第08章 电力拖动控制电路及系统

1、船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第第8 8章章 电动机的自动控制基础电动机的自动控制基础第一节第一节 常用控制电器常用控制电器第二节第二节 电动机的基本保护环节电动机的基本保护环节第三节第三节 控制电路控制环节控制电路控制环节第四节第四节 异步电动机的典型控制电路异步电动机的典型控制电路第五节第五节 电动机的智能控制电动机的智能控制第六节第六节 可编程序控制器可编程序控制器 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系内容简介内容简介本章首先介绍常用的控制电器如继电器、本章首先介绍常用的控制电器如继电器、接

2、触器等，讲述组成电器控制线路的基接触器等，讲述组成电器控制线路的基本规则。本规则。 之后，分析可编程控制器的工作原理。之后，分析可编程控制器的工作原理。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系什么是电器什么是电器电器是一种能根据外界的信号（机械电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量），自动或力、电动力和其它物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或

3、设备。检测和调节用的电气元件或设备。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系低压电器：常指用于交流额定电压低压电器：常指用于交流额定电压1200v1200v、直流额定电压、直流额定电压1500v1500v及以下及以下的电路中的电路中的电器产品的电器产品船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第一节第一节 常用控制电器常用控制电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系时间继电器时间继电器热继电器热继电器按钮按钮熔断器熔断器限位开关限位开关接触器接触器组合按钮组合按钮中间

4、继电器中间继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设

5、备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.1.1 接触器接触器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（a）结构图）结构图 （b）原理图）原理图船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系当吸引线圈通电后，产生的电磁吸力将当吸引线圈通电后，

6、产生的电磁吸力将衔铁吸合，带动触头工作。当线圈断电衔铁吸合，带动触头工作。当线圈断电或电流小到一定程度时，由反力弹簧作或电流小到一定程度时，由反力弹簧作用使衔铁释放。用使衔铁释放。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系11铁芯铁芯22线圈线圈 33衔铁衔铁44静触点静触点 55动触点动触点66触点弹簧触点弹簧77释放弹簧释放弹簧 电磁式电器工作原理示意图电磁式电器工作原理示意图 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系UIR221F00NISNISSBF27810电磁式电器工作原理示意图电磁式电器工作原理示

7、意图 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电源电机接通电源线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置）（流过的电流大，需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）（流过

8、的电流小，无需加灭弧装置）船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系接触器控制对象：接触器控制对象：接触器指标：接触器指标：电动机及其它电力负载电动机及其它电力负载额定工作电压、电流、触点数目等额定工作电压、电流、触点数目等船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2) 2) 接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数（1 1）线圈额定电压：）线圈额定电压：指接触器吸合线圈的额定工作电压。指接触器吸合线圈的额定工作电压。（2 2）额定电流：）额定电流：指主触头的额定工作电流。指主触头的额定工作电流。（3 3）动作值：

9、）动作值：指接触器的吸合线圈电压和释放电压。指接触器的吸合线圈电压和释放电压。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.1.2 8.1.2 主令电器主令电器 主令电器是切换控制线路的单极或主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容量小，不能切多极电器，其触头容量小，不能切换主电路。换主电路。主令电器主要包括按钮、行程开关、主令电器主要包括按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。万能转换开关、主令控制器等。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系1) 1) 按钮开关按钮开关 按钮开关通常用按钮开关通

10、常用来接通或断开控来接通或断开控制电路，从而控制电路，从而控制电动机或其他制电动机或其他电气设备的运行。电气设备的运行。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2) 2) 万能转换开关万能转换开关( (多路多极开关多路多极开关) ) 转换开关有自复位式和定位式两种操转换开关有自复位式和定位式两种操作方式。自复位式转换开关当人手离作方式。自复位式转换开关当人手离开操作手柄时能自动回复到原始位置；开操作手柄时能自动回复到原始位置；定位式转换开关则每隔定位式转换开关则每隔30

11、30或或4545有有一个定位。一个定位。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3) 3) 行程开关行程开关 行程开关又称限位开关，行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的是利用机械运动部件的碰撞或接近来控制其触碰撞或接近来控制其触头动作的开关电器。头动作的开关电器。常用型式有按钮式和转常用型式有按钮式和转臂式两种。臂式两种。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电

12、系轮机工程学院船电系主令控制器是一种主令控制器是一种多位置多回路的控多位置多回路的控制开关，适合于频制开关，适合于频繁操作并要求有多繁操作并要求有多种控制状态的场合，种控制状态的场合，例如起货机、锚机例如起货机、锚机的控制等。的控制等。 4) 4) 主令控制器主令控制器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系最简单而又有效的短路保护电器最简单而又有效的短路保护电器是熔断器，船上常用的有管式和

13、是熔断器，船上常用的有管式和螺旋式螺旋式 。8.1.3 8.1.3 熔断器熔断器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电路符号电路符号FU安秒特性安秒特性tIF船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：FIstFII216 .11频繁起动的电机频繁起动的电机stFII5.212. 电动机主回路电动机主回路LFII（稍大）（稍大）1. 平稳负载平稳负载 （如电灯、电炉）（如电灯、电炉）船舶电

14、气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系几台电动机共电路几台电动机共电路FI=（1.52.5)In(最大的电动机最大的电动机) +In(其余电动机其余电动机)船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.1.4 继电器继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系继电器是传递信号的一种电器。继电器是传递信号的一种电器。按感觉元件的动作原理可分为电磁式、按感觉元件的动作原理可分为电磁式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、电动式等。电动式等。船

15、舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系其结构和动作原理与电磁式接触器其结构和动作原理与电磁式接触器相似，与接触器不同的地方是继电相似，与接触器不同的地方是继电器器无主、辅触头之分，动作灵敏。无主、辅触头之分，动作灵敏。它也有交流和直流之分。它也有交流和直流之分。1) 1) 电磁式继电器电磁式继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（1 1）电压继电器）电压继电器其电压线圈匝数多、线径细，并其电压线圈匝数多、线径细，并联于电路中。联于电路中。正常电压时，衔铁正常电压时，衔铁被吸合。当电压低于某一整定值被吸合

16、。当电压低于某一整定值或为零时，衔铁被释放。或为零时，衔铁被释放。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（2 2）电流继电器：）电流继电器：其电流线圈匝数少、线径粗，串其电流线圈匝数少、线径粗，串联于电路中。联于电路中。当电流达到某一整当电流达到某一整定值时，衔铁被吸合或释放。定值时，衔铁被吸合或释放。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（3 3）中间继电器：）中间继电器：是将一个输入信号变为一个或多个输是将一个输入信号变为一个或多个输出信号的继电器。出信号的继电器。其作用是增加触头其作用是增加触头数量以

17、扩大控制范围；具有以弱控强数量以扩大控制范围；具有以弱控强的开关信号的开关信号“放大放大”能力。在较复杂能力。在较复杂的电路中用作程序控制元件。的电路中用作程序控制元件。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 2) 2) 时间继电器时间继电器空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系时间继电器时间继电器定时类型：定时类型：电子式电子式阻容式阻容式电磁式（空气式）电磁式（空气式）电动式电动式机诫式机诫式数字式数字式船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电

18、系轮机工程学院船电系（1 1）空气阻尼式时间继电器）空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器主要由电磁机构、工作主要由电磁机构、工作触头触头( (微动开关微动开关) )、气室、气室及传动机构等组成及传动机构等组成, ,它它有通电延时与断电延时有通电延时与断电延时两种。两种。 空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系延时时间的长短与气室延时时间的长短与气室的进气量有关，调节螺的进气量有关，调节螺钉可整定延时时间，调钉可整定延时时间，调节范围在节范围在0.40.4180s180s之之间。间。 空气阻尼

19、时间继电器空气阻尼时间继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系常开触头常开触头延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头延时打开延时打开 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下） 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程铁心铁心出气孔出气孔进气孔进气孔橡皮膜橡皮膜伞形活塞伞形活塞 杠杆杠杆船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作

20、延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系（2 2）半导体时间继电器）半导体时间继电器 C C1 1、C C2 2为滤波电容为滤波电容, ,当当电源变压器接上电源，电源变压器接上电源，正、负半波由二个二正、负半波由二个二次绕组分别向电容次绕组分别向电容C C4 4充电，充电， A A点电位按指点电位按指数规律上升。数规律上升。原始状态原始状态VTVT1 1管导通、管导通、VTVT2 2管截止。管截止。船舶电气设备与系统 课 件2021-

21、11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系当当A A点电位高于点电位高于B B点电位，点电位，VTVT1 1管截止、管截止、VTVT2 2管导通，管导通，VTVT2 2管集电极电流通过高管集电极电流通过高灵敏继电器灵敏继电器KAKA的线圈，的线圈，右侧继电器右侧继电器KAKA的触点输的触点输出信号，同时出信号，同时KAKA的常闭的常闭触点断开充电电路，触点断开充电电路，KAKA的常开触点闭合使电容的常开触点闭合使电容放电放电，为下次工作做好，为下次工作做好准备。准备。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系调节电位器调节电位器R RW1W1的的数

22、值，就可以改数值，就可以改变延时的大小，变延时的大小，延时可达延时可达0.2s0.2s300s300s。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3) 3) 热继电器热继电器船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系热继电器是利用热继电器是利用电流的热效应而电流的热效应而

23、动作的电器。动作的电器。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系热继电器脱扣后，热继电器脱扣后，经过一段时间冷经过一段时间冷却可自动或手动却可自动或手动复位，图示的结复位，图示的结构只能手动复位。构只能手动复位。热继电器也是热继电器也是反反时限特性时限特性。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系发热元件发热元件双金属片双金属片复位按钮复位按钮它主要作用是对电动机它主要作用是对电动机实现过载保护。整定电实现过载保护。整定电流与电动机的额定电流流与电动机的额定电流基本上一致基本上一致 。扣板扣板拉簧拉簧连板连板常

24、闭触头常闭触头热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件KH常闭触头常闭触头KH船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 4) 4) 速度继电器速度继电器按转速大小传递信号的继电器。按按转速大小传递信号的继电器。按结构的不同分为感应式、离心式等。结构的不同分为感应式、离心式等。圆环的转动力矩很小，当转速降到圆环的转动力矩很小，当转速降到100r100rminmin时，触头在弹簧反力作时，触头在弹簧反力作用下恢复原位。用下恢复原位。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系感应式感应式转轴转轴永久磁铁永久磁铁圆

25、环圆环鼠笼绕组鼠笼绕组摆槌摆槌弹簧弹簧触头触头触头触头船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连铁，与电动机同轴连接。接。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.1.5 8.1.5 电磁制动器电磁制动器 电动机的机械制动采用电磁制动器电动机的机械制动采用电磁制动器来实现的，常见的有来实现的，常见的有圆盘式圆盘式和和抱闸抱闸式式两种。两种。

26、船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系1) 1) 圆盘式电磁制动器圆盘式电磁制动器 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系当电动机运转时，电磁刹车线圈通电产生吸当电动机运转时，电磁刹车线圈通电产生吸力，将静摩擦片力，将静摩擦片( (即电磁铁的衔铁即电磁铁的衔铁) )吸住，而吸住，而与动摩擦片相脱开，使电动机可自由旋转。与动摩擦片相脱开，使电动机可自由旋转。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系停车时，刹车线圈失电，静摩擦片被反作停车时，刹车线圈失电，静摩擦片被反作

27、用弹簧紧压到安装在电动机轴上的动摩擦用弹簧紧压到安装在电动机轴上的动摩擦片上，产生摩擦力矩，迫使电动机停转。片上，产生摩擦力矩，迫使电动机停转。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系调整制动器外壳上的螺栓，用于改变反作调整制动器外壳上的螺栓，用于改变反作用弹簧制动力矩，但必须注意所有螺栓要用弹簧制动力矩，但必须注意所有螺栓要均匀调节，否则会造成摩擦片歪斜、气隙均匀调节，否则会造成摩擦片歪斜、气隙不均匀，出现噪声和振动。不均匀，出现噪声和振动。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系圆盘式电磁制动器工作时静、

28、动摩擦片之间圆盘式电磁制动器工作时静、动摩擦片之间的间隙通常在的间隙通常在2 2至至6mm6mm之间，间隙过小，容易之间，间隙过小，容易造成松闸时静、动摩擦片之间的擦碰；间隙造成松闸时静、动摩擦片之间的擦碰；间隙过大，则在制动时产生较大机械碰撞。过大，则在制动时产生较大机械碰撞。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2) 2) 抱闸式电磁制动器抱闸式电磁制动器 抱闸式电磁制动器又叫电磁抱闸，其制动抱闸式电磁制动器又叫电磁抱闸，其制动原理与圆盘式电磁制动器相仿。它由制动原理与圆盘式电磁制动器相仿。它由制动电磁铁和制动闸瓦制成。当制动电磁铁线电磁铁和制动

29、闸瓦制成。当制动电磁铁线圈通电后，产生吸力，使抱闸闸瓦松开，圈通电后，产生吸力，使抱闸闸瓦松开，电动机便能自由转动；当线圈断电时，闸电动机便能自由转动；当线圈断电时，闸瓦在弹簧力作用下，将电动机闸轮刹住，瓦在弹簧力作用下，将电动机闸轮刹住，使电动机迅速停转。使电动机迅速停转。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第二节第二节 电动机的基本保护环节电动机的基本保护环节四种基本保护四种基本保护短路保护短路保护过载保护过载保护( (或过流保护或过流保护) )欠电压保护欠电压保护( (包括零电压保护包括零电压保护) )缺相保护缺相保护船舶电气设备与系统 课

30、 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.2.1 8.2.1 短路保护短路保护 主电路和控制电主电路和控制电路上都装有熔断路上都装有熔断器器FUFU，以实现短，以实现短路保护。路保护。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.2.2 8.2.2 过载保护过载保护 热继电器热继电器FRFR，当电，当电动机过载时，热继动机过载时，热继电器的脱扣机构动电器的脱扣机构动作，其对应的常闭作，其对应的常闭触头触头FRFR打开，接触打开，接触器线圈器线圈KMKM

31、失电，主失电，主辅触头复位，使电辅触头复位，使电动机停转。动机停转。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系缺相保护缺相保护热继电器热继电器FRFR起着起着缺相保护的作用，缺相保护的作用，它将断开接触器它将断开接触器电源，使电动机电源，使电动机停转。停转。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一般热继电器的发一般热继电器的发热元件串接在三相热元件串接在三相主电路的任意两相主电路的任意两相之中，在任一相发之中，在任一相发生断路故障时，必生断路故障时，必然导致另两相电流然导致另两相电流的大幅度增加，为的大幅度增

32、加，为热继电器所检测到。热继电器所检测到。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.2.3 8.2.3 零电压和零电压和欠电压保护欠电压保护 零电压保护和零电压保护和欠电压保护一欠电压保护一般可由同一电般可由同一电器来实现。器来实现。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系在由按钮作为主在由按钮作为主令电器的控制线令电器的控制线路中，一般由线路中，一般由线路中的接触器兼路中的接触器兼作零压和欠压保作零压和欠压保护，而不另设专护，而不另设专用的零压和欠压用的零压和欠压保护电器。保护电器。船舶电气设备与系统 课

33、件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系如交流磁力起动如交流磁力起动器中由接触器器中由接触器KMKM来实现该保护来实现该保护船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系用作零电压和欠电压用作零电压和欠电压保护的继电器或接触保护的继电器或接触器，必须具备高返回器，必须具备高返回系数，吸引线圈的吸系数，吸引线圈的吸合电压合电压UxUx，一般整定，一般整定在在0.80.80.850.85额定电额定电压之间，释放电压压之间，释放电压UfUf整定在整定在0.50.50.70.7额定额定电压之间。电压之间。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-2

34、2轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号电气线路图电气线路图第三节第三节 控制电路控制环节控制电路控制环节辅助（控制）电路辅助（控制）电路主电路电路主电路电路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 绘制电路图的规定绘制电路图的规定1. 1. 电机、电器和其他带电部分都应按国家标电机、电器和其他带电部分都应按国家标准规定的图形符号和文字符号绘制和标注。准规定的图形符号和文字符号绘制和标注。2.2.按主电路和控制电路两部分画出。按主电路和控制电路两部分画出。船舶电气设备与系统

35、课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系5.5.各元件一般按动作顺序从上到下各元件一般按动作顺序从上到下, ,从左到从左到右依次排开。有直接电联系的导线交叉连接右依次排开。有直接电联系的导线交叉连接点要用小圆圈或黑圆点表示。点要用小圆圈或黑圆点表示。4.4.同一电器的不同部件同一电器的不同部件, ,按其在电路中的作用按其在电路中的作用画在不同的电路部位上画在不同的电路部位上, ,标以相同的文字符号。标以相同的文字符号。3.3.电器都按没通电或不受外力作用时的正常电器都按没通电或不受外力作用时的正常状态画出。状态画出。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学

36、院船电系轮机工程学院船电系触头（触头（KMKM）闭合）闭合按下按钮（按下按钮（SBSB） 线圈（线圈（KMKM）通电）通电电机转动；电机转动；A B CM3起动起动按钮按钮8.3.1 8.3.1 点动控制点动控制 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系触头（触头（KMKM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KMKM）断电）断电电机停转电机停转A B CM3起动起动按钮按钮船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.3.2 8.3.2 连续控制连续控制 在点动控制的基础上，若将接触器在点动控制的基础上，若将

37、接触器KMKM的一的一对常开辅触头对常开辅触头KMKM与起动按钮与起动按钮SBSBl l的触头并联，的触头并联，即成为即成为“连续连续”控制，辅触头控制，辅触头 KMKM被称为被称为“自锁自锁”( (或或 “ “自保自保”) )触头。触头。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系交流磁力起动器对电动机进行直接起动控制交流磁力起动器对电动机进行直接起动控制就是连续控制方式。该方式中要解除就是连续控制方式。该方式中要解除“自自锁锁”，必须按停车按钮，必须按停车按钮SBSB2 2。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院

38、船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.3.3 8.3.3 行程控制行程控制 某些生产机械的运动部件的某些生产机械的运动部件的行程范围有一定限制，例如行程范围有一定限制，例如船舶舵机的左右舵角偏转必船舶舵机的左右舵角偏转必须限制在须限制在3535以内；起货机以内；起货机提升机构必须防止吊索收尽提升机构必须防止吊索收尽而造成吊钩撞碰吊臂事故等。而造成吊钩撞碰吊臂事故等。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系实现行程控制，应实现行程控制，应将开关安置在设限将开关安置在设限的位置上，其常闭的位置上，其常闭

39、触头触头SQSQl l、SQSQ2 2与控制与控制线路中的停止控钮线路中的停止控钮SBSB2 2串联。串联。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系正程逆程STASTB限位控制是避免生产限位控制是避免生产机械进入异常位置的机械进入异常位置的一种限位保护。一种限位保护。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系KMFKMRKMRKMFKHSTASTBSB1SB2KMFSB2KMR船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学

40、院船电系轮机工程学院船电系8.3.4 8.3.4 多地点控制多地点控制 有些生产机械要求能在两个或两个以有些生产机械要求能在两个或两个以上多地点进行控制上多地点进行控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系为此可将多地点起动按钮并接成为此可将多地点起动按钮并接成“或或”逻辑关系，多地点停车按钮串接成逻辑关系，多地点停车按钮串接成“与与”逻辑关系。逻辑关系。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系KMFKMRM3A BCFUQS

41、KH8.3.5 8.3.5 互锁控制互锁控制电气互锁电气互锁机械互锁机械互锁船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系KHKMFSB1KMFSBFKMRKMRKMRKMFSBR电器互锁电器互锁船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电气互锁电气互锁正、反转起动按钮正、反转起动按钮SBSBF F和和SBSBR R的常闭触的常闭触头互串在对方的线路上，因此在任何头互串在对方的线路上，因此在任何时候不能同时进行正、反转的两种操时候不能同时进行正、反转的两种操作，实现了电气互锁。作，实现了电气互锁。船舶电气设备与系统 课

42、 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系机械互锁机械互锁机械互锁是在机械互锁是在KMKMF F与与KMKMR R两接触器的衔两接触器的衔铁间设置一机械连杆，当任一接触器铁间设置一机械连杆，当任一接触器通电吸合后，衔铁就带动连杆将另一通电吸合后，衔铁就带动连杆将另一接触器的衔铁锁定在释放位置，此时接触器的衔铁锁定在释放位置，此时另一个接触器线圈即使得电，也无法另一个接触器线圈即使得电，也无法吸合。吸合。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系部分起货机控制线路部分起货机控制线路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院

43、船电系轮机工程学院船电系8.3.6 8.3.6 联锁控制联锁控制( (顺序控制顺序控制) ) 当一台电机启动后当一台电机启动后, ,第二台才能启动。如第二台才能启动。如冷却泵先启动，工作冷却泵先启动，工作泵后启动。泵后启动。接触器接触器KMKM1 1控制设备控制设备A A，KMKM2 2控制设备控制设备B B。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系KMKM1 1的常开辅触头串在的常开辅触头串在KMKM2 2的控制回路中，因此只有的控制回路中，因此只有当当KMKM1 1获电动作后，获电动作后， KMKM2 2才才有可能动作。而有可能动作。而KMKM2

44、2的常的常开辅触头开辅触头KMKM2 2与按钮与按钮SBSB3 3并并联，因此当联，因此当KMKM2 2获电处于获电处于运行状态时，运行状态时， KMKM1 1是不会是不会失电停止工作的。失电停止工作的。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.3.7 8.3.7 双位控制双位控制 在许多无人管理的在许多无人管理的生产场合，常用到生产场合，常用到 “双位双位”自动控制。自动控制。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系例如：例

45、如：船舶辅锅炉的高低船舶辅锅炉的高低水位控制水位控制食品冷库的高低温食品冷库的高低温度控制度控制空调压缩机的自动空调压缩机的自动起停控制起停控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系8.3.8 8.3.8 时间控制时间控制 船舶机舱泵浦电机按照时间原则启动，船舶机舱泵浦电机按照时间原则启动，很多控制电路需要实施时间控制。很多控制电路需要实施时间控制。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系大容量三相交流异步电动机起动的大容量三相交流异步电动机起动的YY降压起动。降压起动。例如：例如：船舶电气设备与系统 课 件

46、2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船上的燃油辅锅炉，点火时间通常设定船上的燃油辅锅炉，点火时间通常设定为为5 510s10s，在这段时间内如果点火不成，在这段时间内如果点火不成功，则视为点火失败，发出报警。功，则视为点火失败，发出报警。 例如：例如：船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一一. . 电动机正、反转控制电路电动机正、反转控制电路 机舱风机的正反转控制，正转时通风机舱风机的正反转控制，正转时通风机向机舱送风，反转时从机舱抽风。机向机舱送风，反转时从机舱抽风。 救生艇吊艇机的电气控制救生艇吊艇机的电气控制 。第四节第四

47、节 异步电动机的典型控制电路异步电动机的典型控制电路电动机的正反转控制本质上是一种互锁控制电动机的正反转控制本质上是一种互锁控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二二. . 海海( (淡淡) )水柜水位自动控制电路水柜水位自动控制电路 水柜为压力水柜，随着用水量的变化，水柜为压力水柜，随着用水量的变化，水

48、、气空间容积在变化，即液位高度和水、气空间容积在变化，即液位高度和气压都在变化。水位上升，气的空间高气压都在变化。水位上升，气的空间高度减小，气压增加，如果不考虑漏气损度减小，气压增加，如果不考虑漏气损耗，气压大小显然是与水位高低成正比耗，气压大小显然是与水位高低成正比例的，高限水位例的，高限水位H(H)H(H)对应着高限压力，对应着高限压力，低限水位低限水位H(L)H(L)对应着低限压力对应着低限压力 。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系双位（限）原理的自动控制双位（限）原理的自动控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船

49、电系轮机工程学院船电系海海( (淡淡) )水柜水柜( (压力压力) )自动控制自动控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系压力开关压力开关船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系SP(H)SP(H)和和SP(L)SP(L)分别代替分别代替SBSB2 2和和SBSB1 1船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系三三. . 三相异步电动机三相异步电动机YY起动控制电路起动控制电路 正常运行时采用正常运行时采用形接法，起动时形接法，起动时采用采用Y Y形接法，以减小起动电

50、流。形接法，以减小起动电流。 船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系按按SB2 KM1有电有电 KM2有电有电 Y起动起动 KT有电有电 延时延时 KM2断电断电 自保自保 KM3有电有电 运转运转自保自保KT 断电断电起动过程：起动过程：船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系四四. . 自藕变压器降压起动控制电路自藕变压器降压起动控制电路用它起

51、动电动机时，起动电流和起动用它起动电动机时，起动电流和起动转矩可以根据抽头位置进行调节，使转矩可以根据抽头位置进行调节，使用自藕变压器时，高压侧接到电网，用自藕变压器时，高压侧接到电网，低压侧接到电动机。低压侧接到电动机。自藕变压器起动器，又叫补偿起动器。自藕变压器起动器，又叫补偿起动器。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系五五. . 定子回路串联电抗、电阻降压起动控制电路定子回路串联电抗、电阻降压起动控制电路鼠笼式异步电动机定子回路串电阻起鼠笼式异步电动机定子回路串

52、电阻起动，适用于中等容量的异步电动机要动，适用于中等容量的异步电动机要求平稳起动的场合。求平稳起动的场合。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系这种降压起动方法是在电动机起动时，这种降压起动方法是在电动机起动时，在三相定子回路中分别串接一个电阻，在三相定子回路中分别串接一个电阻，由于串联了电阻，使加在电动机绕组由于串联了电阻，使加在电动机绕组上的电压低于电网电压，待起动后，上的电压低于电网电压，待起动后，再将电阻短路切除，电动机即在额定再将电阻短路切除，电动机即在额定电压下正常运行。电压下正常运行。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工

53、程学院船电系轮机工程学院船电系船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系六六. . 三相异步电动机的制动控制电路三相异步电动机的制动控制电路1. 1. 机械制动控制电路机械制动控制电路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2. 2. 反接制动控制电路反接制动控制电路KSKS为速度继电器，电动为速度继电器，电动机带动机带动KSKS一起旋转，当一起旋转，当转速达到转速达到120r/min120r/min左右左右时时KSKS常开触头闭合。常开触头闭合。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮

54、机工程学院船电系3. 3. 能耗制动控制电路能耗制动控制电路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系延时控制能耗制动电路延时控制能耗制动电路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系另一种延时控制能耗制动电路另一种延时控制能耗制动电路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系七、三相交流异步电动机的调速控制电路七、三相交流异步电动机的调速控制电路三相交流异步电动机调速的种类及方三相交流异步电动机调速的种类及方法较多，在这里只介绍异步电动机的法较多，在这里只介绍异步电动机的变

55、极调速控制。变极调速控制。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系改变异步电动机的磁极对数调速，一般改变异步电动机的磁极对数调速，一般适用于鼠笼型异步电动机，因为改变定适用于鼠笼型异步电动机，因为改变定子极对数时，转子极对数也必须同时改子极对数时，转子极对数也必须同时改变，而鼠笼型转子本身没有固定的极数，变，而鼠笼型转子本身没有固定的极数，它的极数随定子磁场的极数而定。它的极数随定子磁场的极数而定。为了避免在转子方面进行变极改接，故为了避免在转子方面进行变极改接，故变极调速不用于绕线式转子异步电动机。变极调速不用于绕线式转子异步电动机。船舶电气设备与系

56、统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系YDYD系列是国内变极电动机的主要产品系列。系列是国内变极电动机的主要产品系列。YDYD系列双速电动机为单绕组，三速、四速系列双速电动机为单绕组，三速、四速为双绕组。为双绕组。YDYD系列双速电动机绕组接线系列双速电动机绕组接线船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系极数极数4/24/26/46/48/48/48/68/612/612/66/4/26/4/28/4/28/4/28/6/48/6/412/8/6/412/8/6/4连结组连结组 /YY/YYY/Y/YY/YY/Y/YY/Y/

57、YY/ /YY/YY/YY/YY出线端出线端数数6 69 91212船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系从从起动到起动到YYYY运转控制运转控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系双速电动机的另一种控制电路双速电动机的另一种控制电路从从起动到起动到YYYY运转控制运转控制船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系八、直流电动机起动控制电路八、直流电动机起动控制电路直流他励电动机起动时，需要在电枢电路中直流他励电动机起动时，需要在电枢电路中串入起动电阻，起动电阻的控

58、制方法很多。串入起动电阻，起动电阻的控制方法很多。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系按时间原则控制直流电动机起动的电路按时间原则控制直流电动机起动的电路电动机的电枢电路串有三级起动电阻，电动机电动机的电枢电路串有三级起动电阻，电动机起动时，利用时间继电器，依次切除起动电阻。起动时，利用时间继电器，依次切除起动电阻。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系用主令控制器利用时间原理用主令控制器利用时间原理控制直流电动机的起动控制直流电动机的起动联系作业7-12船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机

59、工程学院船电系轮机工程学院船电系用按钮操纵利用时间用按钮操纵利用时间原则起动直流电动机原则起动直流电动机船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系改变转向的方法有两个：改变转向的方法有两个：电枢绕组两端极性不变，电枢绕组两端极性不变，而将励磁绕组反接。而将励磁绕组反接。励磁绕组极性不变而将励磁绕组极性不变而将电枢绕组反接。电枢绕组反接。九、直流他励电动机正、反转控制电路九、直流他励电动机正、反转控制电路船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第五节第五节 电动机的智能控制电动机的智能控制模块控制有几个明显的优点：

60、模块控制有几个明显的优点：1. 1. 集成化，单元结构体积小、控制电路可靠；集成化，单元结构体积小、控制电路可靠；2. 2. 智能化，在模块上采用了微处理器；智能化，在模块上采用了微处理器；3. 3. 互换性。互换性。船舶电气设备与系统 课 件2021-11-22轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一、模块的基本功能一、模块的基本功能ESM-101ESM-101模块有五种，分别为模块有五种，分别为: :用这些模块可以组成各种控制方法。用这些模块可以组成各种控制方法。ESM-102ESM-102ESM-103ESM-103ESM-104ESM-104ESM-105ESM-105船舶电气设备与系统