NO3三相异步电动机正、反转控制电气控制技术教学课件.ppt

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1、电气控制技术学习单元一模块三 三相异步电动机正、反转控制三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元二常用低压电器学习单元三电气控制电路原理分析 三相异步电动机正、反转控制在生产机械加工中经常用到，了解它的控制原理和一些低压电器是很重要的。常用的正、反转控制电路包括非直接换向、可直接换向、按钮联锁、行程限位等多种控制方式。本模块就是针对三相异步电动机正、反转控制所涉及的低压电器和控制电路进行学习。模块三 三相异步电动机正、反转控制三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元一引 言 三相异步电动机实施正、反转控制需要对其供电电源进行换相操作，换相过程通过两个接触器进行，所以两个接触器之间要有严格的

2、保护措施，避免同时得电而导致电源的短路。三相异步电动机正、反转控制换相处理 一、三相异步电动机的定子线圈通入三相正弦交流电可以产生旋转磁场，如图3-1、图3-2所示。图3-1 三相正弦交流电的电流波形三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元一图3-2 三相异步电动机定子线圈产生的旋转磁场三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元一 由图3-1、图3-2可见，三相电流通过定子线圈的电流强度、时间都是动态变化的，由此产生的磁场也是变化的，其形态就是在定子线圈周围产生了能够旋转的磁势，称为旋转磁场。三相交流电流具有一定的相序，如ABC、BCA、CAB属于同一个相序，也称为正相序；而CBA、BAC、

3、ACB也同属于一个相序，称为反相序。三相异步电动机的相序不同，产生的旋转磁场方向也不同，所以要改变电动机的转向，必须先改变旋转磁场的旋转方向，也就是需要改变其相序。三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元一 改变三相异步电动机的相序很简单，只要任意交换两组电源，就可以改变其相序。例如，ABC为正相序，那么ACB、CBA就为反相序。因此，三相异步电动机正、反转控制主要是实现对电动机供电相序的改变，改变的方法就是利用两个接触器实现对电动机的不同相序供电，两个接触器上口接线并联，下口接线有两组进行了交换，如图3-3所示。图3-3 三相异步电动机主电路换相原理三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单

4、元一三相异步电动机实施正、反转控制的方法就是利用两个接触器实施对电动机供电相序的改变。如果两个接触器同时通电，则会出现三相交流电源短路现象。为了避免两个接触器同时通电，必须对其进行电气互锁保护。三相异步电动机正、反转控制互锁保护 二、三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元一 电气互锁的特点就是将接触器自身的常闭触头相互串接在对方线圈控制电路中。当运行的接触器常闭触头没有完全回到位，被锁接触器的线圈就不能被控制得电，其原理如图3-4所示。互锁可以有效地避免电气事故的发生，特别是某个接触器发生触头熔焊时，如果没有互锁保护，另一个接触器通电后就会发生电源短路。图3-4 三相异步电动机控制电路互锁

5、原理三相异步电动机正、反转控制基本概述学习单元一常用低压电器学习单元二引 言 本学习单元中主要介绍低压断路器、组合开关、万能转换开关、行程开关、接线端子。这些器件增加了电气控制的功能，在电气工程中经常要用到。本学习单元的学习目的是让学生掌握更多的低压电气元件。低压断路器是用来保护电气线路和电气设备的电器产品。它除了具有对电路的分断能力外，还具有短路、过载、欠压等保护功能。低压断路器通常可以用来保护配电线路、电动机、照明负载等。低压断路器按其结构分为框架式低压断路器和装置式低压断路器。常用低压电器学习单元二 低压断路器 一、低压断路器主要由触头系统、灭弧装置、操作机构以及各种脱扣机构组成。低压断

6、路器的组成1.常用低压电器学习单元二图3-6 低压断路器电磁驱动控制原理图 1弹簧；2主触头；3、4、5自由脱扣机构；6、8电磁脱扣器；7主杠杆；9、13过载脱扣器；10、11、12欠压脱扣器（1）触头系统和灭弧装置。触头系统和灭弧装置是低压断路器的执行机构，主触头用于实现主电路的接通和断开，其配套的辅助触头用于控制电路中的联锁。灭弧装置用于主触头的熄弧。常用低压电器学习单元二（2）操作机构和自由脱扣机构。操作机构和自由脱扣机构是低压断路器的机械传动部分，主要实现低压断路器主触头和辅助触头的接通和断开，其操作形式有手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作。低压断路器的自由脱扣装置由短路、过载

7、、欠压等三种保护装置实施联动控制，当电路产生故障时，相应的脱扣装置动作。常用低压电器学习单元二（3）电磁脱扣器。电磁脱扣器是由开口铁心和励磁线圈组成，低压断路器合闸后，主触头闭合，工作电流流过主触头和电磁脱扣器的励磁线圈。电路正常工作（工作电流不大于电磁脱扣器整定的电流值）时，电磁脱扣器的衔铁不吸合；电路发生短路故障时，电路中的短路电流会剧增（一般短路电流是工作电流的57倍为线路保护，1014倍为电动机保护），短路电流产生强大的电磁力，使电磁脱扣器的衔铁吸合并推动主杠杆上移，主杠杆驱动自由脱扣机构使低压断路器分断。由于短路时其动作是靠电磁力的影响，所以动作时间很快，分断应在0.02 s（一个工

8、频供电周期）内完成。常用低压电器学习单元二学 生 老师，什么是电磁脱扣电流？它和工作电流是什么关系？老 师 低压断路器的电流分为额定电流和电磁脱扣电流，电磁脱扣电流一般小于或等于额定电流。正常时，工作电流应小于或等于电磁脱扣电流，当工作电流大于电磁脱扣电流时称其处于过载。常用低压电器学习单元二（4）过载脱扣器。过载脱扣器由加热元件和双金属片组成。主触头闭合后，工作电流流过加热元件。电路工作正常（工作电流不大于过载整定的电流值）时，双金属片不发生变形，主杠杆不受任何外力影响；电路发生过载故障时，加热元件产生的热量增加致使双金属片发生较大的变形并推动主杠杆上移，主杠杆驱动自由脱扣机构使低压断路器分

9、断。过载时，加热元件和双金属片的动作因受惯性的影响而不能瞬间动作，其动作时间和当前电流值呈现反时限特性。常用低压电器学习单元二常用低压电器学习单元二 低压断路器的结构和型号很多，目前我国常用的有低压框架式（DW型）断路器和低压塑壳式（DZ型）断路器，其产品代号含义如下。低压断路器的型号2.常用低压电器学习单元二常用低压电器学习单元二老 师 需要注意的是，不同型号的低压断路器具有不同的保护机构和参数的整定方法，使用时应根据电路的保护要求选择其型号并进行参数的整定。常用低压电器学习单元二组合开关常在交流50 Hz、电压不高于380 V的电气线路中使用，它由（多层绝缘壳内的）动触片、静触片、绝缘连杆

10、、转轴、手柄等部分组成，如图3-7所示。常用低压电器学习单元二 组合开关 二、图3-7 组合开关结构图 1手柄；2转轴；3扭簧；4凸轮；5绝缘垫；6动触片；7静触片；8接线柱；9绝缘连杆 低压刀开关是具有明显分断点的常用电气元件，它可以对电路实施隔离、分断及切换。通常在不频繁操作的电气设备中用来接通和断开电源及对小功率负荷实施控制操作。刀开关1.低压负荷开关 一、常用低压电器学习单元二 对于普通负载，可根据HK系列开启式负荷开关控制回路的额定电压、额定电流来选择。当HK系列开启式负荷开关作为电动机的全压启动开关时，其额定电流应为电动机额定电流的3倍。此外，还应注意HK系列开启式负荷开关极数的选

11、择。常用低压电器学习单元二 封闭式负荷开关因其外壳为铁制壳，故俗称为铁壳开关。HH系列封闭式负荷开关的外形结构如图2-3所示。封闭式负荷开关3.图2-3 HH系列封闭式负荷开关的外形结构 1速断弹簧；2转轴；3操作手柄；4闸刀；5静插座；6熔断器常用低压电器学习单元二 组合开关可作为电源开关，也可用于小功率三相异步电动机的起动、换向、变速等手动控制，并可用于实现系统的多条控制电路或多种控制方式的转换。组合开关的操作机构由顶盖部分的转轴、凸轮、扭簧和手柄等部分组成。当转动手柄时，每层的动触片（动触片与手柄的绝缘连杆相连）随转轴一起转动，动触片轮流接通或分断。由于操作机构采用了扭簧储能机构，使开关

12、能快速接通与分断，所以通断速度与手动操作无关。常用低压电器学习单元二 组合开关有单极、双极和多极之分。常用的组合开关型号有HZ5、HZ10、HZ15和HZW系列，其中HZW系列不仅可以用于三相异步电动机的起动、换向控制，还可以用于主电路和辅助电路的控制。组合开关型号的含义如下。常用低压电器学习单元二常用低压电器学习单元二万能转换开关属于主令电气元件，它由多组结构相同的触头组件叠装而成，具有多挡位、多回路结构。万能转换开关主要用于各种电气控制电路和电气测量仪表的线路转换，也可用于小功率电动机的起动、制动、调速和换向控制以及配电设备的远距离控制等。万能转换开关 二、常用低压电器学习单元二常用低压电

13、器学习单元二图3-8 万能转换开关单层结构图3-9 万能转换开关的图形及文字符号常用低压电器学习单元二 行程开关 四、常用低压电器学习单元二 当外部运动部件压下推杆3时，常闭触头断开，常开触头闭合，从而实现了对所在电路的控制。当按压推杆的外部运动部件离开推杆后，在弹簧的作用下，推杆向上移动复位，同时触头复位。直动式行程开关1.常用低压电器学习单元二图3-10 直动式行程开关的结构 1常闭触头；2弹簧；3推杆；4常开触头直动式行程开关以结构简单、价格低的优势被广泛使用。直动式行程开关触头的动作时间取决于机械部件撞击的速度，因此，撞块的移动速度不得低于0.4 m/min。否则，触头容易被电弧烧灼。

14、常用低压电器学习单元二滚轮式行程开关2.常用低压电器学习单元二图3-11 滚轮式行程开关的结构 1滚轮；2上转臂；3转轮；4推杆；5滑轮；6操纵件；7、9压板；8触头；10、11弹簧 当运动的撞块由左撞击带有滚轮1的上转臂2时，上转臂2转向右边，顶下推杆4。滑轮5沿操纵件6快速向右移动，使弹簧11压缩受力。滑轮5移动超过中点时，受压弹簧使操纵件6迅速移动，使开关中的常闭触头很快断开，并使常开触头很快接通。当运动的撞块离开开关时，在复位弹簧的作用下，各动作部件复位。其触头的接通与断开和撞块移动的速度无关，而由弹簧的弹性决定。常用低压电器学习单元二常用低压电器学习单元二 当运动的撞块压下推杆1时，

15、开关的弓形片状弹簧2产生变形，使得动触头由下向上跳动，常闭触头4断开，常开触头3闭合。当运动的撞块离开推杆1时，弓形片状弹簧2恢复弹性，使得动触头由上向下跳动，触头复位。微动式行程开关2.常用低压电器学习单元二图3-12 微动式行程开关的结构 1推杆；2弓形片状弹簧；3常开触头；4常闭触头；5复位弹簧常用低压电器学习单元二 接线端子 五、常用低压电器学习单元二常用低压电器学习单元二图3-13 接线端子的外形和结构 接线端子的作用是方便导线的连接，它其实就是一段封在绝缘塑料里面的金属片，两端都有孔，可以插入导线，有螺纹用于紧固或松开。如两根导线有时需要连接，有时又需要断开，就可以用端子把它们连接

16、起来，并且可以随时断开，而不必把它们焊接起来或缠绕在一起。接线端子的另一个作用就是适合大量的导线互联，如在自动生产线或建筑电气控制中就有专门的端子排、端子箱，里面全是接线端子，单层的、双层的、电流的、电压的、普通的、可断的等。常用低压电器学习单元二学 生 老师，接线端子的两个点在接线上有什么要求吗？老 师 有的，接线端子主要是连接不同区域（通常不在一个平面或不在一个区域）的器件或线路，也可分别将同一个区域的电气元件连接在接线端子的同一侧。常用低压电器学习单元二 三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制电气原理图如图3-14所示，其时序图如图3-15所示。三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制

17、电气原理图及时序图1.三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制电路原理分析 二、电气控制电路原理分析学习单元三电气控制电路原理分析学习单元三图3-14 三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制电气原理图电气控制电路原理分析学习单元三图3-15 三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制时序图电气控制电路原理分析学习单元三三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制电气符号2.三相异步电动机正、反转（非直接换向）控制原理3.1）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（KM2主触头断开），电动机正向运行。（3）KM2主触头闭合（KM1主触头断开），电动机反向运行。（4）断

18、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学习单元三2）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SB4，KM2线圈得电并自锁（常开触头闭合，常闭触头断开），HL2亮。（3）KM1线圈控制电路与KM2线圈控制电路实施互锁控制。电气控制电路原理分析学习单元三（4）按下SB1，KM1线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL1灭。（5）按下SB3，KM2线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL2灭。（6）FR1断开，控制电路断电，控制

19、电路下所有电气元件释放。（7）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学习单元三 三相异步电动机正、反转（直接换向）控制电气原理图如图3-16所示，其时序图如图3-17所示。三相异步电动机正、反转（直接换向）控制电气原理图及时序图1.三相异步电动机正、反转（直接换向）控制电路原理分析 二、电气控制电路原理分析学习单元三电气控制电路原理分析学习单元三图3-16 三相异步电动机正、反转（直接换向）控制电气原理图电气控制电路原理分析学习单元三图3-17 三相异步电动机正、反转（直接换向）控制时序图电气控制电路原理分析学习单元三三相异步电动机正、反转（直接换向）控制电气

20、符号2.三相异步电动机正、反转（直接换向）控制原理3.1）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（KM2主触头断开），电动机正向运行。（3）KM2主触头闭合（KM1主触头断开），电动机反向运行。（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学习单元三2）控制电路部分（1）按下SB1，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SB1，KM2线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL2灭。（3）按下SB2，KM2线圈得电并自锁（常开

21、触头闭合，常闭触头断开），HL2亮。（4）按下SB2，KM1线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL1灭。电气控制电路原理分析学习单元三（5）KM1线圈控制电路与KM2线圈控制电路实施互锁控制。（6）按下SB0，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（7）FR1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（8）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学习单元三老 师 为避免正、反向控制接触器同时得电，除了线路连接中实施互锁外，有时还需要进行按钮之间的电气联锁。电气控制电路原理分析学习单元三 三相异步电动机正、反转（按钮联锁）控制电气原理图如图3-18

22、所示，其时序图如图3-19所示。三相异步电动机正、反转（直接换向）控制电气原理图及时序图1.三相异步电动机正、反转（按钮联锁）控制电路原理分析 三、电气控制电路原理分析学习单元三电气控制电路原理分析学习单元三图3-18 三相异步电动机正、反转（按钮联锁）控制电气原理图电气控制电路原理分析学习单元三图3-17 三相异步电动机正、反转（按钮联锁）控制时序图电气控制电路原理分析学习单元三三相异步电动机正、反转（按钮联锁）控制电气符号2.三相异步电动机正、反转（按钮联锁）控制原理3.1）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（KM2主触头断开），电动机正向运行。（3）K

23、M2主触头闭合（KM1主触头断开），电动机反向运行。（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学习单元三2）控制电路部分（1）按下SB1，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线圈得电并自锁（常开触头闭合，常闭触头断开），HL2亮。（3）同时按下SB1、SB2，KM1线圈和KM2线圈均不得电（按钮联锁）。（4）KM1线圈控制电路与KM2线圈控制电路实施互锁控制。电气控制电路原理分析学习单元三（5）按下SB0，控制电路断电，控制电路下所有电气

24、元件释放。（6）FR1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（7）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学习单元三 三相异步电动机正、反转（带限位）控制电气原理图如图3-20所示，其时序图如图3-21所示。三相异步电动机正、反转（带限位）控制电气原理图及时序图1.三相异步电动机正、反转（带限位）控制电路原理分析 四、电气控制电路原理分析学习单元三电气控制电路原理分析学习单元三图3-20 三相异步电动机正、反转（带限位）控制电气原理图电气控制电路原理分析学习单元三图3-21 三相异步电动机正、反转（带限位）控制时序图三相异步电动机正、反转（带限位）控制

25、原理3.1）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（KM2主触头断开），电动机正向运行。（3）KM2主触头闭合（KM1主触头断开），电动机反向运行。（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学习单元三2）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）碰上右限位SQ5，KM1线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL1灭。（3）按下SB3，KM2线圈得电并自锁（常开触头闭合，常闭触头断开），HL2亮。（4）碰上左限位SQ4，KM2线圈断电（常开触头断开，常闭触头闭合），HL2灭。电气控制电路原理分析学习单元三（5）KM1线圈控制电路与KM2线圈控制电路实现互锁控制。（6）按下SB1，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（7）FR1断开，控制电路断电，控制电路下所有电气元件释放。（8）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学习单元三谢谢大家！t h e e n d