【正文】 ， 當松手 SB2復位跳開時 ，KM線圈照樣通電處于吸合狀態(tài) ， 使電動機進入正常運行 。 這種依靠接觸器自身的觸點保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖 。 要使電動機停止運轉(zhuǎn) ， 只要按一下停止按鈕 SB1即可 ， 按下 SB2， 線圈 KM斷電釋放 ， 則 KM的主觸點斷開電源 ， 電動機自停車到轉(zhuǎn)速為零 ， 同時輔助常開觸點也斷開 ， 控制回路解除自鎖 ， 所以手松開按鈕 ， 控制回路也不能再自行啟動 。 工廠電氣控制與可編程控制器 電路的幾種保護 ① 短路保護 熔斷器 FU是作為主電路短路保護用的 ，但達不到過載保護的目的 。 這是因熔斷器的規(guī)格是根據(jù)電動機的啟動電流大小作適當選擇的 ， 另一方面熔斷器的保護特性分散性很大 ， 即使是同一種規(guī)格的熔斷器 ， 其特性曲線也往往很不相同 。 ② 過載保護 熱繼電器 FR是作為過載保護用的 。 由于繼電器熱慣性很大 ， 即使熱元件流過幾倍的額定電流 ， 熱繼電器也不會立即動作 ， 因此在電動機啟動時間不長的情況下 ， 熱繼電器是不會動作的 。 只有過載時間比較長 ， 熱繼電器動作 ， 常閉觸點 FR斷開 ， 接觸器 KM線圈失電跳閘、 主觸點 KM斷開主電路 ， 電動機停止運轉(zhuǎn) ， 實現(xiàn)了電動機的過載保護 。 工廠電氣控制與可編程控制器 電路的幾種保護 ③欠壓保護和失壓保護 依靠接觸器本身實現(xiàn)。當電源電壓低到一定程度或失電，接觸器 KM就會釋放，主觸點把主電源斷開，電動機停止運轉(zhuǎn)。這時如果電源恢復，由于控制電路失去自保，電動機不會自行啟動。只有操作人員再次按下啟動按鈕 SB2， 電動機才會重新啟動，這又叫零壓保護。 欠壓保護可以避免電機在低壓下運行損壞電機。零壓保護一方面可以避免電動機同時啟動而造成電源電壓嚴重下降；另一方面防止電動機自行再啟動運轉(zhuǎn)而可能造成的設備和人身事故。 工廠電氣控制與可編程控制器 2互鎖控制工作原理 各種生產(chǎn)機械常常要求具有上下 、 左右 、 前后等相反方向的運動 ， 這就要求電動機能正反向工作 。 三相異步電動機可借助正反向接觸器改變定子繞組相序來實現(xiàn)正反向工作 ， 其線路如圖 22所示 。 當誤操作同時按正反向按鈕SB2和 SB3時 ， 若采用圖 22(a)所示線路 ， 將造成短路故障， 如圖中虛線所示 ， 因此正反向工作間需要有一種聯(lián)鎖關(guān)系 。 通常采用圖 22(b)所示的電路 ， 將其中一個接觸器的常閉觸點串入另一個接觸器線圈電路中 ， 則任一接觸器線圈先帶電后 ， 即使按下相反方向按鈕 ， 另一接觸器也無法得電 ， 這種聯(lián)鎖通常稱為 “ 互鎖 ” ， 即二者存在相互制約的關(guān)系 。 圖 22(c)所示的電路可以實現(xiàn)不按停止按鈕 ， 直接按反向按鈕就能使電動機反向工作 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 22 三相異步電動機正反向工作的控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 3 聯(lián)鎖控制工作原理 點動與長動的聯(lián)鎖控制 在生產(chǎn)實踐中 ,有的生產(chǎn)機械需要點動控制 ,有的生產(chǎn)機械既需要能正常工作 ,又需要能點動控制 。 圖 23示出了幾種實現(xiàn)點動的控制線路 ,其主電路與圖 21相同 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 23 實現(xiàn)點動的幾種控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 多地點 、 多條件連鎖控制 有些機械和生產(chǎn)設備 ,由于種種原因 ,常要在兩地或兩個以上的地點進行操作。例如 :重型龍門刨床 ,有時在固定的操作臺上控制 ,有時需要站在機床四周用懸掛按鈕控制 。自電梯 ,人在電梯廂里時由里面控制 ,人未上電梯廂前在樓道上控制 。有些場合 ,為了便于集中管理 ,由中央控制臺進行控制 ,但每臺設備調(diào)整檢修時 ,又需要就地進行機旁控制等等。 用一組按鈕可一處進行控制 ， 不難推想 ,要在兩地進行控制 ， 就應該有兩組按鈕 ， 而且這兩組按鈕的連接原則必須是 ： 常開按鈕要并聯(lián) ,即邏輯 “ 或 ” 的關(guān)系 。常閉停止按鈕應串聯(lián) ,即邏輯 “ 與非 ” 的關(guān)系 。 圖 24所示就是實現(xiàn)兩地控制的控制電路 。 這一原則也適用于三地或更多地點的控制 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 24多地點控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 實現(xiàn)按順序工作時的聯(lián)鎖控制 生產(chǎn)實踐中常要求各種運動部件之間能夠?qū)崿F(xiàn)按順序工作。例如車床主軸轉(zhuǎn)動時要求油泵先給齒輪箱供油潤滑，即要求保證潤滑泵電動機啟動后主拖動電動機才允許啟動，也就是控制對象對控制線路提出了按順序工作的聯(lián)鎖要求。圖 25(a)所示是將油泵電動機接觸器 KMl的常開輔助觸點串入主拖動電動機接觸器 KM2的線圈電路中來實現(xiàn)的。改用圖 25(b)的接法可以省去 KM1的常開觸點，使線路得到簡化。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 25按順序工作時的聯(lián)鎖控制 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 26所示是采用時間繼電器 、 按時間順序啟動的控制線路 。 線路要求電動機 M1啟動 t秒后 ,電動機 M2自動啟動 。 可利用時間繼電器的延時閉合常開觸點來實現(xiàn) 。 圖 26 采用時間繼電器的順序啟動控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 4自動循環(huán)控制 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中 ,為了提高勞動生產(chǎn)率 、 降低成本 、 減輕工人的勞動負擔 ,要求實現(xiàn)整個生產(chǎn)工藝過程全盤自動化 。 例如 ， 機床的自動進刀 、 自動退刀 、 工作臺往復循環(huán)等加工過程自動化 ， 高爐實現(xiàn)整個煉鐵過程的自動化等等 。 由于自動化程度的提高 ， 只用簡單的聯(lián)鎖控制已不能滿足要求 ， 需要根據(jù)工藝過程特點進行控制 。 下面以鉆孔加工過程自動化為例介紹自動循環(huán)控制工作原理 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 27示出鉆削加工時刀架的自動循環(huán)過程 。 圖 27 刀架的自動循環(huán) 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 28 刀架自動循環(huán)的控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 電氣線路中的保護措施 1 短路保護 因為短路電流會引起電氣設備絕緣損壞和產(chǎn)生強大的電動應力使電機繞組和電路中的各種電氣設備產(chǎn)生機械性損壞 ,因此 ,當電路出現(xiàn)短路電流或者數(shù)值上接近短路電流的時候 ,必須依靠短路保護裝置可靠而迅速地開斷電路。而且 ,這種短路保護裝置不應受啟動電流的影響而動作。 2 過電流保護 不正確啟動和過大的負載轉(zhuǎn)矩常常引起電動機很大的過電流 ,由此引起的過電流一般比短路電流小 。 工廠電氣控制與可編程控制器 3 熱保護 為了防止電動機因長期超載運行 ， 電機繞組的溫升超過允許值而損壞 ， 所以要采取熱保護 。 這種保護裝置具有這樣的特點：負載電流愈大 ,電器動作時間愈快 ， 但又不應受電機啟動電流的影響而誤動作 ， 這種保護裝置通常用得最多的為熱繼電器 。 由于熱慣性的關(guān)系 ， 熱繼電器不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作 。 當電路為 810倍額定電流通過時 ， 熱繼電器需 13S才動作 ， 這樣在熱繼電器未動作之前 ， 可能使熱繼電器的發(fā)熱元件和電路中的其他設備已燒毀 ， 所以在使用熱繼電器作熱保護的同時 ， 還必須裝有熔斷器或過電流繼電器的短路保護裝置 。 并且熔體的額定電流不應超過 4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流 ， 而過電流繼電器的動作電流不應超過 6～ 7倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流 。 工廠電氣控制與可編程控制器 4 零電壓和欠電壓保護 在電動機正常工作時 ， 如果因為電源電壓的消失而使電動機停轉(zhuǎn) ， 那么在電源電壓恢復時電動機就可能自動啟動 ， 電動機的自啟動可能造成人身事故或設備事故 。 對電網(wǎng)來說 ， 許多電動機自啟動會引起不允許的過電流及電壓降 。 防止電壓恢復時電動機自啟動的保護叫零壓保護 。 在電動機運轉(zhuǎn)時 ， 電源電壓過分地降低會引起電動機轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn) 。 同時 ， 在負載轉(zhuǎn)矩一定時 ， 電流就要增加 。 此外 ， 由于電壓的降低將引起一些電器的釋放 ， 造成電路不正常工作 ， 可能產(chǎn)生事故 。 因此需要在電壓下降達到最小允許電壓值時將電動機電源切除 ， 這就叫欠電壓保護 。 一般采用電壓繼電器來進行零電壓和欠電壓保護 。 電壓繼電器的吸合電壓通常整定為 ～ ， 繼電器的釋放電壓通常整定為 ～ 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 29 電動機的常用保護 工廠電氣控制與可編程控制器 鼠籠式異步電動機的啟動控制線路 通常對中 、 小容量的異步電動機均采用直接啟動方式 ， 啟動時將鼠籠式電動機的定子繞組直接接在交流電源上 ， 電動機在額定電壓下直接啟動 。 對于大容量的電動機 ， 當電動機容量超過其供電變壓器的某定值(變壓器只供動力用時取 25％ ；變壓器供動力和照明公用時取 5%， 一般應采用降壓啟動方式 ， 以防止過大的啟動電流引起電源電壓的下降 。 工廠電氣控制與可編程控制器 1 直接啟動的控制線路 直接啟動時，電動機不可逆運轉(zhuǎn)與可逆運轉(zhuǎn)的控制線路如前面所述。 工廠電氣控制與可編程控制器 2 串電阻啟動的控制線路 此啟動方法適應于中等容量的鼠籠式異步電動機要求平穩(wěn)啟動的場合 。 剛啟動時 ， 利用電阻電壓降低加在電動機定子上的電壓 ， 限制了啟動電流 。當電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時 ， 再將降壓電阻 R短接 ， 定子繞組承受額定電壓 ， 使電動機全壓運轉(zhuǎn) ，這種降壓啟動的自動控制線路如圖 210所示 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 210 定子串電阻降壓啟動控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 串電阻啟動的 優(yōu)點 ：在于按時間原則切除電阻 ，動作可靠；降壓啟動提高了功率因數(shù) ， 有利于電網(wǎng)質(zhì)量 。 電阻價格低廉 ， 結(jié)構(gòu)簡單 。 缺點 ：電阻上功率損耗大 。 通常僅在中小容量電動機不經(jīng)常啟停時采用這種方式 。 工廠電氣控制與可編程控制器 3 串自耦變壓器啟動的控制線路 串自耦變壓器降壓啟動的控制線路如圖 211所示。 這一線路的設計思想和串電阻啟動線路基本相同 ，也是采用時間繼電器完成按時動作 ， 所不同是啟動時串入自耦變壓器 ， 啟動結(jié)束時自動切除 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 211 定子串自耦變壓器降壓啟動控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 串聯(lián)自耦變壓器啟動和串電阻啟動相比 ，其 優(yōu)點 是在同樣的啟動轉(zhuǎn)矩時 ， 對電網(wǎng)的電流沖擊小 ， 功率損耗小 。 缺點 是自耦變壓器相對電阻結(jié)構(gòu)復雜 ， 價格較高 。 這種線路主要用于啟動較大容量的電動機 ，以減小啟動電流對電網(wǎng)的影響 。 工廠電氣控制與可編程控制器 4 星形 — 三角形啟動的控制 這一線路的設計思想仍是按時間原則控制啟動過程 ， 所不同的是啟動時將電動機定子繞組接成星形 ， 加在電動機每相繞組上的電壓為額定值的 1/3， 從而減小了啟動電流對電網(wǎng)的影響 。 待啟動后按預先整定的時間換接成三角形接法 ， 使電動機在額定電壓下正常運轉(zhuǎn) 。 星形 三角形降壓啟動線路如圖 212所示 。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 212 星形 三角形降壓啟動電路 工廠電氣控制與可編程控制器 星形 三角形啟動的 優(yōu)點 在于星形啟動電流只是原來三角形接法的 1/3， 啟動電流特性好 、 結(jié)構(gòu)簡單 、價格低 。 缺點 是啟動轉(zhuǎn)矩也相應下降為原來三角形接法的1/3， 轉(zhuǎn)矩特性差 ， 因而本線路適用于電網(wǎng)電壓 380V，額定電壓 660/380V， Y/△ 接法的電動機輕載啟動的場合 。 工廠電氣控制與可編程控制器 5 延邊三角形降壓啟動的控制線路 這一電路的設計思想是兼取星形連接與三角形連接的優(yōu)點 ， 以期完成更為理想的啟動過程 。 其轉(zhuǎn)換過程仍按照時間原則來控制 。 如前所述 ， 三角形啟動有很多優(yōu)點 ， 但不足的是啟動轉(zhuǎn)矩太小 ， 設想如果能兼取星形接法啟動電流小 、 而三角形接法啟動轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點 ， 可在啟動時將電動機定子繞組的一部分接成星形 (如圖 213(b)中 1～ 7， 2～ 4， 3～ 9)，另一部分接成三角形 (如圖 213(b)中 4～ 7， 5～ 8， 6～ 9所示 )。 在啟動結(jié)束以后 ， 再換接成三角形接法 (如圖 213(c)所示 )。 工廠電氣控制與可編程控制器 圖 214延邊三角形降壓啟動的控制線路 工廠電氣控制與可編程控制器 （ a） 原始狀態(tài)； (b)延邊三角形連接； (c)三角形連接 圖 213 延邊三角形 三角形電動機繞組連接 工廠電氣控制與可編程控制器 2． 4 鼠籠式異步電動機的制動控制線