第3章 电气控制线路的基本环节和典型线路

1、电气控制线路的基本环节和典型线路 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller3.1 电气控制线路的绘制原则、图形及文字符号 3.2 电气控制线路的基本规律 3.3 常用典型控制线路 3.4 电气控制线路的设计方法 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 电气控制线路电气控制线路是用导线将电机、电器、仪表等是用导线将电机、电器、仪表等电气元件按一定的要求和方法联系起来，并能实电气元件按一定的要求和方法联系起来，

2、并能实现某种功能的电气线路。现某种功能的电气线路。 为了表达生产设备电气控制系统的结构、原理为了表达生产设备电气控制系统的结构、原理等设计意图，也为了便于进行电器元件的安装、等设计意图，也为了便于进行电器元件的安装、调试、使用和维修，将电气控制线路中各电器元调试、使用和维修，将电气控制线路中各电器元件的联接用一定的图表达出来。件的联接用一定的图表达出来。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller3.1.1 常用电气图形符号和文字符号 3.1.2 电气电路图及其绘制原则 3.1.3 电气控制电路图的阅读和

3、分析方法电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller我国电气设备国家标准GB4728-2000 电气图用图形符号GB6988-1997 电气制图GB7159-1987 电气技术中的符号制定通则规定从1990.1.1起，电气控制线路中的图形和文字符号必须符合最新的最新的国家标准。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller电气原理图：电气原理图：表示电路各个电气元件导电部件的连接关系和工作表示电路各个电气元件导电部件的

4、连接关系和工作原理的图。原理的图。电器布置图：电器布置图：表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可按表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可按实际情况分别绘制，如电气控制箱中的电器元件布置图、实际情况分别绘制，如电气控制箱中的电器元件布置图、控制面板图等。控制面板图等。安装接线图：安装接线图：用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。本课程重点介绍电气原理图。本课程重点介绍电气原理图。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control

5、 & Programmable Logic Controller电气控制线路根据通过电流的大小可分电气控制线路根据通过电流的大小可分为主为主电路和控制电路电路和控制电路 。属于前者的是流过大电流的电路，如发电机属于前者的是流过大电流的电路，如发电机的定子和转子等；的定子和转子等；属于后者的是流过较小电流的电路如接触器、属于后者的是流过较小电流的电路如接触器、继电器的吸引线圈以及消耗能量较少的信号电路、继电器的吸引线圈以及消耗能量较少的信号电路、保护电路、联锁电路等。保护电路、联锁电路等。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable

6、 Logic Controller电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller主电路标号主电路标号由由文字符号文字符号和和数字组成数字组成。文字符号文字符号用以标明主电路中的元件或线路用以标明主电路中的元件或线路的主要特征；的主要特征；数字标号数字标号用以区别电路的不同线段。三相用以区别电路的不同线段。三相交流电源引入线采用交流电源引入线采用L1、L2、L3标号，电源开关标号，电源开关之后的三相交流电源主电路分别标之后的三相交流电源主电路分别标U、V、W。如如U11表示电动机的第一相的第一个接点代号，表示

7、电动机的第一相的第一个接点代号，U21为第一相的第二个接点代号，依次类推。为第一相的第二个接点代号，依次类推。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 控制电路标号由控制电路标号由三位或三位以下的数字组三位或三位以下的数字组成成，交流控制电路的标号一般以主要压降元，交流控制电路的标号一般以主要压降元件（如电器元件线圈）为分界，件（如电器元件线圈）为分界，左侧用奇数左侧用奇数标号，右侧用偶数标号标号，右侧用偶数标号。直流控制电路中。直流控制电路中正正极按奇数标号，负极按偶数标号极按奇数标号，负极按偶数标

8、号。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller1）电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用用国家规定的统一标准国家规定的统一标准。2）原理图一般分主电路和控制电路两部分：原理图一般分主电路和控制电路两部分：主电路主电路是从电是从电源到电动机大电流通过的路径，应画在图面的左侧或上源到电动机大电流通过的路径，应画在图面的左侧或上方。方。控制电路控制电路由继电器和接触器的线圈、继电器的触头、由继电器和接触器的线圈、继电器的触头、接触器的辅助触头、按钮、

9、照明灯、信号灯、控制变压接触器的辅助触头、按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成，画在图面的右侧或下方。器等电器元件组成，画在图面的右侧或下方。3）控制系统内的全部电机、电器和其它器械的带电部件，控制系统内的全部电机、电器和其它器械的带电部件，都应在原理图中表示出来。而与电路无关的部件都应在原理图中表示出来。而与电路无关的部件(如铁心、如铁心、支架、弹簧等支架、弹簧等)无需画出。无需画出。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller4）属属同一电器元件的不同部分同一电器元件的不同部分(如接触器的线

10、圈如接触器的线圈和触头和触头)按其功能和所接电路的不同分别画在按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但不同的电路中，但必须标注相同的文字符号必须标注相同的文字符号。若有若有多个同一种类的电器元件多个同一种类的电器元件，可在表示名称，可在表示名称的文字符号后的文字符号后加上数字序号的下标加上数字序号的下标以示区别，以示区别，如如KM1、KM2等。等。5）所有电器的所有电器的图形符号图形符号，都，都按没有通电、无外按没有通电、无外力作用下的开闭状态绘制力作用下的开闭状态绘制。对接触器、电磁式。对接触器、电磁式继电器等是指其线圈未加电压，而对按钮、行继电器等是指其线圈未加电压，而对按钮、行程

11、开关等，则是指其尚未被压合。程开关等，则是指其尚未被压合。6）电气原理图电气原理图应按功能布置应按功能布置，控制电路水平布，控制电路水平布置或垂直布置时，尽可能置或垂直布置时，尽可能按动作顺序从上到下按动作顺序从上到下或从左到右或从左到右的原则绘制。的原则绘制。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller7）电气原理图中，有电气原理图中，有直接联系的交叉连接点直接联系的交叉连接点，需用需用黑圆点黑圆点表示；表示；无直接联系的交叉连接无直接联系的交叉连接点则不画点则不画。电子科技大学自动化工程学院Elect

12、rical Control & Programmable Logic Controlleru查线读图法查线读图法（直接读图法）（直接读图法）u逻辑代数法逻辑代数法（间接读图法）（间接读图法） 图3-1 拖动电动机与润滑泵电机的顺序起动控制线路图电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 在分析电气线路之前，应该充分了解生产机械要完在分析电气线路之前，应该充分了解生产机械要完成哪些动作，这些动作之间又有什么联系，即熟悉成哪些动作，这些动作之间又有什么联系，即熟悉生产机械的工艺情况。生产机械的工艺情

13、况。 必要时可以画出简单的工艺流程图，明确各个动作必要时可以画出简单的工艺流程图，明确各个动作的关系。的关系。 此外，还应进一步明确生产机械的动作与执行电器此外，还应进一步明确生产机械的动作与执行电器的关系，给分析电气线路提供线索和方便。的关系，给分析电气线路提供线索和方便。 例如，某机床主轴转动时，要求油泵先给齿轮箱供例如，某机床主轴转动时，要求油泵先给齿轮箱供油润滑，即应保证在润滑泵电动机起动后才允许主拖油润滑，即应保证在润滑泵电动机起动后才允许主拖动电机起动，也就是控制对象对控制线路提出了按顺动电机起动，也就是控制对象对控制线路提出了按顺序工作的要求。序工作的要求。电子科技大学自动化工程

14、学院Electrical Control & Programmable Logic Controller在分析电气线路时，一般应先从电动机着手在分析电气线路时，一般应先从电动机着手即从主电路看有哪些控制元件的主触点、电即从主电路看有哪些控制元件的主触点、电阻等，根据其组合规律可大致判断电动机是否有阻等，根据其组合规律可大致判断电动机是否有正反转控制、制动控制和调速要求等。这样，在正反转控制、制动控制和调速要求等。这样，在分析控制电路的工作原理时，就能做到心中有数，分析控制电路的工作原理时，就能做到心中有数，有的放矢。有的放矢。 在图在图3-1中，主拖动电动机中，主拖动电动机M1电路主要

15、由接触器电路主要由接触器KM1的主触点和热继电器的主触点和热继电器FR1线圈组成。从图中线圈组成。从图中可以断定，主拖动电动机可以断定，主拖动电动机M1采用全压直接起动。采用全压直接起动。热继电器热继电器FR1作作M1的过载保护，熔断器的过载保护，熔断器FU作短路作短路保护。油泵电动机保护。油泵电动机M2电路与主拖动电机电路与主拖动电机M1的电路的电路相似。相似。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller根据主电路的控制元件主触点文字符号，在根据主电路的控制元件主触点文字符号，在控制电路中找到相应的控制

16、环节以及环节间的控制电路中找到相应的控制环节以及环节间的相互联系，按照由上往下或由左往右的顺序阅相互联系，按照由上往下或由左往右的顺序阅读控制电路图。读控制电路图。电气控制线路都是由一些基本的控制环节电气控制线路都是由一些基本的控制环节构成的，在分析线路时，可以按主电路的构成构成的，在分析线路时，可以按主电路的构成情况，把控制电路分解成与主电路相对应的几情况，把控制电路分解成与主电路相对应的几个基本环节，分别进行分析。注意那些满足特个基本环节，分别进行分析。注意那些满足特殊要求的控制环节，把各个环节串起来，就不殊要求的控制环节，把各个环节串起来，就不难读懂全图了。难读懂全图了。电子科技大学自动

17、化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 图图3-1的主电路可以按电动机的主电路可以按电动机M1和和M2分成两个部分，分成两个部分，相应控制电路也可相应地分解成两个基本环节。其控制相应控制电路也可相应地分解成两个基本环节。其控制过程分析如下：过程分析如下： 合上刀开关合上刀开关QK，按下起动按钮，按下起动按钮SB4，接触器，接触器KM2线线圈通电，其主触点闭合，油泵电动机圈通电，其主触点闭合，油泵电动机M2直接起动，常直接起动，常开辅助触点开辅助触点KM2（9,11）闭合，保持按钮）闭合，保持按钮SB4松开后接松开后

18、接触器触器KM2继续通电，该辅助触点称为自锁触点。继续通电，该辅助触点称为自锁触点。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 另一对常开辅助触点另一对常开辅助触点KM2（5,7）闭合后，）闭合后，主拖动电机才能起动。此时，按下起动按钮主拖动电机才能起动。此时，按下起动按钮SB2，接触器接触器KM1线圈通电，其主触点闭合，主拖动电线圈通电，其主触点闭合，主拖动电机机M1直接起动，直接起动，KM1的常开辅助触点闭合，实的常开辅助触点闭合，实现自锁功能。按下停止按钮现自锁功能。按下停止按钮SB3，润滑泵电机

19、停，润滑泵电机停止的同时主拖动电机也停止；按下停止按钮止的同时主拖动电机也停止；按下停止按钮SB1，主拖动电机停止但润滑泵电机继续运转。若电机主拖动电机停止但润滑泵电机继续运转。若电机M2过载，则过载，则FR2的常闭触点打开，接触器的常闭触点打开，接触器KM2线线圈断电，电机圈断电，电机M1、M2停车；若电机停车；若电机M1过载，则过载，则FR1的常闭触点打开，接触器的常闭触点打开，接触器KM1线圈断电，电线圈断电，电机机M1停车，但电机停车，但电机M2继续运行。继续运行。 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Con

20、troller3.2.1 自锁控制自锁控制 3.2.2 互锁控制互锁控制 3.2.3 多地点控制多地点控制 3.2.4 顺序工作的联锁控制顺序工作的联锁控制 3.2.5 自动循环控制自动循环控制 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-2 自锁控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-3 具有互锁功能的正反转控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control &

21、Programmable Logic Controller电机正转（或反转）时，按下停止按钮电机正转（或反转）时，按下停止按钮SB1，控制回路断电，接触器控制回路断电，接触器KM1（或（或KM2）线圈断电释）线圈断电释放，主触点打开后电动机停止运行。电动机正反转放，主触点打开后电动机停止运行。电动机正反转控制必须确保两个接触器在同一时刻只能有一个工控制必须确保两个接触器在同一时刻只能有一个工作，以免主电路发生短路故障。作，以免主电路发生短路故障。上述电动机正反转控制电路中，当电动机正转上述电动机正反转控制电路中，当电动机正转时，时，KM1的常闭辅助触头打开，断开反向运行接触的常闭辅助触头打开，

22、断开反向运行接触器器KM2线圈的通电回路；而当电动机反转时，线圈的通电回路；而当电动机反转时，KM2的常闭辅助触头打开，断开正向运行接触器的常闭辅助触头打开，断开正向运行接触器KM1线线圈的通电回路，这种利用两个接触器的常闭辅助触圈的通电回路，这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方式，叫电气互锁控制，或叫电气联头互相控制的方式，叫电气互锁控制，或叫电气联锁控制。起互锁作用的常闭触头叫互锁触头。锁控制。起互锁作用的常闭触头叫互锁触头。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 有些电气设备，如有些电

23、气设备，如大型机床、起重运输机大型机床、起重运输机等，为了操作方便，常等，为了操作方便，常要求能在多个地点对同要求能在多个地点对同一台电动机实现控制。一台电动机实现控制。这种控制方法叫做这种控制方法叫做多地多地点控制点控制。 多地点控制的接线多地点控制的接线原则是原则是：起动按钮应并：起动按钮应并联连接，停止按钮应串联连接，停止按钮应串联连接。联连接。图3-4 三地点控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 在生产实际中，有时要求一个系统中在生产实际中，有时要求一个系统中多台电动机按一定顺序实

24、现起动和停止，多台电动机按一定顺序实现起动和停止，如磨床上的电动机就要求先起动液压泵电如磨床上的电动机就要求先起动液压泵电动机，再起动主轴电动机。动机，再起动主轴电动机。 顺序起停控制电路有顺序起停控制电路有顺序起动、同时顺序起动、同时停止停止控制电路和控制电路和顺序起动、顺序停止顺序起动、顺序停止的控的控制电路。制电路。 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-5 两台电动机顺序控制电路图电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Lo

25、gic Controller图图3-5为两台电动机顺序控制电路图，其中为两台电动机顺序控制电路图，其中图图3-5a)为按顺序起动电路图，合上电源开关为按顺序起动电路图，合上电源开关QK，按下起动按钮按下起动按钮SB2，KM1线圈通电并自锁，电动线圈通电并自锁，电动机机M1起动旋转，同时串在起动旋转，同时串在KM2控制电路中的控制电路中的KM1常开辅助触头也闭合，此时再按下按钮常开辅助触头也闭合，此时再按下按钮SB4，KM2线圈通电并自锁，电动机线圈通电并自锁，电动机M2起动旋转，如起动旋转，如果先按下果先按下SB4按钮，因按钮，因KM1常开辅助触头断开，常开辅助触头断开，电动机电动机M2不可能

26、先起动，达到按顺序起动不可能先起动，达到按顺序起动M1、M2的目的。的目的。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller生产机械除要求按顺序起动外，有时还要生产机械除要求按顺序起动外，有时还要求按一定顺序停止，如传送带运输机，前面的求按一定顺序停止，如传送带运输机，前面的第一台运输机先起动，再起动后面的第二台；第一台运输机先起动，再起动后面的第二台；停车时应先停第二台，再停第一台，这样才不停车时应先停第二台，再停第一台，这样才不会造成物料在皮带上的堆积和滞留。会造成物料在皮带上的堆积和滞留。图图3-5b)

27、所示为按顺序起动与停止的控制电所示为按顺序起动与停止的控制电路，为此将接触器路，为此将接触器KM2的常开辅助触头并接在的常开辅助触头并接在停止按钮停止按钮SB1的两端，这样即使先按下的两端，这样即使先按下SB1，由，由于于KM2线圈仍通电，电动机线圈仍通电，电动机M1不会停转，只有不会停转，只有按下按下SB3，电动机，电动机M2先停后，再按下先停后，再按下SB1才能使才能使M1停转，满足了先停停转，满足了先停M2后停后停M1的要求。的要求。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 在机床电气设备中，有

28、些是通过工作台自动往复循环工作的，例如龙门刨床的工作台前进、后退。电动机的正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节。SQ1SQ2SQ3SQ4撞块电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图图3-6 自动循环控制电路自动循环控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller合上电源开关合上电源开关QK，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触，接触器器KM1线圈通电，电动机线圈通电，电动机M正转，工作台前进到正转，

29、工作台前进到一定位置，撞块压动限位开关一定位置，撞块压动限位开关SQ2，SQ2的常闭触的常闭触点断开，接触器点断开，接触器KM1线圈断电，电动机线圈断电，电动机M停转，停转，工作台停止向前。工作台停止向前。SQ2的常开触点闭合，接触器的常开触点闭合，接触器KM2线圈通电，线圈通电，改变电源相序电动机改变电源相序电动机M反转，工作向后运动，工反转，工作向后运动，工作台后退到一定位置，撞块压动限位开关作台后退到一定位置，撞块压动限位开关SQ1，SQ1的常闭触点断开，接触器的常闭触点断开，接触器KM2线圈断电，电线圈断电，电动机动机M停转，工作台停止后退；停转，工作台停止后退；SQ1的常开触点的常开

30、触点闭合，接触器闭合，接触器KM1线圈再次通电，电动机线圈再次通电，电动机M又正又正转，工作又前进。转，工作又前进。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械均由电动机来拖动。不同生产机械，对电动机均由电动机来拖动。不同生产机械，对电动机的控制要求也不尽相同。本节主要介绍异步电的控制要求也不尽相同。本节主要介绍异步电动机的起动、正反转、调速、制动等典型控制动机的起动、正反转、调速、制动等典型控制线路，以及必要的保护，以满足生产

31、工艺要求，线路，以及必要的保护，以满足生产工艺要求，实现生产过程自动化。实现生产过程自动化。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller3.3.1 三相异步电动机的起动控制三相异步电动机的起动控制 3.3.2 三相异步电动机的正、反转控制三相异步电动机的正、反转控制 3.3.3 三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制 3.3.4 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Co

32、ntroller 不同型号、不同功率和不同负载的电动机，往不同型号、不同功率和不同负载的电动机，往往采用不同的起动方法，因而控制电路也不同。三往采用不同的起动方法，因而控制电路也不同。三相异步电动机一般有直接起动和减压起动两种方法。相异步电动机一般有直接起动和减压起动两种方法。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 在供电变压器容量足够大时，小容量笼型电在供电变压器容量足够大时，小容量笼型电动机可直接起动。直接起动的优点是电气设备动机可直接起动。直接起动的优点是电气设备少，电路简单。缺点是起动电流大

33、，引起供电少，电路简单。缺点是起动电流大，引起供电线路电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。线路电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 图3-7为采用刀开关直接起动控制电路。 工作过程如下：合上刀开关QK，电动机M接通电源全压直接起动。打开刀开关QK，电动机M断电停转。这种电路适用于小容量、起动不频繁的笼型电动机，例如小型台钻、冷却泵等。熔断器其短路保护作用。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable L

34、ogic Controller1)点动控制点动控制 如图如图3-8所示。由电路工作过程可所示。由电路工作过程可见，按下按钮，电动机转动，松见，按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机停转，这种控制开按钮，电动机停转，这种控制称为点动控制，它能实现电动机称为点动控制，它能实现电动机短时转动，常用于机床的对刀调短时转动，常用于机床的对刀调整等。整等。2)连续控制连续控制 在实际生产中往往要求电动机长在实际生产中往往要求电动机长时间连续转动，能实现此控制的时间连续转动，能实现此控制的电路称为连续控制（或长动控制）电路称为连续控制（或长动控制）电路，如图电路，如图3-9所示。所示。电子科技大学自动化工程

35、学院Electrical Control & Programmable Logic Controller短路保护。短路保护。短路时熔断器短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电源起的熔体熔断而切断电源起保护作用。保护作用。电动机长期过载保护。电动机长期过载保护。采用热继电器采用热继电器FR作电动机长期作电动机长期过载保护。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元过载保护。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值的电流，热继电器也不会立即动件流过几倍于额定值的电流，热继电器也不会立即动作。只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，作。只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，其常闭触

36、点打开切断控制电路电源。其常闭触点打开切断控制电路电源。欠电压、失电压保护。欠电压、失电压保护。该保护功能由接触器该保护功能由接触器KM的自的自锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压（如停电）时，接触器压或失电压（如停电）时，接触器KM断电释放，电断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行起动，只有在操作不会自行通电，电动机也不会自行起动，只有在操作人员重新按下起动按钮后，电动机才能起动。人员重新按下起动按钮后，电动机才能起动。电路的保护环

37、节电路的保护环节电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller 在生产实践中，机床调整完毕后，需要进行切削加工，这时在生产实践中，机床调整完毕后，需要进行切削加工，这时要求电动机既能点动又能长动运转。控制电路如图要求电动机既能点动又能长动运转。控制电路如图3-10所示。所示。 图图3-10a)的电路比较简单，采用开关的电路比较简单，采用开关SA实现控制。点动控制实现控制。点动控制时，先把时，先把SA打开，断开自锁电路，接着按下打开，断开自锁电路，接着按下SB2，接触器，接触器KM线圈通电，电动机线圈通电，电

38、动机M点动运转；长动控制时，合上点动运转；长动控制时，合上SA，按下，按下按钮按钮SB2，KM线圈通电，自锁触头起作用，实现电动机线圈通电，自锁触头起作用，实现电动机M长长动运转。动运转。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图图C，点动控制时，按下按，点动控制时，按下按钮钮SB3，接触器，接触器KM线圈通电，电线圈通电，电动机动机M点动运转。长动控制时，点动运转。长动控制时，按下按钮按下按钮SB2，中间继电器，中间继电器KA线线圈通电并自锁，其常开触点使接圈通电并自锁，其常开触点使接触器触器KM线

39、圈通电，实现电动机线圈通电，实现电动机M长动运转。长动运转。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller三相笼型电动机直接起动控制电路简单、经三相笼型电动机直接起动控制电路简单、经济、操作方便。但对于容量较大的电动机来说，济、操作方便。但对于容量较大的电动机来说，由于起动电流大，会引起较大的电压降，所以必由于起动电流大，会引起较大的电压降，所以必须采用降压起动的方法，以限制起动电流。须采用降压起动的方法，以限制起动电流。三相笼型电动机的降压起动方法有：三相笼型电动机的降压起动方法有：定子绕定子绕组串电阻（

40、或电抗器）起动组串电阻（或电抗器）起动、星星- -三角形降压起三角形降压起动动、自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动和和延边三角形起动延边三角形起动等。等。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-11 定子串电阻降压起动控制电路（1）定子绕组串电阻降压起动控制电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller起动过程如下：合上开关起动过程如下：合上开关QK，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触器，接触器KM1与

41、时间继电器与时间继电器KT的线圈同时通电，的线圈同时通电，KM1主触点闭合，电动机定子绕组串电阻主触点闭合，电动机定子绕组串电阻R起动。时起动。时间继电器间继电器KT延时延时t(s)后，其延时闭合常开触点闭合，后，其延时闭合常开触点闭合，接触器接触器KM2线圈通电，线圈通电，KM2主触点闭合，短接主触点闭合，短接R，电，电动机投入正常运行；动机投入正常运行；KM2常闭辅助触头断开，接触常闭辅助触头断开，接触器器KM1与时间继电器与时间继电器KT的线圈同时断电。的线圈同时断电。该电路结构简单、起动功率因数高，缺点是电该电路结构简单、起动功率因数高，缺点是电阻上功率消耗大阻上功率消耗大。常用于中小

42、容量不经常起停电动。常用于中小容量不经常起停电动机的降压起动。机的降压起动。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller控制电路也是按时间原则实现控制。起动控制电路也是按时间原则实现控制。起动时将电动机定子绕组接成星形。加在电动机每时将电动机定子绕组接成星形。加在电动机每相绕组上的电压为额定值的相绕组上的电压为额定值的1/ ，从而减小了，从而减小了起动电流。待起动后期按预先整定的时间把电起动电流。待起动后期按预先整定的时间把电动机换接成三角形接法，使电动机在额定电压动机换接成三角形接法，使电动机在额定电压

43、下正常运转。下正常运转。 3（2）星-三角形降压起动控制电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller起动过程如下起动过程如下： 合上刀开关合上刀开关QK，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触，接触器器 KM、KM丫丫与时间继电器与时间继电器KT的线圈同时得电，的线圈同时得电，接触器接触器KM丫丫的主触点将电动机接成星形并经的主触点将电动机接成星形并经KM的主触点接至电源，

44、电动机减压起动。时间继电的主触点接至电源，电动机减压起动。时间继电器器KT延时延时t(s)后，其延时断开常闭触点打开，后，其延时断开常闭触点打开，KM丫丫线圈断电；线圈断电；KT延时闭合常开触点闭合，延时闭合常开触点闭合，KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，电动机主电主触点闭合，电动机主电路换接成三角形接法投入正常运转。路换接成三角形接法投入正常运转。该电路结构简单、价格便宜，缺点是起动转该电路结构简单、价格便宜，缺点是起动转矩也相应下降为原来三角形接法的矩也相应下降为原来三角形接法的1/3，转矩特，转矩特性差性差。因而本电路适用于电网电压。因而本电路适用于电网电压380V，额定，额定电压

45、电压660/380V，三角形接法电动机轻载起动的场，三角形接法电动机轻载起动的场合。合。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller起动时电动机定子串入自耦变压器，定子绕组的电起动时电动机定子串入自耦变压器，定子绕组的电压为自耦变压器二次侧电压，起动结束后自耦变压器被压为自耦变压器二次侧电压，起动结束后自耦变压器被切除，电动机在额定电压下运行。切除，电动机在额定电压下运行。自耦变压器降压起动的优点：自耦变压器降压起动的优点： 在同样的起动转矩时，对电网的电流冲击比串电阻在同样的起动转矩时，对电网的电流冲击

46、比串电阻起动小；功率损耗小；在降低起动电流的前提下，起动起动小；功率损耗小；在降低起动电流的前提下，起动转矩比星转矩比星-三角形起动大。缺点是自耦变压器价格较贵。三角形起动大。缺点是自耦变压器价格较贵。这种电路主要用于起动较大容量的电动机。这种电路主要用于起动较大容量的电动机。（3）自耦变压器降压起动控制电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-13 自耦变压器降压起动控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Cont

47、roller（4）延边三角形降压起动控制）延边三角形降压起动控制图3-14 延边三角形电动机绕组联结图 a)延边三角形联结 b)三角形联结电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller如前所述，星如前所述，星- -三角形起动有很多优点，但不足的是三角形起动有很多优点，但不足的是起动转矩太小，如要求能兼取星形接法起动电流小，而起动转矩太小，如要求能兼取星形接法起动电流小，而三角形接法起动转矩大的优点，则可采用延边三角形降三角形接法起动转矩大的优点，则可采用延边三角形降压起动。起动时将电动机定子绕组的一部分（如

48、图压起动。起动时将电动机定子绕组的一部分（如图3-14a中中17、24、39）接成星形，而另一部分（）接成星形，而另一部分（47、58、69）接成三角形。在起动结束以后，再换接成）接成三角形。在起动结束以后，再换接成三角形接法（如图三角形接法（如图3-14b所示），投入全电压正常运行。所示），投入全电压正常运行。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-15 延边三角形降压起动控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic

49、Controller综合以上几种起动电路可见，综合以上几种起动电路可见，一般均采用一般均采用时间继电器，按照时间原则切换电压实现减压起时间继电器，按照时间原则切换电压实现减压起动动。由于这种电路工作可靠；受外界因素如负载、。由于这种电路工作可靠；受外界因素如负载、飞轮转动惯量以及电网电压变化时的影响较小；飞轮转动惯量以及电网电压变化时的影响较小；电路及时间继电器的结构都比较简单，因而被广电路及时间继电器的结构都比较简单，因而被广泛采用。泛采用。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller（1）转子绕组串接

50、起动电阻控制）转子绕组串接起动电阻控制三相转子电路中的起动电阻一般接成星形。在起动三相转子电路中的起动电阻一般接成星形。在起动前，起动电阻全部接入电路，在起动过程中，起动电阻前，起动电阻全部接入电路，在起动过程中，起动电阻被逐级短接。短接电阻的方式有三相电阻不平衡短接法被逐级短接。短接电阻的方式有三相电阻不平衡短接法和三相电阻平衡短接法。使用凸轮控制器来短接电阻宜和三相电阻平衡短接法。使用凸轮控制器来短接电阻宜采用不平衡短接法，如桥式起重机就是采用这种控制方采用不平衡短接法，如桥式起重机就是采用这种控制方式。使用接触器来短接电阻时宜采用平衡短接法。式。使用接触器来短接电阻时宜采用平衡短接法。电

51、子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-16 转子绕组串电阻起动控制电路图电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller该电路按照电流原则实现控制，利用电流继电该电路按照电流原则实现控制，利用电流继电器根据电动机转子电流大小的变化来控制电阻的分器根据电动机转子电流大小的变化来控制电阻的分级切除。级切除。KI1KI3为欠电流继电器，其线圈串接于为欠电流继电器，其线圈串接于转子电路中，转子电路中， KI1KI3三个

52、电流继电器的吸合值相三个电流继电器的吸合值相同，但释放值不同，同，但释放值不同，KI1的释放电流最大，首先释的释放电流最大，首先释放，放，KI2次之，次之，KI3的释放电流最小，最后释放。刚的释放电流最小，最后释放。刚起动时起动电流较大，起动时起动电流较大， KI1KI3同时吸合动作，使同时吸合动作，使全部电阻接入。随着电动机转速升高电流减小，全部电阻接入。随着电动机转速升高电流减小， KI1KI3依次释放，分别短接电阻，直到将转子串依次释放，分别短接电阻，直到将转子串接的电阻全部短接。接的电阻全部短接。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Program

53、mable Logic Controller起动过程如下：起动过程如下： 合上刀开关合上刀开关QK，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触，接触器器KM通电，电动机通电，电动机M串入全部起动电阻串入全部起动电阻（R1+R2+R3）起动，中间继电器）起动，中间继电器KA通电，为接通电，为接触器触器KM1KM3通电作准备。随着电动机转速的通电作准备。随着电动机转速的升高，起动电流逐步减小，首先升高，起动电流逐步减小，首先KI1释放，释放，KI1常常闭触点闭合，使接触器闭触点闭合，使接触器KM1通电，通电，KM1常开触头常开触头闭合，短接第一级起动电阻闭合，短接第一级起动电阻R1；然后；然后KI2释

54、放，释放，KI2常闭触点闭合，使接触器常闭触点闭合，使接触器KM2线圈通电，线圈通电，KM2常开触头闭合，短接第二级起动电阻常开触头闭合，短接第二级起动电阻R2，KI3最后释放，最后释放，KI3常闭触点闭合，常闭触点闭合，KM3线圈通电，线圈通电，KM3常开触头闭合，短接最后一段电阻常开触头闭合，短接最后一段电阻R3，至此，至此，电动机起动过程结束。电动机起动过程结束。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller控制电路中设置的中间继电器控制电路中设置的中间继电器KA，是为，是为了保证转子串入全部电阻后，

55、电动机才能起了保证转子串入全部电阻后，电动机才能起动。若没有动。若没有KA，当起动电流由零上升但尚未，当起动电流由零上升但尚未到达电流继电器的吸合电流值时，到达电流继电器的吸合电流值时， KI1KI3不能吸合，将使接触器不能吸合，将使接触器KI1KI3同时通电，则同时通电，则转子电阻全部被短接，电动机直接起动。设转子电阻全部被短接，电动机直接起动。设置了置了KA后，在接触器后，在接触器KM通电后才能使通电后才能使KA通通电，电，KA常开触点闭合，此时起动电流已达到常开触点闭合，此时起动电流已达到欠电流继电器的吸合值，其常闭触点全部断欠电流继电器的吸合值，其常闭触点全部断开，使接触器开，使接触器

56、KI1KI3均断电。确保转子串入均断电。确保转子串入全部电阻，防止电动机直接起动。全部电阻，防止电动机直接起动。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller在转子绕组串电阻起动过程中，由于逐级在转子绕组串电阻起动过程中，由于逐级减小电阻，起动电流和转矩突然增加，故产生减小电阻，起动电流和转矩突然增加，故产生一定的机械冲击力。同时由于串接电阻起动，一定的机械冲击力。同时由于串接电阻起动，使电路复杂，工作不可靠，而且电阻本身比较使电路复杂，工作不可靠，而且电阻本身比较粗笨，能耗大，使控制箱体积较大。由于粗笨，

57、能耗大，使控制箱体积较大。由于频敏频敏变阻器的阻抗随着转子电流频率的下降自动减变阻器的阻抗随着转子电流频率的下降自动减小小，可实现平滑的无级起动，是一种较理想的，可实现平滑的无级起动，是一种较理想的起动方法。因此，在桥上起重机和空气压缩机起动方法。因此，在桥上起重机和空气压缩机等较大容量的电气设备中获得了广泛应用。等较大容量的电气设备中获得了广泛应用。（2）转子绕组串接频敏变阻器起动控制电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-17 转子绕组串频敏变阻器起动控制电路图电子科技大学自动化工程学院El

58、ectrical Control & Programmable Logic Controller起动过程如下：起动过程如下： 自动控制自动控制 将转换开关将转换开关SC置于置于“z”位置，合上刀开位置，合上刀开关关QK，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触器，接触器KM1和时和时间继电器间继电器KT线圈同时通电，线圈同时通电，KM1主触头闭主触头闭合，电动机合，电动机M转子电路串入频敏变阻器起动。转子电路串入频敏变阻器起动。时间继电器时间继电器KT延时延时t(s)后，其常开触点延时后，其常开触点延时闭合，使中间继电器闭合，使中间继电器KA通电，通电，KA常开触点常开触点闭合，接触器闭

59、合，接触器KM2通电，通电，KM2主触头闭合，主触头闭合，将频敏变阻器将频敏变阻器RF短接，短接，KM2的常闭辅助触点的常闭辅助触点断开，时间继电器断开，时间继电器KT断电，起动过程结束。断电，起动过程结束。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller手动控制手动控制 将转换开关将转换开关SC置于置于“s”位置，按下起动按位置，按下起动按钮钮SB2，接触器，接触器KM1和时间继电器和时间继电器KT线圈同线圈同时通电，时通电，KM1主触头闭合，电动机主触头闭合，电动机M转子电转子电路串入频敏变阻器起动，待电

60、动机起动结束，路串入频敏变阻器起动，待电动机起动结束，按下切换按钮按下切换按钮SB3，中间继电器，中间继电器KA通电，通电，KA常开触点闭合，接触器常开触点闭合，接触器KM2通电，通电，KM2主触主触头闭合，将频敏变阻器头闭合，将频敏变阻器RF短接，起动过程结短接，起动过程结束。束。电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现正、反转。对于三相异步电这就要求电动机能实现正、反转。对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序实现。组的电源相序实现。 电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Controller图3-18 电动机正、反转控制电路电子科技大学自动化工程学院Electrical Control & Programmable Logic Cont