第二章-接触器继电器基本控制环节

第二章继电器-接触器控制电路基本环节

不同用途的各种机械设备，它们一般都是由电动机拖动的（机电传动或电机拖动），而对电动机最早的控制方式就是继电接触器式控制。

继电接触器式控制是由各种有触点的继电器、接触器、行程开关、控制按钮等通过电气连线的方式组成的控制电路（电气控制系统），来实现对电动机的起动、制动、正反向、简单调速及多台电机逻辑顺序的控制以及实现对电力拖动系统的保护及生产加工自动化。

由于机械设备的生产工艺各不相问，则控制电路也不同。但任何复杂的控制电路都是由一些比较简单的基本控制环节按需组合而成。本章将介绍电器控制电路的一些基本环节，为以后的典型机械设备控制电路阅读分析、以及继电器一接触器控制系统设计奠定基础。第一节电路图的基本概念及绘制

为了表达电气控制系统的组成和功能、工作原理以及装接和维护的使用信息，需要用统一的工程语言，即用工程图的形式来表达，这种工程图就是电气工程图(简称电气图)。电气图是一类十分重要的技术文件，为使电气图更简明、更具有通用性、传递的信息量更多，电气图必须使用规定统一的图形符号和文字符号，并按国家电气制图标准绘制。常用于机械设备的电气工程图有3种：

电路图、电器布置图和接线图

一、电气图中的图形符号、文字符号和接线端子标记1．电气用图形符号

图形符号是用于电气图中表示一个设备(如电动机)、元器件(如开关)或一个概念(如接地)的图形、标记或字符。2．电气图中的文字符号文字符号通常由基本符号、辅助符号和数字组成。

基本文字符号

辅助文字符号

文字符号的组合

特殊用途文字符号

3．接线端子标记二、电路图

电路图是用图形符号、文字符号并按工作顺序详细表示电路、设备控制系统的基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。电路图主要表示电气控制系统的工作原理，所以又称电气原理图(新的国家标准称为电路图)，同时，电路图为安装和维修提供技术信息，也是编制接线图的重要依据。电路图结构简单、层次分明，适于研究、分析电路的工作原理

电气控制原理图一般分电源电路、主电路和辅助电路。主电路是指受控的动力装置及控制、保护电器的支路等，是强电流回路，它主要包括电源引入电器、熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。主电路通过的电流是电动机的工作电流，电流较大。辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路、显示主电路工作状态的指示电路、提供机床设备局部照明的照明电路。一般包括主令电器、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、热继电器触头、指示灯和照明灯等组成。辅助电路通过的电流都较小。辅助电路为主电路服务辅助电路是控制的“因”主电路是最终的“果”!(1)电源电路画成水平线，三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次画出，中线N和保护地线PE依次画在相线之下。直流电源的“＋”端画在上边，“－”端画在下边。

二、电路图绘图原则(2)电路图在布局上按功能分开画出(即按主电路、控制电路、照明电路及信号电路分开绘制)，主电路一般画在图纸的左方或上方，用粗实线绘出，垂直于电源线。（3）辅助电路一般画在图纸的右方或下方，用细实线绘出，可垂直绘制也可水平绘制，按因果关系（动作顺序）从左到右或从上到下布置。水平布置时电源垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件画在电路的最右端；垂直布置时，电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。

（4)电路图中各电气元器件，一律采用国家标准规定的图形符号绘出，并用国家标准规定的文字符号标记。同一电器的各个部件按其在电路中所起的作用，其图形符号可以不画在一起，但必须用相同的文字符号标注。（5)电路图中的所有电气元器件的可动部分通常表示在电器非激励或不工作的状态和位置。如：继电器、接触器、制动器等的线圈处在非激励状态；机械控制的行程开关和按钮在其未受机械压合的状态；零位操作的手动控制开关在零位状态，不带零位的手动控制开关在如图中规定的位置。三、电器位置图布置图是根据电器元件在控制板上的实际安装位置，采用简化的外形符号(如正方形、矩形、圆形等)而绘制的一种简图。它不表达各电器的具体结构、作用、接线情况以及工作原理，主要用于电器元件的布置和安装。

四、接线图接线图是实际接线的依据和准则，也是检查电路和维修不可缺少的技术文件。根据表达对象和用途的不同，接线图有单元接线图、互连接线图和端子接线图等。

第二节三相笼式异步电动机直接起动与

正反转控制电路三相笼型异步电动机具有结构简单、价格便宜、坚固耐用、运行维护方便等优点。笼型异步电动机的起动方式有：

直接起动（全压启动）和减压起动。一、笼型异步电动机直接起动控制电路电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程称电动机的起动。直接起动又叫全电压起动，它是将额定电压直接加在电动机的定子绕组上使电动机运转。一般情况下不允许电动机直接启动:直接启动时起动电流约为额定电流的3-7倍；频繁直接起动加速电机的绝缘老化，缩短寿命;大的起动电流会造成电网电压降低，造成其他设备不能正常工作。因此能否直接启动电力部门有相关规定。

当然在变压器容量允许的情况下，电动机尽可能采用全电压起动。这样，控制电路简单，提高了电路的可靠性，且减少了电气维修工作量。

1．用刀开关直接起动控制电路

直接起动就是想办法给电动机加上三相交流电，所以需要以下电器：电源引入电器：刀开关、断路器、组合开关主令电器：组合开关保护电器：熔断器电源引入电器：刀开关、断路器、组合开关主令电器：组合开关保护电器：熔断器

它是一个最简单的电路图，仅有主电路而无控制电路，电动机的起动、停止是通过操纵手动开关来实现。此电路无法实现自动控制和远程控制，操作安全性差，操作频率受到限制，仅适合容量较小且工作要求简单的电动机，如小型台钻、砂轮机、冷却泵电动机。2．用接触器直接起动控制电路电动机直接起动常采用按钮和接触器进行控制，最常用的一种线路。

需要以下电器：电源引入电器：刀开关、断路器控制电器：接触器

1个主令电器：按钮

2个保护电器：熔断器、热继电器自锁的含义：方法：常开起动按钮与接触器的常开辅助触点并联；作用：松开常开起动按钮后，使接触器线圈继续得电，电动机连续运行的方式。（1)电路工作过程(2)电路的保护环节A、短路保护：熔断器FU实现，串联在保护电路中即可。B、过载保护：热继电器FR实现，热元件接在主电路中，与电动机绕组串联，FR的常闭触点接在辅助电路中与接触器的线圈串联，一旦过载FR常闭触点断开，使接触器线圈失电，接触器主触头跳开，电动机脱离电源得到保护。思考：熔断器与热继电器能不能相互代替使用？为什么？C、欠电压(失电压)保护欠电压(失电压)保护是依靠起动按钮的复位功能和接触器本身的电磁机构来实现的。思考：

欠电压(失电压)保护的含义。欠电压(失电压)保护3方面好处：第一，防止电压严重下降时电动机低压运行；第二，避免电动机同时起动而造成电压严重下降；第三，防止电源电压恢复正常时，电动机突然起动造成设备和人身事故。二、电动机正反转控制电路

生产机械往往要求运动部件可以实现两个相反方向运行，例如：主轴的正向和反向转动，工作台的前进和后退，起重机吊钩的上升和下降等，这些两个相反方向的运动通常是靠拖动它们的电动机正反转来实现的。三相交流异步电动机反转实现方法：只要把电动机定子三相绕组中任意两相调换一下接到电源上，电动机定子相序即可改变，旋转磁场方向改变，从而改变电动机转向。

具体实现时，需要两个接触器KM1和KM2，将KM1和KM2接触器的主触点接成如图接法：很明显，在控制电路中，如果控制正转接触器KM1线圈得电，则其主触点闭合，电动机正转；或者控制反转接触器KM2线圈通电，则其主触点闭合，U、W相序调换电动机反转。想一想需要用到的电器元件：QS：电源隔离开关KM1：正转接触器

KM2：反转接触器SB1：总停按钮

SB2：正传启动按钮SB3：反转启动按钮FU：短路保护FR：过载保护方案一：画出主电路，控制电路其实就是两个自锁电路。存在的问题：由于操作员失误，按下SB2后，没有按停止按钮SB1就按下SB3，这样会造成KM1和KM2同时得电，造成电源相间短路，存在安全隐患。方案二：为了防止KM1和KM2同时得电，将KM1和KM2的常闭辅助触点与对方的线圈串接，构成相互制约的关系，称为“电气互锁”。存在的问题：正反转切换时，需先按下总停按钮SB1，操作不方便。方案三：正转时，先将正转接触器切断，再将反转接触器接通，即可实现正转到反转的切换，将正转按钮SB2和反转按钮SB3换位复合按钮就可实现。由于复合按钮总是常闭先断，常开后合，不是同时动作，因此也实现了互锁，称为“机械互锁”若仅用机械互锁，不用电气互锁，如果主触头“熔焊”，或机械结构失灵，造成触头总是吸和，此时按下反转按钮，又会出现短路事故。

2．用行程开关控制的电动机正反转电路

按钮控制电动机正反转是手动控制，而用行程开关控制电动机正反转则属自动控制，一般是由运动部件上的挡铁在工作中碰压行程开关，来实现电动机正反转的自动切换。机床(如龙门刨床、平面磨床)的工作台在一定行程内往复循环工作的自动控制就是用这样的电路来实现的。左极限保护左位置检测右极限保护右位置检测工作台左右1SQ、2SQ装在工作台导轨上控制工作台的行程范围3SQ、4SQ装在工作台导轨的左、右行程极限位置（防止工作台脱离导轨，造成机械损坏和人身伤亡！）左极限保护左位置检测右极限保护右位置检测工作台左右过程分析：按下启动按钮工作台左移压到左限位开关SQ1，工作台开始右移压到右限位开关SQ2，工作台又开始左移，一直循环，直到按下停止按钮，工作台停止。若SQ1或SQ2失灵，工作台撞上SQ3或SQ4，此时马上切断工作台电机电源，工作台停止，防止工作台脱离导轨，造成机械损坏和人身伤亡。思路：1)、工作台左右运动，其实是电动机的正反转，用KM1和KM2完成；2)、右移启动按钮SB2，左移启动按钮SB3，考虑涉及到正反转的切换，SB2、SB3均为复合按钮，停止按钮SB1。3)、工作台左右运动，电动机长期运行，应具有过载保护，用热继电器FR完成；短路保护用熔断器FU完成；4)压下SQ1或SQ2时需自动切换正反转，因此应利用SQ1和SQ2的复合触点压下SQ3或SQ4时电动停转，即KM1或KM2失电。因此应利用SQ3和SQ4的常闭触点第三节三相笼型异步电动机减压起动控制电路三相笼型异步电动机采用直接起动的优缺点：优点：控制线路简单，维修工作量小。缺点：起动电流大，约为额定电流的4—7倍。大容量电动机起动时，其过大的起动电流会引起电网电压降低，使电动机转矩减小，甚至起动困难，而且还要影响同一供电网络中其他设备的正常工作。另外，如果电动机频繁起动，则由于热量的积累，可能使电动机过热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。所以，大容量笼型异步电动机的起动电流应限制在一定范围内。直接起动条件：一台电动机可否直接起动，应根据起动次数、电网容量和电动机容量来决定。一般规定若电动机起动频繁，电动机的最大容量小于变压器容量的20%，电动机不经常启动，不超过变压器容量的30％。若不满足条件，则必须采用减压起动。减压起动的含义（过程）：1）起动时降低加在电动机定于绕组上的电压，由于降低了起动电压，限制了起动电流；2）当电动机的转速接近额定值时，再将电压恢复到额定值，使之在全电压下运行；3）起动转矩正比于电压的平方，所以起动转矩更显著地减小，因此，减压起动只适用于起动时负载转矩不大的情况，如轻载或空载（一般机床都为空载启动）。常用的减压起动方式有：星-三角(Y-△)减压起动定子串电阻减压起动自耦变压器减压起动。

一、星-三角(Y—△)减压起动控制电路1、星-三角(Y—△)减压起动过程启动时，将电动机三相绕组接为星形，待电动机起动后接近额定转速时，再将三相绕组接回为三角形，电动机正常运行，很明显此方法只使用于正常工作时为三角形接法的电动机。2、星-三角(Y—△)减压起动原理首先应清楚两点：a、这里提到的启动电流Ist指的是电动机定子三相绕组从三相电源吸收的电流。b、笼式三相交流异步电动机的定子绕组通常有两种接法：星形和三角形。星形：三角形：设电源线电压为Ul，则有：星形：三角形：有以下结论：3、星-三角(Y—△)减压起动特点a、起动电流小、设备简单、经济；b、起动转矩小，适用于轻载或空载场合，降压比不可调；c、只使用于三角形接法的电动机；

4、星-三角(Y—△)减压起动控制线路(1)主电路

用三个接触器控制星-三角切换，KM1和KM3闭合为星形接法，KM1和KM2闭合为三角形接法。控制要求：起动时，KM1和KM3闭合，KM2断开，接为星形起动；b.起动一段时间后，转速接近额定转速时，KM3断开，KM2闭合切换为三角形接法，全压正常运行；c.注意KM2和KM3不能同时闭合，否则相间短路！a、按下起动按钮SB2，KM1线圈得电并自锁，KM3线圈和KT线圈得电，电动机接为星形起动，并延时，此时由于KM3常闭触点断开，故KM2不会得电；

（2)辅助控制线路b、延时时间到，KT常闭延时触点断开KM3失电，KM3常闭触点闭合复位，同时KT常开延时触点闭合，KM2线圈得电并自锁，KM2常闭触头断开，切断KT和KM3,此时电动机切换为三角形接法全压正常运行；c、KM2和KM3形成“互锁“

存在缺陷：若KM3由于长期使用造成线圈断线，压下SB2后有全压起动的可能。压下SB2，KM1得电自锁由于KM3线圈断线，KM3主触头并未闭合，电动机没有起动，KT延时时间到达后，KM2得电，电动机直接为三角形全压启动。(3)改进线路KM1主触头改变位置，由承担线电流变为相电流，KM1选择标准降低，体积和成本降低；b、按下SB2，KM3线圈先得电，自锁后KT和KM1线圈才得电，这样如果KM3线圈断线，KT也不会得电，继而KM2可不会得电，避免了全压启动的可能。二、定子串电阻减压起动控制电路

1、原理所谓定子串电阻减压起动，就是在电动机起动的过程中，利用串联电阻来减小定子绕组电压，以达到限制起动电流的目的，一旦起动完毕，再将电阻短接，电动机进入全电压正常运行。

2、控制线路（1）主电路用2个接触器控制电阻的接入和切除，KM1闭合接入三段电阻降压启动，KM2闭合，切除电阻全压正常运行。控制要求：a、起动时，KM1闭合，KM2断开，接入电阻起动；b.起动一段时间后，转速接近额定转速时，KM2闭合，切除电阻，全压正常运行；c.注意KM2闭合后，其实KM1断不断已不影响控制要求，但从KM1的使用寿命和节约电能方面考虑，应断开。（2）辅助控制线路a、按下起动按钮SB2，KM1线圈得电并自锁，KM1主触头闭合，定子绕组接入电阻起动，同时KT线圈得电延时；b、延时时间到，KT常开延时触头闭合，KM2线圈得电，KM2主触头闭合切除电阻，全压正常运行。

存在缺陷：a、KM2闭合切除电阻后，KM1和KT已经无需继续得电；b、若KM1由于长期使用造成线圈断线，压下SB2后有全压起动的可能。压下SB2，由于KM1线圈断线，KM3主触头并未闭合，电动机没有起动，操作员误认为是触点接触不良，于是长时间按下，此时KT延时时间到达后，KM2线圈就会得电，电动机直接全压启动。（3）改进线路a、KM2得电后用其常闭触点断开KM1，KM1再断开KT，避免了KM1和KT继续得电；b、KT线圈串入了KM1的常开触点，这样按下SB2，如果KM1线圈断线，KM1常开触点就不会闭合，KT线圈不会得电，继而KM2也就没有得电的可能，从而避免了长时间按下SB2引起全压起动的可能。3、定子串电阻减压起动特点a、起动设备简单，不改变定子绕组接线方式；b、起动时，电阻上消耗大量电能，不经济；三、自辐变压器减压起动控制电路1、原理自耦变压器减压起动是利用自耦变压器来降低电动机起动时的电压，达到限制起动电流的目的。起动时，电源电压加在自耦变压器的一次绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的二次绕组相连，当电动机的转速接近额定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相连，在正常电压下运行。这个使电动机减压起动的自锅变压器也称起动补偿器。设电源线电压为UL

正常启动：起动电流为

自耦起动：电动机为星型接法!

起动电流为

2、控制线路（1）主电路用3个接触器控制自耦变压器的接入和切除，KM2和KM1闭合接入自耦变压器降压起动，KM3闭合，切除自耦变压器全压正常运行。控制要求：a.起动时，KM2和KM1闭合，KM3断开，接入自耦变压器降压起动；b.起动一段时间后，转速接近额定转速时，KM2和KM1断开，KM3闭合，切除自耦变压器，全压正常运行；c.注意KM2、KM1和KM3不能同时闭合。（2）辅助控制线路

a、按下起动按钮SB2，KM1线圈得电，KM1常开辅助出头闭合，KM2线圈得电，KM2常开触头闭合自锁，接入自耦变压器降压启动，同时KT线圈得电延时。

b、延时时间到，KT常闭延时触头断开，KM1线圈失电，KT常开延时触头闭合，KM3线圈得电并自锁，KM3常闭延时触头断开，KM2和KT失电，电动机切除自耦变压器全压正常运行。说明：按钮SB2和KM2的自锁触点之间串接有一KM1的动合触点，其作用是：当出现接触器KM1线圈断线时，按下SB2按钮，KM3线圈不会得电，电动机不会存在全电压起动的可能。3、自耦变压器减压起动特点a、降压比可调，起动电流小；b、起动设备费用大；c、只适合星形接法的电动机

第四节三相笼型异步电动机的制动控制电路三相异步电动机从切除电源到完全停止旋转，由于存在惯性，总要经过一段时间，如果转速很高，时间将会很长，这往往不能适应某些机械设备工艺的要求。如万能铣床、卧式铿床、组合机床等的主轴都要求能迅速停车和准确定位，这就要求对电动机进行制动控制，强迫其立即停车。

电动机制动方法有两类，即机械制动和电气制动。机械制动是用机械装置(如电磁制动器)使电动机在切断电源后迅速停转；电气制动实质上是在电动机停车时，产生一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。三相笼型异步电动机的常用电气制动方法有能耗制动和反接制动。一、能耗制动控制电路1、原理电动机能耗制动方法就是在电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组中加入一个直流电源，以产生一个恒定的磁场，惯性运转的转子绕组切割恒定磁力线，产生与惯性转动方向相反的电磁转矩，对转子起制动作用，当转速降至零时，再切除直流电源。2、控制线路（1）主电路KM1控制接入三相交流电源，KM2控制直流电源的接入。控制要求：正常工作，KM1闭合，KM2断开；b、制动时，KM1断开，KM2闭合接入直流电源能耗制动；制动结束，KM2断开切除直流电源；c、KM1和KM2不能同时闭合(2)辅助控制线路a、按下起动按钮SB2，KM1线圈得电，KM1主触头闭合接入三相交流电源，电动机正常工作；b、制动停车时，按下停车按钮SB1，KM1线圈失电，KM1主触头断开，电动机脱离三相电源，同时KM2线圈得电，接入直流电源能耗制动；c、释放SB1，KM2失电，断开直流电源制动结束；存在的问题：制动时，需一直按下SB1，早释放，制动效果不明显，迟释放，对定子绕组不利。(3）改进控制线路用时间继电器KT控制制动时间。a、按下起动按钮SB2，KM1线圈得电，KM1主触头闭合接入三相交流电源，电动机正常工作；b、制动停车时，按下停车按钮SB1，KM1线圈失电，KM1主触头断开，电动机脱离三相电源，接着KM2线圈、KT线圈得电，KM2常开触头和KT瞬动闭合自锁，接入直流电源能耗制动，同时延时；c、延时时间到，KT常开延时触头断开，KM2失电，断开直流电源，KM2常开触头断开复位，KT失电；说明：时间继电器KT瞬时动合触点的作用是：在时间继电器KT存在线圈断线或机械卡住而无法工作一类的故障时，即使按下SB1后，接触器KM2不能自锁长期得电，避免了电动机定子绕组中长期流过直流电流的现象。3、能耗制动特点a、电动机能耗制动，制动转矩的大小与直流电流值的大小和电动机转速有关，在同样的转速下，电流越大，制动作用越强，但直流电流不能太大，一般约为异步电动机空载电流的3—5倍，否则将烧坏电动机定子绕组。图2—11直流电路中串接的可调电阻RP，是用来调节制动电流的。b、电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，因而制动平稳且能量消耗小，但制动力较弱，特别是低速时尤为突出，另外需附加直流电源装置。二、反接制动控制电路1、原理电动机反接制动方法就是想要停车时，将电动机上三相电源相序切换，使之产生一与转子惯性转动方向相反的转矩，这样电动机转速迅速下降，当转速接近零时，将电源切除。问题：假设电动机正在正向运行，若将电源反接，电动机转速将由正转急剧降到零，如果反接电源不及时切除，则电动机又要从零速反向起动运行。如何在电动机转速为零时及时切除电源呢?方法：控制电路是采用速度继电器来完成的，速度继电器转子与电动机的轴同轴相连，电动机的转速即反映为速度继电器转子的转速。速度继电器的工作原理是：当速度继电器的转子转速大于120r／min时，其触点动作；当转速小于100r／min时，其触点复位。2、控制线路（1）主电路KM1闭合，电动机正常工作，反接制动时，KM2闭合改变相序反接制动，用速度继电器检测电机转速。控制要求：a、正常工作时KM1闭合，KM2断开；b、反接制动时KM2闭合，KM1断开，转速快接近零时，KM2断开，电动机脱离三项电源，避免反向起动；c、KM1和KM2不能同时闭合。（2）辅助控制电路a、按下起动按钮SB2，KM1线圈得电，KM1主触头闭合，电动机起动，转速逐渐升高，当转速大于120r/min时，KS常开触头闭合，为KM2线圈得电做好准备，此时KM2线圈由于互锁不能得电。

b、反接制动时，按下按钮SB1，KM1线圈失电，KM1常闭触头闭合复位，KM1主触头断开，电动机断电做惯性运转；接着SB1动合触点闭合，KM2线圈得电，电动机反接电源制动；c、电动机转速逐渐降低，当转速低于100r/min时，KS常开触头断开复位，KM2失电，电动机完全脱离三相电源，制动结束。说明：电动机反接制动时，转子与定子旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接起动时电流的两倍。因此，一般在10kW以上的电动机采用反接制动时，应在电动机反接制动主电路中串接一电阻，以限制反接制动电流。

3、反接制动控制特点优点：制动力矩大，制动迅速；缺点：制动精确性差，制动过程冲击强烈，易损坏传动零件，能量消耗较大。反接制动一般只适用系统惯性较大，制动要求迅速、操作不频繁的场合，如铣床、铿床、中型车床等主轴的制动。第五节三相笼型异步电动机有级变速控制电路

实际生产中，为满足机械设备生产过程的需要，常要求输出多种速度，例如：在金属切削机床上加工零件，为保证零件加工质量，主轴的转速随着工件和刀具的材料、工件的直径、加工工艺的要求，及走刀量的大小等的不同而不同。调速通常有机械和电气调速两种。若采用电气调速，简单易行，且可大大简化机械变速机构。式中:n——电动机转速；s——转差率；f—电源频率；P——磁极对数上述公式表明，改变电动机的转速有3种方法，即改变转差率s、电源频率f、磁极对数p。一、原理

磁极的个数一般与电动机定子绕组的绕法以及绕组中电流的流向有关，所以可通过改变定子绕组的连接方式来改变磁极对数，从而实现转速的调节。笼型异步电动机变极调速属于电气有级调速，常用的多速电动机有双速、3速和4速电动机，下面以双速电动机为例来分析这类电动机的变速控制电路。

二、双速电动机定子绕组的连接

双速电动机的每相绕组分为两段，每段有2个线头，共有12个线头，而且每段绕组占用定子铁心的2个槽。如图a，如果把每相的两段绕组串联起来（首与尾相连），接为三角形接法，磁极对数为2（4极），注意此时两段绕组中的电流方向相同。如图b，如果把每相的两段绕组反向并联（各自的尾与头相连）起来，接为YY形接法，磁极对数变为1（2极），注意此时两段绕组中的电流方向相反。

这样就实现了电动机由低速向高速的切换。三角形低速：U1,V1,W1接电源，U2,V2,W2悬空，YY高速：U2,V2,W2接电源，U1,V1,W1接在一起三、双速电动机控制电路

（1）主电路控制要求：a、低速时，KM1闭合，KM2和KM3

断开，接为三角形4极运行。b、高速时，KM2和KM3闭合，KM1

断开，接为YY形2极运行。C、注意KM1和KM3不能同时闭合，否则相间短路！方式一（采用复合按钮实现高低速切换）（2）辅助控制线路a、按下低速按钮SB2，KM1线圈得电，KM1常开触头闭合自锁，KM1主触头闭合，电动机接为三角形4极低速运行；b、按下高速按钮SB3，SB3动断触点断开，KM1线圈失电，KM1常闭辅助触电闭合复位，接着SB3动合触点闭合，KM2和KM3线圈得电，KM2和KM3常开辅助触点闭合自锁，电动机接为YY形2极高速运行；方式二（采用组合开关实现高低速切换）a、SA扳到低速位置，KM1线圈得电，KM1主触头闭合，电动机接为三角形4极低速运行；b、SA扳到高速位置，KT线圈得电，KT瞬动触头闭合，KM1线圈得电，电动机低速运行；C、延时时间到，KT常闭延时触头断开，KM1线圈失电，接着KT常开延时触头闭合，KM1和KM3线圈得电，电动机接为YY形2极高速运行；高速运行时，先在低速运行一段时间，再自动切换到高速，主要是为了限制起动电流！原因：直接高速，同步转速n0很大，转差率S大，转子和定子电流大！第六节电液组合控制电路

电液组合控制是通过电气控制电路控制液压传动系统，再由液压传动系统驱动运动部件完成规定动作。

液压传动是靠密封容器内的液体压力能来进行能量转换、传递与控制的一种传动方式。它具有输出力(或力矩)大，运动传递平稳、均匀、调整控制方便等优点。特别是当液压传动系统与电气控制系统组合构成电液组合控制系统时，能很方便地实现多种复杂的自动工作循环，广泛应用于组合机床、自动化设备及自动化生产线。

一、电液组合控制电路图

电液组合控制电路图主要由液压传动系统图与电气控制电路图组成。1．液压传动系统图液压传动系统主要由4个部分组成：(1)动力元件(液压泵及驱动电动机)电动机输出的机械能通过液压泵转换为液压能，为液压系统提供压力油。(2)执行元件(液压缸或液压马达)，它把液体的压力能转换为机械能输出，以驱动工作部件运动。(3)控制调节元件(压力阀、流量阀和换向阀等)该元件用以控制液压系统中液体的压力、流量和流动方向，保证执行元件完成预期的运动。(4)辅助元件(油箱、油管、滤油器、压力表等)设置必要的条件以保证液压系统正常地工作。几位几通，23D—10B表示2位3通，用直流电流，流量10L/min板式┻表示阀内通道堵塞。为了表达某一工作循环液压传动系统的工作原理，常将组成液压系统的各个元件及它们之间连接和控制方式均按国家标准图形符号画出，构成一张液压系统原理图，并在旁边附上工作循环图及各个工步电磁阀、行程阀、压力继电器等的动作顺序表。

2．电气控制电路图

要使液压执行元件按液压传动系统图完成所需的工作循环，就必须满足各个工步中电磁阀的动作顺序，这就得由电气控制电路图来完成。在电液组合控制电路图中，电气控制电路图常由按钮、行程开关、时间继电器、压力继电器等组成，按工作循环要求控制电磁铁的得电、失电情况。根据电磁铁电源种类不同，控制电路有直流控制及交流控制两种。

二、液压动力滑台控制电路

液压动力滑台是组合机床用以实现进给运动的一种通用部件，其运动是靠液压缸驱动的（也可由电动机拖动），根据加工需要滑台台面可安装动力箱、多轴箱及各种专用切削头等工作部件，以完成钻、扩、绞、铣、铿、刮端面、倒角、攻螺纹等工序的机械加工，并能按多种进给方式实现自动工作循环。

液压原理图工作顺序循环图电磁阀动作顺序图1．动力滑台快进

起始条件：动力滑台上的挡铁压下SQl，SQl动合触点合上。按下起动按钮SB1，中间继电器KA1线圈得电并自锁，另一KA1动合触点闭合使电磁铁YAl和YA3同时得电。此时，液压系统图中三位五通换向阀2的左位和二位二通换向阀4的左位进入系统。液压泵1输出的液压油经换向阀2(左位)，进入液压缸3的无杆腔，推动活塞杆右移，液压缸3的有杆腔回油经换向阀2(左位)、换向阀4(左位)进入液压缸3的无杆腔，形成差动回路，加大了油的流量。活塞杆快速右移，带动动力滑台快速进给。2．动力滑台工进

在动力滑台快进过程中，当挡铁压下SQ2时，SQ2动合触点闭合，中间继电器KA2得电动作，KA2动断触点断开使电磁铁YA3失电，KA2动合触点合上自锁。此时，液压系统图中换向阀2的左位和换向阀4的常态位(右位)进入系统。液压泵1输出的液压油经换向阀2(左位)进入液压缸的无杆腔，推动活塞杆右移，有杆腔的回油经换向阀2(左位)、滤油器5、调速阀6流回油箱。由于回油路上接调速阀，使回油流量减少，从而使活塞杆右移速度减慢，带动动力滑台工作进给。

3．动力滑台快退当动力滑台工作进给到终点，挡铁压下SQ3时，SQ3动合触点闭合，使中间继电器KA3得电并自锁，KA3动断触点断开，使电磁铁YA1和YA3同时失电；KA3另一动合触点闭合，使电磁铁YA2得电。此时，液压系统图中换向阀2(右位)、换向阀4(常态位)进入系统。液压泵l输出的液压油经换向阀2(右位)进入液压缸3的有杆腔，推动活塞杆向左移动，无杆腔的回油经换向阀2(右位)流回油箱。使活塞杆快速左移，带动动力滑台快退。

4.动力滑台原位停止当动力滑台快退到原位，挡铁压下SQ1时，SQ1动断触点断开，使中间继电器KA3线圈失电，KA3动合触点复位，使电磁铁YA2失电。(同时，SQl动合触点合上，KA3动断触点闭合复位，为下一次自动循环作好准备。)此时，液压系统图中，换向阀2、4都是常态位进入系统。液压泵1输出的油经换向阀2(中位)流回油箱，实现卸荷。液压缸内无液压油流入，活塞杆不动，动力滑台原位停止。

5.点动前进调整当SA扳到“手动”位置时，按下起动按钮SB1，也可接通KA1，使电磁铁YA1和YA3通电，动力滑台可向前快进，但由于KAl不能自锁，因此松开SB1，电磁铁YA1和YA3失电，动力滑台立即停止，从而实现点动向前调整。当点动前移或自动工作中突然断电，动力头不在原位，造成不能进行自动循环工作，可按快速复位按钮SB2，使KA3得电，滑台做快退运动，直到退回原位，SQ1被压下，KA3断电，滑台停在原位。有终点停留功能的液压动力滑台控制电路快进——工进——停留一段时间——快速后退——原位当动力滑台工进到终点时，压下终点限位开关SQ3，接通时间继电器KT的线圈，KT的瞬时动断触点立即断开，使电磁铁YA1和YA3线圈失电。液压系统图中换向阀2(中位)进入系统，液压泵1输出的液压油经换向阀2(中位)流出油箱，液压缸在进给终点停留，经过一定时问延时后，KT的延时动合触点合上，接通YA2，滑台进入快退工步，其他工步的控制方式以及调整方式，与无终点停留的控制电路图相同。第七节其他常用功能控制电路

长动与点动：按下起动按钮，电动机起动，松开按钮，电动机能保持原有的工作状态持续工作，称为长动。按下起动按钮时，电动机转动，松开按钮时，电动机立即停止工作，称为点动。

很明显，长动与点动的区别在于控制电路中起动按钮两端是否有自锁环节，有自锁环节的即为长动，没有的即为点动。在实际生产中，有些机械设备常要求既有长动控制，又有用于调整、试车或控制移动部件快速移动的点动控制。一、点动与长动控制电路1、最简单点动线路2、采用选择开关SA实现点动和长动线路BUG：点动与长动需要经过SA切换，操作不方便！3、采用复合按钮实现点动和长动线路按下SB2，KM得电自锁，电动机连续运行；按下SB3，SB3动断触头切断自锁线路，KM失电，常开触头断开复位，接着SB3动合触头闭合接通KM，电动机运行，此时虽然KM的常开触头又闭合但已不能自锁；松开SB3，SB3动合触头断开复位，KM失电，KM的常开触头断开复位，SB3动断触头闭合复位，KM仍不能自锁，电动机停止运行。3、采用复合按钮实现点动和长动线路BUG：松开SB3时，如果KM常开触头断开时间长于SB3动断触头的复位时间，将造成不能点动！4、采用中间继电器实现点动和长动线路BUG：长动后不能点动！二、多地点与多条件控制电路

大型机械设备中，为了操作方便，便于调试，常要求可在多个地点进行控制操作。当在几个条件中，只要求具备其中任一条件，则接通电路，这种动合触点并联构成逻辑“或”。当几个条件仅具备一个条件时则切断电路，这种动断触点串联构成逻辑“与非”。有的自动控制电路中，为了保证操作安全，需要多个条件同时满足，才能开始工作。如图所示，限位开关SQl、SQ2、SQ3的动合触点串联连接，可得多条件控制电路。

KA线圈通电条件为SQ1、SQ2、SQ3，都被压下(如各动力头都退回原位时)，即当几个条件同时具备时，则接通电路，这种动合触点串联构成逻辑“与”。如图所示，KA线圈的断电条件为KA1、KA2、KA33个动断触点都断开，即当几个条件都具备时，则切断电路，动断触点并联构成逻辑“或非”。三、顺序控制电路为满足工艺流程的要求，保证设备运行的可靠与安全，同一个控制系统的多台设备只能按一定的顺序工作，这种控制电路称顺序控制电路。如：铣床的主轴旋转后工作台方可移动，某些机床主轴必须在液压泵工作后才能工作，龙门刨床工作台移动前，导轨内必须有足够的润滑油等等。

KM1、KM2、KM3分别为控制3台设备电动机M1，M2，M3起动用接触器：按下SB2，KM1得电，M1起动；接着按SB4，KM2才能得电；最后按SB6，KM3最后得电；起动顺序M1-M2-M3利用辅助触点进行顺序控制：KMl的辅助动合触点作为控制条件，