NO6双速三相异步电动机控制电气控制技术教学课件.ppt

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1、电气控制技术电气控制技术学习单元一模块六模块六 双速三相异步电动机控制双速三相异步电动机控制双速三相异步电动机控制基本概述学习单元二电气控制电路原理分析 生产机械设备为了满足生产过程的需要，对生产机械设备为了满足生产过程的需要，对机械设备常有多种速度输出需求。三相异步电动机械设备常有多种速度输出需求。三相异步电动机可通过机械调速、变极调速、变频调速等方式机可通过机械调速、变极调速、变频调速等方式改变速度。当速度要求不是很精确时，通常使用改变速度。当速度要求不是很精确时，通常使用变极调速。三相异步电动机常用的变极调速有变极调速。三相异步电动机常用的变极调速有/和和/方式。本模块对三相异步电动机变

2、极调速控方式。本模块对三相异步电动机变极调速控制原理、控制电路等进行讲解，帮助学生了解和制原理、控制电路等进行讲解，帮助学生了解和掌握有关三相异步电动机变极调速的控制方法。掌握有关三相异步电动机变极调速的控制方法。模块六模块六 双速三相异步电动机控制双速三相异步电动机控制双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一引引 言言 三相异步电动机的变极调速主要是通过改变电动机的磁极对数使电动机的转速发生改变，这种调速不能实现无极变速，转速只能在特定的数值间进行改变。本学习单元针对电动机变极调速的原理和方法进行讲解，通过学习可以使学生对三相异步电动机的变极调速有所了解和掌握。

3、三相异步电动机磁极对数的概念 一、三相异步电动机定子绕组通常由一套线圈（三相为3组线圈）组成，在定子空间产生（N极、S极）旋转磁场，其磁极对数为 p=1。当定子空间放有多套线圈时，就构成了多磁极对数的旋转磁场，如p=2,p=4，p=6，p=8等，磁极对数永远为偶数。学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一 三相异步电动机的转速公式为 （6-1）式中，n为三相异步电动机的转速，r/min；f为工频电源的频率，Hz；s为转差率；p为磁极对数。由式（6-1）可知，三相异步电动机的转速与工频电源的频率、电动机的转差率、电动机的磁极对数有关。因此，改变三相异步电动

4、机的磁极对数就可以改变电动机的转速。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述改变三相异步电动机的磁极对数只能在倍数关系下进行，而且比例关系为整数。例如，2极和4极、6极、8极之间可以变换，4极和8极之间可以变换，而4极和6极之间不能变换。学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 改变三相异步电动机的磁极对数时，主电路的相序应进行改变，否则电动机会发生反转运行。这主要是由于磁极对数的改变使得电动机三相绕组在定子空间的电角度也发生了改变，如图6-1所示。学习单元一图图6-1 6-1 三相异步电动机定子绕组相序图三相异步电动机定子绕组相序图双速三相异

5、步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 双速三相异步电动机联结方式 二、双速三相异步电动机定子绕组双速三相异步电动机定子绕组/Y Y/Y Y 联结方式联结方式1.学习单元一图图6-2 6-2 双速三相异步电动机定子绕组双速三相异步电动机定子绕组/Y Y/Y Y 接线图接线图双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述图6-2（a）所示为定子绕组整体接成了三角形（4极），L1、L2、L3分别向U1、V1、W1供电，电动机慢速运行。图6-2（b）所示为定子绕组每相对折后连接成了双星形（2极），L1、L

6、2、L3分别向U2、W2、V2供电（换向），电动机快速运行，这种调速方式适合于恒功率负载。学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一图图6-3 6-3 双速三相异步电动机定子绕组双速三相异步电动机定子绕组Y/YY Y/YY 接线图接线图双速三相异步电动机定子绕组双速三相异步电动机定子绕组Y/YYY/YY联结方式联结方式1.双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一 图6-3（a）所示为定子绕组整体接成了星形（4极），L1、L2、L3分别向U1、V1、W1供电，电动机慢速运行。图6-2（b）所示为定子绕组每相对折后连接成了双星形（

7、2极），L1、L2、L3分别向U2、W2、V2供电（换向），电动机快速运行，这种调速方式适合于恒转矩负载。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 双速三相异步电动机运行控制方案 三、自由控制自由控制1.学习单元一 功率较小、负载不大的双速三相异步电动机在运行时，通常对低速、高速起停和运行没有太严格的限制，即在低速、高速下可随意起动、停止电动机，但主电路在换速过程中需进行换向。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述低速起动控制低速起动控制2.学习单元一 功率较大、负载也较大的双速三相异步电动机通常采用低速起动控制，即电动机只能在低速下起动，停止不限制，

8、但主电路在换速过程中需进行换向。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述低速起停控制低速起停控制3.学习单元一 功率较大、负载较大且对机械设备有冲击的双速三相异步电动机通常采用低速起停控制，即电动机只能在低速下起动、低速下停止，但主电路在换速过程中需进行换向。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一 接近开关 四四、双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 接近开关的结构是在其内部嵌入了一块电子线路板和必要的电子器件，然后用环氧树脂进行灌装，最后通过引线将其连接。学习单元一图图6-4 6-4 接近开关的结构接近开关的结构双速

9、三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一电感式接近开关电感式接近开关1.电感式接近开关在其内部有一套高频振荡器，振荡器由缠绕在铁氧体磁芯上的线圈和电子器件构成LC振荡电路，振荡器通过传感器的感应面在其前方产生一个高频交变磁场，如图6-5所示。图图6-5 6-5 电感式接近开关工作原理电感式接近开关工作原理双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一图图6-6 6-6 电感式接近开关的外形电感式接近开关的外

10、形双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一电容式接近开关电容式接近开关2.电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成，很像“打开的”电容器电极板。电极A和电极B之间即为介质，因为每种物质的介电常数不同，有物体接近时等效电容会发生改变。图图6-7 6-7 电容式接近开关的工作原理电容式接近开关的工作原理双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 电容式接近开关的工作原理是，当金属靠近时，由于电磁感应原理，在金属的表面会积累电量，使得等效电容变成两组电容的串联，电容值发生改变；当

11、非金属靠近时，等于改变了电容中的介电常数，等效电容值也会发生改变。学习单元一图图6-8 6-8 电容式接近开关的外形电容式接近开关的外形双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一 电容式接近开关常被用来对一些液体的液位、物料的料位进行检测，也可以在自动生产线上使用，还可以在灌装、纺织、造纸等领域进行测量。它主要用来检测非金属（也可检测金属），形状多种，检测距离最大可达50 mm。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一电磁感应式接近开关电磁感应式接近开关3.磁感应式接近开关一般用在气动、液压系统中的气缸和液压缸上。图图6-9 6-9 磁

12、感应式接近开关的外形磁感应式接近开关的外形双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 磁感应式接近开关选用的是磁感应元件，当有磁场接近时，磁感应元件就会发出信号，通过后续电路的处理而输出信号。在气缸或液压缸的活塞环内装有永久磁铁，而缸体是金属且能导磁。使用时，将磁感应式接近开关安装在缸体的外壁滑道上，当活塞运动而靠近磁感应式接近开关时，磁感应式接近开关发出信号，以此来测定活塞的位置。磁感应式接近开关通常由磁感元件或霍尔元件组成，它们均是磁的敏感元件，由于是半导体元件，所以其寿命极长。学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一超声波开关超声

13、波开关4.人们把频率超过16 kHz的声音定义为超声波，相对于声波中的低频波。超声波可在空气中传播，根据这一原理制造出超声波开关。图图6-10 6-10 超声波开关的外形超声波开关的外形双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一 超声波开关利用压电陶瓷做成换能器产生声波，超声波在传播过程中遇到物体阻挡后会发生反射。而超声波开关中既有发射极又有接收极，反射波被接收极接收，这样超声波开关利用对反射波的检测来判断前方是否有物体遮挡，以此达到信号检测目的。双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一光电开关光电开关5.光电开关利用红外光进行工作，它

14、分为直接反射式、反射板式、光纤穿透式、会焦式、对射式、光纤反射板式等。图图6-11 6-11 光电开关的工作原理光电开关的工作原理双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述学习单元一 光电开关有“暗通”和“暗亮”两种类型。“暗通”是指接收器没有接到光信号时，输出信号为“ON”；而“暗亮”是指接收器接收到光电信号时，输出信号为“OFF”。图图6-12 6-12 光电开关的外形光电开关的外形双速三相异步电动机控制基本概述双速三相异步电动机控制基本概述 双速三相异步电动机（直接换速）控制电气原理图如图6-13所示

15、，其时序图如图6-14所示。双速三相异步电动机（直接换双速三相异步电动机（直接换速）控制电气原理图及时序图速）控制电气原理图及时序图1.双速三相异步电动机（直接 换速）控制电路原理分析 一、电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二图图6-13 6-13 双速三相异步电动机（直接换速）控制电气原理图双速三相异步电动机（直接换速）控制电气原理图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二图图5-10 5-10 三相异步电动机机械制动三相异步电动机机械制动（断电）控制电气原理图（断电）控制电气原理图电气控制电路原理分析电气控制电路原理

16、分析学习单元二图图6-14 6-14 双速三相异步电动机（直接双速三相异步电动机（直接换速）控制时序图换速）控制时序图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二图图5-11 5-11 三相异步电动机机械制动三相异步电动机机械制动（断电）控制时序图（断电）控制时序图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二双速三相异步电动机（直接换速）控制电路电气符号双速三相异步电动机（直接换速）控制电路电气符号2.双速三相异步电动机（直接换速）控制原理双速三相异步电动机（直接换速）控制原理3.1 1）主电路部分）主电路部分（1）合上QF1，主电路接通供电电源。（2）KM1主触头闭合，电动机慢速

17、运行。（3）KM1主触头断开，KM2、KM3主触头闭合，电动机快速运行。（4）断开QF1，主电路断开供电电源，电动机停止运行。（5）主电路发生短路时，QF1自动分断，主电路断开供电电源，电动机停止运行。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二2 2）控制电路部分）控制电路部分 （1）按下SB2，KM1线圈得电并自锁（常开触头闭合，常闭触头断开），HL1亮。（2）按下SB2，KM2、KM3线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL2灭。（3）KM1与KM2、KM3实现互锁控制，保证KM1和KM2、KM3线圈不能同时得电。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （4）按下S

18、B3，KM1线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL1灭。（5）按下SB3，KM2、KM3线圈得电并自锁（常开触头闭合，常闭触头断开），HL2亮。（6）按下SB1，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （7）FR1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（8）FR2断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（9）F1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 双速三相异步电动机（低速起停）控制电气原理图如图6-15所示，其时序图如图6-16所示。双速三相异步电动机（

19、低速起停）双速三相异步电动机（低速起停）控制电气原理图及时序图控制电气原理图及时序图1.双速三相异步电动机（低 速起停）控制电路原理分析 二、电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二图图6-15 6-15 双速三相异步电动机（低速起停）控制电气原理图双速三相异步电动机（低速起停）控制电气原理图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二图图6-16 6-16 双速三相异步电动机（低速起停）控制时序图双速三相异步电动机（低速起停）控制时序图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二双速三相异步电动机（低速起停）控制电路电气

20、符号双速三相异步电动机（低速起停）控制电路电气符号2.双速三相异步电动机（低速起停）控制原理双速三相异步电动机（低速起停）控制原理3.1 1）主电路部分）主电路部分 （1）合上QF1，主电路接通供电电源。（2）KM1主触头闭合，电动机慢速运行。（3）KM1主触头断开，KM2、KM3主触头闭合，电动机快速运行。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （4）断开QF1，主电路断开供电电源，电动机停止运行。（5）主电路发生短路时，QF1自动分断，供电电源断开，电动机停止运行。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二2 2）控制电路部分）控制电路部分 （1）按下SB2，KM1线圈

21、得电并自锁（常开触头闭合，常闭触头断开），HL1亮。（2）按下SB2，KM2、KM3线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL2灭。（3）KM1常开触头闭合，连锁继电器KA1线圈得电并自锁。（4）KM1与KM2、KM3实现互锁控制，保证KM1和KM2、KM3线圈不能同时得电。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （5）按下SB3，KM1线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL1灭。（6）按下SB3（KA1常开触头闭合），KM2、KM3线圈得电并自锁，HL2亮。（7）按下SB1（KM2、KM3常开触头断开），控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。电气控制电路原理分析电气控

22、制电路原理分析学习单元二 （8）FR1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（9）FR2断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（10）F1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 双速三相异步电动机（中间变速）控制电气原理图如图6-17所示，其时序图如图6-18所示。双速三相异步电动机（中间变双速三相异步电动机（中间变速）控制电气原理图及时序图速）控制电气原理图及时序图1.双速三相异步电动机（中间 变速）控制电路原理分析 三、电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学

23、习单元二图图6-17 6-17 双速三相异步电动机（中间变速）控制电气原理图双速三相异步电动机（中间变速）控制电气原理图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二图图6-18 6-18 双速三相流异双速三相流异步电动机（中间变速）步电动机（中间变速）控制时序图控制时序图电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二双速三相异步电动机（中间变速）控制电路电气符号双速三相异步电动机（中间变速）控制电路电气符号2.双速三相异步电动机（中间变速）控制原理双速三相异步电动机（中间变速）控制原理3.1 1）主电路部分）主电路部分 （1）合上QF1，主电路接通供电电源。（2）KM1主触头闭合，K

24、M2主触头断开，KM3主触头闭合，电动机正向慢速运行。（3）KM1主触头闭合，KM2主触头断开，KM4、KM5主触头闭合，电动机正向快速运行。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （4）KM2主触头闭合，KM1主触头断开，KM3主触头闭合，电动机反向慢速运行。（5）KM2主触头闭合，KM1主触头断开，KM4、KM5主触头闭合，电动机反向快速运行。（6）断开QF1，主电路断开供电电源，电动机停止运行。（7）电源发生短路时，QF1自动分断，供电电源断开，电动机停止运行。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二2 2）控制电路部分）控制电路部分 （1）按下SB2（SQ4常开触

25、头闭合），KM1线圈得电并自锁，HL1亮。（2）SQ5常闭触头断开，KM1线圈断电，HL1灭。（3）按下SB3（或SQ5常开触头闭合），KM2线圈得电并自锁，HL2亮。（4）SQ4常闭触头断开，KM2线圈断电，HL2灭。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （5）KM1常开触头闭合，SQP6闭合，KA1线圈得电并自锁，SQP7断开，KA1线圈断电。（6）KM2常开触头闭合，SQP7闭合，KA1线圈得电并自锁，SQP6断开，KA1线圈断电。（7）KM1或KM2常开触头闭合，KA1常闭触头闭合，KM3线圈得电，HL3亮。（8）KM1或KM2常开触头闭合，KA1常开触头闭合，KM4、KM5线圈得电，HL4亮。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二 （9）KM1与KM2实现互锁控制，KM3与KM4、KM5实现互锁控制。（10）按下SB1，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（11）FR1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（12）FR2断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（13）F1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。电气控制电路原理分析电气控制电路原理分析学习单元二谢谢大家！the end