电机正反转及串电阻减压起动讲义.docx

1、电机正反转及串电阻减压起动讲义 实习一 电机正反转控制实验 一、 实验元件介绍 低压断路器1. 低压断路器也称为自动开关或空气开关，主要用于电路中的过载、短路保护。 (1) 组成结构： 1 ) 触点和灭弧系统。 2 ) 各种可供选择的脱扣器，包括过电流脱扣器，失电压、欠电压脱扣器，热脱扣器和分励脱扣器。本实验中低压断路器选用的是过电流脱扣器。 3 ) 操作机构和自由脱扣机构。 (2) 工作原理 当电路正常工作时，断路器可以接通或分断正常负载电流；当电路发生严重的过载或短路时，断路器能自动地分断故障电路，有效地保护串接在其后的电气设备。 (3) 文字符号为QF,图形符号如图 1-1-1。 图1-

2、1-1 低压断路器的图形符号 2. 热继电器 热继电器是利用电流热效应原理来工作的保护电器，它在电路中主要用作电动机的过载保护。由于发生短路故障时，要求电路立即断开，而热继电器不能立即动作，因而不能作短路保护。 (1) 组成结构 它主要由热元件、双金属片和触点三部分组成。本实验中的热继电器有3对主触点、1对常开和1对常闭触点组成。 (2) 工作原理 当电机正常运行时，热元件中流过的电流小，产生的热量虽能使双金属片弯曲，但不足以使触点动作；当电动机过载时，热元件流过的电流增大，产生热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，经过一定时间后，双金属片推动导板使常闭触点断开，切断电动机控制电路，最终切断

3、电动机电源，使电动机得以保护。 (3) 文字符号为FR，图形符号如图1-1-2。 a) b) 图1-1-2热继电器的图形符号 a)热元件 b)动断辅助触点 3. 熔断器 熔断器是一种最简单有效的保护电器，主要用于短路保护。 (1) 组成结构 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管两部分组成。 工作原理 (2) 熔断器的熔体与被保护电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路发生短路或严重过载时，熔体上流过很大的故障电流，经过一段时间，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体被熔断，切断电流，从而达到保护目的。 (3) 文字符号为FU，图形符号如图1-1-3。 图1-1-3 熔

4、断器的图形符号 4. 控制按钮 控制按钮是一种结构简单的手动电器，它由按钮帽、桥式触点、复位弹簧、一对常开、一对常闭触点组成。当按下按钮帽时，带动桥式触点向下移动，将常开触点闭合，常闭触点断开；当松开按钮时，在复位弹簧的作用下，恢复原来状态。 按钮文字符号为SB，图形符号如图1-1-4。 a) b) c) 图1-1-4 按钮的图形符号 a)动合触点 b)动断触点 c)复式触点 “起动”按钮为绿色。注：一般要求“停止”按钮为红色， 5. 变压器 变压器的工作原理： 变压器由铁芯和绕组构成，它是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器，是电能传递或作为信号传输的重要元件

5、 。 可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组即初级线圈 ；与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组即次级线圈。 本实验中用到的是小型干式空气自冷式变压器，原理如下图1-1-5 ： 图1-1-5 变压器原理图 6交流接触器 交流接触器是一种自动接通和断开主电路、大容量控制电路的控制电器，其主要控制对象是电动机。 (1) 组成结构： 1 ) 电磁机构 它由电磁线圈、静铁芯和衔铁等组成，其功能是操作触点的闭合和断开。 2 ) 触点系统 它包括主触点和辅助触点，主触点可以通断较大电

6、流，用于主回路；辅助触点通断较小电流，用于控制电路。本实验中的交流接触器共有主 触点3对和常开、常闭触点各2对。 3 ) 灭弧系统 灭弧罩即塑料外壳。 4 ) 其他部分 它包括弹簧、传动机构、接线柱及外壳等。 (2) 工作原理 当线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁吸力将衔铁吸合，衔铁带动动触桥向下运动，使常开触点闭合，常闭触点断开，同时将主触点闭合。 当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧的作用下释放，各触点又恢复原来位置。 (3) 文字符号为KM, 图形符号如图1-1-6。 a) b) c) d) 图1-1-6 接触器的图形符号 a)线圈 b)主触点 c)动合（常开）辅助触点 d

7、)动断（常闭）辅助触点 7. 中间继电器 中间继电器是在控制回路中传输或转换信号的一种电气元件，主要作用是控制扩展触点数量或增加触点容量。 中间继电器的工作原理与接触器相同，但一般仅用于控制回路。而本实验所使用的中间继电器有4对常开和4对常闭触点组成。 其文字符号为KA，图形符号如图1-1-7。 c) b) a) 图1-1-7 中间继电器的图形符号 a)线圈 b)动合触点 c)动断触点 8. 时间继电器 时间继电器是一种定时原件，在电路中用来实现延时控制，即其接受到输入信号一段时间后需经一段时间延时后才能输出信号来控制电路。而本实验所用时间继电器为通电延时型。 其文字符号为KT，图形符号如图1

8、-1-8。 h) g) c) b) a) f) d) e) 图1-1-8 时间继电器的图形符号 a)通电延时线圈 b)延时闭合的动合触点 c)延时断开的动断触点 d)断电延时线圈 e)延时断开的动合触点 f)延时闭合的动断触点 g)瞬时动合触点 h)瞬时动断触点 二、 实验电路 点动实验1. 本实验主要是实现点动控制，即按下按钮电机工作，松开按钮电机停止工 作。实验电路如图1-2-1。 图1-2-1 用接触器控制电动机点动控制电路 实验流程：当按下启动按钮SB，控制回路接通，交流接触器线圈KM得电，使其主触点闭合，主电路接通，从而使电机运转，当松开SB，控制回路切断，交流接触器线圈失电，其主触

9、点断开，电机停止运转。 2. 正转实验 本实验主要是实现按下按钮电机持续转动，当按下停止按钮电机才停止转 。1-2-2动。实验电路如图 图1-2-2 用接触器控制电动机长动控制电路 注：在本实验中需注意的是“自锁”环节，即在控制电路中将接触器KM的常开触点并联在的按钮SB常开触点上，称为自锁，其作用是：当松开SB22后，仍可以保证KM线圈得电，电机得以持续运行。 实验流程：当按下启动按钮SB，控制回路接通，交流接触器线圈KM得2电，而使其主触点闭合，同时其常开触点也闭合，主电路接通，从而使电机运转，当松开按钮SB之后，虽然按钮SB常开触点断开，但是电流仍可通过接22触器KM的常开，使电机继续运

10、转；当按下停止按钮SB，控制回路切断，交1流接触器KM线圈失电，其主触点断开，电机停止运转。 3. 正反转实验 本实验主要是实现按下正转启动按钮电机正转运行，若要电机反转，必须 。1-2-3实验电路如图电机方可反向启动。再按反转启动按钮，按下停止按钮后， 图1-2-3 用按钮控制的电动机正反转电路 由于本实验中要进行电机反转，因而必须再加入一个交流接触器，这样就需使用两个接触器，但若两接触器同时工作将发生主电路短路事故，因此为避免此种情况的发生，我们将引入“互锁”环节，即在控制电路中，若KM工作，1KM不得工作；若KM工作，KM不得工作。 122注：1）在本实验中需注意的是“互锁”环节，即在控

11、制电路中，将KM1和KM的常闭触点分别串联在KM和KM的工作线圈里，构成互相制约关系。122（电机正转时，KM得电，其常闭触点以断开来锁住KM线圈电路，使KM212不可能得电；同理，当电机反转时，KM得电，其常闭触点以断开来锁住KM12线圈电路，使KM不可能得电） 1 2）另一需注意的问题是主电路中两个交流接触器的相序问题，交换任意三相中的两相，就能达到电机反转要求。 实验流程：当按下正转启动按钮SB，正转控制回路接通，交流接触器KM12线圈得电，而使其主触点闭合，主电路接通，从而使电机正向运转，同时KM1的常开触点闭合实现自锁，常闭触点断开，切断了反转回路；若要电机反转，必须先按下停止按钮S

12、B后，电机停止运转后，再按下反转启动按钮SB，从31而使反转控制回路接通，交流接触器KM线圈得电，而使其主触点闭合，主电2 路接通，同时KM的常开触点闭合实现自锁，常闭触点断开，切断了正转回路，2从而使电机反向运转。 4. 延时正反转实验 本实验主要是利用时间继电器来对正反转实验电路进行延时控制。 初步电路设计如图1-2-4-1。 图1-2-4-1 电机延时正反转控制 实验流程：当按下正转启动按钮SB，中间继电器KA的线圈得电，之后12KA的常开触点闭合，达到自锁作用，从而使时间继电器KT的线圈也得电，11KT的常开触点在延时一定的时间后闭合，使接触器KM的线圈得电，其主触11点闭合，主电路接

13、通，电机正转运行；若要电机反转，必须先按下停止按钮SB1后。电机停止运转后，再按下反转启动按钮SB3，中间继电器KA的线圈得电，2之后KA的常开触点闭合，达到自锁作用，从而使时间继电器KT的线圈也得22电，而KT的常开触点在延时一定的时间后闭合，又使接触器KM的线圈得电，22 其主触点闭合，主电路接通，电机反转运行。 注：本实验同样需注意主电路的相序及控制电路的自锁和互锁环节。 在进行仔细分析电路流程之后发现其也存在一些不完善之处，因而在其基础上考虑到节电及延长元器件使用寿命等问题后进行改进完善电路设计。改进后电路如图1-2-4-2。 图1-2-4-2 电机延时正反转控制改进电路 实验流程：当

14、按下正转启动按钮SB，中间继电器KA的线圈得电，之后12KA的常开触点闭合，达到自锁作用，从而使时间继电器KT的线圈也得电，而11KT的常开触点在延时一定的时间后闭合，又使接触器KM的线圈得电，其主11触点闭合，主电路接通，电机正转运行，与此同时其常闭触点断开用于切断控制KA和KT的线圈电路，以达到节电和延长元器件使用寿命。（因为这两条支11路只起到启动和过渡作用，而要使电机运转只需要保证接触器KM线圈支路得电即可。）若要电机反转，必须先按下停止按钮SB后，电机停止运转后，再按1下反转启动按钮SB3，中间继电器KA的线圈得电，之后KA的常开触点闭合，22达到自锁作用，从而使时间继电器KT的线圈

15、也得电，而KT的常开触点在延22时一定的时间后闭合，又使接触器KM的线圈得电，其主触点闭合，主电路接2 通，电机反转运行，同理其常闭触点也必须切断控制KA和KT的线圈电路。 22 实习二 定子串电阻减压起动控制电路 一、实验的目的 所谓定子串电阻减压起动，就是在电动机起动的过程中，利用串联电阻来减小定子绕组电压，以达到限制起动电流的目的，一旦起动完毕，再将电阻短接，电动机进入全电压正常运行。 二、实验流程 当按下正转启动按钮SB，KM线圈得电并自锁，KM主触点闭合，电动机121串电阻减压启动。同时KM辅助触点闭合，KT得电并延时，延时一定时间后1KT的动合触点闭合，KM线圈得电并自锁，主触点闭合短接电阻，电动机全压3正转运行。 当按下正转启动按钮SB，KM线圈得电并自锁，KM主触点闭合，电动机222串电阻减压启动。同时KM辅助触点闭合，KT得电并延时，延时一定时间后2KT的动合触点闭合，KM线圈得电并自锁，主触点闭合短接电阻，电动机全压3反转运行。 其中，KM和KM的辅助常闭触点相互互锁，保证KM和KM不同时得2121电，防止电机同时正反转的发生。对于KM的辅助常闭触点是起在电机运行后3切断KT线圈的作用，这样既减少了电机的故障点，也提高了电路的可靠性。 三、定子串电阻减压起动的控制原理电路图