1、中等職業教育國家規劃教材配套教學用書中等職業教育國家規劃教材配套教學用書 （電氣運行與控制、電氣技術應用）（電氣運行與控制、電氣技術應用）工廠電氣控制技術工廠電氣控制技術 電子教案電子教案主主 編編 沈柏民沈柏民課題十課題十 電動機的控制、保護電動機的控制、保護知識目標知識目標熟悉電動機的控制原則。熟悉電動機的控制原則。掌握電動機的保護形式。掌握電動機的保護形式。了解電動機的選擇方法。了解電動機的選擇方法。技能目標技能目標能夠根據工廠電氣控制的要求選擇電動機的保護形式能夠根據工廠電氣控制的要求選擇電動機的保護形式課題十課題十 電動機的控制、保護電動機的控制、保護一、電動機的控制原則一、電動機的

2、控制原則控制原則說 明行程控制原則根據生產機械運動部件的行程或位置，利用位置開關來控制電動機的工作狀態稱為行程控制原則。如課題四中位置控制線路和自動循環控制線路。時間控制原則利用時間繼電器按一定時間間隔來控制電動機的工作狀態稱為時間控制原則。電動機在降壓起動、制動及變速過程中，都要利用時間繼電器按一定的時間間隔來改變控制線路的控制方式，才能達到自動控制的要求。速度控制原則 根據電動機的速度變化，利用速度繼電器等電器元件來控制電動機的工作狀態稱為速度控制原則。常用的直接測量速度控制器件有速度繼電器、小型測速發電機等；間接測量速度控制器件有電壓繼電器等；對交流繞線式轉子異步電動機則用轉子頻率來反映

3、，通過頻率繼電器來控制。電流控制原則 根據電動機主回路電流的大小，利用電流繼電器來控制電動機的工作狀態稱為電流控制原則。課題十課題十 電動機的控制、保護電動機的控制、保護二、電動機的保護二、電動機的保護保護形式說 明短路保護當電動機發生短路故障時，必須采用保護電器立即切斷電源。常用的短路保護電器是熔斷器、低壓斷路器。過載保護當電動機負載過大、起動操作頻繁或缺相運行時，電動機的工作電流超過額定值，長時間運行會使其繞組過熱，導致其絕緣損壞，壽命縮短，甚至燒毀電機。因此，當電動機過載時，應切斷電源，使電動機停轉，避免電動機在過載下長時間運行。常用的過載保護電器是熱繼電器。欠壓保護當電動機在欠壓下運行

4、時，會使定子繞組的電流增加，時間過長將會使電動機過熱損壞。同時，欠壓還會導致一些電器元件釋放，使線路不能正常工作。因此，應避免電動機在欠壓狀態下運行。實現欠壓保護的電器是接觸器和電磁式電壓繼電器。對大多數控制線路來講，由于接觸器已兼有欠壓保護功能，可不再加設欠壓繼電器。課題十課題十 電動機的控制、保護電動機的控制、保護二、電動機的保護二、電動機的保護保護形式說 明失壓（零壓）保護生產機械工作時，如果由于某種原因而發生電網突然斷電，這時電源電壓下降為零，電動機停轉，生產機械也停止工作。由于一般情況下操作人員不可能及時拉開電源開關，如不采取措施，當電源恢復供電時，電動機便會自行起動運轉，可能造成人

5、身及設備事故，并引起電網過電流和瞬間網絡電壓下降。所以要采取失壓保護。在電氣控制線路中，能起失壓保護作用的電器有接觸器和中間繼電器。過流保護為了限制電動機起動或制動電流，在直流電動機電樞繞組或交流繞線式轉子異步電動機的轉子繞組中需串入附加的限流電阻。如果起動或制動時，附加電阻被短接，將造成很大的起動電流或制動電流，使電動機或機械設備損壞。所以，對直流電動機或繞線式轉子異步電動機常采用過流保護。過流保護常采用電磁式過電流繼電器來實現。課題十課題十 電動機的控制、保護電動機的控制、保護二、電動機的保護二、電動機的保護保護形式說 明弱磁保護直流電動機必須在磁場具有一定的強度時才能起動、正常運轉。若在

6、起動時，電動機的勵磁電流太小，產生的磁場太弱，會使電動機的起動電流很大；若在正常運轉時，磁場突然減弱或消失，電動機的轉速會異常升高，發生“飛車”事故。因此，在直流電動機的電氣控制線路中要采用弱磁保護。弱磁保護是在電動機勵磁回路中串入弱磁繼電器（欠電流繼電器）來實現的。電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法一、設計電氣控制線路的基本原則一、設計電氣控制線路的基本原則 1.應最大限度地滿足機械設備對電氣控制線路的控制應最大限度地滿足機械設備對電氣控制線路的控制要求和保護要求。要求和保護要求。 2.在滿足生產工藝要求的前提下，應力求使控制線路在滿足生產工藝要求的前提下，應力求使控制線路簡單、經濟、

7、合理。簡單、經濟、合理。 3.保證控制的可靠性和安全性。保證控制的可靠性和安全性。 4.操作和維修方便。操作和維修方便。電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計的基本步驟電氣控制線路設計的基本步驟 1.確定電力拖動方案。根據設備中主要電動機的負載確定電力拖動方案。根據設備中主要電動機的負載情況、調速范圍及對起動、反轉、制動等的要求確定拖動情況、調速范圍及對起動、反轉、制動等的要求確定拖動形式。形式。 2.選擇電動機容量、結構形式。根據電動機的工作方選擇電動機容量、結構形式。根據電動機的工作方式和負載情況選擇電動機的形式、確定電動機的容量、型式和負載情況選擇電動機的形式、確定電動

8、機的容量、型號和結構方式。號和結構方式。 3.設計電氣控制線路。設計電氣控制線路。 4.選擇電器元件。選擇電器元件。 5.編寫設計計算說明書和使用說明書。編寫設計計算說明書和使用說明書。電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法二、電氣控制線路設計舉例二、電氣控制線路設計舉例 現有一專用機床給一箱體加工兩側平面。加工要求是將箱體夾緊在可前后移動的平臺上，兩側平面用左右動力頭銑削加工。其控制要求是： （1）加工前滑動平臺應能快速移動到加工位置，然后改為慢速進給。快速移動速度為慢速移動速度的20倍，滑臺速度改變是通過齒輪變速機構和電磁鐵來實現，即電磁鐵吸合時為快速，電磁鐵釋放時為慢速。 （2）滑臺從

9、快速移到到慢速進給應能自動變換，銑削完成后自動停車，然后由人工操作滑臺快速退回后自動停車。 （3）具有完善的短路、過載、欠壓及失壓保護功能。 根據生產機械的生產要求，本機床配有三臺三相籠型異步電動機，滑臺電動機M1的功率為1.1KW，需要正反轉；兩臺動力頭電動機M2、M3的功率為4.5KW，只需要單向運轉。 試根據上述要求設計該機床電氣控制線路。電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法 1.選擇基本控制線路選擇基本控制線路 根據滑臺電動機Ml需正反轉，左右動力頭電動機M2、M3只需單向運轉的控制要求，選擇接觸器聯鎖正反轉控制線路和接觸器自鎖正轉控制線路，并進行有機地組合。電氣控制線路設計方法電

10、氣控制線路設計方法2.修改完善線路修改完善線路電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法3.校核完成線路校核完成線路電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題 1.電器元件應盡量采用標準件和相同型號的電器元件，電器元件應盡量采用標準件和相同型號的電器元件，同時所用數量要盡量少同時所用數量要盡量少多一個觸頭多一個觸頭 減少一個觸頭減少一個觸頭電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題 2.連接導線數量要少，長度要短連接導線數量要少，長度要短不合理不合理 合理合理電氣控

11、制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題3.電器元件的線圈不能串聯，只能并聯電器元件的線圈不能串聯，只能并聯不能串聯不能串聯 只能并聯只能并聯電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題4.同一電器元件的觸頭連接應盡量在等電位點上同一電器元件的觸頭連接應盡量在等電位點上不適當不適當 適當適當電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題5. 盡量減少電器通電的數量盡量減少電器通電的數量電動機啟動，電動機啟動，

12、KM1和和KT失去作用失去作用后仍需長期通電后仍需長期通電電動機啟動，電動機啟動，KM1和和KT失去作用失去作用后即斷電后即斷電電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題6.應盡量少采用許多電器依次動作才能接通另一個電器的控應盡量少采用許多電器依次動作才能接通另一個電器的控制線路制線路 不適當不適當 不適當不適當 適當適當電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題7.在控制線路中應避免出現寄生回路在控制線路中應避免出現寄生回路電氣控制線路設計方法電氣控制線路設計方法三、設計電氣控制線路中應注意的問題三、設計電氣控制線路中應注意的問題8 8電氣控制線路要安全、可靠電氣控制線路要安全、可靠為了提高電氣控制線路的安全、可靠性，除了要選用機械和電氣壽命長、結構合量、動作可靠、抗干擾能力強的電器元件外，在電氣控制線路中采用小容量繼電器的觸頭斷開或接通大容量接觸器線圈時，要注意繼電器觸頭斷開和接通容量是