电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路

理论考试扩展题(1)FX2NPLC共有256个定时器。

（√）(2)FX2N可编程序控制器DC输入型是低电平有效。

（√）(3)FX2N可编程序控制器晶体管输出型可以驱动直流型负载。

（√）(4)FX2N系列可编程序控制器辅助继电器用M表示。

（√）(5)FX2N系列可编程序控制器梯形图规定元件的地址必须在有效范围内。

（√）(6)I/O点数、用户存储器类型、容量等都属于可编程序控制器的技术参数。

（√）(7)LC振荡电路当电路达到谐振时，LC回路的等效阻抗最大。

（√）(8)LC振荡电路是由LC并联回路作为选频网络的一种高频振荡电路。

（√）(9)M7130平面磨床的控制电路由交流380V电压供电。

（√）(10)M7130平面磨床电气控制线路中的三个电阻安装在配电板外。

（√）(11)PLC编程方便，易于使用。

（√）(12)PLC可以进行运动控制。

（√）(13)PLC梯形图编程时，并联触点多的电路应放在左边。

（√）(14)PLC通电前的检查，首先确认输入电源电压和频率。

（√）(15)PLC之所以具有较强的抗干扰能力，是因为PLC输入端采用了光电耦合输入方式。

（√）(16)PLC中辅助继电器、定时器、计数器的触点可使用多次。

（√）(17)PLC中输入和输出继电器的触点可使用无限次。

（√）(18)Y接法的异步电动机可选用两相结构的热继电器。

（√）(19)Z3040摇臂钻床的主电路中有四台电动机。

（√）(20)Z3040摇臂钻床的主轴电动机仅作单向旋转，由接触器KM1控制。

（√）(21)Z3040摇臂钻床控制电路的电源电压为交流110V。

（√）(22)Z3040摇臂钻床主轴电动机的控制电路中没有互锁环节。

（√）(23)变频器安装时要注意安装的环境、良好的通风散热、正确的接线。

（√）(24)变频器是利用交流电动机的同步转速随定子电压频率的变化而变化的特性而实现电动机调速运行的装置。

（√）(25)变频器输出侧技术数据中额定输出电流是用户选择变频器容量时的主要依据。

三相绕线式异步电动机的启动控制绕线式异步电动机R与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻启动，或者是采用频敏变阻器启动。

一、绕线式异步电动机转子串电阻启动1.方法启动时，在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻，如果正确选取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻值R2=X20，由前面分析可知，此时S m=1，即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而缩短起动时间，达到减小启动电流增大启动转矩的目的。

随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。

启动完毕后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。

这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流，而且能使启动转矩保持较大范围，故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。

其缺点是所需的启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻，而且启动级数较少。

2.绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。

利用时间继电器控制电阻自动切除，即转子回路三段启动电阻的短接是依靠KT1、KT2、KT3三个时间继电器及KM1、KM2、KM3三个接触器的相互配合来实现。

图2-70绕线式异步电动机转子串电阻控制线路线路工作原理分析：与启动按钮SBl串接的接触器KMl、KM2、和KM3常闭辅助触头的作用是保证电动机在转子绕组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。

如果接触器KMl、KM2、和KM3中任何—个触头因熔焊或机械故障而没有释放时，启动电阻就没有被全部接入转子绕组中，从而使启动电流超过规定的值。

把KMl、KM2和KM3的常闭触头与SBl串接在一起，就可避免这种现象的发生，因三个接触器中只要有一个触头没有恢复闭合，电动机就不可能接通电源直接启动。

停止时按下SB2即可。

二、转子回路串接频敏变阻器启动控制绕线式异步电动机转子绕组串接电阻的启动方法：若想获得良好的启动特性，一般需要较多的启动级数，所用电器多，控制线路复杂，设备投资大，维修不便，同时由于逐级切除电阻，会产生一定的机械冲击力。

引言三相异步电动机是目前应用最为广泛的电动机。

要想讨论电力拖动中经常遇到的绕线型异步电动机转子串电阻启动问题，首先我们要先了解三相异步电动机，这是讨论问题的基础。

异步电动机是交流电动机的一种。

由于异步电动机在性能上有缺陷，所以异步电动机主要作电动机使用。

异步电动机按供电电源相数的不同，有三相、两相和单相之分。

三相异步电动机结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工业农业生产中应用最普通的电动机；单相异步电动机容量较小，性能较差，在实验室和家用电器中应用较多；两相异步电动机通常用作控制电机。

一、异步电动机的原理三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场（电生磁），切割转子导体，感应电势和电流（磁变生电），载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（电磁生力），使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。

二、异步电动机的结构组成（一）定子异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。

1．定子铁心定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一部分。

为了使异步电动机能产生较大的电磁转矩，希望有一个较强的旋转磁场，同时由于旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，定子铁心中的磁通的大小与方向都是变化的，必须设法减少由旋转磁场在定子铁心中所引起的涡流损耗和磁滞损耗，因此，定子铁心由导磁性能较好的0.5mm厚且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。

对于容量较大(10kW以上)的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆，作为片间绝缘之用。

定子铁心上的槽形通常有三种半闭口槽，半开口槽及开口槽。

从提高电动机的效率和功率因数来看，半闭口槽最好。

2，定子绕组定子绕组是异步电机定子部分的电路，它也是由许多线圈按一定规律联接面成。

能分散嵌入半闭口槽的线圈由高强度漆包圆铜线或圆铝线绕成，放入半开口槽的成型线圈用高强度漆包扁沿线或扁铜线，或用玻璃丝包扁铜线绕成。

开口槽也放入成型线圈，其绝缘通常采用云母带，线圈放入槽内必须与槽壁之间隔有“槽绝缘”，以免电机在运行时绕组对铁心出现击穿或短路故障。

第二章电气控制电路基本环节主要内容：电气控制系统图的基本知识，三相异步电动机的起动、联锁、制动控制和保护环节。

重点：电气原理图的读图和分析方法，电动机的点动控制、连续运转控制、正反转控制、自动循环控制、顺序控制等基本控制电路和控制规律。

在工业、农业、交通运输等部门中，广泛使用着各种生产机械，它们大都以电动机作为动力来进行拖动。

电动机是通过某种自动控制方式来进行控制的，最常见的是继电接触器控制方式。

电气控制线路是把各种有触头的接触器、继电器、按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路。

它的作用是：实现对电力拖动系统的起动、调速、反转和制动等运行性能的控制，实现对拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产过程自动化。

优点：电路图直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强，广泛应用于各类生产设备及控制、远距离控制和生产过程自动控制。

缺点：由于采用固定的接线方式，其通用性、灵活性较差，不能实现系列化生产；由于采用有触头的开关电器，触头易发生故障，维修量较大等。

第一节电气控制系统图为了清晰地表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维护，将电气控制系统中各电气元件及其连接线路用一定的图形符号和文字符号表达出来，这就是电气控制系统图。

常用的电气控制系统图有电气原理图、安装接线图和电器元件布置图三种。

一、电气原理图电气原理图是根据工作原理而绘制的，不反映元器件的实际位置、大小，只反映元器件之间的连接关系，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。

（一）绘制电气原理图的原则1．电气原理图的组成电气原理图可分为主电路和辅助电路。

主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路。

辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，是小电流通过的电路。

绘制电路图时，主电路用粗线条绘制在原理图的左侧或上方，辅助电路用细线条绘制在原理图的右侧或下方。

第2章习题4、结合图2.14，若隔离开关QB2为一台45KW电动机送电，电动机额定电流为85A，熔断器FA2的熔体电流应选多大？答：按2倍选取，熔体电流为170A。

9、如何快速地说出额定电压为380V的三相异步电动机的额定电流？答：电动机功率乘以2，比如22KW电动机，额定电流约为44A。

15、某台三相异步电动机主电路和控制线路如图2.47所示，当旋钮SF接通时，主电路接触器QA3吸合，电动机得电运行，一段时间之后，接触器QA3主触点自动断开，经测量，热继电器BB的常闭触点断开，可能的原因是什么？答：①电动机负载太大，导致电动机定子绕组电流增大，流经热继电器的电流也增大，一定时间后动作，其常闭点断开，使接触器QA3线圈失电；②三相电源缺相；③三相电压不平衡。

25、变频器输出电流能够采用传统的电磁式电流互感器测量吗？为什么？答：不能。

因为变频器输出频率在变化，而电磁式电流互感器适用于50Hz 的交流电，频率偏离50Hz时，测量不准确。

29、当电路正常运行电流为100A时，一般采用多大量程的电流表？为什么？答：一般采用量程为150A的电流表，因为在量程的约2/3处最准确。

31、某电气控制柜为三台电动机供电，电动机总功率为50KW，夏季时环境温度最高达40℃，若控制柜内采用铜电线，电源总开关所接电线的线径至少为多粗？答：50KW电动机每相电流约100A，在环境温度为达40℃时，35平方毫秒的铜线方可满足要求，考虑必须留有余量，应采用不低于50平方毫秒的铜线。

32、某电气成套设备的负荷总电流最大为1000A，环境温度最高达40℃，若控制柜内采用铜母线，电源总开关所接铜母线的规格应为多大？若采用铝母线，应采用多大规格？答：采用80*6或80*8的铜母线；采用80*10或100*8的铝母线。

第3章习题6、三相异步电动机直接启停控制线路如图3.42所示，其中图（a）为主电路，图（b）、（c）、（d）为相应的控制电路，请指出其中的错误，并改正。

时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路图3.15所示电路是基于时间原则的起动控制线路。

KT1、KT2、KT3为通电延时时间继电器，其延时时间与起动过程所需时间时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路相对应。

R1、R2、R3为转子外接电阻，起动后随着起动时间的增加，转子回路三段起动电阻的短接是靠三个时间继电器KT1、KT2、KT3与三个接触器KM1、KM2、KM3相互配合来完成的。

由接触器的线圈通电，触点动作，不仅通过主触点短接部分起动电阻，而且使对应时间继电器时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路图3.15所示电路是基于时间原则的起动控制线路。

KT1、KT2、KT3为通电延时时间继电器，其延时时间与起动过程所需时间相对应。

R1、R2、R3为转子外接电阻，起动后随着起动时间的增加，转子回路三段起动电阻的短接是靠三个时间继电器KT1、KT2、KT3与三个接触器KM1、KM2 、KM3相互配合来完成的。

由接触器的线圈通电，触点动作，不仅通过主触点短接部分起动电阻，而且使对应时间继电器的线圈通电，经过延时后，其延时触点接通下一个接触器线圈，接触器的主触点又短接另一部分起动电阻，……依次类推，直至转子起动电阻被全部短接，起动过程结束，电动机进入全压运行。

图3.15 时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路串频敏变阻器起动中通过了解频敏变阻器的组成和调整因素，懂得频敏变阻器的频率特性非常适合控制绕线式异步电动机的起动过程，完全可以取代转子绕组串电阻起动控制线路中的各段起动电阻，起动过程中其阻抗随转速升高而自动减小，因而可以实现平滑无级的起动。

串接频敏变阻器构成的起动控制线路中，从起动到运行的过程是由频敏变阻器自身的特性而平滑完成的。

手动或自动的控制方式只是为了在起动过程完成后，完全切除转子绕组中的频敏变阻器。