【文章內(nèi)容簡介】 電KM1觸頭動作，切除第一組電阻R1，電動機串接RR3兩組電阻繼續(xù)啟動KT2線圈得電經(jīng)KT2整定時間KT2常開觸頭閉合KM2線圈得電KM2觸頭，切除第二組電阻R2，電動機串接第三組電阻R3繼續(xù)啟動KM3線圈得電經(jīng)KT3整定時間KT3常開觸頭閉合KM3線圈得電KM3觸頭動作，切除第三組電阻R3，電動機M啟動結(jié)束，正常運轉(zhuǎn)KTKMKTKMKT3依次斷電釋放，觸頭復(fù)位。 為保證電動機只有在轉(zhuǎn)子繞組串入全部外加電阻的條件下才能啟動，將接觸器KMKMKM3的輔助常閉觸頭與啟動按鈕SB1串接，這樣，如果接觸器KMKMKM3中的任何一個因觸頭熔焊或機械故障而不能正常釋放時，即使按下啟動SB1，控制電路也不會得電，電動機就不會接通電源啟動運轉(zhuǎn)。 停止時，按下SB2即可。 電流繼電器自動控制線路繞組轉(zhuǎn)子異步電動機剛啟動時轉(zhuǎn)子電流較子，隨著電動機轉(zhuǎn)速的增大，轉(zhuǎn)子電流逐漸減小，根據(jù)這一特性，可以利用電流繼電器自動控制接觸器來逐級切除轉(zhuǎn)子回路的電阻。 電流繼電器自動控制線路如圖275所示。三個過電流繼電器KAKA2和KA3的線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中，它們的吸合電流都一樣，但釋放電流不同，KA1最大，KA2次之，KA3最小，從而能根據(jù)轉(zhuǎn)子電流的變化，控制接觸器KMKMKM3依次動作，逐級切除啟動電阻。線路的工作原理如下：按下SB1KM線圈得電KM觸頭動作電動機M串接全部電阻啟動；KA常開觸頭閉合，為KMKMKM3得電作準備由于電動機M起動時轉(zhuǎn)子電流較大，三個過電流繼電器KAKA2和KA3均吸合，它們接在控制電路中的閉合觸頭均斷開，使接觸器KMKMKM3的線圈都不得電，接在轉(zhuǎn)子電路中的常開觸頭都處于斷開狀態(tài)，啟動電阻被全部串接在轉(zhuǎn)子繞組中。隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子電流逐級減小，當減小至KA1的釋放電流時，KA1首先釋放，其常閉觸頭恢復(fù)閉合，接觸器KM1得電，主觸頭閉合，切除第一組電阻R1。當R1被切除后，轉(zhuǎn)子電流重新增大，但隨著電動機轉(zhuǎn)速的繼續(xù)升高，轉(zhuǎn)子電流又會減小，待減小至KA2的釋放電流時，KA2釋放，接觸器KM2動作，切除第二組電阻R2，如此繼續(xù)下去，直至全部電阻被切除，電動機啟動完畢，進入正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 中間繼電器KA的作用是保證電動機在轉(zhuǎn)子電路中接入全部電阻的情況下開始啟動。因為電動機開始啟動時，轉(zhuǎn)子電流從零增大到最大值需要一定的時間，這樣有可能電流繼電器KAKA2和KA3還未動作，接觸器KMKMKM3就已經(jīng)吸合而把電阻RRR3短接，造成電動機直接啟動。接入KA后，啟動時由KA的常開觸頭斷開KMKMKM3線圈的通電回路，保證了啟動時轉(zhuǎn)子回路串入全部電阻。二、 轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器啟動控制線路繞線轉(zhuǎn)子異步電動機采用轉(zhuǎn)子繞組串電阻的方法啟動，要想獲得良好的啟動特性，一般需要將啟動電阻分為多級，這樣所用的電器較多，控制線路復(fù)雜，設(shè)備投資大，維修不便，并且在逐級切除電阻的過程中，會產(chǎn)生一定的機械沖擊。因此，在工礦企業(yè)中對于不頻繁啟動的設(shè)備，廣泛采用頻敏變阻器代替啟動電阻來控制繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動。 頻敏變阻器頻敏變阻器是一種阻抗值頻率明顯變化、靜止的無觸點電磁元件。它實質(zhì)上是一個鐵心損耗非常大的三相電抗器。在電動機啟動時，將頻敏變阻器串接在轉(zhuǎn)子繞組中，由于頻敏變阻器的等效阻抗隨轉(zhuǎn)子電流頻率的減小而減小，從而達到自動變阻的目的。因此，只需用一級頻敏變阻器就可以平穩(wěn)地把電動機啟動起來。啟動完畢短接切除頻敏變阻器。 用頻敏變阻器啟動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的優(yōu)點是：啟動性能好，無電流和機械沖擊，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用維護方便。但由于功率因數(shù)較低，啟動轉(zhuǎn)矩較小，一般不宜用于重載啟動的場合。 常用的頻敏變阻器有BPBPBPBP4和BP6等系列。 圖276b為頻敏變阻器在電路圖中的符號。 頻敏變阻器主要由鐵心和繞組兩部分組成。它的上、下鐵心用四根拉緊螺栓固定，擰開螺栓上的螺母，可以在上下鐵心之間增減非磁性墊片，以調(diào)整空氣隙長度。出廠時上下鐵心間的空氣隙為零。 頻敏變阻器的繞組備有四個抽頭，一個抽頭在繞組背面，標號為N；另外三個抽頭在繞組的正面，標號分別為3。抽頭1N之間為100%匝數(shù)，2N之間為85%匝數(shù)，3N之間為71%匝數(shù)。出廠時三組線圈均接在85%匝數(shù)抽頭處，并接成Y形。 頻敏變阻器的系列應(yīng)根據(jù)電動機所拖動生產(chǎn)機械的啟動負載特性和操作頻繁程度來選擇，再按電動機功率選擇其規(guī)格。 在安裝和使用時，頻敏變阻器應(yīng)牢固地固定在基座上，當基座為鐵磁物質(zhì)時應(yīng)在中間墊放10mm以上的非磁性墊片，以防影響頻敏變阻器的特性。連接線應(yīng)按電動機轉(zhuǎn)子額定電流選用相應(yīng)截面的電纜線。同時頻敏變阻器還應(yīng)可靠接地。在使用前，應(yīng)先測量頻敏變阻器對地絕緣電阻，其值應(yīng)不小于1M，否則須先進行烘干處理后方可使用。使用時，若發(fā)現(xiàn)啟動轉(zhuǎn)矩或啟動電流過大或過小，應(yīng)按下述方法調(diào)整頻敏變阻器的匝數(shù)和氣隙。（1） 啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩過大，啟動過快時，應(yīng)換接抽頭，使匝數(shù)增加，以減小啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩。（2） 啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩過小，啟動過慢時，應(yīng)換接抽頭，使匝數(shù)減少，以增大啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩。（3） 如果剛啟動時，啟動轉(zhuǎn)矩偏大，有機械沖擊現(xiàn)象，而啟動完畢后，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速又偏低，這時可在上下鐵心間增加氣隙?？蓴Q開變阻器兩面上的四個拉緊螺栓的螺母，在上、下鐵心之間增加非磁性墊片。增加氣隙可使啟動電流略微增加，啟動轉(zhuǎn)矩稍有減小，而啟動完畢時的轉(zhuǎn)矩稍有增大，從而使穩(wěn)定轉(zhuǎn)速得以提高。 轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器啟動控制線路轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器啟動控制線路如圖277所示，線路的工作原理如下：先合上電源開關(guān)QS。按下SB1KM1線圈得電KM1觸頭動作電動機M串接RF啟動KT線圈得電（經(jīng)KT整定時間）KT常開觸頭閉合KM2線圈得電KM2觸頭動作短接切除頻敏變阻器RF，M啟動結(jié)束，正常運行KT線圈失電KT觸頭瞬時復(fù)位 停止時，按下SB2即可。三、 凸輪控制器控制線路中、小容量繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動、調(diào)速及正反轉(zhuǎn)控制，常常采用凸輪控制器來實現(xiàn)，以簡化操作，如橋式起重機上大部分采用這種控制線路。 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機凸輪控制器控制線路278a所示。圖中組合開關(guān)QS作為電源引入開關(guān)；熔斷器FUFU2分別作為主電路和控制電路的短路保護；行程開關(guān)SQSQ2分別作電動機正反轉(zhuǎn)時工作機構(gòu)的限位保護；過電流繼電器KAKA2作電動機的過載保護；R是電阻器；凸輪控制器AC有12對觸頭，其分合狀態(tài)如圖278b所示。 其中最上面4對配有滅弧罩的常開觸頭AC1~AC4接在主電路中用于控制電動機正反轉(zhuǎn)；中間5對常開觸頭AC5~AC9與轉(zhuǎn)子電阻R相接，用來逐級切換電阻以控制電動機的啟動和調(diào)速；最下面的3對常閉觸頭AC10~AC12用作零位保護。 線路的工作原理如下：將凸輪控制器AC的手輪置于“0”位后，合上電源開關(guān)QS，這時AC最下面的3對觸頭AC10~AC12閉合，為控制電路的接通作準備。按下SB1,接觸器KM得電自鎖，為電動機的啟動作準備。 正轉(zhuǎn)控制：將凸輪控制器AC的手輪從“0”位轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)“1”位置，這時觸頭AC10仍閉合，保持控制電路接通；觸頭ACAC3閉合，電動機M接通三相電源正轉(zhuǎn)啟動，此時由于AC的觸頭AC5~AC9均斷開，轉(zhuǎn)子繞組串接全部電阻R啟動，所以啟動電流較小，啟動轉(zhuǎn)矩也較小。如果電動機此時負載較重，則不能啟動，但可起到消除傳動齒輪間隙和拉緊鋼絲繩的作用。 當AC手輪從正轉(zhuǎn)“1”位轉(zhuǎn)到“2”位時，觸頭ACACAC3仍閉合，AC5閉合，把電阻器R上的一級電阻短接切除，電動機轉(zhuǎn)矩增加，正轉(zhuǎn)加速。同理，當AC手輪依次轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)“3”和“4”位置時，觸頭ACACACAC5仍閉合，ACAC7先后閉合，把電阻器R上的兩級電阻相繼短接，電動機M繼續(xù)加速正轉(zhuǎn)。當手輪轉(zhuǎn)到“5”位置時，AC5~AC9五對觸頭全部閉合，轉(zhuǎn)子回路電阻被全部切除，電動機啟動完畢進入正常運轉(zhuǎn)。 停止時，將AC手輪扳回零位即可。 反轉(zhuǎn)控制：當將AC手輪扳倒反轉(zhuǎn)“1”~“5”位置時，觸頭ACAC4閉合，接入電動機的三相電源相序改變，電動機將反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)的控制過程與正轉(zhuǎn)相似，請自行分析。 凸輪控制器最下面的三對觸頭AC10~AC12只有當手輪置于零位時才全部閉合，而手輪在其余各檔位置時都只有一對觸頭閉合（AC10或AC11），而其余兩對斷開。從而保證了只有手輪置于“0”位時，按下啟動按鈕SB1才能使接觸器KM線圈得電動作，然后通過凸輪控制器AC使電動機逐級啟動，避免了電動機在轉(zhuǎn)子回路不串啟動電阻的情況下直接啟動，同時也防止了由于誤按SB1使電動機突然快速運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的意外事故。課題十 并勵直流電動機的基本控制線路 交流電動機與直流電動機使用的電源不同，交流電動機采用交流電源，而直流電動機使用直流電源。與交流電動機相比，直流電動機具有啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍大、調(diào)速精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)無級平滑調(diào)速以及可以頻繁啟動等一系列優(yōu)點，故對需要在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，或需要大啟動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械，常用直流電動機來拖動。如高精度金屬切削機床、軋鋼機、造紙機、龍門刨床、電力機車等生產(chǎn)機械，如圖282所示。 直流電動機按照主磁極繞組與電樞繞組接線方式不同，可以分他勵式和自勵式兩種，自勵式又可以分為并勵、串勵和復(fù)勵等幾種。圖283所示并勵式直流電動機。并勵電動機勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，并可通過調(diào)節(jié)電阻RP的大小來調(diào)節(jié)勵磁電流。它的特點是勵磁繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線截面較小，勵磁電流只占電樞電流的一小部分。一、 啟動控制線路直流電動機常用的啟動方法有兩種：一是電樞回路串聯(lián)電阻啟動；二是降低電源電壓啟動。對并勵直流電動機常采用的是電樞回路串聯(lián)電阻啟動。手動啟動控制線路BQ3直流電動機啟動變阻器用于小容量而電壓不超過220V的直流電動啟動。它主要由電阻元件、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換裝置和外殼三大部分組成。其外形如圖284所示。并勵直流電動機手動啟動控制電路如圖285所示。線路四個接線端EA1和分別與電源、電樞繞組和勵磁繞組相連。手輪8附有銜鐵9和恢復(fù)彈簧10，弧形銅條7的一端直接與勵磁電路接通，同時經(jīng)過全部啟動電阻與電樞繞組接通。 在啟動之前，啟動變阻器的手輪置于0位，然后合上電源開關(guān)QF，慢慢轉(zhuǎn)動手輪8，使手輪從0位轉(zhuǎn)到靜觸頭1，接通勵磁繞組電路，同時將變阻器RS的全部啟動電阻接入電樞電路，電動機開始啟動旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)速的升高，手輪依次轉(zhuǎn)到靜觸頭4等位置，使啟動電阻逐級切除，當手輪轉(zhuǎn)到最后一個靜觸頭5時，電磁鐵6吸住手輪銜鐵9，此時啟動電阻器全部切除，直流電動機啟動完畢，進入正常運轉(zhuǎn)。 當電動機停止工作切斷電源時，電磁鐵6由于線圈斷電吸力消失，在恢復(fù)彈簧10的作用下，手輪自動返回0位，以備下次啟動。電磁鐵6還具有失壓和欠壓保護作用。 由于并勵電動機的勵磁繞組具有很大的電感，所以當手輪回復(fù)到0位時，勵磁繞組會因突然斷電而產(chǎn)生很大的自感電動勢，可能會擊穿繞組的絕緣材料，在手輪和銅條間還會產(chǎn)生火花，將動觸頭燒壞。因此，為了防止發(fā)生這些現(xiàn)象，應(yīng)將弧形銅條7與靜觸頭1相連，在手輪回到0位時，使勵磁繞組、電樞繞組和啟動電阻組成一閉合回路，作為勵磁繞組斷電時的放電回路。 啟動時，為了獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，應(yīng)短接勵磁電路的外接電阻RP，使勵磁電流最大。電樞回路串電阻二級啟動控制線路圖286所示是并勵直流電動機電樞回路串電阻二級啟動控制線路的電路圖。其中KA1為欠電流繼電器，作為勵磁繞組的失磁保護，以免勵磁繞組因斷線或接觸不良引起“飛車”事故；KA2為過電流繼電器，對電動機進行過載和短路保護；電阻R為電動機停轉(zhuǎn)時勵磁繞組的放電電阻；V為續(xù)流二極管，使勵磁繞組正常工作時電阻R上沒有電流流入。線路的工作原理如下：合上斷路器QF勵磁繞組A得電勵磁，欠電流繼電器KA1線圈得電，時間繼電器KTKT2線圈得電KA1常開觸頭閉合為啟動做準備，KTKT2延時閉合的常閉觸頭瞬時斷開接觸器KMKM3線圈處于斷電狀態(tài)，以保證電阻RR2全部串入電樞回路啟動按下SB1KM1線圈得電KM1觸頭動作電動機M串R1和R2啟動，KTKT2線圈失電經(jīng)KT1整定時間，KT1常閉觸頭恢復(fù)閉合KM2線圈得電KM2主觸頭閉合短接R1KM3主觸頭閉合短接電阻R2電動機M啟動結(jié)束進入正常運轉(zhuǎn)。停止時，按下SB2即可。二、 正反轉(zhuǎn)控制線路直流電動機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)有電樞繞組反接法和勵磁繞組反接法兩種方法。由于勵磁繞組匝數(shù)多，電感大，在進行反接時因電流突變，會產(chǎn)生很大的自感電動勢，危及電動機及電器的絕緣安全。同時勵磁繞組在斷開時，由于失磁造成很大電樞電流，易引起“飛車”事故，因此一般采用電樞繞組反接法。在將電樞繞組反接的同時必須連同換向極繞組一起反接，以達到改善換向的目的。 圖287所示為并勵直流電動機電樞反接法正反轉(zhuǎn)控制線路的電路圖。線路工作原理如下：先合上斷路器QF勵磁繞組A得電勵磁，欠電流繼電器KA得電，時間繼電器KT線圈得電KA常開觸頭閉合，KT延時閉合的常閉觸頭瞬時分斷接觸器KM3處于失電狀態(tài)保證電動機M串接電阻R啟動。然后按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1（或反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2）KM1（或KM2）線圈得電KM1(或KM2)觸頭動作電動機M串接電阻R正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）啟動啟動，KT線圈失電經(jīng)過KT整定時間KT常閉觸頭恢復(fù)閉合KM3線圈得電KM3主觸頭閉合電阻R被短接電動機M進入正常運轉(zhuǎn)。停止時，按下SB3即可。三、 制動控制線路 與交流電動機一樣，直流電動機在工作中也需要制動，其制動方法與交流電動機相似，分為機械制動和電力制動兩大類。機械制動常用的方法是電磁抱閘制動，電力制動常用的方法有能耗制動、反接制動和再生發(fā)電制動三種。由于電力制動具有制動力矩大，操作方便、無噪聲等優(yōu)點，所以在直流電力拖動中應(yīng)用廣泛。下面主要介紹三種電力制動的控制線路。1. 能耗制動控制線路能耗制動是指保持直流電動機的勵磁電流不變，將電樞繞組的電源切除后，立即使其與