反转接触器联锁控制电路装接

电动机正、反转接触器联锁控制电路装接

1.实验目的

(1) 掌握电动机正、反转控制的工作原理。

(2) 掌握电动机正、反转控制的接线方法及工艺要求。

(3) 掌握电动机正、反转控制线路的检查方法及通电运转过程。

(4) 掌握常用电工仪表的使用方法

2. 实验材料与工具

(1) 五种颜色(BV或BVV)、芯线截面为1.5mm2和2.5mm2的单股塑料绝缘铜线若干。

(2) 电动机控制实训台1台。

(3) 三极自动开关1个、熔断器4个、交流接触器2个、三元件热继电器1个、按钮3个。

(4) 功率为4kW的三相异步电动机Y-112-4 1台。

(5) 万用表1只、钳表1只、500V摇表1只。

3. 实验前的准备

(1) 了解三相异步电动机正、反转控制电路的应用;

(2) 熟练分析三相异步电动机正、反转控制电路的工作原理及动作过程;

(3) 明确低压电器的功能、使用范围及接线工艺要求

4. 实验内容

1) 分析控制原理

异步电动机的旋转方向取决于磁场的旋转方向, 而磁场的旋转方向又取决于三相电源的相序, 所以电源的相序决定了电动机的旋转方向。 任意改变电源的相序时, 电动机的旋转方向也会随之改变。图1中主回路采用两个接触器, 即正转接触器KM1和反转接触器KM2。当接触器KM1的三对主触头接通时, 三相电源的相序按U→V→W接入电动机。当接触器KM1, 的三对主触头断开, 接触器KM2的三对主触头接通时, 三相电源的相序按W→V→U接入电动机, 电动机就向相反方向转动。

电路要求接触器KM1和接触器KM2不能同时接通电源,否则它们的主触头将同时闭合, 造成U、W两相电源短路。为此在KM1和KM2线圈各自支路中相互串联对方的一对辅助常闭触头, 以保证接触器KM1和KM2不会同时接通电源, KM1和KM2的这两对辅助常闭触头在线路中所起的作用称为联锁或互锁作用, 这两对辅助常闭触头就叫联锁或互锁触头。这种接触器联锁控制线路简单, 操作方便, 工作安全可靠, 广泛用于正、反转电动机的控制电路中。

图 1 电动机正、反转接触器联锁控制电路

(1) 电路送电。

合上电源断路器→电路得电

(2) 正转控制。

正转: 按SB1→KM1线圈得电

→KM1主触头闭合→电动机正转

→KM1自锁触头闭合自锁→保证电机连续运转

→KM1辅助常闭触头断开→保证反转电路不能运行

停止: 按SB→KM1线圈断电

→KM1主触头断开→电动机停转

→KM1自锁触头断开

→KM1辅助常闭触头闭合

(3) 反转控制。

反转: 按SB2→KM2线圈得电-

→KM2主触头闭合→电动机反转

→KM2自锁触头闭合自锁→保证电机连续运转

→KM2辅助常闭触头断开→保证正转电路不能运行

停止: 按SB→KM2线圈断开-

→KM2主触头断开→电动机停转

→KM2自锁触头断开

→KM2辅助常闭触头闭合

4) 线路检查

(1) 主电路的检查。将万用表置欧姆挡R×1挡或数字表的200Ω挡, 断开QF, 把两表笔分别放在QF的下端U与V相处, 显示为无穷, 按下KM1或KM2后,

应显示电动机两个绕阻的串联电阻值(设电动机为星形接法), 而且其它两相UW与VW都应与UV相的电阻值基本相等。断开KM1(或KM2)后都应显示为无穷大。

(2) 控制电路的检查。设交流接触器的线圈电阻为300Ω, 将万用表置欧姆挡R×10或R×100挡或数字万用表的2 kΩ挡。表笔放在控制电路两端, 此时万用表的读数应为无穷大, 分别按下SB1或KM1, 读数应为KM1线圈的电阻值, 同时再按SB, 则读数应变为无穷大; 分别按下SB2或KM2, 读数应为KM2线圈的电阻值,

同时再按SB,则读数应变为无穷大; 同时按SB1、SB2, 读数应为KM1线圈电阻和KM2线圈电阻的并联值; 同时按KM1、KM2, 读数应变为无穷大。

5. 安全文明要求

(1) 通电试运转时应按电工安全要求操作, 未经指导教师同意, 不得通电。 (2) 要节约导线材料(尽量利用使用过的导线)。

(3) 操作时应保持工位整洁, 完成全部操作后应马上把工位清理干净。

（以下部分不用写在实验报告上，仅作了解）

一、电动机的星形、三角形连接。

图 2 三相异步电动机接法

(a) 星形(Y)接法; (b) 三角形(Δ)接法; (c) 绕组内部接法

二、接触器

接触器是一种通用性很强的开关式电器, 是电力拖动与自动控制系统中一种重要的低压电器。它可以频繁地接通和分断交、直流主电路, 是有触点电磁式电器的典型代表, 相当于一种自动电磁式开关。它利用电磁力的吸合和反向弹簧力作用使触点闭合和分断, 从而使电路接通和断开。它具有欠电压释放保护及零压保护,

控制容量大, 可运用于频繁操作和远距离控制, 且工作可靠, 寿命长, 性能稳定,

维护方便, 主要用来控制电动机, 也可用来控制电焊机、电阻炉和照明器具等电力负载。接触器不能切断短路电流, 因此通常需与熔断器配合使用。

（1） 交流接触器结构

交流接触器由电磁机构、触点系统和灭弧系统三部分组成。电磁机构一般为交流电磁机构, 也可采用直流电磁机构。吸引线圈为电压线圈, 使用时并接在电压相应的控制电源上。触点可分为主触点和辅助触点, 主触点一般为三极动合触点,

电流容量大, 通常装设灭弧机构, 因此具有较大的电流通断能力, 主要用于大电流电路(主电路); 辅助触点电流容量小, 不专门设置灭弧机构, 主要用在小电流电路(控制电路或其他辅助电路)中作联锁或自锁之用。图3所示为交流接触器的外形结构示意图及图形符号与文字符号。

图 3 交流接触器

(a) 结构和外形; (b) 触头类形; (c) 电气符号

1) 电磁系统

电磁系统是接触器的重要组成部分, 它由吸引线圈和磁路两部分组成, 磁路包括静铁心、动铁心、 铁轭和空气隙, 利用气隙将电磁能转化为机械能, 带动动触点与静触点接通或断开。 图4所示为CJ20接触器电磁系统结构图。

图4 CJ20接触器电磁系统结构图

2) 触点系统

触点系统用来直接接通和分断所控制的电路, 根据用途不同,接触器的触头分主触头和辅助触头两种。辅助触头通过的电流较小, 通常接在控制回路中。主触头通过的电流较大, 接在电动机主电路中。

触点是用来接通和断开电路的执行元件。按其接触形式可分为点接触、面接触和线接触三种。

(1) 点接触: 它由两个半球形触点或一个半球形与另一个平面形触点构成,如图6-12(b)所示, 常用于控制小电流的电器中, 如接触器的辅助触点或继电器触点。

(2) 面接触: 可允许通过较大的电流, 应用较广, 如图6-12(b)所示。在这种触点的表面上镶有合金, 以减小接触电阻和提高耐磨性, 多用作较大容量接触器上的主触点。

(3) 线接触: 它的接触区域是一条直线, 如图6-12(b)所示。触点在通断过程中是滚动接触的, 其好处是可以自动清除触点表面的氧化膜,保证了触点的良好接触。这种滚动接触多用于中等容量的触点, 如接触器的主触点。

3) 电弧的产生与灭弧装置

当接触器触点断开电路时,若电路中动、静触点之间的电压超过10～12V, 电流超过80～100mA, 则动、静触点之间将出现强烈火花, 这实际上是一种空气放电现象, 通常称为“电弧”。所谓空气放电, 就是空气中有大量的带电质点作定向运动。当触点分离瞬间,间隙很小,电路电压几乎全部降落在动、静两触点之间,在触点间形成了很高的电场强度,负极中的自由电子会逸出到气隙中, 并向正极加速运动。由于撞击电离、热电子发射和热游离的结果, 在动、静两触点间呈现大量向正极飞驰的电子流, 形成电弧。随着两触点间距离的增大, 电弧也相应地拉长, 不能迅速切断。由于电弧的温度高达3000℃或更高,导致触点被严重烧灼, 缩短了电器的寿命, 给电气设备的运行安全和人身安全等都造成了极大的威胁, 因此,我们必须采取有效方法, 尽可能消灭电弧。常采用的灭弧方法和灭弧装置有:

(1) 电动力灭弧: 电弧在触点回路电流磁场的作用下, 受到电动力作用拉长,

并迅速离开触点而熄灭, 如图5(a)所示。

(2) 纵缝灭弧: 电弧在电动力的作用下, 进入由陶土或石棉水泥制成的灭弧室窄缝中, 电弧与室壁紧密接触, 被迅速冷却而熄灭, 如图5(b)所示。 (3)

栅片灭弧: 电弧在电动力的作用下, 进入由许多定间隔的金属片所组成的灭弧栅之中, 电弧被栅片分割成若干段短弧, 使每段短弧上的电压达不到燃弧电压,同时栅片具有强烈的冷却作用,致使电弧迅速降温而熄灭,如图5(c)所示。

(4) 磁吹灭弧: 灭弧装置设有与触点串联的磁吹线圈, 电弧在吹弧磁场的作用下受力拉长, 吹离触点, 加速冷却而熄灭, 如图5(d)所示。

图 5 接触器的灭弧措施

(a) 电动力灭弧; (b) 纵缝灭弧; (c) 栅片灭弧; (d) 磁吹灭弧

2. 接触器的基本技术参数与型号含义

(1) 额定电压。接触器额定电压是指主触头上的额定电压。其电压等级为