电力拖动与控制第二章课件.ppt

1、第二章第一节电动机的全压起动控制一、原理图的绘制原则1.原理图绘制的一般原则1)以国家标准图形符号表示元器件。2)通常将主电路与辅助电路分开，主电路用粗实线画在辅助电路的左边或上部，辅助电路用细实线画在主电路的右边或下部。3)可以将同一元器件分解为几部分，画在不同的电路中，但必须以同一文字符号标注。4)各元器件的触头位置都按电路未受外力作用时的常态位置画出。5)对有直接电联系的交叉导线连接点，要用小黑点表示，如“”；无直接电联系的交叉导线连接点则不画小黑点，如“”。2.电路各接点标记第一节电动机的全压起动控制1)三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记。2)电源开关之后的三相交流电源主电路分

2、别按U、V、W顺序标记。3)各电动机分支电路的各接点标记常采用三相文字代号后面加两位阿拉伯数字来表示，如U12、V12、W12。4)控制电路采用阿拉伯数字编号，标注方法按“等电位”原则进行，标号顺序一般由上而下和由左至右编号，凡被线圈、触头、电阻、电容、熔断器等元件所间隔的线段，都应标以不同的符号。3.阿拉伯数字与电气图形文字符号组合方法4.接线图绘制的一般原则1)按国家标准图形符号表示元器件，但同一元器件不得分开画。第一节电动机的全压起动控制2)不明确表示电路的原理和元器件间的控制关系，只表示元器件的实际安装位置和实际配线方式。3)用粗实线画主电路，细实线画辅助电路。第一节电动机的全压起动控

3、制图2-1具有过载保护的正转控制原理图第一节电动机的全压起动控制图2-2具有过载保护的正转控制接线图二、正转控制第一节电动机的全压起动控制1.手动正转控制(1)负荷开关正转控制图2-3所示的是一种最简单的手动正转控制电路。(2)组合开关正转控制图2-4所示的是一种采用组合开关来控制电动机起动和停止的控制电路。图2-3负荷开关正转控制原理图第一节电动机的全压起动控制图2-4组合开关正转控制原理图2.点动正转控制第一节电动机的全压起动控制3.具有自锁的正转控制图2-5点动正转控制原理图第一节电动机的全压起动控制图2-6具有自锁的正转控制原理图第一节电动机的全压起动控制欠电压保护：当电源电压下降，电

4、动机的电流就会上升，电压下降严重，可能烧坏电动机，甚至发生事故。在具有自锁的控制电路中，当电动机运转时，电源电压低到一定值(一般低到工作电压的85%)时，接触器磁通减弱，电磁吸力不足，动铁心就会释放，使自锁触头断开，失去自锁，同时主触头也会断开，电动机停转从而得到保护。欠电压是指电源电压低于电动机的额定电压。欠电压保护是指当电源电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源电压而停转，避免电动机在欠电压下运行的一种保护。第一节电动机的全压起动控制失电压(或零电压)保护：在具有自锁的控制电路中，在电源临时停电后再恢复供电时，由于自锁触头已断开，接触器线圈不得电，主触头不会闭合，因而电动机不会自行起动

5、运转，可避免意外事故发生。失电压保护是指电动机在正常运行时，突然断电能自动切断电动机电源，再重新供电后能保证电动机不能自行起动。4.具有过载保护的正转控制5.点动与长动控制电路三、正反转控制1.倒顺开关正反转控制第一节电动机的全压起动控制图2-7点动与长动控制原理图第一节电动机的全压起动控制图2-8倒顺开关正反转控制电路2.接触器互锁的正反转控制第一节电动机的全压起动控制3.按钮联锁的正反转控制图2-9正反转控制电气原理图a)接触器联锁b)按钮联锁第一节电动机的全压起动控制图2-10按钮、接触器双重联锁正反转控制原理图第一节电动机的全压起动控制4.按钮、接触器双重联锁的正反转控制5.用行程开关

6、进行自动往返控制图2-11自动往返行程控制原理图a)控制电气原理图b)工作台往返示意图1挡铁12挡铁2第一节电动机的全压起动控制图2-12具有零电压保护的自动往返行程控制原理图四、顺序控制与多地控制第一节电动机的全压起动控制1.顺序控制图2-13顺序控制原理图2.多地控制第一节电动机的全压起动控制图2-14两地控制原理图第二节电动机的减压起动控制一、串联电阻减压起动二、星形-三角形减压起动三、自耦变压器(补偿器)减压起动四、延边三角形减压起动第二节电动机的减压起动控制图2-15接触器控制串联电阻减压起动控制原理图一、串联电阻减压起动1.接触器控制(1)减压起动(2)停止2.时间继电器控制(1)

7、起动P62.TIF(2)停止按下SB1即可实现。二、星形-三角形减压起动1.按钮、接触器控制图2-16时间继电器控制串电阻减压起动控制原理图二、星形-三角形减压起动图2-17按钮、接触器控制-减压起动控制原理图二、星形-三角形减压起动(1)电动机联结减压起动P63A.TIF(2)电动机联结全压运行(当电动机转速上升到接近额定值时)二、星形-三角形减压起动P63B.TIF(3)停止按下SB1即可实现。2.时间继电器控制二、星形-三角形减压起动P63C.TIF二、星形-三角形减压起动图2-18时间继电器控制-减压起动控制原理图三、自耦变压器(补偿器)减压起动图2-19QJ3型补偿器a)结构b)控制

8、电路1起动静触头2热继电器3自耦变压器4欠电压保护装置5停止按钮6操作手柄7油箱1.手动控制三、自耦变压器(补偿器)减压起动图2-20时间继电器控制自耦变压器减压起动控制原理图三、自耦变压器(补偿器)减压起动2.时间继电器控制(1)起动P65.TIF三、自耦变压器(补偿器)减压起动(2)停止按下SB1控制电路失电电动机M停转。四、延边三角形减压起动图2-21延边三角形减压起动电动机定子绕组的联结方式a)原始状态b)起动时c)正常运转时四、延边三角形减压起动图2-22延边三角形减压起动控制原理图(1)起动四、延边三角形减压起动P67.TIF(2)停止按下SB1控制电路失电电动机M停转。第三节电动

9、机的制动控制一、机械制动二、电力制动一、机械制动1.电磁抱闸断电制动控制2.电磁抱闸通电制动控制一、机械制动图2-23电磁抱闸断电制动控制原理图一、机械制动图2-24电磁抱闸通电制动控制原理图二、电力制动1.反接制动(1)负载倒拉反接制动它的基本原理是保持电源相序不变，当负载转矩大于电动机的电磁转矩时，电动机被负载拖着反转，其转向与旋转磁场方向相反，电磁转矩即起制动作用，限止了重物下降的速度。(2)电源反接制动它的基本原理是将电动机的三根电源线的任意两根对调反接。图2-25单向运行反接制动控制原理图二、电力制动2.能耗制动图2-26能耗制动原理图(1)无变压器半波整流能耗制动10kW以下小功率

10、电动机，二、电力制动可采用无变压器半波整流能耗制动控制电路，见图2-27。图2-27无变压器半波整流能耗制动控制原理图a)控制电路b)定子绕组直流电通路二、电力制动(1)起动(2)停止制动P70.TIF(3)有变压器的全波整流能耗制动10kW以上的电动机的能耗制动一般采用有变压器的全波整流能耗制动，其控制原理图见图2-28。二、电力制动3.发电制动图2-28有变压器的全波整流能耗制动控制原理图二、电力制动图2-29发电制动原理图第四节电动机的调速控制一、笼型异步电动机的调速二、绕线转子异步电动机的起动和调速一、笼型异步电动机的调速1.双速电动机的控制(1)双速电动机定子绕组的联结双速电动机定子

11、绕组的联结方法如图2-30所示。图2-30双速电动机定子绕组的联结方法a)低速联结(4极)b)高速联结(2极)一、笼型异步电动机的调速1)要使电动机低速工作时，只需将三相电源接至电动机绕组三角形联结顶点的出线端U1、V1、W1上，其余三个出线端U2、V2、W2空着不外接，见图2-30a。2)要使电动机以高速工作时，把电动机绕组三个出线端U1、V1、W1连接在一起，电源接到U2、V2、W2三个出线端上，见图2-30b。(2)按钮和接触器控制双速电动机按钮和接触器控制双速电动机的控制原理图如图2-31所示。1)低速起动运转:一、笼型异步电动机的调速P72A.TIF2)高速起动运转:P72B.TIF

12、3)停止:按下SB1即可实现。一、笼型异步电动机的调速(3)时间继电器控制双速电动机时间继电器控制双速电动机的控制原理图见图2-32。图2-31按钮和接触器控制双速电动机的控制原理图一、笼型异步电动机的调速图2-32时间继电器控制双速电动机的控制原理图一、笼型异步电动机的调速2.三速电动机的控制(1)三速电动机定子绕组的联结三速电动机定子绕组的联结方法见图2-33。(2)按钮和接触器控制三速电动机按钮和接触器控制三速电动机的控制原理图见图2-34。1)低速起动运转。2)低速转为中速运转。3)中速转为高速运转。图2-33三速电动机定子绕组的联结方法a)两套绕组b)联结(低速)c)联结(中速)d)

13、联结(高速)一、笼型异步电动机的调速图2-34按钮和接触器控制三速电动机的控制原理图二、绕线转子异步电动机的起动和调速1.转子绕组串接电阻起动控制(1)时间继电器控制时间继电器控制绕线转子异步电动机起动控制原理图见图2-35。1)起动：二、绕线转子异步电动机的起动和调速2)停止：按下SB1所有接触器均释放电动机M停转。图2-35时间继电器控制绕线转子异步电动机起动控制原理图二、绕线转子异步电动机的起动和调速(2)电流继电器控制电流继电器控制绕线转子异步电动机起动控制原理图见图2-36。图2-36电流继电器控制绕线转子电动机起动控制原理图二、绕线转子异步电动机的起动和调速2.转子绕组串频敏变阻器

14、起动控制图2-37频敏变阻器起动控制原理图二、绕线转子异步电动机的起动和调速(1)自动控制当转换开关SA扳到自动位置(Z)，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合并自锁，电动机转子绕组串接频敏变阻器RF起动；同时，时间继电器KT线圈得电，经过一段延时时间以后，KT延时闭合动合触头延时闭合，中间继电器KA线圈得电吸合并自锁，它的动合触头闭合，使接触器KM2线圈得电吸合，接触器KM2的动合触头闭合，将频敏变阻器RF短接，KM2动断触头分断使KT失电释放，起动完毕。(2)手动控制当转换开关SA扳到手动位置(S)，时间继电器KT就不起作用了，利用按钮SB3手动控制中间继电器KA和接触器KM2的动

15、作。3.凸轮控制器控制绕线转子异步电动机二、绕线转子异步电动机的起动和调速图2-38凸轮控制器控制绕线转子异步电动机的原理图第五节直流电动机的控制一、直流电动机的起动二、直流电动机的正反转三、直流电动机的制动四、直流电动机的调速一、直流电动机的起动1.并励直流电动机的起动图2-39并励直流电动机起动控制原理图一、直流电动机的起动P78.TIF2.他励直流电动机的起动一、直流电动机的起动图2-40他励直流电动机起动控制原理图3.串励直流电动机的起动一、直流电动机的起动P79.TIF二、直流电动机的正反转1.电枢反接法图2-41串励直流电动机起动控制原理图二、直流电动机的正反转图2-42并励直流电

16、动机正反转控制原理图二、直流电动机的正反转图2-43串励直流电动机正反转控制原理图三、直流电动机的制动1.能耗制动图2-44并励直流电动机能耗制动控制原理图2.反接制动三、直流电动机的制动图2-45并励直流电动机正反转起动和反接制动控制原理图(1)起动准备合上断路器QF，励磁绕组得电励磁；三、直流电动机的制动使欠电流继电器KA1得电吸合，同时时间继电器KT1和KT2得电吸合，它们的延时闭合的动断触头瞬时分断，保证接触器KM4和KM5处于失电状态，使电动机在串入电阻下起动。(2)正转起动按下正转起动按钮SB2，接触器KMF得电吸合，KMF主触头闭合，电动机串入电阻R1和R2起动，KMF动断触头分

17、断，KT1和KT2失电释放，KT1和KT2延时闭合的动断触头先后延时闭合，使KM4和KM5先后得电吸合，它们的动合触头先后闭合切除电阻R1和R2，电动机全速正转运行。(3)制动准备随着电动机转速的升高，反电动势也增大，当反电动势达到一定值时，电压继电器KV2得电吸合，KV2动合触头闭合，使KM2得电吸合，KM2的动合触头(79)闭合为反接制动做好准备。三、直流电动机的制动(4)反接制动按下停止按钮SB1，接触器KMF失电释放，电动机失电惯性运转，反电动势仍很高，因此KV仍吸合，接触器KM1得电吸合，KM1动断触头分断，使制动电阻RB接入电枢回路，KM1动合触头(325)闭合，使接触器KMR得电

18、吸合，KMR主触头闭合，电枢通入反向电流，产生制动转矩，电动机进行反接制动而迅速停转。四、直流电动机的调速1.电枢回路串电阻调速2.改变主磁通调速图2-46并励直流电动机电枢回路串电阻调速原理图四、直流电动机的调速图2-47并励直流电动机改变主磁通调速原理图第六节同步电动机的控制一、三相同步电动机的起动二、三相同步电动机的制动一、三相同步电动机的起动1.控制原理(1)定子绕组电源的控制同步电动机定子绕组的电源根据需要可以是全压起动，也可降压起动。(2)转子绕组加入励磁的控制由于同步电动机起动时，必须待转子转速达到同步转速的95%及以上时再投入励磁，因而必须对电动机的转速进行监测。图2-48按定

19、子电流原则加入励磁的简化原理图一、三相同步电动机的起动2.控制电路图2-49按定子电流原则加入励磁的起动控制原理图二、三相同步电动机的制动图2-50简化的同步电动机能耗制动原理图二、三相同步电动机的制动1.标出图2-51中各元件的文字符号，指出各图控制电路接线是否正确?并说明会出现哪些现象?图2-51复习题1图二、三相同步电动机的制动2.指出图2-52中各正反转控制电路接线是否正确?并说明会出现哪些现象?3.画出正反转点动、起动的混合控制电路，并有过载保护和短路保护。4.画出点动正反转控制电路。5.按下列要求设计一个用按钮和接触器控制电动机M1和M2的控制电路。1)能同时控制两台电动机一起起动

20、和停止。2)能分别控制电动机M1及M2的起动和停止。6.按下列要求设计一个电动机M1的控制电路。1)能分别控制电动机起动、点动和停止。2)按停止按钮后要延时20s后才能停止。二、三相同步电动机的制动7.在接触器联锁正反转控制电路中，为什么必须在控制电路中接入联锁触头?图2-52复习题2图二、三相同步电动机的制动8.设计一台正反向直接起动及反接制动的控制电路。9.设计一个接触器联锁、正反转起动及半波整流能耗制动控制电路。10.按下列要求试画出带点动的双重联锁正反转控制电路。1)实现工作台自动往复运动。2)工作台到达两端终点时停留5s后再自动返回，并进行往复运动。11.要求图2-53按下列顺序完成

21、所需动作，画出其控制电路。图2-53复习题11图二、三相同步电动机的制动1)运动部件A从1到2。2)接着运动部件B从3到4。3)接着A从2回到1。4)最后B从4回到3后，两个运动部件分别停在1、3原位。12.现要求三台笼型电动机M1、M2和M3按一定顺序起动，即M1起动后，M2才能起动；M2起动后，M3才能起动，试画出其控制电路。13.在空调设备中的风机电动机的工作情况有如下要求：1)先开风机，再开压缩机。2)压缩机可自由停转。3)风机停止时，压缩机随即自动停止。二、三相同步电动机的制动14.某机床主轴由一台笼型异步电动机带动，润滑油泵由另一台笼型电动机带动，现要求：1)主轴必须在润滑油泵开动

22、后才能开动。2)主轴要求能用按钮和接触器实现正反转，并能单独停车。3)有短路、欠电压及过载保护。15.按下列要求设计一个控制电路：1)分别用按钮控制电动机M1和M2的起动和停止。2)按M1M2的顺序起动。3)M1起动后延时1min，M2才能起动。4)按M2M1的顺序停止。16.按下列要求设计一个控制电路：1)M1起动后延时30s，M2才能用按钮起动。二、三相同步电动机的制动2)M2起动后20s，M1自动停止运转。3)再延时10s，M2也相应停止运转。17.按下列要求设计一个控制电路：1)分别用按钮和接触器控制电动机M1、M2和M3的起动和停止。2)按M1M2M3顺序起动。3)M1起动后1min

23、，M2才能起动，M2起动后2min，M3才能起动。4)按M3M2M1顺序停止。5)能各自点动、点动不受顺序限制(只画控制回路，不必画主回路)。18.什么叫减压起动?常用的减压起动有哪四种?19.画出用时间继电器自动控制电动机定子绕组串联电阻降压起动的控制电路，并叙述其工作原理。二、三相同步电动机的制动20.图2-54是-减压起动控制电路。21.叙述用电流继电器自动控制绕线转子异步电动机起动控制电路的工作原理。22.什么叫做电力制动?常用的电力制动方法有哪几种?简要说明各种制动的原理。23.直流电动机起动时，为什么要限制起动电流?限制起动电流常用哪几种方法?这些方法分别适用于什么场合?24.直流电动机起动后，若仍未切除起动电阻，这对电动机的运行有何影响?25.改变直流电动机的旋转方向有哪几种方法?分别适用于哪种电动机?为什么?二、三相同步电动机的制动26.请画出并励直流电动机既能实现电枢串电阻起动又能实现能耗制动的控制电路，并叙述其工作原理。27.并励直流电动机的调速方法有哪几种?各有什么优缺点?28.同步电动机的转子直流励磁是在何时加入的?29.同步电动机能否自行起动?若不能，常采用什么方法进行起动?请说明其起动过程。图2-54复习题20图二、三相同步电动机的制动30.请简述图2-49同步电动机的起动过程。31.请说明同步电动机与异步电动机起动与制动的异同处。