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三相笼型异步电动机直接起动控制电路

2014-2-13 23:11:56点击: 编辑:湘潭电机厂

一、手动控制的三相异步电动机直接起动

手动直接起动可通过操纵刀开关、转换开关、组合开关或自动开关等手动电器来实现电

动机电源的接通与断开,如图6-4所示为电动机起动、运行的几种手动控制方式。这种起动电路只有主起动电路,没有控制电路,所以无法实现自动控制。

(a)              (b)             (c)

图6-4  电动机直接起动控制的电路

图(a)所示为刀开关控制电动机起停电路。若为胶盖闸刀开关,由于其断流能力低,所控制的电动机功率不能超过5.5kW。若采用铁壳开关控制,由于其灭弧能力较强、动作迅速,因此可用于控制28kW以下的电动机的直接起动。

图(b)所示为断路器控制电动机起停电路。断路器除具有手动操作功能外,在电路出现故障时还能通过脱扣器实现自动保护功能。可通过合理选用带脱扣器的断路器以实现对电动机的各种保护,如用带过电流脱扣器和热脱扣器的断路器除能实现手动接通和断开电路外,还能对电路进行短路和过载保护。

图(c)所示为组合开关控制电动机正反转电路。组合开关由于无灭弧机构,因此,电动机的功率也不能超过5.5kW。且正反向转换时速度不能太快,以免引起过大的反接制动电流,影响电器的使用寿命。

用刀开关控制电动机的起动时,不能用热继电器对电动机实现过载保护,只能采用熔断器实现短路保护,且电路无失压与欠压保护,对电动机的保护性能较差。同时,由于直接对主电路进行操作,安全性能也较差,操作频率低,只适合电动机容量较小、起动、换向不频繁的场合。

二、接触器控制的直接起动控制电路

接触器是一种自动控制电器,电流通断能力大,操作频率高且可实现远距离控制。接触器和按钮组成的控制电路是目前广泛采用的电动机控制方式。

1.电动机单向连续运行直接起动控制电路

如图6-5所示为接触器控制的电动机单向起动控制电气原理图。电路图分为主电路和控制电路两部分。主电路由接触器的主触点接通或断开三相交流电源,它所流过的电流为电动机的电流;控制电路由按钮和接触器触点等组成,用来控制接触器线圈的通断电,所流过的电流较小,实现对主电路的控制。

 起动过程如下:合上电源开关QS→按下按钮SB2→KM线圈通电,执行机构动作→KM主触点闭合,电动机得电起动、运行,KM辅助动合触点闭合,使按钮松开后,KM线圈继续得电。

停止过程:按下SB1→KM线圈失电,主触点断开,电机失电;KM辅助动合触点断开,切断自锁回路。

                          (a)                 (b)

6-5  接触器控制的电动机单方向起动控制电路

图中,使线圈得电,电机起动的按钮SB2称为起动按钮;使线圈断电,电机失电、停止的按钮SB1称为停止按钮。如图中接触器所示,通过自身动合辅助触点保证线圈继续通电的电路称为自锁电路,起自锁作用的动合辅助触点称为自锁触点。

    电路所具有的保护环节:

    (1)短路保护。主电路和控制电路分别由熔断器FU1和FU2实现短路保护。当控制回路和主回路出现短路故障时,能迅速有效地断开电源,实现对电器和电动机的保护。

    (2)过载保护。由热继电器FR实现对电动机的过载保护。当电动机出现过载且超过规定时间时,热继电器双金属片过热变形,推动导板,经过传动机构,使动断辅助触点断开,从而使接触器线圈失电,电机停转,实现过载保护。

    (3)欠压保护

    当电源电压由于某种原因而下降时,电动机的转矩将显著下降,将使电动机无法正常运转,甚至引起电动机堵转而烧毁。采用具有自锁的控制线路可避免出现这种事故。因为当电源电压低于接触器线圈额定电压的75%左右时,接触器就会释放,自锁触点断开,同时动合主触点也断开,使电动机断电,起到保护作用。

(4)失压保护

电动机正常运转时,电源可能停电,当恢复供电时,如果电动机自行起动,很容易造成设备和人身事故。采用带自锁的控制线路后,断电时由于自锁触点已经打开,当恢复供电时,电动机不能自行起动,从而避免了事故的发生。

欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行的控制线路的一个重要特点。

2.电动机点动与连续运行控制电路

电气设备工作时常常需要进行点动调整,如车刀与工件位置的调整,因此需要用点动控制电路来完成。点动控制是指按下按钮时,电动机通电起动、运行,松开按钮电动机断电、停止。是最简单的控制电路。

图6-6是几种常用的具有点动控制的电路。

                     (a)                (b)                   (c)

                           图6-6  点动与连续控制电路

当采用图(a)所示控制电路时,由于电动机只有点动控制,运行时间较短,主电路不需要接热继电器。图(b)、图(c)电路既有点动控制又有连续控制。图(b)中,将转换开关接通时,自锁电路有效,电路为连续控制;SA断开时,自锁电路被断开,电路为点动控制。图(c)中,SB2为连续控制的起动按钮,SB3为点动控制的按钮。按下SB3时,其动断触点断开,切断了自锁回路,然后动合触点接通,使KM线圈通电。松开SB3时,动合触点先断开,KM线圈断电后,SB3的动断触点才接通。

3.电动机正反向连续运行直接起动控制电路

生产机械的运动部件往往要求实现正反两个方向的运动,这就要求拖动电动机能正反向旋

转。从电机原理可知,改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向。而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线。

图6-7所示为接触器控制的电动机可逆运行控制电路。

图6-7  接触器控制的电动机可逆运行控制电路

从图中分析可知,当正反向起动按钮同时按下时,接触器KM1、KM2将同时得电,造成主回路相间短路。因此,该电路由于可靠性很差,实际中一般不采用。

图6-8(a)所示,将KM1、KM2正反转接触器的动断辅助触点互相串联接在对方线圈电路中,形成相互制约的关系,使KM1、KM2的线圈不能同时得电。这种相互制约的关系称为互锁控制。这种由接触器(或继电器)动断辅助触点构成的互锁称为电气互锁。其动断辅助触点称为互锁触点。但此电路必须先按下停止按钮SB1,然后才能进行反向的操作。因此,此电路只能构成正-停-反的操作顺序。

当要求电动机直接由正转变反转或反转变正转时,可采用图6-8(b)所示电路。它是在图(a)的基础上将正转起动按钮和反转起动按钮的动断辅助触点串联在对方电路中,构成相互制约的关系。这种方式称为机械互锁。这种电路既有机械互锁,又有电气互锁,可实现正-停-反的控制,也可实现正-反-停的控制。但是这种直接正反转控制电路仅适用于小容量电动机且正反向转换不频繁、拖动的机械装置惯量较小的场合。

                     (a)                        (b)

图6-8  具有互锁的电动机可逆运行控制电路