电机控制电路PPT课件

第第2章章 电动机基本控制线路电动机基本控制线路2.1 三相异步电动机降压启动控制三相异步电动机降压启动控制较大容量的笼型异步电动机（大于较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）因）因启动电流较大，一般都采用降压起动方式来起启动电流较大，一般都采用降压起动方式来起动。动。原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，起动后再将电压恢复到额定值。压，起动后再将电压恢复到额定值。常用方法：串电阻（或电抗）、星型常用方法：串电阻（或电抗）、星型三角形、三角形、自耦变压器等。自耦变压器等。、定子串电阻起动、定子串电阻起动原理：电动机在起动原理：电动机在起动时在三相定子绕组中时在三相定子绕组中串接电阻，使电动机串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，定子绕组电压降低，起动结束后再将电阻起动结束后再将电阻短接。短接。主电路：主电路：KM1实现串实现串电阻起动，电阻起动，KM2实现实现全压运行。全压运行。KM2 KM1RL1 L2 L3QSFUFRMSB2SB1FRKM1KTKM1 KM2 KT图图2-8（a）控制线路：控制线路：1、基本原理：用时间继电器、基本原理：用时间继电器KT控制控制KM1、KM2切换。切换。2、KM1、KM2允许同时吸合，允许同时吸合，但是电动机正常运行后，一但是电动机正常运行后，一般应该将般应该将KM1释放，以降低释放，以降低运行损耗。运行损耗。3、图、图2-8（a）为）为KM1不退出不退出的控制线路。的控制线路。4、图、图2-8（b）为）为KM1退出而退出而KT 不退出的控制线路。不退出的控制线路。5、图、图2-8（c）为）为KM1、KT都都退出的控制线路退出的控制线路SB2SB1FRKM1KTKM1 KM2 KT图图2-8（a）起动完成后起动完成后KM1不退出，不退出，不足之处：运行损耗大不足之处：运行损耗大 图图2-8（b-1）KM1退出而退出而KT 不退出不退出问题：问题：KT延时触点切换是否可行？延时触点切换是否可行？切换要求：起动过程平稳，减少冲击。对切换要求：起动过程平稳，减少冲击。对于主触点要求：于主触点要求：KM2 先闭合先闭合 KM1 后断开后断开KM2 KM1RL1 L2 L3QSFUFRMSB2SB1FRKTKM1 KM2 KTKTKT 图图2-8（b-1）KM1退出而退出而KT 不退出不退出KT延时触点切换带来延时触点切换带来KM1、KM2线线圈瞬时断电，切换过程带来冲击圈瞬时断电，切换过程带来冲击KT常开延时触点和常开延时触点和KM常闭触点平常闭触点平稳切换！稳切换！SB2SB1FRKTKM1 KM2 KTKTKTSB2SB1FRKTKM2KM1 KM2 KTKT图图2-8（b-2）KM1退出而退出而KT 不退出不退出SB2SB1FRKTKM2KM1 KM2 KTKT SB2按下，按下，KM1动作动作电机降压起动；电机降压起动；KT绕组上电开始计时，绕组上电开始计时，KT延时时间到，延时时间到，KT延时闭合的常开触点闭合延时闭合的常开触点闭合KM2线圈上电，线圈上电，KM2主触点闭合主触点闭合电机全压起动。电机全压起动。KM2延时断开的常闭触点断开延时断开的常闭触点断开KM1线圈失电线圈失电KM主触点断开主触点断开降压起降压起动回路断开。动回路断开。KM2 KM1RL1 L2 L3QSFUFRM问题：如果要求切换时确保问题：如果要求切换时确保KM2先先断开断开KM1后闭合，图后闭合，图2-8（b-1）是否）是否可靠，可靠，为进一步增加可靠性应怎样为进一步增加可靠性应怎样做？做？方法：用方法：用KM1的常闭触点替代的常闭触点替代KT延延时常开触点。时常开触点。图图2-8（b-1）KM1退出而退出而KT 不退出不退出KT延时触点延时触点切换带来切换带来KM1、KM2线圈瞬时断线圈瞬时断电，切换过电，切换过程带来冲击程带来冲击SB2SB1FRKM1KM1 KM2 KTKTKTKM1 KM2 KTSB2SB1FRKTKTKT切换顺序比较切换顺序比较SB2SB1FRKTKM2KM1 KM2 KTKTSB2SB1FRKTKM1 KM2 KTKTKTSB2SB1FRKM1KM1 KM2 KTKTKTKM2先通电先通电,KM1后断电；后断电；KM1,KM2同时切换；同时切换；KM1先断电先断电,KM2后通电后通电 图图2-8（b-2）KM1退出带来的自锁回路的改变，退出带来的自锁回路的改变，采用采用KA触点扩展触点扩展 采用采用KT瞬时动作触点瞬时动作触点SB2SB1FRKTKM1 KM2 KTKTKM2SB2SB1FRKTKM1 KM2 KT KAKAKM2自锁回路的转换自锁回路的转换SB2SB1FRKM1 KT KM2KTKM2KM2KM1图图2-8（c）退出退出KTSB2SB1FRKTKM2KM1KM2KM1 KM2 KT 图图2-8（b-3）KM1退出带来的退出带来的自锁回路的改变，自锁回路的改变，采用采用KM1、KM2触点切换触点切换星形星形三角形启动的控制三角形启动的控制 这一线路的设计思想仍是按时间原则控制这一线路的设计思想仍是按时间原则控制启动过程，所不同的是启动时将电动机定子绕启动过程，所不同的是启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的额定值的1/3，从而减小了启动电流对电网的，从而减小了启动电流对电网的影响。待启动后按预先整定的时间换接成三角影响。待启动后按预先整定的时间换接成三角形接法，使电动机在额定电压下正常运转。星形接法，使电动机在额定电压下正常运转。星形形-三角形降压启动线路如图三角形降压启动线路如图2-12所示。所示。图图2-12 星形星形-三角形降压启动电路三角形降压启动电路星形星形-三角形启动的特点在于星形启动电流只是原来三角形启动的特点在于星形启动电流只是原来三角形接法的三角形接法的1/3，启动电流特性好、结构简单、价，启动电流特性好、结构简单、价格低。格低。缺点：缺点：是启动转矩也相应下降为原来三角形接法是启动转矩也相应下降为原来三角形接法的的1/3，转矩特性差，因而本线路适用于电网电压，转矩特性差，因而本线路适用于电网电压380V，额定电压，额定电压660/380V，用于，用于Y/接法的电动接法的电动机轻载启动的场合。机轻载启动的场合。2.1.3 串自耦变压器启动的控制线路串自耦变压器启动的控制线路串自耦变压器降压启动的控制线路如图串自耦变压器降压启动的控制线路如图2-11所所示。这一线路的设计思想和串电阻启动线路基示。这一线路的设计思想和串电阻启动线路基本相同，也是采用时间继电器完成按时动作，本相同，也是采用时间继电器完成按时动作，所不同是启动时串入自耦变压器，启动结束时所不同是启动时串入自耦变压器，启动结束时自动切除。自动切除。211定子串自耦变压器降压启动控制线路串联自耦变压器启动和串电阻启动相比，其串联自耦变压器启动和串电阻启动相比，其优优点点是在同样的启动转矩时，对电网的电流冲击是在同样的启动转矩时，对电网的电流冲击小，功率损耗小。小，功率损耗小。缺点缺点是自耦变压器相对电阻结构复杂，价格是自耦变压器相对电阻结构复杂，价格较高。这种线路主要用于启动较大容量的电动较高。这种线路主要用于启动较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的影响。机，以减小启动电流对电网的影响。2.1.4 三相绕线转子异步电动机起动控制三相绕线转子异步电动机起动控制一、转子回路串接电阻起动的控制线路一、转子回路串接电阻起动的控制线路起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。结束，起动电阻被逐段短接。多段式，使得起动过程更加平滑。多段式，使得起动过程更加平滑。控制方式：控制方式：1、按时间原则控制、按时间原则控制图图2-152、按电流原则控制、按电流原则控制图图2-16（a）基本电路）基本电路SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3QSFUKM1FRML1 L2 L3KM43RKM32RKM21R图图2-15时间原则控制转子电路串电阻起动时间原则控制转子电路串电阻起动控制线路控制线路1、按时间原则控制、按时间原则控制SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3SB1SB2KM1KM2KM3KM4 KT1 KT2 KT3基基本本电电路路的的动动作作时时序序QSFUKM1FRML1 L2 L3KM43RKM32RKM21RSB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM4KM4图图2-15(b)-(a)电路之改进：电路之改进：起动完成后退出起动完成后退出KM2、KM3、KT1、KT2、KT3SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM4KM4SB1SB2KM1KM2KM3KM4 KT1 KT2 KT3(b)电电路路的的动动作作时时序序SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3图图2-15（c）(b)电路电路之之改进：改进：逐步逐步退出退出KT1、KM2、KT2、KM3、KT3SB1SB2KM1KM2KM3KM4 KT1 KT2 KT3SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3(c)电电路路的的动动作作时时序序FUKM1FRMQSL1 L2 L3KM43R KI3KM32R KI3KM21R KI1 I I I SB1FRSB2KM1KM1 KA KM2 KM3 KT4KM1KAKI1KI2KI2图图2-16电流原则控制转子电路串电阻起动电流原则控制转子电路串电阻起动控制线路控制线路2、按电流原则控制、按电流原则控制制动方式有电气的方法和电气机械结合的方法。前制动方式有电气的方法和电气机械结合的方法。前者如反接制动，能耗制动；后者如电磁机械抱闸。者如反接制动，能耗制动；后者如电磁机械抱闸。1、反接制动控制线路、反接制动控制线路 由于反接制动电流较大，当电机容量较大，制由于反接制动电流较大，当电机容量较大，制动时则需在定子回路中串人电阻降压以减小制动电动时则需在定子回路中串人电阻降压以减小制动电流。当电动机容量不大时，可以不串制动电阻以简流。当电动机容量不大时，可以不串制动电阻以简化线路。这时，可以考虑选用比正常使用大一号的化线路。这时，可以考虑选用比正常使用大一号的接触器以适应较大的制动电流。接触器以适应较大的制动电流。由于反接制动采用了速度继电器，按转速原则进行由于反接制动采用了速度继电器，按转速原则进行制动控制，其制动效果较好，使用也较方便，鼠笼制动控制，其制动效果较好，使用也较方便，鼠笼电动机制动常采用这一方式，如图电动机制动常采用这一方式，如图2-15所示。所示。2.2 鼠笼式异步电动机的制动控制线路鼠笼式异步电动机的制动控制线路图2-15 电动机可逆运行的反接制动控制线路 2、能耗制动的控制线路、能耗制动的控制线路能耗制动的控制线路的设计思想是制动时在定子绕组能耗制动的控制线路的设计思想是制动时在定子绕组中任意两相通入直流电流，形成固定磁场，它与旋转中任意两相通入直流电流，形成固定磁场，它与旋转着的转子中的感应电流相互作用，从而产生制动转矩，着的转子中的感应电流相互作用，从而产生制动转矩，制动时间由时间继电器来控制。制动时间由时间继电器来控制。能耗制动控制线路如图能耗制动控制线路如图2-16所示。所示。能耗制动与反接制动相比，由于制动是利用转子中能耗制动与反接制动相比，由于制动是利用转子中的储能进行的，转速快时制动力大，慢时制动力小。的储能进行的，转速快时制动力大，慢时制动力小。因此能量损耗小，制动电流较小，制动准确，适用因此能量损耗小，制动电流较小，制动准确，适用于要求平稳制动的场合，但需要整流电源，制动速于要求平稳制动的场合，但需要整流电源，制动速度也较反接制动慢一些。度也较反接制动慢一些。电磁抱闸制动电磁抱闸制动 在制动时，将制动电磁铁的线圈接通，通过在制动时，将制动电磁铁的线圈接通，通过机械抱闸制动电机，有时还可将电磁抱闸制动机械抱闸制动电机，有时还可将电磁抱闸制动与能耗制动同时使用，以弥补能耗制动转矩较与能耗制动同时使用，以弥补能耗制动转矩较小的缺点，加强制动效果。小的缺点，加强制动效果。2.3 三相交流异步电动机调速控制线路三相交流异步电动机调速控制线路 在电气控制线路中，对于鼠笼式交流电动在电气控制线路中，对于鼠笼式交流电动机其转速公式为机其转速公式为 n=60 f(1-s)/P 因此调速的方法有：因此调速的方法有：a.改变极对数p变极调速；b.改变转差率S串级调速；c.改变频率f变频调速。下面介绍鼠笼式交流电动机变极调速及绕线型电下面介绍鼠笼式交流电动机变极调速及绕线型电动机在转子中分级串电阻调速。动机在转子中分级串电阻调速。变极调速控制线路变极调速控制线路 这一线路的设计思想是通过改变电机绕组的接线方这一线路的设计思想是通过改变电机绕组的接线方式来达到调速目的。速度的调节即接线方式的改变，式来达到调速目的。速度的调节即接线方式的改变，也是采用时间继电器按照时间原则来完成的。也是采用时间继电器按照时间原则来完成的。变极电动机一般有双速、三速、四速之分，双速电变极电动机一般有双速、三速、四速之分，双速电动机定子装有一套绕组，三速、四速则为两套绕组。动机定子装有一套绕组，三速、四速则为两套绕组。双速电动机三相绕组连接图双速电动机调速控制线路如图2-18所示