三相笼型异步电动机电气控制电路

三相笼型异步电动机电气控制电路新课程导入众所周知，在实际生产中，机床工作台需要前进与后退；起重机的吊钩需要上升与下降；门口的伸缩门需要打开与关闭，是什么线路来控制这些生产机械的运动呢？课程目标：1）理解三相笼型异步电动机电气控制线路的一个渐进的过程。2）掌握三相笼型异步电动机最典型的电气控制线路的工作原理。3）通过理论实践一体化课堂学习，使学生具备必要的基础知识，获得较强的实践动手能力。重难点：重点是三相笼型异步电动机电气控制线路的工作原理；难点是三相笼型异步电动机电气控制线路的实际接线及调试和故障排除。教学过程一.简介二.单向旋转全压启动开关控制电路三.电动机点动和自锁运转控制电路四.电动机的正反转控制电路五.自动往返行程控制电路六.根据上述电气原理完成电动机控制线路的实际接线一.简介电气控制系统是由电动机和各种控制电器组成的。为了使电动机按照设备的要求运转，需要对电动机进行控制。传统的控制系统主要由各种低压电器组成，称为继电器—接触器控制系统。本节我们主要介绍最典型的四种电气控制系统，单向旋转全压启动开关控制电路、电动机点动和自锁运转控制电路、电动机的正反转控制电路、自动往返行程控制电路。二.单向旋转全压启动开关控制电路三相笼形异步电动机单向全压启动控制可用开关或接触器进行，相应的有开关控制电路与接触器控制电路。开关控制电路图1为电动机单向全压启动开关控制电路，其中图1（a）为开关控制电路，图1（b）为断路器控制电路。当合上开关或断路器，电动机单向启动旋转，断开开关或断路器，电动机停转。优缺点：优点:图（a）具有短路保护，图（b）具有长期过载和过电流保护。缺点：都只适用于不频繁启动的小容量电动机，且都不能实现远距离控制。（a）刀开关控制（b）低压断路器控制图1三.电动机点动和自锁运转控制电路电动机点动和自锁运转控制电路是利用按钮、接触器来控制电动机朝单一方向运转的,其控制简单、经济,维修方便,广泛用于大于5.5kW以上电动机间接启动的控制。其控制线路如图2、3所示。图2电动机的点动控制线路图3电动机自锁运转控制线路1.电动机的点动控制线路如图2（1）启动停止控制:合上电源断路器QF,按下启动按钮SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合(辅助常开触头同时闭合)→电动机M启动并点动运行。当松开SB1时,它虽然恢复到断开位置,在松开SB1时,电动机停止。（2）接线时，先接主回路，它是从380V三相交流电源的输出端U、V、W开始，经熔断器、交流接触器的主触头、热继电器到电动机上，用导线按顺序分清颜色串联起来。主电路连接完整无误后，再连接控制电路。它是从220V三相交流电源某输出端开始，经过熔断器、常开按钮SB1、接触器的线圈、热继电器的常闭触头到零线。用黑色线连接。2.电动机点动控制过程演示KMSB1KHQKHFUKMM3~1.点动控制线路控制电路主电路先闭合开关Q，接通电源。按SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转松SB1→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转M3~M3~点动电路功能控制电机在很短时间内工作。工作原理3.电动机的自锁运转控制线路如图3（1）启动控制:合上电源断路器QF,按下启动按钮SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合(辅助常开触头同时闭合)→电动机M启动并单向连续运行。当松开SB1时,它虽然恢复到断开位置,但由于有KM的辅助常开触头与SB1并联,在KM动作时,KM的辅助常开触头也动作(即闭合),因此KM线圈仍保持通电。这种利用接触器本身的常开触头使接触器线圈继续保持通电的控制称为自锁或自保,该辅助常开触头就叫自锁(或自保)触头。正是由于自锁触头的作用,在松开SB1时,电动机仍能继续运转,而不是点动运转。(2)停止控制:按下停止按钮SB→KM线圈失电→KM主触头断开(KM自锁触头也断开)→电动机M停止运转。当松开SB时,其常闭触头虽恢复为闭合位置,但因接触器KM的自锁触头在其线圈失电的瞬间已断开,并解除了自锁,所以接触器KM的线圈不能继续得电,即电动机M停止转动。(3)和点动控制方法一样。4.电动机自锁运转控制过程演示KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM3~控制电路主电路按SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转按SB2→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转M3~M3~→KM辅助触头闭合—自锁→KM辅助触头恢复—失去自锁长动电路功能控制电机长时间连续工作四.电动机的正反转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转，如机床主轴正转和反转，起重机吊钩的上升和下降，机床工作台的前进和后退等。这就要求拖动电动机实现正反转。由电机原理可知，将接至三相异步电动机的三相交流电源进线中的任意两相对调，即可实现三相异步电动机的正反转。电动机的正反转控制最典型的有三种，即无联锁，加联锁，双重互锁。如图4、5、6。图4电动机的无联锁正反转控制图5电动机的加联锁正反转控制图6电动机的双重互锁正反转控制1.电动机的无联锁正反转控制如图4是将两个单向旋转控制电路组合而成，主电路由正、反转接触器KM1,KM2的主触头来实现电动机两相电源的对调，进而实现电动机的正反转。但若发生在按下正转启动按钮SB2，电动机已进行正向旋转后，又按下反向启动按钮SB3误操作时，由于正反转接触器KM1，KM2线圈均通电吸合，其主触头均闭合，将发生电源两相短路，致使熔断器FU1熔体烧断，电动机无法工作。2.电动机的无联锁正反转控制过程演示FRKMFSB1SBFSBRKMRKMFKMR~3.电动机的加联锁正反转控制如图5是利用正反转接触器的常闭辅助触头KM1，KM2实现互锁的，这种由接触器或继电器常闭触头构成的互锁称为电气互锁。在这一电气互锁电气控制电路中，要实现电动机由正转变反转或由反转变正转，都必须先按下停止按钮，然后再进行反转或正转的启动控制。4.电动机的加联锁正反转控制过程演示KM2SB1SB3KHQKHFUM3~~~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1按SB1→KM1线圈得电→KM1触头动作→M正转；按SB2→KM2线圈得电→KM2触头动作→M反转；KM1、KM2常闭触头——互锁：防止KM1`KM2同时得电造成电源短路控制过程合Q，接通电源按SB3→KM1线圈失电→KM1触头恢复→M停转；正转反转必须先按停止按钮SB3KM2SB1SB3KHQKHFUM3~~~SB2KM1KM2KM2KM1按SB1→KM1得电→KM1常开触头闭合→M运转误按SB2→KM2得电KM1KM2若去掉互锁—KM1、KM2常闭触头，合Q，→KM2常开触头闭合→ABC则电源A、C线间短路M3~—熔断器FU烧毁！KM1一定要加互锁触头5.电动机的双重互锁正反转控制如图6，是具有电气、按钮双重互锁的电动机正反转电路。这种电路，若电动机正转运行需直接转换为反转时，可按下反转启动按钮，此时反转启动按钮的常闭触头先断开,于是切断了正转接触器线圈电路，正转接触器立即断电释放；进一步按下反转启动按钮，方使其常开触头闭合，于是接通反转接触器线圈电路，反转接触器线圈通电吸合，主触头闭合，电动机反向启动旋转，实现了电动机正反转的直接交换。实现了“正-反-停”的操作控制。6.电动机的双重互锁正反转控制过程演示KMRKMFSB1KMFFRKMRKMRKMF~SBRSBF五.自动往返行程控制电路在生产实际中，有些生产机械的运动部件需要作自动往返运动。如龙门刨床、导轨磨床的工作台都需要做自动往返运动。图7是利用行程开关来进行自动往返运动控制的，而行程开关是由安装在运动部件上的挡铁来压合动作的，挡铁安装位置又是根据行程要求来调节的，所以这是一种行程原则的控制。图7实质上是在图6中正反转接触器自锁电路和互锁电路基础上，增加了行程开关常开触头并接在接触器常开辅助触头即自锁触头两端，构成又一条自锁电路；而将行程开关的常闭触头串接于对方接触器线圈电路中，增加了一个互锁触头。为对运动部件的运动行程进行限位保护，增设了两个运动方向的限位保护开关，构成了图7自动往返行程控制电路。图7自动往返行程控制电路1.自动往返行程控制原理当按下正转启动按钮SB2时，电动机正向启动旋转，拖动运动部件向左运动，当运动部件上的机械挡铁压下换向开关SQ2时，正转接触器KM1线圈断电释放，反转接触器KM2线圈通电吸合，电动机由正转变为反转，拖动运动部件向右运动。当运动部件上的机械挡铁压下换向开关SQ1时，KM2线圈断电释放，KM1线圈通电吸合，电动机由反转变为正转，再次拖动运动部件向左运动，如此循环往复，实现电动机的正反转控制，进而实现运动部件的自动往返运动。当按下停止按钮SB1时，电动机便停止运转，运动部件也停止运转。限位行程开关SQ3，SQ4分别安装在运动部件正、反向的极限位置。若运动部件到达换向开关压合位置时，机械挡铁压合不上换向开关，致使正转或反转接触器线圈未能断电，造成电动机继续正转或反转，运动部件继续沿原方向移动，机械挡铁压下限位行程开关SQ3或SQ4，使相应接触器线圈断电释放，电动机停转，运动部件停止移动，从而避免运动部件越出允许位置而导致事故发生。KM2SB1SB3KHQKHFU~~SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2L1L2L2L1SQ4SQ2工作台右移左移SQ4SQ2SQ1SQ3设KM1得电M正转,工作台左移;KM2得电M反转,工作台右移;M3~2.自动往返行程控制过程演示KM2SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2按SB1→KM1线圈得电→KM1触头动作→M正转→工作台左移工作原理合Q→直至压住行程开关SQ2：常闭触头断开—KM1线圈失电,M停转;常开触头闭合—KM2线圈得电,M自行起动反转—工作台返回右移。SQ4SQ2SQ1SQ3六.根据上述电气原理完成电动机控制线路的实际接线采用理论和实践相结合的教学方式，以电路图为主线，整个教学围绕“说”与“动”而展开，边讲边实践。创设真实氛围的工作环境，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，使学生通过学习亲身体验工作，培养学生自主思考的能力。将全班同学分成两人一组，根据电气控制线路原理图，连接线路实现电动机的正反转。对每组操作进行巡查，在检查的过程中鼓励学生提出问题并引导学生解决问题。教学评价与本课通过理论结合实际的教学方法，充分调动了学生的主体意识，体现学生自主、合作、探究的学习方式，教师更多的是起到点拨、引导作用。学生能够轻松愉快的掌握知识。在教学中我将进一步跳出传统教学模式的束缚，创新教法，坚持以学生为主体，精心、巧妙引导，让课堂教学气氛变得更加生动活泼，富有情趣。本讲内容结束，再见！！！