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信平电子变压器:一份关于电机电磁抱闸制动控制分析报告

2018-03-14 08:03:00 德州信平电子有限公司 阅读

在之前的一些文章里也说过减速电机的一些接线方式和原理。接下来的也与此相关,这一次将更加的详细讲述这种电机的接线以及接线图纸。

Y-△(星三角)降压启动控制线路-接触器应用接线图

Y-△降压启动适用于正常工作时定子绕组作三角形连接的电动机。由于方法简便且经济,所以使用较普遍,但启动转矩只有全压启动的三分之…,故只适用于空载或轻载启动。

Y-△启动器有OX3-13、Qx3—30、、Qx3—55、QX3—125型等。OX3后丽的数字系指额定电压为380V时,启动器可控制电动机的最大功率值(以kW计)。

OX3—13型Y-△自动启动器的控制线路如图11—11所示。(51elc.cn)

一份关于电机电磁抱闸制动控制分析报告!

合上电源开关Qs后,按下启动按钮SB2,接触器KM和KMl线圈同时获电吸合,KM和KMl主触头闭合,电动机接成Y降压启动,与此同时,时间继电器KT的线圈同时获电,

星形—三角形降压起动控制线路

星形——三角形降压起动控制线路

星形——三角形( Y —△)降压起动是指电动机起动时,把定子绕组接成星形,以降低起动电压,减小起动电流;待电动机起动后,再把定子绕组改接成三角形,使电动机全压运行。 Y —△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。

1.按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路

图 2.19 ( a )为按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路。线路的工作原理为:按下起动按钮 SB1 , KM1 、 KM2 得电吸合, KM1 自锁,电动机星形起动,待电动机转速接近额定转速时,按下 SB2 , KM2 断电、 KM3 得电并自锁,电动机转换成三角形全压运行。

2.时间继电器控制 Y —△降压起动控制线路

图 2.19 ( b )为时间继电器自动控制 Y —△降压起动控制线路,电路的工作原理为:按下起动按钮 SB1 , KM1 、 KM2 得电吸合,电动机星形起动,同时 KT 也得电,经延时后时间继电器 KT 常闭触头打开,使得 KM2 断电,常开触头闭合,使得 KM3 得电闭合并自锁,电动机由星形切换成三角形正常运行。

串电阻(或电抗)降压起动控制线路

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,以达到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则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。

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串电阻(或电抗)降压起动控制线路

图2定子串电阻降压起动控制线路

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图2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2(A)控制线路的工作过程如下:

按SB2 KM1得电(电动机串电阻启动)

KT 得电 (延时) 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。

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断电控制工程网版权所有,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。

串电阻起动的优点是控制线路结构简单,成本低,动作可靠,提高了功率因数,有利于保证电网质量。但是控制工程网版权所有,由于定子串电阻降压起动,起动电流随定子电压成正比下降,而起动转矩则按电压下降比例的平方倍下降。

同时,每次起动都要消耗大量的电能。因此,三相鼠笼式异步电动机采用电阻降压的起动方法,仅适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。大容量电动机多采用串电抗降压起动。

鼠笼式异步电动机全压启动控制线路

在许多工矿企业中,鼠笼式异步电动机的数量占电力拖动设备总数的85%左右。在变压器容量允许的情况下,鼠笼式异步电动机应该尽可能采用全电压直接起动,既可以提高控制线路的可靠性,又可以减少电器的维修工作量。

电动机单向起动控制线路常用于只需要单方向运转的小功率电动机的控制。例如小型通风机、水泵以及皮带运输机等机械设备。图1是电动机单向起动控

制线路的电气原理图。这是一种最常用、最简单的控制线路,能实现对电动机的起动、停止的自动控制、远距离控制、频繁操作等。

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单向运行电气控制线路

图1单向运行电气控制线路

在图1中,主电路由隔离开关QS、熔断器FU、接触器KM的常开主触点,热继电器FR的热元件和电动机M组成。控制电路由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM线圈和常开辅助触点、热继电器FR的常闭触头构成。

控制线路工作原理为:

1、起动电动机 合上三相隔离开关QS,按起动按钮SB2,按触器KM的吸引线圈得电,3对常开主触点闭合,将电动机M接入电源,电动机开始起动。同时,与SB2并联的KM的常开辅助触点闭合,即使松手断开SB2,吸引线圈KM通过其辅助触点可以继续保持通电,维持吸合状态。凡是接触器(或继电器)利用自己的辅助触点来保持其线圈带电的,称之为自锁(自保)。这个触点称为自锁(自保)触点。由于KM的自锁作用,当松开SB2后,电动机M仍能继续起动,最后达到稳定运转。

2、停止电动机 按停止按钮SB1控制工程网版权所有,接触器KM的线圈失电,其主触点和辅助触点均断开,电动机脱离电源,停止运转。这时即使松开停止按钮,由于自锁触点断开,接触器KM线圈不会再通电,电动机不会自行起动。只有再次按下起动按钮SB2时,电动机方能再次起动运转。

也可以用下述方式描述:

合上开关QS

起动→KM主触点闭点→电动机M得电起动、运行

按下SB2→KM线圈得电—→KM常开辅助触点闭合→实现自保

停车→KM主触点复位→电动机M断电停车

按下SB1→KM线圈失电—→ KM常开辅助触点复位→自保解除

串自耦变压器降压起动控制线路

在自耦变压器降压起动的控制线路中,限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。自耦变压器的初级和电源相接,自耦变压器的次级与电动机相联。自耦变压器的次级一般有3个抽头,可得到3种数值不等的电压。使用时,可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。

电动机起动时,定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,一旦起动完毕,自耦变压器便被切除,电动机直接接至电源,即得到自耦变压器的一次电压,电动机进入全电压运行。通常称这种自耦变压器为起动补偿器。这一线路的设计思想和串电阻起动线路基本相同,都是按时间原则来完成电动机起动过程的。

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定子串自耦变压器降压起动控制线路

图3定子串自耦变压器降压起动控制线路

线路工作原理:

闭合开关QS。

起动 按下按钮SB2,KM1和时间继电器KT同时得电,KM1常开主触点闭合,电动机经星形连接的自耦变压器接至电源降压起动。

时间继电器KT经一定时间到达延时值,其常开延时触点闭合,中间继电器KA得电并自锁,KA的常闭触点断开,使接触器KM1线圈失电,KM1主触点断开,将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触点断开,KT线圈失电,KM1常闭触点恢复闭合,在KM1失电后,使接触器KM2线圈得电,KM2的主触点闭合,将电动机直接接入电源,使之在全电压下正常运行。

停止 按下按钮SB1,KM2线圈失电,电动机停止转动。

在自耦变压器降压起动过程中,起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。在获得同样起动转矩的情况下,采用自耦变压器降压起动从电网获取的电流,比采用电阻降压起动要小得多,对电网电流冲击小,功率损耗小。

所以自耦变压器被称之为起动补偿器。换句话说,若从电网取得同样大小的起动电流,采用自耦变压器降压起动会产生较大的起动转矩。这种起动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价格较贵,相对电阻结构复杂,体积庞大,且是按照非连续工作制设计制造的,故不允许频繁操作。

Y—△降压起动控制线路

(1)线路设计思想

Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动,简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是,在起动时将电动机定子绕组接成星形,每相绕组承受的电压为电源的相电压(220V),减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法,每相绕组承受的电压为电源的线电压(380V),电动机进入正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机,均可采用这种线路。

(2)典型线路介绍

定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如图4所示。

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Y—△降压起动控制线路

工作原理:

按下起动按钮SB2,接触器KM1线圈得电,电动机M接入电源。同时,时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。

接触器KM2线圈得电,其常开主触点闭合,电动机M定子绕组在星形连接下运行。KM2的常闭辅助触点断开,保证了接触器KM3不得电。

时间继电器KT的常开触点延时闭合;常闭触点延时继开,切断KM2线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触点闭合。

接触器KM3线圈得电,其主触点闭合,使电动机M由星形起动切换为三角形运行。

停车按SB1 辅助电路断电 各接触器释放电动机断电停车

线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁,防止它们同时动作造成短路;此外,线路转入三角接运行后,KM3的常闭触点分断,切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能,并延长其寿命。

三相鼠笼式异步电动机采用Y—△降压起动的优点在于:定子绕组星形接法时,起动电压为直接采用三角形接法时的1/3,起动电流为三角形接法时的1/3,因而起动电流特性好,线路较简单,投资少。其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3,转矩特性差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。另外应注意,Y—△联接时要注意其旋转方向的一致性。

△—△降压起动控制线路

1) 线路设计思想

如前所述,Y—△降压起动有很多优点,但美中不足的是起动转矩太小。能否设计一种新的降压起动方法,既具有星形接法起动电流小,又不需要专用起动设备,同时又具有三角形接法起动转矩大的优点,以期完成更为理想的起动过程呢?


△—△降压起动便能满足这种要求。在起动时,将电动机定子绕组一部分接成星形,另一部分接成三角形。待起动结束后,再转换成三角形接法,转换过程仍按照时间原则来控制。从图5中的绕组接线看,就是一个三角形3条边的延长,故也称延边三角形。

图5为电动机定子绕组抽头连接方式。其中图(a)是原始状态。图(b)为起动时接成延边三角形的状态。图(c)为正常运行时状态。这种电动机共有9个抽线头控制工程网版权所有,改变定子绕组抽头比(即N1与N2之比),就能改变起动时定子绕组上电压的大小,从而改变起动电流和起动转矩。但一般来说,电动机的抽头比已经固定,所以,仅在这些抽头比的范围内作有限的变动。

例如,通过相量计算可知,若线电压为380V,当N1/N2=1/1时,相似于自耦变压器的抽头百分比71℅,则相电压为264V;当N1/N2=1/2时,相似于自耦变压器的抽头百分比78℅,则相电压为290V;当N1/N2=2/1时,相似于自耦变压器的抽头百分比66℅;Y—△接法,相似于自耦变压器的抽头百分比58℅。

(2) 典型线路介绍

定子绕组呈△—△接法的线路如图6所示。

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(定子绕组呈△—△接法)

线路工作原理:

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三相异步电动机的制动控制线路

某些生产机械,如车床等要求在工作时频繁的起动与停止;有些工作机械,如起重机的吊勾需要准确定位,这些机械都要求电动机在断电后迅速停转,以提高生产效率和保护安全生产。

电动机断电后,能使电动机在很短的时间内就停转的方法,称作制动控制。制动控制的方法常用的有二类,即机械制动与电力制动,下面将这两种制动方法介绍如下。

一、机械制动

机械制动是利用机械装置,使电动机迅速停转的方法,经常采用的机械制动设备是电磁抱闸,电闸抱闸的外形结构如图21801所示。

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电磁抱闸主要由两部分构成:制动电磁铁和闸瓦制动器。 制动电磁铁由铁芯和线圈组成;线圈有的采用三相电源,有的采用单相电源;闸瓦制动器包括:闸瓦,闸轮,杠杆和弹簧等。闸轮与电动机装在同一根转轴上. 制动强度可通过调整弹簧力来改变。

一)电磁抱闸制动控制线路之一

电磁抱闸制动控制线路之一如图21802所示:

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电磁抱闸制动控制线路的工作原理简述如下:

接通电源开关QS后,按起动按钮SB2,接触器KM线圈获电工作并自锁。电磁抱闸YB线圈获电,吸引衔铁(动铁芯),使动、静铁芯吸合,动铁芯克服弹簧拉力,迫使制动杠杆向上移动,从而使制动器的闸瓦与闸轮分开,取消对电动机的制动;与此同时,电动机获电起动至正常运转。

当需要停车时,按停止按钮SB1,接触器KM断电释放,电动机的电源被切断的同时,电磁抱闸的线圈也失电, 衔铁被释放,在弹簧拉力的作用下,使闸瓦紧紧抱住闸轮,电动机被制动,迅速停止转动。

电磁抱闸制动,在起重机械上被广泛应用。当重物吊到一定高度, 如果线路突然发生故障或停电时,电动机断电,电磁抱闸线圈也断电, 闸瓦立即抱住闸轮使电动机迅速制动停转,从而防止了重物突然落下而发生事故。

二)电磁抱闸制动控制线路之二

采用图21802控制线路,有时会因制动电磁铁的延时释放,造成制动失灵。

造成制动电磁铁延时的主要原因:制动电磁铁线圈并接在电动机引出线上(参见图2-71)。电动机电源切断后,电动机不会立即停止转动,它要因惯性而继续转动。由于转子剩磁的存在,使电动机处于发电运行状态,定子绕组的感应电势加在电磁抱闸YB线圈上。所以当电动机主回路电源被切断后,YB线圈不会立即断电释放,而是在YB线圈的供电电流小到不能使动、静铁芯维持吸合时,才开始释放。

解决上述问题的简单方法是;在线圈YB的供电回路中串入接触器KM的常开触头。如果辅助常开触头容量不够时, 可选用具有五个主触头的接触器。或另外增加一个接触器,将后增加接触器的线圈与原接触器线圈并联。将其主触头串入YB的线圈回路中。这样可使电磁抱闸YB的线圈与电动机主回路同时断电,消除了YB的延时释放。

防止电磁抱闸延时的制动控制线路如图21803所示。

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