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1、第二章 继电-接触器控制电路的基本环节,第一节 电气控制系统图,第二节 电气控制电路基本控制规律,第三节 三相异步电动机的起动控制,第四节 三相异步电动机的制动控制,第五节 三相异步电动机的调速控制,第六节 直流电动机的电气控制,第七节 电气控制系统常用的保护环节,第一节 电气控制系统图,常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置图与安装接线图。,一、电气图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记,二、电气原理图,电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部件的联接关系和工作原理的图。,例：CW6132型普通车床电气原理图,图2-1 CW6132型普通车床电气原理图,（一）绘制电气原理图的原则：,
2、1图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号。,2电气原理图的组成 电气原理图由主电路和辅助电路组成。,3电源线的画法,4原理图中电气元件的画法,5电气原理图中电气触头的画法,6原理图的布局,7线路连接点、交叉点的绘制,8原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少，耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导线以及安装、维修方便。,（二）关于电气原理图图面区域的划分,为了便于确定原理图的内容和组成部分在图中的位置，常在图纸上分区。竖边方面用大写拉丁字母编号，横边用阿拉伯数字编号。,（三）继电器、接触器触头位置的索引,电气原理图中，在继电器、接触
3、器线圈的下方注有该继电器、接触器相应触点所在图中位置的索引代号，索引代号用图面区域号表示。,（四）电气图中技术数据的标注,电气图中各电气元器件和型号，常在电气原理图中电器元件文字符号下方标注出来。,三、电器布置图,电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。,电器元件的布置应注意以下几方面：,1）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。,2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，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高或过低。,4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对
4、称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。,5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。,例：CW6132型车床控制盘电器布置图,图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图,例：CW6132型车床电气设备安装布置图,图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图,四、安装接线图,安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。,电气接线图的绘制原则是：,1）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。,2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点
5、划线框起来，即采用集中表示法。,3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。,4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。,5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。,例：电气安装接线图,图2-4 CW6132型车床电气互连图,第二节 电气控制电路基本控制规律,由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。,一、自锁与互锁的控制,自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电气控制电路中应用十分广泛，是最基
6、本的控制。,三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路,图2-5 为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路,转换开关控制电动机正反转电路,图2-6 转换开关控制电动机正反转电路,三相异步电动机正反转控制电路,图2-7 三相异步电动机正反转控制电路a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路,二、点动与连续运转的控制,图2-8 电动机点动与连续运转控制电路a) 基本点动控制电路 b) 开关选择运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路,三、多地联锁控制,图2-9 多地控制电路图,四、顺序控制,图2-10 两台电动机顺序控制电路图a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路,按
7、顺序起动与停止的控制电路,时间继电器控制的顺序起动电路,图2-11 时间继电器控制的顺序起动电路,五、自动往复循环控制,图2-12 自动往复循环控制a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路,第三节 三相异步电动机的起动控制,一、星形三角形减压起动控制,图2-13 QX4系列自动星形三角形起动器电路,表2-1 QX4系列自动星形三角形起动器技术数据,二、自耦变压器减压起动控制,图2-14 XJ01系列自耦减压起动电路图,表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据,三、三相绕线型异步电动机的起动控制,图2-15 时间原则控制转子电阻起动电路,第四节 三相异步电动机的制动控制,一
8、、电动机单向反接制动控制,图2-16 电动机单向反接制动控制电路,二、电动机可逆运行反接制动控制,图2-17 电动机可逆运行反接制动控制电路,三、电动机单向运行能耗制动控制,图2-18 电动机单向运行时间原则能耗制动控制电路,四、电动机可逆运行能耗制动控制,图2-19 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路,五、无变压器单管能耗制动控制,图2-20 电动机无变压器单管能耗制动电路,第五节 三相异步电动机的调速控制,一、三相笼型电动机变极调速控制,图2-21 双速电动机三相绕组连接图,图2-22 双速电动机变极调速控制电路,二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制,图2-23 凸轮控制器控制电动机
9、调速电路,三、三相异步电动机的变频调速控制,（一）变频调速原理,由三相异步电动机转速公式：,只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可实现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频调速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种：,1额定频率以下的调速 2额定频率以上的调速,（二）三相异步电动机变频调速时的机械特性,1、U1/f1=常数时的变频调速机械特性,图2-24 三相异步电动机U1/f1=常数变频调速机械特性,2、U1/f1N的变频调速机械特性,图2-25 U1=U1N 时三相异步电动机变频调速机械特性,（三）变频器,1、变频器的分类,1）按变频的原理分有：,交交变频器和交直交变频器。
10、,图2-26 电压型变频器基本结构,2交直交变频器,交直交变频器主要由整流调压、滤波及逆变三部分组成,图2-27 交直交变频器的组成,1）单相逆变电路,图2-28 单相逆变电路原理图a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图,2）三相逆变电路,图2-29 三相逆变电路原理图a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图,3）电压型交直交变频器,图2-30 三相桥式逆变电路主电路,图2-31 三相逆变器输出电压波形图,3、脉宽调制型（PWM）变频器,（1）问题的提出,在一般的交直交变频器供电的变压、变频调速中，为获得变频调速所要求的变频与变压的协调控制，整流器必须是可控整流，这样在变频调速时要同时控制整
11、流器和逆变器。问题：主电路中有两个可控功率环节；由于中间环节存在动态元件，使系统的动态响应缓慢；由于整流器是可控的，使供电电源的功率因数随变频装置输出频率的降低而变差，并产生高次谐波电流；逆变器输出为六拍阶梯波交变电压，在拖动电动机中形成较多的各次谐波，从而产生较大的脉动转矩，影响电动机的稳定工作，低速时尤为严重。,图2-32 PWM逆变器组成,解决上述问题，采用PWM控制方式,（2）脉宽调制器的基本工作原理,脉宽调制是将输出电压分解成很多的脉冲，调频时控制脉冲的宽度和脉冲间的间隔时间就可控制输出电压的幅值。,图2-33 脉宽调制的输出电压a）调制前的波形 b）调制后的波形,图2-34 正弦波
12、脉宽调制（SPWM）的输出电压,图2-35 PWM逆变器简单原理图,（3）单极性SPWN,图2-36 单极性SPWM调制a）调制波和载波 b）SPWM脉冲,表2-3 单极性SPWM调制规律,（4）双极性脉宽调制,图2-37 双极性SPWM调制波形,第六节 直流电动机的电气控制,一、直流电动机单向旋转起动控制,图2-38 为直流电动机电枢串电阻单向旋转起动电路,二、直流电动机可逆运转起动控制,图2-39 直流电动机正反转电路,三、直流电动机单向运转能耗制动控制,图2-40 直流电动机单向旋转能耗制动电路,四、直流电动机可逆旋转反接制动控制,图2-41 直流电动机可逆运行反接制动控制电路,图2-42 反接时的电枢电路,五、直流电动机调速控制,图2-43 改变励磁电流的调速控制电路,第七节 电气控制系统常用的保护环节,一、短路保护,二、过电流保护,三、过载保护,四、失电压保护,八、其它保护,五、欠电压保护,六、过电压保护,七、直流电动机的弱磁保护,第二章结束谢谢使用！,
