单电动机控制电路优化设计

设计一台电动机能耗制动控制电路。已知：电动机型号为Y100L2—4、功率3.0kW、额定电流6.82A，转速1430r/min；控制要求如下：

1）可实现正反转；

2）停车时，可实现能耗制动；

3）能耗制动采用自动控制；

4）电路具有必要的保护措施；

5）控制电路电源电压380V。

设计出符合上述控制要求的电气控制电路，编写设计说明书。

1.电气控制电路设计

（1）主电路

三相电源通过组合开关QS1引入，供给电动机M、制动及控制电路。熔断器FU1作为电动机M的短路保护元件，FR为电动机M的过载保护热继电器。FU2作为控制电路的短路保护元件，FU3作为制动回路的短路保护元件。电动机M的正、反转由接触器KM1和KM2控制，制动回路由KM3控制。由此组成的主电路见图4-13的左半部分。

（2）控制电路

电路工作原理如下：合上电源开关QS。当需要电动机正转时，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，其主触点闭合接通电动机M的正转电源，电动机M起动正转。同时，接触器KM1的辅助常开触点闭合自锁，使得松开按钮SB2时，接触器KM1线圈仍然能够保持通电吸合。串接在接触器KM2线圈回路的接触器KM1的一对辅助常闭触点断开，切断接触器KM2线圈回路的电源，使得在接触器KM1得电吸合，电动机M正转时，接触器KM2不能得电，电动机M不能接通反转电源。而串接在接触器KM3线圈回路的接触器KM1的另一对辅助常闭触点断开，保证电动机M能耗制动主电路断开。

当电动机M需要停车时，按下停车按钮SB1，SB1的常闭触点断开，接触器KM1线圈失电释放，KM1的常开主触点断开，切断电动机M的正转电源，辅助常开、常闭触点复位，而SB1的常开触点闭合，接通接触器KM3和时间继电器KT线圈回路，电动机M开始能耗制动，同时接触器KM3和时间继电器的辅助常触点开闭合自锁，使得松开按钮SB1时，保持能耗制动控制电路通电。当时间继电器KT定时时间到，切断电动机M能耗制动电路，能耗制动结束，如图4-13所示。

图4-13 电动机能耗制动控制电路

电动机M反转和反转能耗制动的原理略。

2.电气元件选择

（1）电源开关的选择

QS选用三极组合开关。根据I＝（1.5～2.5）I_NM＝（1.5～2.5）×6.82A＝10.23～17.05A，并保证留有足够的余量，可选用HZ10—25/3型组合开关。

（2）熔断器的选择(www.xing528.com)

FU1、FU2、FU3熔断器额定电流可按式（4-6）、式（4-7）选择。

1）FU1保护主电动机，I_NF＝（1.5～2.5）I_NM＝（1.5～2.5）×6.82A＝10.23～17.05A，选RL1—60型熔断器，配20A的熔体。

2）FU2保护控制电路，估算控制电路电流选RL1—15型熔断器，配用2A的熔体。

3）FU3保护能耗制动主电路，按I_NF＝0.5I_NM左右估算制动主电路电流，选RL1—15型熔断器配用5A的熔体。

（3）接触器的选择

根据电动机M的额定电流情况及式（4-10），I_N＝6.82A，接触器KM1、KM2和KM3均选用CJ10—10型交流接触器，线圈电压为380V。

（4）热继电器的选择

根据电动机工作情况，热元件额定电流按式（4-11）选取，I_R＝（0.95～1.05）×6.82A＝6.48～7.16A。用于电动机M的过载保护时，选JR20—20/3（11A）型热继电器，整定电流调节范围为6.8～11A，工作时将热元件额定电流调整至6.82A。

（5）时间继电器的选择

根据延时方式和触点类型确定。JS7—1（2）线圈电压380V，延时时间为0.4～60s。

（6）按钮的选择

根据所需触点数和按钮颜色确定。

（7）控制变压器的选择

一次电压380V，二次电压220V或36V，可查专用整流变压器，这里选用BK-200型控制变压器。

3.电气元件明细表

电气元件明细表见表4-1。

表4-1 电动机能耗制动电气元件明细表