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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 交流同步電動機

電動機的啟動、制動、調速等控制線路解析

發布日期：2022-04-18 點擊率：80

1電氣控制系統圖的基本知識

電氣控制線路：

由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的。

電氣控制線路的作用：

實現對電力拖動系統的啟動、正反轉、制動、調速和保護，滿足生產工藝要求，實現生產過程自動化。電動機常見的基本控制線路：

相關國家標準：
GB4728—85《電氣圖常用圖形符號》
GB5226—85《機床電氣設備通用技術條件》
GB7159—87《電氣技術中的文字符號制定通則》
GB6988—86《電氣制圖》
GB5094—85《電氣技術中的項目代號》

電氣原理圖

用圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關系和工作原理圖主電路、控制電路和信號電路應分開繪出。表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數。

主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機）及其保護電器支路用垂直線繪制在圖的左側，控制電路用垂直線繪制在圖面的右側，同一電器的各元件采用同一文字符號表明。所有電路元件的圖形符號，均按電器未接通電源和沒有受外力作用時的狀態繪制。循環運動的機械設備，在電氣原理圖上繪出工作循環圖。轉換開關、行程開關等繪出動作程序及動作位置示意圖表。由若干元件組成具有特定功能的環節，用虛線框括起來，并標注出環節的主要作用，如速度調節器、電流繼電器等。電路和元件完全相同并重復出現的環節，可以只繪出其中一個環節的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標明該環節的文字號或環節的名稱。

原則：
外購的成套電氣裝置，其詳細電路與參數繪在電氣原理圖上。電氣原理圖的全部電機、電器元件的型號、文字符號、用途、數量、額定技術數據，均應填寫在元件明細表內。為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表示操作順序，并盡可能減少線條和避免線條交叉。將圖分成若干圖區，上方為該區電路的用途和作用，下方為圖區號。在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點表以說明線圈和觸點的從屬關系。

分析和設計控制電路時應注意以下幾點：

(1) 使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準確可靠。
(2) 盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路。
(3) 必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯。

2基本控制電路電動機的保護

短路保護是因短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器 FU和過流繼電器等。

欠壓是指電動機工作時，引起電流增加甚至使電動機停轉，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉，在電源電壓恢復時，電動機可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設備故障。常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。

過載保護是為防止三相電動機在運行中電流超過額定值而設置的保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關和電流繼電器保護。

3三相異步電動機全壓啟動控制

單向運轉控制--接觸器自鎖控制

主電路：
三相電源經QS、FU1、KM的主觸點，FR的熱元件到電動機三相定子繞組。

控制電路：

用兩個控制按鈕，控制接觸器KM線圈的通、斷電，從而控制電動機（M）啟動和停止。

啟動過程：

合上QS，按動起動按鈕SB2—>KM線圈通電并自鎖－>M通電工作。

停止過程：

按動停止按鈕SB1—>KM線圈失電并觸點斷開－>KM斷電停止工作，松開SB1后，自鎖觸頭處于斷開位置，接觸器線圈仍處于斷電狀態。
KM自鎖觸點，是指與SB1并聯的常開輔助觸點，其作用是當按鈕SB1閉合后又斷開，KM的通電狀態保持不變，稱為通電狀態的自我鎖定。停止按鈕SB2，用于切斷KM線圈電流并打開自鎖電路，使主回路的電動機M定子繞組斷電停止工作。

過載保護：

熱繼電器FR用于電動機過載時，其在控制電路的常閉觸點打開，接觸器KM線圈斷電，使電動機M停止工作.排除過載故障后，手動使其復位，控制電路可以重新工作。

短路保護：

熔斷器組FU1用于主電路的短路保護，FU2用于控制電路的短路保護。

失電壓保護：

電路失電,接觸器KM失電釋放,不操作起動按鈕，KM線圈不會再次自行通電，電動機不會自行起動。

工作原理：
連續與點動混合控制
點動控制：SA斷開
連續控制：SA閉合

組成特點：

1、在連續控制電路的基礎上，增加了有兩個觸頭的點動按鈕SB3，在接通電路的同時也將自鎖回路斷開，因此可實現點動控制。

2、SB1：連續運行。

順序控制：

要求幾臺電動機的啟動或停止按一定的先后順序來完成的控制方式。

順序啟動逆序停止控制：

按下按鈕SB1再按下SB2分別啟動M1 M2。

按下SB4停下M2；按下SB3停下M1；順序不能改變。

按鈕控制正反轉控制電路

接觸器、按鈕雙重聯鎖控制

在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯鎖”

行程控制：

有些生產機械如萬能銑床，要求工作臺在一定距離內能自動往返，通常利用行程開關控制電動機正反轉實現。

三相異步電動機降壓啟動控制

降壓啟動的方法：

定子繞組串電阻（電抗）啟動
自耦變壓器降壓啟動
Y—△降壓啟動
延邊三角形降壓啟動

降壓啟動的實質：

啟動時減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動電流；啟動后再將電壓恢復到額定值，電動機進入正常工作狀態。

星形——三角形降壓啟動控制

電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，減小起動電流；待電動機起動后，再把定子繞組改接成三角形，使電動機全壓運行。

Y—△起動只能用于正常運行時為△形接法的電動機。

三相繞線式異步電動機啟動控制

繞線異步電動機的優點：可以在轉子繞組中串接電阻來改善電動機的機械特性，從而達到減小啟動電流、增大啟動轉矩及平滑調速之目的。

繞線異步電動機降壓啟動原理：起動時，在轉子回路中串入三相起動變阻器，并把起動電阻調到最大值，以減小起動電流，增大起動轉矩。隨著電動機轉速的升高，起動電阻逐級減小。起動完畢后，起動電阻減小到零，轉子繞組被短接，電動機在額定狀態下運行。

電流原則控制：

電動機啟動時轉子電流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常閉觸頭都打開，KM1、KM2、KM3主觸頭處于斷開狀態，全部啟動電阻均串接在轉子繞組中。電動機啟動時轉子電流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常閉觸頭都打開，KM1、KM2、KM3主觸頭處于斷開狀態，全部啟動電阻均串接在轉子繞組中。

電動機轉速逐漸升高，轉子電流逐漸減小，當電流減小至KA1的釋放電流時，KA1首先釋放，其常閉觸頭復位，使接觸器KM1得電主觸頭閉合，切除第一級電阻R1。R1被切除后，轉子電流重新增大，電動機轉速繼續升高，轉子電流又減小，當減小至KA2的釋放電流時，KA2釋放，KA2的常閉觸頭復位，KM2線圈得電主觸頭閉合，第二級電阻R2被切除，同理，切除第三級電阻，全部電阻被切除，電動機啟動完畢，進入正常運行狀態。

三相異步電動機電氣制動控制

制動方法：反接制動控制；能耗制動

關鍵是電動機電源相序的改變，且當轉速下降接近于零時，能自動將電源切除。

反接制動控制原理：

改變電動機電源相序，使定子繞組產生反向的旋轉磁場，形成制動轉矩要求：10kW以上電動機的定子電路中串入反接制動電阻，轉速接近于零時，及時切斷反相序電源,防止反向再起動。

工作原理：

電動機正常運轉時，KM1通電吸合，KS的常開觸點閉合，為反接制動作準備。按下停止按鈕SB1，KM1斷電，電動機定子繞組脫離三相電源，電動機因慣性仍以很高速度旋轉，KS常開觸點仍保持閉合，將SB1按到底，使SB1常開觸點閉合，KM2通電并自鎖，電動機定子串接電阻接上反相序電源，進入反接制動狀態。電動機轉速迅速下降，當電動機轉速接近100r/min時，KS常開觸點復位，KM2斷電，電動機斷電，反接制動結束。

能耗制動控制原理：電動機脫離三相交流電源后，在定子繞組加直流電源，以產生起阻止旋轉作用的靜止磁場，達到制動的目的。

特點：

消耗的能量小，其制動電流要小得多；
適用于電動機能量較大，要求制動平穩和制動頻繁的場合；
能耗制動需要直流電源整流裝置。

特點：

消耗的能量小，其制動電流要小得多；
適用于電動機能量較大，要求制動平穩和制動頻繁的場合；
能耗制動需要直流電源整流裝置。

單向能耗制動控制：按速度原則控制

直流電動機啟動控制

特點：良好的起動、制動與調速性能；啟動沖擊電流大，可達額定電流的10～20倍。一般不允許全壓直接起動。

串二級電阻按時間原則啟動控制

電氣原理圖：

小結：

1.本章重點講述了電動機的啟動、制動、調速等控制線路。
2.掌握電動機的啟動方法及其使用場合和特點；掌握各種電動機的制動方法及其使用場合和特點；掌握電動機的控制原則,即時間原則、速度原則、電流原則、電勢原則、行程原則、頻率原則。
3.掌握電力拖動系統中的保護環節常用的聯鎖保護：電氣聯鎖和機械聯鎖，常用的互鎖環節：動作順序聯鎖環節、電氣元件與機械動作的聯鎖。

電動機常用的保護環節：短路保護、過電流保護、過載保護、失壓和欠壓保護，弱磁保護及超速保護等。

來源：技成培訓

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