电气控制的基本线路基本电气控制电路教学PPT课件

1、第1页/共116页一、电气图的图形符号、文字符号和接线端子标记一、电气图的图形符号、文字符号和接线端子标记1图形符号图形符号2文字符号文字符号3接线端子标记接线端子标记第2页/共116页二、电气原理图二、电气原理图1系统框图系统框图2电气原理图电气原理图第3页/共116页是电气控制线路中大电流通过的部分，是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电动机之间相包括从电源到电动机之间相连的电器元件连的电器元件（如：刀开关、热继电器、自动空气开关、接触器主触点（如：刀开关、热继电器、自动空气开关、接触器主触点等）所组成的线路。等）所组成的线路。 控制电路、照明电路、信号电路和保控制电路、照明电路

2、、信号电路和保护电路。护电路。电气原理图的组成：电气原理图的组成：电气控制原理图的图面布置：电气控制原理图的图面布置：上下排列：上下排列：主电路在主电路在上上，控制电路在控制电路在下下；左右排列：主电路在左右排列：主电路在左左，控制电路在控制电路在右右。主电路用主电路用粗线条粗线条画画控制电路用控制电路用细线条细线条画画第4页/共116页1）电气原理图应布局合理、清晰，准确表达作用原理。）电气原理图应布局合理、清晰，准确表达作用原理。2）电气原理图中各电气元器件，一律采用）电气原理图中各电气元器件，一律采用国家标准图形符号国家标准图形符号绘出，用绘出，用国家标准国家标准文字符号文字符号标记。标

3、记。3）电气原理图在布局上采用功能布局法，同一功能的电气元器件应画在一起；）电气原理图在布局上采用功能布局法，同一功能的电气元器件应画在一起；电气原理图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。电气原理图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。4）电路应按动作顺序和信号流）电路应按动作顺序和信号流自上而下或自左至右自上而下或自左至右的原则绘制，同一电气元件的原则绘制，同一电气元件的各部件可按需要不画在一起。的各部件可按需要不画在一起。5）电气原理图中的元器件和设备的可动部分以在）电气原理图中的元器件和设备的可动部分以在非激励或不工作的状态或位置非激励或不工作的状态或位置来表示

4、。来表示。6）电气原理图中各元器件触头图形符号，当图形垂直位置时以）电气原理图中各元器件触头图形符号，当图形垂直位置时以“左开右闭左开右闭”原原则绘制，当图形为水平放置时以则绘制，当图形为水平放置时以“上闭下开上闭下开”原则绘制。原则绘制。电气原理图的绘制规则：电气原理图的绘制规则：第5页/共116页图面区域的划分：图面区域的划分：第6页/共116页图面区域的划分：图面区域的划分：第7页/共116页符号位置索引：符号位置索引：指出继电器或接触器的线圈位置和触点的位置。指出继电器或接触器的线圈位置和触点的位置。图号页次图区号图号：图号：某台设备的电气原理图不一定是某台设备的电气原理图不一定是 一

5、本，按照功能不同可能分为几一本，按照功能不同可能分为几 本。每本的标号，就是图号，一本。每本的标号，就是图号，一 般用数字表示。般用数字表示。页次：页次：说明电器符号在这本图号中的第说明电器符号在这本图号中的第 几页。几页。图区号：图区号：指页次中的图区号。指页次中的图区号。 索引代号所标位置：索引代号所标位置：接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，指出它所接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，指出它所对应的线圈的位置。对应的线圈的位置。继电器或接触器相应触点的索引：索引代码标在继电器或接触器的线圈下方。继电器或接触器相应触点的索引：索引

6、代码标在继电器或接触器的线圈下方。索引代码的格式索引代码的格式第8页/共116页继电器触点的索引格式：继电器触点的索引格式：接触器触点的索引格式：接触器触点的索引格式：第9页/共116页 图图2-2所示为所示为CW6132型车床电路图。型车床电路图。第10页/共116页3电器布置图电器布置图第11页/共116页必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图；相同类型的电器元件布置时，应将体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方；发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，如热继电器一般安装在接触器的下方，以方便与电动机的接触器的连接；需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表

7、，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作；强电、弱电应分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入；电器元件的布置应考虑安装间隙，并尽可能作到整齐美观。位置图的绘制原则：位置图的绘制原则：第12页/共116页控制柜电气元件布置示意控制柜电气元件布置示意第13页/共116页4电气接线图电气接线图第14页/共116页必须遵循相关国家标准；各电器元件的位置、文字符号必须和电气原理图中标注的一致，同一电器元件的各部件必须画在一起，各电器元件的位置必须与实际安装位置一致； 不在同一安装板或控制柜中的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接； 走向相同、功能相同的多根导线可以用单线或线束表示；画连接线时

8、，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。接线图的绘制原则：接线图的绘制原则：第15页/共116页 直接起动适用于容量小于10kW10kW的三相笼型异步电动机：电气设备少，线路简单：起动电流大，是额定电流的47倍 全压起动：又称为直接起动，指三相笼型异步电动机定子接上额定电压、额定频率的三相交流电源，电动机由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的起动。第16页/共116页控制要求：控制要求：按下起动按钮，电动机起动并运行；当松开按钮后，电动机按下起动按钮，电动机起动并运行；当松开按钮后，电动机仍连续运行；仍连续运行；按下停止按钮，电动机自由停车。按下停止按钮，电动机自由停车。SBSB1 1

9、SBSB2 2KMKMKMQSFUM3FRFR一、单向全压起动控制电路一、单向全压起动控制电路 长动控制长动控制第17页/共116页停车按钮起动按钮SBSB1 1KMSBSB2 2FRKM主电路控制电路QSFUM3FRKMA B C 主电路：主电路：刀开关刀开关QS、熔断器熔断器FU、接触器的主触点接触器的主触点KM、热继电器发热元件热继电器发热元件FR、电动机电动机M； 控制电路：控制电路：起动按钮起动按钮SB2、停止按钮停止按钮SB1、接触器的接触器的常开辅助触点常开辅助触点及及线圈线圈KM 、热继电器的常闭触点热继电器的常闭触点FR。第18页/共116页SBSB1 1KMSBSB2 2F

10、RKMQSFUM3FRKMA B C1 1、控制过程起动按下起动按钮SBSB2 2KM主触点闭合线圈（KMKM）通电电机起动合上刀开关QSQSKM辅助触点闭合电机继续转动SBSB2 2复位，线圈保持通电自锁第19页/共116页SBSB1 1KMSBSB2 2FRKMQSFUM3FRKMA B C停车按下停车按钮SBSB1 1KM主触点断开线圈（KMKM）断电电机断电停车KM辅助触点断开SBSB1 1复位，线圈保持断电第20页/共116页2 2、保护措施KM熔断器A BQFRM3KMSB1KMSB2FRCFU保护过程： 短路保护：FU电路发生短路FU立即熔断切断主电路电机停转第21页/共116页

11、KMFRM3A BQKMSB1KMSB2FRCFU过载保护：热继电器保护过程：FRFR过载超过一定程度主电路中FRFR热元件发热，双金属片动作控制电路中常闭触点FRFR断开KMKM线圈断电KMKM主触点断开电机停转第22页/共116页FRM3A BKMQSB1KMKMSB2FRCFU欠压（零压）保护： 交流接触器保护过程：KM线圈接线电压Ul 当Ul 降低时接触器衔铁释放（线圈产生的电磁吸力不足以吸合衔铁）KM主触点断开电机停转 此时，若不重新按下SB2 ，电机不能自行起动。KMKMKM第23页/共116页总结电路中任一地方短路，FU熔断，电源切断。电动机过载，FR常闭触点断开，电源切断。电路

12、中失压，KM 线圈断电，自锁断开，复电时不能自行起动。短路保护：过载保护：欠压保护：第24页/共116页控制要求：在两处或多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。SB1甲、SB2甲实现就地控制； SB1乙、SB2乙实现远方控制。二、异地控制电路二、异地控制电路SB2乙乙KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙甲地乙地第25页/共116页异地控制方法起动按钮并联停车按钮串联三起动按钮并联三起动按钮并联三停车按钮串联三停车按钮串联思考3 3如何实现三地控制？SB2乙乙KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙第26页/共116页控制要求：按下启动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动机停转。A BKM

13、QFRM3KMSBFRCFU三、点动控制电路三、点动控制电路主电路：主电路：由由刀开关刀开关QSQS、熔断器熔断器FUFU、交流接触器的主触点交流接触器的主触点KMKM、热热继电器继电器FRFR和和笼型电动机笼型电动机M M组成；组成；控制电路：控制电路：由起动由起动按钮按钮SBSB和和交流接触器线圈交流接触器线圈KMKM组成。组成。点动控制：点动控制：按下按钮，电动机转动，松开按按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制，钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制，它能实现电动机短时转动，常用于机床的对它能实现电动机短时转动，常用于机床的对刀调整和电动葫芦等。刀调整和电动葫芦

14、等。第27页/共116页主触头（KMKM）闭合按下按钮（SBSB） 线圈（KMKM）通电电机转动；A BKMQFRM3KMSBFRCFU主触头（KMKM）打开按钮（SBSB）松开 线圈（KMKM）断电电机停转。保护环节：短路保护FU；过载保护FR；欠、失电压保护KM。起动停车第28页/共116页开关切换点动：开关SA打开长动：开关SA闭合SAKMKMSB1SB2FRKMSB1SB2FR四、长动和点动混合控制电路（一）四、长动和点动混合控制电路（一）第29页/共116页复合按钮SB3：点动按钮SB2：长动按钮SB3KMKMSB1SB2FRKMSB1SB3FR四、长动和点动混合控制电路（二）四、长

15、动和点动混合控制电路（二）第30页/共116页断开断开闭合闭合带电带电松开SBSB3 3先断开先断开后闭合后闭合按下SBSB3 3闭合闭合电机运转断开断开电机停转点动失电失电SB3KMKMSB1SB2FR常闭先断开常开后闭合常开先断开常闭后闭合自锁触点不起作用实现点动实现点动第31页/共116页连续运转闭合闭合带电带电SB3KMKMSB1SB2FR连续运行连续运行按下SBSB2 2第32页/共116页NoImage思考1 1KMSB1KMSB2FRSB以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？不能点动不能点动第33页/共116页正常运转正常运转按按SB1点动点动按按SB2思考2 2以下控制电路

16、能否实现即能点动又能连续运行？FRSB3SB1KASB2KAKMKAKM得电得电自锁自锁闭合闭合闭合闭合得电得电闭合闭合得电得电断开断开复位复位既能点动既能点动又能连续又能连续运行运行中间继电器第34页/共116页五、可逆旋转控制电路五、可逆旋转控制电路正反转控制正反转控制第35页/共116页主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路控制电路：控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮反转按钮基本控制电路基本控制电路图图2-11电动机正反转控制电路第36页/共116页控制电路：工作原理：电气互锁电气互锁接触器互锁控制接触器互锁控制电气互锁机械互锁控制电路F

17、U2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器互锁优点：工作安全可靠缺点： 操作不便图图2-12 电动机正反转控制电路第37页/共116页控制电路：工作原理：优点：机械互锁机械互锁-按钮互锁控制按钮互锁控制操作方便控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：易产生故障电气互锁机械互锁图图2-13 电动机正反转控制电路第38页/共116页控制电路：工作原理：优点：接触器、按钮双重互锁控制接触器、按钮双重互锁控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图图图2-14 电动机正反转控

18、制电路第39页/共116页正反转（电气机械互锁控制正反转（电气机械互锁控制) )演示演示第40页/共116页 a） b） c）思考：分析下列a、b、c控制工作过程？图图a、b、c是电动机正、反转控制线路是电动机正、反转控制线路 a)无互锁控制电路无互锁控制电路 b)具有电气互锁的控制电路具有电气互锁的控制电路 c)具有复合互锁的控制电路（具有复合互锁的控制电路（完美完美）第41页/共116页由行程开关控制的自动往复行程控制线路由行程开关控制的自动往复行程控制线路第42页/共116页第43页/共116页控制线路简单；起动过程平滑；不受定子绕组的接法的限制。控制线路简单；起动过程平滑；不受定子绕组

19、的接法的限制。一、定子绕组串接电阻器或电抗器减压起动控制一、定子绕组串接电阻器或电抗器减压起动控制 第44页/共116页 电动机定子串电阻减压起动时，若额定电压和起动电压之比为电动机定子串电阻减压起动时，若额定电压和起动电压之比为K（K1），），即即1xNUUK则则1stxstNNIUIUK221stxstNNTUTUK第45页/共116页合上电源开关合上电源开关QS，接入三相，接入三相电源电源按下按下SB2，KM1、KT线圈得线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻电吸合并自锁，电动机串电阻R降压启动，计时开始。降压启动，计时开始。当电动机转速接近额定值时，当电动机转速接近额定值时，时间到，时间到，

20、KT动作，其延时闭合动作，其延时闭合的常开触点闭合，的常开触点闭合，KM2线圈得线圈得电并自锁，其主触点短接电阻电并自锁，其主触点短接电阻R，常闭触点断开使，常闭触点断开使KM1、KT线圈断电释放，电动机经线圈断电释放，电动机经KM2主触点在全压下进入稳定正常主触点在全压下进入稳定正常运转。运转。第46页/共116页 SA为自动为自动/手动选择手动选择开关，当开关，当SA置于自动时，置于自动时，电路与图电路与图a）相同）相同若若SA置于手动时，置于手动时，KT被切除，此时按下启动按被切除，此时按下启动按钮钮SB2后，电动机串电阻后，电动机串电阻R降压启动。再按下加速降压启动。再按下加速按钮按钮

21、SB3，电阻，电阻R被短接，被短接，电动机全压运行。电动机全压运行。 第47页/共116页：31二、星二、星-三角减压起动控制三角减压起动控制第48页/共116页 电动机星电动机星-角接减压起动时，额定电压和起动电压之比为角接减压起动时，额定电压和起动电压之比为 ，即，即(Y)1( )3xNUU则则( )(Y)(Y)111( )(Y)( )333stststNstNstNstNIYIIIIIgg213stxstNNTUTU31第49页/共116页 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT、KM3KM3线线圈同时通电吸合，圈同时通电吸合，KM1KM1自锁，自锁，电动机星形降压起动，并开电动机

22、星形降压起动，并开始计时；始计时； 起动完成时，计时时间到起动完成时，计时时间到，KTKT动作，其延时常闭触点动作，其延时常闭触点断开，断开，KM3KM3线圈断电释放；其线圈断电释放；其延时常开触点闭合，延时常开触点闭合，KM2KM2线圈线圈通电吸合，电动机三角形连通电吸合，电动机三角形连接，进入正常运行。接，进入正常运行。常用星常用星- -三角起动器为三角起动器为QX3QX3系列，控制电动机的最大功率有系列，控制电动机的最大功率有1313、30kW30kW两种。两种。第50页/共116页三、自耦变压器减压起动控制三、自耦变压器减压起动控制第51页/共116页 电动机定子串电阻减压起动时，若额

23、定电压和起动电压之比为电动机定子串电阻减压起动时，若额定电压和起动电压之比为K（K1），），即即1xNUUK则则1stxstNNIUIUK221stxstNNTUTUK电源侧电源侧1ststIIK21ststststNststNIIIIIIKg第52页/共116页 按下按下SB2，KM1、KT线圈同时线圈同时得电并自锁，得电并自锁，KM1主触点闭合，主触点闭合，电动机定子绕组经自耦变压器二电动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开始降压启动，并开始次侧供电开始降压启动，并开始计时计时当起动完成，计时时间到，当起动完成，计时时间到，KT动作，延时常闭触点断开，使动作，延时常闭触点断开，使KM1线圈断

24、电，其主触点断开，线圈断电，其主触点断开，将自耦变压器从电网上切除；同将自耦变压器从电网上切除；同时延时常开触点闭合，使时延时常开触点闭合，使KM2线线圈得电，电动机直接接到电网上圈得电，电动机直接接到电网上，全压运行。，全压运行。第53页/共116页同时，同时，HL2灭，灭，HL3亮，亮，指示电动机全压正常指示电动机全压正常运行。运行。合上电源开关合上电源开关QS，HL1亮；亮；按下按下SB2，KM1、KT线圈得电自锁，降压起动，线圈得电自锁，降压起动，HL2亮，亮， HL1灭，计时开始；灭，计时开始；起动完成，起动完成，KT动作，动作，KA线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1、KT线圈断

25、电释放，线圈断电释放，KM2线圈得电，自耦变压器切除，线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。电动机在额定电压下运行。第54页/共116页四、延边三角形减压起动控制四、延边三角形减压起动控制第55页/共116页定子绕组有定子绕组有9个接线端，出线头编号：个接线端，出线头编号：U（U1、U2、U3）V（V1、V2、V3）W（W1、W2、W3）U3、V3、W3为绕组中间抽头。为绕组中间抽头。 起动时起动时延边三角形：延边三角形： U3与与W2，V3与与U2，W3与与V2 起动后起动后三角形：三角形： U1与与W2，V1与与U2，W1与与V2图图2-16 2-16 延边三角形电动机定子绕组

26、联结图延边三角形电动机定子绕组联结图起动时：起动时：KM2、KM1闭合闭合起动后：起动后：KM2、KM3闭合闭合第56页/共116页按下按下SB2，KM1、KM2、KT线圈同时得电线圈同时得电并自锁，电动机联结为延并自锁，电动机联结为延边三角形降压起动边三角形降压起动当电动机转速接近于当电动机转速接近于额定转速时，额定转速时，KT动作，动作，KM1线圈断电释放，线圈断电释放，KM3线圈通电并自锁，线圈通电并自锁，KM3主触点闭合，电动机主触点闭合，电动机成三角形联结正常运转；成三角形联结正常运转；KM3辅助触点断开，辅助触点断开，KM1、KT断电复位断电复位第57页/共116页三相绕线式异步电

27、动机的三相绕线式异步电动机的转子绕组转子绕组可以通过滑环串接可以通过滑环串接起动电阻起动电阻以达到同时以达到同时减小起动电流和提高起动转矩的目的，因此广泛用于起动转矩要求较高的场合。减小起动电流和提高起动转矩的目的，因此广泛用于起动转矩要求较高的场合。串电阻起动、串电阻起动、串频敏变阻器起动串频敏变阻器起动第58页/共116页一、转子绕组串电阻起动控制一、转子绕组串电阻起动控制开始起动时，起动电阻开始起动时，起动电阻全部接入全部接入；起动过程中将电阻；起动过程中将电阻依次短接依次短接；起动；起动结束时，转子电阻结束时，转子电阻全部被短接全部被短接。设计思想：设计思想：按按时间原则时间原则控制起

28、动过程、按控制起动过程、按电流原则电流原则控制起动过程。控制起动过程。三相电阻平衡短接法、三相电阻不平衡短接法。三相电阻平衡短接法、三相电阻不平衡短接法。优缺点：优缺点：？第59页/共116页图图2-17 2-17 时间控制转子绕组串电阻起动的基本电路时间控制转子绕组串电阻起动的基本电路SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3QSFUKM1FRML1 L2 L3KM4R3KM3R2KM2R11）基本电路第60页/共116页SB1SB2KM1KM2KM3KM4 KT1 KT2 KT3基本电路的动作时序SB1FRSB2KM1KM1 KT1 K

29、M2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3第61页/共116页SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM4KM4起动后，KM2、KM3、KT1、KT2、KT3退出图图2-18 2-18 时间控制转子绕组串电阻起动的改进电路时间控制转子绕组串电阻起动的改进电路a aQSFUKM1FRML1 L2 L3KM4R3KM3R2KM2R12）改进电路）改进电路a第62页/共116页SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM4KM4改进电路a的动作时序SB1SB2KM1KM2K

30、M3KM4 KT1 KT2 KT3第63页/共116页起动后， KT1、 KM2、 KT2、 KM3、KT3退出图图2-19 2-19 时间控制转子绕组串电阻起动的改进电路时间控制转子绕组串电阻起动的改进电路b bQSFUKM1FRML1 L2 L3KM4R3KM3R2KM2R13）改进电路）改进电路bSB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3第64页/共116页改进电路b的动作时序SB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM

31、2KM3SB1SB2KM1KM2KM3KM4 KT1 KT2 KT3第65页/共116页KI1KI1、KI2KI2、KI3KI3欠电流继电器，吸合电流相同，释放电流不同， KI1KI1最大，KI2KI2次之，KI3KI3最小。第66页/共116页一、转子绕组串电阻起动控制一、转子绕组串电阻起动控制开始起动时，起动电阻开始起动时，起动电阻全部接入全部接入；起动过程中将电阻；起动过程中将电阻依次短接依次短接；起动；起动结束时，转子电阻结束时，转子电阻全部被短接全部被短接。设计思想：设计思想：按按时间原则时间原则控制起动过程、按控制起动过程、按电流原则电流原则控制起动过程。控制起动过程。三相电阻平衡

32、短接法、三相电阻不平衡短接法。三相电阻平衡短接法、三相电阻不平衡短接法。？起动线路复杂，机械冲击较大；起动线路复杂，机械冲击较大；电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。第67页/共116页 频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的减小而自动减小，是绕线转子频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的减小而自动减小，是绕线转子异步电动机较为理想的一种起动设备。异步电动机较为理想的一种起动设备。 二、转子绕组串频敏变阻器起动控制二、转子绕组串频敏变阻器起动控制图图2-20 2-20 频敏变阻器等效电路频敏变阻器等效电路 频敏变阻器是一种由数片频敏变阻器是一种由数片

33、E E形形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它有铁心、线圈两个三相电抗器，它有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗部分，采用星形接线，其铁心损耗非常大。相当于一个铁损较大的电非常大。相当于一个铁损较大的电抗器。抗器。 第68页/共116页SB2=KT1.KM1得电自保，得电自保，延时等待转速上升，频敏电阻延时等待转速上升，频敏电阻下降。下降。KT1延时闭合常开触点延时闭合常开触点闭合，闭合，KA1得电，常开闭合，得电，常开闭合，KM2得电自保，绿灯亮，频敏得电自保，绿灯亮，频敏变阻器被短接。变阻器被短接。第69页/共116页60(1)(1)sfns

34、 nsp一、三相异步电动机调速控制原理一、三相异步电动机调速控制原理变极调速变极调速变转差率调速变转差率调速变频调速变频调速调定子电压调定子电压改变转子电路中的电阻改变转子电路中的电阻串级调速串级调速电磁转差离合器调速电磁转差离合器调速（绕线式异步电机）（绕线式异步电机）（双速或多速鼠笼机）（双速或多速鼠笼机）第70页/共116页二、双极鼠笼异步电动机调速控制二、双极鼠笼异步电动机调速控制a）三角形连接）三角形连接 电动机四极运行电动机四极运行 低速低速b）双星形连接，）双星形连接， 电动机两极运行电动机两极运行 高速高速第71页/共116页 按下低速起按钮按下低速起按钮SB2SB2，低速接触

35、器，低速接触器KM1KM1得得电，电，KM1KM1主触点闭合，主触点闭合，电动机定子绕组接为三电动机定子绕组接为三角形，电动机低速运转。角形，电动机低速运转。 按下高速起按钮按下高速起按钮SB3SB3，低速，低速KM1KM1断电，高断电，高速接触器速接触器KM2KM2和和KM3KM3线圈线圈得电电动机定子绕组联得电电动机定子绕组联成双星形，电动机高速成双星形，电动机高速运转。运转。第72页/共116页 开关开关SA扳到中间位置扳到中间位置时，电动机处于停止状态。时，电动机处于停止状态。 低速时，把低速时，把SA扳到扳到“低速低速”位置，位置，KM1得电，得电，定子绕组联成三角形，低定子绕组联成

36、三角形，低速运转。速运转。高速时，把高速时，把SA扳到扳到“高高速速”位置，位置，KT得电，定子得电，定子绕组先联成三角形，低速绕组先联成三角形，低速启动。一段延时后，启动。一段延时后，KT动动作，定子绕组联成双星形作，定子绕组联成双星形，高速运转。，高速运转。第73页/共116页原因 三相异步电动机从切除电源到完全停止运转。由于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求。如万能铣床、卧式镗床、电梯等，为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，对电动机进行制动控制。第74页/共116页利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；断电后用弹簧压力将电动机转轴卡紧，使

37、其停车；运行时，电磁抱闸装置通电，靠电磁吸力将抱闸拉开，使电动机能够自由运转。电动机工作在制动状态，使电动机的电磁转矩方向与电动机的旋转方向相反。第75页/共116页一、反接制动控制线路工作原理：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁场，从而产生制动转矩，实现制动。工作过程：当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。注意：反接制动要求在电动机转速接近零时及时切断反相序的电源，如果反接电源不及时切除，则电动机又要从零速反向起动运行。 为了减小冲击电流，通常在电动机主电路中串接电阻来限制反接制动电流。第76页/共116页设计方案：

38、1. 单向运转反接制动控制线路 2. 可逆运转反接制动控制线路 3 .具有限流电阻的可逆反接制动控制线路优点：制动迅速，效果好。缺点：冲击大，能耗大，适用于10kW以下的小容量电动机。第77页/共116页 按下SB2，KM1得电，全压起动。在电动机正常运转时，速度继电器KS的常开触点闭合。 停车时，按下停止按钮SB1，KM1断电；由于惯性电动机的转速还很高，KS依然动作。因SB1按下，KM2得电，电动机反接制动，转速迅速下降，当速度继电器KS复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。第78页/共116页 正转启动按 SB2，正转KM1得电，电动机接入正向三相交流电源运转，KS动作，正转常闭触

39、点KS-1断开，常开触点KS-1闭合。为KM2线圈的通电做准备，但不能使KM2线圈立即通电。 按停止按钮SB1， KM1断电，KM2通电，正向反接制动。由于速度继电器的常闭触点KS-1已断开，KM2线圈不自锁。当转速接近于零，正转常开KS-1断开， KM2断电，正反接制动结束。第79页/共116页第80页/共116页 按下正转启动按钮SB2，中间继电器KA3得电并自锁， 接触器KM1线圈通电，KM1的主触点闭合，定子绕组经电阻R接通正向三相电源，电动机定子绕组串电阻降压启动。 当电动机转速上升到一定值时，KS的正转常开触点KS-1闭合，中间继电器KA1得电并自锁，这时KA1、KA3中间继电器的

40、常开触点全部闭合，接触器KM3线圈得电，KM3主触点闭合，短接电阻R，定子绕组得到额定电压，进入运行。 若按下停止按钮SB1，则KA3、KM1、KM3线圈断电。但此时电动机转速仍然很高，速度继电器KS的正转常开触点KS-1还处于闭合状态，中间继电器KA1线圈仍得电，所以接触器KM1常闭触点复位后，接触器KM2线圈得电，KM2常开主触点闭合，使定子绕组经电阻R获得反向的三相交流电源，电动机进行反接制动。当转速小于100rmin时，KS的正转常开触点KS-1复位，KA1 断电，KM2断电，反接制动过程结束。 第81页/共116页二、能耗制动控制线路工作原理：在三相电动机停车切断三相交流电源的同时，

41、将一直流电源引入定子绕组，产生静止磁场。电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。工作过程：当想要停车时，定子绕组在切断三相交流电源的同时接入直流电源。注意：能耗制动的制动转矩的大小与通入直流电流的大小及电动机的转速有关，同样转速，电流大，制动作用强。一般接入的直流电流为电动机空载电流的35倍，过大会烧坏电动机的定子绕组。在直流电源回路中串接可调电阻，可以调节制动电流的大小。第82页/共116页设计方案：1. 单向运行能耗制动控制线路 按时间原则控制线路 按速度原则控制线路 2. 可逆运行能耗制动控制线路 按时间原则

42、控制线路 按速度原则控制线路特点：制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，制动平稳。第83页/共116页 正常运行后，按下停止按钮 SB1，KM1断电，切断电动机电源，同时KT得电，KM2得电并自锁，直流电源则接入定子绕组，进行能耗制动。 当时间继电器延时断开常闭触点KT断开时，KM2断电，直流电源被切除，同时KM2常开辅助触点复位，时间继电器KT线圈断电，能耗制动结束。 第84页/共116页 控制电路中取消了时间继电器KT，而加装了速度继电器KS，用KS的常开触点代替KT延时断开的常闭触点。 制动时，按下停止SB1，KM1 断电， 断开三相电源。此时速度仍然很高，KS的常开触点仍然闭合，KM2

43、能够依靠SB1按钮的按下通电，定子绕组通入直流电，能耗制动。当电动机速度接近零时，KS常开触点复位，KM2断电，能耗制动结束。 第85页/共116页按下SB1，KM1断电，KM3和KT得电并自锁，KM3常开主触点闭合，直流电源加到定子绕组，正向能耗制动开始。当转速接近零时，延时断开的常闭触点KT断开KM3线圈电源。KM3主触 点 断 开 直 流 电 源 ，KM3常开辅助触点复位，KT断电，正向能耗制动结束。 第86页/共116页用KS的常开触点代替KT延时断开的常闭触点。第87页/共116页制动时，按SB1， KM1断电，KT、KM2得电，接入整流电源，经整流二极管V构成回路，电动机制动。当时

44、间继电器的常闭触点断开，KM2断电，直流电源切除，能耗制动结束。 第88页/共116页三、反接制动与能耗制动控制比较反接制动：制动电流很大，从而制动力矩大，制动效果显著，但在制动时有较大冲击，制动不平稳且能量消耗大。能耗制动：制动电流较小，制动平稳，准确，能量消耗少，但制动力矩较弱，特别在低速时制动效果差，并且还需提供直流电源，控制电路复杂。反接制动适用于电动机容量小且制动要求迅速的场合，能耗制动适用于电动机容量较大和起动较为频繁的场合。第89页/共116页 直流电动机起动电流可达额定电流的10102020倍，电流冲击较大。除小型直流电动机外一般不直接起动。 为了保证起动过程中产生足够大的反电

45、动势以减小起动电流和产生足够大的起动转矩，也为了避免空载失磁飞车事故的发生，他励、并励直流电动机起动时，在接通电枢绕组电源时，必须同时或提前接通额定的励磁电源；而串励直流电动机起动时须同时接通励磁和电电源枢电源。一、直流电动机的基本电气控制起动控制：第90页/共116页由于电磁转矩TCTI，改变直流电动机的转向有两个方法：一种是改变电枢绕组两端电压的极性，使电枢电流反向；另一种是改变励磁绕组两端电压的极性，使磁极反向。 改变电枢绕组两端电压极性来改变电动机转向时，由于主电路电流较大，故切换功率较大。 采用改变直流电动机励磁电流的极性来改变转向的方法，尽管切换功率较小，但在改变励磁电流的同时要切

46、断电枢绕组电源，且须加设阻容吸收装置来消除励磁绕组因触点断开产生的感应电动势。 正反转控制：第91页/共116页直流电动机最突出的优点是能在很大的范围内具有平滑、平稳的调速性能，调速方法主要有电枢回路串电阻调速、改变电枢电压调速、改变励磁调速和混合调速。与交流电动机类似，直流电动机的电气制动方法有反接制动、能耗制动和再生发电制动等。 调速控制：制动控制：第92页/共116页二、直流电动机的基本电气控制线路第93页/共116页KI1不动作，KT1得电，其延时闭合的常闭触点KT1立即断开，断开KM2和KM3线圈的通电回路，保证起动时串入R1和R2。 将SA置“0”位。合上QF1和QF2，欠电流继电

47、器KI2得电动作，其常开触点KI2闭合，KA通过SA1-2得电并自锁。起动前：第94页/共116页 将SA的手柄由“0”位板到“3”位，SA1-2触点断开，其他三对触点闭合。此时KM1线圈得电，其主触点闭合使电动机M串R1、R2起动，同时KM1常闭触点断开，使KT1线圈断电并开始延时。起动：第95页/共116页起动： 起动电阻R1上的电压降使并联在其两端的KT2线圈得电，其延时闭合的常闭触点断开。当KT1延时到，其延时闭合的常闭触点KT1闭合，KM2线圈得电。 KM2的常开触点闭合，切除起动电阻R1，电动机进一步加速.第96页/共116页起动：同时KT2线圈被短接，KT2开始延时，延时到，其延

48、时闭合的常闭触点KT2闭合，接触器KM3线圈得电，KM3的主触点闭合，切除电阻R2，电动机再次加速，进入全电压运转 。第97页/共116页调速：低速时，将SA扳到“l”或“2”位，电动机在电枢串有两段或一段电阻下运行，其转速低于主令控制器处在“3”位时的转速。第98页/共116页 电动机发生过载和短路时，主回路过电流继电器KI1立即动作，使电动机脱离电源。 欠电流继电器KI2的作用是当励磁线圈断路或励磁电流减小时，KI2动作，电动机断电，进行失磁和弱磁保护。 主令控制器SA具有零位保护和零压保护的作用，SA手柄处于“0”位，KA才能接通，避免了电动机的自起动，起零压保护作用；也保证电动机在任何

49、情况下总是从低速到高速的安全加速起动，叫做零位保护。 电路中二极管V与电阻R串联构成励磁绕组的吸收回路，防止停车时由于过大的自感电动势引起绕组绝缘击穿。保护：第99页/共116页 直流电源采用两相零式整流电路，R兼有起动限流和制动限流作用。R3调节电动机转速。R2吸收自感电动势，KM1为能耗制动接触器，KM2为工作接触器，KM3为切除起动电阻接触器。 第100页/共116页按下起动按钮SB2，KM2和KT线圈得电并自锁，电动机M串电阻R起动，一段延时后，KT延时闭合的常开触点闭合，使KM3线圈得电并自锁，KM3主触点闭合切除起动电阻R，起动过程结束。 起动：第101页/共116页在正常运行状态

50、下，调节电阻R3，改变励磁电流的大小，从而改变磁通，即可改变电动机的转速。调速：第102页/共116页同时KM1线圈得电，通过R接通能耗制动回路，KM1的另一常开触点短接电容C，使电源电压全部加在励磁绕组两端，实现制动过程中的强励磁作用，加强制动效果。松开按钮SB1，制动结束，电路又处于准备工作状态。停车及制动：按下停车按钮SB1，KM2和KM3线圈断电，其主触点断开，切断电动机电源。第103页/共116页按下正转起动按钮SB2，KM18线圈得电，其常开触点闭合，建立励磁KI2闭合；KT得电延时到KM17得电并自锁，KM17主触点闭合，电动机接通电源，KM17的常闭触点使时间继电器KT线圈断电。KT的延时常闭触点闭合，KM18自锁，其主触点闭合，接通电动机的励磁回路，励磁电流由K到J；电动机正转。正转：第104页/共116页按下SB1，KM17线圈断电，其主触点切断电动机的电枢电源，常闭触点闭合，使KT线圈得电。KT延时到，其常闭触点断开，切断KM18的自锁回路。K T 延 时 期 间