三相异步电动机的启动控制线路
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实验六三相异步电动机正反转及Y—△降压起动控制线路一、实验目的1.进一步掌握三相异步电动机的正反转控制线路的接线方法。
2.进一步掌握三相异步电动机的Y—△降压起动控制线路的接线方法。
3.熟悉三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路的工作原理。
4.熟悉三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路的接线方法。
二、实验原理1. 三相异步电动机的正反转及Y—△降压起动控制线路如图一所示。
2. 正转Y—△降压起动控制过程如下:三相闸刀开关QS合闸通电后,指示灯D1亮启,表明控制线路处于“准备好”的状态,按起动按钮SB2后且在转换为△形接法(正常运行)之前,该指示灯保持亮启状态,以表明控制线路处于Y降压起动状态。
当转入△形正常运行状态后,D1指示灯熄灭,同时指示灯D2亮启,表明已进入正常运行状态,之后,只要不按停止按钮SB1,指示灯D2将一直保持亮启状态。
3. 反转Y—△降压起动控制过程如下:指示灯D1和D2的亮灭情况与正转降压起动控制过程类似。
三、实验仪器设备四、实验内容与步骤1.将交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮开关在控制板上进行布置。
2.按照图一进行布线联接。
3.全部联接完成后应进行仔细检查核对,直至正确无误。
经指导教师确认接线正确后,方可合闸刀通电。
4.按起动按钮SB2,Y形降压起动,指示灯D1亮启,经延时若干秒后,电动机转换为△形正常运转,指示灯D1熄灭、D2亮启,此时电动机正向运转,按动停止按钮SB1,电动机停止运转。
5.按起动按钮SB3,Y形降压起动,指示灯D1亮启,经延时若干秒后,电动机转换为△形正常运转,指示灯D1熄灭、D2亮启,此时电动机反向运转,按动停止按钮SB1,电动机停止运转。
五、实验注意事项1.通电前应熟悉线路的操作顺序。
2.运行时应注意观察电动机、各电器元件和线路各部分工作是否正常。
若发现异常情况,必须立即切断电源开关。
六、实验报告内容1.简述三相异步电动机正反转及Y—△降压起动控制线路的工作原理。
三相异步电动机控制线路顺序启动工作原理1.三相异步电动机简介三相异步电动机是一种基于电磁感应原理工作的电动机,通过旋转磁场与定子线圈交叉作用,产生电磁力,从而驱动转子旋转。
其工作原理类似于变压器,分为定子和转子两部分。
定子上绕有三组电流互不相同的线圈,分别称为A、B、C相。
转子上绕有导体,称为转子绕组。
当三相电源接通时,通过给定子线圈施加交流电流,形成旋转磁场,使转子受到电磁力的作用而旋转。
三相异步电动机的工作速度受到电源频率和电机极数的影响。
2.线路顺序启动的必要性在一些应用场景下,需要将三相异步电动机按照一定的顺序启动,而不是同时启动。
这是因为三相异步电动机启动时的启动电流较大,如果同时启动多台电机,容易造成电网电压的瞬时下降,甚至引起电网负荷过大而导致跳闸。
因此,通过线路顺序启动,可以有效地避免这一问题。
3.三相异步电动机控制线路顺序启动的工作原理步骤1:选择主电源选择一台电机的A相电源作为主电源。
其他电机的A相和B相电源分别通过主电源的接触器进行切换。
步骤2:延时启动电路通过延时启动电路实现各个电机的启动间隔时间。
延时启动电路通常由接触器、延时继电器和电阻等组成。
步骤3:启动第一台电机首先,通过接触器将A相电源接通到第一台电机的A相线圈。
然后,通过启动按钮使第一台电机启动。
此时,第一台电机开始运行,同时也开始形成旋转磁场。
步骤4:延时后启动第二台电机在第一台电机启动一定的延时后,通过接触器将B相电源接通到第二台电机的A相线圈。
然后,通过启动按钮使第二台电机启动。
步骤5:延时后启动第三台电机在第二台电机启动一定的延时后,通过接触器将C相电源接通到第三台电机的A相线圈。
然后,通过启动按钮使第三台电机启动。
步骤6:所有电机同时运行在所有电机均启动后,通过控制器或接触器实现所有电机的同时运行。
需要注意的是,为了确保线路顺序启动的稳定性和安全性,通常还需要进行一些保护措施,如过载保护、短路保护和温度保护等。
&目录实验一三相异步电动机直接起动控制电路的安装接线 (2)实验二三相异步电动机点动控制电路的安装接线 (4)实验三三相异步电动机自锁控制电路的安装接线 (6)实验四接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路 (9)实验五按钮联锁的三相异步电动机正反转控制线路 (12)实验六双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路 (15)实验七三相异步电动机星形/三角形起动控制线路 (17)实验八三相异步电动机的顺序控制线路 (20)实验九三相异步电动机的多地控制 (23)实验十工作台自动往返控制线路 (25)实验十一白炽灯照明电路的安装 (28)实验十二日光灯电路 (31)实验十三照明线路安装、接线实训 (33)实验十四电度表原理与接线(预习篇) (35)实验十五单相电度表的直接接线 (38)实验十六电压表、电流表接线电路 (40)实验十七PLC控制三相异步电动机点动和自锁 (41)实验十八PLC控制三相异步电动机联锁正反转 (43)实验十九PLC控制三相异步电动机带延时正反转 (45)实验二十PLC控制三相异步电动机星/三角换接启动 (47)实验二十一PLC控制自动往返 (49)实验二十二PLC控制两地启动停止 (51)实验二十三PLC控制顺序启动 (52)实验一三相异步电动机直接起动控制电路的安装接线一、实验所需电气元件明细表:代号名称型号数量备注QS空气开关DZ47-63-3P-3A1FU熔断器RT18-323只装熔芯3A M三相鼠笼异步电动机WDJ26(厂编)1380V/Δ二、电气原理图1(a)在直接起动控制电路中,只要将空气开关QS合上,电机就开始旋转,此电路适用于不频繁起动的小容量电动机,但不能实现远距离控制和自动控制。
三、安装接线图1(b)直接起动电路接线图按电气元件明细表在柜内面板上选择熔断器FU、空气开关QS等器件,电机M放在柜内下面。
按照图1(b)进行接线,接线时动力电路采用黑色线,接地保护导线PE采用黄绿双色线。
三相异步电动机启动控制原理图1、三相异步电动机的点动控制点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。
所谓点动控制是指:按下按钮,电动机就得电运转;松开按钮,电动机就失电停转。
典型的三相异步电动机的点动控制电气原理图如图3-1(a所示。
点动正转控制线路是由转换开关QS 、熔断器FU 、启动按钮SB 、接触器KM 及电动机M 组成。
其中以转换开关QS 作电源隔离开关,熔断器FU 作短路保护,按钮SB 控制接触器KM 的线圈得电、失电,接触器KM 的主触头控制电动机M 的启动与停止。
点动控制原理:当电动机需要点动时,先合上转换开关QS ,此时电动机M 尚未接通电源。
按下启动按钮SB ,接触器KM 的线圈得电,带动接触器KM 的三对主触头闭合,电动机M 便接通电源启动运转。
当电动机需要停转时,只要松开启动按钮SB ,使接触器KM 的线圈失电,带动接触器KM 的三对主触头恢复断开,电动机M 失电停转。
在生产实际应用中,电动机的点动控制电路使用非常广泛,把启动按钮SB 换成压力接点、限位节点、水位接点等,就可以实现各种各样的自动控制电路,控制小型电动机的自动运行。
2. 三相异步电动机的自锁控制三相异步电动机的自锁控制线路如图3-2所示,和点动控制的主电路大致相同,但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB1,在启动按钮SB2的两端并接了接触器KM 的一对常开辅助触头。
接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转,而且还有一个重要的特点,就是具有欠压和失压保护作用。
它主要由按钮开关SB (起停电动机使用)、交流接触器KM (用做接通和切断电动机的电源以及失压和欠压保护等)、热继电器(用做电动机的过载保护)等组成。
欠压保护:“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。
“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时,电动机能自动脱离电源电压停转,避免电动机在欠压下运行的一种保护。
因为当线路电压下降时,电动机的转矩随之减小,电动机的转速也随之降低,从而使电动机的工作电流增大,影响电动机的正常运行,电压下降严重时还会引起“堵转”(即电动机接通电源但不转动)的现象,以致损坏电动机。
三相笼型异步电动机的直接起动控制线路
三相笼型电动机具有结构简洁、价格廉价、结实耐用、修理便利等优点,获得广泛应用。
笼型异步电动机的起动掌握有直接起动与减压起动两种。
可依据电源变压器容量、电动机容量、电动机起动频繁程度和电动机拖动的机械设备等来分析是否可以采纳直接起动,也可用下面阅历公式来确定:
式中,Ist为电动机直接起动时起动电流(A);
IN为电动机额定电流(A);S为电源变压器容量(kVA);
P为电动机额定功率(kW)。
图1 点动掌握线路
1、电动机单向点动掌握线路
点动是指按下按钮时电动机转动,
松开按钮时电动机停止。
图1为电动机单向点动掌握
线路。
SB是电动机单向点动的掌握按钮
图1 点动掌握线路
点动掌握的操作及动作过程如下:
首先合上电源开关QS,接通主电路和掌握电路的电源。
2、电动机单向连续运转掌握线路
在各种机械设备上,电动机最常见的一种工作状态是单向连续运转。
图2为电动机单向连续运转掌握线路,SB1为停止按钮,SB2为起动按钮,FR为热继电器,M为三相异步电动机。
图2 单向连续运转掌握线路
以下是电动机单向连续运转掌握的操作及动作过程:
首先合上电源开关Q,接通主电路和掌握电路的电源。
(1)起动:
当接触器KM常开帮助触头接通后,即使松开按钮SB2仍能保持接触器KM线圈通电,所以此常开帮助触头称为自保持触头。
(2)停止:。
课程:西门子S7-200PLC定时器、计数器的应用课题:三相异步电动机Y-△降压启动控制线路2、断开延时定时器(TOF)输入端(IN)接通时,定时器位立即为“1”,并把当前值设为0。
输入端(IN)断开时,定时器开始计时,当断开延时定时器(TOF)的计时当前值等于设定时间时,定时器位断开为“0”,并且停止计时。
TOF指令必须用负跳变(由on到off)的输入信号启动计时。
3、有记忆功能的接通延时型定时器(TONR)输入端(IN)接通时,接通有记忆接通延时定时器(TONR),并开始计时,当定时器(TONR)的当前值等于或大于设定值时,该定时器位被置位为“1”。
定时器(TONR)累计值达到设定值后,定时器(TONR)继续计时,一直计到最大值32767。
查阅STEP7-MicroWin软件中有关TOF指令的内容。
查阅STEP7-MicroWin软件中有关TONR指令的内容。
结合STEP7-MicroWin软件的帮助文件,讲解TOF定时器的特点。
结合STEP7-MicroWin软件的帮助文件,讲解TONR定时器的特点。
写出TOF指令的主要特点。
写出TONR指令的主要特点。
输入端(IN)断开时,定时器(TONR)的当前值保持不变,定时器位不变。
输入端(IN)再次接通,定时器当前值从原保持值开始再往上累计时间,继续计时。
可以用定时器(TONR)累计多次输入信号的接通时间。
上电周期或首次扫描时,定时器(TONR)的定时器位为“0”,当前值保持,可利用复位指令(R)清除定时器(TONR)的当前值。
4、应用定时器的注意事项1)不能把一个定时器号同时用作断开延时定时器(TOF)和接通延时定时器(TON)(相当于同一定时器号既用作模拟断电延时型的物理时间继电器功能,又用作模拟通电延时型的物理时间继电器功能)。
2)使用复位(R)指令对定时器复位后,定时器位为“0”,定时器当前值为0。
3)有记忆接通延时定时器(TONR)只能通过复位指仿照教师演示的简单应用程序,自行编程调试,理解三种定时器的工作原理和特点。
三相异步电动机的启动控制线路三相异步电动机具有结构简单,运行可靠,坚固耐用,价格便宜,维修方便等一系列优点。
与同容量的直流电动机相比,异步电动机还具有体积小,重量轻,转动惯量小的特点。
因此,在工矿企业中异步电动机得到了广泛的应用。
三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组合而成。
三相异步电动机分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机,二者的构造不同,启动方法也不同,其启动控制线路差别很大。
一、鼠笼式异步电动机全压启动控制线路在很多工矿企业中,鼠笼式异步电动机的数目占电力拖动设备总数的85%左右。
在变压器容量答应的情况下,鼠笼式异步电动机应该尽可能采用全电压直接起动,既可以进步控制线路的可靠性,又可以减少电器的维修工作量。
电动机单向起动控制线路常用于只需要单方向运转的小功率电动机的控制。
例如小型透风机、水泵以及皮带运输机等机械设备。
图1是电动机单向起动控制线路的电气原理图。
这是一种最常用、最简单的控制线路,能实现对电动机的起动、停止的自动控制、远间隔控制、频繁操纵等。
三相异步电动机具有结构简单,运行可靠,坚固耐用,价格便宜,维修方便等一系列优点。
与同容量的直流电动机相比,异步电动机还具有体积小,重量轻,转动惯量小的特点。
因此,在工矿企业中异步电动机得到了广泛的应用。
三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组合而成。
三相异步电动机分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机,二者的构造不同,启动方法也不同,其启动控制线路差别很大。
一、鼠笼式异步电动机全压启动控制线路在许多工矿企业中,鼠笼式异步电动机的数量占电力拖动设备总数的85%左右。
在变压器容量允许的情况下,鼠笼式异步电动机应该尽可能采用全电压直接起动,既可以提高控制线路的可靠性,又可以减少电器的维修工作量。
图1单向运行电气控制线路在图1中,主电路由隔离开关QS、熔断器FU、接触器KM的常开主触点,热继电器FR的热元件和电动机M组成。
控制电路由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM线圈和常开辅助触点、热继电器FR的常闭触头构成。
控制线路工作原理为:1、起动电动机合上三相隔离开关QS,按起动按钮SB2,按触器KM的吸引线圈得电,3对常开主触点闭合,将电动机M接进电源,电动机开始起动。
同时,与SB2并联的KM的常开辅助触点闭合,即使松手断开SB2,吸引线圈KM通过其辅助触点可以继续保持通电,维持吸合状态。
凡是接触器(或继电器)利用自己的辅助触点来保持其线圈带电的,称之为自锁(自保)。
这个触点称为自锁(自保)触点。
由于KM的自锁作用,当松开SB2后,电动机M仍能继续起动,最后达到稳定运转。
2、停止电动机按停止按钮SB1,接触器KM的线圈失电,其主触点和辅助触点均断开,电动机脱离电源,停止运转。
这时,即使松开停止按钮,由于自锁触点断开,接触器KM线圈不会再通电,电动机不会自行起动。
只有再次按下起动按钮SB2时,电动机方能再次起动运转。
也可以用下述方式描述:合上开关QS起动→KM主触点闭点→电动机M得电起动、运行按下SB2→KM线圈得电—→KM常开辅助触点闭合→实现自保停车→KM主触点复位→电动机M断电停车按下SB1→KM线圈失电—→ KM常开辅助触点复位→自保解除3、线路保护环节(1)短路保护短路时通过熔断器FU的熔体熔断切开主电路。
(2)过载保护通过热继电器FR实现。
由于热继电器的热惯性比较大,即使热元件上流过几倍额定电流的电流,热继电器也不会立即动作。
因此在电动机起动时间不太长的情况下,热继电器经得起电动机起动电流的冲击而不会动作。
只有在电动机长期过载下FR才动作,断开控制电路,接触器KM失电,切断电动机主电路,电动机停转,实现过载保护。
(3)欠压和失压保护当电动机正在运行时,假如电源电压由于某种原因消失,那么在电源电压恢复时,电动机就将自行起动,这就可能造成生产设备的损坏,甚至造成人身事故。
对电网来说,同时有很多电动机及其他用电设备自行起动也会引起不答应的过电流及瞬间网络电压下降。
为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护叫失压保护或零压保护。
当电动机正常运转时,电源电压过分地降低将引起一些电器开释,造成控制线路不正常工作,可能产生事故;电源电压过分地降低也会引起电动机转速下降甚至停转。
因此需要在电源电压降到一定答应值以下时将电源切断,这就是欠电压保护。
欠压和失压保护是通过接触器KM的自锁触点来实现的。
在电动机正常运行中,由于某种原因使电网电压消失或降低,当电压低于接触器线圈的开释电压时,接触器开释,自锁触点断开,同时主触点断开,切断电动机电源,电动机停转。
假如电源电压恢复正常,由于自锁解除,电动机不会自行起动,避免了意外事故发生。
只有操纵职员再次按下SB2后,电动机才能起动。
控制线路具备了欠压和失压的保护能力以后,有如下三个方面优点:防止电压严重下降时电动机在重负载情况下的低压运行;避免电动机同时起动而造成电压的严重下降;防止电源电压恢复时,电动机忽然起动运转,造成设备和人身事故。
二、三相鼠笼式异步电动机降压起动线路鼠笼式异步电动机采用全压直接起动时,控制线路简单,维修工作量较少。
但是,并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压起动。
这是由于异步电动机的全压起动电流一般可达额定电流的4-7倍。
过大的起动电流会降低电动机寿命,致使变压器二次电压大幅度下降,减少电动机本身的起动转矩,甚至使电动机根本无法起动,还要影响同一供电网路中其它设备的正常工作。
如何判定一台电动性能否全压起动呢?一般规定,电动机容量在10kW以下者,可直接起动。
10kW以上的异步电动机是否答应直接起动,要根据电动机容量和电源变压器容量的比值来确定。
对于给定容量的电动机,一般用下面的经验公式来估计。
Iq/Ie≤3/4+电源变压器容量(kVA)/[4×电动机容量(kVA)]式中 Iq—电动机全电压起动电流(A);Ie—电动机额定电流(A)。
若计算结果满足上述经验公式,一般可以全压起动,否则不予全压起动,应考虑采用降压起动。
有时,为了限制和减少起动转矩对机械设备的冲击作用,答应全压起动的电动机,也多采用降压起动方式。
鼠笼式异步电动机降压起动的方法有以下几种:定子电路串电阻(或电抗)降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动、△-△降压起动等.使用这些方法都是为了限制起动电流,(一般降低电压后的起动电流为电动机额定电流的2-3倍),减小供电干线的电压降落,保障各个用户的电气设备正常运行。
1、串电阻(或电抗)降压起动控制线路在电动机起动过程中,常在三相定子电路中串接电阻(或电抗)来降低定子绕组上的电压,使电动机在降低了的电压下起动,以达到限制起动电流的目的。
一旦电动机转速接近额定值时,切除串联电阻(或电抗),使电动机进进全电压正常运行。
这种线路的设计思想,通常都是采用时间原则按时切除起动时串进的电阻(或电抗)以完成起动过程。
在具体线路中可采用人工手动控制或时间继电器自动控制来加以实现。
图2定子串电阻降压起动控制线路图2是定子串电阻降压起动控制线路。
电动机起动时在三相定子电路中串接电阻,使电动机定子绕组电压降低,起动后再将电阻短路,电动机仍然在正常电压下运行。
这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制,设备简单,因而在中小型机床中也有应用。
机床中也常用这种串接电阻的方法限制点动调整时的起动电流。
图2(A)控制线路的工作过程如下:按SB2 KM1得电(电动机串电阻启动)KT 得电(延时) KM2得电(短接电阻,电动机正常运行)按SB1,KM2断电,其主触点断开,电动机停车。
只要KM2得电就能使电动机正常运行。
但线路图(A)在电动机起动后KM1与KT一直得电动作,这是不必要的。
线路图(B)就解决了这个题目,接触器KM2得电后,其动断触点将KM1及KT断电,KM2自锁。
这样,在电动机起动后,只要KM2得电,电动机便能正常运行。
串电阻起动的优点是控制线路结构简单,本钱低,动作可靠,进步了功率因数,有利于保证电网质量。
但是,由于定子串电阻降压起动,起动电流随定子电压成正比下降,而起动转矩则按电压下降比例的平方倍下降。
同时,每次起动都要消耗大量的电能。
因此,三相鼠笼式异步电动机采用电阻降压的起动方法,仅适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。
大容量电动机多采用串电抗降压起动。
2、串自耦变压器降压起动控制线路(1)线路设计思想在自耦变压器降压起动的控制线路中,限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。
自耦变压器的低级和电源相接,自耦变压器的次级与电动机相联。
自耦变压器的次级一般有3个抽头,可得到3种数值不等的电压。
使用时,可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。
电动机起动时,定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,一旦起动完毕,自耦变压器便被切除,电动机直接接至电源,即得到自耦变压器的一次电压,电动机进进全电压运行。
通常称这种自耦变压器为起动补偿器。
这一线路的设计思想和串电阻起动线路基本相同,都是按时间原则来完成电动机起动过程的。
图3定子串自耦变压器降压起动控制线路线路工作原理:闭合开关QS。
起动按下按钮SB2,KM1和时间继电器KT同时得电,KM1常开主触点闭合,电动机经星形连接的自耦变压器接至电源降压起动。
时间继电器KT经一定时间到达延时值,其常开延时触点闭合,中间继电器KA得电并自锁,KA的常闭触点断开,使接触器KM1线圈失电,KM1主触点断开,将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触点断开,KT线圈失电,KM1常闭触点恢复闭合,在KM1失电后,使接触器KM2线圈得电,KM2的主触点闭合,将电动机直接接进电源,使之在全电压下正常运行。
停止按下按钮SB1,KM2线圈失电,电动机停止转动。
在自耦变压器降压起动过程中,起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。
在获得同样起动转矩的情况下,采用自耦变压器降压起动从电网获取的电流,比采用电阻降压起动要小得多,对电网电流冲击小,功率损耗小。
所以自耦变压器被称之为起动补偿器。
换句话说,若从电网取得同样大小的起动电流,采用自耦变压器降压起动会产生较大的起动转矩。
这种起动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。
其缺点是自耦变压器价格较贵,相对电阻结构复杂,体积庞大,且是按照非连续工作制设计制造的,故不答应频繁操纵。
3、Y—△降压起动控制线路(1)线路设计思想 Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动,简称星三角降压起动。
这一线路的设计思想还是按时间原则控制起动过程。
所不同的是,在起动时将电动机定子绕组接成星形,每相绕组承受的电压为电源的相电压(220V),减小了起动电流对电网的影响。
而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法,每相绕组承受的电压为电源的线电压(380V),电动机进进正常运行。