu)點，但美中不足的是啟動轉(zhuǎn)矩太小。能否設(shè)計一種新的降壓啟動方法，既具有星形接法啟動電流小，又不需要專用啟動設(shè)備，同時又具有三角形接法啟動轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點，以期完成更為理想的啟動過程呢？延邊三角形降壓啟動便能滿足這種要求。延邊三角形繞組共有九個出線頭，在啟動時，將電動機定子繞組一部分接成星形，另一部分接成三角形,如圖6.28所示。圖(a)為原始狀態(tài)，圖(b)為啟動時接成延邊三角形的狀態(tài)，圖(c)為正常運行時狀態(tài)。從圖6.28(b)中的繞組接線看，就好像是三角形的三條邊延長了，故得名延邊三角形。待啟動結(jié)束后，三相繞組再轉(zhuǎn)換成三角形接法在額定電壓下運行。轉(zhuǎn)換過程仍按照時間原則來控制。圖6.28電動機定子繞組抽頭連接方式延邊三角形降壓啟動控制電路如圖6.29所示，主電路部分有3組接觸器主觸點。當(dāng)KM1和KM2主觸點閉合時，電動機定子繞組接成延邊三角形；KM1和KM3主觸點閉合時，電動機定子繞組接成三角形運行?？刂齐娐分械臅r間繼電器控制啟動時間的長短。圖6.29延邊三角形降壓啟動控制電路圖6.4.7實訓(xùn)

實訓(xùn)1Y-△降壓啟動控制線路安裝及調(diào)試

1．實訓(xùn)目的

(1)進一步熟悉時間繼電器的使用方法。

(2)獨立完成三相籠型異步電動機的Y-△降壓啟動控制線路安裝及調(diào)試。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，時間繼電器，按鈕，三相電動機，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。如圖6.30所示固定元器件。按圖6.26左半部分所示的電路圖接主電路。按圖6.26右半部分所示的電路圖接控制電路。接線檢查。具體步驟參考6.1.4節(jié)實訓(xùn)2的實訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)～(5)。圖6.30時間控制Y-△降壓啟動器件布置參考圖

(2)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下按鈕SB2時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈KM1、KM3和時間接觸器線圈KT的并聯(lián)直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。

②自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB2，按下KM1觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)也應(yīng)為接觸器線圈KM1、KM3和時間接觸器線圈KT的并聯(lián)直流電阻值。

③停車控制測試。按下啟動按鈕SB2或KM1觸頭架，萬用表顯示電阻值，此時按下停止按鈕SB1，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?/p>

(3)主電路線路測試。斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動同時按下交流接觸器KM1和KM2或KM1和KM3，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(4)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。 6.5三相異步電動機的制動

一般情況下，電動機運行在“電動”運行狀態(tài)。如果電動機突然切斷電源、剎車或在吊車下放重物等場合，電動機會進入“制動”運行狀態(tài)。

制動分兩種：機械制動與電氣制動。用抱閘一類的制動屬于機械制動。異步電動機的電氣制動可分為能耗制動、反接制動和回饋制動三種情況。

6.5.1電磁抱閘制動

制動器結(jié)構(gòu)如圖6.31所示，電磁抱閘制動器主要由電磁鐵和閘瓦制動器組成。制動用電磁鐵由線圈、鐵芯和銜鐵組成。閘瓦制動器由軸、閘輪、閘瓦、杠桿彈簧組成。圖6.31電磁抱閘制動器結(jié)構(gòu)1—鐵芯；2—線圈；3—銜鐵；4—軸；5—閘瓦；6—杠桿；7—閘輪；8—彈簧

在自然狀態(tài)下，閘瓦緊緊抱住閘輪。此時與閘輪連軸運轉(zhuǎn)的電動機處于制動狀態(tài)而不能轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈通電后，線圈的電磁力與彈簧反作用力達到新的平衡，使閘瓦與閘輪分離，電動機就可以啟動運行。

電磁抱閘制動定位準(zhǔn)確，制動迅速，廣泛地應(yīng)用在電梯、卷揚機、吊車等工程機械上。

制動器控制線路如圖6.32所示。電路的工作過程如下：在沒通電的情況下，閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機處于制動狀態(tài)。啟動時，按下SB1啟動按鈕，KM線圈通電，KM主觸點、自鎖觸點閉合，電磁抱閘YB線圈通電，線圈的電磁吸力大于彈簧的拉力，閘瓦與閘輪分開，電動機啟動運轉(zhuǎn)。圖6.32電磁抱閘制動控制電路6.5.2能耗制動

將正在運行的異步電動機的定子繞組從電網(wǎng)斷開，然后接上直流電源，在定子氣隙中建立一個方向恒定的磁場。在電源切換后的瞬間，電動機轉(zhuǎn)子由于機械慣性其轉(zhuǎn)速不能突變，繼續(xù)維持原方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相對于定子磁場來說，超前并接近同步轉(zhuǎn)速而切割磁力線。因切割磁力線方向與原來電動機運行狀態(tài)時相反，電磁轉(zhuǎn)矩T反向成為制動轉(zhuǎn)矩，使電動機進入制動狀態(tài)，如圖6.33所示。這種制動主要依靠轉(zhuǎn)子的慣性動能轉(zhuǎn)化為電能，并消耗在轉(zhuǎn)子回路中所串接的電阻上，故稱為能耗制動。圖6.33能耗制動電磁原理圖能耗制動的優(yōu)點是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，且能量消耗較小。缺點是需要附加直流電源裝置，設(shè)備費用較高，制動力較弱，在低速時制動力矩小。因此能耗制動一般用于要求制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的場合，如磨床、立式銑床等的控制線路中。

三相異步電動機能耗制動控制電路如圖6.34所示。圖6.34三相異步電動機能耗制動控制電路圖其動作過程為：6.5.3反接制動

反接制動狀態(tài)，就是指轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向與定子磁場旋轉(zhuǎn)的方向相反時的工作狀態(tài)。有倒拉反接和電源反接兩種制動狀態(tài)。本節(jié)介紹電源反接制動。

電源反接制動中，當(dāng)異步電動機在電動狀態(tài)下運行時，若將其定子繞組兩相對調(diào)連接，改變異步電動機定子繞組中的三相電源相序，則定子旋轉(zhuǎn)磁場立即反轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子切割磁力線的方向、感應(yīng)電流的方向及電磁轉(zhuǎn)矩的方向都隨之反向，但轉(zhuǎn)子由于機械慣性還來不及改變轉(zhuǎn)向，故與電磁轉(zhuǎn)矩方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩成了阻礙電動機旋轉(zhuǎn)的制動轉(zhuǎn)矩，電動機進入反接制動狀態(tài)，在反向電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩的共同作用下，使電動機轉(zhuǎn)速很快降低，直至n=0。這時應(yīng)切除電源，使電動機停車，反接制動結(jié)束，否則電動機將反向啟動。通俗地講，電源反接制動就是用“開倒車”的方法使正在運轉(zhuǎn)的電動機迅速地剎車。

圖6.35單向反接制動控制電路其動作過程為：6.5.4實訓(xùn)

實訓(xùn)1安裝和調(diào)試帶斷電延時直流能耗制動的Y-△降壓啟動控制線路

1．實訓(xùn)目的

(1)進一步熟悉交流接觸器、按鈕、熔斷器和熱繼電器的使用方法。

(2)進一步熟悉Y-△降壓啟動控制原理與能耗制動原理。

(3)獨立完成三相籠型異步電動機帶斷電延時直流能耗制動的Y-△降壓啟動控制線路的接線及其控制線路的操作。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，按鈕，三相電動機，時間繼電器，變壓器，二極管，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。如圖6.36所示固定元器件。圖6.36帶斷電延時直流能耗制動的Y-△降壓啟動控制線路器件布置參考圖按圖6.37左半部分所示的電路圖接主電路。按圖6.37右半部分所示的電路圖接控制電路。接線檢查。具體步驟參考6.1.4節(jié)實訓(xùn)2的實訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)～(5)。圖6.37帶斷電延時直流能耗制動的Y-△降壓啟動控制

(2)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下按鈕SB1、SB2時，萬用表讀數(shù)應(yīng)顯示接觸器線圈的直流電阻值。

②接觸器回路測試。松開按鈕SB1和SB2，分別按下KM1、KM2、KM4觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)也應(yīng)有電阻值。單獨按KM3時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。

(3)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動來分別同時按下交流接觸器KM1、KM2和KM1、KM3，則萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(4)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。實訓(xùn)2安裝和調(diào)試三相異步電動機雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)啟動

?能耗制動的控制線路

1．實訓(xùn)目的

(1)進一步熟悉雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)啟動控制原理與能耗制動原理。

(2)獨立完成三相籠型異步電動機雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)啟動能耗制動的控制線路的接線及其控制線路的操作。

2．實訓(xùn)器材

電工常用工具，萬用表，三相自動開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，時間繼電器，按鈕，三相電動機，二極管，電阻，電工板或電氣箱，接線端子，導(dǎo)線。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。如圖6.38所示固定元器件。按圖6.39左半部分所示的電路圖接主電路。按圖6.39右半部分所示的電路圖接控制電路。接線檢查。具體步驟參考6.1.4節(jié)實訓(xùn)2的實訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)～(5)。圖6.38電動機雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)啟動能耗制動的控制線路器件布置參考圖圖6.39電動機雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)啟動能耗制動的控制原理圖

(2)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下按鈕SB2、SB3時，萬用表讀數(shù)應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器不同而不同)。

②自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB2和SB3，分別按下KM1、KM2觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)也應(yīng)為接觸器線圈的直流電阻值。

③按鈕聯(lián)鎖測試。同時按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2和反轉(zhuǎn)按鈕SB3，萬用表讀數(shù)為“∞”。

④接觸器聯(lián)鎖測試。同時按下正轉(zhuǎn)交流接觸器KM1和反正轉(zhuǎn)交流接觸器KM2的觸頭架，萬用表讀數(shù)為“∞”。

(3)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動應(yīng)分別按下交流接觸器KM1和KM2，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(4)經(jīng)檢查無誤后，請老師再檢查一次線路。如果無誤方可合上電源進行操作，觀察電動機的運行情況。6.6三相異步電動機的變極調(diào)速

多速電動機采用改變電動機定子繞組極數(shù)的方法來改變電動機的同步轉(zhuǎn)速，這種調(diào)速方法稱為變極調(diào)速，一般只適用于籠型異步電動機?；\型異步電動機常用的方法有兩種：一是改變定子繞組的接線，也就是改變定子繞組每一相的電流方向；二是在定子繞組上設(shè)置具有不同極對數(shù)的兩套互相獨立的繞組，每套繞組具有改變電流方向的能力。用變極調(diào)速方式構(gòu)成的電動機一般有雙速、三速、四速等三種。6.6.1變極對數(shù)的原理

1．雙速電動機的原理

雙速異步電動機定子繞組有六個接線端，分別為U1、V1、W1和U2、V2、W2。由圖6.40可知，每相定子繞組由兩個繞組組成。如圖6.40(a)所示，當(dāng)兩個繞組串聯(lián)時，U2、V2、W2懸空，U1、V1、W1接電源，這就是三角形連接，構(gòu)成4極電動機，這時雙速電動機低速運行；而如圖6.40(b)所示，U1、V1、W1接在同一點時，U2、V2、W2接電源，這就是雙星形連接，構(gòu)成2極電動機，這時雙速電動機高速運行。圖6.40△／YY雙速電動機的定子繞組連接(a)三角形連接(b)雙星形連接雙速電動機除了連成?△/YY外，也可以連成Y/YY。如圖6.41所示，對于Y/YY雙速電動機，定子繞組作星形連接時，為4極電動機，雙星形連接時，為2極電動機。

雙速電動機適用于各種機床。如車床、鏜床、鉆床、銑床等，在粗加工時用低速，在精加工時用高速。圖6.41Y/YY定子繞組的結(jié)構(gòu)(a)定子繞組星形連接(b)定子繞組雙星形連接

2．三速電動機的原理

三速電動機有三個速度擋位，即低速、中速、高速。如圖6.42所示，三速電動機需要兩套繞組，分兩層安裝在定子槽內(nèi)，一套繞組可變極對數(shù)，另一套繞組不可變極對數(shù)。圖6.42三速電動機的定子繞組(a)?4/8極定子繞組(b)?6極定子繞組電動機如要低速運轉(zhuǎn)時，U1、V1、W1接電源，U2、V2、W2懸空，電動極為8極三角形接法，可低速運行；將U3、V3、W3接電源，電動機為6極星形接法，可中速運行；而將U1、V1、W1端點連在一起，U2、V2、W2接電源，電動機為4極雙星形接法，可高速運行。

如果把圖6.42(b)中星形連接的定子繞組改成可Y／YY連接的6極、12極雙速定子繞組，電動機就變成了12極、8極、6極、4極的四速電動機。

變極調(diào)速具有操作簡單方便，可靠，成本低，機械特性較硬，效率較高等優(yōu)點，但是變極調(diào)速的電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是有極調(diào)速，而且調(diào)速的極數(shù)不能多，僅適用于不要求平滑調(diào)速的場合。多速電動機作為主拖動電機，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

變極調(diào)速電動機以雙速電動機最為常見。6.6.2雙速電動機的控制電路

雙速電動機的控制電路如圖6.43所示。雙速電動機控制電路的工作原理介紹如下：

(1)三角形低速運行。合上電源開關(guān)QF，當(dāng)需要電動機低速運行和從高速運行轉(zhuǎn)換為低速運行時，按下低速運行啟動按鈕SB1，則KM1線圈通電，使KM1主觸點閉合，電動機三角形接法，低速運行；KMl線圈通電，使KM1自鎖觸點閉合、自鎖；KM1聯(lián)鎖觸點分斷，鎖住KM2、KM3。

(2)雙星形高速運行。當(dāng)需要電動機高速運行和從低速運行轉(zhuǎn)換為高速運行時，按下高速運行啟動按鈕SB2，KMl線圈斷電釋放，由于KMl常閉觸點重新閉合，SB2常開觸點閉合，所以，KM2、KM3線圈通電，則KM2、KM3主觸點閉合，KM2、KM3自鎖觸點閉合，自鎖；KM2、KM3聯(lián)鎖觸點分斷，鎖住KM1線圈。其中KM3主觸點閉合使電動機雙星形接法，KM2主觸點閉合給電動機通電。

在雙速電動機的控制電路中存在一個高、低速轉(zhuǎn)換同向的問題，即電動機在低速運行時，如果轉(zhuǎn)向是正轉(zhuǎn)(逆時針方向旋轉(zhuǎn))，而在轉(zhuǎn)換為高速時為反轉(zhuǎn)(順時針方向旋轉(zhuǎn))，這就說明雙速電動機在高、低速轉(zhuǎn)換時不同向，解決這種問題的方法是將雙速電動機M的接線端U1、Vl、Wl或U2、V2、W2中的任意兩相調(diào)換即可。圖6.43△/YY雙速電動機的控制電路6.6.3實訓(xùn)

實訓(xùn)1雙速電動機的控制

1．實訓(xùn)目的

(1)了解雙速電動機的結(jié)構(gòu)及原理。

(2)掌握雙速電動機控制電路的安裝方法。

(3)能夠熟練地畫出雙速電動機控制電路的安裝圖。

(4)能熟練地檢修線路中的開路、短路等故障。

2．實訓(xùn)器材

雙速電動機1臺，配線板1塊，組合開關(guān)1個，交流接觸器3只，熱繼電器2只，熔斷器及熔芯配套5套，按鈕，通用電工工具，萬用表，兆歐表，鉗形電流表，導(dǎo)線，回路標(biāo)號管等。

3．實訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)查看器件。熟悉電動機銘牌上的參數(shù)與各低壓電器上的額定電壓、電流，注意所用器材的額定電壓是否與使用的電源一致，并用萬用表電阻擋檢查動合、動斷觸點、吸引線圈和發(fā)熱元件的通、斷狀況。

(2)固定元器件。畫出△／YY雙速電動機控制電路的安裝圖。將元件固定在控制板上。要求元件安裝牢固，并符合工藝要求。

(3)安裝主電路。根據(jù)電動機容量選擇主電路導(dǎo)線，按圖6.43左側(cè)所示的電路圖接主電路。選擇控制電路導(dǎo)線，按圖6.43右側(cè)所示的電路圖接控制電路。

(4)布線。按電路圖6.43確定走線方向并進行布線。可先布主回路線，再布控制回路線。主回路和控制回路的線號套管必須齊全，每一根導(dǎo)線的兩端都必須套上編碼套管。標(biāo)號要寫清楚，不能漏標(biāo)、誤標(biāo)。

(5)控制電路線路測試。斷開電源，斷開主電路。

①按鈕回路測試。使用萬用表電阻擋，將萬用表表筆分別搭在熔斷器FU2的上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。分別按下按鈕SB1、SB2，萬用表讀數(shù)為接觸器線圈的直流電阻值(阻值大小根據(jù)接觸器的不同而不同)，說明SB1、SB2按鈕動合觸點接通。

②按鈕聯(lián)鎖測試。同時按下按鈕SB1、SB2，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。

③自鎖回路測試。松開啟動按鈕SB1和SB2，分別按下KM1、KM2

觸頭架，使其常開輔助觸點閉合，萬用表讀數(shù)為接觸器線圈的直流電阻值，說明KM1、KM2自鎖觸頭接觸良好。

④接觸器聯(lián)鎖測試。同時按下KM1、KM2觸頭架，使其常開閉輔助觸點斷開，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。

⑤停車控制測試。按下KM1或KM2觸頭架，萬用表顯示接觸器線圈的直流電阻值，按下按鈕SB3，萬用表讀數(shù)由線圈的直流電阻值變?yōu)椤啊蕖薄?/p>

(6)主電路線路測試。斷開電源，斷開控制電路，用萬用表電阻擋檢查主電路有無短路現(xiàn)象，此時將表筆分別搭在熔斷器FU1的兩根上端頭接線端上，萬用表讀數(shù)應(yīng)為“∞”。若用手動來分別按下交流接觸器KM1或KM2，則根據(jù)電動機不同，萬用表會有幾歐姆到幾十歐姆的顯示值。

(7)檢查線路。按照電路圖，從電源端開始，逐段核對接線及接線端子處的線號。用萬用表檢查線路的通斷，用500V兆歐表檢查線路的絕緣電阻，檢查主、控電路熔體，檢查熱繼電器。

(8)接通三相電源，合上電源開關(guān)，用試電筆檢查熔斷器出線端，氖管亮表示電源接通。依次按下啟動按鈕，觀察接觸器動作是否正常。 6.7直流電動機的控制

6.7.1他勵直流電動機的啟動

生產(chǎn)機械對直流電動機的啟動要求是：啟動轉(zhuǎn)矩足夠大，因為只有啟動轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩時，電動機才能順利啟動；啟動電流不能太大；啟動設(shè)備操作方便，啟動時間短，運行可靠，成本低廉。

1．直流電源

過去，常用交流電動機拖動直流發(fā)電機發(fā)電而產(chǎn)生直流電源，用這種方式生產(chǎn)直流電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率較低。

目前大功率晶體管與晶閘管技術(shù)已較成熟，通過可控整流以及反饋控制，可以提供一個連續(xù)可調(diào)、輸出穩(wěn)定的直流電壓。這種用于調(diào)速及穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的技術(shù)使直流電動機在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

如圖6.44所示，在晶閘管可控整流直流電源電路中，改變電位器Rp的輸出電阻，就可以改變觸發(fā)脈沖到來的時間，即改變晶閘管的導(dǎo)通時間，從而改變輸出電壓。由于輸出直流電壓連續(xù)可調(diào)，這樣就可以很方便地控制直流電動機的啟動與調(diào)速。圖6.44晶閘管可控整流電路

2．降壓啟動

降壓啟動是啟動前將施加在電動機電樞兩端的電源電壓降低，以減小啟動電流，為了獲得足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，啟動電流通常保持在(1.5～2)IN(IN為電動機額定電流)內(nèi)，開始啟動時，啟動電壓為(1.5～2)INRa(Ra為電樞電阻)。隨著轉(zhuǎn)速的上升，電樞繞組感應(yīng)電動勢逐漸增大，電樞電流相應(yīng)減小，啟動轉(zhuǎn)矩也減小。為了使啟動電流保持在(1.5～2)IN范圍內(nèi)，即保證有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，啟動過程中電壓必須逐漸升高，直到升至額定電壓，電動機進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，啟動過程結(jié)束。目前，多采用如圖6.44所示的晶閘管整流裝置自動控制啟動電壓。即啟動時，Rp由小向大調(diào)節(jié)，改變觸發(fā)脈沖輸出的時間，使晶閘管的輸出電壓ud不斷上升，電動機轉(zhuǎn)速逐漸變快，一直調(diào)到額定輸出電壓為止，電動機額定運行，實現(xiàn)降壓啟動的目的。

3．電樞回路串電阻限流啟動

電樞回路串電阻啟動是電動機電源電壓為額定值且恒定不變時，在電樞回路中接一個啟動電阻來達到限制啟動電流的目的。啟動過程中，由于轉(zhuǎn)速上升，電樞電動勢上升，啟動電流下降，啟動轉(zhuǎn)矩下降，電動機的加速度逐漸減小，使轉(zhuǎn)速上升緩慢，啟動過程延長。若想在啟動過程中保持加速度不變，必須要求電動機的電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩在啟動過程中保持不變，即隨著轉(zhuǎn)速上升，啟動電阻應(yīng)平滑均勻地減小，所以往往把啟動電阻分成若干段，來逐級切除。

如圖6.45所示，在他勵電動機的電樞回路上串接電阻R1、R2可以起到限流降壓啟動的作用，按時間原則啟動控制電路。圖6.45他勵直流電動機串電阻啟動控制電路電路的工作原理如下：

(1)合上電源開關(guān)QS1、QS2，KT1、KT2時間繼電器線圈得電，KT1、KT2常閉觸點瞬時斷開，KM2、KM3線圈斷電。

(2)啟動。按下啟動按鈕SB1，KM1線圈通電，KM1常開觸點閉合、自鎖，使KM1主觸點閉合，電樞繞組串電阻啟動；KM1聯(lián)鎖觸點分斷，聯(lián)鎖；KM1自鎖觸點閉合，準(zhǔn)備短路啟動電阻及自鎖。

(3)短路電阻R1、R2。隨著電動機的轉(zhuǎn)速上升，時間的延續(xù)，KT1常閉觸點首先延時閉合，另外，KM1自鎖觸點已閉合，使KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，電阻R1被短路。

隨著電動機的轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，時間不斷延續(xù)，KT2常閉觸點又延時閉合，使KM3線圈通電，KM3自鎖觸點閉合，電阻R2被短路，電動機進入額定運行狀態(tài)。

(4)停機。按下停止按鈕SB2，KM1線圈斷電釋放，然后KM2、KM3線圈也斷電釋放，電動機停機。KT1、KT2線圈得電，KT1、KT2常閉觸點瞬時分斷，為下次啟動做準(zhǔn)備。

由電路的工作原理可以知道，電路選擇的是斷電延時時間繼電器。斷電延時時間繼電器一方面可以保證電動機啟動時串接電阻R1、R2，另一方面還實現(xiàn)了電動機正常運行時，時間繼電器不工作。

他勵電動機不得輕載或空載啟動，否則，電動機轉(zhuǎn)速會升至很高，因“飛車”而損壞電動機。他勵電動機啟動時，啟動負載要大于0.2倍的額定負載。6.7.2正、反轉(zhuǎn)控制

他勵電動機要改變轉(zhuǎn)向，也就是使電磁轉(zhuǎn)矩方向改變，而電磁轉(zhuǎn)矩的方向是由磁通方向和電樞電流方向決定的。所以，只要將磁通和電樞電流中任意一個參數(shù)改變方向，電磁轉(zhuǎn)矩就會改變方向。在電氣控制中，直流電動機反轉(zhuǎn)的方法有以下兩種：

(1)改變勵磁電流方向。保持電樞兩端電壓極性不變，將電動機勵磁繞組反接，使勵磁電流方向改變，從而改變磁通方向。

(2)改變電樞電壓極性。保持勵磁繞組電壓極性不變，將電動機電樞繞組反接，電樞電流就改變方向。圖6.46他勵電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路合上電源開關(guān)QS1、QS2后，KT1、KT2線圈得電，KT1、KT2常閉觸點瞬時斷開，KM3、KM4線圈斷電；欠流繼電器KA2通電，KA2常開觸點閉合。以上兩個動作為串電阻降壓啟動做準(zhǔn)備。

正轉(zhuǎn)啟動：按下復(fù)合按鈕SB2，KM1線圈得電：KM1主觸點閉合，電動機降壓啟動；KM1自鎖觸點閉合，自鎖；KM1聯(lián)鎖觸點閉合，聯(lián)鎖；KM1聯(lián)