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接触器控制直接起动电路优化方案

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:接触器和按钮组成的控制电路是目前广泛采用的电动机控制方式。图2-58接触器控制的电动机单方向起动控制电路图中,使线圈得电,电机起动的按钮SB1称为起动按钮;使线圈断电,电机失电、停止的按钮SB2称为停止按钮。采用具有自锁的控制线路可避免出现这种事故。欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行的控制线路的一个重要特点。避免两接触器同时工作造成主回路短路。

接触器控制直接起动电路优化方案

接触器是一种自动控制电器电流通断能力大,操作频率高且可实现远距离控制。接触器和按钮组成的控制电路是目前广泛采用的电动机控制方式。

1.点动正转控制线路

(1)点动正转控制电路图

图2-57 点动正转控制电路图

(2)点动正转控制线路的工作原理

合上电源开关QF。

启动:按下按钮SB→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M启动运转。

停止:松开按钮SB→KM线圈失电→KM主触头分断→电动机M失电停转。

停止使用时,断开电源开关QF。

2.电动机单向连续运行直接起动控制电路

如图2-58所示为接触器控制的电动机单向起动控制电气原理图。电路图分为主电路和控制电路两部分。主电路由接触器的主触点接通或断开三相交流电源,它所流过的电流为电动机的电流;控制电路由按钮和接触器触点等组成,用来控制接触器线圈的通断电,所流过的电流较小,实现对主电路的控制。

起动过程如下:合上电源开关QS→按下按钮SB1→KM线圈通电,执行机构动作→KM主触点闭合,电动机得电起动、运行,KM辅助动合触点闭合,使按钮松开后,KM线圈继续得电。

停止过程:按下SB1→KM线圈失电,主触点断开,电机失电;KM辅助动合触点断开,切断自锁回路

图2-58 接触器控制的电动机单方向起动控制电路

图中,使线圈得电,电机起动的按钮SB1称为起动按钮;使线圈断电,电机失电、停止的按钮SB2称为停止按钮。如图中接触器所示,通过自身动合辅助触点保证线圈继续通电的电路称为自锁电路,起自锁作用的动合辅助触点称为自锁触点。

电路所具有的保护环节:

(1)短路保护。主电路和控制电路分别由熔断器FU1和FU2实现短路保护。当控制回路和主回路出现短路故障时,能迅速有效地断开电源,实现对电器和电动机的保护。

(2)过载保护。由热继电器FR实现对电动机的过载保护。当电动机出现过载且超过规定时间时,热继电器双金属片过热变形,推动导板,经过传动机构,使动断辅助触点断开,从而使接触器线圈失电,电机停转,实现过载保护。

(3)欠压保护。当电源电压由于某种原因而下降时,电动机的转矩将显著下降,将使电动机无法正常运转,甚至引起电动机堵转而烧毁。采用具有自锁的控制线路可避免出现这种事故。因为当电源电压低于接触器线圈额定电压的75%左右时,接触器就会释放,自锁触点断开,同时动合主触点也断开,使电动机断电,起到保护作用。

(4)失压保护。电动机正常运转时,电源可能停电,当恢复供电时,如果电动机自行起动,很容易造成设备和人身事故。采用带自锁的控制线路后,断电时由于自锁触点已经打开,当恢复供电时,电动机不能自行起动,从而避免了事故的发生。欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行的控制线路的一个重要特点。

3.具有过载保护的接触器自锁正转控制线路

(1)具有过载保护自锁正转控制电路图

图2-59 过载保护的接触器自锁正转控制线路

(2)具有过载保护的自锁正转控制电路图的工作原理

电动机M在运行过程中→长期负载过大、电流不平衡运行、断相运行→电动机M电流超过额定值→热元件FR受热弯曲→常闭触头FR分断→线圈KM失电→KM主触头分断、KM自锁触头分断→电动机M失电停转。

4.连续与点动混合正转控制线路

电气设备工作时常常需要进行点动调整,如车刀与工件位置的调整,因此需要用点动控制电路来完成。点动控制是指按下按钮时,电动机通电起动、运行,松开按钮电动机断电、停止。是最简单的控制电路。

(1)图2-60是电动机具有点动与连续运行控制电路

图2-60 点动与连续控制电路

(2)连续与点动混合正转控制电路图的工作原理

先合上电源开关QF。

连续控制:

启动:按下按钮SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合、KM自锁触头闭合→电动机M启动连续运转。

停止:按下按钮SB2→KM线圈失电→KM主触头分断、KM自锁触头分断→电动机M失电停转。

点动控制:

启动:按下按钮SB3→SB3常闭触头先分断切断自锁电路。SB3常开触头后闭合→KM线圈得电→KM自锁触头闭合、KM主触头闭合→电动机M启动运转。

停止:松开按钮SB3→SB3常开触头先恢复分断→KM线圈失电→KM自锁触头分断、KM主触头分断→电动机M失电停转。SB3常闭触头先恢复闭合。

停止使用时,断开电源开关QF。

5.电动机正反向连续运行直接起动控制电路

生产机械运动部件往往要求实现正反两个方向的运动,这就要求拖动电动机能正反向旋转。从电机原理可知,改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向。而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线。

(1)接触器联锁正反转控制电路

① 图2-61 接触器联锁正反转控制电路图。

图2-61 接触器联锁正反转控制电路图

② 接触器联锁正反转控制电路图的工作原理

先合上电源开关QS

正转控制:

按下SB1→KM1线圈得电→KM1联锁触头分断对KM2联锁、KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M启动连续正转。

反转控制:

先按下SB3→KM1线圈失电→、KM1自锁触头分断解除自锁、KM1主触头分断、KM1联锁触头恢复闭合,解除对KM2联锁→电动机M失电,惯性运转。

再按下SB2→KM2线圈得电→KM2联锁触头分断对KM1联锁、KM2自锁触头闭合自锁、KM2主触头闭合→电动机M启动连续正反转。

停止:

按下SB3→控制电路失电→KM1(KM2)主触头分断→电动机M失电停转

停止使用时,分断电源开关QS。(www.xing528.com)

③ 联锁(互锁)的定义:在正、反转控制电路中分别串接了对方接触器的一对常闭触头,当一个接触器得电动作时,通过其常闭触头使另一个接触器不能得电动作。避免两接触器同时工作造成主回路短路。联锁符号用“▽”表示。

(2)按纽联锁的正反转控制线路

为克服接触器联锁正反转控制线路操作不便的缺点,把正转按钮和反转按钮换成两个复合按钮,并使两个复合按钮的常闭触头代替接触器的常闭触头,就构成了按钮联锁的正反转控制线路。

① 按钮联锁正反转控制电路图

图2-62 按钮联锁正反转控制电路图

③ 按钮联锁正反转控制电路图的工作原理

先合上电源开关QS

正转控制:

按下SB1→SB1常闭触头先分断对KM2联锁(切断反转控制电路)、SB1常开触头后闭合→KM1线圈得电→KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M启动连续正转。

反转控制:

先按下SB2→SB2常闭触头先分断→KM1线圈失电→KM1自锁触头分断、KM1主触头分断→电动机M失电,惯性运转。SB2常开触头后闭合→KM2线圈得电→KM2自锁触头闭合自锁、KM2主触头闭合→电动机M启动连续正反转。

停止:

按下SB3→控制电路失电→KM1(KM2)主触头分断→电动机M失电停转。

停止使用时,分断电源开关QS。

④ 按钮联锁的正反转控制线路的优点和缺点

优点:操作方便。

缺点:当接触器发生主触头熔焊、杂物卡住等故障时,会造成电源两相短路。

(3)按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路

为克服接触器联锁正反转控制线路和按钮联锁的正反转控制线路的不足,在按钮联锁的基础上,又增加了接触器联锁,构成按钮、接触器双重联锁正反转控制线路。

① 按钮、接触器双重联锁正反转控制电路图。

② 按钮、接触器双重联锁正反转控制电路图的工作原理。

先合上电源开关QS

正转控制:

按下SB1→SB1常闭触头先分断对KM2联锁(切断反转控制电路)、SB1常开触头后闭合→KM1线圈得电→KM1联锁触头分断对KM2联锁(切断反转控制电路)、KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M启动连续正转。

图2-63 按钮、接触器双重联锁正反转控制电路图

反转控制:

先按下SB2→SB2常闭触头先分断→KM1线圈失电→KM1联锁触头恢复闭合、KM1自锁触头分断、KM1主触头分断→电动机M失电,惯性运转。SB2常开触头后闭合→KM2线圈得电→KM2联锁触头分断对KM1联锁(切断正转控制电路)、KM2自锁触头闭合自锁、KM2主触头闭合→电动机M启动连续正反转。

停止:

按下SB3→控制电路失电→KM1(KM2)主触头分断→电动机M失电停转。

停止使用时,分断电源开关QS。

6.位置控制与自动循环控制线路

在生产过程中,一些生产机械运动部件的行程或位置要受到限制,或者需要其运动部件在一定范围内自动往返循环等。如在摇臂钻床、万能铣床镗床桥式起重机及各种自动或半自动控制机床设备中就经常遇到这种控制要求。而实现这种控制要求所依靠的主要电器是位置开关。

(1)位置控制线路

① 位置控制线路电气图

位置开关是一种将机械信号转换为电气信号,以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。

而位置控制就是利用生产机械上的挡铁与位置开关碰撞,使其触头动作,来接通或断开电路,以实现对生产机械运动部件的位置或行程的控制。

图2-64 位置控制线路电气图

② 位置控制电路图的工作原理

先合上电源开关QS

小车向前运行:

按下SB1→KM1线圈得电→KM1联锁触头分断对KM2联锁、KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M启动连续正转→行车前移→移至限定位置,挡铁1碰撞位置开关SQ1→SQ1常闭触头分断→KM1线圈失电→KM1联锁触头恢复闭合解除联锁、KM1自锁触头分断、KM1主触头分断→电动机M失电停转→行车停止前移。

小车向后运行:

按下SB2→KM2线圈得电→KM2联锁触头分断对KM1联锁、KM2自锁触头闭合自锁、KM2主触头闭合→电动机M启动连续反转→行车后移(SQ1常闭触头恢复闭合)→移至限定位置,挡铁2碰撞位置开关SQ2→SQ2常闭触头分断→KM2线圈失电→KM2联锁触头恢复闭合解除联锁、KM2自锁触头分断、KM2主触头分断→电动机M失电停转→行车停止后移。

停止时只需按下SB3即可。

(2)自动循环控制线路

① 自动循环控制线路电气图

图2-65 自动循环控制线路

有些生产机械,要求工作台在一定的行程内能自动往返运动,以便实现对工件的连续加工,提高生产效率。这就需要电气控制线路能对电动机实现自动转换正反转控制。

②自动循环控制线路

先合上电源开关QS

按下SB1→KM1线圈得电→KM1联锁触头分断对KM2联锁、KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M启动连续正转→工作台左移→至限定位置挡铁1碰位置开关SQ1→SQ1-1常闭触头先分断→KM1线圈失电→KM1联锁触头恢复闭合解除联锁、KM1自锁触头分断、KM1主触头分断→电动机M失电停转→工作台停止左移。

SQ1-2常开触头后闭合(KM1联锁触头恢复闭合解除联锁)→KM2线圈得电→KM2联锁触头分断对KM1联锁、KM2自锁触头闭合自锁、KM2主触头闭合→电动机M启动连续反转→工作台右移(SQ1触头恢复)→至限定位置挡铁2碰位置开关SQ2→SQ2-1常闭触头先分断→KM2线圈失电→KM2联锁触头恢复闭合解除联锁、KM2自锁触头分断、KM2主触头分断→电动机M失电停转→工作台停止右移。

SQ2-2常开触头后闭合(KM2联锁触头恢复闭合解除联锁)→KM1线圈得电→KM1联锁触头分断对KM2联锁、KM1自锁触头闭合自锁、KM1主触头闭合→电动机M启动连续正转→工作台又左移(SQ2触头恢复)→…,以后重复上述动作。

停止时只需按下SB3即可。

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