电气控制系统与可编程控制器_常晓玲第2章

1、1第二章第二章 电气线路的基本控制原则和电气线路的基本控制原则和基本控制环节基本控制环节 第一节第一节 电气控制系统图的类型及有关标准电气控制系统图的类型及有关标准 第二节第二节 三相笼型异步电动机全压起动和正反转控三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制制 第三节第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制三相笼型异步电动机的降压起动控制 第四节第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制三相绕线转子异步电动机起动控制 第五节第五节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 第六节第六节 三相笼型异步电动机的有级调速控制三相笼型异步电动机的有级调速控制 第七节第七节 直流电动机的控制直流电动机的

2、控制 第八节第八节 电气控制系统的保护环节电气控制系统的保护环节2第二章 电气线路的基本控制原则和基本控制环节 3由各种有触点的接触器、继电器、按钮、由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等按不同连接方式组合而成的。行程开关等按不同连接方式组合而成的。电气控制线路：电气控制线路：电气控制线路的作用：电气控制线路的作用：实现对电力拖动系统的启动、正反实现对电力拖动系统的启动、正反转、制动、调速和保护，满足生产转、制动、调速和保护，满足生产工艺要求，实现生产过程自动化工艺要求，实现生产过程自动化。电动机常见的电动机常见的基本控制线路：基本控制线路：点动控制线路点动控制线路正转控制线路正转控制

3、线路正反转控制线路正反转控制线路位置控制线路位置控制线路顺序控制线路顺序控制线路多地控制线路多地控制线路降压启动控制线路降压启动控制线路调速控制线路调速控制线路制动控制线路制动控制线路4一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号图形符号图形符号文字符号文字符号符号要素符号要素一般符号一般符号限定符号限定符号基本文字符号基本文字符号辅助文字符号辅助文字符号补助文字符号补助文字符号通常用于图样或其它文件，用以表示一个通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。设备或概念的图形、标记或字符。用于电气技术领域中技术文件的编制，表用于电气技术领域中技术文件的编制，表示电气设备、装

4、置和元件的名称、功能、示电气设备、装置和元件的名称、功能、状态和特征。状态和特征。5一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号符号要素：符号要素：具有确定意义的具有确定意义的简单图形简单图形，必须同其它图形组，必须同其它图形组合构成一个设备或概念的完整符号。合构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触点符号，由接触器触点功能如接触器常开主触点符号，由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。符号和常开触点符号组合而成。一般符号：一般符号：表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号，如电动机可用一个圆圈表示。号，如电动机可用一个圆圈表示。限定符号：限

5、定符号：提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。1.1.图形符号图形符号6一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号2.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：单字母符号：单字母符号：双字母符号双字母符号按拉丁字母顺序将各种电气设备、装按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分成为置和元器件划分成为2323大类，每一类大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如用一个专用单字母符号表示，如“C”C”表示电容器类，表示电容器类，“R”R”表示电阻器类表示电阻器类等。等。由一个表示种类的单字母符号与另一由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且

6、以单字母符号在前，个字母组成，且以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出，如另一字母在后的次序列出，如“F”F”表示保护器件类，表示保护器件类，“FU”FU”则表示为熔则表示为熔断器断器。 辅助文字符号：辅助文字符号：表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。状态和特征。如如“RD”RD”表示红色，表示红色，“L”L”表示限制等。表示限制等。补充文字符号：补充文字符号：当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使用时，可按国家标准中文字符号组成规律和下用时，可按国家标准中文字符号组成规律和下述原则予以补充

7、。述原则予以补充。7 国家标淮GB5094-85电气技术中的项目代号 GB7159-87电气技术中的文字符号制定通则 在GB7159-87电气技术中的文字符号制定通则中将所有的电气设备、装置和元件分成23个大类,每个大类用一个大写字母表示。l 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。l 基本文字符号分为单字母符号和双字母符号两种。l 单字母符号单字母符号应优先采用，每个单字母符号表示一个电器大类。l 双字母符号由一个表示种类的单字母符号和另一个字母组成，第一个字母表示电器的大类，第二个字母表示对某电器大类的进一步划分。l 文字符号用于标明电器的名称、功能、状态和特征。同一电器如果功能不同，其文

8、字符号也不同，例如照明灯的文字符号为EL，信号灯的文字符号为HL。l 辅助文字符号表示电气设备、装置和元件的功能、状态和特征。由一到三位英文名称缩写的大写字母表示。8国家标准GB4728-85电气图用图形符号。图形符号可以根据需要进行组合的，在该标准中除了提供了大量的一般符号之外还提供了大量的限定符号和符号要素，限定符号和符号要素不能单独使用，它相当于一般符号的配件，将某些限定符号或符号要素与一般符号进行组合就可组成各种电气图形符号。 断路器功能自动释放功能电磁效应热效应机械连接常开触点过载保护过流保护欠压保护QF断路器图形符号功能单元符号要素限定符号一般符号9 电气控制系统图电气控制系统图电

9、气原理图电气原理图电气安装图电气安装图框图框图电器安装图电器安装图电气互连图电气互连图主电路主电路控制电路控制电路照明和显示电路照明和显示电路 电气控制系统图的结构电气控制系统图的结构10用规定的图形符号，按用规定的图形符号，按主电路主电路和和辅助电路辅助电路相互分开并依据各电器元件相互分开并依据各电器元件动作顺序动作顺序等原等原则所绘制的线路图。则所绘制的线路图。电气原理图：电气原理图：电器元件布置图：电器元件布置图： 用来表明电气设备上所有电机、电器的用来表明电气设备上所有电机、电器的实际位置，为电气控制设备的制造、安实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档案资料装、维修提供

10、必要的档案资料。电气安装接线图：电气安装接线图： 用规定的图形符号，按各电器元件相对位用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。置绘制的实际接线图。是实际接线安装的准则和依据。是实际接线安装的准则和依据。11原则：原则： 1. 1.电气原理图电气原理图 用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接关系用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接关系和工作原理的图和工作原理的图主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。表示出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。表示出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。主电路的电源电路一般绘制成水平线，受电的

11、动力装置主电路的电源电路一般绘制成水平线，受电的动力装置（电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧，（电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧， 控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，二、绘制、识读电气控制系统图的原则二、绘制、识读电气控制系统图的原则12电气原理图原则：电气原理图原则：同一电器的各元件采用同一文字符号表明。同一电器的各元件采用同一文字符号表明。所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受 外力作用时的状态绘制。外力作用时的状态绘制。循环运动的机械设备，在电气原理图上绘出工作循环图

12、。循环运动的机械设备，在电气原理图上绘出工作循环图。转换开关、行程开关等绘出动作程序及动作位置示意图表。转换开关、行程开关等绘出动作程序及动作位置示意图表。由若干元件组成具有特定功能的环节，用虚线框括起来，并标注由若干元件组成具有特定功能的环节，用虚线框括起来，并标注 出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环 节的完整电路，其余的可用虚线框表示，并标明该环节的文字节的完整电路，其余的可用虚线框表示，并标明该环节的文字 号或环节的名称

13、。号或环节的名称。二、绘制、识读电气控制系统图的原则二、绘制、识读电气控制系统图的原则13电气原理图原则：电气原理图原则：外购的成套电气装置，其详细电路与参数绘在电气原理外购的成套电气装置，其详细电路与参数绘在电气原理 图上。图上。电气原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符号、电气原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符号、 用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细表内。用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细表内。为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺序，为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺序， 并尽可能减少线条和避免线条交叉。并尽可能减少线条和避免线条交叉。将图分成

14、若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下将图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下 方为图区号。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以方为图区号。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以 说明线圈和触点的从属关系。说明线圈和触点的从属关系。二、绘制、识读电气控制系统图的原则二、绘制、识读电气控制系统图的原则14电气原理图原则：电气原理图原则：二、绘制、识读电气控制系统图的原则二、绘制、识读电气控制系统图的原则主电路接点表示：主电路接点表示：三相交流电源采用三相交流电源采用L1、L2、L3标记标记主电路按主电路按U、V、W顺序标记顺序标记分级电源在分级电源在U、V、W前加数字前加数字1、2、3来

15、标记来标记分支电路在分支电路在U、V、W后加数字后加数字1、2、3来标记来标记控制电路用不多于控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号位的阿拉伯数字编号15L1QSV11U11KMFR1500r/minM13000r/minM2W11Q12AFU23FU54KW0.125KWSB12SB25KMKM4FRTC150W36V1380V406.3V3302AFU32AFU441Q242EL31HLO325AFU1L2L3380V3-50HzU12V12W12UVWU1 V1 W1U2 V2 W2U21V21W21电源开关主轴冷却泵控制电源指示照明6543212A22246-148A2.5mm1.5mm

16、0.75mm222电气原理图示例：电气原理图示例：16 2. 2.电气安装图电气安装图电器安装图：电器安装图：表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。详细绘制出电器详细绘制出电器元件安装位置。元件安装位置。 50505050320360线槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132CW6132型车床电器位置图型车床电器位置图17EL0HL2314242 31032.5mm22M1M24132.5mm231mm250.75mm230.75mm232.5mm2QSQ1CW6132CW6132型车床电气互连图型车床电气互连图电气

17、互连图：电气互连图：原则：原则：布置尽可能符合电器布置尽可能符合电器实际情况。实际情况。与原理图保持一致。与原理图保持一致。电器元件的连接经接电器元件的连接经接线端子板进行线端子板进行互连时用线束，并注互连时用线束，并注明导线规格明导线规格对于控制装置的外部对于控制装置的外部连接线应在图上或用连接线应在图上或用接线表表示清楚，并接线表表示清楚，并注明电源的引入点。注明电源的引入点。表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据的电气连接，是实际安装接线的依据18 电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。电气控制系统是

18、由电气元件按照一定要求联接而成的。电气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电电气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电气元件及其联接关系，图中采用不同的图形符号表示各种电气元件及其联接关系，图中采用不同的图形符号表示各种电器元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号器元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号或线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或接点编号来或线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或接点编号来表示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控表示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，是电气系统安装、

19、调整、制系统的结构、原理等设计意图，是电气系统安装、调整、使用和维修的重要资料。使用和维修的重要资料。 一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号 电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号都电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号都有统一的国家标准。近年来，我国采用有统一的国家标准。近年来，我国采用GB4728-84“GB4728-84“电气图电气图用图形符号用图形符号”、GB6988-87“GB6988-87“电气制图电气制图”和和GB7159-87“GB7159-87“电气电气技术中的文字符号制定通则技术中的文字符号制定通则”等新标准，在绘

20、制电气控制系等新标准，在绘制电气控制系统图时必须严格遵循。统图时必须严格遵循。第一节第一节 电气控制系统图的类型及有关标准电气控制系统图的类型及有关标准19二、电气控制系统图二、电气控制系统图电气原理图电器布置图电气安装接线图 （一）电气原理图（一）电气原理图 用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开并用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开并依据各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路图，称为电依据各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路图，称为电气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，不表示电气元件的形状、大小和安装方式。不表示电

21、气元件的形状、大小和安装方式。 20某机床的电气控制原理图某机床的电气控制原理图21 1绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则 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。 2）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规定的）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。图形符号和文字符号来表示。 3）电气原理图中，各个电器元件和部件在控制线路中的）电气原理图中，各个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位置，应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。件可以不画

22、在一起。 4）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没有）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没有受外力作用时的状态绘制。受外力作用时的状态绘制。22 5）电气原理图中，无论是主电路还是铺助电路都垂直布）电气原理图中，无论是主电路还是铺助电路都垂直布置，电源电路绘成水平线，主电路绘制在图的左侧，控制电置，电源电路绘成水平线，主电路绘制在图的左侧，控制电路绘制在图的右侧。控制电路中的耗能元件画在电路的最下路绘制在图的右侧。控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。端。 6）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。无直接联系

23、的交叉导线连接点不画黑圆点。用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。 2. 原理图区域划分原理图区域划分 图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下方或上方表明它对应电路的功能。方或上方表明它对应电路的功能。23 3. 符号位置的索引符号位置的索引 符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号组如下：索引代号组如下： 当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：而当

24、每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：24 在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在其下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用在其下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用“”表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。 对接触器，上述表示法中各栏的含义如下对接触器，上述表示法中各栏的含义如下： 右栏右栏 中栏中栏 左栏左栏 主触头所主触头所 辅助常开触头辅助常开触头 辅助常闭触头辅助常闭触头在图区号在图区号 所在图区号所在图区号 所在图区号所在图区号 25对继电器，上述表示法各栏的含义如下

25、：对继电器，上述表示法各栏的含义如下： 左栏左栏 右栏右栏 辅助常开触头辅助常开触头 辅助常闭触头辅助常闭触头 所在图区号所在图区号 所在图区号所在图区号 是接触器是接触器KM相应触头的索引。相应触头的索引。KM12226例图中例图中 KM1KM1线圈下方的线圈下方的26 （二）电器元件布置图（二）电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档案资料。案资料。 某机床的电器元件某机床的电器元件 布置图布置图27 （三）

26、电气安装接线图（三）电气安装接线图 电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。在具体施工和检修中能起到原理对位置绘制的实际接线图。在具体施工和检修中能起到原理图所起不到的作用，在生产现场得到了广泛的应用。图所起不到的作用，在生产现场得到了广泛的应用。 安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表示示各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接，安装接线，安装接线图不仅要把同一个电器的各个部件画在一起，而且各个部件图不仅要把同一个电

27、器的各个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件的表示的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电器元件之要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电器元件之间的连接可以直接进行，间的连接可以直接进行，不在同一个控制柜内的各电器元件不在同一个控制柜内的各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行之间的导线连接，必须通过接线端子进行。 安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引出。还应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。出。还应该详细标明导线和所穿管子的

28、型号、规格等。 28 例如，车床的电气安装接线图例如，车床的电气安装接线图29 对于起动频繁，允许直接起动电动机容量不大于变压器容对于起动频繁，允许直接起动电动机容量不大于变压器容量的量的20%。 对于不经常起动者，直接起动电动机容量不大于变压器容对于不经常起动者，直接起动电动机容量不大于变压器容量的量的30%。第二节第二节 三相笼型异步电动机全压起动三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制和正反转控制全压起动全压起动 额定电压直接加到电动机的定子绕组。额定电压直接加到电动机的定子绕组。优点：电路简单优点：电路简单缺点：起动电流大缺点：起动电流大通常对容量小于通常对容量小于10kW的笼型异步电动

29、机采用直接起动方法。的笼型异步电动机采用直接起动方法。30 右图为三相笼型异步电动机右图为三相笼型异步电动机单向全压直接起动控制电路。单向全压直接起动控制电路。 一、单向全压直接起动控制电路一、单向全压直接起动控制电路1.1.工作原理工作原理合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM线圈得电自锁线圈得电自锁M起动起动起动过程：起动过程：停车过程：停车过程：按下按下SB2SB2KMKM线圈断电线圈断电M停车停车自自锁锁KM1MFU1L1 L2 L3QSFRKM1FRSB1SB2KM1FU23312 2、电路的保护环节、电路的保护环节 （1 1）短路保护）短路保护 由熔断器实现电路短路保护。由熔断器

30、实现电路短路保护。 （2 2）过载保护）过载保护 通过热继电器实现通过热继电器实现电动机长期过载保护电动机长期过载保护。 （3 3）欠压和失压保护）欠压和失压保护 由接触器本身的电磁机构实现。由接触器本身的电磁机构实现。32二、电动机的点动控制电路二、电动机的点动控制电路 点动：操作者按下起动按钮后，点动：操作者按下起动按钮后，电动机起动运转，松开起动按钮时、电动机起动运转，松开起动按钮时、电动机就停止转动。电动机就停止转动。右图为几种点动控制电路。右图为几种点动控制电路。图图(a)是是最基本的点动控制线路最基本的点动控制线路。合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM线圈得电线圈得电M起动起动

31、主触头闭合主触头闭合松开松开SB2SB2KMKM线圈失电线圈失电主触头断开主触头断开M停车停车 电动机点动控制电路电动机点动控制电路 KMMFUL1 L2 L3QSFRFRSB2KM)a333 图图(b)是是既可以实现点动又可以实现连续运行的控制线路既可以实现点动又可以实现连续运行的控制线路。点动：手动开关点动：手动开关SA打开打开连续工作：连续工作：合上合上SA， 自锁触头接入，自锁触头接入，即可实现连续控制。即可实现连续控制。KMFRSB1SB2KMSA)b34 图图 (c) 复合按钮复合按钮SB3来实现点动控制来实现点动控制 按钮按钮SB2实现连续控制实现连续控制合合QSQS按下按下SB

32、2SB2KMKM得电自锁得电自锁M起动起动主触头闭合主触头闭合连续运行：连续运行：点动运行：点动运行：合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM得电得电M起动起动主触头闭合主触头闭合松开松开SB2SB2KMKM失电失电M停车停车SB3KMFRSB1SB2KM)c35 图图 d)是是利用中间继电器利用中间继电器 实现点动实现点动的控制线路。的控制线路。 点动运行：点动运行：连续运行：连续运行：按下按下SB3SB3KMKM得电自锁得电自锁M起动起动按下按下SB2SB2KAKA得电得电M起动起动KMKM得电得电松开松开SB2SB2KMKM断电断电M停车停车KAKA断电断电SB3KMFRSB1SB2KM

33、KAKAKA)d36 在电动机正反转控制线路中，利用两个接触器的常闭辅助在电动机正反转控制线路中，利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头叫做触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头叫做互锁触头。互锁触头。 三、电动机的正、反转控制电路三、电动机的正、反转控制电路371 1、电动机、电动机“正正- -停停- -反反”控制电路控制电路按下按下SB2SB2KM1KM1得电自锁得电自锁M正转正转合合QS正转：正转：反转：反转：按下按下SB2SB2KM2KM2得电自锁得电自锁M反转反转停车：停车：按下按下SB2SB2KM1KM1失电失电M停车停车 如图如图

34、a a）所示：）所示： a a）正）正- -停停- -反电路反电路互锁互锁KM1KM1KM1KM2KM2KM2FRFRSB1SB2FU1QSML1 L2 L3KM2SB3KM13FU238 2 2、电动机、电动机“正正- -反反- -停停”控制电控制电路路 其控制电路如图其控制电路如图2-6b2-6b）所示。）所示。按下按下SB2SB2KM1KM1得电自锁得电自锁M正转正转合合QS正转：正转：停车：停车：反转：反转：按下按下SB2SB2KM2KM2得电自锁得电自锁M反转反转按下按下SB2SB2KM1KM1或或KM2KM2失电失电M停车停车KM1KM1KM2KM2FRSB2SB3KM1KM2)b

35、SB1FU2互互锁锁联联锁锁39 四、自动往返行程控制电路四、自动往返行程控制电路 右图为自动往返循环控制典型电路。右图为自动往返循环控制典型电路。SQ1SQ1为正向转反向行程开关为正向转反向行程开关SQ2SQ2为反向转正向行程开关为反向转正向行程开关如此周而复始。如此周而复始。工作原理：工作原理：按下按下SB2SB2KM1KM1得电得电自锁自锁M正转正转合合QS拖动运动部件前进拖动运动部件前进碰碰SQ1SQ1KM1KM1失电失电KM2KM2得电得电M反转反转拖动运动部件后退拖动运动部件后退碰碰SQ2SQ2KM2KM2失电失电KM1KM1得得电电M正转正转KM1KM1KM2KM2FRSB1SB

36、2KM2SB3KM1SQ1SQ2FU240 上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，电动机上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，电动机要进行两次制动过程，会出现较大的制动电流和机械冲击。要进行两次制动过程，会出现较大的制动电流和机械冲击。因此，这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、因此，这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外，在选择接触器电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外，在选择接触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。的容量时应比一般情况选择的容量大一些。41第三节第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制三相笼型异步电动机的降

37、压起动控制 较大容量的笼型异步电动机（大于较大容量的笼型异步电动机（大于10kW10kW）因起动电流较）因起动电流较大，不允许用全压直接起动，应采用降压起动控制。有时为了大，不允许用全压直接起动，应采用降压起动控制。有时为了减小起动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直接起动的电减小起动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直接起动的电动机，也往往采用降压起动。动机，也往往采用降压起动。 降压起动时，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待起降压起动时，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待起动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。 由由于电枢电流和

38、电压成正比，所以降低电压可以减小起动电流，于电枢电流和电压成正比，所以降低电压可以减小起动电流，这样不致在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影响。这样不致在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影响。 三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：定子串电阻三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：定子串电阻（或电抗器）降压起动、星（或电抗器）降压起动、星- -三角（三角（Y-DY-D）降压起动、自耦变压）降压起动、自耦变压器降压起动及延边三角形降压起动。器降压起动及延边三角形降压起动。 42 一、定子串电阻降压起动控制一、定子串电阻降压起动控制 三相笼型异步电动机定子绕阻串接起动电阻时，由于

39、起动三相笼型异步电动机定子绕阻串接起动电阻时，由于起动电阻的分压，使定子绕组起动电压降低，起动结束后再将电阻电阻的分压，使定子绕组起动电压降低，起动结束后再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行，可以减小起动电流。短接，使电动机在额定电压下正常运行，可以减小起动电流。这种起动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单、经济，这种起动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单、经济，在中小型生产机械中应用较广。在中小型生产机械中应用较广。 a a）自动切换的降压起动电路自动切换的降压起动电路原理：原理： 合上电源开关合上电源开关QSQS，接入三相电源，按下，接入三相电源，按下SB2SB2，KM1KM1

40、、KTKT线圈得电吸合并线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻自锁，电动机串电阻R R降压起动，当电动机转速接近额定值时，时间继电降压起动，当电动机转速接近额定值时，时间继电器器KTKT动作，其延时闭合的常开触点闭合，动作，其延时闭合的常开触点闭合，KM2KM2线圈得电并自锁。线圈得电并自锁。KM2KM2主触点主触点短接电阻短接电阻R R，KM2KM2的常闭触点断开，使的常闭触点断开，使KM1KM1、KTKT线圈断电释放，电动机经线圈断电释放，电动机经KM2KM2主触点在全压下进入稳定正常运转。主触点在全压下进入稳定正常运转。 43 b b）自动自动/ /手动短接电阻降压起动电路手动短接电阻降压起动

41、电路原理：原理： SASA为自动为自动/ /手动选择开关，当手动选择开关，当SASA置于自动时，电路与图置于自动时，电路与图a a）相同。若）相同。若SASA置于手动时，置于手动时，KTKT被切除，此时按下起动按钮被切除，此时按下起动按钮SB2SB2后，电动机串电阻后，电动机串电阻R R降降压起动。再按下加速按钮压起动。再按下加速按钮SB3SB3，电阻，电阻R R被短接，电动机全压运行。被短接，电动机全压运行。 44 二、星二、星-三角（三角（Y-D）降压起动控制）降压起动控制 正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机，正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机，可采

42、用星可采用星- -三角降压起动三角降压起动。 起动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的，故起动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的，故起动电流下起动电流下降到全压起动时的降到全压起动时的1/31/3，电动机起动旋转，当转速接近额定转速时，电动机起动旋转，当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改接成三角形，电动机进入正常运行状态。将电动机定子绕组改接成三角形，电动机进入正常运行状态。 这种降压起动方法简单、经济，可用在操作较频繁的场合，但其这种降压起动方法简单、经济，可用在操作较频繁的场合，但其起动转矩只有全压起动时的起动转矩只有全压起动时的1/31/3，适用于空载或轻载适用于空载或轻载。

43、星星- -三角起动电路有多种，现介绍两个有代表性的电路三角起动电路有多种，现介绍两个有代表性的电路: : 1 1、用于、用于13kW13kW以下电动机的起动电路以下电动机的起动电路 2 2、用于、用于13kW13kW以上电动机的起动电路以上电动机的起动电路 45 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2， KM1KM1、KTKT线圈同时通电吸线圈同时通电吸合并自锁，合并自锁，KM1KM1主触点闭主触点闭合接入电源，电动机接合接入电源，电动机接为三角形，降压起动。为三角形，降压起动。当 时 间 继 电 器当 时 间 继 电 器 K TK T 动动作，作，,KM1,KM1线圈断电释放，线圈断电释放，切

44、断电动机电源；切断电动机电源；KTKT上上延时闭合的常开触点闭延时闭合的常开触点闭合，使合，使KM2KM2线圈通电并自线圈通电并自锁，锁，KM2KM2的主触点将电动的主触点将电动机定子接为三角形，常机定子接为三角形，常闭触点闭触点KM2KM2断开，使断开，使KTKT断断电，电，KM1KM1线圈重新通电吸线圈重新通电吸合，电动机三角形运行。合，电动机三角形运行。 1 1、用于、用于13kW13kW以下电动机的起动电路以下电动机的起动电路46 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT、KM3KM3线圈同时线圈同时通电吸合自锁，星通电吸合自锁，星形降压起动，当形降压起动，当KTKT动作，动作，K

45、M3KM3线圈断线圈断电释放，电释放，KM2KM2线圈线圈通电吸合，电动机通电吸合，电动机三角形连接，进入三角形连接，进入正常运行。正常运行。常用的自动星常用的自动星- -三角起动器有三角起动器有QX3QX3系列，控制电动机系列，控制电动机的最大功率有的最大功率有1313、30kW30kW两种。两种。 2 2、用于、用于13kW13kW以上电动机的起动电路以上电动机的起动电路47 三、自耦变压器降压起动控制电路三、自耦变压器降压起动控制电路 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT线圈同时得电并线圈同时得电并自锁，自锁，KM1KM1主触点闭主触点闭合，电动机定子绕合，电动机定子绕组经自耦变

46、压器二组经自耦变压器二次侧供电开始降压次侧供电开始降压起动。当起动。当KTKT动作，动作，使接触器使接触器KM1KM1线圈断线圈断电，电，KM1KM1主触点断开主触点断开，将自耦变压器从，将自耦变压器从电网上切除；同时电网上切除；同时使接触器使接触器KM2KM2线圈得线圈得电，电动机直接接电，电动机直接接到电网上，全压运到电网上，全压运行。行。48 电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电压电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电压变比为变比为K=UK=U1 1/U/U2 211，利用自耦变压器降压起动时的电压为额定，利用自耦变压器降压起动时的电压为额定电压的电压的1/K1/K，电

47、网供给的起动电流减小到，电网供给的起动电流减小到1/K1/K2 2，由于，由于TUTU2 2，此时的起动转矩降为直接起动时的此时的起动转矩降为直接起动时的1/K1/K2 2。所以，。所以，自耦变压器自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动降压起动常用于空载或轻载起动。 自耦变压器降压起动的方法适用于正常工作时接成星形自耦变压器降压起动的方法适用于正常工作时接成星形或三角形的或三角形的较大容量电动机较大容量电动机，起动转矩可以通过改变自耦变，起动转矩可以通过改变自耦变压器抽头的连接位置而改变，缺点是自耦变压器价格较贵，压器抽头的连接位置而改变，缺点是自耦变压器价格较贵，且不允许频繁起动。且不允许频

48、繁起动。 常用的自耦变压器起动常用的自耦变压器起动产品是产品是成套的成套的补偿降压起动器补偿降压起动器。包括手动、自动操作两种形式。手动操作的补偿器有包括手动、自动操作两种形式。手动操作的补偿器有QJ3QJ3、QJ5QJ5等型号，自动操作的有等型号，自动操作的有XJ01XJ01型和型和CTZCTZ系列等。系列等。 49降压起动。降压起动。HL3HL3灭。当灭。当KTKT动作，动作，KAKA线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1KM1、KM3KM3、KTKT线圈断线圈断电释放，电释放，KM2KM2线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。同线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行

49、。同时，时，HL2HL2灭，灭，HL1HL1亮，指示电动机全压正常运行。亮，指示电动机全压正常运行。 合上电源开合上电源开关关QSQS，HL2HL2亮亮（从上电至（从上电至降压期间亮降压期间亮）、）、HL3HL3亮（亮（上电至未起上电至未起动期间亮）动期间亮），按下，按下SB2SB2，KM1KM1、KM3KM3、KTKT线圈得电线圈得电自锁，自锁，XJ01XJ01型补偿降压起动器产品电路（适用型补偿降压起动器产品电路（适用141428kW28kW）50 四、延边三角形降压起动控制电路四、延边三角形降压起动控制电路 延边三角形降压起动是一种既不用增加起动设备，又能提高起动转矩的延边三角形降压起动

50、是一种既不用增加起动设备，又能提高起动转矩的起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步电动机。起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步电动机。 延边三角形电动机延边三角形电动机定子绕组联结图定子绕组联结图电动机绕组有电动机绕组有9 9个接个接线端。线端。出线头编号：出线头编号：U U（U1U1、U2U2、U3U3）V V（V1V1、V2V2、V3V3）W W（W1W1、W2W2、W3W3）U3U3、V3V3、W3W3为绕组为绕组中间抽头。中间抽头。51表表2-2 2-2 不同抽头比时的延边三角形起动特性不同抽头比时的延边三角形起动特性N N1 1/N/N2 2每相绕组电每相绕组电压（压（V V）

51、起动电流起动电流/ /额定电流额定电流0.50.52902903.63.64.24.21 12642643 33.53.52 22302302.62.61.11.152 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KM2KM2、KTKT线线圈同时得电并自圈同时得电并自锁，电动机联结锁，电动机联结为延边三角形降为延边三角形降压起动。当电动压起动。当电动机转速接近于额机转速接近于额定转速时，定转速时，KTKT动动作，作，KM1KM1线圈断电线圈断电释放，释放，KM3KM3线圈通线圈通电并自锁，电并自锁，KM3KM3主主触点闭合，电动触点闭合，电动机成三角形联结机成三角形联结正常运转。正常运转。 延边三角形

52、降压起动控制电路延边三角形降压起动控制电路53第四节第四节 三相绕线转子异步电动机三相绕线转子异步电动机起动控制起动控制 三相绕线转子异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接起动电阻以达三相绕线转子异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接起动电阻以达到减小起动电流、提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。在一般要求到减小起动电流、提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。在一般要求起动转矩较高的场合，绕线转子异步电动机得到了广泛的应用。起动转矩较高的场合，绕线转子异步电动机得到了广泛的应用。 绕线转子异步电动机转子绕组可以绕线转子异步电动机转子绕组可以串电阻串电阻和和串频敏变阻器串频敏变阻器两种装置进两种装

53、置进行起动。行起动。 一、转子串电阻起动控制电路一、转子串电阻起动控制电路 串接在三相转子绕组中的起动电阻一般都接成星形。起动前，起动电串接在三相转子绕组中的起动电阻一般都接成星形。起动前，起动电阻全部接入，起动过程中将电阻依次短接，起动结束时，转子电阻全部被阻全部接入，起动过程中将电阻依次短接，起动结束时，转子电阻全部被短接。短接起动电阻的方式有三相电阻短接。短接起动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不平衡短接法和三相电阻平衡短接法法两种。仅介绍用接触器控制的平衡短接法起动控制。两种。仅介绍用接触器控制的平衡短接法起动控制。 54 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KT1K

54、T1线圈得电，电线圈得电，电动机转子接入三段动机转子接入三段电阻起动；电阻起动； 当当KT1KT1延时到，延时到，KM2KM2得电，短接电得电，短接电阻阻R1R1，KT2KT2得电；得电； 当当KT2KT2延时到，延时到，KM3KM3得电，短接电得电，短接电阻阻R2R2，KT3KT3得电；得电； KT3KT3延时到，延时到，KM4KM4得电，短接电得电，短接电阻阻R3R3，电动机起动，电动机起动过程结束。过程结束。时间原则控制的起动电路时间原则控制的起动电路55电流原则短接起动电阻的控制电路电流原则短接起动电阻的控制电路 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2，KM1KM1得电，电动机起动得电，

55、电动机起动，起动电流大，起动电流大，KI1KI1、KI2KI2、KI3KI3同时吸合动同时吸合动作，作，KM2KM2、KM3KM3、KM4KM4线线圈全断电，电阻全部圈全断电，电阻全部接入。接入。 随转子电流减小，随转子电流减小，KI1KI1首先释放，短接第首先释放，短接第一段转子电阻一段转子电阻R1R1，再，再KI2KI2释放，短接释放，短接R2R2，如，如此下去，直到将转子此下去，直到将转子全部电阻短接，电动全部电阻短接，电动机起动过程结束。机起动过程结束。* *KI1KI1、KI2KI2、KI3KI3欠电流继电器，欠电流继电器， 吸合电流相同，释放电流不同，吸合电流相同，释放电流不同，

56、KI1KI1最大，最大，KI2KI2次之，次之，KI3KI3最小。最小。56 二、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路二、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路 三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动时存在一定的机械冲击，三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动时存在一定的机械冲击，起动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。起动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。 从从2020世纪世纪6060年代开始，我国开始应用和推广自己独创的频敏变阻器。年代开始，我国开始应用和推广自己独创的频敏变阻器。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，它是绕线转频敏变阻器的阻抗能

57、够随着转子电流频率的减小而自动减小，它是绕线转子异步电动机较为理想的一种起动设备。子异步电动机较为理想的一种起动设备。 频敏变阻器是一种由数频敏变阻器是一种由数片片E E形钢板叠成铁心，外面再形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它套上绕组的三相电抗器，它有铁心、线圈两个部分，采有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗非用星形接线，其铁心损耗非常大。相当于一个铁损较大常大。相当于一个铁损较大的电抗器。的电抗器。 频敏变阻器等效电路频敏变阻器等效电路： 57 自动控制时将开关自动控制时将开关SASA扳向扳向“自动自动”，按下，按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT得电，当得电，当K

58、TKT到，到，KAKA得电，得电，KM2KM2得电，频敏变阻器短接，得电，频敏变阻器短接，完成电动机的起动。完成电动机的起动。 手 动 时手 动 时 S AS A 板板 “ 手手动动”，断开，断开KTKT，按下，按下SB2SB2，串频敏变阻器起，串频敏变阻器起动，按下动，按下SB3SB3，短接，短接RFRF，起动过程结束。起动中，起动过程结束。起动中，KAKA将热继电器的发热元将热继电器的发热元件件FRFR短接，以免起动时短接，以免起动时间长而使热继电器误动间长而使热继电器误动作。作。采用频敏变阻器的起动控制电路采用频敏变阻器的起动控制电路58 当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过一

59、当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过一段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工艺的要段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工艺的要求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会造成运动部件求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会造成运动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产效率。停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产效率。 因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车。因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车。 一般采取的制动方法有两大类：一般采取的制动方法有两大类：机械制动和电气制动机械制动和电气制动。 机械制动机械制动是利用电磁抱闸等机械装置来强

60、迫电动机迅速是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；停车； 电气制动电气制动是使电动机工作在制动状态，使电动机的电磁是使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，从而起制动作用。转矩方向与电动机的旋转方向相反，从而起制动作用。 电气制动控制电路包括电气制动控制电路包括反接制动和能耗制动反接制动和能耗制动。 第五节第五节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制59 一、反接制动控制电路一、反接制动控制电路 反接制动有两种情况：一种是倒拉反接制动，如起重机下反接制动有两种情况：一种是倒拉反接制动，如起重机下放重物的情况；另一种是电源反接制动，这里讨论第二种