電氣控制技術(shù)項目化教程 第2版 課件 項目5、6 電動機減壓起動控制電路、三相異步電動機制動控制電路

項目5

電動機減壓起動控制電路任務(wù)5.1丫一△減壓起動控制電路安裝與檢修

自耦變壓器減壓起動控制電路安裝與檢修任務(wù)5.2知識目標:會分析丫一△減壓起動控制電路原理及安裝知識。技能目標:掌握丫一△減壓起動控制電路的安裝、調(diào)試以及故障的排除。素養(yǎng)目標:培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認真負責(zé)，精心操作的工作習(xí)慣，團隊合作意識。重點和難點:丫一△減壓起動控制電路的安裝調(diào)試以及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：4學(xué)時

任務(wù)5.1丫一△減壓起動控制電路安裝與檢修5.1.1任務(wù)分析

在三相異步電動機直接起動時，起動電流較大（一般為額定電流的4~7倍，通常選額定電流的6倍計算），直接起動會影響同一供電電路中其他電氣設(shè)備的正常工作，為了避免電動機起動時對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的壓降，起動電流不能太大，同時不減小電動機自身的起動轉(zhuǎn)矩。就產(chǎn)生出各種減壓起動控制電路，而在各種減壓起動電路中，Y-△減壓起動是最常見和最常用的。通常規(guī)定：電源容量在180KVA以上、電動機容量在7kW以下的三相異步電動機可采用直接起動。對于電動機是否能夠直接起動可根據(jù)以下公式來確定：5.1.2相關(guān)知識——丫一△減壓起動控制電路

1.定子串電阻減壓起動控制電路原理分析（1）定子串電阻減壓起動控制電路原理圖識讀定子繞組串接電阻減壓起動控制電路是把電阻串接在電動機定子繞組與電源之間，電動機起動時，通過電阻的分壓作用來降低定子繞組上的起動電壓。待電動機起動結(jié)束后，再將電阻短接，使電動機定子繞組的電話恢復(fù)到全壓運行。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，通常運用時間繼電器來實現(xiàn)短接電阻，達到自動控制的效果。如圖5-1所示。圖5-1定子串接電阻減壓起動電路圖2.時間繼電器控制Y-△減壓起動控制電路原理分析（1）Y-△減壓起動控制電路原理圖識讀在實際應(yīng)用中，通常采用時間繼電器自動控制完成對Y-△的切換，實現(xiàn)自動減壓起動控制，如圖5-2所示。圖5-2時間繼電器控制Y-△減壓起動控制電路5.1.3任務(wù)實施準備元器件、工具，如表5-1所示。1.丫一△減壓起動控制電路元件布置圖的識讀丫一△減壓起動控制電路元件布置圖，如圖5-3所示。2.丫一△減壓起動控制電路安裝接線圖的繪制丫一△減壓起動控制電路接線圖，如圖5-4所示。。3.安裝接線工藝要（1）時間繼電器結(jié)構(gòu)調(diào)整：時間繼電器分為通電延時與斷電延時良種，只要將固定電磁系統(tǒng)的螺釘松下，將電磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)動180度，結(jié)構(gòu)形式就發(fā)生了改變。本電路使用通電延時結(jié)構(gòu)。（2）時間繼電器時間整定：調(diào)整固定電磁系統(tǒng)的螺釘前后的距離和調(diào)節(jié)時間調(diào)整旋鈕，注意箭頭的方向。（3）時間繼電器KT瞬時觸點和延時觸點的辨別（用萬用表測量確認）和接線。（4）電動機的接線端與接線排上出線端的連接。接線時，要保證電動機△接法的正確性，即接觸器KM△主觸點閉合時，應(yīng)保證定子繞組的U1與W2、V1與U2、W1與V2相連接。（5）KM、KMY、KM△主觸點的接線：注意要分清進線端和出線端。如接觸器KMY的進線必須從三相定子繞組的末端引入，若誤將其首端引入，則在KMY吸合時，會產(chǎn)生三相電源短路事故。（6）控制電路中KM和KMY觸點的選擇和KT觸點、線圈之間的接線。4.通電運行前的檢查（1）主電路檢查：萬用表打在R×100檔，閉合QS開關(guān)。1）按下KM，表筆分別接在L1—U1；L2—V1；L3—W1，這時表針右偏指零。2）按下KMY，表筆接在W2—U2；U2—V2；V2—W2，這時表針也右偏指零。3）按下KM△，表筆分別接在U1—W2；V1—U2；W1—V2，這時表針右偏指零。（2）控制電路檢查：萬用表打在R×100或R×1K檔，表筆分別置于熔斷器FU2的1和0位置。（測KM、KMY、KM△、KT線圈阻值均為2KΩ）1）按下SB2，表針右偏指為1KΩ左右（接入線圈KMY、KT），同時按下SB2或者按下KM△，指針左偏為∞。2）按下KM，指針右偏指為1KΩ左右（接入線圈KM、KM△），同時按下SB2，指針左偏為∞。

5.通電調(diào)試為保證人身安全，在通電試車時，要認真執(zhí)行安全操作規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，一人監(jiān)護，一人操作。試車前，應(yīng)檢查與通電試車有關(guān)的電氣設(shè)備是否有不安全的因素存在，若查出應(yīng)該立即整改，然后方能試車。（1）電動機必須安放平穩(wěn),其金屬外殼與按鈕盒的金屬部分須可靠接地；（2）用Y-△減壓起動控制的電動機，必須有6個出線端且定子繞組在△接法時的額定電壓等于電源線電壓。（3）接線時要保證電動機△接法的正確性，即接觸器KM△主觸點閉合時，應(yīng)保證定子繞組的U1與W2、V1與U2、W1與V2相連接。（4）接觸器KMY的進線必須從三相定子繞組的末端引入，若誤將其首端引入，則在KMY吸合時，會產(chǎn)生三相電源短路事故。（5）控制板外部配線，必須按要求一律裝在導(dǎo)線通道內(nèi)，使導(dǎo)線有適當?shù)臋C械保護，以防止液體、鐵屑和灰塵的侵入。在訓(xùn)練時可適當降低標準，但必須以能確保安全為條件，5.1.4任務(wù)考評根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進行任務(wù)實施，實施過程中的考評細節(jié)參見表5-2。5.1.5課后習(xí)題1.Y-△減壓起動電路工作原理分析？2.如何利用萬用表測試Y-△減壓起動控制電路？3.Y形減壓起動和△全壓運行如何進行聯(lián)鎖保護？ThankYou!知識目標:會分析自耦變壓器減壓起動控制電路原理及安裝知識。技能目標:掌握自耦變壓器減壓起動控制電路的安裝、調(diào)試以及故障的排除。素養(yǎng)目標:培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全及技能操作規(guī)程和認真負責(zé)，精心操作的工作習(xí)慣，團隊合作意識。重點和難點:自耦變壓器減壓起動控制電路的安裝調(diào)試以及故障的排除。解決方法:老師指導(dǎo)、實例演示、小組討論、分組操作。建議學(xué)時：4學(xué)時

任務(wù)5.2

自耦變壓器減壓起動控制電路安裝與檢修5.2.1任務(wù)分析

自耦變壓器減壓起動（補償器減壓起動）是指利用自耦變壓器來降低加在電動機三相定子繞組上的電壓，達到限制起動電流的目的。電動機起動時，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，一旦起動完畢，自耦變壓器便被切除，電動機全壓正常運行，如圖5-5所示。5.2.2相關(guān)知識——自耦變壓器減壓起動控制電路

1.自耦變壓器減壓起動自耦變壓器減壓起動控制是利用自耦變壓器來降低起動時，加在定子繞組上的電壓，以達到限制起動電流的目的。待電動機起動以后，再使用電動機與自耦變壓器脫離，從而轉(zhuǎn)為電動機在全壓下正常運行。實現(xiàn)自耦變壓器減壓起動電路的主要器件為自耦減壓起動器，如圖5-6所示。圖5-6自耦減壓器結(jié)構(gòu)圖1-起動觸點；2-熱繼電器；3-自耦變壓器；4-欠電壓保護裝置；5-停止按鈕；6-操作手柄；7-油箱2.自耦變壓器減壓起動控制電路原理圖識讀自耦變壓器減壓起動分為手動與自動操作兩種。手動的補償器有QJ3、QJ5等型號，自動操作的補償器有XJ01型和CT2系列等。QJ3型手動控制補償器有65%、80%兩組抽頭?？梢愿鶕?jù)起動時負載大小來選擇，出廠時接在65%的抽頭上。XJ01型補償減壓起動器適用于14～28kW的電動機，其控制電路如圖5-8所示。圖5-8自耦補償減壓起動控制電路5.2.3任務(wù)實施準備元器件、工具，如表5-3所示。1.自耦變壓器減壓起動元件布置圖的識讀自耦變壓器減壓起動控制電路元件布置圖，如圖5-9所示。圖5-9元件布置圖2.電路安裝與調(diào)試（1）繪制電路圖1）根據(jù)電氣原理圖繪制出布置圖。2）繪制接線圖。（2）安裝、布線在控制板上按布置圖安裝電器元件，并貼上醒目的文字符號。在控制板上按接線圖進行線槽布線。3.安裝電動機，連接外部的導(dǎo)線安裝電動機要做到安裝牢固平穩(wěn)，以防產(chǎn)生滾動而引事故；連接電動機和按鈕金屬外殼的保護接地線；連接電動機、電源等控制板外部的導(dǎo)線。電動機連接線采用絕緣良好的橡膠皮導(dǎo)線進行通電校驗。4.自檢電路安裝完畢的控制電路板，必須按如下要求進行認真檢查，確保無誤后才允許通電試車。1)根據(jù)原理圖、接線圖，從電源端開始．逐段核對接線有無渥接、錯接之處，檢查導(dǎo)線接點是否符合要求，壓接是否牢固，以免帶負載運行時產(chǎn)生閃弧現(xiàn)象。2)用萬用表檢查電路通斷情況，用手動操作來模擬觸點分合動作。5.通電試車自檢電路無誤后，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，通電試車。5.2.4任務(wù)考評根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進行任務(wù)實施，實施過程中的考評細節(jié)參見表5-4。5.2.5課后習(xí)題1.自耦變壓器減壓起動電路工作原理分析。2.如何利用萬用表測試自耦變壓器減壓起動控制電路？3.自耦變壓器減壓起動電路在運行時應(yīng)注意哪些？ThankYou!項目6三相異步電動機制動控制電路任務(wù)6.1半波整流能耗制動控制電路的安裝與調(diào)試

電動機反接制動控制電路的安裝與調(diào)試任務(wù)6.2知識目標:熟悉電動機制動的種類及應(yīng)用場合,能分析半波整流能耗制動控制電路原理,熟悉電磁抱閘和電磁離合器制動器的結(jié)構(gòu)?技能目標:掌握半波整流能耗制動控制電路的安裝?調(diào)試及電路故障的排除?素養(yǎng)目標:培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全操作規(guī)程的習(xí)慣,樹立獨立工作和團隊合作意識?重點和難點:半波整流能耗制動控制電路的安裝?調(diào)試及電路故障的排除?解決方法:教師指導(dǎo)?實例演示?小組討論?建議學(xué)時:6學(xué)時任務(wù)6.1半波整流能耗制動控制電路的安裝與調(diào)試6.1.1任務(wù)分析

當三相異步電動機切斷電源后，由于電動機及生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)動部分有轉(zhuǎn)動慣性，需要經(jīng)過較長時間才能停轉(zhuǎn)，這對某些生產(chǎn)機械來說是允許的，例如常用的砂輪機、風(fēng)機等，這種停電后不加強制的停轉(zhuǎn)稱為自由停車。但有的生產(chǎn)機械要求迅速停車或準確停車，如吊車運送物品時，必須將貨物準確停放在空中某一位置，機床更換加工零件時需要迅速停機，以節(jié)省工作時間，實現(xiàn)這些操作功能都要用到制動控制技術(shù)。三相異步電動機的制動有機械制動和電氣制動兩大類，電磁抱閘制動屬于機械制動，能耗制動和反接制動屬于電氣制動，不論哪種制動，電動機的制動轉(zhuǎn)矩方向總是與轉(zhuǎn)動方向相反。三相籠型異步電動機的半波整流能耗制動控制電路是應(yīng)用最廣泛的能耗制動電路之一，完成該任務(wù)首先要學(xué)習(xí)制動的種類及工作原理，能分析制動控制電路的工作原理，明確電路安裝的工藝要求，然后對這個電路進行安裝與調(diào)試。懂得控制電路的工作原理，才能完成安裝、調(diào)試以及故障的排除。6.1.2相關(guān)知識——機械制動和電氣制動1.機械制動

在電源斷開后利用機械裝置使電動機迅速停止轉(zhuǎn)動的方法稱為機械制動。2.電氣制動常用的電氣制動方法有兩種：能耗制動和反接制動。(1)能耗制動原理(下圖)當電動機脫離三相電源時，立即在兩相定子繞組之間接入一個直流電源，如圖６－３所示。

(2)半波整流能耗制動控制電路工作原理分析半波整流能耗制動所用設(shè)備少?電路簡單?成本低,常用于10kW以下小容量電動機,且對制動要求不高的場合?半波整流能耗制動電路圖如圖６－４所示

其具體控制過程如下：

思考(1)制動電路中二極管D?電阻R的作用?(2)KM2常開觸點上方應(yīng)串接KT瞬動常開觸點的目的是什么?6.1.3任務(wù)實施需準備的元器件和工具清單見表６－１。1.元器件清單與檢查對任務(wù)所需的元器件認真清點數(shù)量,同時查看外觀是否破損,測量線圈和觸點狀態(tài),測量二極管的極性?電阻的阻值?2.控制電路安裝接線圖的繪制根據(jù)能耗制動控制電路原理圖繪制出對應(yīng)的電路接線圖,如圖6-5所示。3.制動電阻?二極管的選擇和安裝注意事項(1)單相半波整流能耗制動只適合小功率三相電動機,二極管容量大于等于電動機電流的5倍?(2)R阻值小制動時間快,但要求電阻功率大,R阻值大,制動時間長?(3)制動時電阻和二極管會產(chǎn)生熱量,安裝時要預(yù)留相應(yīng)的散熱空間和安全距離?(4)時間繼電器的調(diào)整很重要?若不及時斷開直流電,電動機不會反轉(zhuǎn)但其繞組會迅速發(fā)熱甚至燒毀?4.通電運行前的檢查安裝完畢后的控制電路板,必須經(jīng)過認真檢測后才允許通電試車?(1)檢查導(dǎo)線連接的正確性?按電路圖或接線圖從電源端開始,逐段核對接線端子處線號是否正確,有無漏接?錯接之處?檢查導(dǎo)線接點是否符合要求,壓接是否牢固?(2)使用電工儀表進行檢查用萬用表檢查電路的通斷情況?使用萬用表檢測安裝好的電路,萬用表選擇合適檔位并進行歐姆調(diào)零,如果測量結(jié)果與正確值不符,應(yīng)根據(jù)電路圖和接線圖檢查是否有接線錯誤?(3)檢查無誤后,再用絕緣電阻表(兆歐表)檢查電路的絕緣電阻不得小于0.5MΩ,在排除其他一切可能不安全因素后,方可通電試車?5.通電試驗(1)通電試車時,要嚴格執(zhí)行電工安全操作規(guī)程,穿戴好勞動防護用品,一人監(jiān)護?一人操作?(2)通電試車分無載(不接電動機)試車和有載(接電動機)試車兩個環(huán)節(jié),先進行無載試車?無載試車成功后,再接上電動機進行有載試車,觀察電動機的工作狀況?(3)如出現(xiàn)故障,學(xué)生應(yīng)獨立進行檢修?若需帶電檢查時,教師必須在現(xiàn)場監(jiān)護?檢修完畢后,需再次進行試車,教師也應(yīng)該在現(xiàn)場監(jiān)護,并做好記錄?(4)通電試驗完畢,切斷電源,驗電,在確保斷電情況下拆除電源連接線?(5)拆除所接電路及元器件,做到工完場清,整理并歸還器材?6.1.4任務(wù)考評

根據(jù)班級人數(shù)先分組，然后進行任務(wù)實施，實施過程中的考評細節(jié)參見表６－２。6.1.5課后習(xí)題1.簡要說明能耗制動的制動原理和應(yīng)用范圍?2.讀圖6-4中三相異步電動機半波整流能耗制動控制電路,敘述其工作原理?3.讀圖6-4中三相異步電動機半波整流能耗制動控制電路,能耗制動有哪些電器來配合完成?4.讀圖6-4中三相異步電動機半波整流能耗制動控制電路,若接通電源后,按下SB2后KT得電而KM2不得電,試分析故障原因,確定故障范圍,并簡述檢修流程?5.讀圖6-4中三相異步電動機半波整流能耗制動控制電路圖,若接通電源后,按下SB2后KT?KM2正常得電,但電動機無制動,試分析故障原因,確定故障范圍,并簡述檢修流程?知識目標:熟悉電動機制動的種類及應(yīng)用場合,能分析反接制動控制電路原理,熟悉速度繼電器的結(jié)構(gòu)?圖形符號?文字符號?工作原理?技能目標:掌握反接制動控制電路的安裝?調(diào)試及電路故障的排除?素養(yǎng)目標:培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自覺遵守安全操作規(guī)程的習(xí)慣,提高獨立工作和團隊協(xié)作的能力?重點和難點:反接制動控制電路的安裝?調(diào)試及電路故障的排除?解決方法:教師指導(dǎo)?實例演示?小組討論?建議學(xué)時:6學(xué)時?任務(wù)6.2電動機反接制動控制電路的安裝與調(diào)試6.2.1任務(wù)分析

反接制動屬于電氣制動。完成該任務(wù)首先要學(xué)習(xí)制動的種類及工作原理，能分析制動控制電路的工作原理，明確電路安裝的工藝要求，然后對這個電路進行安裝與調(diào)試。懂得控制電路的工作原理，才能完成安裝、調(diào)試以及故障的排除。6.2.2相關(guān)知識——反接制動電路1.反接制動原理反接制動原理如圖6-6所示,如需電動機停車時,可將接到電源的三根相線中的任意兩根對調(diào),旋轉(zhuǎn)磁場立即反向旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電動勢和電流也都反向,從而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩,使電動機迅速停轉(zhuǎn)?當電動機轉(zhuǎn)速接近于零時,應(yīng)立即切斷電源,以免電動機反轉(zhuǎn),切斷電源的任務(wù)通常由速度繼電器來輔助完成?2.速度繼電器速度繼電器在電路中用于反映電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,它的輸入信號為電動機的轉(zhuǎn)速,它與電動機的轉(zhuǎn)軸同軸相連安裝?如圖6-7所示,一般情況下,速度繼電器有兩對常開觸點和兩對常閉觸點,分別叫作正轉(zhuǎn)常開觸點?正轉(zhuǎn)常閉觸點和反轉(zhuǎn)常開觸點?反轉(zhuǎn)常閉觸點?動作轉(zhuǎn)速120r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速100r/min。３.反接制動控制電路圖的識讀特點：設(shè)備簡單，制動轉(zhuǎn)矩較大，沖擊強烈，準確度不高。適用場合：適用于要求制動迅速，制動不頻繁（如各種機床的主軸制動）的場合。思考：電阻R的大小與哪些因素有關(guān),查詢資料,寫出限流電阻的計算公式?