各類(lèi)電動(dòng)機(jī)如何控制電路?圖解分析
在前面的文章中已經(jīng)分享過(guò)有關(guān)接觸器、繼電器使用的一些電路,它們?cè)陔姍C(jī)控制線(xiàn)路中的使用也是非常頻繁,今天跟大家分享一些電機(jī)控制方面的實(shí)物接線(xiàn)圖,并做簡(jiǎn)要分析,希望對(duì)您有用。
該線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)的功能是,當(dāng)電源接通后,電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài),對(duì)應(yīng)的停止指示燈亮起;當(dāng)按一下啟動(dòng)按鈕后,接觸器自鎖,同時(shí)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的指示燈亮起,由于接觸器線(xiàn)圈通電,其常閉觸點(diǎn)動(dòng)作變?yōu)閿嚅_(kāi),從而滅掉了停止按鈕對(duì)應(yīng)的指示燈。
圖2也是非常簡(jiǎn)單的啟停電路,只是在主電路上增加了一個(gè)電機(jī)綜合保護(hù)器,其集成了傳統(tǒng)的斷路器(熔斷器)、接觸器、過(guò)載(或過(guò)流、斷相)保護(hù)繼電器、起動(dòng)器、隔離器等的主要功能,具有遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制和就地直接人力控制功能,具有面板指示及機(jī)電信號(hào)報(bào)警功能,具有過(guò)壓欠壓保護(hù)功能,具有斷相缺相保護(hù)功能,具有協(xié)調(diào)配合的時(shí)間-電流保護(hù)特性(具有反時(shí)限、定時(shí)限和瞬時(shí)三段保護(hù)特性)。根據(jù)需要選配功能模塊或附件,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)電動(dòng)機(jī)負(fù)載、配電負(fù)載的控制與保護(hù)。
圖3的功能是實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止功能,觀(guān)察發(fā)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)自鎖電路是基本一樣的,只是將彼此控制的繼電器的常閉觸點(diǎn)放到對(duì)方的自鎖線(xiàn)路中,這樣就實(shí)現(xiàn)了互鎖,即KM1得電的時(shí)候,KM2不得電;KM2的電時(shí),KM1得不到電。如果接觸器的質(zhì)量絕對(duì)可靠,在電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),可以直接按下反轉(zhuǎn)按鈕,電機(jī)就開(kāi)始反轉(zhuǎn)。對(duì)于這樣的電路,安全的操作應(yīng)該是,如果想讓設(shè)備改變轉(zhuǎn)向,應(yīng)該先按下停止按鈕,然后再去按相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)的按鈕。
圖4在圖3的基礎(chǔ)上進(jìn)行了安全升級(jí),細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn),順啟動(dòng)按鈕和逆啟動(dòng)按鈕的兩組觸點(diǎn)都用上了,其中一組觸點(diǎn)是用于自己線(xiàn)路自鎖的常開(kāi)觸點(diǎn),另一組觸點(diǎn)是用于斷開(kāi)對(duì)方自鎖線(xiàn)路的常閉觸點(diǎn)。按鈕按下時(shí),自己的自鎖線(xiàn)路接通,同時(shí)用自己接在對(duì)方自鎖線(xiàn)路的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),使對(duì)方無(wú)法接通,這就首先實(shí)現(xiàn)了按鈕的互鎖。繼電器的互鎖方法,同圖3.
圖5是一個(gè)家庭比較實(shí)用的電路圖,通過(guò)使用液位繼電器,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制水位,電路圖中給出了液位繼電器內(nèi)部的電路情況,本文不做闡述,只要在拿到液位繼電器時(shí)知道如何將它接入電路即可。通過(guò)液位探頭配合液位繼電器不同的接線(xiàn)方式,可以實(shí)現(xiàn)水位上限和下限的控制。
電機(jī)保護(hù)控制器,是針對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)在各種應(yīng)用場(chǎng)合產(chǎn)生的故障診斷而開(kāi)發(fā)的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。具有體積小,重量輕、功能強(qiáng)大,可靠性高,配置靈活,外形美觀(guān)、安裝方便等特點(diǎn)。采用高集成制的高速處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理,在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)上,融入測(cè)控、計(jì)量、運(yùn)行記錄和通訊功能,真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,智能化,網(wǎng)絡(luò)化,做到保護(hù)和測(cè)控與一體,為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的管理帶來(lái)了很大的便利。
1)集保護(hù)功能和測(cè)控功能于一體。
(2)實(shí)現(xiàn)三相全電量測(cè)量,三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功電能、無(wú)功電能等多種測(cè)量值既可以在就地液晶面板上顯示,也可以遠(yuǎn)傳至監(jiān)控系統(tǒng)。
(3)具有直接啟動(dòng)、雙向啟動(dòng)、星/三角啟動(dòng)、自耦變壓器啟動(dòng)等多種啟動(dòng)控制方式;具有晃電自啟動(dòng)功能,可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的分批再啟動(dòng)。
(4)配備小型專(zhuān)用穿芯式電流互感器(160A以下),對(duì)于小功率電動(dòng)機(jī)可以免去外部電流互感器,節(jié)省成本?!?1路開(kāi)關(guān)量輸入監(jiān)測(cè),具有64個(gè)SOE事件記錄功能,包括時(shí)間和類(lèi)型,事件記錄可通訊上傳,便于故障分析事件原因(事件記錄數(shù)量可擴(kuò)充)。多達(dá)5路繼電器智能化控制輸出,實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘輸出、報(bào)警輸出、控制輸出及其他遙控功能。
(5)具有短路保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地漏電保護(hù)、三相電流不平衡保護(hù)、斷相保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、工藝連鎖跳閘和適用于增安型電動(dòng)機(jī)tE時(shí)間保護(hù),保證電動(dòng)機(jī)安全可靠運(yùn)行。
(6)提供4~20mA模擬量輸出/模擬量輸入功能,滿(mǎn)足用戶(hù)更多需求。
(7)具有遠(yuǎn)方通訊功能。采用RS485通訊接口和標(biāo)準(zhǔn)Modbus規(guī)約,可以將測(cè)量信息、開(kāi)關(guān)量狀態(tài)和變位信息、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、SOE事件內(nèi)容、保護(hù)定值參數(shù)等上傳至后臺(tái)監(jiān)控主機(jī),構(gòu)成電機(jī)馬達(dá)控制中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的集中管理和監(jiān)控。
(8)安裝方式靈活,即可以選擇屏柜嵌入式安裝,也可以選擇導(dǎo)軌安裝。
(9)超小型化設(shè)計(jì),具有一體式和分體式結(jié)構(gòu),適用于各種安裝方式,即可以屏上開(kāi)孔安裝,也可以選擇導(dǎo)軌安裝。
1)合上電源開(kāi)關(guān)QS,按下啟動(dòng)按鈕SB2,接觸器線(xiàn)圈KM得電,常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)接入電源啟動(dòng)。同時(shí)與啟動(dòng)按鈕并聯(lián)的接觸器輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,松開(kāi)SB2時(shí),接觸器線(xiàn)圈通過(guò)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)繼續(xù)保持通電,保證電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2)依靠接觸器自身常開(kāi)輔助觸點(diǎn)保持線(xiàn)圈通電的電路稱(chēng)為自鎖或自保持電路。輔助常開(kāi)觸點(diǎn)稱(chēng)為自鎖觸點(diǎn)。
3)電動(dòng)機(jī)需要停止時(shí),按下停止按鈕SB1,切斷接觸器KM線(xiàn)圈電路,KM常開(kāi)觸點(diǎn)與常開(kāi)輔助觸點(diǎn)均斷開(kāi),切斷電動(dòng)機(jī)電源電路和控制電路,電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
2、電路保護(hù)環(huán)節(jié)
1)短路保護(hù)
由熔斷器FU1、FU2分別實(shí)現(xiàn)主電路和控制電路的短路保護(hù)。為擴(kuò)大保護(hù)范圍,在電路中熔斷器應(yīng)安裝在靠近電源側(cè),通常安裝在電源開(kāi)關(guān)下邊。
2)過(guò)載保護(hù)
由于熔斷器具有反時(shí)限保護(hù)特性和分散性,難以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù),為此采用熱繼電器FR做為電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載時(shí),串接在電動(dòng)機(jī)定子電路中的雙金屬片過(guò)熱變形,使串接在控制電路中的熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)打開(kāi),切斷KM線(xiàn)圈電路,電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。
3)欠壓和失壓保護(hù)
當(dāng)電源電壓由于某種原因嚴(yán)重欠壓或失壓時(shí),接觸器電磁吸力急劇下降或消失,銜鐵釋放,常開(kāi)觸點(diǎn)與自鎖觸點(diǎn)斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。而當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時(shí),電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),以避免發(fā)生事故。因此帶有自鎖的控制電路具有欠壓與失壓保護(hù)功能。
二、正反轉(zhuǎn)控制電路
下圖為兩個(gè)按鈕分別控制兩個(gè)接觸器來(lái)改變電動(dòng)機(jī)相序,實(shí)行電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)的控制電路。
1、如圖(a)所示,將KM1 、KM2常閉觸點(diǎn)串接在對(duì)方線(xiàn)圈電路中,形成互相制約的控制,稱(chēng)為互鎖或連鎖控制。利用接觸器或繼電器常閉觸點(diǎn)的互鎖稱(chēng)為電氣互鎖。該電路欲使電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn),必須先按下停止按鈕,而后再反向啟動(dòng)。
2、要求頻繁實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)可用圖(b)所示控制電路控制,圖(b)是在圖(a)的基礎(chǔ)上,將正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2與反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3的常閉觸點(diǎn)串接在對(duì)方常開(kāi)觸點(diǎn)電路中。利用按鈕常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)的機(jī)械連鎖,在電路中互相制約的接法稱(chēng)為機(jī)械互鎖。這種具有電氣、機(jī)械雙重互鎖的控制電路是常用的、可靠的電動(dòng)機(jī)可逆控制電路。
三、丫-△啟動(dòng)控制電路
1、丫-△降壓?jiǎn)?dòng)是指正常運(yùn)行時(shí)△形接法的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)把定子繞組接成丫形,加在每相定子繞組上的啟動(dòng)電壓只有△形接法的跟1/√3,啟動(dòng)電流為△形接法1/3,起動(dòng)轉(zhuǎn)距也只有△形接法的1/3。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成后,把定子繞組改接成△形,使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。這種降壓?jiǎn)?dòng)方法只適用于輕載或空載下啟動(dòng)。
2、時(shí)間繼電器自動(dòng)切換丫-△啟動(dòng)控制電路
如上圖,先合上電源開(kāi)關(guān)QS,按下啟動(dòng)按鈕SB1,KM得電并自鎖,KM丫得電,電動(dòng)機(jī)丫接降壓?jiǎn)?dòng)。同時(shí)KM丫輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),使KM△在電動(dòng)機(jī)丫接運(yùn)行時(shí)處于斷電狀態(tài)。在按下SB1的同時(shí),KT得電,延時(shí)一段時(shí)間后,KT常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),KM丫斷電釋放,電動(dòng)機(jī)丫接中性點(diǎn)斷開(kāi)。另一對(duì)KT常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,KM△得電自鎖,電動(dòng)機(jī)△形連接運(yùn)行。同時(shí)KM△常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),KM丫、KT在電動(dòng)機(jī)△形連接運(yùn)行時(shí)處于斷電狀態(tài),使電路更為可靠地工作。至此電動(dòng)機(jī)丫-△降壓?jiǎn)?dòng)結(jié)束,投入正常運(yùn)行。停機(jī)時(shí)按下SB2即可。
四、反接制動(dòng)控制電路
1、反接制動(dòng)是將運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)電源反接,以改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序,從而使定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反,產(chǎn)生方向相反的制動(dòng)力矩使轉(zhuǎn)子迅速停轉(zhuǎn)。為防止電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后反轉(zhuǎn),一般在反接制動(dòng)控制電路中,用速度繼電器進(jìn)行自動(dòng)控制,保證當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速被制動(dòng)到接近零時(shí)迅速切斷電源,防止電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。
2、單向反接制動(dòng)控制原理圖
如下圖,單向反接制動(dòng)控制的主電路和正反轉(zhuǎn)控制的主電路基本相同,只是增加了三個(gè)限流電阻R。下圖中,KM1為正轉(zhuǎn)運(yùn)行接觸器,KM2為反接制動(dòng)接觸器,速度繼電器KA與電動(dòng)機(jī)用虛線(xiàn)相連表示同軸。
1)啟動(dòng)時(shí)按下SB1,KM1得電并自鎖,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到設(shè)定值時(shí),速度繼電器KA的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,因KM1常閉觸點(diǎn)已斷開(kāi),這時(shí)KM2線(xiàn)圈不通電,KA的接通僅為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。
2)停機(jī)時(shí),按下停止按鈕SB2,接觸器KM1斷電釋放,電動(dòng)機(jī)失電做慣性運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)KM1聯(lián)鎖觸點(diǎn)閉合,接觸器KM2得電吸合,電動(dòng)機(jī)串入限流電阻進(jìn)行反接制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的較小值時(shí),速度繼電器KA的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),接觸器KM2斷電釋放,電動(dòng)機(jī)脫離電源,制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。
3)由于反接制動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度很高,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很大,所以轉(zhuǎn)子電流比直接啟動(dòng)的電流還大,反接制動(dòng)電流一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的10倍左右,故在主電路中串聯(lián)電阻R限制反接制動(dòng)電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較小時(shí),也可不串接限流電阻。