项目一 三相交流异步电动机 全压启动运行控制 （教案）-《电机与电气控制技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

项目一 三相交流异步电动机 全压启动运行控制 一、教学目标 1、了解常用低压电器的基本知识、结构、工作原理及使用方法 。 2、学会交流异步电动机全压启动控制线路工作原理分析 。 3、掌握交流异步电动机全压启动控制线路测试、调试方法和安装工艺 。 4、能够根据生产实际需要选择、安装、调试刀开关直接启动控制、点动控制、长动控制、正反转控制、顺序控制、行程控制等典型全压启动控制线路 。 二、课时分配 本章共6个任务，本章安排16课时。 三、教学重点 三相交流异步电动机的全压启动 4、 教学难点 能够分析常用典型控制线路的工作过程 5、 教学内容 任务一 　三相交流异步电动机刀开关直接启动控制 知识准备 　 一 、 器件知识 三相交流异步电动机直接启动电路可以通过刀开关 、 熔断器等低压电器控制实现 。 低压电器是指工作在交流1000Ｖ 或直流电压1200Ｖ 及以下的电器 ， 可分为低压配电电器和控制电器两大类 。 二 、 原理分析 三相刀开关闭合 ， 接通三相电源 ， 三相交流异步电动机绕组通电 ， 电动机转动运行 。若要电动机反向转动 ， 将通入电动机的三相电源线中任意两根对调即可 。 当电动机过载或短路时 ， 线路中电流增大 、 熔断器中的熔体 （ 熔丝 ） 温度升高熔断 ， 切断通入电动机的电源 ， 从而保护电动机 。 任务实施 一 、 元器件清单与质量检测　 二 、 在电路板上按元件位置图安装好元器件（图1-9） 三 、 按接线图或原理图 ， 将各个元器件连线 ， 布线工艺要符合要求 实际的电气控制线路布线工艺有两种类型 ： ① 线槽布线 ， 用于多股软导线布线 。常用控制线路电气元件之间的连线 ， 根据电气元件布置最合理 、 连接导线最经济等原则来安排 。 方案可以有所不同 ， 但有最优方案或最符合生产实际的方案 ， 因此批量制作的控制电路连接导线前可以绘制电气安装图 。② 绝缘板上直接布线 ， 一般用于单芯硬导线布线 。 四 、 电路的检测 通常连接好的线路 ， 在使用或通电试车前 ， 要进行必要的检测 ， 以判断电路的正确性 。检测方法一般有两种 ： 阶梯电阻法 （ 不通电测试 ） 和阶梯电压法 （ 通电测试 ）。 五 、 通电试车 经测试正常的控制线路 ， 可以通电试车 。 接通电源 、 控制线路和电动机 ， 合上 ＱＳ 刀开关 ， 电机转动 ， 断开 ＱＳ 刀开关 ， 电机停止转动 ， 则控制线路功能实现 。 知识拓展 　 一 、 其他类型的刀开关 常见的低压开关类电器包括刀开关 、 转换开关 、 自动开关三类 。 二 、 三相异步电动机的启动 生产机械对电动机启动的要求是 ： 启动转矩大 ， 启动电流小 。 三相异步电动机启动电流是额定电流的 ５～７ 倍 ， 为满足启动要求 ， 三相异步电动机的启动方法分为直接启动和降压启动两类 。 总结巩固 1、低压电器在电动机控制技术中广泛应用 ， 包含低压配电电器 和控制电器 2、刀开关应用于不频繁接通或分断容量不太大的低压供电电路 ， 分为开启式负荷开关 、 封闭式负荷开关和组合开关等 。 3、熔断器是一类保护电器 ， 当电流过大时 ， 熔体熔断切断电源 ， 起到保护电路电器的目的 。 4、空气断路器也称低压断路器 、 自动开关等 ， 它是一种能自动切断线路故障的保护电器 ， 可以在主电路中实现短路 、 过载 、 欠压保护 。 5、电气控制系统图包含电气原理图 、 电器布置图 、 电气安装接线图 。 电气原理图是一种能反映电路构成元件及其之间连接关系的电路图 。 目标检测 任务二 　　 三相交流异步电动机长动控制 知识准备 　 一 、 器件知识 接触器、热继电器 二 、 原理分析 启动时 ， 合上 ＱＳ ， 引入三相电源 。 按下启动按钮 ＳＢ１ ， 接触器 ＫＭ 线圈通电 ， 接触器主触点闭合 ， 电动机接通电源启动运转 。合上刀开关 ＱＳ 。 任务实施 　 一 、 元器件清单与质量检测 二 、 在电路板上按元件位置图安装好元器件 电器位置图反映各电气元件的实际安装位置 ， 如图 １ ３８ 所示为电动机长动控制线路元件位置参考图 。 图中采用的接线端子为 ＸＴ ， 使用 ＴＢ１５２０ 或 ＴＤ１５４０ 的接线端子 。 三 、 按接线图将各个元器件连线 ， 布线工艺符合要求 （ １ ） 根据控制原理， 绘制接线图 。 （ ２ ） 根据原理图和接线图 ， 用导线连接各个器件 。 四 、 电路的检测 1． 主电路测试 2． 控制线路测试 五 、 通电试车 加电源 ， 不接电动机检测 ： 用万用表交流电压挡测量接线端子 Ｕ 、 Ｖ 、 Ｗ 两两之间电压应相同 ， 为 ３８０Ｖ 电压 。 电路正常 ， 可以接电动机通电试车 。 知识拓展 　 一 、 点动控制 电动机的点动控制就是通过一个按钮开关控制接触器的线圈 ， 从而实现用小电流来 控制大电流的功能 。 二 、 既可以实现点动又可以实现长动的控制电路举例 总结巩固 目标检测 任务三 　　 三相交流异步电动机正反转控制 知识准备 　 一 、 器件知识 二 、 原理分析 ＫＭ１ 为正转接触器 ， ＫＭ２ 为反转接触器 。 任务实施 　 一 、 元器件清单与质量检测 二 、 在电路板上按元件位置图安装好元器件 三 、 电路的检测 １． 不加电源检测 在安装好的电路板上 ， 按照原理图连接好电路 。 ２． 加电源 ， 不接电动机检测 当分别按下 ＳＢ２ 和 ＳＢ３ 的时候 ， 用万用表交流电压挡测量接线端子U、V、W两两之间电压应相同 ， 为 ３８０Ｖ 电压 。 四 、 通电试车 经测试正常的控制线路 ， 可以通电试车 。 知识拓展 　 一 、 三相异步电动机的基本结构及工作原理 （一） 三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机的种类很多 ， 但各类三相异步电动机的基本结构是相同的 ， 它们都由定子和转子这两大基本部分组成 ， 在定子和转子之间具有一定的气隙 。 （二） 三相异步电动机的工作原理 二 、 接触器互锁正反转电路 三 、 按钮互锁正反转电路 总结巩固 　 目标检测 任务四 　　 三相交流异步电动机顺序控制 知识准备 　 一 、 器件知识 1． 空气开关 2． 中间继电器 二 、 原理分析 接触器 ＫＭ１ 的另一对常开触头 （ 线号为 ５ 、 ６ ） 串联在接触器 ＫＭ２ 线圈的控制电路中 ， 当按下 ＳＢ１１ 使电机 Ｍ１ 启动运转 ， 再按下 ＳＢ２１ ， 电机 Ｍ２ 才会启动运转 。 由于在 ＳＢ１２ 停止按钮两端并联一个接触器 ＫＭ２ 的常开辅助触头 （ 线号为 １ 、 ２ ）， 所以只有先使接触器 ＫＭ２ 线圈失电 ， 即电动机 Ｍ２ 停止 ， 同时 ＫＭ２ 常开辅助触头断开 ， 然后才能按 ＳＢ１２ 达到断开接触器 ＫＭ１ 线圈电源的目的 ， 使电动机 Ｍ１ 停止 。 这种顺序控制线路的特点是 ： 使两台电动机依次顺序启动 ， 而逆序停止 。 任务实施 　 一 、 元器件清单与质量检测 二 、 在电路板上按元件位置图安装好元器件 （ 图1-80 ） 三 、 电路的检测 1． 控制电路检测 2． 主电路的检测 四 、 通电试车 经测试正常的控制线路 ， 可以通电试车 。 知识拓展 　 一 、 三相交流异步电动机的多点控制 二 、 三相交流异步电动机的工作特性 总结巩固 目标检测 任务五 　　 三相交流异步电动机时间继电器运行控 知识准备 　 一 、 器件知识 时间继电器是继电接触控制系统中一个非常重要的器件 。 其主要功能是配合继电控制动作要求 ， 执行延时动作指令 。 当它接收到启动信号后就开始计时 ， 计时结束后它的触头延时动作 ， 从而推动后续的电路工作 。 一般来说 ， 时间继电器的延时性能在设计范围内是可以调节的 ， 从而方便调整它的延时时间长短 。 （1） 时间继电器的分类 （2） 时间继电器的表示方式 （3） 时间继电器的主要技术参数 时间继电器的主要技术参数有吸引线圈额定电压 、 触点额定工作电压和额定工作电流 、 延时范围 、 延时方式 、 触点数量等 （4） 时间继电器的选择 时间继电器形式多样 ， 各具特点 ， 选择时主要应从以下几方面考虑 ： （ １ ） 根据控制电路对延时触点的要求选择延时方式 ， 即通电延时型或断电延时型 。 （ ２ ） 根据延时范围和精度要求选择时间继电器类型 。 （ ３ ） 根据使用场合 、 工作环境选择时间继电器的类型 。 如电源电压波动大的场合可选空气阻尼式或电动式时间继电器 ， 电源频率不稳定的场合不 宜选用电动式时间继电器 ， 环境温度变化大的场合不宜选用空气阻尼式和电子式时间继电 器等 二 、 原理分析 1． 工作原理 任务实施 　 一 、JS7-4A时间继电器的检测 二 、 按原理图进行控制电路的安装 电机延时启动控制电路中时间继电器的延时方式为通电延时型 三 、 电路的检测 四 、 通电试车 在实际线路连接中 ， 容易出现主电路电源缺相情况 ， 可再接通三相交流电 ， 不接电动机试车 ： 启动电路 ， 用万用表交流电压 ５００Ｖ 挡测量接线端子 Ｕ１ Ｖ１ Ｗ１ （ 和 Ｕ２ Ｖ２Ｗ２ ） 两两之间电压 ， 正常应均为 ３８０Ｖ 左右 ， 如出现 ２２０Ｖ 和 １００ 多伏电压 ， 则主电路缺相 ， 可按主电路检测方法查找排除故障 。以上测试如果正常 ， 就可接上电动机进行通电试车 。 知识拓展 　 一 、 电磁式时间继电器 二 、 电动式时间继电器 三 、 单片机控制时间继电器 四 、 三相交流异步电动机的机械特性曲线 总结巩固 目标检测 任务六 　　 行程控制线路 知识准备 　 一 、 器件知识 1． 行程开关的结构和用途 行程开关的种类很多 ， 行程开关按其结构可分为直动式 （ 按钮式 ）、 滚轮式 、 微动式和组合式 。行程开关是位置开关 （ 又称限位开关 ） 的一种 ， 是一种常用的小电流主令电器 。 利用 生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路 ， 达到一定的控制目的 ， 主要用于控制生产机械的运动方向 、 行程大小和位置保护等 。 二 、 原理分析 任务实施 　 一 、 元器件清单 二 、 在电路板上按元件位置图安装好元器件并画好接线图 三 、 工作台自动往返控制电路的安装 （ １ ） 按表 １ ２２ 配齐所有电气元件 ， 并进行质量检验 。 （ ２ ） 在控制板上安装所有的电气元件 。 （ ３ ） 进行布线和套编码套管 。 （ ４ ） 安装电动机 。 （ ５ ） 可靠连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线 。 （ ６ ） 连接电源 、 电动机等控制板外部的导线 。 （ ７ ） 安装完毕后需进行自检 ， 确认无误后才允许进行通电试车 。 四 、 电路检测 五 、 通电试车 知识拓展 　 一 、 其他类型的行程开关 二 、 具有限位保护的自动往返控制电路 总结巩固 目标检测 学科网（北京）股份有限公司 $$