三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制線路大都由繼電器、接觸器和按鈕等有觸點(diǎn)的電器組成。其基本的控制線路有:全壓?jiǎn)?dòng)控制線路、正反轉(zhuǎn)控制線路、多地點(diǎn)控制線路、順序控制線路和自動(dòng)循環(huán)控制線路。
1、全壓?jiǎn)?dòng)控制線路
三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法有兩種:直接起動(dòng)和減壓起動(dòng)。直接起動(dòng)控制用于小容量籠型電動(dòng)機(jī)。減壓起動(dòng)用于容量較大的電動(dòng)機(jī),且僅適用空載或輕載起動(dòng)。全壓?jiǎn)?dòng)控制有刀開關(guān)直接起動(dòng)控制及接觸器直接起動(dòng)控制兩種方式。
圖1 刀開關(guān)直接起動(dòng)控制電路
采用刀開關(guān)直接起動(dòng)控制,刀開關(guān)帶有短路保護(hù)的熔斷器,比如農(nóng)村里用的粉碎機(jī)。水泵等小容量的電機(jī)。
采用接觸器直接啟動(dòng)控制包括(1)點(diǎn)動(dòng);(2)連續(xù)控制;(3)既能點(diǎn)動(dòng)又能長動(dòng)控制。
(1)點(diǎn)動(dòng)控制:按住按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作,手放開按鈕時(shí),電動(dòng)機(jī)即停止工作,常用于生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)整。
圖2 點(diǎn)動(dòng)控制
控制線路工作過程:?jiǎn)?dòng)時(shí),合上刀開關(guān)qs,主線路引入三相電源。按下啟動(dòng)按鈕sb,km線圈得電,主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)接通電源開始轉(zhuǎn)動(dòng),松開sb,km線圈失電,主觸點(diǎn)復(fù)位(開)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
(2)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)控制
圖3 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)控制原理圖
(3)既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路
圖4 既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路
按下起動(dòng)鈕,電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),松開起動(dòng)按鈕,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。
點(diǎn)動(dòng)按鈕sb3的作用:
(1) 使接觸器線圈km通電;
(2) 使線圈km不能自鎖。
點(diǎn)動(dòng)時(shí),按下sb3,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖5 點(diǎn)動(dòng)電路:a) 基本點(diǎn)動(dòng)控制電路 b) 開關(guān)選擇運(yùn)行狀態(tài)的電路 c)兩個(gè)按扭控制的電路
電動(dòng)機(jī)的保護(hù):
短路保護(hù):當(dāng)控制電路發(fā)生短路故障時(shí),控制電路能迅速斷開電源,熔斷器fu1作為主電路的短路保護(hù)。熔斷器fu2作為控制電路的短路保護(hù)。
過載保護(hù):熱繼電器fr作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載、堵轉(zhuǎn)或斷相等都會(huì)引起定子繞組的電流過大,熱繼電器會(huì)根據(jù)電流的熱效應(yīng),使熱繼電器fr動(dòng)作。即fr的常閉觸點(diǎn)斷開,使km線圈斷電,從而使km主觸點(diǎn)斷開,切斷電動(dòng)機(jī)的電源。
欠壓和失壓保護(hù):依靠按鈕的復(fù)位功能和接觸器本身的電磁機(jī)構(gòu)來完成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí),如果電源電壓因某種原因過分地降低或消失時(shí),接觸器km銜鐵釋放,電動(dòng)機(jī)停止,同時(shí)km自鎖觸點(diǎn)斷開。當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí),接觸器km線圈也不可能自行通電,即電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng),要使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),操作者必須再次按下啟動(dòng)按鈕。
控制電路具有欠壓和失壓保護(hù)的好處:
(1)防止電壓嚴(yán)重下降是電動(dòng)機(jī)低壓運(yùn)行;
(2)避免電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)造成電壓嚴(yán)重下降;
(3)防止電源電壓恢復(fù)正常時(shí),電動(dòng)機(jī)突然啟動(dòng)造成設(shè)備和人身事故。
2、正、反轉(zhuǎn)控制線路
在三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路中,可采用兩只接觸器km1、km2換接電動(dòng)機(jī)三相電源的相序,來改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。但兩個(gè)接觸器不能同時(shí)吸合,如果同時(shí)吸合將造成電源的短路事故,如下圖所示 。
圖6 電機(jī)正反轉(zhuǎn)
電機(jī)機(jī)正轉(zhuǎn)工作時(shí),km1通電吸合,電動(dòng)機(jī)這時(shí)的相序是l1、l2、l3,即正向運(yùn)行。
電機(jī)機(jī)反轉(zhuǎn)工作時(shí),km2通電吸合,km2主觸頭閉合換接了電動(dòng)機(jī)三相的電源相序,這時(shí)電動(dòng)機(jī)的相序是l3、l2、l1,即反向運(yùn)行。
圖7三相籠型異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路
a)無互鎖電路 b)具有電氣互鎖電路 c)具有雙重互鎖電路
3、其它基本控制線路
其它基本控制電路包括:多地控制電路、順序控制電路、循環(huán)控制電路。
(1)多地點(diǎn)控制線路:把一個(gè)起動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕組成一組,并把兩組起動(dòng)、停止按鈕分別放置兩地,即能實(shí)現(xiàn)兩地點(diǎn)控制。(一般原則:起動(dòng)按鈕(常開)并聯(lián),停止按鈕(常閉)串聯(lián))
圖8 多地點(diǎn)控制線路
(2)順序控制線路:
電動(dòng)機(jī)順序控制的接線方法:要求接觸器km1動(dòng)作后接觸器km2才能動(dòng)作,故將接觸器km1的常開觸頭串接于接觸器km2的線圈電路中。
圖9 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)控制線路圖
圖10 時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路
控制線路工作過程:設(shè)電路要求m1啟動(dòng)50秒后,m2啟動(dòng)。
按啟動(dòng)按鈕sb2,km1線圈得電并自鎖,km1主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)m1接通電源開始轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)kt線圈得電。時(shí)間繼電器開始定時(shí),定時(shí)50秒到,時(shí)間繼電器延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)kt閉合,接觸器km2線圈得電并自鎖,km2主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)m2接通電源開始轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)km2常閉觸點(diǎn)斷開,切斷kt線圈的電源。
(3)自動(dòng)循環(huán)控制線路
圖11 機(jī)床工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)示意圖
圖12 行程開關(guān)
正反轉(zhuǎn)自動(dòng)循環(huán)控制電路工作過程:
按下正向起動(dòng)按鈕sb2,接觸器km1得電動(dòng)作并自鎖,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)使工作臺(tái)前進(jìn)。運(yùn)行到sq2位置,撞塊壓下sq2,sq2常閉觸點(diǎn)使km1斷電,sq2的常開觸點(diǎn)使km2得電動(dòng)作并自鎖,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)使工作臺(tái)后退。工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)左端點(diǎn)撞塊壓下sq1時(shí),km2斷電,km1又得電動(dòng)作,電動(dòng)機(jī)又正轉(zhuǎn)使工作臺(tái)前進(jìn),這樣一直循環(huán)。
sb1為停止按鈕。sb2與sb3為不同方向的復(fù)合起動(dòng)按鈕,改變工作臺(tái)方向時(shí),不按停止按鈕可直接操作。
限位開關(guān)sq3、sq4限位保護(hù)作用:sq3與sq4安裝在極限位置,由于某種故障,工作臺(tái)到達(dá)sq1(或sq2)位置,未能切斷km1(或km2),工作臺(tái)將繼續(xù)移動(dòng)到極限位置,壓下sq3(或sq4),此時(shí)最終把控制回路斷開,使電動(dòng)機(jī)停止,避免工作臺(tái)由于越出允許位置所導(dǎo)致的事故。
行程控制:用行程開關(guān)按照機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的位置或位置的變化所進(jìn)行的控制,稱作按行程原則的自動(dòng)控制。