電動(dòng)機(jī)控制

1.三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)控制線路

在起動(dòng)過程中需要考慮的主要因素有最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）和起動(dòng)電流（堵轉(zhuǎn)電流）。由于鼠籠式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉和維修工作量較小等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在電源變壓器允許的情況下，鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)盡可能地采用全電壓起動(dòng)，這樣既可以提高控制線路的可靠性，也可以減少電氣的維修工作量。

電動(dòng)機(jī)常用的全壓起動(dòng)方法有：斷路器（包括刀開關(guān)、倒順開關(guān)等的起動(dòng)）起動(dòng)、接觸器起動(dòng)兩種。

在工業(yè)電氣安裝工程中，電動(dòng)機(jī)都是用接觸器進(jìn)行控制的，而控制電路則由各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等組成。其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、反向、制動(dòng)和調(diào)速等運(yùn)行性能的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝的要求。各種生產(chǎn)機(jī)械加工對(duì)象和生產(chǎn)工藝要求不同，電動(dòng)機(jī)控制電路也就不同，有的比較簡單，有的相當(dāng)復(fù)雜。但任何復(fù)雜的電氣控制線路都是由一些比較簡單的基本控制電路按需要組合而成的。常見的有：

（1）基本控制（單向運(yùn)行控制）；（2）單向點(diǎn)動(dòng)控制；（3）點(diǎn)動(dòng)與起動(dòng)混合控制；（4）多地點(diǎn)與多信號(hào)控制；（5）單按鈕控制；（6）單線遠(yuǎn)程控制；（7）來電自起動(dòng)控制；（8）正反轉(zhuǎn)控制；（9）自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制；（10）帶點(diǎn)動(dòng)的自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制；（11）兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切換控制；（12）多臺(tái)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)控制；（13）多臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制。

另外，還有各種指示、互鎖和保護(hù)線路，如：運(yùn)行指示、停止指示、故障指示、起動(dòng)指示、接觸器互鎖、按鈕互鎖、雙重互鎖、零電壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過載保護(hù)和缺相保護(hù)等等。

2.三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制線路

三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)采用全電壓直接起動(dòng)的時(shí)候，雖然控制線路簡單、維修工作量較少。但是如果電源變壓器容量不足，勉強(qiáng)采用全電壓直接起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)有可能無法起動(dòng)或因電網(wǎng)電壓下降造成生產(chǎn)事故，因此就必須采用降壓起動(dòng)。其目的是為了降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和減少變壓器二次電壓的大幅度下降。同時(shí)在采用降壓起動(dòng)方式以后，可以使電動(dòng)機(jī)定子繞組的兩端避免或減少因過大的起動(dòng)電流而引起的位移和變形。此外，對(duì)緩慢絕緣老化、延長電動(dòng)機(jī)的正常使用壽命等方面，也都有一定的積極作用。降壓起動(dòng)的方法也較多，常用的有：①星—三角降壓起動(dòng)；②自耦變壓器降壓起動(dòng)；③定子串電阻（或電抗器）降壓起動(dòng)；④延邊三角形降壓起動(dòng) 。

全壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制開關(guān)應(yīng)按下列要求選擇：

（1）功率在5.5kW及以下的電動(dòng)機(jī)，可采用瓷底膠蓋刀開關(guān)，其額定電流不應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。

（2）功率在15kW以下的電動(dòng)機(jī)，宜采用鐵殼開關(guān)，其額定電流不應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)額定電流的2倍。

（3）采用自動(dòng)斷路器或磁力起動(dòng)器時(shí)，其額定電流不應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的額定電流 。

電動(dòng)機(jī)控制交流接觸器的安裝

交流接觸器在安裝接線的全過程均應(yīng)做充分地檢查工作。

（1）安裝前應(yīng)檢查核對(duì)下列工作內(nèi)容：

1）接觸器的結(jié)構(gòu)形式，技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合安裝處的工作環(huán)境、工作條件所決定的技術(shù)條件，如安全防護(hù)的IP等級(jí)、適應(yīng)的AC類別、電壓等級(jí)以及電流級(jí)次等。

2）接觸器組合元件，如觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及整體結(jié)構(gòu)是否完好，是否符合標(biāo)準(zhǔn)，尤其電磁系統(tǒng)，其鐵心應(yīng)無污垢，無銹蝕，線圈引出線端子導(dǎo)通良好。

3）在主觸頭不帶電的情況下，勵(lì)磁吸合是否正常，三相觸頭接通動(dòng)作是否同期，接觸緊密，無異常響聲。輔助觸頭隨動(dòng)性及接觸良好。

4）真空接觸器在安裝前應(yīng)采用工頻耐壓法，檢查真空開關(guān)管的真空度，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）安裝接線后應(yīng)檢查核對(duì)下列工作內(nèi)容：

1）元器件安裝接線是否牢固，使用的元器件是否符合要求。

2）接線是否正確，其工藝是否完美。

3）有關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否齊全，是否符合要求。

4）操作及傳動(dòng)試驗(yàn)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)等等。

（3）交流接觸器的安裝接線應(yīng)符合如下要求：

1）組合元件的排列擺放應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2）應(yīng)采用新材料、新產(chǎn)品和新工藝。

3）接線要標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化。比如：采用卡軌定位安裝，以利于更換和檢修；采用接線板，使接線層次清晰；采用公用母線接線端子板，使等電位端子接線簡潔整齊；采用塑料線槽組裝線束，使配線在線槽中得到保護(hù)，使外部線條干凈利落，等等 。

電動(dòng)機(jī)控制輔助電路接線要領(lǐng)

電控接線的重點(diǎn)在操作、控制、計(jì)量、監(jiān)測(cè)、保護(hù)及信號(hào)等輔助電路上，其要領(lǐng)歸納如下：

1）控制回路電源一般采用熔斷器或小型空氣斷路器配出，實(shí)施短路保護(hù)。

2）同一控制電源中各回路兩端的等電位處采用“并聯(lián)跳線”或“母線式接線端子板”向各回路配出控制電源。

3）對(duì)一條回路，從電源的一端出發(fā)把回路中所有的控制接點(diǎn)及被控元件串接起來，回到電源的另一端，且通過電源內(nèi)電路使這條回路形成一個(gè)完整的環(huán)路。在控制電壓作用下，回路中的元件才能發(fā)揮預(yù)期的功能和作用。

4）連續(xù)運(yùn)行的交流接觸器要用其常開輔助觸點(diǎn)與起動(dòng)按鈕常開觸點(diǎn)并聯(lián)起來，松開按鈕，其常開輔助點(diǎn)隨之閉合，予以自鎖。

5）諸如正、反轉(zhuǎn)、星-三角變換等兩臺(tái)以上接觸器實(shí)施程序運(yùn)行時(shí)，要把相互切換接觸器的常閉點(diǎn)（或起動(dòng)按鈕的常閉觸點(diǎn)）串入對(duì)方控制電路中，實(shí)施互鎖控制。

6）設(shè)安全繼電器的控制電路應(yīng)在相關(guān)回路電源處設(shè)安全閉鎖常開觸點(diǎn)。

7）在信號(hào)電路中，運(yùn)行信號(hào)燈與接觸器的常開輔助觸點(diǎn)串聯(lián)，停止信號(hào)燈與接觸器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，構(gòu)成信號(hào)回路。

8）配線應(yīng)做到簡化、合理、路徑短。接線牢固、整齊、美觀，無交叉凌亂現(xiàn)象，層次清晰，便于維護(hù)。

9）新規(guī)程規(guī)定：輔助電路一律采用黑色絕緣導(dǎo)線配線；公用電源母線采用黃、綠條紋相間的導(dǎo)線配線。

10）輔助電路導(dǎo)線條數(shù)較多，應(yīng)整理成束，定距離固定，加以包扎，加強(qiáng)其絕緣強(qiáng)度。

11）當(dāng)控制程序需要一定的延時(shí)，應(yīng)增設(shè)時(shí)間繼電器回路，時(shí)間繼電器的延時(shí)斷開的常閉觸點(diǎn)應(yīng)串接在待延時(shí)停止的接觸器線圈回路中，而時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)應(yīng)串接在待延時(shí)起動(dòng)的接觸器線圈回路中。

12）輔助電路的控制功能應(yīng)與主電路換相、切換等控制目的相一致，充分體現(xiàn)所設(shè)接觸器的工作原理。按工作原理進(jìn)行主電路和輔助電路配線是電氣接線的宗旨 。

電動(dòng)機(jī)控制接線中應(yīng)該注意的問題

1）注意導(dǎo)體端頭連接，防止松動(dòng)、虛接、假接以及斷線。

2）接線前，應(yīng)仔細(xì)地對(duì)每一元件做導(dǎo)通試驗(yàn)，刮去接線端的絕緣層及氧化膜。

3）注意相序，務(wù)必正確。

4）不要把電動(dòng)機(jī)繞組首尾判斷錯(cuò)誤，發(fā)生反接。尤其，星-三角起動(dòng)用6根線接線時(shí)，一旦發(fā)生反轉(zhuǎn)，且不要在繞組的六個(gè)引出端處變換“相序”，因?yàn)檫@樣將使電動(dòng)機(jī)定子繞組有一相反接，造成運(yùn)行中一相電流過大，燒毀電動(dòng)機(jī)。必須在主電路處調(diào)換端頭來調(diào)整相序，變更電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。

5）注意設(shè)備極性、元件功能，尤其各觸頭的功能，不能接錯(cuò)回路。

6）元件在電路中的串、并聯(lián)關(guān)系不要錯(cuò)接。

7）元件擺放位置不合理，會(huì)使接線繁瑣。

8）兩種金屬導(dǎo)線相連接時(shí)，應(yīng)采用將其連接端頭涂錫等防電化學(xué)腐蝕措施。

9）導(dǎo)流元件接點(diǎn)的容量應(yīng)適宜，不應(yīng)有發(fā)熱現(xiàn)象。對(duì)每一回路可能有的最大電流值應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，按標(biāo)準(zhǔn)選用。

為此，施工接線前，應(yīng)熟悉國家新標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的技術(shù)要求，熟悉接線系統(tǒng)的工作原理，熟悉每一組合元件的結(jié)構(gòu)和工作原理；按圖接線，按標(biāo)準(zhǔn)施工；認(rèn)真進(jìn)行接線，認(rèn)真進(jìn)行例行試驗(yàn)，確保安裝接線質(zhì)量符合要求 。

1.小型電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備故障

小型電動(dòng)機(jī)控制一般采用刀開關(guān)，刀開關(guān)負(fù)荷側(cè)加裝熔斷器。主要故障是靜觸頭燒壞，靜觸頭與導(dǎo)線連接處的接線螺栓燒壞。熔斷器裝設(shè)熔絲的螺栓燒壞，有時(shí)連接導(dǎo)線接觸不良發(fā)熱而燒斷。

上述故障原因主要是安裝不符合要求。所以，要求導(dǎo)線截面積要大，插入刀開關(guān)接線孔的深度要深，固定螺絲要擰緊。因銅、鋁兩種材料接觸易使鋁導(dǎo)線腐蝕，接觸電阻增大，易發(fā)熱燒壞接觸處。為此，可在銅材料上鍍一層錫，就避免了燒壞接觸處的故障發(fā)生。

2.自動(dòng)控制線路

為了節(jié)省投資，小型電動(dòng)機(jī)控制多采用刀開關(guān)加熔斷器，或者采用石板閘。但是，這種控制在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí)分?jǐn)嗄芰Σ?，不能?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制。如果在頻繁操作的場(chǎng)所，觸頭處易發(fā)熱燒壞，因而采用自動(dòng)控制線路，接線如圖1所示。

這種控制線路常見故障是：①一次回路，交流接觸器動(dòng)、靜觸頭接觸不良、接觸壓力不足、磨損嚴(yán)重、表面有污臟物質(zhì)或者表面逐漸形成氧化層等。因而使動(dòng)、靜觸頭表面接觸電阻增大。由于電流的熱效應(yīng)，使接觸處的溫度升高，造成動(dòng)、靜觸頭接觸處過熱，最后燒毀接觸器。②鋁導(dǎo)線與交流接觸器連接，易腐蝕，使接觸電阻增大以致過熱并燒斷導(dǎo)線和設(shè)備。可有針對(duì)性采取措施，預(yù)防事故的發(fā)生。QS—刀開關(guān)；KM—交流接觸器；SB—啟動(dòng)按鈕；SBS—停止按鈕；FU—熔斷器；KH—熱繼電器；K—中間繼電器。

措施之一：加強(qiáng)在電機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視，認(rèn)真巡視檢查，重點(diǎn)觀察主回路各元件的過熱情況，在易發(fā)熱的有關(guān)部位貼示溫臘片，有條件的也可采用測(cè)溫儀帶電測(cè)溫。

措施之二：提高安裝和檢修質(zhì)量。新設(shè)備安裝時(shí)，要符合規(guī)范要求。如果電動(dòng)機(jī)控制是采用定型盤（柜），安裝時(shí)應(yīng)按施工圖紙布置，按順序?qū)⒈P（柜）放在基礎(chǔ)槽鋼上，用M12鍍鋅螺絲固定，基礎(chǔ)槽鋼必須可靠接地。一次線連接時(shí)，要把盤上涂漆母線的漆皮刮掉，連接母線的螺絲應(yīng)墊一個(gè)彈簧墊圈和一個(gè)平墊，固定螺絲應(yīng)擰緊。

對(duì)于二次線的連接，每根連接小線頭應(yīng)彎成圓圈，用鍍鋅螺絲、小平墊圈、彈簧墊連接在每個(gè)端子排上。每一個(gè)接線端子最多連接兩根導(dǎo)線，導(dǎo)線如系多股，應(yīng)鍍錫，不準(zhǔn)有斷股。

不論一次或二次回路接線，施工完畢后，均應(yīng)重新把螺絲再緊一次。對(duì)各元件應(yīng)試驗(yàn)，各參數(shù)符合要求后，才可合閘送電。

檢修質(zhì)量是安全運(yùn)行的可靠保證。因此，應(yīng)對(duì)設(shè)備定期檢修，對(duì)于已損傷嚴(yán)重、燒傷面大的元件要及時(shí)更換。拉緊彈簧因交流接觸器本體過熱而導(dǎo)致彈簧過熱，使彈簧的拉力降低，應(yīng)及時(shí)更換彈簧。交流接觸器另一個(gè)常見故障是磁鐵的吸力不足而使主觸頭接觸的壓力減小。對(duì)于這種故障，要使吸合磁鐵的接觸面大，表面污物要清除掉，電源電壓達(dá)到磁鐵線圈的額定值。磁鐵的另一個(gè)缺陷是交流聲音太大，可以改成直流無聲運(yùn)行。

二次線故障，通常是繼電器觸點(diǎn)接觸不良，有時(shí)觸點(diǎn)燒壞。如圖2中的K或KH觸點(diǎn)斷開后，交流接觸器啟動(dòng)回路斷開，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)不了，此時(shí)應(yīng)先檢查電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)回路?？捎米灾仆糁鸺?jí)檢查，查出回路斷開的準(zhǔn)確點(diǎn)后，進(jìn)行處理，多數(shù)是更換繼電器。一般情況下，啟動(dòng)按鈕、停止按鈕故障較小。二次故障中常見的是交流接觸器輔助觸點(diǎn)燒壞，電動(dòng)機(jī)按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng)，但一松開啟動(dòng)按鈕后，失去閉鎖功能而電動(dòng)機(jī)停機(jī)。此類故障，可以倒到另一對(duì)常開觸點(diǎn)即可。QS—刀開關(guān)；1FU—熔斷器；SBS—停止按鈕；SB—啟動(dòng)按鈕；K—中間斷電器；KM—交流接觸器；KH—熱繼電器；FU—熔斷器。

另一個(gè)經(jīng)常遇到的故障是二次回路熔斷器熔絲熔斷。表現(xiàn)為按下啟動(dòng)按鈕SB后，電動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)，交流接觸器KM吸力磁鐵不吸合。可把熔斷器取下，檢查熔絲是否熔斷，如果熔絲熔斷，換上熔絲后重新安上，再按下啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)就開始啟動(dòng)。如果電動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)，則故障點(diǎn)不在此處，再重新去檢查其他元件是否有故障，查出故障并進(jìn)行處理，直至電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng)為止 。2100433B

李響初等編著的《實(shí)用電動(dòng)機(jī)控制線路200例》精選了國內(nèi)、外實(shí)用電動(dòng)機(jī)控制線路200例，內(nèi)容包括實(shí)用三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路、實(shí)用三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制線路、實(shí)用直流電動(dòng)機(jī)控制線路、實(shí)用無刷直流電動(dòng)機(jī)控制線路、實(shí)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制線路、實(shí)用醫(yī)療器械電動(dòng)機(jī)控制線路、實(shí)用家用電器電動(dòng)機(jī)控制線路、實(shí)用工礦器械電動(dòng)機(jī)控制線路和實(shí)用農(nóng)業(yè)器械電動(dòng)機(jī)控制線路，并詳細(xì)介紹了每例實(shí)用電路的電路結(jié)構(gòu)及主要電氣元件作用、工作原理和安裝與調(diào)試方法，具有電路設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理、實(shí)用性強(qiáng)、易于制作等特點(diǎn)?！秾?shí)用電動(dòng)機(jī)控制線路200例》適用于電動(dòng)機(jī)控制與技術(shù)開發(fā)人員作為參考資料和技術(shù)革新、設(shè)備改造的關(guān)鍵素材，也可作為各類職業(yè)院校、社會(huì)培訓(xùn)班的實(shí)訓(xùn)教材和教學(xué)參考用書。

前言

第一章 電動(dòng)機(jī)控制基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的分類和選用

第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

第三節(jié) 電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)控制線路的繪制

第二章 電動(dòng)機(jī)控制常用低壓電器

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 接觸器

第三節(jié) 繼電器

第四節(jié) 熔斷器

第五節(jié) 低壓斷路器和刀開關(guān)

第六節(jié) 主令電器

第三章 直流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)

第一節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)工作原理

第二節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類

第三節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)控制線路

第四節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速

第四章 三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)

第一節(jié) 三相交流異步電動(dòng)機(jī)工作原理

第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類

第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路

第四節(jié) 交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速

第五節(jié) 實(shí)例分析

第五章 同步電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)

第一節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)工作原理

第二節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類

第三節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制

第四節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

第六章 控制電動(dòng)機(jī)

第一節(jié) 伺服電動(dòng)機(jī)

第二節(jié) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

第三節(jié) 直線電動(dòng)機(jī)

第七章 電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

第一節(jié) 原料皮帶運(yùn)輸機(jī)控制電路

第二節(jié) 卷揚(yáng)機(jī)控制電路

第三節(jié) 工廠空調(diào)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)控制電路

第四節(jié) 電動(dòng)機(jī)抽水蓄能檢測(cè)控制電路

第五節(jié) 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)控制電路

第六節(jié) C6140T車床電氣控制線路分析

第七節(jié) X62W臥式萬能銑床電氣控制線路分析

第八節(jié) 混凝土攪拌機(jī)控制電路

第九節(jié) ZTK-1型系列電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路

第十節(jié) KGLF-300/75型同步電動(dòng)機(jī)可控硅整流電路

參考文獻(xiàn)