42 常用电气控制线路

,第二级,第三级,第四级,第五级,5.2,常用电气控制线路,5.2 电气控制线路根本环节,一、三相笼型异步电动机全压启动控制,三相笼型异步电动机巩固耐用,结构简单,且价格经济,在生产机械中应用十分广泛。电动机的启动是指其转子由静止状态转为正常运转状态的过程,在此过程中电动机启动电流将增至额定值的 倍,会造成供电线路电压的波动。另外,频繁的启动产生的较高热量会加快线圈和绝缘的老化,影响电动机使用寿命。,1.单向全压启动控制线路,单向全压启动控制线路如下图,图中左侧为主电路,由刀开关QS、熔断器FU1、接触器KM主触点、热继电器FR的热元件和电动机M构成；右侧控制线路由熔断器FU2、热继电器FR常闭触点、停止按钮SB2、启动按钮SB1、接触器KM常开辅助触点和它的线圈构成。,1）工作原理,电动机启动时,刀开关QS置于闭合位置,三相电源引入。,单向全压启动控制线路,自锁,依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象,为什么加自锁？,2）保护环节,(1)短路保护：熔断器FU1、FU2分别作主电路和控制线路的短路保护,当线路发生短路故障时能迅速切断电源。,(2)过载保护：通常生产机械中需要持续运行的电动机均设过载保护,其特点是过载电流越大,保护动作越快,但不会受电动机启动电流影响而动作。,(3)失压和欠压保护：依靠接触器自身电磁机构实现失压和欠压保护。,2.点动控制线路,实际生产中,生产机械常需点动控制,如机床调整对刀和刀架、立柱的快速移动等。所谓点动,指按下启动按钮,电动机转动；松开按钮,电动机停止运动。与之对应的,假设松开按钮后能使电动机持续工作,则称为长动。区分点动与长动的关键是控制电路中控制电器得电后能否自锁,即是否具有自锁触点。点动控制线路如所示。,点动控制线路,3.正反转控制线路,生产实践中,许多设备均需要两个相反方向的运行控制,如机床工作台的进退、升降以及主轴的正反向旋转等。此类控制均可通过电动机的正转与反转来实现。由电动机原理可知,电动机三相电源进线中任意两相对调,即可实现电动机的反向运转。,特别注意KM1和KM2线圈不能同时通电,因此不能同时按下SBl和SB2,也不能在电动机正转时按下反转起动按钮,或在电动机反转时按下正转起动按钮。如果操作错误,将引起主回路电源短路。,图 5.36 正反转控制线路,(a)“正停反控制；(b)“正反停控制,(1)“正停反控制。接触器KM1、KM2 的主触点在主电路中构成正、反转相序接线,两者的辅助常闭触点分别接于对方线圈电路中。,互锁-在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（电气联锁）。,为什么要互锁？,(2)“正反停控制。,启动按钮均换为复合按钮,则该电路为按钮、接触器双重联锁的控制电路。,按钮互锁：（机械联锁）。,4.自动循环控制,自动往复循环控制是利用行程开关按机床运动部件的位置或机件的位置变化来进行的控制,通常称为行程控制。生产中常见的自动循环控制有龙门刨床、磨床等生产机械的工作台的自动往复控制,工作台行程示意。,自动循环控制线路,控制原理：在正反转控制的根底上,参加位置控制,实现自动往复控制（正转反、反转正均由行程开关SQ实现）,5.多点（地）控制,多点控制是指在两地或两个以上地点进行的控制操作,多用于规模较大的设备,以方便操作。此类电路应具有多组按钮,且这多组按钮的连接原则为：常开按钮均相互并联,组成“或逻辑关系；常闭按钮均相互串联,组成“与逻辑关系。图 为两地控制,遵循以上原则还可实现三地及更多点的控制。,两地控制线路,两地控制线路特点：,启动按钮（常开）,并联,停车按钮（常闭）,串联,6.顺序控制,一般机械设备的拖动电动机常按一定的顺序控制要求,对控制线路提出顺序工作的联锁要求,此类电路属于顺序启动控制或称条件控制电路。,顺序启动控制线路,二、三相笼型异步电动机降压启动控制,降压启动是指启动时降低加在电动机定子绕组上的电压,启动后再将电压恢复至额定值,使之在正常电压下运行。容量大于 10 kW 的笼型异步电动机直接启动时,启动冲击电流为额定值的 倍,故一般均需采用相应措施降低电压,即减小与电压成正比的电枢电流,从而在电路中不至于产生过大的电压降。常用的降压启动方式有定子电路串电阻降压启动、星形-三角形（-）降压启动和自耦变压器降压启动。,1、三相笼型异步电动机定子串电阻启动控制,降压启动是指启动时降低加在电动机定子绕组上的电压,启动后再将电压恢复至额定值,使之在正常电压下运行。,原理：启动时定子中串入电阻,降低电压,减小启动电流。启动后全压运行。,2、三相笼型异步电动机Y-启动控制,Y-启动原理：启动时三相定子绕组接成Y,每相定子绕组承受相电压（220V）,减小启动电流。启动后,三相定子绕组接成,每相定子绕组承受线电压（380V）,全压运行。用两个接触器实现Y-转换。,Y-降压启动线路,Y-启动控制原理：,1、KMY为Y接触器：启动时KMY吸合三相定子绕组接成Y型,每相定子绕组承受相电压（220V）,-减小启动电流。,2、KM为接触器：启动后KM吸合三相定子绕组接成型,每相定子绕组承受线电压（380V）,全压运行。,3、KM为电源接触器：为电动机提供电源。,4、KT为时间继电器：控制时间,完成Y-的自动切换。,设定时间为电动机的启动时间。,3、三相笼型异步电动机自耦降压启动控制,自耦降压启动原理：在定子电路中串入自耦变压器,启动时将自耦变压器的二次输出电压（小于输入的交流电压60-80%的额定电压）接入电动机三相定子绕组,启动电流减小。启动后,将自耦变压器从定子电路切除（KM2短接）,每相定子绕组承受线电压（380V）,全压运行。,用两个接触器实现降压-全压的转换。切换时间由时间继电器KT自动控制。控制线路如以下图。,三、三相笼型异步电动机制动控制,制动的目的是克服惯性,使电动机快速停止旋转。方法有：机械制动和电气制动。,1.能耗制动控制,能耗制动控制的工作原理：在三相电动机停车切断三相交流电源的同时,将一直流电源引入定子绕组,产生静止磁场,电动机转子由于惯性仍沿原方向转动,则转子在静止磁场中切割磁力线,产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩,实现对转子的制动。能耗制动控制线路如下图,图中变压器TC、整流装置VC提供直流电源。,能耗制动控制线路,2.反接制动控制,反接制动控制的工作原理：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序,使定子绕组产生方向相反的旋转磁场,从而产生制动转矩,实现制动。反接制动要求在电动机转速接近零时及时切断反相序的电源,以防电动机反向启动,其实现电路见图。,停车时,停车按钮SB1使KM1释放,断开三相电源,同时使反相KM2吸合,接入反相交流电进行制动。用速度继电器KS检测速度,当速度接近零时,速度继电器触点断开,使KM2释放,断开三相电源,制动结束。R作用：限制制动电流。,单向反接制动控制电路,