单元二三相异步电动机电气控制系统的基本电路综述

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1、单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 快乐向导: 在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械均由电动机来拖动， 其控制电路由接触器、继电器、按钮、行程开关、低压断路器等组成 ，可以实现对电动 机的启动、停止、点动、正反转、制动等方面的控 制要求，从而实现对电 力拖动系统的保护和生产过程自动化。由于各 种各样的生产机械的工艺过程不同，其控制电路也千差万别。 掌握这些基本控制电路环节是学习电气控制的基础，通过若干典 型电气控制电路工作原理的分析和技能训练，有助于对基本控制环节 原理的理解，提高电气控制设备的维修水平。着重阐明绘制电气控制 电路的基本原则、基本控制环节以及三相异步电机常用的启

2、动、制动 等电气控制电路的基本设计方法。 主页 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 知识目标： 技能目标： 1、了解绘制和识读电 气控制电路图的原则。 2、掌握三相异步电机常用启动电路的基本知识。 3、掌握三相异步电机常用制动电路的基本知识。 1、掌握三相异步电动机电气控制系统基本电路的工作原理。 2、设计三相异步电动机电气控制系统基本电路的电器布置图。 3、实现三相异步电动机电气控制系统基本电路的检测、安装与调试。 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务一 绘制和识读电气控制电路图的原则 任务二 三相异步电动机单向全压启动控制电路 任务三 三相异步电动机正反转控

3、制电路 任务四 三相异步电动机串电阻降压启动自动控制电路 任务五 三相异步电动机Y-降压启动自动控制电路 任务六 三相异步电动机单向反接制动控制电路 任务七 三相异步电动机能耗制动控制电路 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务一 制和识读电气控制电路图的原则 电气控制电路的表示方法有电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。 电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和 分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电器控制中，无论在设计部门 或生产现场均得到广泛的应用。电气安装接线图是按照电器元件的实际位置和 实际接线绘制的，要根据电器元件布置最合理、连接

4、导线最经济等原则来安排 布局。其为安装电气设备、电器元件之间进行配线及检修电气故障等提供了必 要的依据。电器布置图则是表明在控制电路板上各个元器件之间相对安放位置 的位置图，布置图的设计以安全、美观、布局合理、便于操作为原则。 一、电气控制电路的表示方法 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务一 制和识读电气控制电路图的原则 在电气控制系统中，电器元件的图形符号和文字符号必须遵循统一的 国家标准。为了便于掌握引进技术和先进设备，便于国际交流和满足国际 市场的需要，国家标准局参照国际电工委员会(IEC)公布的有关文件，制 定了我国电气设备有关国家标准，颁布了GB/T4728-20

5、00电气图用图形符 号、GB6988-87电气制图和GB7159-87电气技术中的文字符号制定通则。 常用电气图图形符号和文字符号见书。 二、电气控制电路常用的图形、文字符号 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务一 制和识读电气控制电路图的原则 1、电器控制电路可分为主电路和控制电路。主电路包括电源到电动机的 电路，画在原理图左边。控制电路由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助 触点等组成，画在右边。 2、表示导线、信号通路、连接线等图线都应是交叉或折弯最少的直线。 3、电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号采用国家统一标准。 5、采用电器元件展开图画法。同一电器元件的各部

6、分可以不画在一起， 但需用同一文字符号标出。若多个同一种类的元件，可在文字符号后加上数 字序号作为下标。 6、所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。 三、绘制、识读电气原理图的原则 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务一 制和识读电气控制电路图的原则 4、画连接导线时，应标明导线的规格、型号、根数等工艺要求，以便施 工人员按图施工。 四、电气安装接线图的绘制、识读原则 1、各电器元件用规定的图形、文字符号绘制，同一电器元件各部件必须 画在一起。各电器元件的位置应与实际安装位置一致。 2、不在同一操作台上电器元件的电气连接必须通过端子排进行。各电 器元件的文

7、字符号及端子编号与原理图一致，按原理图的接线进行连接。 3、走向相同的多根导线可用单线表示，但线径不同的导线例外。 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务二 三相异步电动机单向全压启动控制电路 按下按钮电动 机起动运转、松开按钮 电动机停止运转的控制方式称为点动控制 ，也就是说“点动点动，一点就动，不点不 动”。点动控制电路由空气断路器QF、熔断 器FU、交流接触器KM的主触点、热继电 器 FR的热元件和电动机M构成主电路，由按钮 SB、接触器KM的常开辅助触点和线圈、热 继电器FR的常闭触点构成控制电路。其电 气原理图如下图所示。 一、点动控制电路的基本知识 单元二 三相异步

8、电动机电气控制系统的基本电路 * 任务二 三相异步电动机单向全压启动控制电路 点动控制电路的工作原理为：（1）合上电源开关QF,为电动 机起动做好准备 。（2）按下按钮SB，接触器KM线圈得电，接触器KM主触点闭合，三相电动机得电 起动，松开按钮SB，接触器KM线圈断电，接触器的主触点复位，电动机停转。 一、点动控制电路的基本知识 由于生产机械的实际运行是连续运转的，因此三相电动机就要实现连续 运转 。所谓连续 运转是指在按下启动按钮后电动机启动运转，松开启动按钮后电动机 继续运转，直到按下停止按钮后电动机才会停止运转。由此可见，要想实现连续 运转则必须在图2.2的基础上加以改进。 二、单向连

9、续运转控制电路的基本知识 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务二 三相异步电动机单向全压启动控制电路 电动机实现连续 运转的控制电路如 图所示,工作原理为： 二、单向连续运转控制电路的基本知识 （3）按下停止按钮SB2，接触器KM线圈断电，接触器主触点、常开辅助触点同时 复位断开，电动机停止运转。要想使电动机再次运转，需要重新按下启动按钮SB1。 （1）合上电源开关QS,为电动 机启动做好准备 。 （2）按下启动按钮SB1，KM线圈得电，主触 点、常开辅助触点同时闭合，三相电动机得电启 动。松开SB1后，由于接触器的常开辅助触点已经 闭合，KM线圈继续通电，实现电动 机连续运

10、转 。 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务二 三相异步电动机单向全压启动控制电路 启动按钮SB1并联了接触器KM的常开辅助触点，从而使KM线圈一旦得电，就 可以能够持续通电，电动机就可以实现连续 运转。这种利用接触器自身辅助 触点使线圈持续通电的现象称为自锁（或自保）。因此，电动机是否为连续 运 转控制的关键在于是否自锁。有自锁环节则为连续 控制，没有自锁环节则为 点动控制。 三、电动机单向连续运转控制的关键环节 自锁 热继电 器FR起过载保护作用，熔断器FU起短路保护作用。由于热继电 器断开 电路时热惯 性比较大、需要时间较长 ，而熔断器可迅速切断电路，因此两者不可 互换

11、、缺一不可。其中接触器可依靠自身的电磁机构实现欠压保护与失压保护。 四、电路的保护措施 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务三 三相异步电动机正反转控制电路 三相电动机正反转控制电路是指采用某一 方式使电动机实现正反转向调换的控制。在 工厂电气控制设备中，通常采用改变接入三相 笼型异步电动机绕组的电源相序来实现，即 将U、V、W三相电源与电动机连接时交换其中 任意两相的位置即可。如图所示，当KM1常开 主触头闭合时电动 机接UVW，当KM2常开主 触头闭合时电动 机接WVU。 一、三相电动机正反转控制的基础知识 （a）正反转主控和辅助控制电路 单元二 三相异步电动机电气控制系

12、统的基本电路 * 任务三 三相异步电动机正反转控制电路 图 (a)为典型具有自锁功能的控制电路，当 正转按钮SB2按下后，接触器KM1线圈得电，KMI主 触点闭合，同时其常开辅助触点吸合并自锁，电 动机开始连续正转。此时，要实现电动 机反转必 须先按下停止按钮SB1，使电动机停转，然后按下 反转按钮SB3，接触器KM2线圈得电，KM2主触点闭 合，同时其常开辅助触点吸合并自锁，电动机开 始连续反转。若同时按下SB2和SB3，会导致KM1和 KM2线圈同时得电，KM1和KM2的主触点都闭合，将 造成电源短路，发生事故。因此，这个控制电路 存在缺陷。 二、三相电动机正反转控制工作原理 （b）辅助控

13、制电路 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务三 三相异步电动机正反转控制电路 二、三相电动机正反转控制工作原理 图(c)（见下页）在(b) 图的基础上又增加了SB2、 SB3的复合按钮， 当正转按钮SB2按下时KM1线圈得电而KM2线圈支路断开，当反转按钮SB3按 下时KM2线圈得电而KM1线圈支路断开，从而保证了不会发生电源短路的故 障，因此图（c）所示的控制电路为具有安全保障、科学合理的电路。 图(b)在图(a)的基础上，在KM1线圈支路中串联了KM2的常闭辅助触点 ，在KM2线圈支路中串联了KM1的常闭辅助触点，从而保障了KM1和KM2两个 线圈不能同时得电，纠正了图（

14、a）中控制电路的缺陷。但是，当其中一 个接触器触点发生熔焊故障时，还将造成电源的短路，因此图（b）所示 的控制电路仍有缺陷存在。 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务三 三相异步电动机正反转控制电路 利用接触器的常闭辅助触点串联在对方电 路中，从而形成相互制约的控制称为电气互锁 。图（b）是具有电气互锁的控制电路，图(c) 是在图（b）电气互锁的基础上又利用了按钮 复式触点形成了SB2、SB3之间的机械互锁关系 ，因此图（c）为具有电气互锁、机械互锁的 双重互锁控制电路。 三、三相电动机正反转控制电路的关键环节 互锁 （c）辅助控制电路 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基

15、本电路 * 任务四 三相异步电动机串电阻降压启动自动控制电路 电动机在起动时在三相定子电 路中串接电阻，使电动机定子绕组 的电压降低，待起动结束后将电阻 短接，电动机在额定电压下正常运 行，这种起动方式称为电动 机的串 电阻降压起动。串电阻降压启动不 受电动机接线形式的影响，设备简 单，因而在中小型生产机械设备中 应用较广。控制电路按时间原则实 现控制，电气原理图如图所示： 一、电动机串电阻降压启动的基础知识 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务四 三相异步电动机串电阻降压启动自动控制电路 二、电动机自动控制串电阻降压启动的工作原理 在主电路中，当KM1主触点闭合实现串电阻起

16、动，当KM2主触点闭合 时将电阻短接，实现全压运行。启动过程如下：合上空气开关QF，按下启 动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，KM1主触点闭合，定子绕组串电 阻降压启动，同时时间 继电器KT开始计时(计时时间 的长短根据现场负 载大小及电动机功率等实际情况确定)。当时间继电器KT计时时间 到， KT通电延时常开触点吸合，接触器KM2线圈得电并自锁，KM2主触头闭合， 同时KM2辅助常闭触头断开KM1线圈回路，KM1、KT线圈断电，电动机工 作在全压运行状态，串电阻降压启动过程结束。停止时，按下停止按钮 SB1即可使电动机停转。 单元二 三相异步电动机电气控制系统的基本电路 * 任务五 三相异步电动机Y-降压启动自动控制电路 顾名思义，三相电动机有三相绕组，每相绕组有两个线 端共有六个抽头，因此三相电动机外壳上就相对应的六个接 线柱，分别都标着U1、V1、W1（第一排）和W2、U2、V2（第二 排）。如图2.22所示为电动 机三相绕组示意图。Y型接法就是 将三相绕组的首端（U1、V1、W1）