第十章电机控制

9.1常用控制电器9.2电动机的基本控制电路9.3电动机的基本控制方式9.4*控制电路应用实例

内容

常用控制电器（图形符号、动作过程、触点状态的变化）电动机的基本控制电路、保护环节电动机的基本控制方式（行程、时间、速度控制）

重点本章要求：4.掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。3.掌握过载、短路和失压保护的作用和方法;2.掌握自锁、联锁的作用和方法;1.了解常用低压电器的结构、功能和用途;

现代机床和生产机械的运动部件大多是用电动机来带动的；应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。控制电器：实现继电接触控制的电气设备，如：刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电路图形符号。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。控制电器手动电器

自动电器

刀开关组合开关按钮……接触器继电器行程开关……

9.1

常用控制电器由操作人员手动操纵按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作1.按钮(手动切换电器)(b)结构(a)外形图常闭触点常开触点是一种用来发布指令，切换控制电路的电器。常用于远距离手动控制各种电器元件，也可以用作转换各种信号线路和电气联锁线路等接通和断开控制电路，电气联锁。

9.1.1常用控制电器

按钮的额定电流一般不超过5A。复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式动触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(动断按钮)常开按钮(动合按钮)复合按钮1234123按钮帽2.刀开关(闸刀开关、刀闸)HK系列瓷底胶盖刀开关实物刀开关电路符号刀开关由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成。刀开关的种类很多。按极数（刀片数）分为单极、双极和三极；按结构分为平板式和条架式；按操作方式分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按转换方向分为单投和双投等。主要作用是作为电源开关以及用于小容量电动机不频繁的直接启动。刀开关在安装时应注意在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装，否则会因闸刀松动自然落下而误将电源接通。不得将刀开关平装或倒装，以免发生误动作。

对有熔断丝的刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。刀开关在使用时应注意在作隔离开关使用时，要注意操作顺序。分闸时，应先断开负荷开关，再断开刀开关；合闸时顺序相反。刀开关在合闸时，应保证三相同时合闸;没有灭弧室的刀开关，不能用作负荷开关来分断电流。组合开关内部解剖图组合开关电路符号组合开关常用于接通/断开控制电路的电源。改变电路工作状态组合开关外形图3.组合开关（转换开关）组合开关有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触片装在转轴上，旋转转轴，动触片随之使其与静触片接通或断开。组合开关原理图4.熔断器（保险丝）

由熔体(熔丝)和放置熔体的绝缘管及绝缘底座组成，熔体是熔断器的核心部分。主要作用是作短路保护、隔离故障点。

管式熔断器插入式熔断器螺旋式熔断器熔体:熔断器可分为:

管式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器等符号:FU安秒特性tIRN熔体额定电流的选择：原则：电路正常工作时，熔体不熔断；发生短路故障时，立即熔断，熔断时间与电流有关,见安秒特性。3.频繁起动的电机2.一般电机（稍大）1.无冲击电流的场合（如电灯、电炉）5.接触器作用：接通或断开电动机或其他设备的主电路。

构成：电磁铁（铁心、衔铁和线圈）触点系统（分为主触点和辅助触点）灭弧系统。

接触器控制对象：电动机及其它电力负载。

辅助触点接线端子（2个常开，2个常闭）主触点接线端子（3对常开触点）线圈接线端子接触器符号：接触器线圈KM接触器主触头－－用于通、断主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）KM接触器辅助触头－－用于控制电路（流过的电流小，自锁和互锁）常开常闭KM同一器件的不同部分(线圈和触点)必须用相同的字符表示.注意：~~~起动过程线圈通电衔铁被吸合主触点闭合接通电源线圈铁芯衔铁主触点弹簧辅助触点M3~电动机6.中间继电器继电器是一种根据特定输入信号而动作的自动控制电器，以实现对电路的控制作用和保护作用。继电器的种类根据用途可分：控制继电器和保护继电器；根据反映的不同信号可分：电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器、速度继电器……。中间继电器和接触器的结构、工作原理类似。通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用来控制小容量电动机或其他电气执行元件。主要区别：接触器的主触点可以通过大电流；

继电器的触点都一样，只能通过小电流,

一般不超过5A。

触点数目多，用在控制电路中。(b)符号KA线圈(a)中间继电器外形

动断(常闭)触头KA动合(常开)触头KA主要用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构(a)外形(b)结构7.热继电器发热元件结构：常闭触头双金属片工作原理：

电流热效应原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开，切断控制回路，接触器线圈断电，主触点断开，电动机停止工作。扣板符号:串联在主电路中串联在控制电路中动合(常闭)触头FR发热元件FR注意：热继电器的整定电流调整等于电动机的额定电流。这样当电动机额定运行时，热继电器不动作；当电动机过载，电流为整定电流的1.2倍时，热继电器将在20分钟内动作；当过载电流为整定电流的1.5倍时，热继电器在2分钟内动作。热继电器不能用于短路保护，因为热惯性，短路电流再大，热继电器也不会立即动作。8.断路器（空气开关或自动开关）符号:可实现短路、过载、失压保护。锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧9.1.2电气控制线路的绘制原则

注意：同一电器的不同部件可分开画，但应标注同一个文字符号；同一种电器有多个时，可用下标1、2、3等区分，如SB1,SB2……使用国标GB4728、GB7159规定的图形符号和文字符号。主电路：粗实线（强电流），左边或上方；基本按动作顺序：由上而下或自左至右。电器状态：未受外力和未通电的原始状态。控制电路：细实线（弱电流），右边或下方。9.2电动机的基本控制电路点动控制电动机的直接起动单向连续运转控制多处控制电机正、反转控制多机顺序联锁控制1.点动控制

动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电

电机停转。按下按钮（SB）

线圈（KM）通电触头（KM）闭合电机转动；KMSB控制电路M3~ABCKMFUQ主电路9.2.1点动和连续控制2.连续控制KM自锁自锁的作用按下按钮（SB2），线圈（KM）通电，主触点闭合，电机起动；即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。KMSB2M3~ABCKMFUQSB1起动按钮停车按钮辅助触头闭合，控制电路实际接线图M3~自锁触点停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。KMSB1KMSB2FR电流成回路，只要接两相就可以了。异步机的直接起动+过载保护发热元件热继电器触头ba电动机的基本保护环节

短路保护

因短路电流会产生强大的电动力,引起电器设备绝缘损坏，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。

通常采用熔断器(FU)和过流继电器等。

欠压是指电动机工作时，电动机电压降低。失压(零压)是指电源电压消失，电动机停转。在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(自起动)，极易造成人身损害或设备故障。

常用接触器、继电器等进行失压（欠压）保护。

过载保护是为防止三相电动机运行电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器进行过载保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。下列电路能否控制电机起停?SBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMKMSBstpSBstKMKM能起动,不能停止不能起动,且造成电源短路非正常起动,且不能停止只能点动QFRM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。点动+连续运行(1)SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路控制电路点动+连续运行(2)SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）控制关系SB：点动SB2：连续运行FR

以下控制电路能否实现既能点动、又能连续运行KMSB1KMSB2FRSB思考不能点动！例如：甲、乙两地同时控制一台电机方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。9.2.2多处控制KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB1乙甲地乙地1.基本原理

将接到电源的任意两根联线对调一头即可实现电动机的正反转，为此可用两个交流接触器来实现。2.基本要求

必须保证两个交流接触器不能同时工作。ABCKMRM3~FUQFRKMF9.2.3正反转控制KMFKMFSB1SBFFRM3~ABCKMFFUQSFRKMRKMRKMRSBR该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。操作过程：

SBF正转SBR反转停车SB1不能满足基本要求“两个交流接触器不能同时工作”电机的正反转控制(1)--加互锁互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3~KMFFRABCFUQKMRSBR互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制(2)--双重互锁KMRM3~ABCKMFFUQFR电气互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电气互锁（互锁触头）两电机先后顺序起动，无延时要求。

FUKM2FR2ABCFU1M3~ABCKM1FR1M3~主电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1控制电路9.2.4顺序控制KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通电闭合再按SB2闭合通电闭合闭合控制顺序：M1起动后，M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。M1转动M2转动....M13~这样的顺序控制是否合理？

两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头(KM1)的负荷过重。KM1KM2M23~思考KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1

例1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时:M1起动后M2才能起动；停车时:M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？起动：通电通电闭合闭合SBKM1FR1

例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时:M1起动后M2才能起动；停车时:M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：断电断电断开断开正反转控制线路3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR

下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误，请改正之。9.3电动机的基本控制方式行程控制时间控制速度控制9.3.1行程控制方式KMRM3~ABCKMFFUQFR

行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BA1.行程开关下一页上一页返回行程开关分：可自动复位式（直动式和单轮转动式）；不可自动复位式（双轮转动式）。行程开关电路的限位保护、行程控制、自动切换等。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作用结构2.行程控制方式实例

控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA

动作过程SB2正向运行电机停车（1）限位控制

(2)自动往复运动正程逆程电机工作要求：1.能正向运行也能反向运行

2.到位后能自动返回电机STaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自动往复运动控制电路

限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。关键措施某机床工作台自动往返电路分析说明各行程开关作用时间继电器钟表式空气式电子式阻容式数字式9.3.2时间控制方式。。。。。。。。1.空气式时间继电器常开触头延时闭合

常闭触头延时打开

线圈衔铁常闭触头常开触头线圈通电

衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作动作过程通电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭触点

延时闭合

常闭触点延时断开

常开触头常闭触头空气式时间继电器的延时范围大(有

0.4~60s和0.4~180s两种)。结构简单，但准确度较低。时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。时间继电器KT触点类型断电式常闭触点断电后延时闭合常开触点断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开触点通电后延时闭合常闭触点通电后延时断开KMFUQFR电机绕组A'xB'yC'zKM-YA'B'C'XYZYZB'YXC'A'KM-时间控制--例1：主电路电机的Y－起动KM-Y闭合，电机接成

Y形；KM-闭合，电机接成

形。KMFUQFR电机A'xB'yC'zKM-YKM-主电路接通电源延时KTKM-KM-YY转换完成SB2KMKTKM-YKM-KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT顺序控制：M1起动后，M2延时起动。SB2KM1KT

KM2

延时

KM2

M1起动KT

M2起动主电路同前控制电路时间控制--例2：KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT

实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？SB2KM1KT

KM2

延时

KM2

M1起动

M2起动

不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。动触点静触点外环工作原理

速度继电器的轴由电动机带动，当正常运行时，其外环转动到一定角度撞击动触点，使常开触点闭合，常闭触点打开。速度过低时，外环归位，常开断开。速度继电器KVKVKV电路符号9.3.3速度控制方式速度控制－反接制动电路M3~KM1RKM2KM1SB1KVKM2KM2SB2KM1KM1SB1KM2KV

正常工作时，KM1通电，电机正向运转，速度继电器（KV）常开触头闭合；停车时，按SB1，KM1断电，KM2通电，开始反接制动，当电机的速度接近零时，KV打开，电机停止运转，反接制动结束。限流电阻电动机保护的类型：失压保护：采用继电器、接触器控制短路保护：加熔断器过载保护：加热继电器小结1.短路保护：加熔断器频繁起动的电机：

异步电动机的起动电流（Ist）约为额定电流（IN）的

(5~7）倍。选择熔体额定电流（）时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系：一般电机：M3~ABCKMFUQ主电路KMSB1KMSB2控制电路2.失压保护：采用继电器、接触器控制

采用继电器、接触器控制后，电源电压<85%时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。KMSB1KMSB2FR

电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。M3~ABCKMFUQSFR3.过载保护：加热继电器热继电器的热元件热继电器触头电器符号标注刀闸熔断器按钮接触器热继电器行程开关时间继电器中间继电器QSFUSBKMFRSTKTKA电动机基本控制电路电动机基本控制方式点动控制连续转动控制多处控制正反转控制顺序控制行程控制时间控制速度控制

继电接触控制电路读图和设计中应注意的问题：1、首先了解工艺过程及控制要求；2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的控制关系；3、主电路、控制电路分开阅读或设计；4、控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而

右的顺序进行读图或设计；5、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都

叫相同的名字；6、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，且均按未通电状态表示；7、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联；8、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。例(1)----运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：

1.小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。

2.有过载和短路保护。

3.小车可停在任意位置。

正程逆程电机BA§10.4控制电路综合举例运料小车控制电路M3~ABCKMFFUQFRKMRSTa、STb为A、B两端的限位开关

KTa、KTb为两个时间继电器

主回路该电路的问题：小车在两极端位置时，不能停车。动作过程SBFKMF小车正向运行至A端撞STaKTa延时2分钟KMR小车反向运行至B端撞STbKTb延时2分钟KMF小车正向运行……如此往反运行。KMFKMFSBFKMRFRSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器（KA）实现任意位置停车的要求SBR---工作台位置控制控制电路综合举例：例(2)起动后工作台控制要求：

(1)运动部件A从1到2

(2)运动部件B从3到4(3)运动部件A从2回到1(4)运动部件B从4回到3自动循环BM1AM2ST3ST4ST2ST11234工作台位置控制电路(1)根据动作顺序设计控制电路。