三、带保护电路的直接启动自锁运行控制电路
1.电路原理图与工作原理
带保护电路的直接启动自锁运行电路原理图如图1-9所示。
图1-9 带保护电路的直接启动自锁运行电路
(1)启动
合上空开QF,按动启动按钮SB2,KM线圈得电后常开辅助触头闭合,同时主触头闭合,电动机M启动连续运转。
当松开SB2,其常开触头恢复分断后,因为交流接触器KM的常开辅助触头闭合时已将SB2短接,控制电路仍保持接通,所以交流接触器KM继续得电,电动机M实现连续运转。像这种当松开启动按钮SB2后,交流接触器KM通过自身常开辅助头而使线圈保持得电的作用叫做自锁(或自保)。与启动按钮SB2并联起自锁作用的常开辅助触头叫做自锁触头(或自保触头)。
(2)停止
按动停止按钮开关SB1,KM线圈断电,自锁辅助触头和主触头分断,电动机停止转动。
当松开SB1,其常闭触头恢复闭合后,因交流接触器KM的自锁触头在切断控制电路时已分断,解除了自锁,SB2也是分断的,所以交流接触器KM不能得电,电动机M也不会转动。
(3)线路的保护设置
① 短路保护 由熔断器FU1、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护。
② 过载保护 电动机在运行过程中,长期负载过大、启动操作频繁或者缺相运行等原因,都可能使电动机定子绕组的电流增大,超过其额定值。在这种情况下,熔断器往往并不熔断,从而引起定子绕组过热使温度升高,若温度超过允许温升就会使绝缘损坏,缩短电动机的使用寿命,严重时甚至会使电动机的定子绕组烧毁。因此,采用热继电器对电动机进行过载保护。过载保护是指电动机出现过载时能自动切断电动机电源、使电动机停转的一种保护。
在照明、电加热等一般电路里,熔断器FU既可以用作短路保护,也可以用作过载保护。但对三相异步电动机控制线路来说,熔断器只能用作短路保护。这是因为三相异步电动机的启动电流很大(全压启动时的启动电流能达到额定电流的4~7倍),若用熔断器作过载保护,则选择熔断器的额定电流就应等于或略大于电动机的额定电流,这样电动机在启动时,由于启动电流大大超过了熔断器的额定电流,熔断器在很短的时间内爆断,造成电动机无法启动,所以熔断器只能用作短路保护,其额定电流应取电动机额定电流的1.5~3倍。
热继电器在三相异步电动机控制线路中只能用作过载保护,不能用作短路保护。这是因为热继电器的热惯性大,即热继电器的双金属片受热膨胀弯曲需要一定的时间。当电动机发生短路时,由于短路电流很大,热继电器还没来得及动作,供电线路和电源设备可能已经损坏;而在电动机启动时,由于启动时间很短,热继电器还未动作,电动机已启动完毕。总之,热继电器与熔断器两者所起作用不同,不能相互代替。
2.电气控制部件与作用
电路所选元器件作用表如表1-3所示。
表1-3 电路所选元器件作用表
注:对于元器件的选择,电气参数要符合,具体元器件的型号和外形要根据现场要求和实际配电箱结构选择。
3.电路接线组装
(1)元器件排布图
元器件的布局可以根据现场的配电箱确定,或者根据个人习惯排布。如图1-10所示为两种不同形式的布局图。
图1-10 电路元器件选取和在配电箱中的不同布局
说明:配电箱中的布局是因地制宜的,虽后面章节所讲电路不同,但配电箱布局大同小异,因此,在有限篇幅内为使读者能看到更多内容,后面章节省去器件的不同布局内容。
(2)主电路接线
如图1-11所示。
图1-11 主电路接线图
(3)控制电路接线
如图1-12所示。
图1-12 控制电路接线图
(4)带保护电路的直接启动自锁运行电路实际运行接线图
图1-13所示为电气实际布线图。在实际布线过程中,要求引线尽可能平直,长度适中,如使用线槽走线,尤其是软导线应尽可能装入,这样可以保证线路美观。
图1-13 电气实际布线图
4.电路调试与检修
此电路同样有两种检修方法,或将两种方法结合起来应用。根据电路原理图检修时,用万用表检测QF的下端是否有电压;熔断器用万用表测量是否熔断;控制回路元件FR、SB1、SB2、KM线圈是否断路,如果断路直接进行更换;KM的接点是否毁坏,KM接点毁坏(有粘连、被电火花烧着以后)应进行更换;热继电器是否毁坏,毁坏进行更换;若上述元件均没有毁坏,应该是电动机毁坏,直接维修或更换电动机。
直观检查法,就是接通QF,按压交流接触器看电动机是否能够旋转,如果按压交流接触器电动机能够旋转,说明主控制电路没有问题,故障在副控制电路,应该去检查启动按钮和停止按钮是否毁坏。对于直观检查法,每次在检查时第一步应该检查熔断器是否熔断,熔断器熔断时直接进行更换。
知识拓展:配电盘实际组装注意事项
在组装配电盘时,根据原理图和设计需要,选择合适电气布线后,需要选择一款合适的配电箱,当配电箱达不到要求时还需要自己改造,如安装部分压板、在需要安装器件的位置开孔等。整体配电箱如图1-14所示。
图1-14 安装好后的整体配电箱实物图
配电箱的布线
在安装配电箱时,简单的配电箱可以使用硬导线直接安装,线要用不同的颜色分开,零线为黑色、地线为黄绿色、相线为红绿蓝或红黄蓝。线材长短要合适,不能过长和过短,配线时一般要求横平竖直,进线与出线分开安装,配线后要用扎带或卡子将线固定,如图1-15所示,后配线要在穿线孔处安装绝缘层(一般使用绝缘胶圈),如图1-16所示,在后配线的背板后面也应对导线整形固定,必要时使用走线槽或走线管。
图1-15 用卡子或绑扎带整形固定线
图1-16 后配线形式的配电箱
对于配电箱中软硬线都有的,则需要使用线槽走线,门与板之间的连接线应用螺旋管缠绕固定,当电路复杂、引线多时,为防止接线错误和便于检修,应在端子上套标号线管,所有端子都要安装标记号,如图1-17所示。
图1-17 使用线槽的配电箱