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1、会计学1工学三相异步电动机电气控制工学三相异步电动机电气控制(1)(1)三相三相异步电动机的起动控制线路异步电动机的起动控制线路全压启动全压启动 1 1点动控制线路点动控制线路 2 2长动控制线路长动控制线路 3 3两地控制线路两地控制线路降压启动降压启动 1.1.丫丫-降压起动控制线路降压起动控制线路 2.2.串电阻串电阻(电抗器电抗器)降压起动控制线路降压起动控制线路 3.3.定子串自耦变压器降压启动定子串自耦变压器降压启动三相异步电动机几种典型电气控制三相异步电动机几种典型电气控制正反转正反转正反转正反转控制控制控制控制(2)(2)三相三相异步电动机的制动控制线路异步电动机的制动控制线路
2、1、反接制动控制线路、反接制动控制线路2、能耗制动控制线路、能耗制动控制线路三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制(3)(3)(3)(3)异步电动机异步电动机异步电动机异步电动机调速控制系统调速控制系统调速控制系统调速控制系统 1、双速电动机控制线路、双速电动机控制线路 2、变频调速系统、变频调速系统(4)(4)电动机电动机的保护环节的保护环节 1 1、短路保护、短路保护 2 2、过载保护、过载保护 3 3、过电流保护、过电流保护第1页/共52页全压启动全压启动三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第2页/共52页1 1 1 1、点动控制、点动控制、点动控制、点动控制三相异步电动机
3、电气控制三相异步电动机电气控制第3页/共52页 合上开关合上开关S S，三相电源，三相电源被引入控制电路，但电动被引入控制电路，但电动机还不能起动。按下按钮机还不能起动。按下按钮SBSB，接触器，接触器KMKM线圈通电，线圈通电，衔铁吸合，常开主触点接衔铁吸合，常开主触点接通，电动机定子接入三相通，电动机定子接入三相电源起动运转。松开按钮电源起动运转。松开按钮SBSB，接触器，接触器KMKM线圈断电，线圈断电，衔铁松开，常开主触点断衔铁松开，常开主触点断开，电动机因断电而停转。开，电动机因断电而停转。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第4页/共52页第5页/共52页2 2 2 2、长
4、动控制、长动控制、长动控制、长动控制（1）起起动动过过程程。按按下下起起动动按按钮钮SBl，接接触触器器KM线线圈圈通通电电，与与SB1并并联联的的KM的的辅辅助助常常开开触触点点闭闭合合，以以保保证证松松开开按按钮钮SBl后后KM线线圈圈持持续续通通电电，串串联联在在电电动动机机回回路路中中的的KM的的主主触触点点持持续续闭闭合合，电电动动机机连连续续运运转转，从而实现连续运转控制。从而实现连续运转控制。（2）停停止止过过程程。按按下下停停止止按按钮钮SB2，接接触触器器KM线线圈圈断断电电，与与SBl并并联联的的KM的的辅辅助助常常开开触触点点断断开开，以以保保证证松松开开按按钮钮SB2后
5、后KM线线圈圈持持续续失失电电，串串联联在在电电动动机机回回路路中中的的KM的的主主触触点持续断开，电动机停转。点持续断开，电动机停转。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第6页/共52页第7页/共52页 与与SBl并联的并联的KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁。的辅助常开触点的这种作用称为自锁。图示控制电路还可实现图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。短路保护、过载保护和零压保护。起短路保护的是串接在主电路中的熔断器起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。起过载保护
6、的是热继电器起过载保护的是热继电器FR。当过载时，热继电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触器。当过载时，热继电器的发热元件发热，将其常闭触点断开，使接触器KM线圈断电，串联在电动机回路中的线圈断电，串联在电动机回路中的KM的主触点断开，电动机停转。同时的主触点断开，电动机停转。同时KM辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下辅助触点也断开，解除自锁。故障排除后若要重新起动，需按下FR的复位按钮，使的复位按钮，使FR的常闭触点复位（闭合）即可。的常闭触点复位（闭合）即可。起零压（或欠压）保护的是接触器起零压（或欠压）保护的是接触器KM本身。当电源暂时断电或电压严重下降时，
7、接触器本身。当电源暂时断电或电压严重下降时，接触器KM线圈的电磁吸力不足，衔铁自行释放，使主、辅触点自行复位，切断电源，电动机停转，同时解除自锁。线圈的电磁吸力不足，衔铁自行释放，使主、辅触点自行复位，切断电源，电动机停转，同时解除自锁。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第8页/共52页 长动控制原理图长动控制原理图长动控制原理图长动控制原理图三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第9页/共52页降压启动降压启动三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第10页/共52页 1 1 1 1串电阻串电阻串电阻串电阻(电抗器电抗器电抗器电抗器)降压起动控制线降压起动控制线降压起动控
8、制线降压起动控制线路路路路 在电动机起动时，将电在电动机起动时，将电阻串联在定子绕组与电源之阻串联在定子绕组与电源之间，由于串联电阻起到了分间，由于串联电阻起到了分压作用，电动机定子绕组上压作用，电动机定子绕组上所承受的电压只是额定电压所承受的电压只是额定电压的一部分，这样就限制了起的一部分，这样就限制了起动电流，当电动机的转速上动电流，当电动机的转速上升到一定值时，再将电阻短升到一定值时，再将电阻短接，电动机便在额定电压下接，电动机便在额定电压下正常运行。正常运行。工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第11页/共52页串电阻降压起动控制线路动画演示串电阻降压起动控
9、制线路动画演示串电阻降压起动控制线路动画演示串电阻降压起动控制线路动画演示三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第12页/共52页2 2丫丫-降压起动控降压起动控制线路制线路 合上电源开关合上电源开关QSQS按下按下起动按钮起动按钮SB2SB2接触器接触器KMIKMI、KM3KM3线圈得电，线圈得电，电动机定电动机定子绕组联结成星形进行降压子绕组联结成星形进行降压起动起动同时时间继电器同时时间继电器 KTKT线圈得电线圈得电经一段延时后经一段延时后KTKT断开，断开，KM3KM3失电，延时闭合失电，延时闭合常开触点常开触点KTKT闭合闭合KM2KM2线圈线圈得电并自锁得电并自锁电动机绕组
10、联电动机绕组联结成三角形全压运行。结成三角形全压运行。工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第13页/共52页丫-降压起动控制线路动画演示三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第14页/共52页上页下页返回鼠笼式电动机-起动控制第15页/共52页 3.3.定子串自耦变压器降压启动定子串自耦变压器降压启动 合上合上QS KM1QS KM1触点先将触点先将自耦变压器做星形连接，自耦变压器做星形连接，KM1KM1接通电源接通电源电动机定电动机定子绕组经自耦变压器实现子绕组经自耦变压器实现减压启动减压启动当电动机的转当电动机的转速接近于额定转速时，速接近于额定转速时，K
11、M1KM1断开而断开而KM2KM2闭合直接闭合直接将全电压加在电动机上将全电压加在电动机上进入全压运行状态进入全压运行状态。工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第16页/共52页定子串自耦变压器降压启动动画演示三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第17页/共52页正反转控制正反转控制三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第18页/共52页（1 1）正向起动过程。按下起动按钮）正向起动过程。按下起动按钮SBSBl l，接触器，接触器KMKM1 1线圈通电，与线圈通电，与SBSBl l并联的并联的KMKM1 1的辅助常开触点闭合，以保证的辅助常开触点闭合，
12、以保证KMKMl l线圈持续通电，串联在电动机回路中的线圈持续通电，串联在电动机回路中的KMKM1 1的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。（2 2）停止过程。按下停止按钮）停止过程。按下停止按钮SBSB3 3，接触器，接触器KMKMl l线圈断电，与线圈断电，与SBSBl l并联的并联的KMKM1 1的辅助触点断开，以保证的辅助触点断开，以保证KMKMl l线圈持续失电，串联在电动机回路中的线圈持续失电，串联在电动机回路中的KMKMl l的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。（3 3）反向起动
13、过程。按下起动按钮）反向起动过程。按下起动按钮SBSB2 2，接触器，接触器KMKM2 2线圈通电，与线圈通电，与SBSB2 2并联的并联的KMKM2 2的辅助常开触点闭合，以保证的辅助常开触点闭合，以保证KMKM2 2线圈持续通电，串联在电动机回路中的线圈持续通电，串联在电动机回路中的KMKM2 2的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。特别注意特别注意特别注意特别注意KM1和和KM2线圈不能同时通电，因此不能同时按下线圈不能同时通电，因此不能同时按下SBl和和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
14、引起主回路电源短路。，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。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制1.1.1.1.正反转控制正反转控制正反转控制正反转控制第19页/共52页第20页/共52页带电气联锁的正反转控制电路带电气联锁的正反转控制电路 将接触器将接触器KM1KM1的辅助常闭触的辅助常闭触点串入点串入KM2KM2的线圈回路中，从而的线圈回路中，从而保证在保证在KMlKMl线圈通电时线圈通电时KM2KM2线圈线圈回路总是断开的；将接触器回路总是断开的；将接触器KM2KM2的辅助常闭触点串入的辅助常闭触点串入KM1K
15、M1的线圈的线圈回路中，从而保证在回路中，从而保证在KM2KM2线圈通线圈通电时电时KMlKMl线圈回路总是断开的。线圈回路总是断开的。这样接触器的辅助常闭触点这样接触器的辅助常闭触点KMlKMl和和KM2KM2保证了两个接触器线圈不保证了两个接触器线圈不能同时通电，这种控制方式称能同时通电，这种控制方式称为为联锁或者互锁联锁或者互锁，这两个辅助，这两个辅助常开触点称为常开触点称为联锁或者互锁触联锁或者互锁触点点。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第21页/共52页第22页/共52页存在问题存在问题存在问题存在问题：电路在具体操电路在具体操作时，若电动机处于正转作时，若电动机处于正转
16、状态要反转时必须先按停状态要反转时必须先按停止按钮止按钮SBSB3 3，使联锁触点，使联锁触点KMKMl l闭合后按下反转起动按闭合后按下反转起动按钮钮SBSB2 2才能使电动机反转；才能使电动机反转；若电动机处于反转状态要若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮正转时必须先按停止按钮SBSB3 3，使联锁触点，使联锁触点KMKM2 2闭合闭合后按下正转起动按钮后按下正转起动按钮SBSBl l才才能使电动机正转能使电动机正转。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第23页/共52页同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路同时具有电气联锁和机械联锁的正反转控制电路 采用复式按钮，将采
17、用复式按钮，将SB1按钮的常闭按钮的常闭触点串接在触点串接在KM2的线圈电路中；将的线圈电路中；将SB2的常闭触点串接在的常闭触点串接在KMl的线圈的线圈电路中；这样，无论何时，只要按电路中；这样，无论何时，只要按下反转起动按钮，在下反转起动按钮，在KM2线圈通电线圈通电之前就首先使之前就首先使KM1断电，从而保证断电，从而保证KM1和和KM2不同时通电；从反转到不同时通电；从反转到正转的情况也是一样。这种由机械正转的情况也是一样。这种由机械按钮实现的联锁也叫按钮实现的联锁也叫机械联锁或按机械联锁或按钮联锁钮联锁三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第24页/共52页第25页/共52页2
18、 2 2 2、自动往返控制、自动往返控制、自动往返控制、自动往返控制 按下正向起动按钮按下正向起动按钮SB1SB1，电动机正，电动机正向起动运行，带动工作台向前运动。向起动运行，带动工作台向前运动。当运行到当运行到SQ2SQ2位置时，挡块压下位置时，挡块压下SQ2SQ2，接触器，接触器KMlKMl断电释放，断电释放，KM2KM2通电吸通电吸合，电动机反向起动运行，使工作合，电动机反向起动运行，使工作台后退。工作台退到台后退。工作台退到SQlSQl位置时，位置时，挡块压下挡块压下SQlSQl，KM2KM2断电释放，断电释放，KM1KM1通电吸合，电动机又正向起动运行，通电吸合，电动机又正向起动运
19、行，工作台又向前进，如此一直循环下工作台又向前进，如此一直循环下去，直到需要停止时按下去，直到需要停止时按下SB3SB3，KMlKMl和和KM2KM2线圈同时断电释放，电动机线圈同时断电释放，电动机脱离电源停止转动。脱离电源停止转动。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第26页/共52页第27页/共52页第28页/共52页三相异步电动机的制动控三相异步电动机的制动控制线路制线路三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第29页/共52页一、反接制动控制线路二、能耗制动控制线路 三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转，由三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转，由于惯性的关系，总要经过一
20、段时间，这往往不能适应于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求，无论是从提高生产效率，某些生产机械工艺的要求，无论是从提高生产效率，还是从安全及工艺要求等方面考虑，都要求能对电动还是从安全及工艺要求等方面考虑，都要求能对电动机进行制动控制，即能迅速使电动机停机、定位。三机进行制动控制，即能迅速使电动机停机、定位。三相异步电动机的制动方法一般有两大类，机械制动和相异步电动机的制动方法一般有两大类，机械制动和电气制动。电气制动控制线路包括电气制动。电气制动控制线路包括三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第30页/共52页n n 起起起起动动动动时时时时，按按按按
21、下下下下起起起起动动动动按按按按钮钮钮钮SB2SB2SB2SB2接接接接触触触触器器器器KMIKMIKMIKMI通通通通电电电电并并并并自自自自锁锁锁锁电电电电动动动动机机机机M M M M通通通通电电电电旋旋旋旋转转转转；停停停停车车车车时时时时，按按按按下下下下停停停停止止止止按按按按钮钮钮钮SBISBISBISBI常常常常闭闭闭闭触触触触点点点点断断断断开开开开接接接接触触触触器器器器KMlKMlKMlKMl线线线线圈圈圈圈断断断断电电电电，电电电电动动动动机机机机M M M M脱脱脱脱离离离离电电电电源源源源，由由由由于于于于此此此此时时时时电电电电动动动动机机机机的的的的惯惯惯惯性性
22、性性很很很很大大大大，KSKSKSKS的的的的常常常常开开开开触触触触点点点点依依依依然然然然处处处处于于于于闭闭闭闭合合合合状状状状态态态态，所所所所以以以以SBlSBlSBlSBl常常常常开开开开触触触触点点点点闭闭闭闭合合合合时时时时，反反反反接接接接制制制制动动动动接接接接触触触触器器器器KM2KM2KM2KM2线线线线圈圈圈圈通通通通电电电电并并并并自自自自锁锁锁锁，其其其其主主主主触触触触点点点点闭闭闭闭合合合合，使使使使电电电电动动动动机机机机进进进进入入入入反反反反接接接接制制制制动动动动状状状状态态态态，电电电电动动动动机机机机转转转转速速速速迅迅迅迅速速速速下下下下降降降降
23、，当当当当电电电电动动动动机机机机转转转转速速速速接接接接近近近近于于于于零零零零时时时时，速速速速度度度度继继继继电电电电器器器器常常常常开开开开触触触触点点点点复复复复位位位位，接接接接触触触触器器器器KM2KM2KM2KM2线线线线圈圈圈圈电电电电路路路路被被被被切切切切断，反接制动结束。断，反接制动结束。断，反接制动结束。断，反接制动结束。1.反接制动控制线路反接制动控制线路电气原理图：电气原理图：工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第31页/共52页反接制动控制1第32页/共52页 按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮SB1SB1SB1SB1，
24、接触器，接触器，接触器，接触器KMIKMIKMIKMI断电释放，断电释放，断电释放，断电释放，电动机脱离三相交流电动机脱离三相交流电动机脱离三相交流电动机脱离三相交流电源，同时接触器电源，同时接触器电源，同时接触器电源，同时接触器KM2KM2KM2KM2线圈通电，时间继电线圈通电，时间继电线圈通电，时间继电线圈通电，时间继电器器器器KTKTKTKT线圈与接触器线圈与接触器线圈与接触器线圈与接触器KM2KM2KM2KM2线圈同时通电并自锁，线圈同时通电并自锁，线圈同时通电并自锁，线圈同时通电并自锁，电动机进入能耗制动电动机进入能耗制动电动机进入能耗制动电动机进入能耗制动状态。当其转子的惯状态。当
25、其转子的惯状态。当其转子的惯状态。当其转子的惯性速度接近于零时，性速度接近于零时，性速度接近于零时，性速度接近于零时，时间继电器失电，时间继电器失电，时间继电器失电，时间继电器失电，KM2KM2KM2KM2线圈电路断路。电动线圈电路断路。电动线圈电路断路。电动线圈电路断路。电动机能耗制动结束。机能耗制动结束。机能耗制动结束。机能耗制动结束。2、能耗制动控制线路、能耗制动控制线路电气原理图：电气原理图：工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第33页/共52页能耗制动演示能耗制动演示能耗制动演示能耗制动演示第34页/共52页上页返回鼠笼式电动机能耗制动控制第35页/共52
26、页异步电动机其他基本控制异步电动机其他基本控制电路电路三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第36页/共52页常动与点动 第37页/共52页第38页/共52页第39页/共52页 3.3.3.3.两地控制线路两地控制线路两地控制线路两地控制线路 实现两地控制的基本实现两地控制的基本原则为在控制线路中将原则为在控制线路中将两个起动按钮的常开触两个起动按钮的常开触点并联连接，将两个停点并联连接，将两个停止按钮的常闭触点串联止按钮的常闭触点串联连接。图左所示为对一连接。图左所示为对一台电动机实现两地控制台电动机实现两地控制的控制线路，其中按钮的控制线路，其中按钮SBlSBl、SB3SB3位于甲地
27、，按位于甲地，按钮钮SB2SB2、SB4SB4位于乙地。位于乙地。电气原理图：电气原理图：工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第40页/共52页多地点控制电路多地点控制电路 第41页/共52页顺序起动控制顺序起动控制第42页/共52页异步电动机调速控制电路异步电动机调速控制电路三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第43页/共52页1、双速电动机控制线路、双速电动机控制线路 双速电动机采用复合双速电动机采用复合按钮联锁的高、低速直接按钮联锁的高、低速直接转换的控制线路，按下低转换的控制线路，按下低速起动按钮速起动按钮SB2SB2，接触器，接触器KMlKMl通电
28、吸合，电动机定通电吸合，电动机定子绕组接成三角形，电动子绕组接成三角形，电动机以低速运转。若技下高机以低速运转。若技下高速起动按钮速起动按钮SB3SB3，则，则KMIKMI断断电释放，并接通电释放，并接通KM2KM2和和KM3KM3，电动机定子绕组联结成，电动机定子绕组联结成双星形，电动机以高速运双星形，电动机以高速运转。转。电气原理图：电气原理图：工作原理：工作原理：三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第44页/共52页双速电机1第45页/共52页 调速控制电路调速控制电路调速控制电路调速控制电路第46页/共52页 调速控制电路调速控制电路第47页/共52页异步电动机变频调速系统异步
29、电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统异步电动机变频调速系统 现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件现代通用变频器大都是采用二极管整流和由快速全控开关器件 IGBT IGBT IGBT IGBT 或功率模块或功率模块或功率模块或功率模块IPM IPM IPM IPM 组成的组成的组成的组成的PWMPWMPWMPWM逆变器，构成交逆变器，构成交逆变器，构成交逆变器，构成交-直直直直-交电压源型交电压源型交电压源型交电压源型变压变频器，已经占领了全世界变压变频器，已经占领了
30、全世界变压变频器，已经占领了全世界变压变频器，已经占领了全世界0.5500KVA 0.5500KVA 0.5500KVA 0.5500KVA 中、小容量变频调速中、小容量变频调速中、小容量变频调速中、小容量变频调速装置的绝大部分市场装置的绝大部分市场装置的绝大部分市场装置的绝大部分市场。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第48页/共52页系统组成系统组成系统组成系统组成M3电压检测泵升限制电流检测温度检测电流检测单片机显示设定接口PWM发生器驱动电路URUIR0R1R2RbVTbKR0R1RbR2三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第49页/共52页变频调速的优点变频调速的优
31、点变频调速的优点变频调速的优点：n n调速时平滑性好，效率高。低速时，相对稳定性好。调速时平滑性好，效率高。低速时，相对稳定性好。调速时平滑性好，效率高。低速时，相对稳定性好。调速时平滑性好，效率高。低速时，相对稳定性好。n n调速范围较大，精度高。调速范围较大，精度高。调速范围较大，精度高。调速范围较大，精度高。n n起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。n n变频器便于安装、调试、维修简便。变频器便于安装、调试、维修简便。变频器便于安装、调试、维修简便。变频器便于安装、调试、维修简便。n n易于实现过程自动化。易于实现过程自动化。易于实现过程自动化。易于实现过程自动化。三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第50页/共52页 谢谢大家！谢谢大家！三相异步电动机电气控制三相异步电动机电气控制第51页/共52页感谢您的观看。感谢您的观看。第52页/共52页