三相交流异步电动机控制电路原理图的识别方法,硬件开发必备
eetrendadi 2023-11-29

来源 | 网络

电路原理图的各分支回路一般应垂直布置,因而电气图形符号也应垂直来画,文字符号一般水平放置。有时,根据画图的需要,在不改变符号含义的前提下,图形符号和文字符号都可旋转,但不可倒置。

上静、下动 开关的静触头在上,为电源侧;而动触头在下,为负载侧。如果电气回路需要水平来画,电气图形符号可由垂直位置逆时针转90°,即左静、右动。也就是说上侧或左侧为电源,下侧或右侧为负载。

左开、右闭 常开触头朝左开口,而常闭触头则朝右闭口。如果电气回路需要水平来画,电气图形符号可由垂直位置逆时针转90°,即下开、上闭

在电气原理图中,线圈和触头通常不画在一起,而是画在电路的不同地方,但只要它们标注相同的文字符号,就是一个器件的线圈和触头,例如同一接触器线圈、接触器主触头和辅助触头都用KM1表示,如图2a所示。当一个电路中只有一只接触器时,KM1中的1通常省去。

如图2b所示,同一电路中有多个相同元器件时,一般用相同的字母表示,但在字母的后边加上数字以示区别,例如KM1、KM2、KM3一般表示的是三只不同的接触器,这一点要牢记。

图2  接触器的标注方法

a)同一接触器的线圈和触头  b)不同接触器的线圈和触头

电路全部线圈的触点都是按线圈不得电时的常态画出的,各刀开关、按钮开关等开关器件也是按在器件未受外力作用时的常态画出的。

带指示灯的电动机连续运行控制电路原理图

图3所示为带指示灯的电动机连续运行控制电路原理图。图中所用的元器件见表1。

图3  带指示灯的电动机连续运行控制电路原理图

表1  带指示灯的电动机连续运行控制电路元器件明细表

1.看资料

结合电路中的文字说明、技术说明,搞清电路的用途,对电路有一个大致的了解。从图中可以看到,此电路有一台电动机,此电动机起动后连续运行。

2.弄明白电路中各符号所代表的意义

根据电气图形符号、文字符号和元器件明细表,弄明白电路中各符号所代表的意义。

3.先看主电路

主电路通常在图的左侧,主电路包括断路器、接触器主触头、热继电器、电动机及连接导线等。它是从电源至电动机输送电能时电流所经过的电路,所以电流较大。识图时通常从下面的被控设备开始,经控制元件,依次看到电源。通过看主电路可以知道:

1)主电路中有哪些电器设备,它们的用途和工作特点是什么。

2)主电路中的电动机是用什么电器控制的,为什么要通过这些电器,这些电器设备的作用是什么。

结合此图,从电动机M往上看,只有一条主电路:电动机M→热继电器FR→接触器KM主触头→三相断路器QF→三相交流电源。

4.再看控制电路

控制电路在图的右侧,控制电路起控制和保护作用。控制电路包括熔断器、接触器线圈、辅助触头、按钮及连接导线等。看控制电路通常按照自上而下或从左到右的原则。

1)看电源,先搞清电源是交流电源还是直流电源,其次搞清电源从何而来,其电压是多少。

2)看各控制支路,整个控制电路可分为几条独立的小回路。

3)看各支路是由哪些元器件构成闭合回路的。

结合此图可以看到控制电路有三条支路:第一条从电源L3→熔断器FU→按钮SB1、SB2→接触器KM线圈→热继电器FR触点→熔断器FU→电源L2;第二条从电源L3→熔断器FU→KM-2常开辅助触头→红灯HLR→熔断器FU→电源L2;第三条从电源L3→熔断器FU→KM-3常闭辅助触头→绿灯HLG→熔断器FU→电源L2;三条支路的电源都接在L2、L3两相,电压为~380V。

5.搞清电路之间的控制关系

搞清主电路与控制电路及控制支路之间的联系和控制关系,电路中各电器元件、触头的作用是什么。

1)先看主电路。电动机M起动时,需要合上断路器QF,同时还应使接触器KM得电吸合,再观察接触器KM的控制电路,平时SB2的触头处于断开位置。所以起动时应按下SB2,接通接触器KM线圈的控制回路,接触器KM线圈中有电流,接触器吸合,KM主触头闭合,电动机主电路接通,电动机起动运行。

2)电动机运行时,不能一直按下SB2。

原来接触器吸合后,KM常开辅助触头闭合,所以松开SB2后,与SB2并联的KM-1常开辅助触头(自锁触头)保持吸合,接触器KM线圈可以一直得电。

3)怎样使电动机停机呢?

看图中的SB1按钮,它串联于KM线圈回路中,按下SB1,接触器KM线圈中就没有电流了,接触器KM释放,KM各触头恢复初始状态,主电路断开,电动机停机。

4)指示灯支路。电动机起动前(或停机后),由于KM辅助触头处于图中的初始位置,这时与绿灯HLG相连的KM-3常闭辅助触头闭合,绿灯亮;与红灯HLR相连的KM-2常开辅助触头断开,红灯灭。起动后,接触器吸合,其常开触头闭合,常闭触头打开,所以绿灯熄灭,红灯点亮。

5)电路中断路器QF、熔断器FU和热继电器FR起什么作用呢?

结合前面的电工基础知识可以知道:断路器QF作电动机主电路的短路保护,当电动机主电路中的连接导线、元器件短路时,断路器QF跳闸,防止事故的发生;熔断器FU作控制电路的短路保护;热继电器FR在电路中起过载保护的作用,电动机过载时,串接于控制回路的常闭触点FR断开,切断接触器KM线圈的供电,电动机保护停机。

6.根据回路编号了解电路的走向和连接方法

为了安装接线和维护检修,在图3所示的电路中,可以看到有各种标号,这种标号就是回路标号。回路标号是电器设备与电器设备、元件与元件间(或导线间)的连接标记。它是按等电位原则标注的,即在电气回路中连于一点的所有导线用同一数字标注。当回路经过开关或触头时,因为在触头两端已不是等电位,所以应给予不同的标号。下面简要介绍一下电动机电路的回路标号的标注方法。

(1)主电路的回路标号

1)三相电源按相序编号为L1、L2、L3,经过开关后,在出线接线端子上按相序依次编号为U11、V11、W11。

2)主电路各支路的编号,应从上至下(垂直画图时)或从左至右(水平画图时),每经过一个电器元件的接线端子后编号要递增。如U11、V11、W11,U21、V21、W21,...等顺序标号。

3)单台三相异步电动机的三根引出线按相序依次编号为U、V、W,多台电动机引出线的编号,为防止混淆,可在字母前加数字来区别,如1U、1V、1W,2U、2V、2W,...等。

(2)控制电路回路标号    控制电路回路标号应从上至下(或从左至右)逐行对主要降压元件两侧的不同线段分别按奇数和偶数的顺序标号,如一侧按1,3,5,...等顺序标号,另一侧按2,4,6,...等顺序标号。编号的起始数字,除起动支路需从数字1开始外,照明支路和信号支路可以接上述的数字编排,也可以一次递增100作起始数,如照明支路从101开始编号,信号支路从201开始编号。

三相交流异步电动机控制电路接线图的识读

控制电路接线图是表示电路连接关系的一种简图,它是根据电路原理图和各电器元件在控制箱(或控制柜)中的实际安装位置而绘制的,主要用于电器安装接线、检修,它常与电路原理图配合使用。在识读时应熟悉绘制电动机接线图的几个基本原则。

1.安装接线图的规律

1)接线图中,电器元件及设备的大小都是根据它的外形轮廓及实际尺寸按照统一的比例绘制。

2)接线图中,各电器元件的图形符号及文字符号要与电路原理图完全一致,凡是需要接线的端子一定要标注端子编号,并与原理图上相应的线号一致,同一根导线上连接的所有接线端子的编号应相同。

3)同一个元器件的所有部件(线圈、主触头、辅助触头)都应根据它的实际结构画在一起,并用点画线框起来;在几个或很多个电器元件四周如果画上虚线,表明这几个或很多个电器元件是安装在同一块控制箱上的。

4)不同控制箱之间或同一控制箱内外电器元件之间的连线,应通过接线端子板连接,电器互联关系以线束表示,走向相同的相邻导线可以绘制成一束线,连接导线应标明导线参数(如截面积:主回路导线采用4mm2绝缘铜线,控制回路采用1.5mm2绝缘铜线)。

2.接线图的识图方法

图4所示为带指示灯的电动机连续运行电路安装接线图。

图4  带指示灯的电动机连续运行电路安装接线图

1)与原理图对照识图。电动机安装接线图是根据电气原理图绘制的,看接线图时,只能知道电器元件的安装位置、接线方法、相互之间如何接线,但不能明显表示电器动作原理,特别是辅助电路,根本分辨不出各条小支路来,因此要搞清主电路和控制电路由哪些元器件组成,它们是怎样完成电器动作的,各个元器件在电器设备中的作用时什么,就必须对照电气原理图。

2)根据具有相同标号的导线是相连的这一原则,了解主电路和辅助电路的走向、连接方法和导线截面等。

①先看主电路。看主电路是从引入的电源线开始,顺次往下看,直至电动机,主要目的是知道三相电源线经过哪些电器元件到达电动机。如图4所示电路中,端子板XT1上L1、L2、L3分别与断路器QF入线端的L1、L2、L3是相连的,顺次往下看,QF的出线端U11、V11、W11分别与KM接线端的U11、V11、W11也是相连的,端子板XT2上的U、V、W分别与电动机接线端的U、V、W也是相连的。

主电路路径为:电源L1、L2、L3→端子板XT1→断路器QF→接触器KM主触头→热继电器FR→端子板XT2→电动机。

通过接线图还可以了解:主电路所用导线4mm2绝缘铜线;端子板至电动机间的导线应穿钢管保护。

②再看控制电路。看控制电路要从电源起始点(相线)开始,看经过哪些电器元件又回至另一相电源。如图4所示的电路中,从电源起始点L1开始,由于FU的入线端W11与主电路QF出线端的W11具有相同的标号,既表明它们是相连的,又表明控制电路是从此与主电路分开的,同理FU的出线端与SB1的入线端都有相同的标号1,它们也是相连的,最后经FR触点、断路器QF回到另一相电源L2。

控制回路为:电源L3→断路器QF→熔断器FU→按钮SB1→按钮SB2→KM线圈→热继电器辅助触点FR→熔断器FU→断路器QF→电源L2。

通过接线图还可以了解:控制电路所用导线截面积为1.5mm2。

3.导线的连接方法

例如,图4中,3号线是SB1与SB2的连接线。接线时,可以按以下步骤:

1)先将导线一端剥去适当长度的绝缘层。

2)套上号码3,压在SB1的出线端上。

3)将导线的另一端引至SB2,截断导线。

4)剥去绝缘层后也套上线号3,并接在SB2的入线端子上。

三相交流异步电动机控制电路的安装

这里以图3所示的带指示灯的电动机连续运行控制电路为例来介绍,其接线图如图4所示。

(1)电器元件的布置    布置电器元件时,应根据电气原理图和元器件的性能来考虑电器元件的排列顺序。

1)主电路:主电路的元器件应布置于箱体内,按照电源进线、接线端子、断路器(电源开关和主电路熔断器)、交流接触器、热继电器、负载接线端子等从上到下排列整齐。

2)控制电路:控制电路应按照它们与主电路的连接关系来布置。控制电路常用的元器件有指示灯、按钮开关、转换开关、控制电路熔断器、行程开关、继电器(包括中间继电器、时间继电器、速度继电器)等,其中熔断器、行程开关和继电器这些元器件应与主电路的元器件布置在箱体中,且位于主电路的一侧或两侧,指示灯、仪表、转换开关和按钮这些需要经常观察和操作的电器元件,一般应通过接线端子引出,不宜直接接在主电路或控制电路的元器件上。

图5所示为按上述规律实际布置后的效果。

图5  带指示灯的电动机连续运行控制电路实际布置图

(2)选择元器件和导线    根据电动机的额定电流选择电器元件。一般情况下,电动机的额定电流都标注在电动机的铭牌上,如果标注看不清,~380V三相异步电动机的额定电流可按2倍功率(kW)来估算。例如某电动机的额定功率为4kW,则电动机的额定电流约为8A。然后根据算出的电动机的额定电流,选择其他元器件的额定电流。当所选元器件系列中没有数据相同规格时,必须往上一级最接近的数据选择,不宜向小于数据的规格选择。

导线的截面必须能满足负载电流,并有足够的机械强度,线路较长时,要考虑导线的电压降。一般规定主电路导线的最小截面不应小于2.5mm2,控制电路导线的最小截面不应小于1.5mm2。

(3)元器件的固定    元器件的固定一般按照定位、钻孔、固定几步来进行。固定时一般应按从上到下、先小后大、先内后外的原则来固定。

(4)配线    配线时,应按照电器接线图规定的走线方向和工艺要求进行布线和接线。如图6所示为带指示灯的电动机连续运行控制电路实际配线图。

图6  带指示灯的电动机连续运行控制电路实际配线图

(5)敷设工艺    图7所示为电动机连续运行控制电路的安装接线工艺。

图7  电动机连续运行控制电路的安装接线工艺

(6)安装卡片框    在电器元件下面或侧面安装卡片框,标明元器件的名称、额定电流等。

如果多台电动机共用一个配电箱,安装时同一回路的元器件宜上下布置,如图8所示为4台电动机连续运行控制电路的安装接线工艺。

图8 4台电动机连续运行控制电路的安装接线工艺

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