电动机基本电气控制电路

1、电动机基本电气控制电路一、电气图形符号一、电气图形符号1.1.文字符号文字符号 应符合国家标准规定应符合国家标准规定, ,适用于电气技术领域中适用于电气技术领域中技术文件的编制技术文件的编制, ,也可表示在电气设备、装置和元也可表示在电气设备、装置和元器件上或近旁，以标明其名称、功能、状态和特征。器件上或近旁，以标明其名称、功能、状态和特征。 单字母符号单字母符号 基本文字符号基本文字符号 双字母符号双字母符号 辅助文字符号辅助文字符号 2.2.接线端子标记接线端子标记 指连接器件和外部导电体的标记。主要用于基指连接器件和外部导电体的标记。主要用于基本件和这些器件组成的设备的接线端子标记，也适

2、本件和这些器件组成的设备的接线端子标记，也适用于执行一定功能的导线线端的识别。用于执行一定功能的导线线端的识别。 3.3.图形符号图形符号 电气图用图形符号电气图用图形符号 图形符号图形符号 电气设备用图形符号电气设备用图形符号 二、电气原理图二、电气原理图 电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部件的电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图。电路图不反映元器件的实连接关系和工作原理的电路图。电路图不反映元器件的实际位置、大小，只反映元器件之间的连接关系。际位置、大小，只反映元器件之间的连接关系。（一）绘制电路图的原则（一）绘制电路图的原则1 1电气原理图的组

3、成电气原理图的组成 电气原理图可分为主电路和辅助电路。主电路是从电源电气原理图可分为主电路和辅助电路。主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路，其内有到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路，其内有刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器和电动机等。辅刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器和电动机等。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，是小电流通过的电路。绘制电路图时，主电路用粗线条绘制是小电流通过的电路。绘制电路图时，主电路用粗线条绘制在原理图的左侧或上方，辅助电路用细线条绘制在原理图的在原理图的左侧或

4、上方，辅助电路用细线条绘制在原理图的右侧或下方。右侧或下方。 2 2电气原理图中电器元件图形符号、文字符号及标号必须采电气原理图中电器元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新国家标准。用最新国家标准。 3 3电源线的画法电源线的画法 原理图中直流电源用水平线画出，正极在上，负极在下；三原理图中直流电源用水平线画出，正极在上，负极在下；三相交流电源线水平画在上方，相序从上到下依相交流电源线水平画在上方，相序从上到下依L1L1、L2L2、L3L3、中、中性线（性线（N N线）和保护地线（线）和保护地线（PEPE线）画出。主电路要垂直电源线画线）画出。主电路要垂直电源线画出，控制电路和信号电路垂直在

5、两条水平电源线之间。出，控制电路和信号电路垂直在两条水平电源线之间。 4 4元器件的画法元器件的画法 元器件均不画元件外形，只画出带电部件，且同一电器元器件均不画元件外形，只画出带电部件，且同一电器上的带电部件可不画在一起，而是按电路中的连接关系画出，上的带电部件可不画在一起，而是按电路中的连接关系画出，但必须用国家标准规定的图形符号画出，且要用同一文字符但必须用国家标准规定的图形符号画出，且要用同一文字符号标明。号标明。 5 5电器原理图中触头的画法电器原理图中触头的画法 原理图中各元件触头状态均按没有外力或未通电时原理图中各元件触头状态均按没有外力或未通电时触头的原始状态画出。当触头的图形

6、符号垂直放置时，触头的原始状态画出。当触头的图形符号垂直放置时，以以“左开右闭左开右闭”原则绘制；当触头的图形符号水平放置原则绘制；当触头的图形符号水平放置时，以时，以“上闭下开上闭下开”的原则绘制。的原则绘制。 6 6原理图的布局原理图的布局 同一功能的元件要集中在一起且按动作先后顺序排同一功能的元件要集中在一起且按动作先后顺序排列。列。 7 7连接点、交叉点的绘制连接点、交叉点的绘制 对需要拆卸的外部引线端子，用对需要拆卸的外部引线端子，用“空心圆空心圆”表表示；交叉连接的交叉点用小黑点表示。示；交叉连接的交叉点用小黑点表示。 8 8原理图中数据和型号的标注原理图中数据和型号的标注 原理图

7、中数据和型号用小写字体标注在符号附原理图中数据和型号用小写字体标注在符号附近，导线用截面标注，必要时可标出导线的颜色。近，导线用截面标注，必要时可标出导线的颜色。 9 9绘制要求绘制要求 布局合理、层次分明、排列均匀、便于读图。布局合理、层次分明、排列均匀、便于读图。（二）电气原理图图面的划分（二）电气原理图图面的划分 每个分区内竖边用大写字母编号，横边用数每个分区内竖边用大写字母编号，横边用数字编号。编号的顺序应从左上角开始。字编号。编号的顺序应从左上角开始。（三）接触器、继电器触头位置的检索（三）接触器、继电器触头位置的检索 在接触器、继电器电磁线圈的下方注有相应在接触器、继电器电磁线圈的

8、下方注有相应触头所在图中位置的检索代号，其中左栏位常开触头所在图中位置的检索代号，其中左栏位常开触头所在区号，右栏位常闭触头所在区号。触头所在区号，右栏位常闭触头所在区号。二、电器元件布置图二、电器元件布置图 电气元件布置图用来表示元器件实际安装位置的图。电气元件布置图用来表示元器件实际安装位置的图。绘制时注意以下几方面：绘制时注意以下几方面： 1 1）体积大和较重的元件应安装在下方，发热元件安）体积大和较重的元件应安装在下方，发热元件安装在上方。装在上方。 2 2）强、弱电之间要分开，弱电部分要加屏蔽。）强、弱电之间要分开，弱电部分要加屏蔽。 3 3）需要经常调整、检修的元件安装高度要适中。

9、）需要经常调整、检修的元件安装高度要适中。 4 4）元件的布置要整齐、对称、美观。）元件的布置要整齐、对称、美观。 5 5）元件布置不要过密，以利于布线和维修。）元件布置不要过密，以利于布线和维修。 电气安装接线图使用规定的图形符号按电器元件的实际位置电气安装接线图使用规定的图形符号按电器元件的实际位置和实际接线来绘制的，用于电气设备和电器元件的安装、配线和实际接线来绘制的，用于电气设备和电器元件的安装、配线或检修。或检修。 绘制规则：绘制规则： 1 1）元件的图形、文字符号应与电气原理图标注完全一致。同）元件的图形、文字符号应与电气原理图标注完全一致。同一元件的各个部件必须画在一起，并用点划

10、线框起来。各元一元件的各个部件必须画在一起，并用点划线框起来。各元件的位置应与实际位置一致。件的位置应与实际位置一致。 2 2）各元件上凡需接线的部件端子都应绘出，控制板内外元件的）各元件上凡需接线的部件端子都应绘出，控制板内外元件的电气连接一般要通过端子排进行，各端子的标号必须与电气原电气连接一般要通过端子排进行，各端子的标号必须与电气原理图上的标号一致。理图上的标号一致。 3 3）走向相同的多根导线可用单线或线束表示。）走向相同的多根导线可用单线或线束表示。 4 4）接线图中应标明连接导线的规格、型号、根数、颜色和穿线）接线图中应标明连接导线的规格、型号、根数、颜色和穿线管的尺寸等。管的尺

11、寸等。三、电气安装接线图三、电气安装接线图第二节第二节 三相笼型异步电动机的全压起动控制电路三相笼型异步电动机的全压起动控制电路 笼型异步电动机的起动控制包括直接起动和笼型异步电动机的起动控制包括直接起动和减压起动两种。减压起动两种。 定子绕组按规定接成三角形或星形，再连接定子绕组按规定接成三角形或星形，再连接到额定电压、额定频率的三相交流电源上，电动到额定电压、额定频率的三相交流电源上，电动机由静止状态逐渐加速到稳定运行状态，称之为机由静止状态逐渐加速到稳定运行状态，称之为直接起动。直接起动。 常根据电源变压器容量、电动机容量、电动机起动常根据电源变压器容量、电动机容量、电动机起动频繁程度和

12、电动机拖动的机械设备等来分析是否可以直频繁程度和电动机拖动的机械设备等来分析是否可以直接起动，也可用经验公式来确定：接起动，也可用经验公式来确定： 一般容量小于一般容量小于10kW的电动机采用直接起动。的电动机采用直接起动。一、三相笼型异步电动机单向旋转控制电路一、三相笼型异步电动机单向旋转控制电路 1.1.电动机单向点动控制电路电动机单向点动控制电路 点动：按下按钮时电动机转动，松开按钮时电动机停点动：按下按钮时电动机转动，松开按钮时电动机停止。与之对应的，若松开按钮后能使电动机连续工作，则止。与之对应的，若松开按钮后能使电动机连续工作，则称为长动。称为长动。 区分点动与长动的关键是控制电路

13、中控制电器区分点动与长动的关键是控制电路中控制电器通电后能否自锁，即是否具有自锁触点。通电后能否自锁，即是否具有自锁触点。 依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现象称为自锁。象称为自锁。 图图6.56.5为单向点动控制电路，其操作及动作过程如下：为单向点动控制电路，其操作及动作过程如下： 首先合上电源开关首先合上电源开关Q Q，接通主电路和控制电路的电源。，接通主电路和控制电路的电源。 按下按钮按下按钮SB SBSB SB常开触头接通常开触头接通 接触器接触器KMKM线圈线圈通电通电 接触器接触器KMKM（常开）主触头接通（常开）主触头接通

14、 电动机电动机M M通电通电起动并进入工作状态。起动并进入工作状态。 松开按钮松开按钮SB SBSB SB常开触头断开常开触头断开 接触器接触器KMKM线圈断电线圈断电 接触器接触器KMKM（常开）主触头断开（常开）主触头断开 电动机电动机M M停止。停止。 所以，当按下按钮所以，当按下按钮SBSB（应按到底且不要放开）时，（应按到底且不要放开）时，电动机转动；松开按钮电动机转动；松开按钮SBSB时，电动机时，电动机M M停止。停止。图图6.5 6.5 单向点动控制电路单向点动控制电路 图图6.6 6.6 单向连续运转控制电路单向连续运转控制电路2.2.电动机单向连续运转控制电路电动机单向连续

15、运转控制电路 单向连续运转控制的操作与动作过程：单向连续运转控制的操作与动作过程： 首先合上电源开关首先合上电源开关Q Q，接通主电路与控制电路电源。，接通主电路与控制电路电源。 1 1）起动）起动按下按钮按下按钮SB2 SB2SB2 SB2常开触头接通常开触头接通 接触器接触器KMKM线圈通电线圈通电 接触接触器器KMKM常开辅助触头接通（实现自保持）。常开辅助触头接通（实现自保持）。 接触器接触器KMKM常开主触头接通常开主触头接通 电动机电动机M M通电并进通电并进入工作状态。入工作状态。图图6.66.6中并联在按钮中并联在按钮SB2SB2两端的触头两端的触头KMKM是接触器是接触器KM

16、KM的辅助常开触头，当的辅助常开触头，当按钮按钮SB2SB2复位后，虽然复位后，虽然SB2SB2这一路已断开，但这一路已断开，但KMKM线圈仍通过自身的常开线圈仍通过自身的常开触头而保持通电。触头而保持通电。2 2）停止）停止 按下按钮按下按钮SB1 SB1SB1 SB1常闭触头断开常闭触头断开 接触器接触器KMKM线圈通电线圈通电 KM KM常开辅助触头断开（解除自保持）常开辅助触头断开（解除自保持） KM KM常开主触头断开，电动机常开主触头断开，电动机M M断电并停止工作。断电并停止工作。 控制电路的保护环节：控制电路的保护环节： 1 1）短路保护（）短路保护（FU1FU1，FU2FU2

17、）；）； 2 2）过载保护（）过载保护（FRFR）；）； 3 3）欠电压和失电压保护。）欠电压和失电压保护。3.3.电动机连续运转与点动控制电路电动机连续运转与点动控制电路 实际生产加工中，由电动机拖动的机械设备通常实际生产加工中，由电动机拖动的机械设备通常需要单向连续运转，同时又需要单向点动，这就要求需要单向连续运转，同时又需要单向点动，这就要求电动机既能够单向连续运转又能够单向点动。电动机既能够单向连续运转又能够单向点动。 下图所示即为电动机单向连续运转与点动控制电路，下图所示即为电动机单向连续运转与点动控制电路，其中其中a a图为主电路，图为主电路，b b图为基本单向点动控制电路图为基本

18、单向点动控制电路,c,c图为图为手动开关（手动开关（SASA）选择运行状态控制电路）选择运行状态控制电路,d,d图为用两个不图为用两个不同按钮（同按钮（SB2SB2为连续运转按钮，为连续运转按钮，SB3SB3为点动按钮，利用其为点动按钮，利用其常闭触头断开自保持电路实现点动控制）实现连续运行常闭触头断开自保持电路实现点动控制）实现连续运行与电动控制电路。与电动控制电路。二、三相笼型异步电动机正反转控制电路二、三相笼型异步电动机正反转控制电路 由三相异步电动机原理可知，改变三相电源相序即可由三相异步电动机原理可知，改变三相电源相序即可改变电动机旋转方向。改变电动机旋转方向。 1. 1.转换开关控

19、制的正反转控制电路转换开关控制的正反转控制电路 教材图教材图6.86.8为转换开关控制的正反转控制电路，图中转为转换开关控制的正反转控制电路，图中转换开关换开关SASA有正转、反转与停止有正转、反转与停止3 3种情况，如种情况，如a a图中虚线所示；图中虚线所示；SASA在不同位置时，其触头的通断情况如在不同位置时，其触头的通断情况如a a图中黑点所示。图中黑点所示。 b b图中，转换开关用来预选电动机旋转方向，由图中，转换开关用来预选电动机旋转方向，由按钮来控制接触器主触头接通与断开电源，实现电按钮来控制接触器主触头接通与断开电源，实现电动机的起动与停止。动机的起动与停止。2.2.按钮控制的

20、正反转控制按钮控制的正反转控制（1 1）基本正反转控制电路）基本正反转控制电路 上图中上图中b b图为基本正反转控制电路，由两个单向连续运图为基本正反转控制电路，由两个单向连续运转的电路组成。主电路中采用正、反转接触器转的电路组成。主电路中采用正、反转接触器KM1KM1、KM2KM2的的主触头来改变接到电动机上电源的相序，实现电动机的正主触头来改变接到电动机上电源的相序，实现电动机的正反转。反转。（2 2）带电气互锁的正反转控制电路）带电气互锁的正反转控制电路 首先合上电源开关首先合上电源开关Q Q，接通主电路和控制电路电，接通主电路和控制电路电源。源。 1 1）正转）正转 按下按下SB2 S

21、B2SB2 SB2常开触头接通常开触头接通 KM1 KM1线圈通电线圈通电 KM1 KM1常开触头接通（自保持）常开触头接通（自保持） KM1 KM1常闭触头断开（实现互锁）常闭触头断开（实现互锁） KM1 KM1主触头接通主触头接通 电动机电动机M M通电正向起动并通电正向起动并 进入工作状态。进入工作状态。2 2）停止）停止 按下按下SB1 SB1SB1 SB1常闭触头断开常闭触头断开 KM1 KM1线圈通电线圈通电 KM1 KM1常开触头断开（解除自保持）常开触头断开（解除自保持） KM1 KM1常闭触头接通（解除互锁）常闭触头接通（解除互锁） KM1 KM1主触头接通主触头接通 电动机

22、电动机M M断电。断电。3 3）反转）反转 按下按下SB3 SB3SB3 SB3常开触头接通常开触头接通 KM2 KM2线圈通电线圈通电 KM2 KM2常开触头接通（自保持）常开触头接通（自保持） KM2 KM2常闭触头断开（实现互锁）常闭触头断开（实现互锁） KM2 KM2主触头接通主触头接通 电动机电动机M M通电反向起动并通电反向起动并 进入工作状态。进入工作状态。 在电气互锁电路中，要实现电动机由正转变成反在电气互锁电路中，要实现电动机由正转变成反转或由反转变成正转，都必须先按停止按钮，再按反转或由反转变成正转，都必须先按停止按钮，再按反转或正转按钮，电动机才能改变转向。转或正转按钮，

23、电动机才能改变转向。（3 3）带机械互锁的正反转控制电路）带机械互锁的正反转控制电路 首先合上电源开关首先合上电源开关Q Q，接通主电路和控制电路的，接通主电路和控制电路的电源。电源。1 1）正转）正转 按下按下SB2 SB2SB2 SB2常闭触头断开（实现互锁）常闭触头断开（实现互锁） SB2SB2常开触头接通常开触头接通 KM1 KM1线圈通电线圈通电 KM1 KM1常开触头接通（实现自保持）常开触头接通（实现自保持） KM1 KM1主触头接通主触头接通 电动机电动机M M通电正向起动并进入通电正向起动并进入工作状态。工作状态。2 2）停止）停止 按下按下SB1 SB1SB1 SB1常闭触

24、头断开常闭触头断开 KM1 KM1线圈断电线圈断电 KM1 KM1常开触头断开（解除自保持）常开触头断开（解除自保持） KM1 KM1主触头断开主触头断开 电动机电动机M M断电。断电。3 3）反转）反转 SB3 SB3常闭触头断开常闭触头断开 KM1 KM1线圈断电线圈断电按下按下SB3 KM1SB3 KM1常开触头断开（解除自保持）常开触头断开（解除自保持） KM1 KM1主触头断开主触头断开 电动机电动机M M断电。断电。 SB3SB3常开触头接通常开触头接通 KM2 KM2线圈通电线圈通电 KM2 KM2常开触头接通（自保持）常开触头接通（自保持） KM2 KM2主触头接通。主触头接通

25、。（4 4）复合（双重）互锁的正反转控制电路）复合（双重）互锁的正反转控制电路 首先合上电源开关首先合上电源开关Q Q，接通主电路和控制电路的，接通主电路和控制电路的电源。电源。1 1）正转）正转 按下按下SB2 SB2SB2 SB2常闭触头断开（机械互锁）常闭触头断开（机械互锁） SB2 SB2常开触头接通常开触头接通 KM1 KM1线圈通电线圈通电 KM1 KM1常闭触头断开（电气互锁）常闭触头断开（电气互锁） KM1 KM1常开触头接通（实现自保持）常开触头接通（实现自保持） KM1 KM1主触头接通主触头接通 电动机电动机M M通电正向起动并通电正向起动并进入工作状态。进入工作状态。2

26、 2）停止）停止 按下按下SB1 SB1SB1 SB1常闭触头断开常闭触头断开 KM1 KM1线圈通电线圈通电 KM1 KM1常开触头断开（解除自保持）常开触头断开（解除自保持） KM1 KM1主触头断开主触头断开 电动机电动机M M断电。断电。三、自动往返行程控制电路三、自动往返行程控制电路四、顺序控制与多地控制电路四、顺序控制与多地控制电路 1.1.顺序控制电路顺序控制电路 教材图教材图6-116-11为两台电动机的顺序启动控制电路。该电为两台电动机的顺序启动控制电路。该电路的控制特点一是顺序启动，即路的控制特点一是顺序启动，即M1M1启动后启动后M2M2才能启动；二才能启动；二是同时停止

27、。是同时停止。 由图中控制电路可知，控制电动机由图中控制电路可知，控制电动机M2M2的接触器的接触器KM2KM2的线圈接在接触器的线圈接在接触器KM1KM1的辅助常开触头之后，这的辅助常开触头之后，这就保证了只有就保证了只有KM1KM1线圈通电，其主触头和辅助常开触线圈通电，其主触头和辅助常开触头接通，头接通，M1M1启动之后，启动之后，M2M2才能启动。而且，如果由才能启动。而且，如果由于某种原因如过载或欠电压等，使于某种原因如过载或欠电压等，使KM1KM1线圈断电或使线圈断电或使电磁机构释放，引起电磁机构释放，引起M1M1停转，那么停转，那么KM2KM2线圈也立即断线圈也立即断电，使电动机

28、电，使电动机M2M2停止，即停止，即M1M1和和M2M2同时停止。按下停同时停止。按下停止按钮止按钮SB3SB3，M1M1和和M2M2也会同时停止。也会同时停止。 图图6-126-12是电是电动机的顺序动机的顺序启动、逆序启动、逆序停止控制电停止控制电路，其控制路，其控制特点是启动特点是启动时必须先启时必须先启动动M1M1，才能，才能启动启动M2M2；停；停止时必须先止时必须先停止停止M2M2，M1M1才能停止。才能停止。 2.2.两地控制电路两地控制电路 在两个地点进行同样的控制操作，即两地控制。在两个地点进行同样的控制操作，即两地控制。 图图6-136-13为两地控制电路，可分别在甲、乙两

29、地控制为两地控制电路，可分别在甲、乙两地控制接触器接触器KMKM线圈的通电与断电，即控制电动机的启动与停线圈的通电与断电，即控制电动机的启动与停止。止。 由分析可知，要达到从两地同时控制一台电动机的目由分析可知，要达到从两地同时控制一台电动机的目的，必须在另一地点再装一组启动和停止按钮。这两组起的，必须在另一地点再装一组启动和停止按钮。这两组起停按钮接线的方法必须是启动按钮要相互并联，停止按钮停按钮接线的方法必须是启动按钮要相互并联，停止按钮要相互串联。要相互串联。第三节第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制电路三相笼型异步电动机的减压起动控制电路 全压启动全压启动 定子串电阻降压启动（常用

30、）定子串电阻降压启动（常用）电动机启动方式电动机启动方式 星形星形三角形降压启动（常用）三角形降压启动（常用） 降压启动降压启动 自耦变压器降压启动（常用）自耦变压器降压启动（常用） 延边三角形降压启动（很少用）延边三角形降压启动（很少用） 一、定子绕组串电阻或串电抗器减压启动控制电路一、定子绕组串电阻或串电抗器减压启动控制电路 图图6-146-14为定子为定子绕组串绕组串电阻减电阻减压启动压启动控制电控制电路。路。 启动时，定子绕组先接成星形，待电动机转速升高到启动时，定子绕组先接成星形，待电动机转速升高到接近于稳定转速时，将定子绕组换接成三角形，电动机便接近于稳定转速时，将定子绕组换接成三

31、角形，电动机便进入全压运行状态。进入全压运行状态。 星形星形三角形减压启动控制电路有两个接触器控制和三角形减压启动控制电路有两个接触器控制和三接触器控制两种。在两个接触器控制的星形三接触器控制两种。在两个接触器控制的星形三角形减三角形减压启动控制电路中，因辅助触头用于主电路，只适用于小压启动控制电路中，因辅助触头用于主电路，只适用于小容量（容量（13KW13KW以下）的异步电动机；三个接触器控制的星以下）的异步电动机；三个接触器控制的星形形三角形减压启动控制电路适用于大容量异步电动机。三角形减压启动控制电路适用于大容量异步电动机。二、星形二、星形三角形减压启动控制电路三角形减压启动控制电路 下

32、图所示为两个接触器控制的下图所示为两个接触器控制的Y Y减压启动控制电路。减压启动控制电路。三个接触器控制的星形三个接触器控制的星形三角形减压启动控制电路三角形减压启动控制电路三、自耦变压器降压启动三、自耦变压器降压启动 自耦变压器降压启动控制电路如图自耦变压器降压启动控制电路如图6-166-16所示。所示。第四节第四节 绕线转子三相异步电动机的启动控制电路绕线转子三相异步电动机的启动控制电路一、转子绕组串电阻启动控制一、转子绕组串电阻启动控制 串接在三相转子绕组中的起动电阻，一般以星形联结串接在三相转子绕组中的起动电阻，一般以星形联结。起动时将全部电阻接入，随着起动的进行，起动电阻依。起动时将全部电阻接入，随着起动的进行，起动电阻依次被短接，起动结束时转子电阻全部被短接。次被短接，起动结束时转子电阻全部被短接。 短接电阻的方法有三相电阻不平衡短接法和三短接电阻的方法有三相电阻不平衡短接法和三相电阻平衡短接法。相电阻平衡短接法。 平衡短接法是三相的各级起动电阻同时被短接。平衡短接法是三相的各级起动电阻同时被短接。 不平衡短接法是三相的各级起动