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1、任务三 三相异步电动机串电阻降压启动控制线路,【任务描述】,本任务是三相笼型异步电动机M定子串电阻（电抗）降压启动的电气控制线路。在该电路当中，主电路刀开关QS起隔离作用，熔断器FU对主电路进行短路保护，接触器KM1的主触点控制电动机的串电阻R启动，接触器KM2用做启动结束短接电阻R，运行和停车，热继电器FR用做过载保护，SB2用做启动控制，时间继电器KT用做控制启动时间。,【任务分析】,本任务研究的是串电阻（电抗）降压启动的电气控制线路。主电路由电源开关QS、熔断器FU1、交流接触器KM1、KM2的动合主触点、电阻R、热继电器FR发热元件和电动机构成；控制电路由熔断器FU2、启动按钮SB2、
2、停止按钮SB1、交流接触器KM2动合、动断辅助触点、时间继电器KT延时和瞬动触点、热继电器FR的动断触点，交流接触器线圈KM1、KM2，时间继电器KT线圈组成。,【夯实基础】,一、 时间继电器,时间继电器是在电路中起着控制动作时间的继电器，当它的感测系统接受输入信号以后，需经过一定时间，它的执行系统才会动作并输出信号，进而操作控制电路。,1空气阻尼式时间继电器,空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器。它是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。,JS7A系列时间继电器主要由以下几个部分组成：,（1）电磁机构 电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成。 （2）触头系统 触头系统由两对瞬动触点
3、（一常开、一常闭）和两对延时触点（一常开、一常闭）组成。瞬动触点和延时触点分别是两个微动开关。 （3）气室 气室为一空腔，内装一成型橡皮薄膜，随空气的增减而移动，气室顶部的调节螺钉可调节延时时间。 （4）传动机构 传动机构由推板、活塞杆、杠杆及各种类型的弹簧组成。 （5）基座 基座由金属钢板制成，用以固定电磁机构和气室。,工作原理 ：,当通电延时型时间继电器电磁铁线圈1通电后，将衔铁吸下，于是顶杆6与衔铁间出现一个空隙，当与顶杆相连的活塞在弹簧7作用下由上向下移动时，在橡皮膜上方气室的空气逐渐稀薄，形成负压，因此活塞杆只能缓慢地向下移动，在降到一定位置时，杠杆15使触头14动作（常开触点闭合，
4、常闭触点断开）。线圈断电时，弹簧使衔铁和活塞等复位，空气经橡皮膜与顶杆6之间推开的气隙迅速排出，触点瞬时复位。,断电延时型时间继电器与通电延时型时间继电器的原理与结构均相同，只是将其电磁机构翻转180安装，即为断电延时型,延时时间范围和优点，其缺点,空气阻尼式时间继电器延时时间范围有0.4180s和0.460s两种规格，具有延时范围较宽，结构简单，工作可靠，价格低廉，寿命长等优点，其缺点是延时误差大（10%20%）、无调整刻度指示、难以精确地整定延时值。,2晶体管时间继电器,晶体管时间继电器也称为半导体时间继电器或电子式时间继电器，是自动控制系统中的重要元件。,优、缺点。,它具有机械结构简单，
5、延时范围广、精度高，返回时间短，消耗功率小，耐冲击，调节方便和寿命长等诸多优点，所以发展很快，使用也日益广泛。但延时会受环境温度变化及电源波动的影响等缺点。,电路的工作原理如下：,当接通电源后，经二极管V1整流、电容器C1滤波以及稳压管V3稳压的直流电压，即通过RP2，R4，V2向电容C2以极小的时间常数快速充电。电容C2上，电压在R5分压的基础上经RP1继续充电，电压按指数规律逐渐升高。当此电压大于单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管导通，输出电压脉冲触发小型晶闸管V4，V4导通后使继电器KA吸合，其触点除用来接通和分断外电路外，并利用其另一对常开触点将C2短路，使之迅速放电，同时氖指示灯
6、HL起辉。当切断电源时，继电器KA释,一般容量小的电动机常用直接起动，或满足上式时，可以用全压起动，若不满足上式，则必须采用降压起动。,1定子串电阻降压起动控制线路,三相笼型异步电动机降压起动的方法有：,定子绕组串电阻(或电抗器)；Y换接；延边三角形和使用自耦变压器起动等。,二、 笼形异步电动机降压起动控制电路,全压启动的条件：见书中公式2.3.1,图2-19是定子串电阻降压起动控制线路。,控制线路工作情况如下：合上电源开关QS， 按起动按钮SB2，KM1通电并自锁，同时KT通电，电动机定子串入电阻R进行降压起动，经时间继电器KT延时，其常开延时闭合触头闭合，KM2通电，将起动电阻短接，电动机
7、进入全电压正常运行。,图2-19 定子串电阻降压起动控制线路。,图2-19（b）为具有手动和自动控制串电阻降压起动电路，它是在图(a)电路基础上增设了一个选择开关SA ，其手柄有两个位置，当手柄置于M位时为手动控制；当手柄置于A位时为自动控制。一旦发生KT触点闭合不上，可将SA扳至M位置，按下升压按钮SB3，KM2通电，电动机便可进入全压下工作，使电路更加安全可靠。,2绕线转子异步电动机起动控制线路,（1）时间原则控制绕线型电动机转子串电阻起动控制电路,图2-20为按时间原则控制绕线型电动机转子串电阻起动控制电路。图中KM1KM3为短接转子电阻接触器，KM4为电源接触器，KT1KT3为时间继电
8、器。,电路工作情况：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM4线圈通电并自锁，KT1同时通电，KT1常开触头延时闭合，接触器KM1通电动作，使转子回路中KM1常开触头闭合，切除第一级起动电阻R1，同时使KT2通电，KT2常开触头延时闭合，KM2通电动作，切除第二级起动电阻R2，同时使KT3通电，KT3常开触头延时闭合，KM3通电并自锁，切除第三级起动电阻R3，KM3的另一副常闭触点断开，使KT1线圈失电，进而KT1的常开触头瞬时断开，使KM1、KT2、KM2、KT3依次断电子释放，恢复原位。只有接触器KM3保持工作状态，电动机的起动过程结束，进行正常运转。,图2-20 时间原则控制绕线
9、型电动机转子串电阻起动控制电路,（2）电流原则控制绕线型电动机转子串电阻的起动控制电路,图2-21为电流原则控制绕线型电动机转子串电阻的起动控制电路。图中KM1KM3为短接转子电阻接触器，R1R3为转子电阻，KA1KA3为电流继电器，KM4为电源接触器，KA4为中间继电器。,电路工作情况：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，KM4线圈通电并自锁，电动机定子绕组接通三相电源，转子串入全部电阻起动，同时KA4通电，为KM1KM3通电作好准备。由于刚起动时电流很大，KA1KA3吸合电流相同，故同时吸合动作，其常闭触点都断开，使KM1KM3处于断电状态，转子电阻全部串入，达到限流和提高的目的。在起动
10、过程中，随着电动机转速升高，起动电流逐渐减小，而KA1KA3释放电流调节得不同，其中KA1释放电流最大，KA2次之，KA3为最小，所以当起动电流减小到KA1释放电流整定值时，KA1首先释放，其常闭触点返回闭合，KM1通电，短接一段转子电阻R1，由于电阻短接，转子电流增加，起动转矩增大，致使转速又加快上升，这又使电流下降，当降低到KA2释放电流时，KA2常闭触点返回，使KM2通电，切断第二段转子电阻R2，如此继续，直至转子电阻全部短接，电动机起动过程结束。,图2-21 电流原则控制绕线型电动机转子串电阻的起动控制电路,3转子绕组串频敏变阻器起动控制电路,（1）频敏变阻器,频敏变阻器是一种静止的、
11、无触点的电磁元件，其阻值随电流频率变化而改变。它是由几块3050mm厚的铸铁板或钢板叠成的三柱式铁心，在铁心上分别装线圈，三个线圈连接成星形联结，并与电动机转子绕组相接。,绕线式异步电动机串频敏变阻器起动时，随着起动过程转子频率的降低，其阻抗值自动减小，实现了平滑无极的起动。,（2）转子串频敏变阻器起动控制电路,机单方向旋转转子串频敏变阻器自动控制电路 图2-23为电动机单方向旋转，转子串频敏变阻器自动短接控制电路。图中KM1为电源接触器，KM2为短接频敏变阻器的接触器，KT为起动时间继电器。,电路工作情况：合上电源开关Q，按下起动按钮SB2，KT、KM1相继通电并自锁，电动机定子接通电源，转
12、子接入频敏变阻器起动。随着电动机转速平稳上升，频敏变阻器阻抗逐渐自动下降，当转速上升到接近额定转速时，时间继电器延时整定时间到，其延时触点动作，KM2通电并自锁，将频敏变阻器短接，电动机进入正常运行。,电动机单方向旋转转子串频敏变阻器自动控制电路,电动机正反转转子串频敏变阻器起动控制电路,图2-24为电动机正反转，转子串频敏变阻器手动、自动短接的起动控制电路。图中SA为手动与自动选择开关，KM1、KM2分别为正反转接触器，KM3为短接频敏变阻器的接触器，KA为中间继电器，KT为起动时间继电器，HL1为电源指示灯，HL2、HL3为电动机正反转指示灯，HL4为正常运行指示灯，TA为电流互感器。,（
13、3）频敏变阻器的调整,频敏变阻器上备有4个抽头，1个抽头在认证的背面，标号为N，另外3个抽头在绕组的正确面，抽头1N之间为100匝数，2N之间为85匝数，3N之间为71匝数，出厂时线接在2N抽头上，即85匝数。,当起动电流过大，起动过快时应增加匝数，换接抽头。匝数增加使电流减小，但起动转矩也同时减小。,当起动电流过小，起动转矩过小，起动太慢时应减少匝数，匝数减少使起动电流增大，起动转矩也同时增大。,如果在刚起动时，起动转矩过大，有冲击现象；起动完毕后，稳定转速又偏低，这时可上下铁心间增加气隙，使起动电流有所增加，起动转矩稍有减小，但起动完毕时，转矩有所增加，可以提高稳定转速。,【任务实施】,1
14、任务实施所需设备,任务实施所需的实训设备和元器件见表10-1,（1）熟悉电气原理图2.3.9，分析定子串电阻降压起动控制线路的控制关系。,2训练步骤及要求,（2）根据电气原理图绘制定子串电阻降压起动控制线路电气安装接线图如图2-26所示。,（3）找到对应的交流接触器、时间继电器、电阻器等元器件，并检查元器件是否完好。 （4）固定电器元件。 （4）按电气安装接线图接线。注意接线要牢固，接触要良好，文明操作。 （5）在接线完成后，若检查无误，经指导老师检查允许后方可通电调试。,3注意事项 （1）电动机、电阻器及时间继电器的不带电金属外壳必须可靠接地，必须将接地线接在指定的接地螺钉上。,（2）电阻器要装在箱体内，并且要考虑它产生的热量对其他电器的影响，如置在箱外时，必须采取隔离和遮护措施，以防止产生误触电事故。,（3）布线时，要注意短接电阻器的接触器KM2在主电路中的接线不能接错，否则，会由于相序接反造成工作时反转，将产生很大的制动电流。,（4）如果学校没有电阻器可用灯箱的方法来进行模拟试验。,【任务评价】,
