1、課!題第七早 一相異步電動機控制電路 第一節起動控制課型新課授課班級授課時數1教學目標了解二相異步電動機直接起動控制及單向點動與連 續控制線路的組成和工作原理。教©學重點三相異步電動機單向點動與連續控制線路的組成和 工作原理教學難點三相異步電動機連續控制線路的組成和工作原理。學:情分析教學效果1教后記A、新授課第一節起動控制（講解、演 示）（講解）（講解、演 示）（講解、演 示）（講解、演 示）（結合實 例講解）新授課 為了使電動機能夠按照設備的要求運轉， 需要對電動機進行控制。電 動機的控制電路通常由電動機、 控制電器、保護電器與生產機械及傳動裝置組成。 傳統 的電動機控制系統主要

2、由各種低壓電器組成，稱為繼電器 -接觸器控制系統。如下圖所示為一個最簡單的三相電動機控制電路。用一個閘刀開關控制電動機的起動和停機，用三相熔斷器對電動機進行短路保護，這個簡單的 電路就具有對電動機進行控制和保護的基本功 能，但只能進行手動控制。自動控制電路由各種 開關、繼電器、接觸器等電器組成，它能夠根據 人所發出的控制指令信號，實現對電動機的自動 控制、保護和監測等功能。所謂“起動”，是指電動機通電后轉速從零開 始逐漸加速到正常運轉的過程。異步電動機在開始起動的瞬間，定子繞組已 接通電源，而轉子因慣性仍未轉動起來， 此刻n=0, s= l，轉子繞組感應出很大的電流，定子繞組的 起動電流也可達

3、到額定電流的 57倍。雖然起 動時轉子電流很大，但因為轉子功率因數卻最 低，所以起動轉矩并不大，最大也只有額定轉矩的2倍左右。因此，異步電動機起動的主要問題是：起動電流大而起動轉矩并不大。在正常情況下，異步電動機的起動時間很短（一般為幾秒到十幾秒），短時間的起動大電流一般不會對電動機造成損害（但對于頻繁起動的電動機則需要注意起動電流對電動機工作壽命的影響），但它會在電網上造成較大的電壓降從而使供電電壓下降，影 響在同一電網上其他用電設備的正常工作，同時又會造成正在起動的電動機起動轉矩減 小、起動時間延長甚至無法起動。另一方面，由于異步電動機的起動轉矩不大，因此有的用異步電動機拖動的機械可讓電動

4、機先空載或輕載起動，待升速后再用機械離合器加上負載。但有的設備（如起重機械）要求電動機能帶負載起動，因此要求電動機有較大的起動轉矩。但過大的起動轉矩又可能會使電動機加速過猛，使機械傳動機構受到沖擊而容易損壞，所以有時又要求電動機在起動時先減小其起動轉矩，以消除轉動間隙，然后再過渡到所需的起動轉矩有載起動。綜上所述，對異步電動機起動的基本要求是：在保證有足夠的起動轉矩的前提下盡量減小起動電流，并盡可能采取簡單易行的起動方法。在一般情況下，如果電動機的容量不超過供電變壓器容量的20%30%。則可以把電動機直接接到電網上進行起動，稱為“直接起動”。直接起動方法簡單易行、工作可靠且起動時間短。但要求能

5、夠將電動機起動所造成的電網電壓降控制在許可范圍以內（一般不超過線路額定電壓的5% ）。一般7.5 KW以下的電動機允許直接起動。如果電動機的容量相對于供電變壓器的容量較大，就不能采取直接起動，而需要降壓起動。所謂“降壓起動”，就是起動時采用各種方法先降低電動機定子繞組的電壓，以減小起動電流，待電動機升速后再加上額定電壓運行。 動轉矩的減小，所以應保證有足夠的起動轉矩。一、三相異步電動機直接起動控制對于小容量電動機的起動，在控制條件要求不高的 場合，可以使用膠蓋閘刀、鐵殼開關等簡單控制裝置直 接起動。如右圖所示為用刀開關控制的三相異步電動機 直接起動電路的原理圖。電路的工作原理是：起動：合上電源

6、開關 QS三相異步電動機通電t電 動機起動。停止：斷開 QS電動機斷電停轉。該電路除電動機外，使用的電器有刀開關和熔斷器 兩種。一降壓起動的主要問題是造成起、三相異步電動機點動控制點動控制電路是用最簡單的控制電路（又稱為二次電路） 控制主電路，完成電動機的全壓起動。其電路結構如下圖所示。三相電源經過隔離開關QS主電路熔斷器FU1、交流接觸器主觸點 KM到電動機M構成主電 路。由二次電路熔斷器 FU2、動合（常開） 按鈕SB和接觸器線圈 KM組成二次電路。 二次電路除具有控制功能外，還具有保護 和信號指示功能。電路工作原理是：起動：閉合 QS接通電源t按下動合 按鈕S4控制電路通電t接觸器線圈K

7、M通電t接觸器動合主觸點閉合t主電路接 通t電動機 M通電起動。停止：放開動合按鈕 S3控制電路分 斷t接觸器線圈KMI斷電t接觸器動合觸點 KM分斷t主電路分斷t電動機M斷電停轉。該電路只要按 SB電動機即轉動，松開 按鈕SB即停止轉動，因此稱為點動控制。三、三相異步電動機連續運轉控制對于需要較長時間運行的電動機，用點動控制是不方便的。因為一旦放開按鈕SB,電機立即停轉。因此，對于連續運行的電動機，可在點動控制的基礎上，保持主電路不 變，在控制電路中串聯動斷（常閉）按鈕 SB1 （2-3 ）,并在起動按鈕 SB2上并聯一副接觸器動合輔助觸點 KM( 3-4 )即可成為電動機 連續運轉控制電路

8、，如右圖所示。從右圖可見，主電路與點動控制電路相 同。在控制電路中，起動按鈕SB2是分斷的即接常開觸點。只要SB2或與之并聯的接觸器輔助觸點KM( 3-4 )任意一處接通，控制電 路即可通電，使接觸器線圈通電動作。電路工作原理是：起動：閉合 QS接通電源t按下起動按 鈕SB2t控制電路(3-4 )閉合t接觸器線圈 KM 4-1 )通電t接觸器動合輔助觸點K( 3-4 )閉合自鎖(SB2釋放后KM( 4-1 )仍然通電)M MI KKX :Ed < nt接觸器動合主觸點閉合t電動機M通電持續運轉。停止：按下動斷按鈕 SB1t控制電路分斷t接觸器線圈KM( 4-1 )斷電t接觸器自鎖觸點KM

9、( 3-4 )分斷(同時接觸器主觸點分斷)t主電路分斷t電動機M停轉。在上圖中，接觸器動合輔助觸點 KM( 3-4 )在起動按鈕SB2松開后，仍能保持閉合 通電，這種功能叫做自鎖。這種具有自鎖功能的控制電路叫自鎖電路。 接觸器中起自鎖 作用的觸點(如 KM( 3-4 )叫做自鎖觸點。上圖所示電路只具有簡單的欠壓和失壓保護功能。所謂欠壓保護，指的是當電壓低于電動機額定電壓的 85%寸，接觸器線圈的電流減小，磁場減弱，電磁力不足，動鐵心 在反作用彈簧推動下釋放，分斷主電路，使電動機停止轉動。 失壓保護則是指當電動機在運行當中，如遇線路故障或突然停電，控制電路失去電壓，接觸器線圈斷電，電磁力 消失，

10、動鐵心復位，將接觸器動合主觸點、輔助觸點全部分斷。即使電路恢復供電，電 動機也不會轉動，必須重新按起動按鈕，才能使電動機恢復工作。除線路欠壓以外，電動機在運行中如果負載過重，頻繁起動或頻繁正、反轉，電源缺相，都將使電動機的電流增大而使其過熱，導致絕緣老化甚至燒毀電動機。所以電動機只有欠壓、失壓保護是不夠的， 在使用中還需加接專門的過載保護裝置。在眾多過載保護裝置中，應用最多的是熱繼電器，裝有熱繼電器的保護電路如下圖所示。圖中熱電器的熱元件FR串聯在主電路中，它的動斷觸點FR(2-3 )串聯在控制電路中。電路保護原理是：電動機在運行過程中， 由于過載或其他原因使線路供電電流超過允許值，熱元件因通

11、過大電流而溫度升高，烘烤熱繼電器內的雙金屬片使其彎曲，將串聯在控制電路中的動斷觸點FR( 2-3)分斷，接觸器線圈斷電，釋放主觸點，切斷主電路，電動機停止轉動，從而起到過載保護作用。1. 三相異步電動機的起動分為直接起動和降壓起動。所謂“起動”，是指電動機通電后轉速從零開始逐漸加速到正常運轉的過程。2. 對異步電動機起動的基本要求是：在保證有足夠的起動轉矩的前提下盡量減小起動電流，并盡可能采取簡單易行的起動方法。3 在一般情況下，如果電動機的容量不超過供電變壓器容量的20%30%。則可以把電動機直接接到電網上進行起動，稱為直接起動。4降壓起動，就是起動時采用各種方法先降低電動機定子繞組的電壓，

12、以減小起動電流，待電動機升速后再加上額定電壓運行。5. 在電動機控制電路中停止按鈕采用串聯方式接入，起動按鈕采用并聯方式接入。6. 對于小容量電動機的起動，在控制條件要求不高的場合，可以使用膠蓋閘刀、 鐵殼開關等簡單控制裝置直接起動。7點動控制電路是用最簡單的控制電路（又稱為二次電路）控制主電路，完成 電動機的全壓起動，每按一下起動按鈕，電動機就轉動一次，隨時釋放起動按鈕， 電動機隨時停止轉動。8. 在點動控制的基礎上，保持主電路不變，在控制電路中串聯動斷（常閉）按 鈕，并在起動按鈕上并聯一副接觸器動合輔助觸點即可成為電動機連續運轉控制電 路。按下起動按鈕后，電動機長期運轉直到按下停止按鈕。9

13、. 在連續運轉控制電路中，松開起動按鈕電路仍能保持閉合通電這種功能叫做自鎖；這種具有自鎖功能的控制電路叫自鎖電路；接觸器中起自鎖作用的觸點叫做自鎖觸點。10. 在連續運轉控制電路中串聯熱繼電器就構成具有過載保護功能的連續運轉 控制電路。課!題第七章 二相異步電動機控制電路 第二節正反轉控制課型新課授課班級授課時數1教e學目標了解三相異步電動機接觸器互鎖正反轉控制電路的 組成和工作原理。教學重點三相異步電動機接觸器互鎖正反轉控制電路的組成 和工作原理。教學難點三相異步電動機正反轉控制電路的工作原理。學:戶:情分析教學效果教后記(引入)(對照圖 形進行說 明)(結合圖 形進行講 解)如下圖 所示電

14、路：圖中接觸器KM1和KM2的主觸點使三相電源的其中兩相調換， 因此，KM1和KM2分別控制電動機的正、反轉，SB2和SB3分別為正、反轉起動控制按鈕，SB1為停機按鈕。A、新授課第二節正反轉控制新授課上節介紹的電路只能控制電動機朝一個方向旋轉，而許多機械設備要求實現正反兩個方向的轉動。如機床主軸的正反轉、 工作臺的前進與后退、 提升機構的上升與下降、機械裝置的夾緊與放松等。因此都要求拖動電動機能夠正反轉，所以電動機的正反轉控制電路是經常用到的。根據三相異步電動機工作原理，只要將電動機主電路三根電源線的其中兩根對調就可以實現電動機械正反轉。下圖所示為使用兩個交流接觸器控制電動機正反轉的電路。一

15、、正反轉控制電路(a)(b)( c)圖 電路存在的問題是：按下正轉按鈕SB2電動機正轉后，如需要電動機反轉，若未按停止按鈕 SB1而直接按反轉按鈕 SB3,則將使KM1和KM2同時接通，造成電動機 主電路兩相電源短路。 也就是說，KM1和KM2兩個接觸器在任何時候只能接通其中一個， 因此在接通其中一個之后就要設法保證另一個不能接通。這種相互制約的控制稱為“互 鎖”控制。上圖(b)、(c)兩圖為互鎖控制電路(圖(b)、(c)中只畫出控制電路，其主電路與圖 相同)，在圖(b)電路中采取的方法是：將KM1 KM2的輔助動斷觸點分別串聯在對方線圈的支路之中。顯然，在其中一個接觸器通電后，由于其動斷觸點

16、的斷開，保證了另 一個接觸器不能再通電。兩個實現互鎖控制的動斷觸點稱為“互鎖觸點”。但是，圖(b)的控制電路在起動電動機運行后，若要改變電動機的轉向，必須先按 下停機按鈕SB1,操作不夠方便。此外，如果互鎖觸點損壞而無法斷開，同樣可能會造 成KM1和KM2同時通電。圖(c)的電路對此作了進一步的改進，除了用KM1 KM2的輔助動斷觸點作互鎖之外，還串入了正、反轉起動按鈕SB2、SB3的各一對動斷觸點，起雙重保險作用。該電路可實現電動機的直接正反轉，但在操作時注意不要使電動機反轉過于頻繁（特別是大容量電動機）二、電路工作原理如上圖（C）所示。t SB1 (3-4 )1. 控制電路電流流向L1tF

17、U2 （上FR（ 2-3）tSB2 （動合）并聯 KM1動合輔助觸點（4-5 SB3KM2動斷輔助觸tSB36（動合）t并M1 KM-D合輔助觸點KM1動斷輔助觸點（9-10 ）FU2動斷（5-6 ）動斷（8-9 ）t KM1 動斷輔助觸點（9-10 ）t KM2（ 10-1 ） 注：動合觸點又稱為常開觸點，動斷觸點又稱為常閉觸點 2 .電路工作原理正轉控制：閉合 QS接通電源t按下正轉起動按鈕SBM控制電路（4-5 ）閉合t電流通過SB3動斷觸點（5-6 ）t接觸器KM2動斷輔助觸點（6-7 ）t接觸器線圈KM17-1 ） 通電t同時接觸器動合輔助觸點KM1（4-5 ）閉合自鎖t接觸器 KM

18、1動合主觸點閉合t電動機M通電正轉。在此過程中，KM2沒有通電，因此其各觸點處于未通電狀態：KM2動合輔助觸點（4-8 ）斷開，KM2動斷輔助觸點（6-7 ）閉合，KM2線圈（10-1 ）斷電，KM2主觸點斷開。反轉控制：按下反轉起動按鈕SB4控制電路（4-8 ）閉合t電流通過 SB2動斷觸點（8-9 ）t接觸器 KM1動斷輔助觸點（9-10 ）t接觸器線圈 KM2（ 10-1 ）通電t同時 接觸器動合輔助觸點 KM2（ 4-8 ）閉合自鎖t接觸器 KM2動合主觸點閉合t電動機M通電反轉。在此過程中，同樣 KM1也沒有通電，其各觸點處于未通電狀態：KM1動合輔助觸點（4-5 ）斷開，KM2動斷

19、輔助觸點（9-1 ）閉合，KM1線圈（7-1 ）斷電，KM1主觸點斷開。 需要指出的是，正轉時按下起動按鈕SB2的同時，其動合觸點 SB2（ 4-5 ）閉合，但其動斷觸點SB2 （ 8-9 ）則斷開，使得 KM2無法通電。反轉時按下起動按鈕SB3的同時，其動合觸點 SB3（ 4-8 ）閉合，但其動斷觸點SB2 （ 5-6 ）則斷開，使得 KM1無法通電。正轉直接到反轉控制：在正轉過程中，若直接按下反轉按鈕SB3t控制電路（4-8 ）閉合，（5-6 ）斷開t KM1線圈（7-1 ）斷電t KM1主觸點斷開，切斷主電路t電動機正轉 停止t與此同時 KM1（ 9-10 ）復位接通t KM2線圈（10

20、-1 ）得電t KM2主觸點接通t電 動機M通電反轉。反轉直接到正轉控制：在反轉過程中，若直接按下正轉按鈕SB2t控制電路（4-5 ）閉合，（8-9 ）斷開t KM2線圈（10-1 ）斷電t KM2主觸點斷開，切斷主電路t電動機反 轉停止t與此同時 KM2（ 6-7 ）復位接通t KM1線圈（7-1 ）得電t KM1主觸點接通t電 動機M通電正轉。停止：任何時候按下動斷按鈕 SB1t控制電路分斷t接觸器線圈KM1或KM2斷電t主觸點分斷t電動機 M停轉。小結電動機正反轉控制實質是交換二相交流電源線中的任意兩相。課! 題頁第七章 三相異步電動機控制電路 拓展學習生產機械控制電路課型新課授課班級授

21、課時數0教學目標1認識電動機常用控制線路。2了解三相異步電動機的起動與調速方法。3理解三相異步電動機的正、反轉控制原理。教學重點三相異步電動機的正、反轉控制原理。教學難點三相異步電動機的主電路、控制電路的構成及控制過程。學 3:情分析教學效果1教后記新授課B、新授課（提問引 入）（結合上節 內容對比講 解）（詳細講 解）（結合實例 講解）右尿削ft抬硝A、復習直流電動機的轉動原理。拓展學習生產機械控制電路、生產機械設備電器控制電路圖的讀圖方法（1）了解設備的基本結構、運行情況、工藝要求、操作方法以及設備對電力拖動的 要求，電氣控制和保護的具體要求，對設備總體有一個總體了解，為閱讀電氣圖做好準

22、備。（2）閱讀主電路，了解電力拖動系統由幾臺拖動電動機組成，各用什么電器進行控 制。（3）看控制電路，分析各個控制環節的工作原理和工作過程。（4） 根據電氣的控制和保護要求，分析各環節之間的聯系、工作程序、和聯鎖關系。 “化整為零看電路，積零為整看全部。”（5）統觀整個電路，看有哪些保護環節。（6）再看電氣原理圖的其他輔助電路，如檢測、信號指示、照明電路等。、CA6140型普通車床的電氣控制電路1. CA6140型車床外形和結構2. 三臺電動機拖動 電氣控制電路如圖所示。LUJ :F叫I II HI II'站電馬機山摳媲速rks*地悚f機#Ml斷電區片電(1) M1為主軸電動機，拖動車

23、床的主軸旋轉，并通過進給電動機實現車床的進給 運動。(2) M2為冷卻泵電動機，拖動冷卻泵在切割過程中為刀具和工件提供冷卻液。(3) M3為刀架快速移動電動機。3. 主電路(1) 電源采用三相 380 V交流電源，由漏電保護斷路器QF引入，總熔斷器FU由 用戶提供。(2) 主軸電動機 M1的短路保護由QF的電磁脫扣器來實現。(3) 冷卻泵電動機 M2和刀架快速移動電動機 M3分別由熔斷器FU1、FU2實現短 路保護。(4) 三臺電動機均直接起動，單向運轉，分別由交流接觸器KM1、KM2、KM3控 制運行。(5) M1和M2分別由熱繼電器 FR1、FR2實現過載保護，M3由于是短時工作制， 所以

24、不設過載保護。4. 控制電路TC提供110 V電源，由FU3作短路保護。電氣控制盤裝在床身左下部后方的壁龕 內，電源開關鎖SA2和冷卻泵開關SA1均安裝在床頭掛輪保護罩的前側面。開機前用鑰匙右旋SA2，合上QF接通電源，即可操作了。(1) 主軸電動機控制：按下 SB1 , KM1接通并自鎖，M1起動運行；停機時，按下 SB2, KM1斷電，M1停止轉動；按下 SB2自行鎖住，右旋復位。(2) 冷卻泵控制電路：通過開關SA1操縱，由KM2控制。M1運行后M2才能起 動，M1停止M2也停止。(3) 刀架快速移動電動機的控制：通過SB3控制開關，由十字形手柄控制刀架快 速移動的方向。5. 照明與信號

25、指示電路TC提供電源，EL為24 V車床照明燈，FU5做其短路保護；HL為6 V電源指示燈 FU4做其短路保護。6. 電氣保護環節行程開關SQ1、SQ2組成斷電保護環節。SQ2電氣箱安全行程開關，當SA2左旋鎖上或電氣控制盤的壁龕門被打開，SQ2閉合，使QF自動斷開，即使出現誤合，QF也可在0.1 s內再次自動跳閘。SQ1掛輪箱安全行程開關，當箱罩被打開后SQ1斷開，使主軸電動機停止。三、Z535型立式鉆床的電氣控制電路Z535型鉆床屬于立式鉆床，外形和結構如圖所示。電功機主報空遠r；三給調I詩拮匸作待電氣控制圖如圖所示。主軸電動機酒土口血rii卞軸電動機桂制機床聰明燈Htl腮7T九.僅 全屯舞対路保護正轉反轉動機正轉反轉2照明燈1234567891.01主電路三相電源一一由 QS1引入，FU1作電路的短路保護。 M1主軸電動機。KM