电动机控制线路培训课件

电动机控制线路培训课件第一章电动机基础知识概述电动机的定义与作用电动机是一种将电能转换为机械能的电气设备，是现代工业生产中最常工业应用用的动力设备之一其工作原理基于电磁感应定律，通过电流与磁场的相互作用产生机械力，从而驱动设备运转生产线传送带驱动•机床主轴与进给系统•冷却系统与风机驱动•民用领域家用电器（洗衣机、空调）•电动工具（电钻、切割机）•电动机的分类直流电机交流电机串励电机转矩大，适用于起重设备单相电机家用电器常见••并励电机转速稳定，适用于恒速设备三相异步电机工业应用主力••复励电机结合串并励特性同步电机转速恒定，精密设备常用••永磁电机结构简单，效率高变频电机适用于需要调速的场合••电动机的基本构造与工作原理定子结构转子构造转矩生成定子是电机的固定部分，通常由机座、定子铁转子是电机的旋转部分，根据电机类型不同，定子磁场与转子感应电流产生的磁场相互作芯和定子绕组组成定子绕组通电后产生旋转可以是绕组式或笼型结构转子在磁场作用下用，产生转矩使转子旋转同步速度由极对数磁场产生感应电流和电源频率决定电动机内部结构定子组件转子组件定子铁芯叠压硅钢片构成转子铁芯传导磁场•••定子绕组根据相数布置不同•转子绕组/导条产生感应电流机座支撑与散热功能转轴传递机械力••辅助部件轴承支撑转动部件•风扇强制散热•第二章电动机控制线路基础控制线路的作用与组成控制线路与主电路的区别常用控制元件介绍特征主电路控制电路继电器电压等级通常为380V或更通常为36V或220V实现弱电控制强电的电磁开关装置，包括线圈和触点部分高电流大小大电流（安培级）小电流（毫安级）接触器主要功能传输大功率能量实现逻辑控制大功率继电器，主要用于电动机主电路的通断控制核心元件电机、变压器等继电器、按钮等热继电器常用控制元件符号与功能继电器符号按钮开关指示灯与保护表示线圈，触点包括常开和常闭表示按钮，绿色通常用于启动，红色用于停表示指示灯，用于显示设备运行状态表KM NONC SBHL FR两种线圈通电时，所有触点同时动作，常开变止启动按钮为常开触点，停止按钮为常闭触示热继电器，用于过载保护QF表示断路器，闭合，常闭变断开点，确保断电安全提供短路保护控制线路的基本工作原理自锁电路设计原理自锁电路是电动机控制的基本逻辑，使电动机能够在按下启动按钮后持续运行，即使松开按钮也不会停止其核心是通过接触器的辅助触点并联启动按钮，形成自锁回路互锁电路设计原理互锁电路用于防止两个或多个接触器同时吸合，避免短路或不安全操作典型应用是电动机正反转控制，通过两个接触器的常闭触点交叉接入对方线圈回路实现互锁保护电动机自锁控制电路示意图典型电动机控制线路主要组成部分控制回路包含启动停止按钮、接触器线圈、热继电器常闭触点和自锁触点负责电动机的启停逻辑控制主回路包含断路器、接触器主触点、热继电器和电动机负责向电动机提供大功率电能保护装置包括短路保护（断路器）和过载保护（热继电器），确保系统安全运行图中为启动按钮，为停止按钮，为接触器，为热继电器，为断路SB1SB2KM FRQF器，为三相异步电动机电路工作时，按下后，线圈通电并自锁，主触点闭M SB1KM合，电机启动运行第三章常见电动机启动方式及控制线路本章将详细介绍电动机的各种启动方式及其控制线路设计针对不同功率等级和应用场景的电动机，选择合适的启动方式对于延长设备寿命和确保系统安全至关重要直接启动（全压启动）特点与应用•结构最为简单，成本最低•启动电流大，通常为额定电流的5-7倍•启动转矩大，适合重载启动•对电网冲击大，可能引起电压波动•通常仅适用于小功率电机（15kW）大功率电机使用直接启动可能导致电网电压骤降，影响其他设备运行，甚至引发保护装置误动作全压启动电路图全压启动控制线路非常简单，仅需一个接触器和基本保护装置电机启动时立即承受全电压，因此启动过程迅速，但对电机机械部件和电网的冲击也最大降压启动方式星-三角启动自耦变压器启动电阻启动首先将电机绕组接成星形连接启动，启动后通过自耦变压器提供降低的电压启动电机，通过在电机定子回路中串联电阻降低启动电自动转换为三角形连接运行启动电流约为启动后切换至全压运行启动电流和转矩可压，随着转速上升逐步短接电阻启动平直接启动的1/3，适用于轻载启动的电机通过变压器抽头调节稳，对电网冲击小需要电机引出六个接线端启动性能较好，调节范围广结构简单，成本适中••••启动转矩约为直接启动的1/3•设备体积大，成本高•能耗较高，不适长时启动•适用于15-90kW电机•适用于大功率电机•适用中小功率电机不同的降压启动方式各有优缺点，选择时需综合考虑电机功率、负载特性、启动频率和成本等因素降压启动虽然减小了启动电流，但同时也降低了启动转矩软启动与变频调速简介软启动器变频调速软启动器是一种基于功率电子技术的启动装置，通过控制晶闸管的触发变频器通过改变电源频率和电压控制电机速度，实现高效精准的调速控角调节电机定子电压，实现电机的平滑启动和停止制工作原理工作原理通过改变晶闸管导通角控制输出电压，实现电压的逐渐增加，使变频器将工频电源整流为直流，再逆变为可变频率交流电，控制电机平滑启动电机转速主要优点主要优点启动电流小，启动过程平稳，减少机械冲击，延长设备寿命调速范围广，精度高，节能效果显著，保护功能完善应用场景应用场景水泵、风机以及需要减少启动冲击的场合需要精确调速或节能的场合，如机床、传送带、空调系统等星三角启动控制线路-工作原理1第一阶段星形启动按下启动按钮后，主接触器和星形接触器同时吸合，此时电机绕KM KM1组呈星形连接启动电流约为额定值的，电机在降压状态下启动30%2第二阶段延时切换时间继电器开始计时，通常设定秒在此阶段，电机加速至接近KT5-10额定转速3第三阶段三角运行延时时间到，触点动作，星形接触器释放，三角形接触器吸KT KM1KM2合电机转换为三角形连接，在额定电压下正常运行星三角切换时可能产生较大的电流冲击切换时间设置过长或过短都会影响-启动效果，应根据实际负载特性进行调整第四章电动机控制线路的保护与故障诊断本章重点介绍电动机控制线路的各种保护措施及常见故障的诊断方法掌握这些知识对于确保设备安全运行、延长使用寿命以及快速排除故障至关重要过载保护与短路保护热继电器保护短路保护01热继电器内部包含双金属片，电流通过时产生热量使其变形断路器02集成短路保护、过载保护和隔离功能，动作迅速，主要用于电源进线保护整定值长时间过载时，双金属片变形触发机械联动装置通常为电机启动电流的

1.5-2倍03常闭触点断开，切断控制回路，停止电机运行04熔断器复位杆可手动或自动复位，恢复后电机需重新启动利用电流热效应使熔体熔断切断电路，结构简单，价格低廉，但需要更换保护特性分为快速、中速和慢速三类热继电器整定值通常设为电机额定电流的

1.1-

1.2倍，保护电机免受长期过载损伤合理的保护配合是确保控制系统可靠性的关键短路保护应优先于过载保护动作，避免设备因短路电流烧毁保护装置的选择需考虑电机功率、启动特性和使用环境常见故障类型及表现12电机不启动过载跳闸•无电源或电压过低•负载过重或卡死•控制回路断路或短路•电机绕组部分短路•接触器线圈损坏•缺相运行•保护装置动作•环境温度过高•按钮开关故障•频繁启停34异常噪音过热运行•轴承损坏或缺油•通风系统堵塞•定转子摩擦•环境温度过高•电气故障引起的电磁噪音•电机过载运行•联轴器不对中•绝缘性能下降•固定螺栓松动•电压不平衡电动机故障通常表现为多种症状的组合，需要综合分析确定根本原因故障检测应从简单原因开始排查，逐步深入分析复杂问题故障诊断流程与方法电气检测仪器使用系统化故障诊断流程故障现象分析详细了解故障表现、发生时间和条件，确定故障范围万用表兆欧表视觉和听觉检查用于测量电压、电流、电阻等基本电气参用于测量高阻值绝缘电阻，通常使用500V观察设备外观，查找明显损坏或异常；聆听异常声音，确定大致位置数，是故障诊断的基础工具可检测线路断或1000V测试电压电机绝缘电阻不应低于路、短路、接地等故障

0.5MΩ，否则需进行干燥处理电气参数测量使用仪表测量电压、电流、电阻等参数，与正常值比对部件隔离测试逐个隔离测试可疑部件，确定具体故障点修复与验证更换或修复故障部件，进行功能测试验证故障解决典型故障电路示意及检测点上图展示了一个典型的电动机控制电路及其关键检测点当电机出现不启动故障时，可按以下步骤进行检查01检测点1电源输入使用万用表测量三相电源电压，确认电压值在额定范围内（380V±10%），且三相电压平衡度在5%以内02检测点2控制回路电压测量控制回路电压（通常为220V或36V），确认控制电源正常03检测点3保护装置状态检查断路器QF和热继电器FR触点状态，确认未处于跳闸状态04检测点4接触器线圈测量接触器线圈两端电压，按下启动按钮后应有额定控制电压无电压可能是上游断路；有电压但不吸合说明线圈故障第五章电动机控制线路实操案例分析本章将通过具体实例分析电动机控制线路的设计与应用，从实际工程角度理解控制原理和设计要点通过案例学习，将帮助学员将理论知识转化为实际操作能力案例一三相异步电机启动控制线路设计设计要求•实现30kW三相异步电机的启动、停止控制•具备过载和短路保护功能•配置运行指示灯和故障指示灯•满足现场紧急停机要求关键控制点说明主回路设计选用适当断路器和接触器，接触器电流等级不低于电机额定电流的

1.25倍控制回路设计采用自锁控制方式，紧急停止按钮串联在控制回路中，确保随时可切断保护设计电路原理图热继电器整定电流设为电机额定电流的

1.1倍，断路器整定为启动电流的

1.5倍案例二电机正反转控制线路互锁保护设计原理电机正反转控制需要改变三相电源中任意两相的连接顺序，通过两个接触器实现为防止两个接触器同时闭合导致短路，必须采取严格的互锁保护措施电气互锁按钮互锁程序互锁将正转接触器KM1的常闭辅助触点串联在反转接触器KM2的线圈回路中，同理将KM2的常闭辅助触点串正反转按钮可采用机械联锁结构，物理上防止两个按钮同时按下还可以在控制电路中增加时间继电器，如果使用PLC控制，可在程序中设置互锁逻辑，增加状态检测和时间延迟，进一步提高安全性还可以增联在KM1的线圈回路中这样，当一个接触器吸合时，其常闭辅助触点断开，另一个接触器无法吸合确保反向切换时有足够的延时，等待电机完全停止后再反向启动加电流检测，确保电机完全停止后才允许反向启动电机频繁正反转会产生较大的机械和电气冲击，应尽量避免如需频繁正反转，建议选用变频器控制或添加制动装置缩短停止时间案例三变频器控制线路接线与调试要点变频器端子说明保护与报警功能设置过流保护电源输入端设置为电机额定电流的

1.2-

1.5倍，防止电机长期过载运行通常标记为R、S、T或L

1、L

2、L3，连接三相交流电源单相变频器只有两个输入端过压保护防止制动时产生的回馈电压损坏变频器，通常无需调整电机输出端欠压保护通常标记为U、V、W，连接电机三相绕组输出为变频变压交流电防止电网电压过低导致变频器工作异常，通常无需调整控制端子过热保护包括数字输入（DI）、模拟输入（AI）、数字输出（DO）、模拟输出（AO）和监测变频器内部温度，超过阈值自动保护，通常无需调整通信端口等失速保护防止电机堵转或重载导致失速，通常设置为额定电流的180-200%变频器参数设置是确保系统正常运行的关键基本参数包括电机额定参数（电压、电流、频率、转速）、加减速时间、启动方式、控制方式等高级参数如转矩提升、载波频率、PID控制参数等需根据具体应用调整变频器接线示意图及参数设置基本接线说明变频器控制系统通常包括电源输入、电机输出、控制回路和通信接口四部分上图展示了典型变频器的接线方式，主要包括主回路接线控制回路接线•输入侧需配置断路器和电抗器，提高•启停控制通常连接至数字输入端子系统安全性•速度设定可通过模拟输入或数字设定•输出侧直接连接电机，线缆需采用屏蔽型•故障输出通常连接至继电器输出端子•制动单元连接制动电阻，用于快速停机关键参数设置•电机参数（P0组）额定电压、电流、频率等•控制参数（P1组）加减速时间、启动方式•保护参数（P7组）过载系数、故障处理方式第六章电动机维护与安全操作规范本章重点介绍电动机的日常维护方法和安全操作规范良好的维护习惯和正确的操作方式不仅能延长设备使用寿命，更能有效避免安全事故，保障人员和设备安全电动机日常维护要点机械维护电气维护绝缘检测轴承润滑每年至少进行一次绕组对地绝缘电阻测量，使用兆欧表，值不应低于

0.5MΩ高湿环境下应更频繁检查定期检查轴承润滑状况，添加适量润滑脂开式轴承每1-3个月检查一次，密封轴承按使用手册要求进行维护接线检查定期检查并紧固所有电气连接，包括电源线、控制线和接地线松动连接会导致接触电阻增大，产生过热机体清洁定期清除电机表面灰尘和油污，保持散热孔通畅特别是风道和冷却风扇，应保持清洁无堵塞控制设备检查接触器、继电器等控制设备的接触状况，确保触点清洁无氧化检查保护装置动作是否正常振动与噪音安全操作注意事项断电确认防止误操作电击风险防范进行任何维修作业前，必须切断电源并锁定开关，防止他人误操作使用电压测试仪确认设备已完全断控制系统应设计有防误操作功能，如互锁保护、确认机制等操作人员应经过专业培训，熟悉设备操作操作和维护电气设备时，应穿戴适当的绝缘防护用品，如绝缘手套、绝缘鞋等工作区域应保持干燥，电，并在操作点悬挂警示标志规程和应急处理方法避免潮湿环境作业•采用上锁挂牌程序，确保维修期间不会被误送电•使用色标和标签明确标识各控制按钮功能•定期检查绝缘工具的完好性•对于大型设备，应设置专人监护电源开关•关键操作需要双重确认或钥匙权限•禁止佩戴金属饰品进行电气作业•等待至少5分钟，确保电容器放电完毕•设置紧急停止按钮，位置醒目且易于操作•潮湿环境下加强绝缘保护措施课程总结与答疑530+100%核心章节实用技能实践应用本课程涵盖电动机基础知识、控制线路设计、启通过本课程学习，您将掌握30多项实用技能，所有知识点均与实际工作紧密结合，直接应用于动方式、故障诊断、案例分析和安全维护等五大从电路识读到故障排查，从设计计算到安全操工业现场，提升工作效率和安全性核心内容作持续学习建议理论深化技能拓展实践提升•深入学习电力电子技术•PLC编程与应用•参与实际项目设计掌握自动控制原理变频器高级应用系统故障排查训练•••了解工业通信网络工业网络通信参加技能认证考试•••感谢各位学员的积极参与！希望本课程的学习能够帮助大家在实际工作中更好地设计、操作和维护电动机控制系统如有任何疑问，欢迎随时交流讨论祝愿大家工作顺利，不断进步！。