船舶电气设备及系统课件电拖系统

学习第七章应该注意的点第七章学习应注意的几个问题：

1.如何判断电力拖动系统稳定运行？条件是什么？

2.电力拖动系统的运动方程是什么？需要进行什么折算？

3.负载机械特性有哪些类型？

4.交、直流调速有哪些类型？其方法和特点如何？

5.限制电动机输出的因素是什么？

6.电气制动的方法和机械特性各有哪些？

7.电动机有哪些工作制？选择电动机的依据是什么？

本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点：

1.拖动系统稳定运行判断；2.电气制动方法和机械特性。§7-1.电力拖动的基本概念本节的主要内容有三大部分：运动方程：

是分析电力拖动系统的工具，为了简化分析应该折算。负载机械特性：

负载与电动机机械特性都是拖动系统工作的依据，应知道类型。稳定运行：

稳定运行是系统追求的目的，应该掌握判断的依据和方法。单轴系统的运动方程：书P.86.式（7-1-1）

T-TL=JdΩ/dt=(GD2/375)

dn/dt——

从牛顿定律演化而来。

其中：375=120g/π（g=9.81，重力加速度常数）分析多轴系统的问题：——

一轴一个方程，解微分方程组较难。

解决办法：折算，将其它轴折算到电动机轴上，

原则：能量守衡。——

等效为一个单轴系统。需要折算的量：飞轮矩（转动惯量）——

变速比的平方，

负载转矩——

变速比。运动方程说明的问题：

（结论）由运动方程可见，电动机所产生的电磁转矩T除用于克服稳态负载转矩TL外，还要平衡系统加速或减速时所产生的动态惯性阻转矩（ΔT=T－TL），所以系统的运动状态是由电动机的电磁转矩和负载转矩共同所决定的。——ΔT=0：恒速，ΔT≠0：变速。一、电力拖动系统的运动方程负载机械特性类型：1）恒转矩（反抗性和位能性）；2）变转矩（通风机和恒功率）。通风机型又称泵类。负载机械特性总汇：T=knα

α=0：恒转矩型；α＞0：通风机型；α＜0：恒功率型。反抗性恒转矩位能性恒转矩通风机型恒功率二、负载的机械特性三、系统运行的稳定性

系统运行的稳定性是指：原来系统在机械特性上的某点运行，由于某种原因（如干扰等），使工作点发生变化，若造成工作点变化的原因去除后，系统能够回到原来的工作点运行，则系统是稳定的否则系统就是不稳定的。——

本书只讨论“静态稳定”。必要条件：电动机和负载机械特性有交点。充分条件：干扰消失后能回到原来交点。判断：——dT/dn＜dTL/dn。或：△T/△n＜△TL/△n。注意：系统是否稳定与电动机和负载两者的机械特性有关。电动机带不同的负载，其稳定性可能不同。

分析异步电动机的机械特性，根据稳定判断条件：△T/△n＜△TL/△n，对其带恒转矩负载进行稳定性判断可知：a点是稳定的；对于b点则不稳定。

稳定性的判断

结论：对恒转矩负载而言，异步电动机特性曲线临界转差率以下的部分，为不稳定区。注意：应用△T/△n＜△TL/△n时，△T、△TL和△n都应该连同其符号一起代入。

对于恒转矩负载，b点不稳定，但对于通风机型负载b点则稳定。因为，对于b点附近相同的正转速偏差△n，由图可见，电磁转矩偏差△T＜负载转矩偏差△TL

；对于b点附近相同负转速偏差△n，电磁转矩偏差△T＜负载转矩偏差△TL（负的偏差越大说明其值越小）。[第一节要点]：运动方程（多轴折算）；负载机械特性类型；稳定条件及判别。

稳定性与负载有关通风机型负载§7-2.交流电力拖动的调速

本节主要内容是四种常见的电气调速方法：

拖动系统的调速方法：1.机械调速；2.电气调速。电气调速就是改变电动机的转速，交流电动机可分为——

两种：1.改变转差率调速（同步转速不变）；2.改变同步转速调速。主要内容：

鼠笼式转子异步电动机定子降压调速；绕线式转子异步电动机转子串电阻调速；鼠笼式转子异步电动机变极调速；变频调速（通常是鼠笼式转子异步电动机）。一、三相异步电动机的调速方法

定义：所谓电气调速，就是人为改变电动机的机械特性达到改变电动机的转速。调速分类：根据异步电机转速公式：n=n0（1-s）可知，三相异步电动机电气调速可分为两大类：1.改变同步转速调速；2.改变转差率调速。改变同步转速的方法：1.改变电动机绕组的极对数（只适合鼠笼式）；2.改变电源频率。改变转差率调速的方法：1.降压调速；2.绕线式异步电动机转子回路串电阻调速。学习这部分内容时，主要注意：调速的方法（原理）和调速时电动机的机械特性的变化。原理：降压调速属于改变转差率调速。∵降低定子电压U，n0和临界转差率Sm=R2/X20不变，但Tmax∝U2减小。对于恒转矩型负载，T减小，则n减小，从而达到调速目的。特点：这种方法对于恒转矩型负载调速范围很小，而对于通风机型负载，调速范围则比较大，如右图所示。实现方法：

1.定子串联带抽头的饱和电抗器；

2.反并联晶闸管交流调压器；

3.定子绕组Δ/Y换接；适用场合：带通风机型负载的电动机。

降压调速

绕线式转子串电阻调速原理：转子串电阻调速属于改变转差率调速。∵转子电路外串联电阻RS后，n0和Tmax不变，而临界转差率Sm随RS而变化，RS↓→Sm↑机械特性越软，转速越低。特点：这种调速方法简单，能够满足一般多级调速要求，有级调速（转速只能逐档变化），调速和起动电阻可共用。

缺点：RS功耗大，轻载调速范围窄，有级，低速∵特性软负载波动对转速影响大运行不平稳，电刷滑环易出故障，维护工作量大。适用场合：带额定负载起动，如起重设备等。注意：调速电阻是长期工作制。

变极调速注意：变极调速只能是特殊鼠笼异步电机，每相有2个半相绕组。属于改变同步转速。半相绕组特点：两种不同连接可得两种不同极对数。YY连接时：极对数减少一半，且相序变反。△-YY：属于恒功率调速；Y-YY：属于恒转矩调速。——

“属于”理解为“适用于…负载”。记法：Y-YY时，绕组的U、I未变，不是恒功率，∴恒转矩。Y-YY△-YY原理：改变定子绕组连接可改变其产生的磁极对数，从而改变同步转速。特点：设备简单，特性较硬，运行平稳。但属于有级调速。用途：起货机、锚机等。国产常为△-YY（恒P）；国外常为Y-YY（恒T）。

变频调速原理原理：变频调速属于改变同步转速。根据n0=60f1/p可知，频率变，同步转速变，机械特性也变。要求：1.f1＞fn，负载转矩应相应减小，否则过载；

2.f1＜fn时，应保持U1/f1=常数。原因：∵f1＞fn时n＞nn，若保持额定转矩不变，会造成电机过载，∴若f1＞fn，负载转矩应相应减小。∵f1＜fn时，若保持U1不变，则E1=4.44kf1Φ中，Φ将增加，磁路会出现饱和，损耗会增加。∴f1＜fn时，必须保持U1/f1=常数。而在f1＞fn时，保持U1=Un，磁路磁通减小，电磁转矩相应减小。方法：采用变频器（种类较多）。特点：1.无级调速（类似直流调速）；2.特性硬度不变，转速平稳；3.变频器较贵，初次投资较大。[第二节要点]：方法（变s、n0，各自特点）；变极（接线，相序，恒P/T）；变频特点。

变频调速方法与特点§7-3.直流电力拖动的调速本节主要内容有两大部分：一、直流电动机的调速主要掌握直流电动机的各种调速实现的方法、特点和使用场合。二、调速电动机的容许输出知道限制电动机容许输出的因素和调速方式的种类。一、直流电动机的调速方法直流电动机的机械特性表达式为：

由机械特性，可知直流电动机的调速方法有三种：——

可分别单独调节和同时配合调节。

1.电枢回路串电阻调速；

2.弱磁调速；

3.降压调速

电枢串电阻调速

特点：简单、有级，但特性变软、电阻耗能大。空载调速不明显。属于恒转矩调速。恒转矩调速：带恒额定转矩调速时，电流不会超过额定值。

所谓“恒转矩”/“恒功率”调速，主要指适合于所带负载的类型，即后面所讲的“容许输出”。n0不变，斜率变

改变主磁通的调速

由于电动机磁路已经确定，且设计时一般电机磁路都处于“半饱和”状态。因此，改变主磁通只能减少，不能增加（增加则饱和，且励磁损耗大），固常称为“弱磁调速”。

弱磁则n、I增加，只有当TL减小，即I=T/（KTΦ）不变，使I不超过额定值，∵I=T/(KTΦ)，E≈U不变，而P=EI=KeΦnT/(KTΦ)∝nT。∴调速时应保持P恒定，即属于“恒功率调速”。特点：特性变软，可无级(平滑)调速。n0和斜率都变

改变电枢电压的调速

降压调速：理想空载转速减小，电动机的转速也相应减小。属于恒转矩调速。方法：1.G-M系统(可通过改变直流发电机的励磁)，2.晶闸管整流装置(改变导通角)，从而改变电动机的电压。(书P.93图)

特点：特性硬度不变,无级调速,属于恒转矩调速。降压和弱磁结合的调速：一般的调速规律：nN以下恒转矩，保证足够的驱动转矩；nN以上则为恒功率，保证电动机不过载。n0变，斜率不变二、调速电动机的容许输出

说明：一台造好的电动机，绕组的电阻及电机的散热能力已经确定，因此允许通过的电流及输出功率也就已经确定，即电动机的电流受限制，不能超过额定电流，（否则铜损增大，发热增加）。

调速类型：电动机调速时，转速发生的变化是由于机械特性变化引起的，而对于不同负载，电机机械特性的变化将使电动机的电流发生变化。为了保证电动机在调速时，电流不超过额定电流的限制，就必须在调速时限制负载的类型。也就是说，电动机的调速方案应该适应特地的负载类型。因此，按照调速时，允许的输出，可分为：恒功率和恒转矩调速两类。

当转速小于额定转速时：电动机的输出功率减小，如果要保持输出功率不变，则电动机的电流或磁通就得增加。由于磁路已经接近饱和，主磁通增加不上去，电流又受限制。因此，额定转速以下只能是恒转矩调速。∵T=KTΦI，KT是常数；∵磁路饱和，Φ不能增加；I受电动机容许输出的限制，∴Φ和I的最大值是恒定不变的，即可带的最大负载转矩恒定。注意：这里的“恒转矩”是指，所允许带的最大负载转矩是恒定的，只要负载转矩在最大转矩的限制范围内，电动机都可正常运行。当然在“最大转矩的限制范围内”是允许负载的转矩发生变化的。只是，若负载转矩长期小于最大转矩运行，则电动机及系统的效率都较低。

额定转速下的调速分析

当转速大于额定转速：若保持额定转矩不变，电动机输出功率必将超过额定功率(P=ΩP=EI)，电压或电流就需超过额定值。因此，为了不使电动机过载，额定转速以上只能是恒功率调速。即，必须限制负载的转矩。为了达到减小转矩的目的，通常只有通过减小主磁通，从而降低电动机电磁转矩，满足与负载转矩的配合，从而保证U、I不超过额定值(即，P=ΩP=EI=常数，T=KTΦI)。结论：——

额定转速以上为恒功率调速；额定转速以下为恒转矩调速。[第三节要点]：直流调速（方法、特性、特点）；容许输出（限制因素、调速形式）。

额定转速之上的调速分析§7-4.电力拖动系统的制动本节主要内容有两大部分：一、三相异步电动机的制动二、它励直流电动机的制动制动目的：——

产生与转向相反的转矩叫制动。

1.迅速停车；2.减速；3.匀速（不再加速）。

本节讨论的制动属于电气制动：制动转矩为电磁转矩(电气制动包括：反接、能耗、回馈等三种制动)。

机械制动(电磁铁制动)：本节不讨论。学习本节应注意：制动方法，机械特性，能量关系。特点：电动状态：T、n同向；制动状态：T、n反向。

说明一、三相异步电动机的制动

反接制动：方法:改变电动机电源相序(对调任意两根线)。用途:小型、不经常正反转的电动机快速停车。

特征：转差率s＞1，有电源反接和倒拉反接两种。能量关系:转子机械能与电源电能转换为电动机绕组中的热能(绕线式：倒拉反接)。机械特性：∵转速不能突变，∴瞬时切换到反向机械特性上。

回馈（再生）制动方法：

1.变极调速从高速变为低速时，自动进入回馈制动；

2.带恒转矩位能性负载工作在反向（落货）时，自动进入回馈制动。用途：1.迅速减速；2.匀速落货。能量关系：转子机械能转换成电能回送给电网。——

最经济的制动。

能耗制动方法：1.切断运行电动机定子三相交流电源；2.同时立即接通直流电源，使定子绕组通入直流电流在气隙产生恒定（不动）的磁场，即进入能耗制动。用途：1.迅速减速；2.匀速落货。能量关系：转子机械能变成电能消耗在电动机绕组。电动机的接线制动原理机械特性

制动时的机械特性总是在第二（正转→停车或反转）和第四象限（反转→停车或正转）。1和7：正、反向回馈制动；2和6：正、反向电源反接制动；3和5：正、反向能耗制动；4:绕线式异步电动机倒拉反接制动。

交流异步电动机制动特性汇总绕线式异步电动机才有倒拉反接制动，且只有1条。二、他励直流电动机的制动

他励直流电动机的制动也包括：反接、能耗、回馈等三种。但是应该注意：∵电枢电阻很小，∴反接制动和能耗制动一般都需串入电阻限制电流。

反接制动：特征：电枢电压与电动势方向相同。也有电源反接和倒拉反接两种。电源反接：电枢回路串入大的电阻，同时将电源极性反向。倒拉反接：带位能性恒转矩负载时，在电枢回路串入很大的电阻，电动机产生的电磁转矩小于负载转矩，被负载拖动而进入反转。

回馈制动和能耗制动

回馈制动：位能性负载下落或降压调速时电压降低较多时，都会出现回馈制动。特征：电枢电势大于电枢电压，即E＞U。

能耗制动：断开电动机电源，将电枢通过电阻短接。特征：U=0，n0=0。∵原来E很大，∴U=0时，必须串入大的电阻限流。[第四节要点]：方法、特点、应用和能量关系；特性。

制动时的机械特性总是在第二（正转→停车或反转）和第四象限（反转→停车或正转）。

1和7:正、反向回馈制动；

2和6:正、反向电源反接制动；

3和5:正、反向能耗制动；

4:倒拉反接制动(只有1条)。

直流电动机制动特性汇总§7-5.电动机的温升与维护管理本节主要内容有两大部分：一、电机的温升与维护管理了解电动机温升产生的原因和变化规律；知道我国规定的标准环境温度；掌握电机的维护管理的注意事项。二、电动机的工作制与额定容量了解电动机的容量选择、短时标准、负载持续率和电机相互替代的依据。一、电动机的温升与维护管理电机的损耗有：1.正常损耗（可变、固定）；

2.非正常损耗。——

都变为热量。发热与散热：

1.参数：温升τ、标准环境温度θn、热惯性时间常数Tθ(错)P.98，应增加：“可用来衡量”几个字。

2.温升变化规律：是“发热”与“散热”共同作用的结果。稳定运行的电机最终温升可达到一个稳定值.运行管理注意事项：

1.经常监视温升；2.注意环境温度的变化；3.定期检测绝缘。二、电动机的工作制与额定容量

电动机的工作制：工作制：连续、短时和重复短时(断续、间断)三种。连续工作制：需要长时间工作，温升可达稳定温升。短时工作制：工作时达不到稳定温升；停止时降到环境温升。断续工作制：工作时达不到稳定温升；停止时降不到环境温升。负载持续率FC定义：注意周期小于等于10分钟。连续：恒定负载：Pn≧PL，即可；

变化负载：求出等效额定电流（功率或转矩）。短时：——

按标准工作时间。

我国有四种：15、30、60和90分钟。断续：——

按负载持续率。

我国有四种：15、25、40和60%。结论：1.容量确定及电机替代(选择)稳定温度不超过容许温度。

2.相互替代应注意：额定的U、f、P、n、绝缘等级、防护等级外及“工作制”和起动、过载能力。[第五节要点]：温升；工作制(短时标准、负载持续率)。

电动机容量选择第七章各节要点各节要点：第一节：运动方程（多轴折算）；负载机械特性类型；稳定条件及判别。

第二节：方法（变s、n0，各自特点）；变极（接线，相序，恒P/T）；变频特点。

第三节：直流调速（方法、特性、特点）；容许输出（限制因素、调速形式）。

第四节：方法、特点、应用和能量关系；特性。

第五节：温升；工作制（短时标准、负载持续率）。第七章的主要内容掌握电力拖动系统稳定运行的条件与判断，知道运动方程及折算，懂得负载机械特性的类型；掌握交、直流调速的方法特点和类型，知道限制电动机输出的因素；了解电力拖动的电气制动方法，掌握其能量关系和制动的机械特性；知道电动机温升变化规律和电动机的工作制，了解电动机的选择方法及选择内容。第八章继电-接触器控制§8-1.常用控制电器§8-2.控制线路图示法§8-3.电动机的全压起动控制§8-4.电动机的降压起动控制§8-5.电动机的制动停车控制§8-6.直流电动机的起动控制§8-7.机舱电动辅机的自动控制第八章小结学习第八章应该注意的点第八章学习应注意的几个问题：

1.常用电器有哪些？各自如何工作？

2.什么是控制线路图示法？国家标准进行了什么规定？

3.如何分析起动、自动及常用控制线路？这些线路设置了那些保护环节？它们的工作过程如何？本章主要是原理性的概念不要求计算。相对比较难的点：

1.常用电器工作原理(尤其是时间继电器符号)；

2.部分直流电动机起动控制线路中继电器工作(触点竞争问题)。§8-1.常用控制电器本节介绍的控制电器主要有四种组合开关接触器继电器熔断器

总体要求：

各种电器主要应该掌握其工作原理，结构则可一般了解。接触器：应注意参数及交流接触器短路环的作用原理。继电器和熔断器：应注意选择方法和规定。一、组合开关常用有HZ10系列：

H-开关类电器，Z-转换开关。注意：1.这是通断较大电流的转换开关，与通过小电流的万能转换开关不同。

2.若解体应注意弹簧的安装。弹簧的作用：

快速通断，避免损坏触头。组装后的样子结构图见书P.101.图8-1-1接触器(Contactor)：结构：触头（Contact）系统（含灭弧装置），电磁机构，释放弹簧。

原理：——

通电：电磁力吸合；断电：弹簧力释放。

技术参数：

⑴.线圈额定电压；⑵.(触头)额定电流；⑶.动作值。书P.101~102。主触头(maincontact)：主电路、大电流；辅助触头(auxiliarycontact)：控制电路、小电流。二、接触器原理图实物与符号种类：电磁式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、电动式等。常用的以电磁式为主。电磁式继电器：继电器(relay)：没有主触头。原理与接触器同。电压继电器：线圈匝多、线细，有过压和欠压继电器之分。电流继电器：线圈匝少、线粗，有过流和欠流继电器之分。中间继电器：实质就是电压继电器，作用：1.放大；2.增加触头。时间继电器：作用：产生延时，有通电延时和断电延时之分。通电延时线圈1.通电延时闭合，断电瞬时断开的常开触头。2.通电瞬时闭合，断电延时断开的常开触头。3.通电延时断开，断电瞬时闭合的常闭触头。4.通电瞬时断开，断电延时闭合的常闭触头。断电延时线圈三、继电器

时间继电器结构

空气阻尼(气囊)式时间继电器：

有通电延时和断电延时之分。参见：书P.103，图8-1-3。电动式时间继电器：组成：一台小型同步电动机和机械减速机构。电子式时间继电器：——

原理图见书P.104，图8-1-4。晶闸管V4延时导通，V4导通后，KA线圈才通过较大的电流，才使其触头动作——改变状态。速度继电器：感应式原理图见书P.104，图8-1-5。原理：将速度转化成圆环上导条的受力（与异步电动机原理相似），当圆环所受的力大于弹簧力（可人为整定）时，触头动作。热继电器：

原理：利用电流的热效应，使双金属片弯曲，从而使触头动作。注意：1.热继电器只用作过载保护或缺相保护，不能用作短路保护。

2.热继电器动作后须经过冷却后，按动复位按钮才能复位。

其它继电器

主令控制器主令控制器：——

已经不是继电器的内容，属于“主令电器”。用途：用来频繁切换(通断)控制线路(小电流线路)的手动电器。船上：起货机、锚机都由它操作控制。表示：1.图形符号：触点用小圆圈表示，虚线表示档位，在虚线上涂上黑点表示触点在对应的档位接通，没有黑点则表示断开。

2.触头表表示：将触点与档位分别画在表格中的行和列，对应的格子内用“×”表示触点在该档位接通，空白表示断开。主令控制器的触点

通常，操作位置可能影响安全的设备都必须采用主令控制器来操作。如起货机、锚机等。主令控制器的外观[第一节要点]：各种电器（作用原理）；接触器（参数、交流短路环）；继电器（U、I、timer、n、热）；熔断器（作用、选择）。

用途：作为短路保护的电器。熔丝具有“反时限特性”。四、熔断器

选择：——

熔断器主要掌握熔丝的选择，见书P.105至106。——

岸上为1.5或2.5In。

1.平稳负载：略大于负载额定电流；

2.单台电动机(频繁/不频繁)：起动电流除2.5或者1.6~2。

3.多台电动机：1.5~2.5Inmax+∑In。熔断器特性反时限特性§8-2.控制线路图示法本节主要内容：注意：篇幅虽然小，但内容重要，对看图及分析意义重大。尤其是：有关规定，一定要记住，且会用。内容：

1.控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号；

2.电气线路图；

3.绘制电路图规定。——

虽然是绘制规定，但若不懂这些规定，将无从读图，更不用说分析。一、控制线路中电器和元件的图形符号和文字符号控制系统的组成：电器由元件组成，电器用导线连接成电气线路，从而组成继电接触器控制系统。常用控制电器：各种继电器、接触器、按钮、开关及其它电器，电动机也是控制系统的一部分。图形符号和文字符号：符合GB4728-84、85和GB7159-87的标准。见书P.121.至P.123——附录一。（前面各种电器已对部分符号进行说明，这里略讲）

电气线路图：——

有多种，书上介绍两种：电路图和接线图。电路图：用符号按其工作顺序排列，详细表示电路设备或全套装置的全部组成和电气连接。——

不考虑实际位置；分析原理用。接线图：用规定的符号既表明各电气元件在电路上的联系，又表明各元件相互间位置的图形，施工、检修用。——

属于安装图之一。二、电气线路图主要规定：

1.控制系统内全部电机、电器或其它带电部分，都应按标准绘制和标注图形和文字符号；

2.电路图分为主电路和控制电路两部分，主电路用粗实线绘制在左边或上部；

3.各电器按“常开”——（未通电或不受外力作用）绘制；

4.同一电器的不同部件按作用画在不同位置，但标以相同的文字符号（以数字进行区别）；

5.图中各元件动作顺序一般是：“从上到下，从左到右”。直接连接点要用小圆圈或小黑点表示。[第二节要点]：常用符号；图的种类；规定。三、绘制电路图的规定§8-3.电动机的全压起动控制本节主要内容：主要内容：——三类控制线路一.点动、连续和多地点控制线路；二.正反转互锁控制线路；三.顺序起动联锁控制线路。学习要求：

1.掌握各种控制线路的功能、用途、特点；

2.能够分析线路的工作原理；

3.注意各个线路中的保护措施和实现环节。一、点动、连续控制和多地点控制

用途与功能：试车、调整时用；按动按钮电机运行，松开按钮电机停车。

原理分析：线圈有电，触头改变状态；线圈失电触头恢复原状。起、停和运行都需操作者参与。

保护措施：主、控制电路短路保护。

点动控制线路：——

点一下，动一下。点动线路

用途与功能：远距离控制和保护异步电动机。原理分析：起、停需操作者参与，运行时则不需要参与。保护措施：失欠压、过载、短路保护。（注意：自锁触头的2个作用）

连续控制线路连续线路

多地点控制线路用途与功能：

在两个或以上对同一台异步电动机进行连续（起动、停止）控制。

注意：——控制线路的画法。接线要点：起动按钮并联；停止按钮串联。控制线路主电路两个地点（用两个颜色表示）

书上图8-3-3未能标出两个地点之间的接线，如若按照“起动按钮并联，停止按钮串联”接线，则有两种接线方式，分别需要“3条连接线”和“4条连接线”，其中以3条连接线为较好，示出如下：

多地点控制线路的改进3条连接线要领：从起停按钮接线处引线可节省一条线。4条连接线二、正反转互锁控制

反转的实现：改变相序，任意两线对调。由两个接触器实现。互锁的含义：就是互相“锁住”对方，不让对方同时处于工作状态。一方处于工作时，另一方就被“锁住”不能再处于工作状态，除非处于工作状态的一方停止工作。互锁目的：避免同时工作，避免短路。互锁形式：电气、机械和多重互锁。

电气互锁电气互锁

方法：将接触器的常闭辅触头串接到被互锁的另一个接触器的线圈回路中。特点：直接按下反转按钮不能进入反转，但相对较可靠。

因为：接触器通断时，主触头若被电弧烧粘住，则其常闭辅触头不能闭合，即使按下另外一个接触器控制按钮也不能使其通电工作——相对较可靠。

机械互锁机械互锁

方法：将按钮的常闭辅触头串接到被互锁的另一个接触器的线圈回路中。特点：可直接按下按钮进入反转，但相对较不可靠。因为：接触器通断时，主触头若被电弧烧粘住，虽然故障接触器线圈不通电，但却仍使主电路接通。若另一接触器线圈通电工作，则造成短路。另一种互锁

多重互锁多重互锁

电气互锁较可靠，但不能直接反向起动（需先停车后才能反向起动）；机械互锁虽能直接反向起动，但却不太可靠，因此将电气互锁和机械互锁组合在一起则成为多重互锁。特点：既可直接反向，又较可靠（主触头粘连时也能起到互锁作用）。注意：主令控制器互锁，应采用多重互锁（避免主令触头故障使互锁失效）。主令控制器互锁KA零压保护三、顺序起动联锁控制联锁控制：即按顺序起动或停止的控制——

联合控制。用途：许多设备要求机油泵电机必须先起动，后停止。书P.109，图8-3-6所示电路就是先起动控制线路，此外还有后停止线路。

联锁控制线路联锁控制要点：先起动接触器的常开触头与后起动接触器线圈串联。先停止接触器的常闭触头与后停止的停止按钮并联。[第三节要点]：各种控制特点、目的、接线、保护、应用场合和原理。先起动，任意停止先起动，后停止先起动，先停止第四节

先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

SB4

SB1

SB3

先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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SB3

先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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SB3

先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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SB1

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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SB3

先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动任意停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2可单独停止也可同时停止。

KM1

SB2KM2

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

KM1

SB2KM2

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

KM1

SB2KM2

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

KM1

SB2KM2

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

KM1

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

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先起动后停止线路KM1先起动KM2才能起动，KM2先停止后KM1才能停止。

KM1

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SB3§8-4.电动机的降压起动控制本节主要内容：主要内容：——三个控制线路一.星形-三角形降压起动控制；二.自耦变压器降压起动控制；三.转子电路串电阻起动控制。学习要求：

1.掌握各种控制线路的功能、用途、特点；

2.能够分析线路的工作原理；

3.注意各个线路中的保护措施和实现环节；

4.注意各个线路换接的方法。

降压起动目的与方法降压起动目的：∵电动机起动时，Ist大，线压降大→影响其它设备正常工作，∴要降压。降压起动目的是减少起动电流（不是减小起动转矩）。降压起动常用方法：

1.Y/Δ降压起动；2.自耦变压器降压起动；3.转子串电阻起动（绕线式）。此外，还有：定子串阻抗、延边三角形降压起动等（不讲）。选用什么方法，主要看使用场合不同。一、星形-三角形降压起动控制Y/Δ降压起动：使用场合：轻载、空载起动。只能带小于1/3的额定负载转矩起动。换接方法：根据“时间原则”，用时间继电器换接。保护分析：过载、短路、失压。

起动过程分析：合上QS，按下起动按钮SB2...。SB2SB1二.一、星形-三角形降压起动控制Y/Δ降压起动：使用场合：轻载、空载起动。只能带小于1/3的额定负载转矩起动。换接方法：根据“时间原则”，用时间继电器换接。保护分析：过载、短路、失压。

起动过程分析：合上QS，按下起动按钮SB2...。SB2SB1二.一、星形-三角形降压起动控制Y/Δ降压起动：使用场合：轻载、空载起动。只能带小于1/3的额定负载转矩起动。换接方法：根据“时间原则”，用时间继电器换接。保护分析：过载、短路、失压。

起动过程分析：合上QS，按下起动按钮SB2...。开始延时延时6秒到延时6秒到延时6秒到起动结束SB2SB1二、自耦变压器降压起动控制使用场合：轻载、半载起动。可带1/k2的额定负载转矩起动（k为自耦变压器的变比）。换接方法：根据“时间原则”，用时间继电器换接。起动过程：——分析：合上QS，按下起动按钮SB2......。保护分析：过载、短路、失压。SB2SB1三.二、自耦变压器降压起动控制使用场合：轻载、半载起动。可带1/k2的额定负载转矩起动（k为自耦变压器的变比）。换接方法：根据“时间原则”，用时间继电器换接。起动过程：——分析：合上QS，按下起动按钮SB2......。保护分析：过载、短路、失压。SB2SB1三.二、自耦变压器降压起动控制使用场合：轻载、半载起动。可带1/k2的额定负载转矩起动（k为自耦变压器的变比）。换接方法：根据“时间原则”，用时间继电器换接。起动过程：——分析：合上QS，按下起动按钮SB2......。保护分析：过载、短路、失压。开始起动延时延时6秒到延时6秒到延时6秒到准备切换起动结束SB2SB1三.三、转子电路串电阻起动控制使用场合：重载起动。可带额定负载转矩起动，尤其适合起重设备用绕线式异步机。换接方法：根据“电流原则”，用欠电流继电器换接。[第四节要点]：线路分析；所设保护及其作用；各线路工作原理。下一节观看起动线路

转子串电阻起动线路起动过程分析：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2......。注意：电流继电器KI1和KI2的动作时间比接触器KM2和KM3快，因此KM1闭合后，KM2不会立即得电。此线路的最大不足是：在起动时，没有串电阻起动保障措施。（分析KM3触头熔粘的后果）SB2SB1返回

转子串电阻起动线路此线路的最大不足是：在起动时，没有串电阻起动保障措施。（分析KM3触头熔粘的后果）起动过程分析：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2......。注意：电流继电器KI1和KI2的动作时间比接触器KM2和KM3快，因此KM1闭合后，KM2不会立即得电。SB2SB1返回

转子串电阻起动线路此线路的最大不足是：在起动时，没有串电阻起动保障措施。（分析KM3触头熔粘的后果）起动过程分析：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2......。注意：电流继电器KI1和KI2的动作时间比接触器KM2和KM3快，因此KM1闭合后，KM2不会立即得电。返回SB2SB1起动结束§8-5.电动机的制动停车控制本节主要内容：主要内容：——两个控制线路一.能耗制动停车控制；二.反接制动停车控制。学习要求：

1.能够分析线路的工作原理；

2.知道制动过程中的能量关系；

3.知道制动时间的调整。一、能耗制动停车控制

原理：切断运行电动机定子三相交流电源，同时立即接通直流电源，使定子绕组通入直流电流在气隙产生恒定（不动）的磁场，电动机转子的动能使转子绕组切割恒定磁场，产生电势，转子绕组即流过电流，这一电流与恒定磁场产生相互作用力矩是阻碍性力矩，从而使电动机进入能耗制动。用途：1.迅速减速；2.匀速落货。实现方法：控制电动机运行的接触器断开；控制直流励磁的接触器闭合，转速接近于0时断开。

能量关系：电动机转子的动能转换成电能消耗在电动机的转子回路。控制原理分析：工作状态：电动机正常运转时，KM1和KT线圈通电工作，因为KM1常闭触头断开，所以KM2线圈无电。制动过程：按下SB1，KM1线圈断电，KM2线圈得电，电动机进入能耗制动，KT线圈开始断电延时。延时时间到，KT触头断开，KM2线圈断电，能耗制动结束。

能耗制动控制线路制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。SB2SB1QS控制原理分析：工作状态：电动机正常运转时，KM1和KT线圈通电工作，因为KM1常闭触头断开，所以KM2线圈无电。制动过程：按下SB1，KM1线圈断电，KM2线圈得电，电动机进入能耗制动，KT线圈开始断电延时。延时时间到，KT触头断开，KM2线圈断电，能耗制动结束。

能耗制动控制线路制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。SB2SB1QS

准备工作：合上空气开关QS后，电源提供的三相交流电送到主接触器主触头的上方，控制线路也有电。起动的准备工作就绪。起动：按下起动按钮SB2，异步电动机进入起动过程。

能耗制动控制线路制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。SB2SB1

准备工作：合上空气开关QS后，电源提供的三相交流电送到主接触器主触头的上方，控制线路也有电。起动的准备工作就绪。起动：按下起动按钮SB2，异步电动机进入起动过程。起动准备就绪

能耗制动控制线路制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。SB2SB1

准备工作：合上空气开关QS后，电源提供的三相交流电送到主接触器主触头的上方，控制线路也有电。起动的准备工作就绪。起动：按下起动按钮SB2，异步电动机进入起动过程。

能耗制动控制线路制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。SB2SB1起动结束

准备工作：合上空气开关QS后，电源提供的三相交流电送到主接触器主触头的上方，控制线路也有电。起动的准备工作就绪。起动：按下起动按钮SB2，异步电动机进入起动过程。

制动操作：按下停止按钮SB1，主接触器线圈失电，主触头断开电动机三相交流电源，常闭辅助触头接通接触器KM2的线圈回路，KM2的主触头将直流电源送给电机定子绕组。同时时间继电器KT断电延时。

能耗制动控制线路制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。SB2SB1

制动操作：按下停止按钮SB1，主接触器线圈失电，主触头断开电动机三相交流电源，常闭辅助触头接通接触器KM2的线圈回路，KM2的主触头将直流电源送给电机定子绕组。同时时间继电器KT断电延时。

能耗制动控制线路

制动操作：按下停止按钮SB1，主接触器线圈失电，主触头断开电动机三相交流电源，常闭辅助触头接通接触器KM2的线圈回路，KM2的主触头将直流电源送给电机定子绕组。同时时间继电器KT断电延时。制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。开始制动延时SB2SB1

能耗制动控制线路

制动操作：按下停止按钮SB1，主接触器线圈失电，主触头断开电动机三相交流电源，常闭辅助触头接通接触器KM2的线圈回路，KM2的主触头将直流电源送给电机定子绕组。同时时间继电器KT断电延时。制动时间调整：调节KT的断电延时，可以调整制动过程时间。属于按时间原则换接（切换）。开始制动延时延时结束延时结束总过程结束SB2SB1总过程结束返回二、反接制动停车控制

方法：将异步电动机定子三相交流电源相序变反，将进入反接制动。为了限制制动电流，经常需要在反接制动时串入限流电阻。能量关系：电动机转子的动能转换成电能及电源提供的电能都消耗在电动机的转子回路。注意：制动结束时应及时将反向电源去掉，否则电动机将反向起动。

反接制动控制线路电动机的起动：合上QS,按下SB2，电机起动,KM1线圈通电,当转速接近nn，继电器KS常开触头闭合,为反接制动做准备。SB2SB1QS

反接制动控制线路电动机的起动：合上QS,按下SB2，电机起动,KM1线圈通电,当转速接近nn，继电器KS常开触头闭合,为反接制动做准备。SB2SB1

反接制动控制线路电动机的起动：合上QS,按下SB2，电机起动,KM1线圈通电,当转速接近nn，继电器KS常开触头闭合,为反接制动做准备。SB2SB1

反接制动控制线路电动机的起动：合上QS,按下SB2，电机起动,KM1线圈通电,当转速接近nn，继电器KS常开触头闭合,为反接制动做准备。起动结束SB2SB1

制动过程：按下SB1，KM1线圈断电，同时KM2线圈得电，电动机进入反接制动。当n降低到接近0时，KS触头断开，KM2断电，反接制动结束。

反接制动控制线路

制动过程：按下SB1，KM1线圈断电，同时KM2线圈得电，电动机进入反接制动。当n降低到接近0时，KS触头断开，KM2断电，反接制动结束。SB2SB1

反接制动控制线路

制动过程：按下SB1，KM1线圈断电，同时KM2线圈得电，电动机进入反接制动。当n降低到接近0时，KS触头断开，KM2断电，反接制动结束。制动结束制动结束制动结束制动结束

制动时间：通过调节转速继电器KS释放值，可调整制动结束时的转速，保证电机准确停车，不进入反向起动。属于按转速原则换接（切换）。SB2SB1返回

控制线路的“切换”说明

切换原则：所谓切换，是指控制电路改变控制状态的过程。切换原则则指控制电路改变控制状态的依据。三相异步交流电动机制动过程中，从制动状态变为停止状态的切换原则通常有三种：时间原则、转速原则和电流原则。通常能耗制动必须采用时间原则（∵在能耗制动过程中电流和转速变小的时间很长，实际没有必要），反接制动则以时间原则更能准确停车。电流原则则往往在起动电路的切换中运用。[第五节要点]：能量关系；制动时间控制；各线路工作原理。§8-6.直流电动机的起动控制本节主要内容：主要内容：三个控制线路，电枢回路串电阻起动。一.按时间方式自动起动控制线路；二.按电流方式自动起动控制线路；三.按转速（电势）方式自动起动控制线路。学习要求：

1.能够分析线路的工作原理；

2.注意线路中各个电器线圈通电及动作关系；

3.知道直流电动机控制线路的主要保护环节。一、直流电动机的起动控制直流电动机的起动问题：∵n=0，E=0，Ist=（U-E）/Ra很大，∴一般不能直接起动。而且，∵E=KeØn，为了使起动过程中的E最大（才能减小Ist），要求以最大的励磁电流（至少是额定励磁电流）起动。——

注意：Ist的取值范围，书P.114。起动时的机械特性及过程见书P.114.图8-6-1。起动方法：——2种（书上仅介绍串电阻起动线路）

1.电枢回路串电阻起动；2.降压起动。切换的方式（原则）：

直流电动机起动控制线路的切换方式有：1.按时间方式；2.按电流方式；3.按转速方式。

按时间方式自动起动控制线路工作原理：时间继电器是断电延时型，起动开始时已经通电动作，常闭触头断开。FA的作用：

1.起动时，若励磁回路断电，电枢电流很大，由FA进行保护。

2.若起动电阻切除时间不准确，起动电流可能过大，由FA过电流保护。放电回路：由R-V组成，为并励绕组提供放电回路。

保护措施：短路、过流、失磁、失欠压等。SB2SB1SA控制面板起动控制停止控制系统关机SB2SB1SA控制面板

起动操作：先将转换开关SA闭合，使电机励磁回路有电，保证电机起动过程处于最大励磁状态。

SA合上后，时间继电器KT1线圈通电，常闭触头断开，保证起动时：KM1线圈通电、KM2线圈不通电。

起动控制返回选择页面

起动操作：先将转换开关SA闭合，使电机励磁回路有电，保证电机起动过程处于最大励磁状态。

SA合上后，时间继电器KT1线圈通电，常闭触头断开，保证起动时：KM1线圈通电、KM2线圈不通电。

起动控制SB2SB1SA控制面板返回选择页面

起动操作：先将转换开关SA闭合，使电机励磁回路有电，保证电机起动过程处于最大励磁状态。

SA合上后，时间继电器KT1线圈通电，常闭触头断开，保证起动时：KM1线圈通电、KM2线圈不通电。

起动控制SB2SB1SA控制面板返回选择页面

起动操作：先将转换开关SA闭合，使电机励磁回路有电，保证电机起动过程处于最大励磁状态。

SA合上后，时间继电器KT1线圈通电，常闭触头断开，保证起动时：KM1线圈通电、KM2线圈不通电。

起动控制SB2SB1SA控制面板返回选择页面

起动操作：先将转换开关SA闭合，使电机励磁回路有电，保证电机起动过程处于最大励磁状态。

SA合上后，时间继电器KT1线圈通电，常闭触头断开，保证起动时：KM1线圈通电、KM2线圈不通电。

起动控制SB2SB1SA控制面板KT1延时到KT1延时到KT1延时到KT1断电KT1延时到KT1延时到KT1延时到R2被切除重头开始返回选择页面

停电动机的操作：要停止电动机的运行，只要按下停止按钮SB1，所有接触器KM1、KM2和KM3的线圈全部夺电，电动机的主电路失电，自行停车。同时时间继电器线圈通电，为再次起动做准备。

停止控制SB2SB1SA控制面板返回选择页面

停电动机的操作：要停止电动机的运行，只要按下停止按钮SB1，所有接触器KM1、KM2和KM3的线圈全部夺电，电动机的主电路失电，自行停车。同时时间继电器线圈通电，为再次起动做准备。

停止控制SB2SB1SA控制面板返回选择页面

停电动机的操作：要停止电动机的运行，只要按下停止按钮SB1，所有接触器KM1、KM2和KM3的线圈全部夺电，电动机的主电路失电，自行停车。同时时间继电器线圈通电，为再次起动做准备。

停止控制SB2SB1SA控制面板电动机停车返回选择页面

电动机停车后，系统的关机操作：只要关掉电源开关SA即可。但∵电机的励磁绕组电感很大，必须提供二极管V和电阻R组成的放电回路，V的作用是保证正常工作时R不消耗电能。

系统关机SB2SB1SA控制面板返回选择页面

电动机停车后，系统的关机操作：只要关掉电源开关SA即可。但∵电机的励磁绕组电感很大，必须提供二极管V和电阻R组成的放电回路，V的作用是保证正常工作时R不消耗电能。

系统关机SB2SB1SA控制面板返回选择页面

电动机停车后，系统的关机操作：只要关掉电源开关SA即可。但∵电机的励磁绕组电感很大，必须提供二极管V和电阻R组成的放电回路，V的作用是保证正常工作时R不消耗电能。

系统关机SB2SB1SA控制面板开始放电放电结束返回选择页面

按电流方式自动起动控制线路