什麼是電動機全壓起動控制?電動機控制電路分類

2021-01-10 高峽平湖JIA

上一篇文章我們學習了什麼是「動力控制電路」,動力控制電路就是三相異步電動機控制電路。

電動機應與生產機械運行狀態相匹配。其運行狀態歸納起來主要有三大類:起動與停止控制、調速控制、制動控制。它們都是使用繼電器-接觸器即低壓電器按一定的控制原理及方法連線而形成的控制電路。

電動機啟動與停止電路主要有點動控制、全壓起動控制(單向連續運轉控制)、正反轉控制、降壓起動控制等電路。(降壓起動又包括星三角轉換、串自耦變壓器、串電阻等控制電路,後面介紹)

1. 電動機點動控制電路

電動機點動控制是電動機控制電路裡面最簡單、最基本的控制電路,其作用是能用一個按鈕開關控制電動機啟動與停止兩個運行狀態。原理圖見圖1。

圖一

當按下按鈕開關SB時,其常開觸點閉合,接通控制電路,KM線圈得電。KM線圈得電後使KM主觸點閉合,接通電動機主電路,電動機得電運轉。手鬆開後,因為按鈕開關沒有自鎖性,故常開觸點復位斷開,從而切斷控制電路,使KM線圈失電。KM線圈失電後,其KM主觸點釋放斷開,切斷主電路使電動機失電停轉。這樣就實現了用一個開關控制電動機兩種運行狀態。

2. 電動機全壓啟動控制電路

電動機全壓起動(也叫直接起動)控制電路是電動機控制電路裡面應用最廣,也最基本的控制電路。什麼是全壓啟動?全壓啟動就是把電動機的額定電壓通過開關或接觸器的主觸點直接加在電動機定子繞組上使之啟動的一種控制方式。(與之相對應的有降壓啟動控制電路,對電動機進行啟動控制時,是用全壓啟動還是用降壓啟動方式,這要取決被控電動機的功率和供電變壓器的容量。一般小功率電動機都採用直接啟動的方式,功率大於5千瓦的電動機就要採用降壓啟動的方式了,這些內容後面專題介紹)。其控制原理圖見圖2所示。

圖二

在全壓啟動電路裡,我們使用的控制電器有低壓斷路器QS、接觸器KM、按鈕開關SB;保護電器有熔斷器FU和熱繼電器FR。電路圖中左邊是主電路,右邊是控制電路。接觸器的主觸點設計在主電路裡,主電路用接觸器(KM)主觸點控制電路的通斷,KM主觸點閉合,電動機得電運轉。KM主觸點斷開,電動機失電停轉。接觸器線圈設計在控制電路裡,根據接觸器工作原理知道,KM主觸點狀態的改變由其線圈控制,右邊控制電路裡面接觸器KM線圈是用電器,它把電能變為磁能,所產生的磁力使接觸器觸點動作。也就是說我們通過控制接觸器KM的線圈,就可控制接觸器KM主觸點的分合,從而實現控制主電路的通斷。

右邊的控制電路原理是非常典型的「起、保、停」電路。按下按鈕SB2,電路接通,KM線圈勵磁,其主觸點閉合接通主電路,電動機得電運轉。同時KM輔助觸點閉合,起自鎖作用(自保持),電動機即可維持長時間運轉。停止時,按下SB1,控制電路被切斷,KM線圈失電,其觸點復位,主觸點斷開,切斷主電路,電動機失電停轉,輔助觸點斷開,解除自鎖。

3. 點動與全壓啟動組合控制電路

前面介紹的兩個例子都是相當於單獨的控制電路,在教學過程中一般把這類電路都稱為單元電路,這樣分開講解主要是便於理解。在實際工作當中,各種控制電路都是互相融合在一起的,某個機械設備可能即有點動控制,也有連續運轉控制,或改變方向(正反轉)的控制等,這就需要把這些單元電路組合在一起。怎樣把幾種電路融合在一起呢?下面我們就試著設計一種把點動和全壓啟動控制電路融合在一起的電路。

既然要把兩種電路組合在一起就要充分了解其控制特點,點動的特點是啟動按鈕沒有自鎖,按下後電路接通,電動機運轉;鬆開後按鈕自動復位斷開,切斷了電路,電動機失電停轉。全壓啟動的特點是啟動按鈕旁並聯了一個自鎖觸點。要設計具有這兩種控制要求的電路,從電路上分析可知,只要想辦法控制其自鎖觸點就能實現兩種電路的轉換。比如,在全壓啟動電路裡的自鎖觸點這條線路上,加上一個SA類的轉換開關,與自鎖觸點串聯。點動時,斷開SA開關,就相當於把自鎖觸點甩掉不用,那整個電路就沒有自鎖性了,就是點動;若要連續運轉,就把SA開關閉合,等於把自鎖觸點接上,就成了全壓啟動控制電路。原理圖見圖3所示。

圖三

這個電路給我們提供了一種思路,只不過電路多用了一個轉換開關。我們還可以想多種辦法,比如我們電動機控制電路多用按鈕開關來控制,也就是說按鈕開關我們使用起來很方便,看看能不能用按鈕開關控制來設計這種電路。也就是不用SA類開關,改用SB類的開關來設計。原理圖見圖4所示。

圖四

這個電路多用了一個按鈕開關SB3,其兩對觸點(常開、常閉)都使用上了,這種觸點我們又稱為複合觸點。(前面電路裡使用的按鈕開關都是單個的,不是用其常開就是用其常閉觸點,沒有一起使用的,一起都是要就稱為複合按鈕)。

電路分析:按下按鈕SB2線路接通,KM輔助觸點閉合,但與之串聯的是SB3的常閉觸點,KM輔助觸點起到了自鎖作用,停止的話就按下SB1線路切斷,這是全壓啟動控制;按下SB3,其為複合按鈕,即常開觸點閉合,接通線路,與KM輔助觸點串聯的常閉觸點斷開,即使KM輔助觸點閉合,也不能起到自鎖的作用,手一鬆開,SB3常開觸點先斷開,KM線圈失電,其輔助觸點也自動復位斷開。這就是點動控制。

還有一種電路,就是利用中間繼電器來設計的,具體控制方式見圖5所示。因為篇幅的關係,這個電路就不分析講解了,大家自行分析體會。

不當之處敬請原諒。也歡迎大家討論、提問。

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