《双速异步电动机的控制线路》电子教材(精)

任务五双速异步电动机的控制线路当今高层建筑在向高度、空间发展的同时也向深度、地下发展，而在高层建筑的地下室中，防火排烟系统非常重要，双速风机的应用也相当广泛。由于地下室受地下条件和空间的限制，在满足风量及风压等参数的条件下，消防的排烟系统和平时的通风换气是可以合用的，也即是同一风机及同一风管，在一般情况下，风机低速运行作为通风换气作用,当发生火灾时，风机立刻变为高速运行，作为消防排烟风机使用。现某公司要求设计人员在1个工作日内完成该系统控制线路的设计、并由施工部门在3个工作日内根据图纸进行布线安装，调试完毕后投入使用。1．掌握双速电机定子绕组的连接方法。2．掌握接触器控制双速异步电动机控制线路的构成、工作原理及特点。3.掌握时间继电器控制双速异步电动机控制线路的构成、工作原理及特点。4．能识别和选用元器件，进行外观检查器件的好坏，核查其型号与规格是否符合任务书要求。掌握常见低压电器的图形符号、文字符号、组成结构；控制器件的动作过程、控制原理。5．能识读电气原理图，正确分析工作原理和过程。6．能识读安装图、接线图，明确安装要求，确定元器件、电动机等安装位置，确保正确连接线路。按图纸、工艺要求、安全规范和设备要求，安装元器件，按图接线，实现控制线路的正确连接。7．能正确使用仪表进行测试检查，验证电路安装的正确性，并能修正装接的错误点。按照安全操作规程正确通电试车。8.客观地进行考核评价，选出优秀的安装方案和优秀协作团队。9．按照实训室管理规定，整理工具，清理施工现场。任务描述学习目标学习情境一双速电动机控制线路的认识1．能通过阅读工作任务单,明确工作内容、工时和工艺等要求。2．能掌握双速电机定子绕组的连接方法。3．能识读自动控制高低速控制线路的电气控制原理图，并分析工作原理。一、双速异步电动机控制线路工作原理1.动作流程2.电路原理图图6-1-1手动控制高低速线路原理图线路工作原理分析：线路中用接触器KM1把绕组接成三角形，用接触器KM2，KM3把绕组接成双星形，运行中两种接法不能同时接通，因此，在电动机低速-高速控制回路中用了学习目标知识准备按钮接触器双重联锁控制，既保证了低速与高速控制回路只能单独通电的可靠性，又能很方便地进行速度转换，控制方式灵活，线路可靠性好。但在生产实际中，一些生产机械是不允许进行高速起动的，而需要在低速起动后才能进入高速运转，因此必须对手动控制线路加以改进，通过采用时间继电器来控制双速电动机的低速启动及高速运转。如图6-1-2所示。图6-1-2自动控制高低速线路原理图线路工作原理简述：合上电源开关QS。低速起动运转：按下SB1SB1常闭先分断SB1常开后闭合KM1线圈得电KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合KM1常闭触头分断电动机接成低速启动运转高速运转：按下SB2KT线圈得电KT-2、KT-3未动作KT-1瞬间闭合自锁经KT整定时间KT-2先分断KT-3后闭合KM1线圈失电KM2、KM3线圈得电KM1触头复位电动机M接成YY形高速运转KT线圈失电停转时，按下SB3即可实现。加入定时本线路中电动机可进行低速运转和高速运转控制，但电动机在进行高速起动运转时，必须先进入低速起动后才可以换接到高速运转。如果直接按下高速运转按钮，电路无法正常先低速后高速运行。因此，我们对电路进行改良，使电路具有控制灵活操作方便，可靠性好的特点。如图6-1-3所示，线路工作原理请自行分析。图6-1-3双速电动机自动控制线路图由三相异步电动机的转速公式pfsn1601（r/min）可知，改变异步电动机转速可通过三种方法来实现：一是改变电源频率f1；二是改变转差率s；三是改变磁极对数p。改变磁极对数来实现电动机调速的方法称为变极调速。变极调速的具体方法是通过对定子绕组引出线的不同连接方式，得到相应的磁极对数来实现的。变极调速属有级调速，并且只适用于鼠笼型异步电动机。凡磁极对数可改变的鼠笼型电动机通常称为多速电动机，常见的多速电动机有双速、三速和四速等几种类型。其中双速异步电动机实物图如图6-1-4所示。小贴士a)b)c)图6-1-4双速异步电动机实物图•a）YD系列双速电动机b）干洗机专用双速电动机c）洗衣机用双速电动机双速异步电动机定子绕组的连接双速电动机定子绕组常见的换接方法有Y—YY和△—YY两种。如图6-1-5所示是双速电动机定子绕组的△—YY接线图。图中，三相定子绕组先由三个连接点接三个出现端U1、V1、W1，再从每相绕组的中点各接出一个出线端U2、V2、W2，这样定子绕组共有六个出线端。通过改变图中这六个出线端与电源的连接方式，就可以得到两种不同的转速。如图6-1-5a)所示，将电动机定子绕组接成△形，磁极为四极，同步转速为1500r/min，电动机为低速工作；若想使电动机高速工作，只要将电动机定子绕组的接线改变接成如图6-1-5b）的YY形，此时电动机将变为二极，同步转速为3000r/min。图6-1-5双速电动机三相定子绕组Δ/YY接线图a）低速-Δ接法(4极)b)高速-YY接法（2极）由此可见，双速电动机是磁极减少一半而转速增加一倍，即高速运转速度是低速运转速小贴士度的两倍。值得注意的是双速电动机定子绕组从一种接法改变为另一种接法时，必须把电源相序反接，以保证电动机的旋转方向不变。思考：1.异步电动机的转速与哪些因素有关？2.双速电动机的定子绕组有几个出线端？分别画出△/YY双速电动机在低速、高速时定子绕组的接线图。3.图6-1-3所示的双速电动机低速运转，应按哪个按钮？高速运转呢？时间继电器如何控制电动机低速启动时间和低速、高速的自动换接？叙述线路的工作原理。学习情境二自动控制高低速线路的安装与检修1.学习实训安全守则，做好线路安装前准备工作。2.明确工作任务，制定工作计划，填写工作计划书。3.能正确分析、绘制自动控制高低速电气控制线路的元器件布置图、接线图。4.能按照工艺要求，正确安装、调试三相异步电动机反接制动电气控制线路。能正确使用万用表进行线路检查，验证电路安装的正确性，并能修正装接的错误点。按照安全操作规程正确通电试车。一、自动控制高低速线路元件布置图及接线图的绘制1.元件布置图绘制元件布置图，经教师检查合格后，在控制板上安装电器元件。电器安装应牢固，并符合工艺要求，如图6-2-1所示。图6-2-1元件位置图学习目标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线路安装图线路安装应遵循由内到外、横平竖直的原则；尽量做到合理布线、就近走线；编码正确、齐全；接线可靠，不松动、不压皮、不反圈、不损伤线芯。反接制动控制线路的安装图如图6-2-2、6-2-3所示。图6-2-2自动控制高低速线路主电路安装图图6-2-3自动控制高低速线路控制电路安装图自动控制高低速线路的安装与检修一、制定工作计划1.明确负责人和小组成员，制定工作计划，填写工作计划书。表5-2-1为工作计划书，表5-2-2为元件耗材清单。表5-2-1“自动控制高低速线路的安装与检修”工作计划书“自动控制高低速线路的安装与检修”工作计划书工具清单序号工具名称数量备注材料清单序号材料名称单位数量备注工序及工期安排序号工作内容完成时间备注任务实施二、现场安装、布线与调试现场实施包含七个步骤流程：拆除旧有线路、定位元器件、安装元器件、接线、自检、通电试车（调试）、交付验收。每个步骤都有相应的工艺要求，施工时要遵守规则要求。1.实训器材（1）工具电工常用工具：测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。（2）仪表MF47型万用表。（3）元件及耗材在实训操作时，为了节约成本，可将需用的电气元件规格降低等级进行安装，元件及耗材清单见表6-2-2。表6-2-2元件及耗材清单序号名称型号规格数量备注1控制板50*50cm2304不锈钢1块网孔板2熔断器RL1-15/10380V3只主电路用3熔断器RL1-15/6380v2只控制电路用4熔芯10A3只主电路用5熔芯6A2只控制电路用6交流接触器CJX2(LC1)F-115380v3只7热继电器JR20-25L/11.7A380v2只8电动机YS502290W380v1台9按钮盒3眼1只10按钮NP2-BA3只11接线端子JF5-1.5mm23节12铝合金卡轨C452个13高低导轨1条14铜塑线BV1/1.37mm10m主电路用15铜塑线BV1/1.13mm5m控制电路用16多股软线BVR7/0.75mm2m按钮线用17螺杆M4×20若干18螺杆M4×12若干19平垫圈Φ4若干20弹簧垫圈Φ4若干21螺母Φ4若干22时间继电器JS7-2A1只23中间继电器JZ7-441只2.器件安装工艺要求（1）接触器安装应垂直于安装面，安装孔用螺丝应加弹簧垫圈和平垫圈。安装倾斜度不超过5º，否则会影响接触器的动作特性。接触器散热孔置垂直方向上，四周留有适当空间。安装和接线时，注意不要将螺丝、螺母或线头等杂物落入接触器内部。以防人为造成接触器不能正常工作或烧毁的结果。（2）按布置图在控制板上安装电器元件，断路器、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧，并确保熔断器的受电端为底座的中心端。（3）各元件的安装位置应整齐、匀称，间距合理，便于元件的更换。（4）紧固各元件时，用力要均匀，紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎元件时，应该用手按住元件一边轻轻摇动，一边用旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，直到手摇不动后，再适当加紧旋紧些即可。3.板前明线布线工艺要求布线时，应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动等要求。其原则是：（1）布线通道要尽可能少，同路并行导线按主、控电路分类集中，单层密排，紧贴安装面布线。（2）同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可时，该跟导线应在接线端子引出时就水平架空跨越，且必须走线合理。（3）布线应横平竖直，分布均匀。变换走向时应垂直转向。（4）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。（5）布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由低至高，先控制电路，后主电路的顺序进行，以不妨碍后续布线为原则。（6）在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。所有从一个接线端子（或接线桩）到另一个接线