山东理工大学PLC课件第2章电气控制线路的基本原则和基本方法

1、山东理工大学机械工程学院Electrical Control Technology and PLC Programming22:23:551第第2章章 电气控制线路的基本原则和基本环节电气控制线路的基本原则和基本环节主要内容主要内容:电气图的基本知识；电气图的基本知识；电气控制线路分析基础；电气控制线路分析基础；电气控制线路设计方法；电气控制线路设计方法；2.12.1电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制l电气控制线路电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制线路。器、按钮、行程开关等组成的控制线路。l电气控制线路的作用电气控制线路的作用:

2、是实现对电力拖动系统的启动、换向、制动和是实现对电力拖动系统的启动、换向、制动和调速等的控制；调速等的控制；实现对拖动系统的保护；实现对拖动系统的保护；满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。一、电气控制线路常用的图形、文字符号一、电气控制线路常用的图形、文字符号l电气系统图电气系统图有电气原理图、电气设备安装图和电气设备有电气原理图、电气设备安装图和电气设备接线图三类。接线图三类。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 要符合国家标准的规定。要符合国家标准的规定。 GB/T 4728:电气简图用图形符号电气简图用图

3、形符号，共，共13部分，分别部分，分别于于2005和和2008年颁布。年颁布。 GB/T 5465:电气设备用图形符号电气设备用图形符号，共，共2部分，部分，1996和和2006年颁布。年颁布。GB/T 20063:简图用图形符号简图用图形符号GB/T 5094：工业系统、装置与设备以及工业产品工业系统、装置与设备以及工业产品-结构结构原则与参照代号原则与参照代号GB/T 20939：技术产品及技术产品文件结构原则字母代技术产品及技术产品文件结构原则字母代码码-按项目用途和任务划分的主类和子类按项目用途和任务划分的主类和子类GB/T 6988：电气技术用文件的编制电气技术用文件的编制一、电气控

4、制线路常用的图形、文字符号一、电气控制线路常用的图形、文字符号二、电气原理图二、电气原理图l定义：定义：电气原理图为了便于阅读与分析控制线电气原理图为了便于阅读与分析控制线路，根据简单清晰的原则，采用电气元件展开路，根据简单清晰的原则，采用电气元件展开的形式绘制而成。的形式绘制而成。l特点：特点：它仅表示电气控制线路的工作原理、以它仅表示电气控制线路的工作原理、以及各电器元件的作用和相互关系。及各电器元件的作用和相互关系。l电路原理图应包括下列内容电路原理图应包括下列内容l图形符号图形符号(GB/T 4728.113-2005，2008)；l连接线；连接线；l参照代号参照代号(GB/T 509

5、4.2-2003，GB/T 20939-2007)；l端子代号端子代号(GB/T 18656-2002)；l用于逻辑信号的电平约定；用于逻辑信号的电平约定；l电路寻迹必须的信息电路寻迹必须的信息(如信号代号如信号代号(GB/T 16679-2009)、位、位置信息置信息(GB/T 6988.1-2008)；l了解项目功能必需的补充信息。了解项目功能必需的补充信息。二、电气原理图二、电气原理图（一）绘制电气原理图时应遵循的原则（一）绘制电气原理图时应遵循的原则（1）电气控制线路根据电路通过的电流大小可分）电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为为主电路主电路和和控制电路控制电路。主电路包括从电源

6、到电。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左侧。控制电路是通过弱电流的画在原理图的左侧。控制电路是通过弱电流的电路，一般由按钮、电气元件的线圈、接触器电路，一般由按钮、电气元件的线圈、接触器的辅助触头、继电器的触头等组成，用细线条的辅助触头、继电器的触头等组成，用细线条画在原理图的右边。画在原理图的右边。 FRSB1SB2KMKMSB1KMFRKMM3FU L1 L2 L3（一）绘制电气原理图时应遵循的原则（一）绘制电气原理图时应遵循的原则（2）电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符）电气原理图中，所有电器元件的图形

7、、文字符号必须采用国家规定的统一标准。号必须采用国家规定的统一标准。（3）采用电器元件展开图的画法。同一电气元件的）采用电器元件展开图的画法。同一电气元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电气元件，可在文字符出。若有多个同一种类的电气元件，可在文字符号后加上数字序号。号后加上数字序号。（4）所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电）所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。时的原始状态画出。（5）控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排）控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉连接时的

8、电气连接点须用黑点标出。列，两线交叉连接时的电气连接点须用黑点标出。（6）电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。）电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，对各导线之间有电联系时，对“T”形连接点，在导线交点处形连接点，在导线交点处可以画实心圆点，也可以不画；对可以画实心圆点，也可以不画；对“十十”形连接点，必须画形连接点，必须画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转制，一般逆时针方向旋转90，但文字符号不可倒置。，但文字符号不可倒置。（一）绘制电气原理图时应遵循的原则（一）绘制电气原

9、理图时应遵循的原则（二）图面区域的划分（二）图面区域的划分 为方便阅图，在电气原理图中可将图幅分成若干个图区，为方便阅图，在电气原理图中可将图幅分成若干个图区，图区行的代号用英文字母表示，一般可省略，列的代号用阿图区行的代号用英文字母表示，一般可省略，列的代号用阿拉伯数字表示，其图区编号写在图的下面，并在图的顶部标拉伯数字表示，其图区编号写在图的下面，并在图的顶部标明各图区电路的作用。明各图区电路的作用。 每个分区内竖边用大写字母编号，横边用数字编号。编号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。的顺序应从左上角开始。横边从左到右用阿拉伯数字编号。横边从左到右用阿

10、拉伯数字编号。（三）符号位置索引（三）符号位置索引 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，索引代号的组成如下：，索引代号的组成如下：.图号图号页号页号图区号图区号（1）在继电器、接触器线圈下方均列有触点表以说明线在继电器、接触器线圈下方均列有触点表以说明线圈和触点的从属关系，即相应触点位置索引。也就是在圈和触点的从属关系，即相应触点位置索引。也就是在相应线圈的下方，给出触点的图形符号（有时也可省去）相应线圈的下方，给出触点的图形符号（有时也可省去），对未使用的触点用，对未使用的触点用“ ”表明（或不作表明）。表明（或不作表明）。（三）

11、符号位置索引（三）符号位置索引 7KM（QA）22214对接触器对接触器，上述表示法各拦的含义如下：上述表示法各拦的含义如下：左栏：主触左栏：主触头所在区号头所在区号中栏：辅助中栏：辅助常开触头所常开触头所在区号在区号右栏：辅助右栏：辅助常闭触头所常闭触头所在区号在区号KA（KF）117914对继电器，上述表示法各栏的含义如下：对继电器，上述表示法各栏的含义如下：左栏：常开触左栏：常开触头所在区号头所在区号右栏：常闭触右栏：常闭触头所在区号头所在区号（四）电气原理图中技术数据的标注（四）电气原理图中技术数据的标注 电气元件的数据和型号，一般用小号字体标注在电气元件的数据和型号，一般用小号字体标

12、注在电器代号下面，如图热继电器动作电流。电器代号下面，如图热继电器动作电流。(BB)三、电气元件布置图三、电气元件布置图 电气布置图：电气布置图：主要是用来表明电气设备上所有电机电器的实际位主要是用来表明电气设备上所有电机电器的实际位置，为生产机械电气控制设备的制造、安装、维修置，为生产机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。提供必要的资料。注意：位置合理，尺寸要准确，要求标注公差。注意：位置合理，尺寸要准确，要求标注公差。例如：例如：需经常更换（熔断器）或操作（开关）的电需经常更换（熔断器）或操作（开关）的电器，应安装在什么地方？器，应安装在什么地方？变压器应安装在电气控制柜的什么

13、地方？变压器应安装在电气控制柜的什么地方？ (1)同一组件中电器元件的布置应注意将体积大和较重的电同一组件中电器元件的布置应注意将体积大和较重的电器元件安装在电器板的下面，而发热元件应安装在电气箱器元件安装在电器板的下面，而发热元件应安装在电气箱(柜柜)的上部或后部，但热继电器宜放在其下部，因为热继电的上部或后部，但热继电器宜放在其下部，因为热继电器的出线端直接与电动机相连便于出线，而其进线端与接器的出线端直接与电动机相连便于出线，而其进线端与接触器直接相连接，便于接线并使走线最短，且宜于散热触器直接相连接，便于接线并使走线最短，且宜于散热;(2)强电弱电分开并注意屏蔽，防止外界干扰强电弱电分

14、开并注意屏蔽，防止外界干扰;(3)需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低，人力操作开关及需经常监视的仪表的安装位置应高或过低，人力操作开关及需经常监视的仪表的安装位置应符合人体工程学原理符合人体工程学原理； 三、电气元件布置图三、电气元件布置图三、电气元件布置图三、电气元件布置图(4)电器元件的布置应考虑安全间隙，并做到整齐、美观、电器元件的布置应考虑安全间隙，并做到整齐、美观、对称，外形尺寸与结构类似的电器可安放在一起，以利加对称，外形尺寸与结构类似的电器可安放在一起，以利加工、安装和配线。若采用行线槽配线方式，应适当加大各工

15、、安装和配线。若采用行线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护；排电器间距，以利布线和维护；(5)在电器布置图设计中，还要根据本部件进出线的数量、在电器布置图设计中，还要根据本部件进出线的数量、采用导线规格及出线位置等，选择进出线方式及接线端子采用导线规格及出线位置等，选择进出线方式及接线端子排、连接器或接插件，并按一定顺序标上进出线的接线号。排、连接器或接插件，并按一定顺序标上进出线的接线号。四、电气安装接线图四、电气安装接线图 电气控制线路安装接线图：电气控制线路安装接线图：是为了安装电气设备和电气元件、进行配线或检修是为了安装电气设备和电气元件、进行配线或检修电器故障服务的。

16、在图中可显示出各电气设备中各电器故障服务的。在图中可显示出各电气设备中各元件的空间位置和接线情况，它可在安装或检修时元件的空间位置和接线情况，它可在安装或检修时对照原理图使用。对照原理图使用。原则：电器位置布置合理、经济。原则：电器位置布置合理、经济。例：例：应考虑到如何走线最省线。应考虑到如何走线最省线。四、电气安装接线图四、电气安装接线图绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：（1）必须遵循相关国家标准绘制电气安装线路图。）必须遵循相关国家标准绘制电气安装线路图。（2）各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图

17、中的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致。实际安装位置一致。（3）不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气）不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。编号连接。四、电气安装接线图四、电气安装接线图（4）走相相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表）走相相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。画连接

18、线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线管的尺寸。线管的尺寸。电气控制系统设计应用举例电气控制系统设计应用举例1、电气原理图、电气原理图 原理设计时以起原理设计时以起停控制电路原理为主，停控制电路原理为主，兼顾电路的工作状态兼顾电路的工作状态指示和设备工作点的指示和设备工作点的局部照明电路。局部照明电路。 图中标注了线号、图中标注了线号、导线截面积等参数。导线截面积等参数。PE11.5mm2TSRQF电源开关7652M23N342AFU12KM567HLHLEL2AFU2KMVUW3SB2KMSB11主电动机起停控制线路SA1mm2照明和信号2、

19、电气安装位置图、电气安装位置图 电气安装位置图用来表示元器件清单中所有电器元件电气安装位置图用来表示元器件清单中所有电器元件的相对安装位置。通常，电器元件布置在主配电盘和操的相对安装位置。通常，电器元件布置在主配电盘和操作面板上。作面板上。 电气安装位置图应考虑电器元件的实际安装方法和结电气安装位置图应考虑电器元件的实际安装方法和结构尺寸，最终确定主配电盘和操作面板、以及控制柜结构尺寸，最终确定主配电盘和操作面板、以及控制柜结构和外形尺寸。构和外形尺寸。3、电气接线图、电气接线图 按照电气安装位置图的设计思想，电气接线图也分为主配按照电气安装位置图的设计思想，电气接线图也分为主配电盘接线图和操

20、作面板接线图两部分。电盘接线图和操作面板接线图两部分。 图中线侧数字表示线号（图中线侧数字表示线号（17），线端数字表示器件编号），线端数字表示器件编号（1025）。）。2320DZ2L1 L2L322242424RR122117642 3524ST242124QF2325173175217617717249252123 23321电源ST4N PE22125U24 2424M756U V8W2W25V255252010EL7206DZ32023L1N2052523 23L3L2320224FU12122KM12420241L32322FU2DZ112563720201205202032420

21、6171511171410114SB11313 11314131715141131011HL1101711HL2SB2175131711726SA12157 R1*1.5mm（白）3*1.5mm（红）电源进线1*1.5mm（黄绿）2*1mm（红）包塑金属软管d10mm*2m照明灯接地螺栓包塑金属软管d20mm*1m包塑金属软管d20mm*2m控制面板9102222STNPE UV W123563*1.5mm（红）1*1.5mm（黄绿）配电盘底板22图4 电气接线图 4、电气互连图、电气互连图 电气互连图表示电气控制柜配电盘之间、以及和外部器件之间的接线关系。电气互连图表示电气控制柜配电盘之间、

22、以及和外部器件之间的接线关系。 图中用导线束将照明灯、操作面板、电动机、电源引入线与控制主盘连接图中用导线束将照明灯、操作面板、电动机、电源引入线与控制主盘连接起来，并注明了穿线管的规格、电缆线的参数等数据，起来，并注明了穿线管的规格、电缆线的参数等数据， 安装无误后，接通三相电源，作空载实验，通安装无误后，接通三相电源，作空载实验，通过操作按钮，检验电气装置动作的准确性及指示的过操作按钮，检验电气装置动作的准确性及指示的正确性，空载实验无误后，接上负载作负载试验，正确性，空载实验无误后，接上负载作负载试验，反复调试直至设备正常工作为止。反复调试直至设备正常工作为止。5、安装调试、安装调试2.

23、2 三相异步电动机的启动控制三相异步电动机的启动控制鼠笼型异步电动机常用鼠笼型异步电动机常用直接启动和降压启动直接启动和降压启动两种方两种方式，另外还有软启动器、变频器启动等方式。式，另外还有软启动器、变频器启动等方式。 2.2.1三相笼型电动机的直接启动控制三相笼型电动机的直接启动控制直接起动直接起动 ：利用闸刀开关或接触器直接把电动机接到电：利用闸刀开关或接触器直接把电动机接到电网上。网上。 优点：优点：起动设备简单，成本低，起动时间短，起动方便可起动设备简单，成本低，起动时间短，起动方便可靠靠 。缺点：缺点：起动电流大，对电动机和电网有一定的冲击。起动电流大，对电动机和电网有一定的冲击。

24、 直接启动适用场合：电网容量足够，电动机功率相对较小直接启动适用场合：电网容量足够，电动机功率相对较小（小于电网容量的（小于电网容量的10%15%）且电动机启动不频繁的场）且电动机启动不频繁的场合。是否允许全压启动应遵循相关国标和规范的要求（一合。是否允许全压启动应遵循相关国标和规范的要求（一般要求电动机启动时在电网上引起的电压降不应超过般要求电动机启动时在电网上引起的电压降不应超过10%15%）。）。1.采用刀开关直接启动控制采用刀开关直接启动控制如：如： 一般小型台钻和砂轮机等都直接用开关启动，一般小型台钻和砂轮机等都直接用开关启动，如图所示：如图所示：M3FU L1 L2 L3QK用刀开

25、关控制的启动控制线路用刀开关控制的启动控制线路M3FU L1 L2 L3QK用刀开关控制的全压启动控制线路用刀开关控制的全压启动控制线路用刀开关控制的全压启动控制线路用刀开关控制的全压启动控制线路FUQKM3 L1 L2 L3用刀开关控制的全压启动控制线路用刀开关控制的全压启动控制线路FUQKM3 L1 L2 L3M3FU L1 L2 L3QK用刀开关控制的全压启动控制线路用刀开关控制的全压启动控制线路2.采用接触器直接启动控制采用接触器直接启动控制（1 1）点动控制）点动控制按下按钮时，电动机通电起动、运行，松开按钮时按下按钮时，电动机通电起动、运行，松开按钮时电动机断电、停止。一般用于机器

26、的定位控制，如电动机断电、停止。一般用于机器的定位控制，如机床上的对刀、工件找正，车间里的行车（吊车）机床上的对刀、工件找正，车间里的行车（吊车）控制等。控制等。起重行车（架空轨道起重机）控制开关FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F点动控制线路点动控制线路FU2KMM

27、3FU1QSL1 L2 L3点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3点动控制线路点动控制线路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3点动控制线路点动控制线路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1KMQS（2）连续控制线路）连续控制线路FRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM

28、3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQS（2）连续控制线路）连续控制线路线路的工作原理：线路的工作原理： 自锁：这种依靠接触器自身的辅助触头而使其线自锁：这种依靠接触器自身的辅助触头而使其线圈保持通电的现象。圈保持通电的现象。逻辑连接关系：逻辑连接关系：

29、 启动按钮启动按钮（常开）与自锁触头并联连接；（常开）与自锁触头并联连接； 停止按钮停止按钮（常闭）与线圈串联连接；（常闭）与线圈串联连接；电路的保护环节：电路的保护环节： 熔断器熔断器FU作为电路短路保护，但达不到过载保作为电路短路保护，但达不到过载保护的目的。护的目的。 热继电器热继电器FR具有过载保护作用。具有过载保护作用。 欠压保护与失压保护是依靠接触器本身的电磁机欠压保护与失压保护是依靠接触器本身的电磁机构来实现的。构来实现的。（2）连续控制线路）连续控制线路（2）连续控制线路）连续控制线路控制线路具备了欠压和失压保护能力之后，有如下控制线路具备了欠压和失压保护能力之后，有如下三个方

30、面的优点三个方面的优点:第一，防止电压严重下降时电动机欠电压运行第一，防止电压严重下降时电动机欠电压运行。第二，防止电源电压恢复时，电动机自行启动而第二，防止电源电压恢复时，电动机自行启动而造成设备和人身事故。造成设备和人身事故。第三，避免多台电动机同时启动而造成电网电压第三，避免多台电动机同时启动而造成电网电压的严重下降。的严重下降。（3）点动连续混合控制线路）点动连续混合控制线路 SB1:停止按钮停止按钮SB2:连续控制按钮连续控制按钮SB3:点动控制按钮点动控制按钮FRKMM3FU L1 L2 L3SB1KM1QSFRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSA）简单

31、控制线路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）复合按钮控制线路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）复合按钮控制线路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）复合按钮控制线路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）复合按钮控制线路（点动）FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3

32、FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3电动机点动和连续动作结合控制电路电动机点动和连续动作结合控制电路 （3）点动连续混合控制线路）点动连续混合控制线路 2.2.2 三相笼型异步电动机减压启动控三相笼型异步电动机减压启动控制线路制线路常用方法常用方法：减压启动有串电阻：减压启动有串电阻(或电抗或电抗)、星形一、星形一三角形换接、自藕变压器及延边三角形启动等启动三角形换接、自藕变压器及延边三角形启动等启动方法。方法。适用范围：空载启动或轻载启动的电动机适用范围：空载启动或轻载启动的电动机1.定子串电阻减压启动控制线路定子串电阻减压启动控制线路原理原理：电动机启动

33、时在三相定子电路中串接电阻：电动机启动时在三相定子电路中串接电阻，因此电动机定子绕组电压降低，启动结束后再将，因此电动机定子绕组电压降低，启动结束后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。这种启电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。这种启动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型生产机械中应用较广。，因而在中小型生产机械中应用较广。 机床中也常用这种串电阻降压方式限制机床中也常用这种串电阻降压方式限制点动点动及及制制动动时的电流。时的电流。 定子串电阻减压起动控制电路定子串电阻减压起动控制电路 2.星形三角形减压启动控制线路星形三角

34、形减压启动控制线路U1W2W1V2V1U2L1L2L3电动机定子绕组的星形连接电动机定子绕组的星形连接Ua220V2.星形三角形减压启动控制线路星形三角形减压启动控制线路L1L2L3U1U2V1V2W1W2电动机定子绕组的三角形连接电动机定子绕组的三角形连接Ua380V86接线盒(图中所示为接法）2.星形三角形减压启动控制线路星形三角形减压启动控制线路2.星形三角形减压启动控制线路星形三角形减压启动控制线路电压：电压：Y Y形为形为 的的1/1/启动转矩：启动转矩：Y Y形为的形为的 1/3 1/3启动电流：启动电流：Y Y形为的形为的 1/3 1/332.星形三角形减压启动控制线路星形三角形

35、减压启动控制线路原理原理：对于正常运行时为三角形联接的电动机，：对于正常运行时为三角形联接的电动机，在启动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到在启动时，定子绕组首先接成星形，待转速上升到接近额定转速时，将定子绕组的接线由星形接成三接近额定转速时，将定子绕组的接线由星形接成三角形，电动机进入全压正常运行状态。因功率在角形，电动机进入全压正常运行状态。因功率在4KW以上的电动机均为三角形接法，故都可以采用以上的电动机均为三角形接法，故都可以采用该种接法启动。该种接法启动。2.星形三角形减压启动控制线路星形三角形减压启动控制线路 优点优点：投资少，线路简单，操作方便。：投资少，线路简单，操作方便。

36、 缺点缺点：但启动转矩小，适用于空载或轻载启动的：但启动转矩小，适用于空载或轻载启动的电动机。只能用于正常运行时为三角形联接的电动电动机。只能用于正常运行时为三角形联接的电动机。机。1.按下启动按钮，首先接按下启动按钮，首先接成星形连接，即成星形连接，即KM和和KMY同时通电。同时通电。2.延时时间到，断开星形延时时间到，断开星形连接，换接到三角形连接连接，换接到三角形连接。即。即KMY断电、断电、 KM通通电。电。3.完成换接后，应使完成换接后，应使KT也也断电。断电。4.要有互锁。要有互锁。 KMY和和KM不能同时通电，否不能同时通电，否则电源短路。则电源短路。FRKMM3FU L1 L2

37、 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYKTFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYKTKTKTKMFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYKTKTKTKMKMYKMFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMY

38、KTKTKTKMKMYKMKM自耦变压器自耦变压器：初级和次级绕组公用，从中间抽头接入电压：初级和次级绕组公用，从中间抽头接入电压（增压）或引出电压（降压）。见图。（增压）或引出电压（降压）。见图。起动电动机用自耦变压器又称为起动电动机用自耦变压器又称为起动补偿器起动补偿器。XYZUVW三相自耦变压器，Y形接法UVWXYZ次级初级普通三相变压器，Y形接法3.自藕变压器减压起动控制线路自藕变压器减压起动控制线路3.自藕变压器减压启动控制线路自藕变压器减压启动控制线路变压器原理：变压器原理：U1U2N1N2U1U2=N1N2自藕变压器自藕变压器U1U2N1U1U2N1N2三相鼠笼式异步电动机启动用

39、自耦变压器实物图片三相鼠笼式异步电动机启动用自耦变压器实物图片KM1 L1 L2 L3FRKM2M3FUQSKM1T控制要求分析：控制要求分析：1.按下起动按钮，首先按下起动按钮，首先电电压经自藕变压器进入电动压经自藕变压器进入电动机定子绕组机定子绕组，即，即KM1通电通电。2.延时时间到，断开延时时间到，断开自藕自藕变压器变压器。正常。正常电压加到电电压加到电动机定子绕组，动机定子绕组，即即KM1断断电、电、KM2通电。通电。KM1 L1 L2 L3FRKM2M3FUQSKM1TFRSB1SB2KM1KTKTKM2KTKT3.自藕变压器减压启动控制线路自藕变压器减压启动控制线路特点特点：自藕

40、变压器减压启动适用于起动较大容量：自藕变压器减压启动适用于起动较大容量的正常工作接成星形或三角形的电动机。起动转矩的正常工作接成星形或三角形的电动机。起动转矩可以通过改变抽头的连接位置得到改变。可以通过改变抽头的连接位置得到改变。缺点：缺点：是自藕变压器价格较贵，而且不允许频繁是自藕变压器价格较贵，而且不允许频繁起动。起动。 3.自藕变压器减压启动自藕变压器减压启动4.延边三角形减压启动控制线路延边三角形减压启动控制线路l这一电路的设计思想是兼取星形连接与三角形连接的优这一电路的设计思想是兼取星形连接与三角形连接的优点，以期完成更为理想的启动过程。其转换过程仍按照点，以期完成更为理想的启动过程

41、。其转换过程仍按照时间原则来控制。时间原则来控制。l设想如果能设想如果能兼取星形接法启动电流小、而三角形接法启兼取星形接法启动电流小、而三角形接法启动转矩大动转矩大的优点，可在启动时将电动机定子绕组的一部的优点，可在启动时将电动机定子绕组的一部分接成星形；另一部分接成三角形。在启动结束以后，分接成星形；另一部分接成三角形。在启动结束以后，再换接成三角形接法。再换接成三角形接法。4.延边三角形减压启动控制线路延边三角形减压启动控制线路星形接法星形接法L1L2L3220VL1L2L3UU380V三角形接法三角形接法L1L2 L3220380V延边三角形接法延边三角形接法4.延边三角形减压启动控制线

42、路延边三角形减压启动控制线路（a a）原始状态；原始状态；( (b)b)延边三角形连接；延边三角形连接；( (c)c)三角形连接三角形连接星形：星形：17，24，39三角形：三角形： 47，58，69220V264V380V4.延边三角形减压启动控制线路延边三角形减压启动控制线路星型：星型：KM1,KM3三角：三角：KM1,KM22.2.3 三相绕线式异步电动机起动控制三相绕线式异步电动机起动控制 三相绕线式异步电动机的转子绕组可以通过滑三相绕线式异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接启动电阻已达到减小启动电流，提高转子环串接启动电阻已达到减小启动电流，提高转子电路功率因数和启动转矩的目的。电路

43、功率因数和启动转矩的目的。种类：种类：串电阻起动串电阻起动串频敏电阻器起动串频敏电阻器起动1、 转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路 启动过程启动过程：启动时，先把三相绕线异步电动机转子绕组与：启动时，先把三相绕线异步电动机转子绕组与可变起动电阻串接起动；启动过程中把电阻逐级短路；起可变起动电阻串接起动；启动过程中把电阻逐级短路；起动结束时，可变电阻也减小到零，转子绕组被直接短接，动结束时，可变电阻也减小到零，转子绕组被直接短接，电动机在额定状态下正常运转。电动机在额定状态下正常运转。特点特点：主要优点是启动转矩大，适合于重载启动，主要应：主要优点是启动转矩大，适合于重载启动，

44、主要应用于桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等。主要缺点是启动用于桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等。主要缺点是启动所需电器多，有级起动产生转矩波动。所需电器多，有级起动产生转矩波动。三相电阻短接的方式三相电阻短接的方式：有平衡短接法与不平衡短接法。：有平衡短接法与不平衡短接法。控制方式控制方式：根据绕线式异步电动机起动过程中转子电流的：根据绕线式异步电动机起动过程中转子电流的变化及所需起动时间有电流原则与时间原则两种控制方式变化及所需起动时间有电流原则与时间原则两种控制方式。电动机内部KM1(QA1)KM2(QA2)滑环电刷【注注】转子绕组总是闭合的转子绕组总是闭合的转子绕组星形接法外接启动电阻电阻可

45、分多级电动机外部启动接触器启动结束后短接接触器1、 转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路 1、转子绕组串电阻起动控制线路、转子绕组串电阻起动控制线路 起动电阻实物图片起动电阻实物图片启动启动电阻，电阻，9 9个，分个，分3 3级级1、 转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路 .按钮操作控制线路按钮操作控制线路 1、 转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路.时间原则控制时间原则控制绕线式电动机串绕线式电动机串电阻起动控制线电阻起动控制线路路1、 转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路.电流原则控制绕线电流原则控制绕线式电动机串电阻起动式电

46、动机串电阻起动控制线路控制线路 2、转子绕组串频敏变阻器起动控制电、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路路 频敏变阻器是一种由数片频敏变阻器是一种由数片E形钢板叠成铁心形钢板叠成铁心,外面再套外面再套上绕组的三相电抗器上绕组的三相电抗器.将其串接在转子回路中将其串接在转子回路中,其等效阻抗其等效阻抗随转子电流频率的减少而自动减少，常用于随转子电流频率的减少而自动减少，常用于380V低压绕线低压绕线转子异步电动机的起动控制。转子异步电动机的起动控制。工作原理：工作原理： R、L值与转子电流频率值与转子电流频率f2有关，有关， f2等效阻抗等效阻抗 启动时启动时n=0, f2=sf1(电网频率电网频率

47、)最高最高,等效阻抗最大等效阻抗最大,从从而限流而限流;随随nS f2，转子等效铁耗电阻自动减小，转子等效铁耗电阻自动减小，从而达到无级自动切除的目的；因为等效电阻和电抗从而达到无级自动切除的目的；因为等效电阻和电抗同步变化，功率因数不变，保证足够起动转矩同步变化，功率因数不变，保证足够起动转矩2、转子绕组串频敏变阻器起动控制电、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路路2、转子绕组串频敏变阻器起动控制电、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路路按动SB2KM1线圈通电自锁M串RF起动。同时，KT通电延时时间到，KA线圈通电自锁KM2线圈通电 KT线圈断电复位，转子切除RF， M进入运行状态。2.3电动机的

48、正反转控制线路电动机的正反转控制线路生产加工过程中，往往要求电动机能够实现可逆生产加工过程中，往往要求电动机能够实现可逆运行。如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与运行。如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转、起重机吊勾的上升与下降等等。这就要求电反转、起重机吊勾的上升与下降等等。这就要求电动机可以正反转。动机可以正反转。三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QS三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FR三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动

49、机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动

50、机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRK

51、M2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB31.电动机电动机“正一停一反正一停一反”控制线路控制线路 该图为利用两个接触器的常闭触头该图为利用两个接触器的常闭触头KM1、KM2起起相互控制作用，即利用一个接触器通电时，其常闭相互控制作用，即利用一个接触器通电时，其常闭辅助触头的断开来锁住对方线圈

52、的电路。辅助触头的断开来锁住对方线圈的电路。这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制对这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制对方的方法叫做方的方法叫做互锁互锁。而两对起互锁作用的触头便叫。而两对起互锁作用的触头便叫互锁触头。互锁触头。 2.电动机电动机“正反停正反停”控制线路控制线路 利用复合按钮利用复合按钮三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1F

53、RKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相异步电动机正反转控制线路三相异步电动机正反转控制线路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB33.自动往返行程控制电路自动往返行程控制电路1、主电路、主电路同电动机正反转控制线路。同

54、电动机正反转控制线路。2、控制电路、控制电路接触器互锁依然保留，加装行接触器互锁依然保留，加装行程开关互锁，以实现自动换向程开关互锁，以实现自动换向控制。控制。lKM1：前进：前进lKM2：后退：后退lSQ1：末端行程开关：末端行程开关SQ2：始端行程开关：始端行程开关lSB2：正向起动按钮：正向起动按钮 SB3：反向起动按钮：反向起动按钮SQ2 退退 进进 SQ13、单周期控制电路、单周期控制电路l按下起动按钮按下起动按钮SB2，运，运行一周后回到始端自动行一周后回到始端自动停止。停止。l去掉始端去掉始端SQ2的自动起的自动起动环节即可。动环节即可。4、末端延时单周期控制电路、末端延时单周期

55、控制电路 末端末端SQ1的起动控制改的起动控制改为经为经KT后起动反向接触后起动反向接触器器KM2。练习：练习：1.设计一小车运行的控制线路，小车由异步电动机设计一小车运行的控制线路，小车由异步电动机拖动其动作程序如下：拖动其动作程序如下：小车由原位开始前进，到终端后自动停止小车由原位开始前进，到终端后自动停止在终端停留在终端停留30S后自动返回原位停止。后自动返回原位停止。要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。动。FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSFRSB1SB2KM1KM1SB3KM2KM2KM1KM2SQ1SQ1SQ2KTKT

56、2.4 三相异步电动机的调速控制线路三相异步电动机的调速控制线路调速的目的调速的目的：生产机械在不同的场合，需要不同的速度：生产机械在不同的场合，需要不同的速度。如。如 车床的主轴、进给速度。车床的主轴、进给速度。机床常用的调速方法机床常用的调速方法：（1）机械有级调速。）机械有级调速。（2）电气和机械配合的有级调速多速电动机）电气和机械配合的有级调速多速电动机电动机的调速方法：电动机的调速方法：n=(1-s)60f/p 变变s（转差率）仅适用于绕线式异步电动机。转差率）仅适用于绕线式异步电动机。 变变p（磁机对数）变级调速（双速、三速电动机）。磁机对数）变级调速（双速、三速电动机）。 变变f

57、（电源频率）变频调速电源频率）变频调速 变极调速变极调速：用改变定子绕组的接线方式来改变电动机定子极：用改变定子绕组的接线方式来改变电动机定子极对数（即改变同步转速）达到调速目的。对数（即改变同步转速）达到调速目的。变极调速主要用于鼠笼式三相异步电动机（当然，电动机必变极调速主要用于鼠笼式三相异步电动机（当然，电动机必须是可变极调速的）。（因为绕线式感应电动机定子极数改须是可变极调速的）。（因为绕线式感应电动机定子极数改变，转子极数也必须随之改变，以保证转子极数与定子极数变，转子极数也必须随之改变，以保证转子极数与定子极数相同，所以实现困难。而笼型转子本身没有固定的极数，它相同，所以实现困难。

58、而笼型转子本身没有固定的极数，它的极数随定子极数而定。）的极数随定子极数而定。）特点特点：优点：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗优点：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；，效率高； 接线简单、控制方便、价格低；接线简单、控制方便、价格低； 缺点：有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；缺点：有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。效率的平滑调速特性。应用应用：本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切：本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机

59、床、升降机、起重设备、风机、水泵等。削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 定子只设置一套绕组，采用改变绕组端子连接方式定子只设置一套绕组，采用改变绕组端子连接方式从而改变极对数，可以得到两速或两种以上转速；从而改变极对数，可以得到两速或两种以上转速； 定子设置两套极对数不同的绕组得到双速；定子设置两套极对数不同的绕组得到双速； 定子设置两套绕组，每套绕组采用一种极对数绕组定子设置两套绕组，每套绕组采用一种极对数绕组或两种极对数的变极绕组，可以得到三速、四速。或两种极对数的变极绕组，可以得到三速、四速。 实用的变极调速电动机中，双速电动机定子一般装实用的变极调速电动机中，双速电动机定子一般装

60、一套绕组，三速和四速电动机一般装有两套绕组。一套绕组，三速和四速电动机一般装有两套绕组。（如国产（如国产YD系列变极调速三相异步电动机）系列变极调速三相异步电动机）变极调速电动机变极方案变极调速电动机变极方案1.接触器控制的双速电动机控制线路。接触器控制的双速电动机控制线路。 L1 L2 L3V2KM1M13FUQSKM2KM3U1U2V1W2W1U1U2V1W1V2W2接触器控制双速电动机的控制线路接触器控制双速电动机的控制线路SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM3KM1SB3KM3KM2三角形连接三角形连接:KM1:KM1双星形连接双星形连接:KM2,KM3:KM2,KM3KM1KM2