三相异步电动机的点动、长动电气控制
三相笼型异步电动机具有结构简单、坚固耐用、价格便宜和维修方便等优点,在生产实际中
获得了广泛的应用。在自动控制系统中,大约90%的电力拖动都采用这种电动机。因此,今后若不特别说明,电动机均指三相笼型异步电动机。电动机的起动控制一般有直接起动和降压起动两种方式。
额定电压直接加到电动机的定子绕组上而使电动机起动的过程称为直接起动或全压起动。
三相笼型异步电动机的直接起动是一种简单、经济、可靠的起动方法,这种方法的优点是电路简单,所需电气设备少;但是起动电流过大会造成电网电压显著下降,影响到在同一电网工作的其他电动机,甚至会导致它们停止转动或无法起动;而起动电流的大小又与电动机的额定功率近似成正比,故直接起动时电动机的容量应受到一定的限制,一般规定,功率小于10kW的电动机可以采用直接起动的方式。
图4-4电动机点动控制电路
一、电动机的点动控制电路
所谓点动,即按下按钮时电动机起动工作,松开按钮时电动机停止工作。
点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等场合。
最基本的电动机点动控制电路如图4-4所示。
1.主电路
主电路由电源开关QS、熔断器FU1、接触器KM的主触点及电动机M组成。
2.控制电路
控制电路由熔断器FU2、点动按钮SB、接触器KM的线圈组成。
3.工作原理
(1)合上电源开关QS,按下点动按钮SB,接触器KM的线圈得电,其动合主触点闭合,电动机M通电起动旋转。
(2)松开点动按钮SB,点动按钮SB即在反力弹簧的作用下复位断开,接触器KM的线圈失电,点动控制电路的动合主触点断开,电动机M断电停止转动。
二、电动机的长动控制电路
图4-5电动机长动控制电路
如果要求电动机在起动后能连续地运行,这时采用点动控制电路就不合理了,因为操作人员
手始终不能离开点动按钮,否则,电动机立即断电停转。
为克服这种现象,我们采用了另一种具有自锁环节的控制电路,即电动机的长动控制电路。最基本的电动机长动控制电路如图4-5所示。
1.主电路与控制电路
长动控制电路的主电路与点动控制电路的主电路相同,控制电路在原来的基础上增加了一个停止按钮SB1,使电动机可以停止运转;同时在动合按钮的两端并联接触器
KM的动合辅助触点,形成“自锁”控制,该触点称为自锁触点。
2.工作原理
(1)合上电源开关QS,按下起动按钮SB2,交流接触器KM的线圈得电,其动合主触点闭合,电动机M通电起动旋转。同时与起动按钮SB2并联的自锁触点KM也闭
合。
(3)当电动机需要停车时,可以按下停止按钮SB1,使得接触器KM线圈失电,其动合主触点和自锁触点也都复位断开,电动机M断电停止运转。
3.电路的保护环节
(2)欠压和失压保护当电源电压突然严重下降(欠压)或消失(失压)时,接触器KM线圈电磁吸力不足,动铁心(衔铁)在反作用弹簧的作用下释放,其自锁触点断开,失去自锁;同时主触点也断开,使电动机停转,得到保护。而且由于接触器KM的自锁触点和主触点在停电时均已断开,所以在恢复供电时,控制电路和主电路不会自行接通,电动机不会自行起动,预防了事故的发生。
(3)短路保护电动机的短路保护采用熔断器。熔断器FU1、FU2分别实现主电路和控制电路的短路保护。
三、电动机的点动与长动控制电路
在实际工作中,机床既要点动调整,也需要长期工作(即长动控制),可通过点动与长动控制电路实现。
点动与长动控制电路如图4-6(a)所示。
其主电路与前基本相同,故不多述。控制电路是在长动控制电路的基础上增加了一个动合
触点SB3。
(1)需要点动时,只要按下按钮SB3就断开了自锁回路,而后SB3动合触点闭合,接触器KM线圈得电,其主触点闭合,电动机通电旋转。松开按钮SB3,接触器KM线圈失电,其动合辅助触点和主触点均断开,电动机就停止转动。
(2)需要长动时,按下按钮SB2,接触器KM吸合并自锁,电动机连续旋转;按下按钮SB1,电动机停止运转。
图4-6(b)所示为一种改进的既可点动又可长动的控制电路。其自锁触点支路中串联手动开关SA。当手动开关SA断开时,切断了自锁电路,控制电路成为点动电路;闭合手动开关SA,自锁触点才起作用,控制电路成为长动电路,电动机连续转动。
图4-6点动与长动控制电路
图4-7具有过载保护的控制电路
例题4-1如图4-7所示为某学生设计的具有过载保护的控制电路,要求能完成:
(1)起动和停止控制;
(2)具有过载保护。
试分析该控制电路的错误。
分析:
(1)由于自锁触点同时并接了起动按钮SB1和停止按钮SB2,使停止按钮SB2失去作用。所以只能实现起动,不能完成电动机的停止控制。若要完成正转起动和停止控制,应把KM的自锁触点支路改为只与SB1并联。
(2)主电路中虽串接了热继电器FR的热元件,但在控制电路中未接热继电器的动断触点,这样即使电动机发生过载,热继电器动作也起不到保护作用,故还应在控制电路中串接一个热继电器FR的动断触点。