电气控制第2章

1、2.1 电气控制系统图的绘制及有关标准v2.1.1 电气控制系统图概述 电气控制系统是由许多电器元件按一定要求连接而成的。为了表达电气控制系统的结构组成、原理等设计意图，同时也为了便于系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中的各电器元件的连接用一定的图形表达出来，这种图就称为电气控制电气控制系统图系统图。 常用的电气控制系统图有三种，即电气原理图、电气原理图、电器布置图和安装接线图电器布置图和安装接线图。2.1.2 2.1.2 电气图形符号和文字符号电气图形符号和文字符号 电气图示符号有图形符号、文字符号及回路标号等。电器电气图示符号有图形符号、文字符号及回路标号等。电器元件的图形符号、

2、文字符号必须采用最新国家标准，即元件的图形符号、文字符号必须采用最新国家标准，即GB/T472819962000电气图用图形符号电气图用图形符号、GB698819932002电气制图电气制图、GB71591987电电气技术中的文字符号制定通则气技术中的文字符号制定通则及及GB40261992电器设电器设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的通则通则。n1.图形符号图形符号 图形符号通常指用图样或其它文件表示一个设备或概念图形符号通常指用图样或其它文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。它由一般符号、符号要素、限定符的图形、标记或字

3、符。它由一般符号、符号要素、限定符号等组成。号等组成。 v（1）一般符号。用以表示某类产品或产品特征的一种）一般符号。用以表示某类产品或产品特征的一种简单符号，它们是各类元器件的基本符号。如一般电阻简单符号，它们是各类元器件的基本符号。如一般电阻器、电容器的符号。器、电容器的符号。v（2）符号要素。一种具有确定意义的简单图形，必须）符号要素。一种具有确定意义的简单图形，必须同其它图形组合以构成一个设备或概念的完整符号。如同其它图形组合以构成一个设备或概念的完整符号。如三相绕线式异步电动机是由定子、转子及各自的引线等三相绕线式异步电动机是由定子、转子及各自的引线等几个符号要素构成的，这些符号要求

4、有确切的含义，但几个符号要素构成的，这些符号要求有确切的含义，但一般不能单独使用，其布置也不一定与符号所表示的设一般不能单独使用，其布置也不一定与符号所表示的设备的实际结构相一致。备的实际结构相一致。v（3）限定符号。用以提供附加信息的一种加在其它符）限定符号。用以提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。限定符号一般不能单独使用，但它可使图号上的符号。限定符号一般不能单独使用，但它可使图形符号更具多样性。如在电阻器一般符号的基础上分别形符号更具多样性。如在电阻器一般符号的基础上分别加上不同的限定符号，则可得到可变电阻器、压敏电阻加上不同的限定符号，则可得到可变电阻器、压敏电阻器、热敏电阻器等。

5、器、热敏电阻器等。 文字符号适用于电气技术领域中文件的编制，也可文字符号适用于电气技术领域中文件的编制，也可表示在电气设备、装置和元器件上或其近旁，以标明表示在电气设备、装置和元器件上或其近旁，以标明电气设备、装置和元器件的名称、功能和特征。文字电气设备、装置和元器件的名称、功能和特征。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号，要求用大写符号分为基本文字符号和辅助文字符号，要求用大写正体拉丁字母表示。正体拉丁字母表示。 （1）基本文字符号。基本文字符号有单字母与双字）基本文字符号。基本文字符号有单字母与双字母符号两种。母符号两种。 单字母符号是用拉丁字母将各种电气设备、装置和单字母符号是用拉丁字

6、母将各种电气设备、装置和元器件划分为元器件划分为23个大类，每一大类用一个专用单字母个大类，每一大类用一个专用单字母符号表示。如符号表示。如“C”代表电容器类，代表电容器类，“M”代表电动机类。代表电动机类。 双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成。组合形式要求单字母符号在前，另一个个字母组成。组合形式要求单字母符号在前，另一个字母在后。如字母在后。如“M”代表电动机类，则代表电动机类，则“MD”代表直流代表直流电动机。电动机。n （2）辅助文字符号。）辅助文字符号。 辅助文字符号是用以表示电气设备、装置辅助文字符号是用以表示电气设备

7、、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征的。如和元器件以及线路的功能、状态和特征的。如“RD”表示红色，表示红色，“L”表示限制等。辅助文字表示限制等。辅助文字符号也可放在表示种类的单字母符号后边组成符号也可放在表示种类的单字母符号后边组成双字母符号，如双字母符号，如“YB”表示电磁制动器，表示电磁制动器，“SP”表示压力传感器等。辅助文字符号还可表示压力传感器等。辅助文字符号还可以单独使用，如以单独使用，如“ON”表示接通，表示接通，“N”表示表示中性线等。中性线等。n （1）主电路各接点标记）主电路各接点标记 三相交流电源引入线采用三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记，中性线采用标记

8、，中性线采用N标记。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按标记。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺顺序标记。序标记。 分级三相交流电源主电路采用三相文字代号分级三相交流电源主电路采用三相文字代号U、V、W前加前加上阿拉伯数字上阿拉伯数字1、2、3等来标记，如等来标记，如1U、1V、1W，2U、2V、2W等。等。 各电动机分支电路各接点标记，采用三相文字代号后面加数各电动机分支电路各接点标记，采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数表示该支字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数表示该支路各接点的代号，从上到下按数字大小顺序标记。如路各接点的代

9、号，从上到下按数字大小顺序标记。如U11表示表示M1电动机的第一相的第一个接点代号，电动机的第一相的第一个接点代号，U21为第一相的第二个为第一相的第二个接点代号，依此类推。接点代号，依此类推。电动机绕组的首端分别用电动机绕组的首端分别用U、V、W标记，尾端分别用标记，尾端分别用U、V、W标记，双绕组的中点则用标记，双绕组的中点则用U、V、W标记。标记。（2）控制电路接点标记）控制电路接点标记 控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。标记方法按成。标记方法按“等电位等电位”原则进行。在垂直绘制的电路中，标号原则进行。在

10、垂直绘制的电路中，标号顺序一般由上而下编号，凡是被线圈、绕组、触点或电阻、电容等顺序一般由上而下编号，凡是被线圈、绕组、触点或电阻、电容等元件所间隔的线段，都应标以不同的电路标号。元件所间隔的线段，都应标以不同的电路标号。 2.1.3 2.1.3 电气原理图电气原理图电气原理图是用来表示电路中各电器元件的导电部件的连电气原理图是用来表示电路中各电器元件的导电部件的连接关系和工作原理。它应根据简单、清晰的原则，采用电接关系和工作原理。它应根据简单、清晰的原则，采用电器元件展开的形式来绘制，而不按电器元件的实际位置来器元件展开的形式来绘制，而不按电器元件的实际位置来画，也不反映电器元件的大小。其作

11、用是为了分析电路的画，也不反映电器元件的大小。其作用是为了分析电路的工作原理，指导控制系统或设备的安装、调试与维修。工作原理，指导控制系统或设备的安装、调试与维修。（1）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。 主电路是指从电源到电动机大电流通过的电路。主电路是指从电源到电动机大电流通过的电路。 辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，它们由接触器和继电器的线圈、接触器的辅助触点、路等，它们由接触器和继电器的线圈、接触器的辅助触点、继电器触点、按钮、控制变压器、熔断器、照明灯、信号继电器触点

12、、按钮、控制变压器、熔断器、照明灯、信号灯及控制开关等电器元件组成。灯及控制开关等电器元件组成。（2）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。都应在原理图中表示出来。（3）原理图中各电器元件不画实际的外形图，而采用国家）原理图中各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准图形符号，文字符号也要符合国家标准规规定的统一标准图形符号，文字符号也要符合国家标准规定。定。（4）原理图中各电器元件和部件在控制线路中的位置，应）原理图中各电器元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。同一电器元件的各个部

13、件可以根据便于阅读的原则安排。同一电器元件的各个部件可以不画在一起，但必须采用相同的文字符号标明。不画在一起，但必须采用相同的文字符号标明。 1、 （5）图中各元器件和设备的可动部分，都按没有通电）图中各元器件和设备的可动部分，都按没有通电和没受外力作用时的自然状态画出。例如接触器、继电和没受外力作用时的自然状态画出。例如接触器、继电器的触点，按吸引线圈不通电状态画；控制器按手柄处器的触点，按吸引线圈不通电状态画；控制器按手柄处于零位时的状态画；按钮、行程开关触点按不受外力作于零位时的状态画；按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画。用时的状态画。 （6）原理图的绘制应布局合理、排列均匀，便

14、于阅读，）原理图的绘制应布局合理、排列均匀，便于阅读，原理图可以水平布置，也可以垂直布置。原理图可以水平布置，也可以垂直布置。 （7）电器元件应按功能布置，具有同一功能的电器元件）电器元件应按功能布置，具有同一功能的电器元件应集中在一起，并按动作顺序从上到下，从左到右依次应集中在一起，并按动作顺序从上到下，从左到右依次排列。排列。 （8）原理图中有直接电联系的导线连接点，用黑圆点表）原理图中有直接电联系的导线连接点，用黑圆点表示；无直接电联系的导线交叉点不画黑圆点，但应尽量示；无直接电联系的导线交叉点不画黑圆点，但应尽量避免线条的交叉。避免线条的交叉。图2.1 CM6132普通车床电气控制线路

15、原理图 为了便于确定原理图内容和各组成部分的位置，方便阅为了便于确定原理图内容和各组成部分的位置，方便阅读，往往需要将图面划分为若干区域。图幅分区的方法是：读，往往需要将图面划分为若干区域。图幅分区的方法是：在图的边框处，竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿在图的边框处，竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字，编号顺序应从左上角开始。图幅分区示例下图拉伯数字，编号顺序应从左上角开始。图幅分区示例下图所示。所示。 在具体使用时，对水平布置的电路，一般只需标明行在具体使用时，对水平布置的电路，一般只需标明行的标记；对垂直布置的电路，一般只需标明列的标记；的标记；对垂直布置的电路，一般只需标明

16、列的标记；复杂的电路才采用组合标记。复杂的电路才采用组合标记。 另外在图区编号的下侧一般还设有用途栏，用文字注另外在图区编号的下侧一般还设有用途栏，用文字注明该栏对应的下方电路或元件的功能，以利于理解全电明该栏对应的下方电路或元件的功能，以利于理解全电路的工作原理。路的工作原理。 由于接触器、继电器的线圈和触点在电气原理图中不由于接触器、继电器的线圈和触点在电气原理图中不是画在一起。为了便于阅读，在接触器、继电器线圈的是画在一起。为了便于阅读，在接触器、继电器线圈的下方画出其触点的索引表，阅读时可以通过索引表方便下方画出其触点的索引表，阅读时可以通过索引表方便地在相应的图区找到其触点。地在相应

17、的图区找到其触点。 对于接触器，索引表有三栏，有主触点和辅助常开、常闭触点图区号，各栏的含义为： 对于继电器，索引表只有两栏，有常开、常闭触对于继电器，索引表只有两栏，有常开、常闭触点图区号，各栏的含义为点图区号，各栏的含义为: 电器元件布置图主要是用来表明电气设备上所电器元件布置图主要是用来表明电气设备上所有电器元件的实际位置，为设备的安装及维修提有电器元件的实际位置，为设备的安装及维修提供必要的资料。供必要的资料。 布置图可根据系统的复杂程度集中绘制或分别布置图可根据系统的复杂程度集中绘制或分别绘制。常用的有电气控制箱中的电器元件布置图绘制。常用的有电气控制箱中的电器元件布置图和控制面板布

18、置图等。和控制面板布置图等。 电气安装接线图主要用于电器的安装接线、电气安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、维修和故障处理。线路检查、维修和故障处理。 通常接线图与电气原理图及元件布置图一起使通常接线图与电气原理图及元件布置图一起使用。用。 接线图中需表示出各电器项目的相对位置、接线图中需表示出各电器项目的相对位置、项目代号、端子号、导线号和导线型号等内容。项目代号、端子号、导线号和导线型号等内容。图中的各个项目（如元件、部件、组件、成套图中的各个项目（如元件、部件、组件、成套设备等）可采用其简化外形（如正方形、矩形、设备等）可采用其简化外形（如正方形、矩形、圆形）表示，简化外形旁应标

19、注项目代号，并圆形）表示，简化外形旁应标注项目代号，并与电气原理图中的标注一致。与电气原理图中的标注一致。电电 在阅读和分析电气控制原理图之前，必须先了解设备在阅读和分析电气控制原理图之前，必须先了解设备的主要结构、运动形式、电力拖动形式、控制要求、电的主要结构、运动形式、电力拖动形式、控制要求、电机和电器元件的分布状况等内容。常用的分析方法有查机和电器元件的分布状况等内容。常用的分析方法有查线读图法和逻辑代数法两种。线读图法和逻辑代数法两种。n1.查线读图法查线读图法（1）首先了解电气图的名称及用途栏中有关内容。凭借）首先了解电气图的名称及用途栏中有关内容。凭借有关的电路基础知识，对该电气图

20、的类型、性质和作用有关的电路基础知识，对该电气图的类型、性质和作用等内容有大致了解。等内容有大致了解。（2）从主电路入手，通常从下往上看，即从电动机和电）从主电路入手，通常从下往上看，即从电动机和电磁阀等执行元件开始，经控制元件，顺次往电源看。要搞磁阀等执行元件开始，经控制元件，顺次往电源看。要搞清执行元件是怎样从电源取电的，电源经过哪些元件到达清执行元件是怎样从电源取电的，电源经过哪些元件到达负载的。负载的。（4）在控制电路中从左到右看各条回路，分析各回）在控制电路中从左到右看各条回路，分析各回路元器件的工作情况及对主电路的控制，搞清回路功路元器件的工作情况及对主电路的控制，搞清回路功能，各

21、元件间的联系（如顺序、互锁等）、控制关系能，各元件间的联系（如顺序、互锁等）、控制关系和回路通断的条件等和回路通断的条件等。（5）检查各个辅助电路，看是否有遗漏。包括电源）检查各个辅助电路，看是否有遗漏。包括电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分，从整显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分，从整体上理解各控制环节之间的联系，理解电路中每个元体上理解各控制环节之间的联系，理解电路中每个元件所起的作用。件所起的作用。n2.逻辑代数法逻辑代数法 由接触器、继电器组成的控制电路中，电器元件只有两种状由接触器、继电器组成的控制电路中，电器元件只有两种状态，线圈通电或断电，触点闭合或断开。而在逻辑

22、代数中，变态，线圈通电或断电，触点闭合或断开。而在逻辑代数中，变量只有量只有“1”和和“0”两种取值。因此，可以用逻辑代数来描述这两种取值。因此，可以用逻辑代数来描述这些电器元件在电路中所处的状态和连接方法。些电器元件在电路中所处的状态和连接方法。（1）电器元件的逻辑表示。一般规定如下：）电器元件的逻辑表示。一般规定如下： 继电器、接触器线圈通电状态为继电器、接触器线圈通电状态为“1”、断电状态为、断电状态为“0”，继，继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件触点闭合时状态为电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件触点闭合时状态为“1”，断开时状态为，断开时状态为“0”。 元件线圈、常开触点用原

23、变量表示，如接触器用元件线圈、常开触点用原变量表示，如接触器用KM、继电器、继电器用用K、行程开关用、行程开关用SQ等，而常闭触点用反变量表示。若元件为等，而常闭触点用反变量表示。若元件为“1”状态，则表示线圈通电、常开触点闭合或常闭触点断开；若状态，则表示线圈通电、常开触点闭合或常闭触点断开；若元件为元件为“0”状态，则相反。状态，则相反。 （2）电路的逻辑表示）电路的逻辑表示 电路中，触点的串联关系可用逻辑电路中，触点的串联关系可用逻辑“与与”表示，即逻辑乘（表示，即逻辑乘（）；）；触点的并联用逻辑触点的并联用逻辑“或或”表示，即逻辑加（表示，即逻辑加（+）。）。 下图所示是一个电动机启停

24、控制电路。停止按钮下图所示是一个电动机启停控制电路。停止按钮SB1，启动按钮，启动按钮SB2，其接触器其接触器KM线圈的逻辑式为：线圈的逻辑式为：电动机启停控制电路电动机启停控制电路 线圈线圈KM的通电和断电，取决于的通电和断电，取决于SB1、SB2及本身的及本身的初始状态。当按下初始状态。当按下SB2时，则时，则SB2=1， 由于由于=1 ，所，所以以 f（KM）=1（1+KM）=1，即线圈，即线圈KM通电。当松通电。当松开开SB2后，则后，则f（KM）=1（0+1）=1，线圈仍然处于，线圈仍然处于通电状态。通电状态。 需要说明的是，实际电路的逻辑关系往往比本例复需要说明的是，实际电路的逻辑

25、关系往往比本例复杂得多，但都是以杂得多，但都是以“与与”、“或或”、“非非”为基础的。为基础的。有些复杂电路，通过对其逻辑表达式的化简，可使线有些复杂电路，通过对其逻辑表达式的化简，可使线路得到简化。路得到简化。 2.2 基本电气控制方法v2.2.1 异步电动机简单的起、停、保护电气异步电动机简单的起、停、保护电气 控制线路控制线路v该线路能实现对电动机的启动、停止的自动该线路能实现对电动机的启动、停止的自动控制，并具有必要的保护，如短路保护、过控制，并具有必要的保护，如短路保护、过载保护、零压保护等。载保护、零压保护等。图2.2 简单的起、停、保护电气控制线路图2.2 简单的起、停、保护电气

26、控制线路 电动机停车：电动机停车： 按停止按钮SBl KM线圈 KM主触断开 电动机接停止运转。 同时KM的常开辅助触点复位（解除自锁）线路的保护环节线路的保护环节v2 2短路保护：熔断器短路保护：熔断器FUFU 原因：原因：热元件存在热惯性，电路发生短路时无法瞬时 动作。 措施：措施：熔体在短路电流作用下迅速迅速熔断。 注意：注意：为了扩大保护范围，熔断器一般直接装在刀开关下边（尽量靠近电源）。v3 3失压、欠压保护：自锁触点（接触器）失压、欠压保护：自锁触点（接触器） 1 1）欠压保护）欠压保护 措施：措施：当电源电压下降到85%UN以下，接触器的F吸F反，衔铁释放，触点断开，电机停止。

27、2 2）失压保护）失压保护 原因：原因：开关控制电路，若停电后再恢复供电，电机将会自行起动。 措施：措施：停电时，接触器触点断开，电机停止。恢复供 电后，若起动按钮不被按下，则接触器线圈不会得电，触点不会闭合，电机无法自行起动。 欠压和失（零）压保护的优点：欠压和失（零）压保护的优点：1、防止电动机低压运行。2、避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。3、防止在电源恢复时，电动机突然起动运行而造成设备和人身事故。 电器控制中电器控制中：按钮按钮 发布命令信号 接触器接触器 实现对控制对象的控制 继电器继电器 根据控制过程中各个量的变化发出相应的控制信号。多地点控制多地点控制 SB2、SB4、

28、SB6为启动按钮，为启动按钮，SB1、SB3、SB5为停止按钮，分别为停止按钮，分别安装在三个不同的地方。在任一地安装在三个不同的地方。在任一地点按下启动按钮，点按下启动按钮，KM线圈都能通电线圈都能通电并自锁，而在任一地点按下停止按并自锁，而在任一地点按下停止按钮，钮，KM线圈都会断电。从图中可以线圈都会断电。从图中可以看出，实现多地控制时，启动按钮看出，实现多地控制时，启动按钮应并联，停止按钮应串联。应并联，停止按钮应串联。 图2.2.3 电动机的多地点控制 点动与连续运转控制线路点动与连续运转控制线路 生产机械的运转状态有连续运转与短时间断运转，所生产机械的运转状态有连续运转与短时间断运

29、转，所以对电动机的控制也有点动与连续运转两种控制方式，以对电动机的控制也有点动与连续运转两种控制方式，图图a是最基本的点动控制线路是最基本的点动控制线路。 图图b是用开关是用开关SA断开或接通自锁回路，既能断开或接通自锁回路，既能实现点动也能实现连续运转的电路。实现点动也能实现连续运转的电路。 图图c是用复合按钮是用复合按钮SB3实现点动控制，实现点动控制，SB2实现连续运转控制的电路。实现连续运转控制的电路。 图2.4 长动与点动控制电路v生产机械的工作部件常常需生产机械的工作部件常常需要做两个相反方向的运动。要做两个相反方向的运动。v实现方法：对调交流电动机实现方法：对调交流电动机的任意两

30、相电源相序。的任意两相电源相序。v2.2.4 异步电动机的正、反转电路a a接触器互锁正接触器互锁正/ /反转反转控制电路控制电路1 1、接触器互锁正、接触器互锁正/ /反转控制电路反转控制电路 工作过程：工作过程：（1 1）SB1 KM1+ KM1SB1 KM1+ KM1自锁自锁（ ） 正转正转（2 2）SB3 SB3 停停（3 3）SB2 KM2+ KM2SB2 KM2+ KM2自锁自锁（ ） 反转反转（4 4）SB3 SB3 停停 问题：问题：KMlKMl、KM2KM2同时闭合，造成相间短路。同时闭合，造成相间短路。 电气互锁：利用接触器（继电器）的常闭触电气互锁：利用接触器（继电器）的

31、常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。的控制。 （工作可靠）（工作可靠） 结论：在控制中，凡具有相反动作的均需电结论：在控制中，凡具有相反动作的均需电气互锁。气互锁。图b中用复合按钮代替单触点按钮按SB2 KM1 KM1线圈得电线圈得电电机正电机正转，转，KM1KM1自锁，同时切断自锁，同时切断KM2KM2线圈线圈电路电路按按下下SB3 SB3 KM1KM1线圈失电，线圈失电，KM2KM2线线圈得电圈得电电机反转电机反转正反转电路规律：将一个接触器正反转电路规律：将一个接触器的常闭触点串入另一个接触器的的常闭触点串入另一个接触器的线圈电路中。

32、线圈电路中。在在 多台电机的电路中，多台电机的电路中，常要求电动机有顺序启常要求电动机有顺序启动。如机床的主轴须在动。如机床的主轴须在油泵工作后才能启动。油泵工作后才能启动。将将M1的常开触点串入主的常开触点串入主轴电机接触器轴电机接触器KM2的线的线圈电路中。圈电路中。按按SB2后，后，KM1得电，得电，M1电机启动，同时电机启动，同时KM1的常开触点闭合后，按的常开触点闭合后，按SB4，KM2线圈得电，线圈得电，M2电机启动。电机启动。图2.6 两台电动机的顺序起动控制 要求甲接触器动要求甲接触器动作后乙接触器才能作后乙接触器才能动作，需要将甲接动作，需要将甲接触器的常开触点触器的常开触点

33、串串入入乙接触器的线圈乙接触器的线圈电路中。电路中。控制规律控制规律v当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。接触器的动断触点。v当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的动断触点。动断触点。v三相异步电动机：三相绕线式、三相鼠笼式。三相异步电动机：三相绕线式、三相鼠笼式。v1 1、

34、三相鼠笼式异步电动机、三相鼠笼式异步电动机 优点：结构简单、价格便宜、应用广泛。优点：结构简单、价格便宜、应用广泛。 缺点：不便于调速缺点：不便于调速 使用场合：不需要调速的场合（中小型鼠笼电动机使用场合：不需要调速的场合（中小型鼠笼电动机 很少用于调速的场合）。很少用于调速的场合）。v2 2、三相绕线式异步电动机、三相绕线式异步电动机 特点：便于调速（转子通过滑环串接外加电阻，减特点：便于调速（转子通过滑环串接外加电阻，减小起动电流和提高起动转矩）小起动电流和提高起动转矩）v2.3 异步电动机的基本电气控制电路v2.3.1 起动控制电路v起动方式：起动方式：v1 1、直接起动、直接起动( (

35、全压起动全压起动) )：将额定电压直接加在定子绕：将额定电压直接加在定子绕组上使电动机起动。组上使电动机起动。 优点：起动设备简单、起动转矩较大、起动时间优点：起动设备简单、起动转矩较大、起动时间短短 缺点：起动电流大缺点：起动电流大( (额定电流的额定电流的5 57 7倍倍) )。过大的。过大的起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。 直接起动，只能用于电源容量较电动机容量大得直接起动，只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。多的情况。 电动机直接起动

36、的判断：电动机直接起动的判断： 式中式中IST IST 一一 电动机全压起动的起动电电动机全压起动的起动电流流 IN IN 电动机额定电流。电动机额定电流。 手动开关直接启动控制手动开关直接启动控制手动开关直接启动控制线路手动开关直接启动控制线路 一、鼠笼式异电动机的降压起动控制线路一、鼠笼式异电动机的降压起动控制线路v2 2、降压起动、降压起动 起动时减小减小电动机定子绕组上的电压，以限制起动电流；起动结束将定子电压恢复至额定值额定值，进入正常运行。降压起动：降压起动： Y-Y-降压起动降压起动定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动定子串自耦变压器降压起动定子串自耦变压器降压起动延边三角形降压

37、起动延边三角形降压起动定子串电抗器降压起动定子串电抗器降压起动v1 1）原理）原理Y: Y: 每相绕组每相绕组220V 220V : : 每相绕组每相绕组380V380V 图2.8异步电动机星-三角形降压起动电路 2. 当合上刀开关当合上刀开关SQ，按，按下启动按钮下启动按钮SB2时，时，KM1、KM3、KT线圈同时通电并自线圈同时通电并自锁，电动机接成星形启动，锁，电动机接成星形启动，同时时间继电器开始定时。同时时间继电器开始定时。当电动机转速接近额定转速当电动机转速接近额定转速时，时，KT动作，动作，KT的常闭触点的常闭触点断开，断开，KM3线圈断电，其主线圈断电，其主触点断开；同时触点断

38、开；同时KT的常开触的常开触点闭合，点闭合，KM2线圈通电并自线圈通电并自锁，其主触点闭合，使电动锁，其主触点闭合，使电动机接成三角形全压运行。当机接成三角形全压运行。当KM2通电吸合后，通电吸合后，KM2常闭常闭触点断开，使触点断开，使KT线圈断电，线圈断电，避免时间继电器长期工作。避免时间继电器长期工作。KM2、KM3常闭触点实现互常闭触点实现互锁控制，防止星形和三角形锁控制，防止星形和三角形同时接通造成电源短路。同时接通造成电源短路。v3 3）适用场合：）适用场合：电动机正常工作时定子绕组必须接，轻载起动。 （Y系列鼠笼型异步电动机功率为4.0kW以上者均为形接法。）v4 4）特点：）特

39、点：起动转矩小，仅为额定值的1/31/3；转矩特性差（起动转矩下降为原来的l3）。 注意：起动的时间取决与负载的大小。注意：起动的时间取决与负载的大小。v2 2、定子串电阻的降压起动控制线路、定子串电阻的降压起动控制线路v1 1）原理：起动时三相定子绕组串接电阻）原理：起动时三相定子绕组串接电阻R R，降低定，降低定子绕组电压，以减小起动电流。起动结束应将电阻子绕组电压，以减小起动电流。起动结束应将电阻短接。短接。 v2 2）控制电路）控制电路 SB2 KM1+ KT+ KM2+ KM1 KT SB2 KM1+ KT+ KM2+ KM1 KT 串串R R起动起动 运行运行3 3）适用场合：电动

40、机容量不大，起动不频繁且平稳。）适用场合：电动机容量不大，起动不频繁且平稳。4 4）特点：起动转矩小，加速平滑，但电阻损耗大。）特点：起动转矩小，加速平滑，但电阻损耗大。用电抗器代替电阻：价格较贵，成本较高。用电抗器代替电阻：价格较贵，成本较高。3 3、串自耦变压器降压起动控制电路、串自耦变压器降压起动控制电路1 1）原理：起动时，定子绕组上为自耦变压器二次侧电）原理：起动时，定子绕组上为自耦变压器二次侧电压；正常运行时切除自耦变压器。压；正常运行时切除自耦变压器。 图2.9 自耦变压器降压起动的控制电路SB2 KM1+ KT+ (SB2 KM1+ KT+ (通通过过KTKT延时断开常闭触点自

41、延时断开常闭触点自锁）锁） KM1 KM1闭合闭合 串自耦运行串自耦运行-KT-KT延时值过延时值过后后KTKT闭触点断开，闭触点断开，KM1KM1失电。失电。同时同时KTKT开触点闭合，开触点闭合，KM2KM2线线圈得电圈得电电机全压启动。电机全压启动。 3 3）适用场合：重载起动。）适用场合：重载起动。4 4）特点：起动转矩大（）特点：起动转矩大（60%60%、80%80%抽头），损耗低，但设抽头），损耗低，但设备庞大成本高。备庞大成本高。 起动过程中会出现二次起动过程中会出现二次涌流冲击，适用于不频繁起涌流冲击，适用于不频繁起动、容量在动、容量在30kw30kw以下的设备以下的设备中。中

42、。v鼠笼式异步电动机起动方法比较鼠笼式异步电动机起动方法比较起动方法起动方法适用范围适用范围特点特点直接电动机容量小于10KW不需起动设备，但起动电流大。定子串电阻电动机容量大于10KW，起动次数不太多的场合。线路简单、价格低、电阻消耗功率大，起动转矩小。Y-起动额定电压为380V，正常工作时为接法的电动机，轻载或空载起动。起动电流和起动转矩为正常工作时的1/3。串自耦变压器电动机容量较大，要求限制对电网的冲击电流。起动转矩大，设备投入较高。v制动目的：制动目的：准确、迅速停车；工作安全v制动分类：制动分类：v机械制动：用电磁铁操纵机械机构进行制动（电机械制动：用电磁铁操纵机械机构进行制动（电

43、磁抱闸制动、电磁离合器制动等）。磁抱闸制动、电磁离合器制动等）。v电气制动：用电气的办法，使电动机产生一个与电气制动：用电气的办法，使电动机产生一个与转子原转动方向相反的力矩进行制动。转子原转动方向相反的力矩进行制动。机械制动：机械抱闸机械制动：机械抱闸电气制动：反接制动、能耗制动、回电气制动：反接制动、能耗制动、回 馈制动馈制动 v2.3.2 制动电路机械制动：机械抱闸机械制动：机械抱闸利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。机械制动常用的方法利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。机械制动常用的方法有：电磁抱闸和电磁离合器制动。有：电磁抱闸和电磁离合器制动。

44、电磁抱闸主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。电磁抱闸主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。 制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成，并有单相和三相之分。制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成，并有单相和三相之分。 闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。制动强度可通过调整机械结构来改变。电磁抱闸分为断电制动型和通电制动型两种。制动强度可通过调整机械结构来改变。电磁抱闸分为断电制动型和通电制动型两种。 断电制动型的性能是：当线圈得电时，断电制动型的性能是：当线圈得电时，闸瓦与闸轮分开，无

45、制动作用；当线圈闸瓦与闸轮分开，无制动作用；当线圈失电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动。失电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动。 通电制动型的性能是：当线圈得电时，通电制动型的性能是：当线圈得电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用。闸瓦与闸轮分开，无制动作用。启动运转：按下启动按钮启动运转：按下启动按钮 SB1，接触器，接触器KM线圈得电，其自锁触头和主触头闭合，线圈得电，其自锁触头和主触头闭合，电动机电动机 M便接通电源，同时电磁抱闸便接通电源，同时电磁抱闸YB线圈得电，吸引衔铁与铁心闭合，衔铁克服线圈得电，吸引衔铁与铁心闭合，衔铁克服弹簧拉力

46、，迫使制动杠杆向上移动，从而使弹簧拉力，迫使制动杠杆向上移动，从而使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。运转。 制动停转：按下停止按钮制动停转：按下停止按钮SB2KM线圈失电，其自锁触头和主触头分断，线圈失电，其自锁触头和主触头分断， 电动机电动机M失电，同时电磁抱闸线圈失电，同时电磁抱闸线圈YB失电，失电，衔铁与铁心分开，在弹簧拉力的作用下，闸衔铁与铁心分开，在弹簧拉力的作用下，闸瓦紧紧抱住闸轮，使电动机被迅速制动而停瓦紧紧抱住闸轮，使电动机被迅速制动而停转。转。 启动运转：按下启动按钮启动运转：按下启动按钮SB1，接触器线，接触器线圈圈KM1得电，其自

47、锁触头和主触头闭合，得电，其自锁触头和主触头闭合，电动机电动机M 启动运转。由于接触器启动运转。由于接触器KM1联锁联锁触头分断，使接触器触头分断，使接触器KM2不能得电动作。不能得电动作。所以电磁抱闸线圈无电，衔铁与铁心分开，所以电磁抱闸线圈无电，衔铁与铁心分开，在弹簧拉力的作用下，闸瓦与闸轮分开，电在弹簧拉力的作用下，闸瓦与闸轮分开，电动机不受制动正常运转。动机不受制动正常运转。制动停转：制动停转： 按下复合按钮按下复合按钮SB2 ，其常闭，其常闭触头先分断，使接触器触头先分断，使接触器KM1线圈失电，其自锁触头、主线圈失电，其自锁触头、主 触触头分断，电动机头分断，电动机M失电，失电，K

48、M1联锁触头恢复闭合，待联锁触头恢复闭合，待SB2常开触头闭合后，接触器常开触头闭合后，接触器KM2线圈得电，线圈得电，KM2 主触头主触头 闭合，闭合，电磁抱闸电磁抱闸YB线圈得电，线圈得电，铁心吸合衔铁，衔铁克服弹簧拉铁心吸合衔铁，衔铁克服弹簧拉力，带动杠杆向下移动，使闸瓦力，带动杠杆向下移动，使闸瓦紧抱闸轮，电动机被迅速制动而紧抱闸轮，电动机被迅速制动而停转。停转。KM2联锁触头分断对联锁触头分断对KM1联锁。联锁。三、机械制动：（电磁抱闸）三、机械制动：（电磁抱闸）SB2 KM+ YA+ SB2 KM+ YA+ 松闸松闸 起动起动SB1 KM- YA- SB1 KM- YA- 抱闸抱闸

49、 制动制动图2.12 电磁抱闸原理图1是弹簧，2是制动闸，3是制动轮。3与电动机同轴按装，在电动机刚停转时，电磁铁（或压力弹簧）会使制动闸紧紧抱着制动轮，使电动机迅速停转。图2.13 电磁抱闸制动控制线路）制动闸处于）制动闸处于“抱住抱住”状状态态 电梯，吊车等设备采用制动闸平时抱住状态的制动装置。 在启动时，必须使电磁铁线圈Y先通电，待制动闸松开后，电动机才能接通电源。图2.13 电磁抱闸制动控制线路按下线圈得电线圈得电动作，松闸同时线圈得电电机启动，制动轮随电机一起运转。按下，线圈失电电动机电源被切断线圈断电制动闸压紧制动轮，电动机迅速制动。图2.13 电磁抱闸制动控制线路）制动闸处于）制

50、动闸处于“松开松开”状状态态按下线圈按下线圈得电并自锁得电并自锁电机运行。电机运行。按下按下SB1KM1线圈失电线圈失电电机断电电机断电KM2线圈得线圈得电并自锁电并自锁-KT线圈得电线圈得电计算延时，计算延时，YA线圈得电线圈得电-抱闸制动抱闸制动电机停止电机停止延时已到延时已到-KM2和和KT线线圈先后失电圈先后失电-YA线圈失线圈失电电-松闸。松闸。二、电气制动二、电气制动 原理：制动时使电动机产生与转子原转向相反的制动转矩。v1 1、反接制动、反接制动 原理：原理：改变电动机任意两相电源相序以产生制动转矩。 特点：特点：设备简单，制动力矩较大，冲击强烈，准确度不高。 适用场合：适用场合

51、：要求制动迅速，制动不频繁（如各种机床的主轴制动）。图2.10 反接制动控制电路SB2KM1+ SB2KM1+ 电动机正常电动机正常运转，速度继运转，速度继电器电器BVBV是闭是闭合，合，KM1KM1常闭常闭触点和触点和SB1SB1常常开触点断开开触点断开 KM2KM2线圈失线圈失电状态电状态 SB1 SB1 KM1- KM2+KM1- KM2+ 自锁自锁- n 100 n 100 /min/minBvBv断断开开 KM2- KM2- 停车停车图2.10 正反转启动反接制动控制电路SB2KM1+SB2KM1+自锁自锁 电动电动机正向运转，速度继电器机正向运转，速度继电器BVBV动作，同时动作，

52、同时KM1KM1常闭触点常闭触点断开断开KM2KM2线圈是失电状态线圈是失电状态 SB1 KM1SB1 KM1线圈失电断线圈失电断开开 ，KM1KM1常闭触点恢复常闭触点恢复速度仍比较高，速度仍比较高，BVBV常开触常开触点仍闭合点仍闭合- - 松开松开SB1SB1后，后，KM2KM2线圈得电线圈得电电机反接制电机反接制动动 n n 接近接近0 /min0 /minBvBv常开触点断开常开触点断开 KM2- KM2- 停车停车v说明：说明： 1）反接制动时，当电动机的转速接近于零时应及时切断电源，否则电机将反转。此控制要求可由速度继电器实现。 2）反接制动的电流（制动冲击力）较大，在主电路中串

53、入限流电阻R。 10kw以上电动机的定子电路中串入对称电阻或不对称电阻，称为制动电阻。以限制制动电流和减少制动冲击力。 3）注意速度继电器触点的方向。v2 2、能耗制动、能耗制动 原理：原理：制动时，切除定子绕组三相电源的同时接通直流电源，产生静止磁场，使惯性转动的转子在静止磁场的作用下产生制动转矩。，使电动机的动能转化为电能并消耗在转子制动上，故称为能耗制动。 特点：特点：能耗小，需直流电源，设备费用高。 （制动准确度较高，制动转矩平滑，但制动力较弱，制动转矩与转速成比例减小） 适用场合：适用场合：要求平稳制动，停位准确。（如铣床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等）。 图2.11 能耗制动控制电路按照时间控制的原则按照时间控制的原则按下按下SB1KM1SB1KM1线圈失电线圈失电-切断三相电源，同时切断三相电源，同时KM2KM2线线圈得电自锁圈得电自锁-电动机两电动机两相定子绕组接入直流电源相定子绕组接入直流电源- -进入能耗制动进入能耗制动KTKT线圈与线圈与KM2KM2同时得电，同时得电，KTKT开始延时，电机速度接近开始延时，