项目二 三相异步电动机的双向运转控制线路设计、安装与调试(课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（中国水利水电出版社）

31 May 2024 2.1　相关知识 2.3　知识拓展 2.2　电气控制线路 1 项目二 三相异步电动机的双向运转 控制线路设计、安装与调试 　　组合开关又叫转换开关，实质为刀开关，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中，非频繁的接通和分断电路、换接电源和负载以及控制5kW以下小容量感应电动机的启动、停止和正反转。 　　种类有单极、双极、三极和四极等几种。外形、符号、内部结构如图1‐2所示。组合开关的型号及含义： 2.1.1 组合开关 2.1 相关知识 31 May 2024 １． 组合开关型号及含义 2.组合开关的结构与工作原理 　　HZ10－10/3的三对静触头分别装在三层绝缘垫板上，并附有接线柱，用于与电源及用电设备相接。动触头和绝缘垫板一起套在附有手柄的方形绝缘转轴上。手柄和转轴能在平行于安装面的平面内，沿顺时针或逆时针方向每次转动90度。带动三个动触头分别与三对静触头接触或分离，实现接通或分断电器的目的。开关的顶盖部分是由滑板、凸轮、扭簧和手柄等构成的操作机构。 　图1‐2 组合开关 a) 实物图 b) 结构图 c)符号 31 May 2024 3.组合开关的选用 　　组合开组合开关应根据电源种类、电压等级、所需触头数、接线方式和负载容量进行选用。 　　（1） 用于照明或电热电路时，组合开关的额定电流应等于或大于电路中各负载电流的总和。 　　（2） 用于直接控制异步电动机的启动和正、反转时，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。 31 May 2024 4.组合开关的安装与使用 　　（1）HZ10系列组合开关应安装在控制箱（或壳体）内，其操作手柄最好在控制箱的前面或侧面。开关为断开状态时应使手柄在水平旋转位置。HZ3系列组合开关外壳上的接地螺钉应可靠接地。 　　（2）若需在箱内操作，开关最好装在箱内右上方，并且在它的上方不安装其它电器，否则应采取隔离或绝缘措施。 　　（3）组合开关的通断能力较低，不能用来分断故障电流。用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向启动，且每小时的接通次数不能超过15～20次。 31 May 2024 31 May 2024 2.1.2 位置开关 　 位置开关是操动机构在机器的运动部件到达一个预定位置时操作的一种指示开关。 １． 行程开关 　 行程开关是一种按工作机械的行程，发出操作命令以控制其运动方向和行程大小的开关。其作用原理与按钮相同，区别在于它不是靠手指的按压而是利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作，从而将机械信号转变为电信号，用以控制机械动作或用作程序控制。 6 2.1 相关知识 31 May 2024 （1）型号及含义 7 31 May 2024 （2）结构及工作原理 图2‐4 位置开关实物图 直动式行程开关 b) 单轮滚动式行程开关 c) 微动开关d) 双轮滚动式行程开关 e) 接近开关 8 31 May 2024 图2‐6 滚轮旋转式行程开关的内部结构及行程开关的符号 1－滚轮 2－上传臂 3－盘形弹簧 4－推杆 5－小滚轮 6－擒纵件 7－压缩弹簧 8－左右弹簧 图2‐5 直动式行程开关 1－动触头 2－静触头 3－推杆 9 31 May 2024 　　2）滚轮旋转式行程开关的动作原理如图2‐6所示。为了克服直动式行程开关的缺点，可采用能瞬时动作的滚轮旋转式行程开关。 这类行程开关适用于低速运动的机械。 行程开关在电路图中的符号如图2‐6所示。 （3）选用行程开关 主要根据动作要求、安装位置及触头数量选择。 　　1）直动式行程开关的动作原理如图2‐5所示。其作用原理与按钮相同，只是它用运动部件上的挡铁碰压行程开关的推杆。 这种开关不宜用在碰块移动的速度小于0.4m/min的场合。 10 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 31 May 2024 2. 接近开关 　　接近开关又称为无触点位置开关，是一种与运动部件无机械接触而能操作的位置开关。 　　按工作原理来分，接近开关有高频振荡型、感应电桥型、霍尔效应型、光电型、永磁及磁敏元件型、电容型和超声波型等多种类型，其中以高频振荡型最为常用。其电路结构可以归纳为如图2‐7所示的几个组成部分。 表2‐1 常见故障及处理方法 11 31 May 2024 　工作原理为： 　　当有金属物体靠近一个以一定频率稳定振荡的高频振荡器的感应头附近时，由于感应作用，该物体内部会产生涡流及磁滞损耗，以致振荡回路因电阻增大、能耗增加而使振荡减弱，直至停止振荡。检测电路根据振荡器的工作状态控制输出电路的工作，输出信号去控制继电器或其他电器。以达到控制目的。 图2‐8 交流两线接近开关的外形和接线方式 外形 b) 接线方式 c) 符号 1－感应面 2－圆柱螺纹型外壳 3－LED指示 4－电缆 12 31 May 2024 3. 微动开关 　　微动开关是行程非常小的瞬时动作开关，其特点是操作力小和操作行程短。 图2‐9 微动式行程开关 1－推杆 2－弹簧 3－压缩弹簧4－ 动断触点 5－动合触点 13 31 May 2024 。 LXW系列微动开关（以下简称微动开关）适用于交流50HZ（60Hz），额定工作电压250V，额定电流16A的控制电路中，将机械信号转换为电器信号，作为控制电路的通断行程之用。由于优异的设计，动作准确、可靠。 14 31 May 2024 2.2.1 双向运转控制线路 　图2‐1 组合开关正反转控制电路 2.2 电气控制线路 15 1. 组合开关控制双向运转 31 May 2024 如图2‐1所示，线路的工作原理如下： 合上QS，操作组合开关SA，当手柄处于“停”位置时， SA的动、静触头不接触，电路不通，电动机不转；当手柄扳至“顺”位置时，SA的动触头和左边的静触头相接触，按下SB2，KM线圈得电， KM的三对主触头闭合，同时KM的自锁触头也闭合，电路按L1－U、L2－V、L3－W接通，输入电动机定子绕组的电源电压为L1－L2－L3，电动机正转；当手柄扳至“倒”位置时，SA的动触头和右边的静触头相连接，电路按L1－W、L2－V、L3－U接通，输入电动机定子绕组的电源相序变为L3－L2－L1，电动机反转。 　　注意：当电动机处于正转状态时，要使它反转，应先把手柄扳到“停”的位置（或按下SB1），使电动机先停转，然后再把手柄扳到“倒”的位置，使它反转。若直接把手柄由“顺”扳至“倒”的位置，电动机的定子绕组会因为电源突然反接而产生很大的反接电流，易使电动机定子绕组因过热而损坏。 工作原理： 16 31 May 2024 2. 接触器联锁的正反转控制线路 　　接触器联锁的正反转控制线路如图2‐2a)所示。 注意：接触器KM1和KM2的主触头绝不允许同时闭合，否则将造成两相电源（L1相和L3相）短路事故。为了避免两个接触器KM1和KM2同时得电动作，就在正、反转控制电路中分别串接了对方接触器的一对常闭辅助触头，这样，当一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作，接触器间这种相互制约的作用叫接触器联锁（或互锁）。实现联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头（或互锁触头），联锁符号用“▽”表示。 17 31 May 2024 线路的工作原理如下：先合上电源开关QS。 （１） 正转控制： （２） 反转控制： 18 31 May 2024 图2‐2 三相异步电动机双向控制线路 优点：工作安全可靠。 缺点：操作不便。 19 31 May 2024 　　按钮联锁的正反转控制线路，如图2‐3a)所示，可以克服接触器联锁正反转控制线路操作不便的缺点。 　　优点：操作方便。 　　缺点：容易产生电源两相短路故障。 图2‐3 a) 按钮联锁的双向控制线路 b) 按钮接触器双重联锁的正反转控制线路 20 3. 按钮联锁的正反转控制线路 31 May 2024 　按钮、接触器双重联锁正反转控制线路，如图2‐3b)所示，可以克服接触器联锁正反转控制线路和按钮联锁正反转控制线路的不足。 线路的工作原理如下：先合上电源开关QS。 （１） 正转控制： 21 4. 按钮、接触器联锁的正反转控制线路 31 May 2024 （２） 反转控制： 若要停止，按下SB3，整个控制电路失电，主触头分断，电动机M失电停转。 22 31 May 2024 （1）行车向前运动： 位置控制线路又称行程控制或限位控制线路，其控制线路如下页图2‐10所示。 线路的工作原理叙述如下：先合上电源开关QS 23 2.2.2 双向运转控制线路 1. 位置控制 31 May 2024 图2‐10 位置控制电路图 　（2）行车向后运动： （原理分析同上，请读者自行分析）．停车时只需按下SB3即可。 24 31 May 2024 2. 自动循环控制线路 图2‐11 工作台自动往返运动 a) 示意图 b) 控制线路 25 31 May 2024 工作原理如下：先合上QS，按下正转按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机正向旋转，拖动工作台前进，到达加工终点，挡铁压下SQ2，其常闭触头断开，KM1失电，电动机停止正转，但SQ2常开触头闭合，又使接触器KM2线圈通电并自锁，电动机反向启动运转，拖动工作台后退，当后退到加工终点时，挡铁压下SQ1，其常闭触头断开，KM2失电，KM1线圈通电并自锁，电动机由反转变为正转，工作台由后退变为前进，如此反复地自动往返工作。 按下停止按钮SB1时，电动机停止，工作台停止运动。 若SQ1、SQ2失灵，则由极限限位开关SQ3、SQ4实现保护，避免工作台因超出极限位置而发生事故。 26 31 May 2024 2.3.1 顺序与多地控制 ( 1 ) 主电路实现顺序控制 图2‐12 主电路实现顺序控制电路图 a) b) 2.3　知识拓展 27 1. 顺序控制 31 May 2024 ( 2 ) 控制电路实现顺序控制 图2‐13 控制电路实现顺序控制电路图 a) 主电路 b) 按顺序启动控制电路 c) 按顺序启动、停止控制电路 28 31 May 2024 　　能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫电动机的多地控制。如图2‐14所示为两地控制的具有过载保护接触器自锁正转控制电路图。 图2‐14 两地控制电路图 　　对三地或多地控制，只要把各地的启动按钮并接、停止按钮串接就可以实现。 29 2. 多地控制 31 May 2024 2.3.2 电动机的多种功能控制 30 1.单台单向运行电动机的两地点动与连续控制 31 May 2024 2.3.2 电动机的多种功能控制 31 2.单台双向运行电动机的点动与连续控制 31 May 2024 2.3.2 电动机的多种功能控制 32 3.单台双向运行电动机的双重联锁两地控制 31 May 2024 第二章结束谢谢使用！ 33 $$