學習情境二三相異步電動機的單向運行控制2.1三相異步電動機單向運行控制原理2.1.5三相異步電動機點動/長動控制原理1.三相異步電動機長動控制線路的識讀三相異步電動機的連續(xù)運行控制電路如圖2-57所示，在點動控制電路的基礎上，在控制回路中增加了一個停止按鈕SB1，還在啟動按鈕SB2的兩端并接了接觸器的一對輔助動合觸點KM。圖2-57三相異步電動機長動基本控制線路電路控制原理如下：首先合上電源開關QF。啟動流程如圖2-58所示。圖2-58電動機啟動流程停止流程如圖2-59所示。用符號法分析如下：啟動：SB2±——KM+自——M+停止：SB1±——KM－——M－圖2-59電動機停止流程由此可以體會到并聯(lián)在啟動按鈕SB2兩端的接觸器常開輔助觸點，在接觸器線圈得電后閉合，此時即使松開SB2，控制線路即接觸器線圈回路也不會斷電，電動機仍能繼續(xù)運行。接觸器的這個常開觸點叫自鎖觸點。圖2-57所示的長動控制線路具有以下兩種電路保護形式：（1）短路保護：FU1保護主電路；FU2保護控制電路。（2）欠壓保護與失壓（零壓）保護：當電源電壓下降時，電動機的轉矩將顯著降低，影響電動機的正常運行，嚴重時會引起電動機堵轉而燒毀，采用長動控制線路就可避免上述事故的發(fā)生。因為當電源電壓低于接觸器線圈額定電壓85%左右時，接觸器KM就釋放了，主觸點打開，自動切斷主電路，可以達到欠壓保護的目的。此外，在機床運行過程中，因某種原因短時停電而導致機床停車，一旦故障排除，恢復供電，若電動機會自行啟動，很可能引起設備或人身事故。采用長動控制線路后，即使電源恢復供電，由于自鎖觸點已斷開，電動機就不會自行啟動，從而避免了可能出現(xiàn)的事故，達到失壓保護的目的。除了以上幾種情況以外，若電動機長期工作在過載狀態(tài)下，也會導致電動機燒毀，所以還必須考慮到長期過載保護。圖2-57的控制電路則不具備長期過載保護功能。若對圖2-57作相應的改進，如圖2-60所示。在主電路中串接入熱繼電器的熱元件，同時將熱繼電器的動斷觸點串聯(lián)到控制回路中，當電動機長時間過載后，熱元件感測到后，隨著發(fā)熱增多，位移增大，熱繼電器動作，其動斷觸點可使KM線圈回路斷開，KM主觸點斷開，電動機停轉，從而達到過載保護的目的。圖2-60具有過載保護的長動控制線路為什么電路中串接熱繼電器后就能起到過載保護？熱繼電器的結構和工作原理是怎樣的？下面的內容將作詳細的介紹。2.熱繼電器熱繼電器與電磁式繼電器不同，它是根據(jù)被控對象的溫度變化而動作的繼電器，主要用來保護電動機的過載。電動機工作時允許短時過載，但長期過載、欠電壓運行或缺相運行時，電動機的溫升就會超過額定工作溫升，導致繞組絕緣損壞，降低電動機的壽命，必須予以保護。而熔斷器和過電流繼電器只能保護電動機不超過允許的最大電流，并不能反映電動機的發(fā)熱狀況，因此，常采用熱繼電器進行過載保護。1）結構和工作原理（1）熱繼電器的結構

如圖2-61所示為熱繼電器的結構示意圖。它主要由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸頭和動作機構組成。發(fā)熱元件1用鎳鉻合金絲等材料制成，直接串接在被保護的電動機的主電路內，它隨電流I的大小和時間的長短而發(fā)出不同的熱量，從而加熱雙金屬片2。雙金屬片由兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片碾壓而成，右層為高膨脹系數(shù)的材料（如銅或銅鎳合金），左層為低膨脹系數(shù)的材料（如瓦鋼片）。雙金屬片2的一端固定，另一端為自由端，過度發(fā)熱會向左彎曲。

(a)未過載時

(b)過載發(fā)熱圖2-61熱繼電器結構示意圖1-發(fā)熱元件；2-雙金屬片；3-推桿；4-溫度補償片；5-撥叉；6-調節(jié)彈簧；7-復位彈簧；8-復位按鈕；9-調節(jié)螺釘；10-支架

（2）熱繼電器的動作原理當電動機過載時，通過發(fā)熱元件1的電流使雙金屬片2向左彎曲，2推動推桿3，3帶動，撥叉5作順時針方向轉動，從而使動斷觸點斷開以切斷電路，電動機得到保護。圖中，感溫元件4用做溫度補償，調節(jié)螺釘9用于整定動作電流熱繼電器由于其熱慣性，電路短路時不能立刻切斷電路，因此不能用做短路保護；電動機啟動或短路時過載也不會導致熱繼電器動作，這種情況下只能采用能及時反映電動機溫升變化的溫度繼電器作為過載保護。2）熱繼電器的型號熱繼電器的型號含義及圖形符號如圖2-62所示。（a）型號含義（b）熱元件（c）動斷觸點圖2-62熱繼電器的型號含義及圖形符號熱繼電器有制成單個的（如常用的JR14型系列），也有和接觸器制成一體一同安裝在磁力起動器的殼體之內的（如JR14系列配QC10系列）。目前，一個熱繼電器內一般有兩個或三個加熱元件通過雙金屬片和杠桿系統(tǒng)作用到同一常閉觸點上，如圖2-63所示為JR14-20/2型的結構示意圖。圖2-63熱繼電器的外形（a）（b）（c）JR0、JRl、JR2和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結構，是雙熱元件的熱繼電器，可以用做三相異步電動機的均衡過載保護和定子繞組為Y連接的三相異步電動機的斷相保護，但不能用做定子繞組為△連接的三相異步電動機的斷相保護。JRl6和JR20系列熱繼電器均為帶斷相保護的熱繼電器，具有差動式斷相保護機構。選擇時主要根據(jù)電動機定子繞組的連接方式來確定熱繼電器的型號，在三相異步電動機電路中，對Y連接的電動機可選用兩相或三相結構的熱繼電器，一般采用兩相結構，即在兩相主電路中串接熱元件。但對于定子繞組為△連接的電動機必須采用帶斷相保護的熱繼電器。3）熱繼電器的參數(shù)和選擇（1）主要參數(shù)①熱元件額定電流：熱元件能長期流過但剛好不致引起觸

點動作的電流。②殼架額定電流：熱繼電器觸點所允許通過的電流額定值。（2）主要參數(shù)的確定①熱元件的額定電流IMN=（0.95～1.05）Ie（Ie為負載額定電流）。②殼架額定電流大于熱元件額定電流。③選擇二相或三相。Y連接的電動機，所以，可選二相或三相結構的熱繼

電器；△連接的電動機或在電源和負載顯著不平衡、有斷相可能時，應

選三相結構的熱繼電器。④斷相保護。對于Y連接的電動機，可不選；對于△連接的電動機，一般

可選。

⑤安裝方式。安裝方式有插入式和獨立安裝式。插入式要與交流接觸器配

合使用?！纠?-3】

某380V電動機，額定功率7.5kW，△連接，試選擇相應的熱繼電器。

解：選擇JR16B系列熱繼電器，三相結構式，帶斷相保護，獨立安裝式。

負載額定電流Ie=2×7.5kW=15（A），則熱元件額定電流為IMN=（0.95～1.05）Ie

=1×15=15（A）

查閱相關技術手冊，取“16A”為熱元件的額定電流。

殼架額定電流大于熱元件額定電流，查表取“20A”，因此，所選熱繼電

器型號為JR16B-20/3D16。3.三相異步電動機點動/長動混合控制線路的識讀在生產實際中，常遇到既要點動又要長動的控制線路。這些線路的主電路都是一樣的，僅是控制線路的不同，如圖2-64所示。(a)主電路

(b)用開關

(c)用復合按鈕

(d)用中間繼電器圖2-64長動與點動控制線路圖2-64分別為實現(xiàn)長動與點動的各個線路。圖（b）是用手動開關SA實現(xiàn)長動與點動轉換的控制線路（打開SA為點動，閉上SA為長動）；圖（c）用按鈕SB2實現(xiàn)長動，用SB3實現(xiàn)點動；圖（d）是利用中間繼電器KA實現(xiàn)長動與點動的控制線路（按SB2為長動，按SB3為點動）。（1）圖2-64（b）是在長動控制線路的自保電路中串聯(lián)一個開關SA，當SA打開時，按下SB2為點動操作；當SA合上時，按下SB2為長動操作。其工作原理用符號法表示如下：當SA－SB2±——KM±——M±

電動機點動當SA+啟動：SB2±——KM+自——M+電動機長動

停止：SB1±——KM－——M－

其中：SA－及SA+分別表示斷開和合上開關，SB2±及SB1±表示按下又釋放按鈕；KM±表示接觸器線圈得電又失電，KM+自表示接觸器線圈得電并自鎖；M+及M－表示電動機啟動與停止。（2）圖2-64（c）是在長動控制線路的自保電路上增加一只復合按鈕。按下SB3，常開觸點接通了接觸器線圈，而常閉觸點觸點切斷了自鎖回路，使其失去自鎖功能而只有點動功能。放開SB3時，先斷開常開觸點，后閉合常閉觸點，在這一過程中，接觸器失電已使自保觸點斷開，接觸器不可能繼續(xù)得電，因此，SB3是點動按鈕。電動機點動SB3±——KM±——M±電動機長動

啟動：SB2±——KM+自——M+

停止：SB1±——KM－——M－（3）圖2-64（d）是在控制回路中增加了一個點動按鈕SB3和一個中間繼電器KA（在控制電路中起信號傳遞、放大的作用，結構和工作原理與接觸器相似，其典型型號JZ7相當一個最小的交流接觸器）。按下SB2，中間繼電器KA得電自保并使接觸器KM得電，KM主觸點閉合使電動機進入連續(xù)運行。按SB1可使KA和KM同時失電，使電動機停轉；按下SB3，只能使KM得電，因其沒有自保，所以是點動操作。電動機點動SB3±——KM±——M±電動機長動

啟動：SB2±——KA+自——KM+——M+

停止：SB1±——KA－——KM－——M－

比較上述三種線路如下：（a）圖比較簡單，它是以開關的打開與閉合來區(qū)別點動與長動。由于啟動都是用同一按鈕SB2控制的，所以如果疏忽了開關操作，就會混淆長動與點動的作用。（b）圖雖然將點動與長動按鈕分開了，但當接觸器鐵芯因剩磁而發(fā)生緩慢釋放時，就會有點動變長動的危險。例如，在釋放SB3時，它的常閉觸點應該是在KM自鎖觸點斷開后才閉合，如果接觸