继电器控制部分

1、第四章 按控制过程的变化参量进行控制的规律按照温度、流量、圧力、电流、电压等参数的变化进行控制。任何一个生产过程的进行，总伴随着一系列的参数变化，如机械位移、温度、 流量、压力、电流、电压、转矩等。原则上说，只要能检测出这些物理量，便可 用它来对生产过程进行自动控制。对电气控制来说，只要选定某些能反映生产过 程中的参数变化的电器元件，例如各种继电器和行程开关等，山它们来控制接触 器或其他执行元件，实现电路的转换或机械动作，就能对生产过程进行控制。常 见的有按时间变化、转速变化、电流变化、位置变化参量进行控制的电路，分别 称为时间、速度.电流和行程原则的自动控制。时间原则控制（一）定子串电阻降压

2、启动控制线路为了有效降低电机的启动电流，最好的办法就是降低启动电压。定子串电阻降压启动是电动机启动时在三相定子电路审接电阻，使得加在 定子绕组上的电压降低，启动结束后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运 行。这种启动方式山于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型生产机械中应用较广。KMj弋REpB)SB, I : ekm,KTIOKjMl KMl KTKTKM KKM?KT00 3-7定子申电阻障压启动控制线略图（a）： 合上QS按下SB2KMl线圈得电一-KM1辅助常开触点闭合自锁一-KM1主触点闭合一电机宙电阻R启动一-KT线圈得电一延时一KT延时闭合的常开触点闭合KM2线圈得

3、电一KM2常开触点闭合自锁 KM2主触点闭合一短路电阻一电机全压启动。但（a）线路中，电动机全压运行后，接触器KM1和时间继电器KT的线圈仍一直 通电，需要改进。图（b）线路中，接触器KM2得电后，用其常闭触点将KM1及KT的线圈电路断电，同时KM2自锁。这样，在电动机启动后，只有KM2得电使之正常运行。（二）自耦变压器（补偿器）降压启动控制线路补偿器降压启动是利用自用变压器来降低启动电圧，达到限制启动电流的U 的，常用于大容量笼型异步电动机的启动控制。电动机启动的时候，定子绕组得 到的电压是自耦变压器的副边电圧，一旦启动完毕，切断自耦变压器电路，把额 定电压直接加在电动机的定子绕组上，电动机

4、进入全压正常运行。合上QS按下SB2KMl线圈得电一-KM1主、辅触点闭合一电机降压启动一-KT线圈得电一KT瞬时常开触点闭合一-自锁延时一KT延时断开的常闭触点断开一变压器T切除-KT延时闭合的常开触点闭合一KM2主触点闭合电机全压运行（三）星形-三角形降压启动控制线路正常运行时定子绕组接成三角形的笼型三相异步电动机可采用星形一三角 形降压启动方法达到限制启动电流的U的。启动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到接近额定转速时，再将定子 绕组的接线换接成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。因功率在4騙 以上的三相笼型异步电动机均为三角形接法，故都可以采用星形一三角形启动方法。L L2 L

5、311OSFUKMlTEySBiSB2e KMlKM2图310 /星形三角形降压启动控制线路M 3KM2KMl KM3 KT KM2合QS按下SB2KMl得电KMl常开触点闭合自锁-KM1主触点闭合二二二电机接星形降压启动KM3得电一KM3主触点闭合一一KM3常闭触点断开一一KM2线圈互锁KT得电一延时一KT延时断开一KM3失电 -KT延时闭合一KM2得电一-KM2自锁KM2主闭一电机全压启动 KM2断开一KT断电与其他降压启动相比，星形一三角形降压启动投资小，线路简单，但启动转 矩小。这种启动方法只适用于空载或轻载状态下。(四) 双速电动机的控制电路(自学)三相笼型异步电动机的调速方法之一是

6、依靠变更定子绕组的极对数来实现 的。图3-H为4/2极的双速异步电动机定子绕组接线示意图，图3-11(a)将 电动机定子绕组的U1、VI、W1三个接线端接三相交流电源，而将电动机定子绕 组的U2、V2、W2三个接线端悬空，三相定子绕组接成三角形。此时每相绕组中 的、线圈串联，电流方向如图3-11 (a)中虚线箭头所示，电动机以四极运行为低速。若将电动机定子绕组的U2、V2、W2三个接线端子接三相交流电源, 而将另外三个接线端于U1、VI. W1连在一起如图3-11 (b)所示，则原来三相定子绕组的三角形接线变为双星形接线，此时每相绕相中的.线圈相互并联, 电流方向如图3-11 (b)中虚线箭头

7、所示，于是电动机便以两极运行为高速。图3-12所示的双速电动机控制线路采用两个接触器来换接电动机的出线 端以改变电动机的转速。图312(a)中山复合按钮SB2和SB3分别控制电动机 低速和高速运行，其工作过程请大家自行分析。HI 3-114/2极双速电动机三相子绕组线示图(工倉形S钱 (b)双星形鼓Lt L L)III fill 11SB2S瓷KM2KMka/E严SBi KAKMsWi 5M8/4/KM KMjAkVV ? ZESTtj； Xt 冲 K：(a)图3-12双速电动机的S制线路ka km：(b)图3-12 (a)由复合按钮SB2和SB3分别控制电动机低速和高速运行图3-12(b)为

8、双速电动机接成低速启动，然后自动切换成高速运转的控制线 路，它也是根据启动过程中时间的变化，利用时间继电器控制低、高速的转换。按下按钮SB2时，断电延时的时间继电器KT的线圈通电，其延时断开的常开触 点立即闭合，使接触器KM1的线圈通电，将电动机的定子绕组接成三角形，低速 启动，同时使中间继电器KA通电并自锁。KA的常闭触点断开使时间继电器KT 断电，经延时，KT的常开触点断开，接触器KM1断电，其常闭触点复位使接触 器KM2通电，电动机便自动地从三角形接法换接成双星形接法，变为高速运行。（五）笼型异步电动机能耗制动控制线路TC FR图313时闾原则整制的单向能統制动控制线路00控tt钱路（b

9、）控制过程ELi Li LjFUIII II H电动机的电磁转矩与旋转方向相反的运行状态是电气制动状态。笼型异步电 动机的制动常采用能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，向定子绕组 内通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动的电磁转矩，达 到制动的U的。在制动过程中，电流、转速和时间三个参量都在变化，原则上可以任取其中 一个参量作为控制信号。取时间作为变化参量，其控制线路简单、成本较低，故 实际应用较多。图3-13为按时间原则控制的能耗制动的线路。起动时，按下SB2, KM1线圈得电，其常开主触点和常开辅助触点闭合，自锁形成，电机运行。制动时，按下复合按钮SB1,其常闭按钮

10、先断开，KM1线圈断电，KM1主触 点断开，KM1的常闭辅助触点复位（闭合），为制动做好准备；之后SB1的常开 按钮闭合，KT线圈得电，其瞬时常开触点立即闭合，同时KM2线圈得电，KM2 的常开辅助触点闭合，自锁形成，KM2的常开主触点闭合，向定子绕组内通入直 流电流，制动开始；经一定时间的延时后，KT的延时断开常闭触点动作（断开）,KM2的常开辅助触点复位（断开），自锁解除，KM2和KT的线圈断电，KM2的常 开主触点复位，制动结束。上述过程如下:r*KM,主傩点断f电机脫痛交流电* -KMt线失电一KW常闭*点用合互鲨按sbH严KM?*开皴点闭合自憐-KM,线欝电一亠km?主Is点闭合f电

11、机通玄海-龍経制动Jkm（常闭jH点斷开（互锁）L如緡电上也K壽囂需的-讥线農斷电JiLKM?常开触点断开-*KTS失电KT*Jfit点辭开 LLkm,主触点断开切除直流电制动结束L*KMi常闭ft点复位二、速度原则控制速度原则控制取转速为变化参量。速度继电器是检测转速和转向的自动电 器，也是速度控制的基本电器。利用速度原则可以实现电动机反接制动和能耗制 动的自动控制，以及电动机的低速脉动控制等。(-)速度原则控制的单向能耗制动控制线路l|fu QSFUKMSBaeA_KMiKMjESB?KNGKMjSQiKMi|frKMjKM2(b)KMiKMi-(a)ffl321往复行程线略图3-21 (

12、a)是行程控制的限位线路。KMI和KM2分别是行车向前和向后的接触器，在其线圈电路中分别串接行程开关的常闭触点。当行车向前到达终点时,装在终点的行程开关SQ1的常闭触点被行车撞块撞开，KM1断电，行车停止，从而起到限位保护作用。一旦行车离开终点位置.行程开关就能自动复位，行车继续正常运行。这种专为限制极限位置用的行程开关亦称限位开关或终端开关。原理如下:SQ1装在终点，SQ2装在起点。右行时,按下SB2, KM1得电自锁，电机正转，小车右行，到达终点时，撞块撞上SQ1,SQ1的常闭触点断开，KM1断电，电机停转，右行结束;左行时,按下SB3, KM2得电自锁，电机反转，小车左行，到达起点时，撞

13、块撞上SQ2,SQ2的常闭触点断开，KM2断电，电机停转，左行结束。图(b)是自动往复控制，原理类似图(a),请大家自己分析。第四章作业4-1设计一个控制线路，要求第一台电动机启动lOs后，第二台电动机自动启动，运 行10s后，第一台电动机停止，同时使第三台电动机自行启动，再运行15s后, 电动机全部停止。(电机均采用直接起动方式)4-2某笼型异步电动机单向运行，要求采用定子吊电阻减压起动，釆用速度控制原则 进行反接制动，试设计主电路和控制电路。4-3某水泵山笼型异步电动机拖动，采用星一三角型减压起动，要求在三处都能控制 电机的起、停，设计主电路和控制电路。4-4有一台四级皮带运输机，分别山Ml、M2、M3、M4四台电动机拖动，其动作顺序 如下: 启动时要求按M1-M2-M3-M4顺序启动: 停车时要求按M4M3M2M1顺序停车; 上述动作要求有一定的时间间隔。设计主电路和控制电路。Ml、M2均为笼型异步电动机，可直接起动，按下列要求设计主电路和控制电路。1