在电气控制电路中,对于笼型交流电动机的调速,常采用多速机实现;而对于绕线式异步电动机,则可在转子中分级串电阻实现。
这一电路的设计思想是通过改变电动机绕组的接线方式来达到调速的目的。速度的调节,即接线方式的改变,也是采用时间继电器按照时间原则来完成的。
多速电动机一般有双速、三速、四速之分,双速电动机定子装有一套绕组,三速、四速则为两套绕组。双速电动机三相绕组联结图如图2.25所示。
图2.25 双速电动机三相绕组联结图
(a)三角形(四极、低速)与双星形(二极、高速)接法,它属于恒功率调速;
(b)星形(四极、低速)与双星形(二极、高速)接法,它属于恒转矩调速
双速电动机调速控制电路如图2.26所示。图中S为双投开关,合向“低速”位置时,电动机接成△形,低速运转;S合向“高速”位置时,接触器KM1、KM2工作,电动机接成双星形高速运转。图中时间继电器KT的作用是:电动机直接向高速启动时,首先接通低速接触器KM3,经KT延时后,自动切换为接触器KM1、KM2工作,电动机高速运转,这样先低速后高速的控制,目的是限制启动电流。
图2.26 双速电动机调速控制电路
双速电动机调速的优点是可以适应不同负载性质的要求,需要恒功率调速时可采用三角形-双星形电动机,恒转矩调速时用星形-双星形电动机,电路简单、维修方便;缺点是有级调速且价格较高。多速机调速有一定使用价值,通常使用时与机械变速配合使用,以扩大其调速范围。
绕线式异步电动机可以在转子中串电阻启动,以减小启动电流;也可以在转子中串入不同的电阻值运转,使电动机工作在不同的人为特性上,以获得不同的转速,实现调速目的。分段串电阻通常可用主令控制器来实现,这类电路主令控制器的触点位置较为烦琐,有关电路在实习教材中结合设备一并介绍。
交流电动机除上述常用的简单调速方式外,也还有一些其他方式,如晶闸管调压调速、变频调速以及滑差电动机调速等,这些将在有关的选修教材中介绍。
思考题
2-1 何谓电气控制原理图?绘制电气控制原理图的原则是什么?
2-2 电动机点动控制与连续运行控制在电气控制电路上有何不同?其关键控制环节是什么?
2-3 采用接触器与按钮控制的电路是如何实现电动机的失电压与欠电压保护的?
2-4 何谓互锁控制?实现电动机正、反转互锁控制的方法有哪两种?为何有了机械互锁还要有电气互锁?
2-5 指出电动机正、反转控制电路中的两处控制关键环节。
2-6 设计一个电气控制电路:三台三相笼型异步电动机启动时,M1先启动,经10s后M2自行启动,运行30s后M1停止并同时使M3自行启动,再运行30s后其余两台电动机全部停止。
2-7 有两台电动机M1和M2,试按如下要求设计控制电路:
(1)M1启动后,M2才能启动。
(2)M2要求能用电器实现正、反转连续控制,并能单独停车。
(3)有短路、过载、欠电压保护。
2-8 某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动,按下列要求设计电气控制电路:
(1)采用Y-△降压启动。
(2)三处控制电动机的启动和停止。
(3)有短路、过载、欠电压保护。
2-9 某机床有主轴电动机M1、液压泵电动机M2,均采用直接启动,生产工艺要求:主轴必须在液压泵开动后方可启动;主轴要求正、反向运转,但为测试方便,要求能实现正、反向点动;主轴停止后,才允许液压泵停止;电路具有短路保护、过载保护及失电压保护。试设计电气控制电路。
2-10 某一三相笼型异步电动机采用Y_△降压启动,能耗制动停车,试画出其电气控制电路图。
2-11 某一三相笼型异步电动机要求正、反向运转,定子串电阻降压启动,反接制动停车,试画出其电气控制电路图。