第六章繼電器-接觸器控制電路第一節(jié)概述

1.電氣控制1）組成

由各種觸點(diǎn)電器組成的控制系統(tǒng)。2）作用

能實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、調(diào)速和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。3）優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)調(diào)整方便、價(jià)格低廉。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.認(rèn)識(shí)各種低壓電器2.認(rèn)識(shí)各種交流電動(dòng)機(jī)3.學(xué)會(huì)各種控制電路并能對(duì)電路故障進(jìn)行診斷與維修第二章三相交流異步電動(dòng)機(jī)與拖動(dòng)控制2．1案例1：三相交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制【案例說(shuō)明】電動(dòng)葫蘆、地面操作的小型行車及某些機(jī)床輔助運(yùn)動(dòng)的電氣控制都是通過(guò)單向點(diǎn)動(dòng)控制線路實(shí)現(xiàn)的。也就是當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械需要做調(diào)整運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。三刀開(kāi)關(guān)控制手動(dòng)電路M3~FU條件：電動(dòng)機(jī)容量不得超過(guò)75KW，刀開(kāi)關(guān)的額定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍Q3~2．1．1【解決方案】控制電路的實(shí)現(xiàn)(b)主電路控制電路圖2-1單向點(diǎn)動(dòng)控制電路接觸器和按鈕組成的控制電路是目前廣泛采用的電動(dòng)機(jī)控制方式。該電路的特點(diǎn)：是采用了接觸器控制，因此控制安全，達(dá)到了以小電流控制大電流的目的。由熔斷器FU1和FU2實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機(jī)交流接觸器結(jié)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源

第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)控制

一、起動(dòng)控制

1、開(kāi)關(guān)直接起動(dòng)

2、按鈕控制起動(dòng)1）點(diǎn)動(dòng)控制2）自鎖控制B'C'KMSB動(dòng)作原理控制電路主電路一、直接起動(dòng)控制線路

①點(diǎn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

控制回路僅由一只繼電器和一個(gè)按鈕組成。這是一種最基本的電動(dòng)控制線路多用于機(jī)床的輔助控制M3~ABCKMFUQS

起動(dòng)：觸頭（KM）閉合線圈（KM）通電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)按下按鈕（SB）停車：觸頭（KM）打開(kāi)線圈（KM）斷電電機(jī)停轉(zhuǎn)松開(kāi)按鈕（SB）下頁(yè)返回9自鎖觸頭KMC'ABCFUQSB'KMKMSB2SB1起動(dòng)按鈕M3~②連續(xù)控制組成特點(diǎn)：

在點(diǎn)動(dòng)控制電路中增加一個(gè)自鎖觸頭KM和停止按鈕SB1。因?yàn)樵撾娐酚凶枣i觸頭，所以具有失壓保護(hù)和防止自啟動(dòng)的功能。停止按鈕工作原理:起動(dòng)時(shí)，合上QS引入電源。按下SB2

交流接觸器KM線圈得電，主觸頭閉合

電動(dòng)機(jī)接通電源直接起動(dòng)，同時(shí)接觸器自鎖觸頭KM閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。

停車時(shí)，按下按鈕SB1

將控制電路斷開(kāi)

KM線圈失電

KM常開(kāi)主觸頭斷開(kāi)

三相電源斷開(kāi)

電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。松開(kāi)SB1后，自鎖觸頭處于斷開(kāi)位置，接觸器線圈仍處于斷電狀態(tài)。KM返回9【案例說(shuō)明】如電梯行駛到一定位置要停下來(lái)，起重機(jī)將重物提升到一定高度要停止上升，停的位置必須在一定范圍內(nèi)，否則可能造成危險(xiǎn)事故；還有些生產(chǎn)機(jī)械，如高爐的加料設(shè)備、龍門(mén)刨床等需自動(dòng)往返運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)的?？梢酝ㄟ^(guò)控制電路中的停止按鈕SB1停，這屬于手動(dòng)控制，也可用行程開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)在規(guī)定位置停則屬于自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)行程位置控制的電器主要是行程開(kāi)關(guān)。即用行程開(kāi)關(guān)中機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件的位置或機(jī)件的位置變化來(lái)進(jìn)行控制，稱為按行程原則的自動(dòng)控制，也稱為行程控制。行程控制是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較廣泛的控制方式之一。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)可通過(guò)SB2、SB3手動(dòng)控制，也可用行程開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。2．6案例6：電動(dòng)機(jī)行程控制電路2．6．1【解決方案】控制電路的實(shí)現(xiàn)圖2-53電動(dòng)機(jī)行程控制電路2．6．4【應(yīng)用拓展】自動(dòng)往返控制電路

圖2-57運(yùn)動(dòng)部件自動(dòng)往返示意圖圖2-58電動(dòng)機(jī)自動(dòng)往返電路圖KM2SB1SB3FRQFRFU~~SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2L1L2L2L1SQ4SQ2工作臺(tái)右移左移SQ4SQ2SQ1SQ3設(shè)KM1得電M正轉(zhuǎn),工作臺(tái)左移;KM2得電M反轉(zhuǎn),工作臺(tái)右移;M3

~

工作臺(tái)KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2左移按SB1→KM1線圈得電→KM1觸頭動(dòng)作→M正轉(zhuǎn)→工作臺(tái)左移工作原理合Q→直至壓住行程開(kāi)關(guān)SQ2：常閉觸頭斷開(kāi)

—KM1線圈

失電,M停轉(zhuǎn);常開(kāi)觸頭閉合

—KM2線圈

得電,M自行起動(dòng)反轉(zhuǎn)—工作臺(tái)返回右移。SQ4SQ2SQ1SQ3工作臺(tái)工作臺(tái)右移

KM2SB1SB3FRSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2工作臺(tái)右移當(dāng)工作臺(tái)右移至壓住行程開(kāi)關(guān)SQ1：常閉觸頭斷開(kāi)

—KM2線圈

失電,M停轉(zhuǎn);常開(kāi)觸頭閉合

—KM1線圈

得電,M自行

起動(dòng)正轉(zhuǎn)—工作臺(tái)返回左移……如此循環(huán)可實(shí)現(xiàn)工

作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)行SQ4SQ2SQ1SQ3左移【案例說(shuō)明】某些生產(chǎn)機(jī)械上的電動(dòng)機(jī)要求運(yùn)行一段時(shí)間，停止一段時(shí)間，即間歇運(yùn)行，如車床的潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)。2．7間歇運(yùn)行控制2．7．1【解決方案】控制電路的實(shí)現(xiàn)圖2-59電動(dòng)機(jī)間歇運(yùn)行控制電路一、籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

（一）直接起動(dòng)（全壓起動(dòng)）利用刀開(kāi)關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)定子繞組直接接到額定電壓的電流上，又稱全壓起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)設(shè)備和操作都比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。1.小容量的電動(dòng)機(jī)（PN≤7.5kW）2.電動(dòng)機(jī)容量滿足如下要求：ISTINSC=≤14〔〕3+電源總?cè)萘?kV·A)電動(dòng)機(jī)容量(kW)

降壓起動(dòng)是指起動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓（注意不是降低電源電壓）來(lái)減小起動(dòng)電流，起動(dòng)結(jié)束后加額定電壓的運(yùn)行方式。三、籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)的特點(diǎn)能夠降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，因此降壓起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也減小較多，故此法一般適用于電動(dòng)機(jī)空載或輕載起動(dòng)。降壓起動(dòng)的方法定子串接電抗器(或電阻)的降壓起動(dòng)

Y-△起動(dòng)自耦變壓器（起動(dòng)補(bǔ)償器）起動(dòng)延邊三角形起動(dòng)1.定子串聯(lián)電阻或電抗減壓起動(dòng)M3~3~RSQ1FUQ2起動(dòng)運(yùn)行M3~XSQ1FUQ23~

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特點(diǎn)１、起動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠，起動(dòng)時(shí)功率因數(shù)。2、改變所串入的電阻值即可改變加在電動(dòng)機(jī)上的電壓，從而調(diào)整電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。3、投資相應(yīng)較大，電阻有功率損耗，不宜頻繁起動(dòng)。優(yōu)先Y－起動(dòng)。1.定子串聯(lián)電阻或電抗減壓起動(dòng)適用于：正常運(yùn)行為△形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。2.星形－三角形減壓起動(dòng)（Y－起動(dòng)）3~UNQ1FUQ2U1U2V1V2W1W2方法起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成Y形，起動(dòng)結(jié)束后定子繞組則改接成△形。適用于：正常運(yùn)行為△形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。2.星形－三角形減壓起動(dòng)（Y－起動(dòng)）3~UNQ1FUQ2U1U2V1V2W1W2Y

起動(dòng)

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)適用于：正常運(yùn)行為△形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。2.星形－三角形減壓起動(dòng)（Y－起動(dòng)）起動(dòng)Q23~UNQ1FUU1U2V1V2W1W2

定子相電壓比U1PYU1P△UN

3UN==13

定子相電流比I1PYI1P△U1PYU1P△==13

起動(dòng)電流比ISTYIST△I1PY3I1P△==13

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

定子相電壓比U1PYU1P△UN

3UN==13

定子相電流比I1PYI1P△U1PYU1P△==13

起動(dòng)電流比ISTYIST△I1PY3I1P△==13

電源電流比

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比TSTYTST△U1PYU1P△==13()2

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)IYI△ISTYIST△==13起動(dòng)電流起動(dòng)電流是直接起動(dòng)時(shí)的1/3起動(dòng)轉(zhuǎn)距起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是直接起動(dòng)時(shí)的1/3(2)ISTY＜Imax（線路中允許的最大電流）。(3)TSTY＞(1.1～1.2)TL。

Y－起動(dòng)的使用條件(1)

正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)采用形連接的電動(dòng)機(jī)。

2．星-三角降壓起動(dòng)說(shuō)明:高電壓電動(dòng)機(jī)引出六個(gè)出線端子有困難，故星-三角起動(dòng)一般僅用于500V以下的低壓電動(dòng)機(jī)，且又限于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組作三角聯(lián)結(jié)。星—三角降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，運(yùn)行比較可靠，維護(hù)方便。2．星-三角降壓起動(dòng)2.自耦變壓器減壓起動(dòng)TA3~UNQ1FUQ2M3~

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2.自耦變壓器減壓起動(dòng)3~UNQ1FUQ2TAM3~起動(dòng)

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2.自耦變壓器減壓起動(dòng)TA3~UNQ1FUQ2M3~運(yùn)行

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2.自耦變壓器減壓起動(dòng)3~UNQ1FUQ2TAM3~起動(dòng)U降壓比

定子線電壓比U1LaU1LbUUN==KA

定子相電壓比U1PaU1Pb==KAU1LaU1Lb

定子相電流比I1PaI1Pb==KAU1PaU1Pb

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2.自耦變壓器減壓起動(dòng)TAM3~3~UNQ1FUQ2起動(dòng)ISTaKAISTa

起動(dòng)電流比ISTaISTbI1PaI1Pb==KA

電源電流比IaIbKAISTaISTb==KA2

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比=KA2TSTaTSTbU1PaU1Pb=()2

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

降壓比KA可調(diào)

QJ2型三相自耦變壓器：

KA=0.55、0.64、0.73QJ3型三相自耦變壓器：

KA=0.4、0.6、0.8

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)(1)ISTa＜Imax（線路中允許的最大電流）(2)TSTa＞(1.1～1.2)TL

自耦變壓器減壓起動(dòng)的使用條件

【例

4.3.1】

一臺(tái)

Y250M－6型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，UN=380V，聯(lián)結(jié)，PN=37kW，

nN=985r/min，IN=72A，ST=1.8，SC=6.5。如果要求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須大于250N·m，從電源取用的電流必須小于360A。試問(wèn)：(1)能否直接起動(dòng)？(2)能否采用Y－起動(dòng)？(3)能否采用KA=0.8的自耦變壓器起動(dòng)？解：(1)能否直接起動(dòng)602TN=PN

nN=×N·m=359N·m602×3.1437×103985直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流為

TST=STTN=

1.8×359N·m=646N·mIST=SCIN

=

6.5×72A=468A

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

雖然TST＞250N·m，但是

IST＞360A，所以不能采用直接起動(dòng)。(2)能否采用Y－起動(dòng)TSTY=TST13=×646

N·m=215N·m13ISTY=IST13=×468

A=156A13

雖然ISTY＜360A，但是

TSTY＜250N·m，所以不能采用Y－起動(dòng)。

(3)能否采用KA=0