三相异步电动机点动长动控制原理

(a) 未过载时
(b) 过载发热
图2-61 热继电器结构示意图
1-发热元件；2-双金属片；3-推杆；4-温度补偿片；5-拨叉；6-调节弹簧；7-复位弹簧；8-复位按钮；9-调节螺钉；10-支架
《机床电气控制系统运行与维护》
（2）热继电器的动作原理 当电动机过载时，通过发热元件1的电流使双金属片2向左弯曲，
《机床电气控制系统运行与维护》
若对图2-57作相应的改进，如图2-60所示。在主电路中 串接入热继电器的热元件，同时将热继电器的动断触点串联 到控制回路中，当电动机长时间过载后，热元件感测到后， 随着发热增多，位移增大，热继电器动作，其动断触点可使 KM线圈回路断开，KM主触点断开，电动机停转，从而达到 过载保护的目的。
《机床电气控制系统运行与维护》
1）结构和工作原理
（1）热继电器的结构
如图2-61所示为热继电器的结构示意图。它主要由发热元件、双金属片、触头和动作 机构组成。发热元件1用镍铬合金丝等材料制成，直接串接在被保护的电动机的主电路内， 它随电流I的大小和时间的长短而发出不同的热量，从而加热双金属片2。双金属片由两种 不同膨胀系数的金属片碾压而成，右层为高膨胀系数的材料（如铜或铜镍合金），左层 为低膨胀系数的材料（如瓦钢片）。双金属片2的一端固定，另一端为自由端，过度发热 会向左弯曲。
图2-57 三相异步电动机长动基本控制线路
《机床电气控制系统运行与维护》 电路控制原理如下： 首先合上电源开关QF。 启动流程如图2-58所示。
停止流程如图2-59所示。
图2-58 电动机启动流程
用符号法分析如下： 启动：SB2±——KM+自——M+ 停止：SB1±——KM－——M－
图2-59 电动机停止流程
由此可以体会到并联在启动按钮SB2两 端的接触器常开辅助触点，在接触器线圈得 电后闭合，此时即使松开SB2，控制线路即 接触器线圈回路也不会断电，电动机仍能继 续运行。接触器的这个常开触点叫自锁触点。
《机床电气控制系统运行与维护》
图2-57所示的长动控制线路具有以下两种电路保护形式： （1）短路保护：FU1保护主电路；FU2保护控制电路。 （2）欠压保护与失压（零压）保护：当电源电压下降时，电 动机的转矩将显著降低，影响电动机的正常运行，严重时会引起 电动机堵转而烧毁，采用长动控制线路就可避免上述事故的发生。 因为当电源电压低于接触器线圈额定电压85%左右时，接触器KM 就释放了，主触点打开，自动切断主电路，可以达到欠压保护的 目的。
JRl6和JR20系列热继电器均为带断相保护的热继电器，具有差动式 断相保护机构。选择时主要根据电动机定子绕组的连接方式来确定热继 电器的型号，在三相异步电动机电路中，对Y连接的电动机可选用两相或 三相结构的热继电器，一般采用两相结构，即在两相主电路中串接热元 件。但对于定子绕组为△连接的电动机必须采用带断相保护的热继电器。
《机床电气控制系统运行与维护》
学习情境二 三相异步电动机的单向运行控制 2.1 三相异步电动机单向运行控制原理 2.1.5 三相异步电动机点动/长动控制原理
ห้องสมุดไป่ตู้
《机床电气控制系统运行与维护》
1. 三相异步电动机长动控制线路的识读
三相异步电动机的连续 运行控制电路如图2-57所 示，在点动控制电路的基 础上，在控制回路中增加 了一个停止按钮SB1，还在 启动按钮SB2的两端并接了 接触器的一对辅助动合触 点KM。
《机床电气控制系统运行与维护》
图2-60 具有过载保护的长动控制线路
为什么电路中串接热继电器后就能起到过载保护？热继电器的结 构和工作原理是怎样的？下面的内容将作详细的介绍。
《机床电气控制系统运行与维护》
2. 热继电器
热继电器与电磁式继电器不同，它是根据被控对象的温度 变化而动作的继电器，主要用来保护电动机的过载。电动机工 作时允许短时过载，但长期过载、欠电压运行或缺相运行时， 电动机的温升就会超过额定工作温升，导致绕组绝缘损坏，降 低电动机的寿命，必须予以保护。而熔断器和过电流继电器只 能保护电动机不超过允许的最大电流，并不能反映电动机的发 热状况，因此，常采用热继电器进行过载保护。
《机床电气控制系统运行与维护》
2）热继电器的型号
热继电器的型号含义及图形符号如图2-62所示。
（a）型号含义
（b）热元件
（c）动断触点
图2-62 热继电器的型号含义及图形符号
《机床电气控制系统运行与维护》
热继电器有制成单个的（如常用的JR14型系列），也有和接触器 制成一体一同安装在磁力起动器的壳体之内的（如JR14系列配QC10 系列）。目前，一个热继电器内一般有两个或三个加热元件通过双金 属片和杠杆系统作用到同一常闭触点上，如图2-63所示为JR14-20/2 型的结构示意图。
2推动推杆3，3带动，拨叉5作顺时针方向转动，从而使动断触点断 开以切断电路，电动机得到保护。图中，感温元件4用做温度补偿， 调节螺钉9用于整定动作电流
热继电器由于其热惯性，电路短路时不能立刻切断电路，因此 不能用做短路保护；电动机启动或短路时过载也不会导致热继电器 动作，这种情况下只能采用能及时反映电动机温升变化的温度继电 器作为过载保护。
《机床电气控制系统运行与维护》
《机床电气控制系统运行与维护》
此外，在机床运行过程中，因某种原因短时停电而导致机床 停车，一旦故障排除，恢复供电，若电动机会自行启动，很可能 引起设备或人身事故。采用长动控制线路后，即使电源恢复供电， 由于自锁触点已断开，电动机就不会自行启动，从而避免了可能 出现的事故，达到失压保护的目的。
除了以上几种情况以外，若电动机长期工作在过载状态下， 也会导致电动机烧毁，所以还必须考虑到长期过载保护。图2-57 的控制电路则不具备长期过载保护功能。
（a）
（b） 图2-63 热继电器的外形
（c）
《机床电气控制系统运行与维护》
JR0、JRl、JR2和JRl5系列的热继电器均为两相结构，是双热元件 的热继电器，可以用做三相异步电动机的均衡过载保护和定子绕组为Y连 接的三相异步电动机的断相保护，但不能用做定子绕组为△连接的三相 异步电动机的断相保护。