數控機床電氣控制 第三章電氣控制基本環節 2020 4 7 2 2 1三相異步電動機的全壓起動控制2 2三相異步電動機的降壓起動控制2 3三相異步電動機的制動控制 本章主要內容 2020 4 7 3 本章學習要求 重點內容 1 掌握自鎖 互鎖等基本概念及技能 2 掌握三相異步電動機的起動和制動方法 了解內容 三相異步電動機全壓起動和降壓起動的特點難點內容 三相異步電動機的起動和制動控制電路設計 2020 4 7 4 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 1 全壓起動控制電路 2020 4 7 5 判定一臺電機能否直接啟動可以用下面的經驗公式來確定 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 6 2 手動控制電路 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 7 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 8 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 9 空氣開關 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 10 1 應用 對小型臺鉆 砂輪機 冷卻泵 風扇等 可用鐵殼開關 膠蓋開關 用組合開關帶熔斷器 空氣開關來直接控制三相異步電機啟動和停止 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 11 2 優點 這種手動運轉控制線路用的電器數量少 線路結構簡單 3 缺點 在啟動 停止控制頻繁的場所這種手動控制方法既不方便 也不安全 操作強度大 不能實現自動控制 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 12 3 接觸器直接起動控制 此電路有何缺點 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 13 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 14 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 15 這就是點動控制 此時電路有什么特點 點動控制電路圖 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 16 啟動 按下起動按鈕SB 接觸器KM線圈得電 KM主觸頭閉合 電動機M啟動運行 停止 松開按鈕SB 接觸器KM線圈失電 KM主觸頭斷開 電動機M失電停轉 工作原理 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 17 2 點動控制的應用 主要實現位置的調整 如 機床刀架 橫梁 立柱等的快速移動 對刀調整等 3 缺點 要使電機連續運轉 啟動按鈕就不能斷開 這不符合實際生產要求 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 18 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 19 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 20 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 21 此電路是長動電路 FU2 自鎖 依靠接觸器自身輔助常開觸頭保持線圈通電的電路 長動控制電路圖 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 22 啟動 接通電源開關QS 按下起動按鈕SB2 接觸器KM吸合 電動機M起動運行 同時KM常開觸點也閉合 電動機仍繼續運行 停止 按下停止按鈕SBI時 KM線圈斷電 接觸0S所有觸點斷開 電動機停轉 工作原理 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 23 3 長動和點動控制線路 長動和點動控制電路圖 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 24 只要將三相電源中任意兩相序對調 即可實現電動機的正反轉運行 三 正反轉控制電路 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 25 1 開關控制的正反轉線路 FU2 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 26 特點 倒順開關正反轉控制線路雖然所用電器較少 線路也簡單 但它是一種手動控制線路 在頻繁換向時 操作人員勞動強度大 操作不安全 用于控制額定電流10A 功率在3KW以下的小容量電動機 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 27 2 接觸器控制的正反轉線路 加互鎖 在同一時間里兩個接觸器只允許一個工作的控制作用稱為互鎖 聯鎖 FU2 三相異步電動機正反轉控制線路 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 28 3 復合按鈕控制正反轉 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 29 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 30 互鎖控制規律 當要求甲接觸器工作時 乙接觸器就不能工作 此時應在乙接觸器的線圈電路中串入甲接觸器的動斷觸點 當要求甲接觸器工作時乙接觸器不能工作 而乙接觸器工作時甲接觸器不能工作 此時應在兩個接觸器的線圈電路中互串入對方的動斷觸 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 31 四 多地控制 在大型生產設備上 為使操作人員在不同方位均能進行控制操作 常常要求組成多地控制電路 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 32 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 33 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 34 從上圖中可以看出 多地控制電路只需多用幾個啟動按鈕和停止按鈕 無需增加其他電器元件 啟動按鈕應并聯 停止按鈕應串聯 分別裝在幾個地方 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 35 五 順序控制環節 1 工作過程 順序控制電路圖 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 36 2 利用時間繼電器控制的順序啟動電路 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 37 3 順序控制規律 當要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作 則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的動合觸點 當要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸器線圈斷電 則將乙接觸器的動合觸點并聯在甲接觸器的停止按鈕兩端 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 38 利用行程開關來檢測往復運動的相對位置 進而控制電動機的正反轉來實現生產機械的往復運動 利用行程開關按照機械設備的運動部件的行程位置進行的控制 稱為行程控制原則 5 自動往復控制 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 39 工作過程 往返運動控制線路 3 1三相異步電動機的全壓起動控制 2020 4 7 40 第二節三相異步電機的降壓起動控制 學習目標 1 掌握三相異步電動機定子串電阻 星形三角形轉換 自耦變壓器降壓起動控制電路及工作原理 2 掌握三相異步電動機定子串電阻 星形三角形轉換 自耦變壓器降壓起動控制電路的特點及應用場合 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 41 電動機降壓起動可以降壓起動電流 減小線路電壓降 但電動機的電磁轉矩是與定子端電壓平方成正比 所以減壓啟動使得電動機的啟動轉矩相應減小 故減壓啟動適用于空載或輕載下啟動 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 42 1 降壓起動 利用起動設備將電壓適當降低后加到電機繞組的上進行起動 待電機起動運轉后轉速接近額定數值再將電壓恢復為額定電壓 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 43 2 三相籠型異步電動機降壓起動的方法 定子電路串電阻降壓啟動 聯接降壓啟動 自耦變壓器降壓啟動 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 44 正常運行時定子繞組為星形聯接的籠型異步電動機 可采用定子電路串電阻或電抗降壓起動 即在電動機起動時 在三相定子電路串接電阻 使電動機定子繞組電壓降低 起動結束后再將電阻短接 電動機在額定電壓下正常運行 1 定子電路串電阻降壓起動控制 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 45 工作過程 定子電路串電阻降壓起動控制線路 FU2 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 46 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 47 起動時 定子繞組接成星形 每相繞組所承受的電壓為電源的相電壓 220V 待轉速上升到接近額定轉速時 再將定子繞組的接線換接成三角形 每相繞組所承受的電壓為電源的線電壓 380V 電動機進入全電壓正常運行狀態 2 星形 三角形降壓起動控制電路 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 48 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 49 2 工作過程 星形三角形降壓起動控制線路 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 50 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 51 起動時定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側電壓 待電動機轉速接近額定轉速時 切斷自耦變壓器電路 把額定電壓直接加在電動機的定子繞組上 電動機進入全壓正常運行 3 自耦變壓器降壓起動控制 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 52 工作過程 自耦變壓器降壓起動 FU2 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 53 3 1三相異步電動機的降壓起動控制 2020 4 7 54 學習目標 1 理解三相異步電動機反接制動和能耗制動的原理及應用場合 2 掌握三相異步電動機單向和可逆反接制動電路及工作原理 3 掌握三相異步電動機能耗制動電路及工作原理 第三節三相異步電動機的制動控制 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 55 電動機采取有效的制動措施目的是能迅速停車和準確定位 制動控制的方法有兩大類 機械制動和電氣制動 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 56 機械制動 利用電磁鐵操作機械抱閘來強迫電動機迅速停車 常用的機械制動裝置是 電磁抱閘 電氣制動 電動機在停車時 產生一個與原旋轉方向相反的制動力矩 迫使電動機轉速下降 電氣制動 反接制動 能耗制動 電容制動 雙流制動 發電制動 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 57 1 反接制動原理反接制動 利用改變異步電動機定子繞組中的三相電源相序 使定子繞組產生旋轉磁場與轉子慣性旋轉方向相反 因而產生制動作用 一 反接制動控制電路 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 58 1 單相反接制動控制電路 工作過程 FU2 單向反接制動控制線路 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 59 2 可逆運行反接制動控制電 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 60 3 反接制動特點 制動轉矩是反向起動轉矩 因此制動力矩大 制動效果顯著 但制動時有沖擊 制動不平穩 且能量消耗大 3 1三相異步電動機的制動控制 2020 4 7 61 能耗制動就是在電動機脫離三相交流電源之后 向定子繞組內通入一直流電壓 即通入直流電流 利用轉子感應電流與靜止磁場的作用達到制動 當轉子轉速接近零時 切除直流電源 二 能耗制動控制電路 3 1三相異步電動機的制動控制