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电力拖动系统设备选配优化建议

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：电力拖动系统主要是由电动机、控制部件、保护部件和拖动设备构成的。图9-20所示为电力拖动系统中常见的继电器。图9-21 过热保护继电器熔断器图解演示熔断器在电力拖动系统中用于线路和设备的短路及过载保护。在电力拖动系统中，若机械设备要求有一定调速范围，最好使用三相异步电动机；若机械设备需要转速恒定的大功率电动机，最好使用三相同步电动机。

电力拖动系统主要是由电动机、控制部件、保护部件和拖动设备构成的。不同部件之间相互配合，维持系统的整体工作。下面我们就来认识一下，电力拖动系统中的各种部件及被控设备。

图解演示

图9-14所示为典型三相电动机控制线路。从图中可知，该线路主要由电动机、控制部分、保护部分组成，控制部分中包括电源总开关、按钮、接触器、继电器；保护部分是由过热保护继电器和熔断器组成。

图9-14 电动机连续控制线路的结构

提示说明

电力拖动控制线路可实现多种多样的功能，如电动机的起动、正反转、变速、制动和停机等的控制。不同的电动机控制线路所选用的控制器件以及功能部件基本相同，但由于选用部件数量的不同以及对不同部件间的不同组合，加之电路上的连接差异，从而实现了对电动机不同工作状态的控制。

1.控制部件

（1）电源总开关

电源总开关在电力拖动系统中，主要用来对线路的总供电进行控制，在电力拖动系统中，常用的电源总开关主要有负荷开关、断路器等。

①负荷开关

图解演示

负荷开关在农用电力拖动系统中比较常见，它有两极式（单相）和三极式（三相）之分，如图9-15所示。两极式负荷开关主要应用于单相供电线路或三相的支路（两根相线）中；三极式负荷开关主要应用于三相供电线路中。

图9-15 负荷开关

②断路器

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断路器具有过载、短路或欠电压保护的功能，该部件主要应用于工业、日常生活的电力拖动系统中，如图9-16所示。根据供电电源的不同，也分为双极断路器和三极断路器。

图9-16 断路器

（2）主指令器

主指令器是指电力拖动系统中发出操作指令的电气部件，这种部件主要具有接通与断开电路的功能，常见的主指令器有按钮、限位开关等。

①按钮

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按钮可以接通或断开线路，一般用来控制继电器、接触器或其他负载。按钮种类较多，按触头的状态可以分为常开按钮和常闭按钮，如图9-17所示，通过控制不同的电气部件实现起动、停止、正反转、变速等功能。

图9-17 按钮

②限位开关

图解演示

限位开关又可称为位置开关，如图9-18所示，在电力拖动系统中，可以用来实现负载的顺序控制、定位控制以及位置状态的检测等，使机械设备按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。

图9-18 限位开关

（3）接触器

图解演示

接触器是电力拖动系统中使用最广泛的电气元件之一，用来直接控制电动机。根据接触器控制电流的不同，可将接触器分为交流接触器和直流接触器两类，如图9-19所示。

（4）继电器

图解演示

继电器在电力拖动系统中，主要与接触器相配合，来实现不同的控制功能，如延时、间歇、反接制动等。图9-20所示为电力拖动系统中常见的继电器。

图9-19 接触器

图9-20 电力拖动系统中常见的继电器

2.保护部件

任何用电系统中都需要安装保护部件，电力拖动系统也不例外。电力拖动系统容易出现过载、过热、短路、漏电等故障现象，因此要在系统中安装过热保护继电器、熔断器等部件，来检测上述异常现象，当发现异常时，可及时断开线路，避免故障范围扩大或造成人员伤亡。

（1）过热保护继电器

图解演示

过热保护继电器主要用于电动机的过载、断相、电流不平衡保护以及其他电气设备发热状态时的控制，是电力拖动系统中必备保护部件，如图9-21所示。

图9-21 过热保护继电器

（2）熔断器

图解演示

熔断器在电力拖动系统中用于线路和设备的短路及过载保护。熔断器的种类较多，其中插入式熔断器是电力拖动系统中比较常见的，如图9-22所示。

图9-22 插入式熔断器

3.电动机

电动机是电力拖动系统主要的动力源，根据供电电源的不同，电动机可以分为单相交流电动机、三相交流电动机、直流电动机。

（1）单相交流电动机

图解演示

单相交流电动机是指利用单相交流电源220V供电的电动机，如图9-23所示。在电力拖动系统中常使用单相同步电动机作为动力源。

图9-23 单相交流电动机

（2）三相交流电动机

图解演示

三相交流电动机是指利用三相交流电源380V供电的电动机，如图9-24所示。在电力拖动系统中，若机械设备要求有一定调速范围，最好使用三相异步电动机；若机械设备需要转速恒定的大功率电动机，最好使用三相同步电动机。

图9-24 三相交流电动机

（3）直流电动机

图解演示

直流电动机是由直流电源（需区分电源的正负极）供给电能，适用于频繁起动和停止的机械设备中，如图9-25所示。

图9-25 直流电动机

4.拖动设备

图解演示

电力拖动系统中的电动机是主要受控部件，它将电能转化为机械能，通过传动带或联轴器带动机械设备工作。被拖动的机械设备种类多种多样，如图9-26所示，有比较简单的水泵、鼓风机等小型设备，也有复杂的车床等大型设备。

图9-26 拖动设备