电动机的控制环节和保护环节
电气控制系统中低压电动机的常用保护环节探析
电气控制系统中低压电动机的常用保护环节探析摘要：在电气控制系统当中，电动机一直都是非常重要的构成部分，同时也是电气控制系统当中主要的运动输出设备，在实际工作的过程当中，电动机能否正常运转对于电气控制系统的发展来说是非常重要的。
因此在本篇文章当中主要会对于电气控制系统当中的低压电动机的使用进行相关的探讨，从保护控制器的运行原理出发，对于常用保护环节的作用进行了研究，希望能够为相关工作人员提供一定的帮助。
关键词：电气控制系统；低压电动机；常用保护环节引言依据相关资料显示，可以发现大约有80%的电动机损坏，都是因为在运行的过程当中出现发热而导致的，当然电动机在运行的过程当中，其他故障的出现也会导致其出现烧毁或者是生产线停产为企业造成非常严重的经济损失。
因此电动机的全面保护已经成为企业发展的一个非常重要的环节，因为电动机的保护对企业的社会效益以及经济效益都会产生巨大的影响。
随着时代的不断发展以及各种新的技术的出现，有更多先进的，可靠的电动机保护装置开始不断被研发出来，而这些装置对于电动机的保护来说是非常重要的[1]。
1、低压电动机的保护控制器性能低压电动机是目前科技高速发展的一个非常重要的产物，和其他的一些传统的电动机不同，低压电动机无论是安全性能还是运行效率方面都要略胜一筹，但是对于电气控制系统的要求也会变得更高。
电气控制系统所使用的技术是通过对于低压电动机的保护控制器，运用网络通信技术以及软启动器和接触器等匹配的一套设备，这也能够使低压电动机在运行的时候可以拥有一整套的控制保护功能以及通信于一体的相对来说比较专业的系统，因此可以使用新型的低压交流电动机取代原有的电流动作保护器和热保护器等，同时也将逐步取代电流互感器和测量仪器，在那些传统的电动机的基础之上做出有效的提升，使低压电动机能够朝着智能化的方向迈进。
现如今低压电动机的使用范围变得越来越广，它的保护控制器的产品发展也非常的快，目前已经占据了非常大的市场份额[2]。
电动机控制的电气保护环节
电动机控制的电气保护环节电气控制系统除了要能满足生产机械加工工艺的要求外，还应保证设备长期安全、可靠、无故障地运行，因此保护环节是所有电气控制系统不可缺少的组成部分，用来保护电动机、电网、电气控制设备及人身安全。
电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、零压、欠压保护及弱磁保护。
1、短路保护电机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。
短路电流可能使电器设备损坏，因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切断电源。
常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。
由于熔断器价格便宜，断弧能力强，所以一般电路几乎无例外地用它作短路保护。
但是熔体的品质、老化及环境温度等因素对其动作值影响很大。
用其保护电动机时，可能只有一相熔体烧断而造成电动机单相运行，用自动开关作短路保护则能克服这些缺陷。
当出现短路时，其电流线圈动作，将整个开关跳开，三相电源同时被切断。
自动开关还兼有过载保护和欠压保护，不过其构造复杂，价格贵，不宜频繁操作，一般用在要求高的场合。
2、过电流保护电动机不正确地起动或负载转矩剧烈增加会引起电动机过电流运行。
一般情况下这种过电流比短路电流小，但比电动机额定电流却大得多。
在电动机运行过程中产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转起动的重复短时工作制的电动机中更是如此。
过电流的危害虽没有短路那么严重，但同样会造成电动机的损坏。
原则上，短路保护所用元件可以用作过电流保护，不过断弧能力可以要求低些，完全可以利用控制电动机的接触器来断开过电流，因此常用瞬时动作的过电流继电器与接触器配合起来作过电流保护，过电流继电器作为测量元件，接触器作为执行元件断开电路。
由于笼型电动机起动电流很大，如果要使起动时过电流保护元件不动作，其整定值就要大于起动电流，那么一般的过电流就无法使之动作了。
所以过电流保护一般只用在直流电动机和绕线式异步电动机上。
整定过电流动作值一般为起动电流的12倍。
电动机的控制环节和保护环节
KM 1
KM2
SB2
KM2
SB4
KM 1
~ 380V
例：试设计一台用变压器供电的三相 电炉控制电路，自耦变压器有低压抽 头①。升温使用全压，保温时用低压， Q 要求如下： （1）先升温，后 保温，直至停炉,（2）电路具 有短路、过载保护环节。
KM1
FU SB3
①
KM2
SB1 KM2
KM 1
FR
KM1
继电接触器控制电路本身具有这种保护作用。因 为当断电或电压过低时，接触器就释放，使电动 机自动脱离电源；当线路重新恢复供电时，由于 接触器的自锁触点已断开，电动机不能自行起动 ，起到保护作用。 例：电路如图，控制要求为：（1）M1 起动后，M2才能起动；（2） M1M2能同 时停车；（3）M2 还能单独停车；（4） 每台电机均有各自的短路、过载保护环 节，互不影响。试改正图中的错误。
为解决这一问题，控制回路增加互锁，如图：
~ 380V
Q
FU SB
KMF KMF 得电 失电
SBF KMR KMF
FR FU
FU KMR
KMF SBR
KMF
FR
KMR KMF KMR 得电
Ｍ ３～
此时即使按下 问题：正转时要反转， SBR,线圈 先按停止按钮，再按反 KMR也无电， 电机正转 电机反转 电机停转 转按钮，不方便。 实现互锁。
KMR
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
为解决这一问题，采用复式按钮和触头互锁的控 制电路（虚线连接表示连动）
~ 380V
Q FU A
FU SBR SBF SB
KMF得电 KMF失电
KMF KMR
FR
B
FU
KMF
电气控制与PLC应用技术02第2版第二章习题答案
第二章习题与思考题参考答案1.电气图中，SB、SQ、FU、KM、KA、KT分别是什么电气元件的文字符号?答：SB-控制按钮；SQ-行程开关；FU-熔断器；KM-接触器；KA-中间继电器；KT-时间继电器。
2.说明“自锁”控制电路与“点动”控制电路的区别，“自锁”控制电路与“互锁”控制电路的区别。
答：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。
“一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控制电路。
点动电路为“一按（点）就动，一松（放）就停”，不需要自锁触点，因短时工作，电路中可不设热继电器作过载保护；而自锁电路需要在起动按钮的两端并联自锁触点，在按下起动按钮并松开后，依靠自锁触点（接触器自身的辅助常开触点）接通电路，因电路工作时间较长，需要设热继电器作过载保护。
自锁是接触器（或其他电磁式电器）把自身常开辅助触点并接在起动按钮的两端，其作用是松开起动按钮后通过该常开辅助触点保持线圈通电。
互锁是把两个接触器的常闭辅助触点分别串接在对方接触器线圈的电路中以达到相互制约的作用。
即其中任一接触器线圈先通电吸合，另一接触器线圈就无法得电吸合。
3.什么叫减压起动?常用的减压起动方法有哪几种?答：减压起动：利用起动设备将电源电压适当降低后加到电机定子绕组上起动，以减小起动电流，待电机转速升高后再将电压恢复至额定值的起动方法称为降压起动。
笼型异步电动机常用的减压起动方法有：定子绕组串电阻减压起动、星-三角减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动和使用软起动器起动等方法。
绕线转子异步电动机减压起动方法主要有转子绕组串电阻减压起动方法。
4. 电动机在什么情况下应采用减压起动?定子绕组为星形联结的三相异步电动机能否用星-三角减压起动?为什么?答：当电动机容量大于10kW以上通常采用降压起动。
正常运行时定子绕组为三角形联结的笼型异步电动机，可采用星-三角减压起动方法来限制起动电流。
1电动机控制系统常用的保护环节有哪些
1电动机控制系统常用的保护环节有哪些?各用什么低压电器实现？①过载保护，使用热继电器②短路保护，使用熔断器和自动空气开关③过电流保护，使用过电流继电器④零压和欠压保护，使用自锁回路和欠电压继电器⑤弱磁保护，使用欠电流继电器⑥断相保护，使用断相保护热继电器丶电压继电器丶电流继电器丶固态断相保护器⑦电机智能综合保护，智能综合保护2电气控制线路检修的方法有哪几种？a直观检测法b测量电压法c测量电阻法d其他方法（置换元件，对比法，逐步接入法，强迫逼合法，短接法）3电气原理图阅读的方法和步骤是什么？a先机后电b先主后辅c化整为零d集零为整丶通观全局e总结特点4 电气控制图分哪几类？电气原理图丶电器元件布置图丶电气安装接线图三类5电气原理图中，说出QS丶FU丶KM丶KS丶SQ个代表什么电器元件并画出各自图形符号？组合开关丶熔断器丶接触器丶速度继电器丶行程开关6简述交流接触器的工作原理？当线圈通电后吗，静铁芯产生电磁力将衔铁吸合。
衔铁带动触头系统动作，使常闭触头断开，常开触头闭合。
当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在反作用力弹簧力的作用下，释放，触头系统随之复位。
7简述三相异步电机能耗制动的原理：能耗制动是在电机停止切除定子绕组三相电源的同时，定子绕组接通直流电源，产生静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的相互作用，产生一个制动转矩进行制动。
8简述三相异步电动机范姐制动的工作原理：反接制动是在电动机停止时，改变定子绕组三相电源的相序，使定子绕组旋转磁场反向，转子受到与旋转方向相反的制动转矩作用而迅速停车。
9短路保护和过载保护有什么区别？短路时电路会产生很大的短路电流和电动力而使电气设备损坏。
需迅速切断电源。
常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。
电机允许短时过载，但长期过载运行会导致绕组温升超过允许值，也要断电保护。
常用热继电器。
低压电机的保护与控制
低压电机的保护与控制摘要：现阶段，随着工业化进程的不断加快以及工业化程度的不断深入，关于电机应用已经逐步普及到了各个行业领域。
我国作为当今全球范围内实力最强的发展中国家，在国家各项优惠政策的不断加持推动下，工业化生产规模逐渐增长，其发展趋势日渐繁荣，随着当前电机的普遍性应用，关于电机的保护与控制问题也成为了当今电机行业当中所关注的重点内容。
基于此，本文就将针对低压电机的保护与控制进行深入的探讨和分析。
关键词：低压电机；保护；控制；化工行业引言随着当代化工业脚步的不断加快，低压电机的整体运行与应用范围也在逐渐延伸。
面对当前新时代的发展局势下，人们的生产生活中处处可见电机的身影，而作为相关人员来说，所需要做的就是要针对电机的保护与控制技术进行更为深入的研究，促使电机保护与控制技术能够实现与时代发展一致的状态，在绝大程度上能够达到电机的时效性保护与控制标准，并促进化工行业的整体发展。
然而，在现阶段在我国化工生产装置当中，所应用的低压电机的过载保护元件基本上都选择的是热继电器，对于启动次数频繁，启动负荷较大的低压电机热保护继电器来说，经常会发生各种误动，从而导致化工生产无法正常运行下去，在整个过程中，由于一部分电机频繁启动的电流促使热继电器热元件的温度不断增高，导致出现了大量的脱扣断电动作，这无疑影响了整体化工生产运行效率。
因此，必须要针对低压电机的保护与控制进行深入的了解与分析。
1低压电机保护与控制概述电机作为一种十分重要的电力设备，被广泛的应用在人们的日常生产生活领域中，可以说电机设备的存在发挥了十分重要的价值作用。
按照当前发展趋势下，电机在我国的应用范围可谓是十分广泛，但是在实际的运行环节当中也经常会产生一系列的应用问题，这些问题的出现一般在于环境恶劣区域所造成的外力影响。
这是因为，部分电机缺乏足够的保护与控制，导致电机经常会在运行过程当中出现不可预料的故障现象，甚至严重的时候还会引发各类安全事故，这不仅对人们造成了生命上的威胁，而且也将带来巨大的经济损失。
电动机的控制环节和保护环节
电动机的控制环节和保护环节随着现代工业的高速发展，电动机在各个领域的应用越来越广泛。
而电动机的控制环节和保护环节则成为了电动机运行过程中至关重要的部分。
本文将就电动机的控制环节和保护环节进行探讨。
一、电动机的控制环节电动机的控制环节是指通过对电动机的电流、电压、频率等参数进行调整，使电动机实现各种工作方式，如启动、运行、停止等。
常用的电动机控制方式包括直接启动、星-三角启动、自耦变压器启动、软启动和变频控制。
1. 直接启动直接启动是最简单、最常见的电动机控制方式。
它是通过将电源直接连接在电动机的定子绕组上，使电动机瞬时达到额定转速。
直接启动适用于小型电动机和启动工作负载较轻的电动机。
2. 星-三角启动星-三角启动是一种常见的启动方式，适用于中小功率的三相异步电动机。
通过初始连接电动机为星形绕组，达到规定的星形运行时间后，再切换为三角形绕组，使电动机达到额定运行。
3. 自耦变压器启动自耦变压器启动是一种常用的电动机起动方式，通过在起动过程中使用自耦变压器，实现启动电流的减小，并减少对电网的影响。
自耦变压器启动适用于中小功率的电动机。
4. 软启动软启动是一种电动机起动方式，通过控制器逐步增加电流和电压，使电动机平稳启动，避免了直接启动对电网的冲击。
软启动适用于需要起动动态平稳、启动电流小的大功率电动机。
5. 变频控制变频控制是一种通过改变电动机供电频率来控制电动机转速的方式。
通过变频器将电源的固定频率转换为可调变的频率，以满足不同工况下的需求。
变频控制适用于需要调速精度高、调速范围广的电动机。
二、电动机的保护环节电动机的保护环节是指通过对电动机运行过程中可能出现的故障进行检测和保护，以防止电动机因故障而损坏。
常见的电动机保护装置包括过载保护、短路保护、欠压保护、过压保护、相序保护等。
1. 过载保护过载保护是指当电动机运行时，负载超过额定值时，保护装置会自动切断电动机电源，以避免电动机因过载而损坏。
常用的过载保护装置包括热继电器、电流保护器等。
谈电气控制系统电动机的保护环节
资源・ 生态 ・ 环境
谈化工 资源 的综合 利用
张 文成
（ 齐化 集 团有 限公 司 ， 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ １０ ） ６ ０ ０
摘
要： 化学工业的资源是 多种 多样的 ， 实际生产 中究竟采 用哪一种资源路线和生产技 术 ， 必须遵循 经济而又可行的原则进行综
谈 电气控制 系统 电动机 的保护环节
李 延 伟
（ 齐化 集团有 限公 司， 黑龙江 齐齐哈 尔 １ １０ ） ６ ０ ０ 摘 要： 电气控制 系统除能满足生产机械 的加工工艺要 求外 ， 想长期 、 要 正常、 无故障运行 ， 必须有各种保护措施 。 还 保护环节是所 有机床 电气控制 系统不可缺 少的组成部分 ， 用它来保 护电动机 、 利 电网、 电气控制设备 以及人身安全等 。 关键 词 ： 气 ； 制 系统 ； 电 控 电动 机 ； 护 环 节 保 保护环节是所有机床 电气控制 系统 不可缺少的组成部分 ， 利 用它来保护电动机 、 电网 、 电气控制设备以及人身安全等 。电气控 制 系统 中常用 的保护环节有 过载保护 、 短路 电流保护 、 电压和 零 欠 电压保护以及弱磁保护等 。
合利用。
关键词 ：－． ； － ． 资源 ； ｆｒ Ｌ＿ 综合 ； 利用 化学工业的资源路线确定后 ，资源的综合利用就成为一项重要 及芳烃原料 ； 对石油资源的综合利用开始时采用简单的工艺 ， 生产少 的任务 ， 它不仅与经济效益、 社会效益和环境效益有着直接的关系， 而 数几个产品， 然后转向采用 比较复杂的工艺过程， 生产更多的下游产 且对国民经济的可持续发展产生深远的影响。因此 ， 资源的综合利用 品 ， 并实现了大型化、 管道化和自动化。 水平已成为衡量—个国家化学工业发展水平高低的一个重要标志。 ３ 以生物质 为化学 工业 的原料 综合 利用 １ 煤资源的综合利用 以生物质为化学工业的原料 ， 对节约能源 、 改善环境具有重要的 煤作 为化学 工业 的原 料始于 ｌ 世 纪 ，９ 纪形 成 了完整 的煤 化 意义，但 由于农林副产品中所含的可供化工利用的有效成分较少 ， ８ ｌ世 且 丁体系。 以煤作原料可加工得到许多石油化工较难得到的产品， 如酚 、 耗用量大 ， 运输不便 ， 生产能力有限 ， 因此成本较高， 再加上它们 的分 萘 、 喹啉、 蒽、 吡啶等。煤化工产品是医药 、 、 农药 合成纤维 、 合成橡胶 、 散 陛、 季节性 以及所花费的劳动力大等 因素， 以满足大工业生产的 难 塑料等工业部门的重要原料。此外， 从煤焦油中回收酚 、 、 萘 葸等一些 需要 ， 因而在原料资源的产区 ， 因地制宜地发展中、 小型化工厂具有一 重要的芳香烃化合物 ， 成本较其他方法低廉。我国的年均消耗煤量在 定的意义 ， 如粮食作物发酵生产乙醇 ， 从油料作物中提取天然油脂等。
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电动机长期超载运行，可能造成电 动机绕组过热，寿命降低，甚至烧毁电 机，所以要进行过载保护。用热继电器 实现过载保护。
３．零压或欠压保护
电动机运行时，由于偶然原因，突然 断电，使电机停转，当重新供电时，电动 机可能自动起动，不注意可能会造成人身 或设备事故。防止电压恢复时电动机自起 动的保护称为零压或失压保护。
解：
FU
SB1
SB3 KM1
FU
KM 1 KM 1
KM 1
FR
KM2
SB2 KM2
SB4 KM 1
~ 380V 例：试设计一台用变压器供电的三相
电炉控制电路，自耦变压器有低压抽
头①。升温使用全压，保温时用低压， Q 要求如下： （1）先升温，后
保温，直至停炉,（2）电路具 有短路、过载保护环节。
KM1
电动机的控制环节和保 护环节
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一、基本控制环节 二、基本保护环节
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一、基本控制环节
１．点动和启停控制线路 ２．多点控制 ３．电动机的正、反转控制
1、点动和起停控制线路
当按加~下3入8S0BV自2 →锁Ｋ触→Ｍ点→K按松按Ｋ线MK后下下开M主Ｍ圈S,SSB主实B触主B失111触→头现→→触电头ＫK闭电Ｋ头→M闭Ｍ合机Ｍ断电线合线→连线开机圈→圈电续圈得→停电得机运电失电转机电转转电转机。停
Q
KM辅助触头闭合,自锁,连续转动
FR
FU
FU
KM
FR
M 3~
SB2
电连点机续动停转转动
SB1 KM
KM失得电 KM 自锁
２、多点控制
~ 380V 起动按钮并联，停止按钮串联
Q
FR
FU
FU
KM
SB1 SB2
FR
Ｍ ３～
电机停转
KM KM得失电
SB3
SB4
自锁
KM
例此时：按电动路如SB图3，，则（：1）若KM1、KM2均已通电，
①
FU SB3
SB1 KM2
FR
KM2
KM 1
KM1
FR
SB2 KM 1
RHale Waihona Puke KM2KM2SB2
KM1
KKMM21③FR1
SB4
SB3
K④KMM12
KM2
FR2
例：三相电动机的正反转控制电路如下，试改正 错误。
~ 380V
Q
FU SB SB1 KM2 KM 1
FU
FU
FR
KM 1
KM 1
FR
SB2 KKMM21 KM2
FR
KKMM12
Ｍ ３～
例：M1、M2 是两台三相异步电动机 ，试设计一 控制电路，要求如下：（1）M1 起动后，M2才 能起动；M1 停车后M2才能停车（2）主电路具 有短路、过载保护环节。
在前面我们知道：要使电机反转，只要将 电动机三相电源中的任意两根对调连接即可。 所以在单项运转控制线路上再增加一个交流接 触器及其控制线路即可。
主电路及其控制电路如图所示：
~ 380V
A
B
Q
FU SB SBF KMF
FU
FU
失得电 FR 自锁
KMF
KMR
KMF KMR
自锁 SBR 得电
Ｍ ３～
Ｍ反正停转问则点故转转都。题KKM吸：按KK主M按 KKFMM合若下、MM和F下RR，主按S辅FFKS主 辅B主 辅造下辅BM触→R触助F助触K成触SR→头→KMB触点的点触电头KM复FRK吸点线后点吸M源复FMR位吸合线圈，合吸R线短位F→线合→圈都再合→圈路→电圈电、圈失得按自电失的电机得自机得电电S机锁电严机停B电反锁电→，正→重停R转→转触，转事转
转按钮，实不现方互便锁。。
为解决这一问题，采用复式按钮和触头互锁的控 制电路（虚线连接表示连动）
~ 380V A
KMF失得电
B
Q FU
FU SB
SBR SBF
KMF
KMR
FU FR
KMF
KMR
FR
Ｍ ３～
反正转
SBF
KMF
KMR 得电
SBR KMR KMF
KMR
二、基本保护环节
１．短路保护
在电路发生短路事故时，可能造成 设备损坏，甚至发生火灾，所以电路发 生短路时，要立即切断电源。常用的短 路保护装置是熔断器。
如果电源电压过低，将使电动机转速 下降，甚至停转，这时电动机绕组电流很 大，易被破坏。因此需要在电源电压降到 一定允许值以下时将电源切断。这就是欠 压保护。
继电接触器控制电路本身具有这种保护作用。因 为当断电或电压过低时，接触器就释放，使电动 机自动脱离电源；当线路重新恢复供电时，由于 接触器的自锁触点已断开，电动机不能自行起动 ，起到保护作用。
例：电路如图，控制要求为：（1）M1 起动后，M2才能起动；（2） M1M2能同 时停车；（3）M2 还能单独停车；（4） 每台电机均有各自的短路、过载保护环 节，互不影响。试改正图中的错误。
~ 380V Q
FU
①
KM1
② FU
⑤ FR1 FR2 ⑥
KM1
FR
KM2 SB1
⑦
KM1
Ｍ1 ３～
Ｍ2 ３～
（A）KM1 、KM2均断电。
（B）KM1 断电。
SB1
KM1
（C）KM2断电。 （电，2）此若时K按M动1、SKB4M，2均则已：通
SB3
KM 1
KM2
（A）KM1 、KM2均断电。 SB2 SB4
（B）KM1 断电。
KM2
（C） KM1 、KM2均不
KM1
能断电。
3、电动机的正、反转控制
很多生产机械都要求有正、反两个方向的 运动。如起重机的升降、机床工作台的进退、 主轴的正、反转等，这可由电动机的正反转来 实现。
为解决这一问题，控制回路增加互锁，如图：
~ 380V Q FU
KMF FR
Ｍ ３～
KMFKMF 得电失电
FU SB SBF KMR KMF
FU
KMR
KMF SBR
FR
KMF KMR
KMR 得电
问K题M：R 正此 S转B时R时,即线要使圈反按转下， 电机停 反正转 先按停止K按M钮R也，无再电按，反