继电器-接触器式控制电路

第二模块继电器-接触器控制电路电气控制系统图的绘制规则机车车辆教研室目录相关标准1电气工程图的种类2电气原理图的一般特点3电气原理图的符号与文字4电气原理图的绘制5一、相关标准电气控制系统图是工程技术的通用语言，它由各种电器元件的图形、文字符号要素组成。我国电气设备有关国家标准：GBT6988-2008电气技术用文件的编制GB/T4728-2008电气简图用图形符号GB7159—1987电气技术中的文字符号电气图中的图形和文字符号必须符合国家的最新标准。二、电气工程图的种类一项电气工程图装订成册，通常包含：

1、图纸总目录2、技术说明3、电气设备平面布置图4、电气系统图（框图）5、电气原理图

A、电气控制柜（箱）外形尺寸图

B、电气原理图

C、电气元件布置图

D、接线端子排图

E、设备接线图（或接线电缆表）

F、电气元件清单（单台明细表）6、电气设备使用说明书

5三、电气原理图的一般特点1．电气图的主要表达方式--简图2．电气图的主要表达内容--元件和连接线序号图线名称一般应用1实线基本线、简图主要内容用线，可见轮廓线、可见导线2虚线辅助线、屏蔽线、机械连接线、不可见轮廓线、不可见导线、计划扩展内容用线3点划线分界线、结构围框线、分组围框线4双点划线辅助围框线3．电气图的主要组成部分——图形符号和文字符号四、电气原理图的符号与文字

1．图形符号（1）一般符号（2）符号要素（3）限定符号2．文字符号（1）基本文字符号（2）辅助文字符号（3）补充文字符号3．线路和三相电气设备端标记线路采用字母、数字、符号及其组合标记。三相交流电源采用L1、L2、L3标记，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U、V、W顺序标记。分级三相交流电源主电路采用三相文字代号U、V、W前（后）加上阿拉伯数字1、2、3等来标记，如U1、V1、W1及U2、V2、W2等。五、电气原理图的绘制原则：（1）电气控制的电气原理图按所规定的图形符号、文字符号和回路标号进行绘制。（2）动力电路的电源电路一般绘制成水平线；

受电的电动机主电路用垂直线绘制在图面的左侧，控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，主电路与控制电路应分开绘制。各电路元件采用平行展开画法，但同一电器的各元件（触点）采用同一文字符号标明。五、电气原理图的绘制（3）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。触点动作的方向：当图形垂直放置时为从左向右，即在垂线左侧的触点为常开触点，在垂线右侧的触点为常闭触点；当图形水平放置时为从上向下，即水平线下方的触点为常开触点，在水平线上方的触点为常闭触点。（4）在原理图中的导线连接点均用小圆圈或黑圆点表示。（5）在原理图上方将图分成若干区，并标明该区电路的用途与作用；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。（6）电气控制电路原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符号、用途、数量、额定技术数据，均应填写在元器件明细表内。五、电气原理图的绘制主电路控制电路电气控制原理图一般分主电路和控制电路、信号及照明电路五、电气原理图的绘制12同一元件的各个部件按其在电路中所起作用，图形符号可以不画在一起，但文字符号必须相同五、电气原理图的绘制13电器的线圈、信号灯等耗能元件直接与下水平电源线连接五、电气原理图的绘制14尽可能减少线条和避免线条交叉。各导线之间有联系的，在导线交点处画一个实心圆点五、电气原理图的绘制15所有电器触点均按没有通电或没有外力作用的状态绘制五、电气原理图的绘制16每个电路的功能用文字符号表明原理图分为若干图区并用阿拉伯数字编号五、电气原理图的绘制17接触器线圈文字下方有两条竖线分成左中右三栏，分别显示主触点、辅助常开触点和辅助常闭触点所在图区五、电气原理图的绘制18继电器线圈文字下方有一条竖线分成左右两栏，分别辅助常开触点和辅助常闭触点所在图区五、电气原理图的绘制三相电动机基本控制线路机车车辆教研室目录控制线路的类型1直接启动控制2正反转控制3顺序控制4两点与多点控制5自动往复行程控制6启动、正反转、制动、调速直接/降压顺序/多地控制正反转/往复循环制动调速一、基本控制线路类型二、直接启动控制1．手动直接控制开启式负荷开关控制自动空气开关控制控制方式简单特点:电气原理图：应用:5.5KW以下电动机启动短路保护保护环节：短路保护、过载保护短路、过载保护2.点动控制工作原理：启动：按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M启动运行。停止：松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM主触头断开→电动机M失电停止。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2电气原理图：二、直接启动控制应用：车间起重用行车，设备单动作运行、调试保护环节：短路保护、欠压、失压保护控制电路短路保护主电路短路保护QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2二、直接启动控制欠压、失压保护2.点动控制二、直接启动控制2.点动控制过载保护扭子开关点动/连续转换连续运转自锁二、直接启动控制2.点动控制连续运转按钮点动按钮点动按钮连续运转按钮电气原理图3.连续运转控制自锁触点KMSB2FU2KMFRSB1L1L3L2FU1KMQSM3～FR二、直接启动控制3.连续运转控制二、直接启动控制保护环节短路保护：FU1、FU2L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3～FRKMFRSB23.连续运转控制过载保护：FR欠压、失压保护：KM二、直接启动控制三、正反转控制电路实现形式:电动机原理：改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向倒顺开关控制的正反转按钮、接触器控制的正反转1.倒顺开关控制5.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转特点:电气原理图：应用:SB1KMFU2FRKMSB2主电路控制电路用倒顺开关实现电源调相倒顺开关三、正反转控制电路2.按钮+接触器控制KM2FU1KM1M3～FRQSL1L3L2主电路控制电路FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3正转按钮反转按钮工作原理：缺点：电气原理图：三、正反转控制电路改变三相电源的相序误动作，KM1，KM2同时得电。控制电路：工作原理：联锁接触器联锁复合按钮联锁控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器联锁三、正反转控制电路合上电源开关按下按钮SB1KM1线圈通电M正转启动按下停止按钮SB3KM1线圈断电电动机M停止按下按钮SB2反向启动缺点：操作不便电气联锁机械联锁2.按钮+接触器控制控制电路：工作原理：复合按钮联锁控制控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2缺点：易产生故障合上电源开关按下按钮SB1KM1线圈通电M正转启动按下按钮SB2KM1线圈断电KM2线圈得电电动机反向启动2.按钮+接触器控制三、正反转控制电路三、正反转控制电路控制电路：工作原理：优点：接触器+复合按钮双重联锁控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1控制电路2.按钮+接触器控制三、正反转控制电路

要求几台电动机按一定的先后顺序来完成启动或停止的控制方式。单独停止同时停止四、顺序控制顺序停止？逆序停止顺序启动1.顺序启动单独停止控制电气原理图：四、顺序控制控制电路KM2FU2FR1SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM12.顺序启动同时停止控制电气原理图：控制电路四、顺序控制电气原理图：控制电路3.顺序启动逆序停止控制四、顺序控制四、顺序控制特点：在两地或多地控制同一台电动机的控制方式启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联五、两点与多点控制六、自动往复行程控制提问1：车间里行车，每当走到轨道尽头时，都会自动停下来，而不会朝墙上撞过去，为什么？提问2：如果操作者误操作，使行车超越两端的极限位置，将会发生什么情况？利用什么装置/元件使行车在到达极限位置前自动停下来？车间行车满足行车这样生产机械运动部件行程的控制线路就是典型的位置控制在生产过程中，一些生产机械运动部件的行程或位置要受到限制，有些生产机械的工作台要求在一定行程内自动往返运动，以便实现对工件的连续加工，提高生产效率。利用生产机械运动部件上的挡铁与行程开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路控制电路。六、自动往复行程控制六、自动往复行程控制1.行程位置控制SQ1SQ2行车1.行程位置控制合上电源开关QS按下SB1电动机正转松开SB1六、自动往复行程控制挡铁碰撞SQ1按下SB2,电动机反转挡铁碰撞SQ2

有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自动往返，通常利用行程开关控制电动机自动正反转实现。六、自动往复行程控制六、自动往复行程控制行程开关控制电动机自动正反转六、自动往复行程控制电动机工作台自动往返控制三相异步电动机启动控制线路机车车辆教研室目录启动控制类型1定子串接电阻降压启动2自藕变压器降压启动3Y-∆降压启动4延边三角形降压启动5一、启动控制类型降压启动定子绕组串接电阻自耦变压器降压

Y—△降压延边三角形降压电动机启动直接启动点动连续运转转子绕组串接电阻转子绕组串接频敏电阻笼型绕线启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后恢复电压到额定值，电动机进入正常工作状态。二、定子串接电阻降压启动

电气原理图工作原理合上电源开关按下按钮SB2KM1、KT线圈通电M串电阻降压启动KT延时KM2线圈通电M全压运行特点电动机全压正常运转时，KM1、KM2、KT线圈均带电，能耗高。二、定子串接电阻降压启动

电气原理图工作原理合上电源开关按下按钮SB2KM1、KT线圈通电M串电阻降压启动KT延时KM2线圈通电，KM1、KT线圈断电M全压运行特点节能课前提问可以直接启动

指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。三、Y—△降压启动控制Y—△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。

设电源电压为380V，绕组星形接法时每两相绕组的电压为380V

。角形接法时每相绕组的电压等于电源电压380V。

三、Y—△降压启动控制

星形接法时每相绕组上电压为220V，角形接法时每相绕组上电压为380V。三、Y—△降压启动控制

时间继电器控制Y—△降压起动电气原理图三、Y—△降压启动控制Y—△转换时间长短可以通过时间继电器KT调整时间 继电器控制Y—△降压起动电气原理图三、Y—△降压启动控制Y—△转换时间长短可以通过时间继电器KT调整三、Y—△降压启动控制只有电动机绕组为三角形绕制时，才允许星、三角降压启动控制四、自藕变压器降压启动

自耦变压器降压启动原理

在电动机启动时，利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运行。1.手动自耦减压启动器QJD3系列手动自耦减压启动器外形图结构图电路图四、自藕变压器降压启动

2.XJ01系列自耦减压启动箱广泛用于交流为50Hz、电压为380V、功率为14～300kW的三相笼型异步电动机的降压启动XJ01系列自耦减压启动箱电路图四、自藕变压器降压启动

1.按钮、接触器控制自藕变压器电气原理图四、自藕变压器降压启动

特点按钮、接触器与时间继电器控制自藕变压器。2启动箱电气原理图四、自藕变压器降压启动

定子绕组原始状态起动时定子绕组一部分接成星形，一部分接成三角形起动结束后换成三角形联结法投入全电压五、延边三角形降压启动延边三角形降压启动五、延边三角形降压启动机车车辆教研室绕线式异步电动机启动控制目录转子绕组串接电阻1转子绕组串接频敏电阻2三相绕线式异步电动机

绕线异步电动机的优点：可以在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动转矩及平滑调速之目的。

绕线异步电动机降压启动原理：

起动时，在转子回路中串入三相起动变阻器，并把起动电阻调到最大值，以减小起动电流，增大起动转矩。随着电动机转速的升高，起动电阻逐级减小。起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被短接，电动机在额定状态下运行。1.时间原则控制一、转子绕组串电阻电气原理图：KT1：控制KM2KT2：控制KM3KT3：控制KM4问题：1、当启动结束后，时间继电器是否保持吸合？2、KM1线圈支路中串联KM2\KM3\KM4的作用？2.电流原则控制一、转子绕组串电阻主电路KM1KM2KM3KM4KA控制电路电气原理图：三个欠电流继电器的线圈串接在转子回路中，电流继电器的吸合电流一样，但释放电流不同，KA1的释放电流最大，KA2其次，KA3最小。FU2SB2SB1KM1KM2KI2KAFRKM1KM3KM4KI1KI3L1QSL2L3FRKM1MFU1KM4R3KM33～R2KI3R1KI2KI1KM22.电流原则控制一、转子绕组串电阻工作原理：

电动机启动时转子电流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常闭触头都打开，KM2、KM3、KM4主触头处于断开状态，全部启动电阻均串接在转子绕组中。电动机转速逐渐升高，转子电流逐渐减小，当电流减小至KA1的释放电流时，KA1首先释放，其常闭触头复位，使接触器KM1得电主触头闭合，切除第一级电阻R1。

R1被切除后，转子电流重新增大，电动机转速继续升高，转子电流又减小，当减小至KA2的释放电流时，KA2释放，KA2的常闭触头复位，KM2线圈得电主触头闭合，第二级电阻R2被切除，同理，切除第三级电阻，全部电阻被切除，电动机启动完毕，进入正常运行状态。

频敏变阻器二、转子绕组串频敏变阻器铁心损耗很大的三相电抗器，由铸铁板或钢板叠成的三柱式铁心，在每个铁心上装有一个线圈，线圈的一端与转子绕组相连，另一端作星形连接。频敏变阻器的等效阻抗值与频率有关，电动机刚启动时，转速较低，转子电流的频率较高，相当于在转子回路中串接一个阻抗很大的电抗器，随着转速的升高，转子频率逐渐降低，其等效阻抗自动减小，实现了平滑无级启动。二、转子绕组串频敏变阻器主电路控制电路三相异步电动机制动控制机车车辆教研室目录制动控制类型1机械制动2能耗制动控制3反接制动控制4一、制动控制类型电力制动反接制动电容制动

能耗制动再生制动电动机制动机械制动电磁抱闸制动器制动电磁离合器制动断电制动通电制动电磁铁操纵机械抱闸制动与原来转动方向相反的制动力矩二、机械制动MWK系列电磁抱闸制动器电磁铁闸瓦铰链闸轮轴（连接电动机）1.电磁抱闸制动器二、机械制动断电制动控制1.电磁抱闸制动器优点:不至于因电路中断或电气故障的影响而造成事故。如起重机、行车、电梯、卷扬机等机械。缺点：1.不节能，制动器线圈长时间带电2.切断电源后电动机就被制动刹住不能转动不便调整。断电制动控制1.电磁抱闸制动器二、机械制动二、机械制动1.电磁抱闸制动器通电制动控制优点:制动器线圈不常带电，节能；断电时，闸瓦与闸轮分开，可调整位置。

二、机械制动1.电磁抱闸制动器通电制动控制二、机械制动2.电磁离合器1—动铁心2—激励线圈3—静铁心4—静摩擦片5—动摩擦片6—键7—绳轮轴8—法兰9—制动弹簧

三、能耗制动制动原理：把运动过程中储存在转子中的机械能转变为电能，消耗在转子电阻上根据制动控制的原则，一般分为：时间控制与速度控制两种形式。制动方法：在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩，以达到制动目的。1.按时间原则控制的单向能耗制动三、能耗制动变压器桥式整流器三、能耗制动整流：将交流电变成直流电的过程整流原理：利用二极管的单向导电性+当二极管正极电位>负极端电位，二极管导通当二极管正极电位<负极端电位，二极管截止单相桥式整流电路简化画法三、能耗制动（1）u2正半周时，如图（a）所示，A点电位高于B点电位，则V1、V3导通（V2、V4截止），i1自上而下流过负载RL；（2）u2负半周时，如图（b）所示，A点电位低于B点电位，则V2、V4导通（V1、V3截止），i2自上而下流过负载RL；(a)u2为正半周时的电流方向(b)u2为负半周时的电流方向

由波形图可见，u2一周期内，两组整流二极管轮流导通产生的单方向电流i1

和i2叠加形成了iL。于是负载得到全波脉动直流电压uL。(a)u2为正半周时的电流方向(b)u2为负半周时的电流方向三、能耗制动2.按时间原则控制的可逆运行能耗制动反转三、能耗制动三、能耗制动3.按速度原则控制的单向运行能耗制动4.按速度原则控制的可逆运行能耗制动三、能耗制动反转四、反接制动控制反接制动

原理：反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。反接制动要求要求1：通常要求在电动机主电路中串接反接制动电阻以限制反接制动电流。要求2：在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，以防止反向启动。四、反接制动控制1.单向反接制动控制电路1.电动机转速大于120r/min时，KS闭合2.电动机转速小于100r/min时，KS断开2.可逆转反接制动控制电路四、反接制动控制降压启动、正反转、反接制动2.可逆转反接制动控制电路四、反接制动控制1.正转控制，2.反转制动1.反转控制，2.正转制动降压启动切换到正常运转速度继电器2.可逆转反接制动控制电路四、反接制动控制1.正转控制2.反转制动1.反转控制2.正转制动正转制动；降压-正常运行反转制动；降压-正常运行降压启动转换正常运行四、反接制动控制正向启动转速提高较高转速正转时，为制动准备短接正常运转反接制动转速接近0三相异步电动机调速控制机车车辆教研室目录调速控制类型1双速变极调速2一、调速控制类型

转速表达式：调速方法：改变电源频率f

改变转差率s

改变磁极对数p——变频调速——转子电路串接电阻调速——变极调速变极调速有两种方法：第一种，改变定子绕组的连接方法；第二种，在定子上设置具有不同极对数的两套互相独立的绕组。变极调速一般可得到两级、三级速度，最多可获得四级速度，但常见是两级速度变极调速，即双速电动机的变数。一、调速控制类型

定子线圈△接法二、双速变极调速1、变极式原理定子绕组绕制方式定子线圈YY接法定子线圈Y接法定子绕组与极数有什么关系呢？二、双速变极调速定子线圈Y接法1、变极式原理取出一相绕组绕组串联产生4极磁场定子线圈YY接法取出一相绕组1、变极式原理绕组并联产生2极磁场绕组串联——4极磁场；绕组并联——2极；极数越多，电动机转速越慢二、双速变极调速1）△-YY连接2、变极式电动机的接线方式U1V1W1L1L3L2U2W2V2V1U1W1V2U2W2L2L3L1低速－△接法（4极）U1V1W1L1L3L2U2W2V2V1U1W1V2U2W2L2L3L1高速－YY接法（2极）悬空不接Y点电源相序反接二、双速变极调速2）Y-YY连接2.变极式电动机的接线方式U1V1W1L1L2V2W2U2V1U1W1V2U2W2L2L3L1低速－Y接法（4极）U1V1W1L1L3L2U2W2V2V1U1W1V2U2W2L2L3L1高速－YY接法（2极）悬空不接Y点电源相序反接二、双速变极调速3、双速异步电动机按钮控制调速电气原理图：SB1、KM1：控制电动机低速SB2、KM2、KM3：控制电动机高速二、双速变极调速4、双速异步电动机时间继电器控制调速二、双速变极调速5、双速异步电动机转换开关与时间继电器控制调速二、双速变极调速电路原理分析低速运行：转换开关SA扳到低速位置，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，KM1常闭触点断开实现与KM2、