电动机控制与保护

2、多地控制
定义： 多地控制电路设置多套起、停按 钮，分别安装在设备的多个操作位置， 故称多地控制。 特点： 起动按钮的常开触点并联，停止 按钮的常闭触点串联。 操作： 无论操作哪个启动按钮都可以实 现电动机的起动；操作任意一个停止 按钮都可以打断自锁电路，使电动机 停止运行。
3、多条件控制
• 电路用途： 多条件启动控制和多条件 停止控制电路，适用于电路的 多条件保护。 • 电路特点： 按钮或开关的常开触点串 联，常闭触点并联。多个条件 都满足（动作）后，才可以起 动或停止。
综合
基本电路的结构特点： 1.自锁——接触器常开触点与按钮常开触点相并联。 2.互锁——两个接触器的常闭触点串联在对方线圈 的电路中。 3.点动——无自锁环节。 4.多地——按钮的常开触点并联、常闭触点串联。 5.多条件——按钮的常开触点串联、常闭触点并联。
2.3 三相交流异步电动机降压起动控制电路
2、反接制动
①工作原理： 反相序电源制动，转速接 近零时，切除反相序电源。 ②主电路： KM1电动运行；KM2通入反 相序电源，反接制动。 Ｒ限制反接制动电流。 ③控制电路 （速度控制原则） 起动：接动启动按钮 SB2→KM1通电自锁→电动 机M通入正相序电源转动。 停止：按动停车按钮 SB1→KM1线圈断电复位 →KM2线圈通电自锁，实现 反接制动，转速n接近零时， 速度继电器KS常开触点打 开→KM2线圈断电，反接制 动结束。
2.1 电气控制线路图的绘制及分析
用以描述电气控制设备电气原理及安装、调试用的工艺 性图纸，主要包括电气原理图、电气安装位置图、电气安 装接线图和电气安装互连图等。
2.1.1 电气线路图 2.1.2 电气原理的读图方法
2.1.1 电气线路图
电气线路图： 电气线路图是指描述控制线路接线关系和原理的图纸，分为电气 原理图和电气安装接线图。 电气原理图的分类： – 主：强电流通过部分 – 辅：控制、照明、指示 电气原理图的绘制规则： – 主：粗实线 – 辅：细实线 电气符号画法： – 一般垂直放置，也可以逆时针转动90水平放置。 – 图中电器元件的状态为常态（未压动、未通电……）
3、工作台自动循环控制
• 工作台移动机构示意 在工作台的移动机构和固 定部件上分别装置的行程开关 和档铁（压动行程开关用）， 当移行机构运动到某一固定位 置时，压动行程开关，取代人 手接动按钮的功能，实现自动 循环控制。 • 右图SQ1用于正转控制，SQ2用 于反转控制，SQ3、SQ4的常闭 触点用于极限位置的保护。
Y-△ 降压起动
• ① 降压原理： 起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时△连接。
Y-△ 降压起动控制电路
② 主电路分析：KM1、KM3——Y起动，KM1、KM2——△运行。 讨论：KM1、KM2、KM3容量关系。 ③ Y-△ 降压起动过程分析： 按下起动按钮SB2—>KM1线圈通电自锁 —>KM3线圈通电--M作Y接起动；
Fra Baidu bibliotek合
电气原理图中电器元件各部分符号与实际位 置无关，可根据原理，将电气符号画在任何需要的 电路位置。
2.2.3 其它环节
1、点动（在长动基础上的点动） 用途：适用于电动机短时间调整的操作。 ① 按钮操作：SB3常闭触点用来切段自锁电路实现点动。 ② 转换开关控制：SA合上，有自锁电路，SB2为长动操作按钮；SA断 开，无自锁电路，SB2为点动操作按钮。 ③ 中间继电器KA控制：按动SB2、KA通电自锁，KM线圈通电，此状态 为长动；按动SB3、KM线圈通电，但无自锁电路，为点动操作。
2.4.2 电气制动
用途： 电气制动多用于电动机的快速停车。常用方法有能耗制动和反接制动。
1、能耗制动 ①制动原理 制动时，在切除交流电源的同时，给三相定子绕组通入直流电流。
②限流电阻的计算：
电路设计时，根据IZ=（1.5～4）IN的原则，选取直流电流电压等级， 以及限流电阻的功率和阻值。
③主电路 直流电源的获取方法，交流电源（降压）经整流（半波、全波、桥式）。 图2.4.3主电路中接触器KM1的主触点闭合时，电动机M作电动工作。 接触器KM2主触点用于能耗制动时为定子绕组通入直流电流。
• 主电路： 三相电源经QS、FU1、KM的主触点， FR的热元件到电动机三相定子绕组。 控制电路： 用两个控制按钮，控制接触器KM线图 的通、断电，从而控制电动机（M）启动 和停止。 起动过程分析： 合上QS，按动起动按钮SB1—>KM线圈 通电并自锁－>M通电工作。 KM自锁触点，是指与SB1并联的常开 辅助触点，其作用是当按钮SB1闭合后又 断开，KM的通电状态保持不变，称为通 电状态的自我锁定。 停止按钮SB2，用于切断KM线圈电流 并打开自锁电路，使主回路的电动机M定 子绕组断电停止工作。
第2章 拖动系统基本控制电路
• • • • • • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 电气控制线路图的绘制及分析 全压起动及其主要控制环节 三相交流异步机降压起动控制电路 三相交流异步机制动控制电路 变极调速控制线路 绕线式异步电动机的控制电路 电液控制技术 直流电动机基本控制电路
—>KT线圈通电延时—>KM3线圈断电－>KM2线圈通电自锁----M作△接行。 —>KT线圈断电复位。
2.3.2、自耦补偿起动
① 降压原理：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，运行时电动机定 子绕组接三相交流电源，并将自耦变压器从电网切除。 ② 主电路：起动时，KM1主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2主 触点闭合，电动机接三相交流电源，KM1主触点断开，自耦变压器被切除。 讨论： KM2与KM1的控制要求； KM1主触点的容量。 ③ 控制电路：起动过程分析 按动SB2－>KM1线圈通电自锁－>电动机M自耦补偿起动； －>KT线圈通电延时-->KA线圈通电自锁－>KM1、KT线圈断电-->KM2线 圈通电－>电动机M全压运行。
2.4.1 机械制动
2、制动原理： 断电电磁抱闸制动方式： 电磁抱闸的电磁线圈通电时，电磁 力克服弹簧的作用，闸瓦松开，电动 机可以运转。 电磁离合器制动方式（结构） 电磁离合器的电磁线圈通电，动、 静摩擦片分离，无制动作用，电磁线 圈断电，在弹簧力的作用下动、静摩 擦片间产生足够大的摩擦力而制动。 3、控制电路分析 启动时，接触器KM线圈通电时， 其主触点接通电动机定子绕组三相电 源的同时，电磁线圈YB通电，抱闸 （动摩擦片）松开，电动机转动。 停止时，接触器KM线圈断电—>电 动机M断电—>电磁铁线圈YB失电—>实 现抱闸或电磁制动。
2.2.2 正反转控制电路
• 正反转实现的方法：改变电源相序 （两根火线对调）。 1、正反转基本控制电路： 主电路： KM1主触点接通正相序电源—M正转。 KM2主触点接通反相序电源—M反转。 控制电路： SB1控制正转，SB2控制反转，SB3 用于停止控制。 KM的常闭触点用于互锁控制，即 使在接触器故障情况下，也可以保证 不发生主电路短路现象。
2、按钮联锁功能
• 图2.2.3的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。 电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。 图2.2.4使用按钮连锁，首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对 方支路线圈电流，再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方 便地使电动机由正转进入反转，或由反转进入正转。
④控制电路（按时间原则控制）
• 起动： 按动起动按钮SB2→KM1 线圈通电自锁，电动机M 作电动运行。 • 制动： 按动停车按钮SB1→KM1 线圈断电复位→KM2线圈 通电自锁→电动机M定子 绕组切除交流电源，通入 直流电源能耗制动。 SB1→KT线圈通电延时 →KM2线圈断电复位→KT 线圈断电复位。
电动机铭牌及含意
1.2 交流异步电动机控制及保护-供电
电源控制
电动机控制
1.2 交流异步电动机控制及保护
低压电器的四项基本功能及电动机控制及 保护
电动机控制及保护
• • • • 隔离 过载保护 短路保护 控制
第2章 拖动系统基本控制电路
• 目的： 学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机起、停， 正反转，多地，多条件控制电路的基本原理；降压起动控制电路； 制动控制电路；变极调速。绕线式异步电动机的控制电路；电液 控制技术；直流电动机基本控制电路。 • 要求： 领会常用控制电路的设计思想，学会分析基础电路的工作原 理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并 要求能够熟练画出这些电路。
２、自动起停控制
起停控制电路的保护分析
• 过载保护： 热继电器FR用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触点打 开，接触器KM线圈断电，使电动机M停止工作。排除过载故障后， 手动使其复位，控制电路可以重新工作。 • 短路保护： 熔断器组FU1用于主电路的短路保护，FU2用于控制电路的短 路保护。 • 零压保护： 电路失电复上电，不操作起动按钮，KM线圈不会再次自行通 电，电动机不会自行起动。 • KM线圈通电的逻辑表达式：
2.3.3、延边三角形降压起动
• ① 原理：绕组连接67、48、59构成延边三角形 接法，绕组连接16、24、35为△接法。
延边三角形降压起动控制电路
② 主电路分析 KM1、KM3使接点1、2、3接三相电源，67 、 48、 5 9对应端接 在一起构成延边三角形接法，用于降压起动。 KM1、KM2使接点16、24、35接在一起，构成△连接，用于全压运 行。
• 用途： 三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相 交流异步电动机空载和轻载起动时减小起动电流。 • 降压启动控制电路： Y-△起动、自耦补偿起动、延边三角形起动控制电 路。 • 要求： 熟记Y-△起动控制电路结构和工作原理，掌握自耦 补偿起动和延边三角形降压起动电路工作原理的分析方 法
2.3.1
2.1.2 电气原理的读图方法
1、查线读图法（常用方法）： 按照由主到辅，由上到下，由左到右的原则分析电气 原理图。较复杂图形，通常可以化整为零，将控制电路 化成几个独立环节的细节分析，然后，再串为一个整体 分析。 2、逻辑代数法 用逻辑代数描述控制电路的工作关系。
练习1
练习1
练习1
练习2
控制电路与Y-△起动控制电路相同，不再分析。
2.4 三相交流异步机制动控制电路
• 主要内容： 机械抱闸制动，能耗制动，反接制动。 • 要求： 了解各种制动方法的实现电路，以及能耗制动限流电 阻的计算原则，掌握能耗和反接制动电路的原理分析。 • 2.4.1 机械制动 1、常用方法： 电动抱闸制动 、电磁离合器制动 （多用于断电制 动）。
4、顺序控制
用途： 用于实现机械设 备依次动作的控制 要求。 ① 主电路顺序控制： KM2串在KM1触点 下，故只有M1工作 后M2才有可能工作。
4、顺序控制
• ② 控制电路的顺序控制： a）KM1的辅助常开触点起自锁和顺控的双重作用。 b）单独用一个KM1的辅助常开触点作顺序控制触点。 c）M1—>M2的顺序起动、M2－>M1的顺序停止控制。 顺序停止控制分析：KM2线圈断电，SB1常闭点并联的KM2辅助常开 触点断开后，SB1才能起停止控制作用，所以，停止顺序为M2－ >M1。
电动机控制与保护
陈相文
第1章 电动机工作原理及保护
• 目的： 学习三相交流异步电动机基本原理； 低压电器的四项基本功能及电动机四项基 本控制及保护电路。 • 要求： 掌握电动机的基本工作原理，熟记电 动机四项基本控制及保护电路。
1.1 交流异步电动机工作原理-电动机结构
电动机结构
电动机结构
交流异步电动机工作原理
练习2
练习2
2.2 全压起动及其主要控制环节
本节主要描述小型电动机的全压起动及其主要 控制环节，（电动机的启动方法和原理已由电机课 程进行过理论研究）有起停控制、正反转控制电路、 其它环节等。 2.2.1 起停控制 2.2.2 正反转控制电路 2.2.3 其它环节
2.2.1 起停控制
• 手动控制操作方法： • 手动合上QS，电动机M工作； 手动切断QS，电动机M停止工作。 • 电路保护措施： FU——短路保护 • 电路优点：控制方法简单、经 济、实用。 • 电路缺点：保护不完善，操作 不方便