三相异步电动机控制实训资料.docx
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三相异步电动机控制实训资料
实训一三相异步电动机接触器点动控制
实训一三相异步电动机接触器点动控制
一、训练目的
1．通过观察实物，熟悉按钮和接触器的构造和使用方法。
2．通过实践，掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。
3．掌握使用万用表检查电路的方法。
二、操作所需电器元件
代号
名称
型号、规格
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1个
FU1
螺旋式保险丝
RL1-15/3A
3个
FU2
直插式保险丝
RT14-20
2个
KM
交流接触器
LC1-D0610Q5N
1个
SB
按钮开关
LAY16黑色
1个
按钮开关盒
2位
1个
M
三相鼠笼式异步电动机
WDJ26〔380V/△〕
1台
XT
端子排
JF5-2.5
10位
三、电气原理
点动控制电路中，电动机的启动、停顿，是通过手动按下或松开按钮来实现的，电动机的运行时间较短，无需过载保护装置。
控制电路如图2-1所示，合上电源开关QS，只要按下点动按钮SB，使接触器KM线圈得电吸合，KM主触点闭合，电动机即可起动；当手松开按钮SB时，KM线圈失电，而使其主触点分开，切断电动机M的电源，电动机即停顿转动。
PE为电动机保护接地线。
四、安装与接线
点动控制的各电器安装位置如图2-2所示。
图2-3为点动控制的电气接线图。
具体实施安装时，原理图、位置图、接线图应一并使用，相互参照。
在通电试车前，应仔细检查各线端连接是否正确、可靠，并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路〔按下起动控制按钮时，控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻〕、主电路有无开路或短路等。
图1-3点动控制电路接线图
实训二三相异步电机接触器自锁控制线路
在点动控制的电路中，要使电动机转动，就必须用手按住按钮不放，这不适合电动机长时间连续运行的控制场合，而必需具有接触器自锁的控制电路。
一、操作所需电器元件
代号
名称
型号
规格
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
FU1
螺旋式熔断器
RL1-15
配熔体3A
3
FU2
直插式保险丝
RT14-20
配熔体2A
2
KM
交流接触器
LC1-D0610Q5N
线圈电压AC380V
1
FR
热继电器
LR2-D1305N
整定围0.63-1A
1
整定值0.63A
热继电器座
LA7-D1064
1
SB1
按钮开关
LAY16
红色
1
SB2
按钮开关
LAY16
绿色
1
按钮开关盒
2位
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
AC660V25A
10位
M
三相鼠笼式异步电动机
380V〔△〕
1
二、训练目的
1．通过实践训练，熟悉热继电器的构造、原理和使用方法。
2．通过实践训练，掌握具有过载保护的接触器自锁电路安装接线与检测。
3．进一步熟练万用表的使用。
三、电气原理
因电动机是连续工作，必须加装热继电器以实现过载保护，具有过载保护的自锁控制电路的电气原理如图2-1所示，它与点动控制电路的不同之处在于控制电路中增加了一个停顿按钮SB1，在启动按钮的两端并联了一对接触器的常开触头，增加了过载保护装置〔热继电器FR〕。
电路的工作过程：
按下启动按钮SB2→接触器KM线圈通电→KM〔3-4〕闭合自锁，同时KM主触头闭合，电动机M起动运行。
按下停顿按钮SB1→KM线圈失电→KM〔3-4〕恢复断开，同时KM主触头也断开→电动机停车。
1．欠电压保护
“欠电压〞是指电路电压低于电动机应加的额定电压。
欠电压严重时会损坏电动机，在该控制电路中，当三相电源电压降低到85%额定电压以下时，接触器线圈磁通减弱，电磁吸力克制不了反作用弹簧的压力，动铁芯会释放，从而使接触器KM的主触头分开，自动切断主电路。
2．失电压保护
当生产设备运行时，由于某种原因引起电源断电，而使生产机械停转。
当故障排除后，恢复供电时，如果电动机重新起动，很可能引起设备与人身事故的发生。
采用具有接触器自锁的控制电路，当电路失电时，KM已断电释放，即使电源恢复供电，由于接触器线圈不能通电吸合，电动机也不会自行起动，只有再次按启动按钮，电动机才可以起动。
这种保护称为失电压保护或零电压保护。
3．过载保护
具有自锁的控制电路虽然有短路、欠电压和失电压保护的作用，但实际使用中还不够完善。
因为电动机在运行过程中，假设长期负载过大或操作频繁，或三相电路缺相运行等原因，都可能使电动机的电流超过它的额定值，这将会引起电动机绕组过热，损坏电动机绝缘，因此，通常由三相热继电器来完成过载保护。
四、线路安装
按图2-2布置的位置装好元器件，再按图3-3连好接线。
将电动机连接好。
将L1、L2、L3分别插进电源控制屏的L1、L2、L3插座。
图2-3自锁控制电路接线图
实训三三相异步电动机的多地控制
一、操作所需电器元件明细表
代号
名称
型号
规格
数量
备注
QF
低压断路器
DZ108-20/10-F
0.63-1A
1
KM
交流接触器
LC1-D0610Q5N
线圈AC380V
1
FR
热继电器
LR2-D1305N
1
热继电器座
LA7-D1064
1
SB11SB12
SB21SB22
按钮开关
LAY16
一常开一常闭
自动复位
4
SB11、SB21绿色
SB12、SB22红色
XT
接线端子排
JF5-2.5
15位
M
三相鼠笼异步电动机
〔380V/Δ〕
1
二、电路图
图3－1
该线路图中，SB11和SB12为甲地的起动和停顿按钮；SB21和SB22为乙地的起动和停顿按钮。
它们可以分别在两个不同地点上，控制接触器KM的接通和断开，进而实现两地控制同一电动机起、停的目的。
三、安装与接线
布置与接线可参考图3－2，操作者应画出实际接线图。
安装与接线应符合第二章的要求。
图3－2
四、检测与调试
经检查接线无误后，接通交流电源并进展操作，假设操作中出现不正常故障，那么应自行分析加以排除。
实训四接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路
一、实验所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
FU1
螺旋式熔断器
RL1-15
3
装熔芯3A
FU2
直插式熔断器
RT14-20
2
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
辅助触头
LA1-DN11
2
FR
热继电器
LR2-D1305N/0.63-1A
1
热继电器座
LA7-D1064
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、
SB3
按钮开关
LAY16
2
绿色
按钮开关盒
三位
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
10位
M
三相鼠笼异步电动机
〔380V/Δ〕
1
二、电气原理
图4-1
图4-1控制线路的动作过程是：
〔1〕正转控制合上电源开关QS，按正转起动按钮SB2，正转控制回路接通，KM1的线圈通电动作，其常开触头闭合自锁、常闭触头断开使KM2线圈不能通电〔实现互锁〕，同时主触头闭合，主电路按U1、V1、W1相序接通，电动机正转。
〔2〕反转控制要使电动机改变转向〔即由正转变为反转〕时,应先按下停顿按钮SB1，使正转控制电路断开,电动机停转，然后才能使电动机反转，为什么要这样操作呢？
因为反转控制回路中串联了正转接触器KM1的常闭触头，当KM1通电工作时，它是断开的，假设这时直接按反转按钮SB3，反转接触器KM2线圈是无法通电吸合，电动机也就得不到电源，故电动机仍然处在正转状态，不会反转。
三、安装接线
正反转控制电路的接线较为复杂，特别是当按钮使用较多时。
在电路中，两处主触头的接线必须保证相序相反；联锁触头必须保证常闭互串；按钮的接线必须正确、可靠、合理。
图4-2
按布置图的位置，在网孔板上安装QS、FU1、FU2、KM1、KM2、FR、SB1、SB2、SB3及XT等器件。
接线图4-2所示，接动力线时用黑色线，控制电路用红色线，原理图、位置图、接线图应一并使用，相互参照。
在通电试车前，应仔细检查各接线端连接是否正确、可靠。
图4-3
四、检查与调试
仔细确认接线正确后，可接通交流电源，合上开关QS，按下SB2，电机应正转〔电机为顺时针转，假设不符合转向要求，可停机，换接电机定子绕组任意两个接线即可〕。
如要电机反转，应先按SB1，使电机停转，然后再按SB3，那么电机反转。
假设不能正常工作，那么应分析并排除故障，使线路能正常工作。
实训五按钮联锁的三相异步电动机正反转控制线路
一、实验所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
FU1
螺旋式熔断器
RL1-15
3
装熔芯3A
FU2
直插式熔断器
RT14-20
2
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
FR
热继电器
LR2-D1305N/0.63-1A
1
热继电器座
LA7-D1064
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、
SB3
按钮开关
LAY16
1
绿色
按钮开关盒
三位
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
15位
M
三相鼠笼异步电动机
WDJ26〔380V/Δ〕
1
二、电气原理
图5-1
如图5-1所示，该控制电路的特点是当需要改变电动机的转向时，只要直接按反转按钮就可以了，不必先按停顿按钮。
这是因为如果电动机已按正转方向运转时，线圈是通电的，这时按下按钮SB3，按钮串在KM1线圈回路中的常闭触头首先断开，将KM1线圈回路断开，相当于按下停顿按钮SB1的作用，使电动机停转，随后SB3的常开触头闭合，接通线圈KM1的回路，使电源相序相反，电动机即反向旋转。
同样，当电动机已作反向旋转时，假设按下SB2，电动机就先停转后正转。
该线路是利用按钮动作时，常闭先断开、常开后闭合的特点来保证KM1与KM2不会同时通电，由此来实现电动机正反转的联锁控制。
所以SB2和SB3的常闭触头也称为联锁触头。
三、安装与接线
图5-2
按布置图器件的位置（参看图5-2），在网孔板上分别装上QS、FU1、FU2、KM1、KM2、FR、SB1、SB2、SB3及XT等器件。
图5-2中，各端子的编号法有两种：
1〕用器件的实际编号，例：
KM1的1、3、5、13、A1；FR的95等。
2〕用器件端子的人为编号，例FU的1、3、5等。
一般器件的端子已有实际编号应优先采用，因为编号本身就表示了元件的构造。
例KM1的1与2、3与4代表常开主触头；SB的
与
表示常闭触头，
与
代表常开触头……。
四、检测与调试
确认接线正确后，接通交流电源，按下SB2，电机应正转；按下SB3，电机应反转；按下SB1，电机应停转。
假设不能正常工作，那么应分析并排除故障。
实训六双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路
一、实验所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
FU1
螺旋式熔断器
RL1-15
3
装熔芯3A
FU2
直插式熔断器
RT14-20
2
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
辅助触头
LA1-DN11
2
FR
热继电器
LR2-D1305N/0.63-1A
1
热继电器座
LA7-D1064
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、
SB3
按钮开关
LAY16
1
绿色
按钮开关盒
3位
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
15位
M
三相鼠笼异步电动机
WDJ26〔380V/Δ〕
1
二、电气原理
图6-1
该控制线路集中了按钮联锁和接触器联锁的优点，故具有操作方便和平安可靠等优点，为电力拖动设备中所常用。
三、安装接线
图6-2
按布置图器件的位置（参看图6-2），在网孔板上分别装上QS、FU1、FU2、KM1、KM2、FR、SB1、SB2、SB3、XT等器件。
图6-2为中断线表示的单元接线图，每个器件端子处接的线号及端子之间的连接图上已明确表示出来了，对接线和查线带来很大方便。
安装与接线应符合要求。
实训七三相异步电动机定子串电阻降压启动手动控制线路
一、实训所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
脱扣器整定电流
0．63-1A
FU1
螺旋式熔断器
RL1-15
3
装熔芯3A
FU2
直插式熔断器
RT14-20
2
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
辅助触头
LA1-DN11
2
FR
热继电器
LR2-D1305N/0.63-1A
1
整定电流0.63A
热继电器座
LA7-D1064
1
KT
通电延时时间继电器
ST3PA-B
1
AC380V
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2、
按钮开关
LAY16
1
绿色
按钮开关盒
3位
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
15位
AC660V25A
M
三相鼠笼异步电动机
U380V〔Y〕IN0.53APN160W
1
WD22厂编
R
电阻箱
WD-14
3
90Ω1.3A
二、电气原理
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，以到达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〕，使电动机进入全电压正常运行。
这种线路的设计思想，通常都是采用时间原那么按时切除起动时串入的电阻〔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7-1定子串电阻降压起动控制线路
图7-1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7-1〔A〕控制线路的工作过程如下：
按SB2KM1得电〔电动机串电阻启动〕--KT得电〔延时〕后--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。
三、接线
按图形要求接线。
四、检查与调试
确认接线正确后，接通三相交流电源，假设操作中发现有不正常现象，应断开电源，分析排除故障后重新操作。
ST3PA-B时段设定
如图7-2所示为设定时段用的窗口，它在时间设定旋钮的右下角。
数字表示的是时段设定用的拨动开关有4个位置。
用力拔下旋钮，拆下时间设定标志片，就可露出时段设定用的拨动开关，用指甲拨动开关使之符合该时间继电器外壳上时段设定标识上所指定的位置，就可设定该标识上所注明的1个控制时段。
注意在装盘旋钮和时间设定标志片时，时间设定标志片的时段要和你所选择的时段一致。
厂家为使用方便预制了与时段设定同数量的时间设定标志片，请注意选择安装位置。
图7-2时段设定用拨动开关所在窗口
实训八三相异步电动机定子串电阻降压启动自动控制线路
一、实训所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
脱扣器整定电流
0．63-1A
FU1
螺旋式熔断器
RL1-15
3
装熔芯3A
FU2
直插式熔断器
RT14-20
2
装熔芯2A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
2
线圈AC380V
辅助触头
LA1-DN11
2
FR
热继电器
LR2-D1305N/0.63-1A
1
热继电器座
LA7-D1064
1
整定电流0.63A
SB2SB1
按钮开关
LAY16一常开一常闭自动复位
1
绿色
红色
KT
通电延时时间继电器
ST3PA-B
1
AC380V
继电器方座
PF-08A
1
按钮开关盒
3位
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
15位
AC660V25A
M
三相鼠笼异步电动机
U380V〔Y〕IN0.53APN160W
1
WD22厂编
R
电阻箱
WD-14
3
90Ω1.3A
二、电气原理
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，以到达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〕，使电动机进入全电压正常运行。
这种线路的设计思想，通常都是采用时间原那么按时切除起动时串入的电阻〔或电抗〕以完成起动过程。
在具体线路中也可采用时间继电器自动控制来加以实现。
图8-1定子串电阻降压起动控制线路
图8-1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8-1〔B〕控制线路的工作过程如下：
按SB2KM1得电〔电动机串电阻启动〕--KT得电〔延时〕后--KM2得电〔短接电阻，电动机正常运行〕，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）就解决了这个问题，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。
按SB1，KM2断电，其主触点断开，电动机停车。
三、接线
按图形要求接线。
四、检查与调试
确认接线正确后，接通三相交流电源，假设操作中发现有不正常现象，应断开电源，分析排除故障后重新操作。
实训九星形/三角形起动控制
一、操作所需电器元件
代号
名称
型号
规格
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10F
1
FU
螺旋式熔断器
RL1-15
配熔体3A
3
KM1
KM2
KM3
交流接触器
LC1-D0610Q5N
线圈AC380V
3
辅助触头
LA1-DN11
2
FR
热继电器
LR2-D1305N
整定围0.63-1A
1
整定值0.63A
热继电器座
LA7-D1064
1
SB1
按钮开关
LAY16
红色
1
SB2
按钮开关
LAY16
绿色
1
按钮开关盒
2位
1
KT
通电延时时间继电器
ST3PA-B/AC380V（0～60s）
1
继电器方座
PF-083A
1
XT
接线端子排
JF5-2.5
AC660V25A
10位
M
三相鼠笼式异步电动机
WDJ26
UN380V〔△〕
1
二、电气原理
星形/三角形起动控制电气原理如图9-1所示。
星形/三角形起动是指：
将正常工作接法为三角形的电动机，在刚开场起动时采用星形接法，此时起动电流降为原来的1/3，起动转矩也降为原来的1/3。
经过自动延时一段时间后，再改成正常的三角形接法，使电动机正常运行。
图9-1星形/三角形起动原理图
Y→Δ自动换接过程：
—→KM1〔2-3〕闭合自锁
按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触头闭合，为M的起动做准备
→KM3线圈得电→KM3主触头闭合→M作星形降压起动
→KT线圈得电→KT〔4-5〕延时断开→KM3线圈失电
→KM3主触头断开→电动机暂时失电→KM3〔3-6〕恢复闭合
→KT〔6-7〕延时闭合—→KM2线圈得电、主触头闭合→电动机三角形运行
→KM2〔3-4〕断开，与KM3互锁
→KM2（6-7）闭合自锁
停车过程：
按SB1→KM1、KM2失电释放，电动机停转。
三、安装与接线
按图9-2布置，再按图9-3和图9-4接线，其中图9-3仅画出接线号〔没有画出连接线〕，图9-4是用中断线表示的单元接线图。
图9-2
图9-3
图9-4
四、检查与调试
确认接线正确后，可接通交流电源，合上开关QS，按下SB2，控制线路将自动完成Y→Δ换接启动过程，假设操作中发现有不正常现象，应断开电源分析排故后重新操作。
实训十三相异步电动机反接制动控制线路
一、实训所需电气元件明细表：
代号
名称
型号
数量
备注
QS
低压断路器
DZ108-20/10-F
1
FU
螺旋式熔断器
RL1-15
3
装熔芯3A
KM1、KM2
交流接触器
LC1-D0610Q5N
4
线圈AC380V
FR
热继电器
LR2-D1305N/0.63-1A
1
热继电器座
LA7-D1064
1
SB1
按钮开关
LAY16
1
红色
SB2
按钮开关
LAY16
1
绿色
XT
接线端子排
JF5－2.5
10位
M
三相鼠笼异步电动机〔带速度继电器〕
WDJ24-1
1
380V/Y
二、电气原理
图10－1
反接制动控制线路如图10-1所示。
该线路的主电路和正反转控制线路的主电路一样，线路中KM1为正转运行接触器，KM2为反接制动接触器，SR为速度继电器，其轴与电动机轴相连〔图中用虚线表示〕。
工作原理：
先合上电源开关QS，然后进展单相起动和反接制动。
〔1〕单向起动。
按下SB1→KM1线圈得电→KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁→电动机M起动运转→至电动机转速上升到一定值〔100r/min左右〕时→SR常开触点闭合为制动做准备；
〔2〕反接制动。
按下复合按钮SB2→SB2常闭触点先分断、SB2常开触点后闭合→KM1线圈失电→KM1主触点分断、M暂时失电，KM1自锁触点分断解除自锁，KM1联锁触点闭合→KM2线圈得电→KM2主触点闭
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