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1、ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 以以三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机为主要控制对象，介绍几种典型控制为主要控制对象，介绍几种典型控制电路。本章内容是电气线路分析和设计的基础，要求熟练掌握。电路。本章内容是电气线路分析和设计的基础，要求熟练掌握。 1 1、 基本控制电路环节基本控制电路环节 2 2、 特定功能控制电路特定功能控制电路 3 3、 自动循环工作控制电路自动循环工作控制电路 第四章第四章 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路
2、机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT第一节第一节 三相笼型异步电动机基本控制电路环节三相笼型异步电动机基本控制电路环节 简介电动机的分类简介电动机的分类 三相笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用三相笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用等一系列优点获得了广泛的应用。它的控制线路大都由继电器、等一系列优点获得了广泛的应用。它的控制线路大都由继电器、接触器、按钮等有触点电器组成。接触器、按钮等有触点电器组成。 对它的对它的起动控制有全压起动和降压起动起动控制有全压起动和降压起动两种方式两种方式ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电
3、传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT异步电动机的起动有两个特点：异步电动机的起动有两个特点：1 1、起动电流大、起动电流大 一般笼型异步电动机起动电流一般笼型异步电动机起动电流约为额定电流的约为额定电流的4747倍。倍。原因：原因：危害：教材危害：教材P60P602 2、起动转矩小、起动转矩小原因原因危害危害对电动机起动的主要要求对电动机起动的主要要求（1 1）有足够大的启动转矩）有足够大的启动转矩（2 2）在满足启动转矩要求的前）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。提下，启动电流越小越好。 不同类型与容量不同类型与容量的异步电动机可采取的异步电动机可采取减压
4、起动减压起动直接起动直接起动ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下，若电动机启动频繁，电动机功率小于变压器容量情况下，若电动机启动频繁，电动机功率小于变压器容量的的20%20%时允许直接启动；若电动机不经常启动，电动机功率时允许直接启动；若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的小于变压器容量的30%30%时也允许直接启动。时也允许直接启动。 如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的如果没有独立的变压器供
5、电（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算( (或或变压器供动力和照明公用时：电动机功率小于变压器容变压器供动力和照明公用时：电动机功率小于变压器容量的量的5，允许直接启动，允许直接启动)。 满足下列关系则可直接启动满足下列关系则可直接启动ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT1 1、开关控制直接起动、开关控制直接起动电路保护措施：电路保护措施： FU FU短路保护短路保护优点：优点： 控制方法简单、经济、实用。控制方法简单、经济、实用
6、。缺点：缺点： 操作不方便、不安全，无过载、操作不方便、不安全，无过载、零压等保护措施，不能实现远零压等保护措施，不能实现远距离控制和自动控制距离控制和自动控制适用于不频繁起动的小容量电适用于不频繁起动的小容量电动机动机, ,如小型台钻、砂轮机、冷如小型台钻、砂轮机、冷却泵等。却泵等。一、直接起动控制电路（全压起动）一、直接起动控制电路（全压起动）FUch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT、接触器控制直接起动、接触器控制直接起动主电路：主电路： 三相电源经三相电源经QSQS、FU2FU2、KMKM的主触点，的主触
7、点，FRFR的热元件到电动机三相定子绕组。的热元件到电动机三相定子绕组。控制电路控制电路： 用两个控制按钮，控制接触器用两个控制按钮，控制接触器KMKM线图的线图的通、断电，从而控制电动机（通、断电，从而控制电动机（M M）启动）启动和停止。和停止。起停过程起停过程： 合上合上QSQS，按动起动按钮，按动起动按钮SB2KMSB2KM线圈线圈通电并自锁通电并自锁MM通电工作。通电工作。 KMKM自锁触点自锁触点，是指与，是指与SB2SB2并联的常开并联的常开辅助触点，其作用是当按钮辅助触点，其作用是当按钮SB2SB2闭合后闭合后又断开，又断开，KMKM的通电状态保持不变，称为的通电状态保持不变，
8、称为通电状态的自我锁定。通电状态的自我锁定。 停止按钮停止按钮SB1SB1，用于切断，用于切断KMKM线圈电流线圈电流并打开自锁电路，使主回路的电动机并打开自锁电路，使主回路的电动机M M定子绕组断电停止工作。定子绕组断电停止工作。 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 自锁自锁-依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电。依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT保护环节：保护环节：FUFU做
9、短路保护，保护电源。做短路保护，保护电源。FRFR做过载保护，保护电动机做过载保护，保护电动机KMKM做失压保护，防止自起动。做失压保护，防止自起动。 一般中小型机床的主电动一般中小型机床的主电动机都采用这种起动方式机都采用这种起动方式 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT二、三相笼型异步电动机减压起动控制二、三相笼型异步电动机减压起动控制 较大容量的笼型异步电动机（大于较大容量的笼型异步电动机（大于10KW10KW）因启动电流较大，一般都采用）因启动电流较大，一般都采用 降压起动方式来起动。降压起动方式来起动
10、。 原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以限制起动电流，起原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以限制起动电流，起 动后再将电压恢复到额定值。动后再将电压恢复到额定值。 起动电流起动电流 降压降压 起动转矩起动转矩 该方法适用于该方法适用于对启动转矩要求不高或空载、轻载下起动的设备。对启动转矩要求不高或空载、轻载下起动的设备。减压起动常用的方法：减压起动常用的方法： 星星-三角变换减压起动：三角变换减压起动： 定子串电阻或电抗器减压起动：定子串电阻或电抗器减压起动： 自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动 延边三角形减压起动延边三角形减压起动ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制
11、系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 针对全压工作时为三角形接法的电动机针对全压工作时为三角形接法的电动机，起动时将其定子绕组接成星形，起动时将其定子绕组接成星形，降低电动机的绕组相电压。当起动过程结束时再将电动机的定子绕组改接降低电动机的绕组相电压。当起动过程结束时再将电动机的定子绕组改接成三角形接法实现全压工作。成三角形接法实现全压工作。1 1、星、星-三角变换减压起动控制电路三角变换减压起动控制电路 x y z A B C A B CAz Bx Cy定子绕组星形连接状态下起动电压为三角形连接起动电压的起动转矩为三角形连接直接起动转距的起动电流为
12、三角形连接直接起动电流的 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT主电路分析主电路分析KM1FRMFUQSKM2KM3KM1KM1: :电源的接入与切除电源的接入与切除起动瞬间起动瞬间-星形接法星形接法 KM1 KM1、KM3KM3闭合闭合 KM2 KM2断开断开正常工作正常工作-三角形接法三角形接法 KM1 KM1、KM2KM2闭合闭合 KM3 KM3断开断开要求：要求：KM2KM2、 KM3 KM3主触点主触点 不能同时闭合不能同时闭合ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动
13、控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT控制电路分析控制电路分析ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT控制电路存在缺陷：控制电路存在缺陷： 若若KM3KM3线圈断线，电动机就有全压起动的可能。线圈断线，电动机就有全压起动的可能。改进方案改进方案 星形星形三角形减压起动方法适用于三角形减压起动方法适用于在空载或轻载状态下在空载或轻载状态下起动，且只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的笼型异步起
14、动，且只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机。电动机。（GBGB规定：规定：4kW4kW及以上的异步电动机定子的连接方法为及以上的异步电动机定子的连接方法为。）。） 在工厂现场中，常采用丫一在工厂现场中，常采用丫一 自动起动器，简便且经济。自动起动器，简便且经济。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT原理原理： 电动机在起动时在三相定子绕组中电动机在起动时在三相定子绕组中串接电阻，使电动机定子绕组电压降串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，低，以限制起动电流。以限制起动电流。起动结束后再起动结束后再将
15、电阻短接，使电动机在额定电压下将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行。正常运行。 主电路：主电路： KM1 KM1实现串电阻起动实现串电阻起动 KM2 KM2实现全压运行实现全压运行2、定子串电阻减压起动控制电路、定子串电阻减压起动控制电路KM1FRMFUQSKM2R 起动瞬间起动瞬间-串入电阻；串入电阻； KM1 KM1闭合、闭合、KM2KM2断开断开 正常工作正常工作-短接电阻短接电阻 KM2 KM2闭合、闭合、KM1KM1断开断开控制线路：控制线路：1 1、基本原理：用时间继、基本原理：用时间继电器电器KTKT控制控制KM1KM1、KM2KM2切切换。换。2 2、KM1KM1、KM2K
16、M2允许同时吸允许同时吸合，但是电动机正常运合，但是电动机正常运行后，一般应该将行后，一般应该将KM1KM1释放，以降低运行损耗。释放，以降低运行损耗。3 3、图（、图（a a）为）为KM1KM1不退出不退出的控制线路。的控制线路。不足之处：不足之处：起动完成后起动完成后KM1KM1、KTKT不退出，运行损耗大；不退出，运行损耗大；有全压启动的可能（有全压启动的可能（ KM1KM1故障故障）KM2 KM1RL1 L2 L3QSFUFRM改进电路（一）改进电路（一）ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT改进电路（二
17、）改进电路（二）ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 定子串电阻起动方式定子串电阻起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，备简单，常用于中小型生产机械常用于中小型生产机械，另外在机械设备做，另外在机械设备做点动调整点动调整时，也可采用这种限流方法以减轻对电网的冲击。时，也可采用这种限流方法以减轻对电网的冲击。定子定子串电阻起动的缺点：限流的同时也降低了启
18、动转矩；串电阻起动的缺点：限流的同时也降低了启动转矩； 起动时在电阻上功率消耗较大，若起动起动时在电阻上功率消耗较大，若起动 频繁，电阻的温升对精密机床会产生影频繁，电阻的温升对精密机床会产生影 响，大容量异步电动机常采用串电抗器。响，大容量异步电动机常采用串电抗器。 在自耦变压器减压起动的控制线路中，电动机起动电流的在自耦变压器减压起动的控制线路中，电动机起动电流的限制是限制是依靠自耦变压器的降压作用依靠自耦变压器的降压作用来实现的。起动时，电动机来实现的。起动时，电动机定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压，待电动机转速接定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压，待电动机转速接近额定转速
19、时，自耦变压器便被短接，此时电源电压即额定电压近额定转速时，自耦变压器便被短接，此时电源电压即额定电压直接加于定子绕组，电动机进入全电压正常工作。直接加于定子绕组，电动机进入全电压正常工作。3、自耦变压器减压起动控制、自耦变压器减压起动控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITXJ01XJ01型自耦变压器减压起动器控制电路型自耦变压器减压起动器控制电路 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系
20、统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 一般工厂常用的自耦变压器起动方法是采用成品的一般工厂常用的自耦变压器起动方法是采用成品的减压补减压补偿起动器偿起动器，这种成品的补偿减压起动器包括手动控制和自动控，这种成品的补偿减压起动器包括手动控制和自动控制两种形式。制两种形式。 自耦变压器降压起动方法自耦变压器降压起动方法适用于起动较大容量适用于起动较大容量和和正常运行时正常运行时定子绕组接成星形定子绕组接成星形而不能采用星形而不能采用星形三角形起动方式的笼型三角形起动方式的笼型异步电动机，异步电动机，起动转矩可以通过改变抽头的连接位置得到改变起动转矩可以通过
21、改变抽头的连接位置得到改变。（80%80%，65%,50%)65%,50%) 它的它的缺点缺点是自耦变压器价格较贵，而且不允许频繁起动，故是自耦变压器价格较贵，而且不允许频繁起动，故通常通常用来起动大型和特殊用途的电动机。用来起动大型和特殊用途的电动机。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT工作原理工作原理 将接至电动机的三相电源将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，进线中的任意两相对调，即可使电动机反转。即可使电动机反转。主电路主电路 KM1 KM1，KM2KM2换相序。换相序。互锁互锁 KM1 KM1，
22、KM2KM2若同时动作，将若同时动作，将引起电源相间短路，要加引起电源相间短路，要加互锁互锁三、三相笼型异步电动机的正反转控制线路三、三相笼型异步电动机的正反转控制线路KM1FRMFUQSKM2ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT两个单向运行控制线路并联。两个单向运行控制线路并联。KM1KM1控制正向控制正向，KM2KM2控制反向控制反向。KM1KM1，KM2KM2同时动作，电源短路，同时动作，电源短路，必须禁止。必须禁止。方法：利用两个接触器常闭触方法：利用两个接触器常闭触头起相互控制作用。头起相互控制作用。
23、这种利用两个接触器的常闭辅这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做助触头互相控制的方法叫做互互锁，锁，而两对起互锁作用的触头而两对起互锁作用的触头便叫做互锁触头。便叫做互锁触头。互锁的存在使得当换向时必须互锁的存在使得当换向时必须停车。停车。优点：安全可靠优点：安全可靠缺点：操作不方便缺点：操作不方便1 1、电动机的、电动机的“正正停停反反”控制线路控制线路ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控
24、制EXIT接触器互锁依然保留，加接触器互锁依然保留，加装按钮互锁，可以实现装按钮互锁，可以实现直直接换向控制。接换向控制。双重联锁双重联锁：既有接触器互：既有接触器互锁又有按钮互锁。锁又有按钮互锁。作用：作用：接触器互锁：防止电源接触器互锁：防止电源短路短路按钮互锁：提高工作效按钮互锁：提高工作效率率注：电气互锁不能少注：电气互锁不能少2 2、电动机的、电动机的“正正反反停停”控制线路控制线路 操作方便，安全可靠，操作方便，安全可靠， 机床电气控制系统常用机床电气控制系统常用 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXI
25、Tch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT主电路主电路同电动机正反转控制线同电动机正反转控制线路。路。控制电路控制电路接触器互锁依然保留，接触器互锁依然保留，加装行程开关互锁，加装行程开关互锁，以以实现实现自动换向自动换向控制。控制。3 3、自动往复行程控制线路、自动往复行程控制线路KM1FRMFUQSKM2ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITKM1KM1：前进：前进KM2KM2：后退：后退SQ1SQ1：末端行程开关：末端行程开关S
26、Q2SQ2：始端行程开关：始端行程开关SB2SB2：正向起动按纽：正向起动按纽 SB3SB3：反向起动按纽：反向起动按纽SQ2 退退 进进 SQ1思考：若要在末端和始端加上限位保护ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 电动机制动控制：电动机制动控制： 用于用于迅速停车或准确定位，迅速停车或准确定位，实现切断电源后，克服惯性，实现切断电源后，克服惯性，迫使电动机迅速停转的功能。迫使电动机迅速停转
27、的功能。 常用制动方式：常用制动方式：机械制动：机械制动：机械抱闸、机械抱闸、电磁离合器电磁离合器电气制动：电气制动：反接制动、能耗制动等反接制动、能耗制动等 实质：给电动机一个与转动方向相反的制动转矩。实质：给电动机一个与转动方向相反的制动转矩。一、机械制动一、机械制动 所谓机械制动，就是用外加的机械作用力使电动机在断电所谓机械制动，就是用外加的机械作用力使电动机在断电后转子迅速停止转动的一种方法。后转子迅速停止转动的一种方法。 应用较多的机械制动装置是应用较多的机械制动装置是电磁制动器电磁制动器，它主要由电磁铁，它主要由电磁铁和制动器两部分组成。电磁铁包括铁芯、衔铁和线圈三部分；和制动器两
28、部分组成。电磁铁包括铁芯、衔铁和线圈三部分；制动器由闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等部分组成。制动器由闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等部分组成。 四、三相笼型异步电动机的制动控制四、三相笼型异步电动机的制动控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT电磁抱闸断电制动控制电磁抱闸断电制动控制 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 断电制动控制方式在断电制动控制方式在起重机械起重机械上被广泛采用，不仅能准确上被广泛采用，不仅能准确定位，同时还可防止突然
29、停电时重物自行坠落。定位，同时还可防止突然停电时重物自行坠落。 缺点：缺点： 不经济；停止时手动调整工件困难。不经济；停止时手动调整工件困难。二、电气制动二、电气制动 当电动机的电磁转矩与旋转方向相反时，便进入电气制动状态。当电动机的电磁转矩与旋转方向相反时，便进入电气制动状态。 电气制动有电气制动有能耗制动能耗制动、反接制动反接制动、反馈制动反馈制动等，鼠笼式异步电动等，鼠笼式异步电动 机常用的电气制动方法是能耗制动和反接制动。机常用的电气制动方法是能耗制动和反接制动。1 1、能耗制动、能耗制动 制动原理：制动原理：切断三相电源切断三相电源-定子绕组接入直流电源（产生磁场）定子绕组接入直流电
30、源（产生磁场）-惯性转动的转子切割磁力线（产生电磁转矩）惯性转动的转子切割磁力线（产生电磁转矩）-制动制动 这种制动方法是将在运动过程中储存在转子中的机械能转这种制动方法是将在运动过程中储存在转子中的机械能转变成电能，又消耗在转子的制动上，因此称为能耗制动。变成电能，又消耗在转子的制动上，因此称为能耗制动。 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT （a) (b)a) (b)能耗制动控制电路：能耗制动控制电路：三相笼型异三相笼型异步电动机切断三相电源的同时，步电动机切断三相电源的同时，定子绕组接通直流电源，转子原定
31、子绕组接通直流电源，转子原来储存的机械能转变为电能，消来储存的机械能转变为电能，消耗在转子回路的电阻上，转速为耗在转子回路的电阻上，转速为零时再将其切除。零时再将其切除。主电路：变压器主电路：变压器TC和整流器提和整流器提供制动直流电源，供制动直流电源，KM2为制动接为制动接触器触器。控制电路控制电路(a)(a)：手动控手动控制：停车时按下制：停车时按下SB1SB1按按钮，制动结束时放开。钮，制动结束时放开。 电路简单，操作不便。电路简单，操作不便。控制电路控制电路(b)(b)：根据电动机带负根据电动机带负载制动过程时间载制动过程时间长短设定时间继长短设定时间继电器电器KTKT的定时值，的定时
32、值，实现制动过程的实现制动过程的自动控制。自动控制。制制动动作作用用强强弱弱与与通通入入直直流流电电流流的的大大小小和和电电动动机机的的转转速速有有关关，在在同同样样的的转转速速下下电电流流越越大大制制动动作作用用越越强强，电电流流一一定定时时转转速速越越高高制制动动力力矩越大。矩越大。一一般般取取直直流流电电流流为为电电动动机机空空载载电电流的流的34倍，过大会使定子过热。倍，过大会使定子过热。可可调调节节整整流流器器输输出出端端的的可可变变电电阻阻RP，得到合适的制动电流。得到合适的制动电流。 能耗制动控制电路能耗制动控制电路ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动
33、控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT能耗制动控制电路特点能耗制动控制电路特点： 制动准确、平稳，与反接制动相比能量消耗小，但制动力较弱，在低速制动准确、平稳，与反接制动相比能量消耗小，但制动力较弱，在低速时尤为突出，且还需要直流电源。故能耗制动时尤为突出，且还需要直流电源。故能耗制动适用于电动机容量较大、起制适用于电动机容量较大、起制动频繁，要求制动平稳、准确的场合，动频繁，要求制动平稳、准确的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等。定位等。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动
34、控制机电传动控制EXIT 2 2、反接制动、反接制动 制动原理：制动原理：切断三相电源切断三相电源-接通反向起动电源（产生反向起动力矩）接通反向起动电源（产生反向起动力矩）-制动制动-转速为零时切断电源转速为零时切断电源 制动手段：制动手段： 利用接触器的主触点接入利用接触器的主触点接入反向电路；反向电路； 利用速度继电器判定零速，利用速度继电器判定零速，切断电源；（切断电源；（可用时间继电器吗可用时间继电器吗？）？）ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT反接制动控制电路反接制动控制电路复合停止按钮复合停止按钮S
35、B1SB1动动合触点上并联合触点上并联KM2KM2的的自锁触点。停车期自锁触点。停车期间，用手转动机床间，用手转动机床主轴调整工件位置主轴调整工件位置时，速度继电器的时，速度继电器的转子转子 随着转动，若随着转动，若不按停止按钮不按停止按钮SB1SB1，KM2KM2就不会得电，电就不会得电，电动机就不会反接于动机就不会反接于电源。电源。反接制动电流约为反接制动电流约为起动电流的两倍，起动电流的两倍，主电路制动回路中主电路制动回路中串入串入限流电阻限流电阻R R，防，防止制动时对电网的止制动时对电网的冲击和电动机绕组冲击和电动机绕组过热。电动机容量过热。电动机容量较小且制动不是很较小且制动不是很
36、频繁的正反转控制频繁的正反转控制电路中，可以不加电路中，可以不加限流电阻。限流电阻。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT反接制动控制电路特点反接制动控制电路特点： 反接制动时，旋转磁场的相对速度很大，定子电流也很大，因而制动转矩反接制动时，旋转磁场的相对速度很大，定子电流也很大，因而制动转矩大，制动迅速，效果显著。但制动时有冲击、不平稳，且能量消耗大，故大，制动迅速，效果显著。但制动时有冲击、不平稳，且能量消耗大，故适用适用于于10kW 10kW 及以下的小容量电动机、不太经常起制动的设备及以下的小容量电动机、
37、不太经常起制动的设备，如铣床、镗床、中，如铣床、镗床、中型车床主轴的制动等。型车床主轴的制动等。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT五、三相笼型异步电动机有极变速控制电路五、三相笼型异步电动机有极变速控制电路用于实际生产的机械设备，往往有调速的要求。用于实际生产的机械设备，往往有调速的要求。调速可通过调速可通过机械机械、液压液压和和电气电气等多种方式实现。等多种方式实现。电动机转速：电动机转速：电动机转速调节的三个参数：电动机转速调节的三个参数：f-f-调频、调频、s-s-转差调速、转差调速、p-p-变级调速变
38、级调速 很多生产机械不需要连续变速，使用很多生产机械不需要连续变速，使用变速电动机变速电动机或再或再配合配合齿轮箱调速。齿轮箱调速。变速电动机变速电动机（笼形）（笼形）一般有双速、三速、四速之分，一般有双速、三速、四速之分，与普通电动机不同的是，变速电动机的定子备有一套或多套绕组，与普通电动机不同的是，变速电动机的定子备有一套或多套绕组，改变接法就可改变电动机的磁极对数改变接法就可改变电动机的磁极对数，进而改变转速。，进而改变转速。 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT双速电动机定子绕组接线示意图双速电动机定子
39、绕组接线示意图三角形接线三角形接线双星形接线双星形接线星形接线星形接线线圈串联线圈串联线圈并联线圈并联ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITAxSSNNIUAxSNI三角形接法、星形接法：三角形接法、星形接法：每相绕组中两个线圈串联，形成四个磁极，每相绕组中两个线圈串联，形成四个磁极，p=2p=2，同步转速为，同步转速为1500 r/min1500 r/min；此时；此时电动电动机为低速；机为低速； 双星形接法：双星形接法：每相绕组中的两个线圈并联，电动机的极数每相绕组中的两个线圈并联，电动机的极数变为二极，变为
40、二极，p=1，同步转速为同步转速为3000 r/min3000 r/min，电动机为高速。电动机为高速。 三角形三角形双星形：双星形：属于恒功率调速，适用于拖动属于恒功率调速，适用于拖动恒功率性质负载恒功率性质负载。单星形单星形双星形：双星形：属于恒转矩调速，适用于拖动属于恒转矩调速，适用于拖动恒转矩性质负载恒转矩性质负载。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT主电路主电路低速运行低速运行( (三角形接线三角形接线) )：KM1KM1闭合闭合KM2 KM2 、KM3 KM3 断开断开高速运行（双星形接线）：高速运
41、行（双星形接线）：KM2 KM2 、KM3 KM3 闭合闭合KM1KM1断开断开注意：注意：定子绕组极数改变后，其相序定子绕组极数改变后，其相序方向和原来相序相反。因此在变极时，方向和原来相序相反。因此在变极时，主电路中必须保证电动机任意两个出主电路中必须保证电动机任意两个出线端同时对调，以保持高速和低速时线端同时对调，以保持高速和低速时的转向相同。的转向相同。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT双速电动机控制电路双速电动机控制电路用用复复合合按按钮钮SB2SB2、SB3SB3来来实实现现高高低低速速控控制制的
42、的。运运行行中中若若要要变变速速，只只要要直直接接按按控控制制按按钮钮SB2SB2或或SB3SB3，就就可可实实现现由由高高速速变变低低速速或或由由低低速速变变高高速速的的运运行行。这这种种控控制制方方式式适适用用于小容量的双速电动机。于小容量的双速电动机。 用用选选择择开开关关SASA实实 现现 高高 、低低速速控控制制，转转换换过过程程中中需需重重新新按按起起动动按按钮钮SB2SB2，此此控控制制方方式式同同样样适适用用于于功功率率较较小小的的电动机。电动机。用用选选择择开开关关SASA和和时时间间继继电电器器来来进进行行控控制制的的。当当SASA扳扳到到中中间间位位置置时时，电电动动机机
43、停停转转；当当SASA扳扳到到 “低低速速”位位置置时时，KM1KM1线线圈圈得得电电，其其主主触触点点闭闭合合，电电动动机机定定子子绕绕组组接接成成 “”“”，以以低低速速运运转转；当当SASA扳扳到到 “高高速速”位位置置时时，电电动动机机先先低低速速起起动动，然然后后自自动动由由低低速速切切换换到到高高速速，以以便便来来限限制制起起动动电电流流，因因此此对对较较大大容容量量的的电电动动机机可可采采用用该该种种控控制方式制方式 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统
44、基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 点动控制：点动控制：按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即停止工按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即停止工作，作，常用于生产设备的调整。常用于生产设备的调整。与长动的主要区别是控制电器能否自锁。与长动的主要区别是控制电器能否自锁。第二节第二节 特定功能控制电路特定功能控制电路一、点动与长动控制一、点动与长动控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制
45、机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 对于一些大中型机床、起重运输机械等生产设备，常要求操作人员在对于一些大中型机床、起重运输机械等生产设备，常要求操作人员在不同方位进行操作与控制，这时就需要组成不同方位进行操作与控制，这时就需要组成多地点控制多地点控制线路。线路。 控制电路控制电路(a)：起动按钮并起动按钮并 联，停止按钮串联，分别联，停止按钮串联，分别 安置在三个地方，就可实安置在三个地方，就可实 现现三地操作三地操作。控制电路控制电路(b) ：几个操作者几个操作者 都按起动按钮发出主令信都按起动按钮发出主令信 号，设备才能起动；停止号，设备才能起动；停止 时，须同时按停止
46、按钮时，须同时按停止按钮二、多地点、多条件控制二、多地点、多条件控制 对于重要、大型的设备，为了保证其操作安全，往往需几个操作者都发对于重要、大型的设备，为了保证其操作安全，往往需几个操作者都发出命令，即满足多个条件后设备才允许开始工作，这需要出命令，即满足多个条件后设备才允许开始工作，这需要多条件控制电路多条件控制电路 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 凡是生产线上某些环节或一台设备的某些部件之间具有互凡是生产线上某些环节或一台设备的某些部件之间具有互相制约或互相配合的关系，均可使用连锁控制。相制约或互相
47、配合的关系，均可使用连锁控制。常见的有三种形式：常见的有三种形式：顺序控制顺序控制 互为禁止控制互为禁止控制 机械电气联锁控制机械电气联锁控制三、联锁控制三、联锁控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 1、顺序控制电路、顺序控制电路 由多台电动机驱动的生产机由多台电动机驱动的生产机 械，其各台电动机所起的作用往械，其各台电动机所起的作用往 往不同，并常常对电动机的起停往不同，并常常对电动机的起停 顺序有一定的要求，以保证设备顺序有一定的要求，以保证设备 的安全运行。的安全运行。 实现顺序控制要求的电路称为实现
48、顺序控制要求的电路称为 顺序控制电路顺序控制电路，一般有顺序起，一般有顺序起 动、同时停止；顺序起动、顺序动、同时停止；顺序起动、顺序 停止；顺序起动、逆序停止等多停止；顺序起动、逆序停止等多 种控制形式。种控制形式。 如磨床要求先起动润滑油如磨床要求先起动润滑油泵电动机泵电动机M1M1，然后再起动主，然后再起动主轴电动机轴电动机M2M2ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT2、互为禁止控制电路、互为禁止控制电路互为禁止控制常用于以下情况：互为禁止控制常用于以下情况：两台电动机不同时起动两台电动机不同时起动具有两
49、种电源接线的单台电动机控制电路具有两种电源接线的单台电动机控制电路ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT操作手柄之间的互锁操作手柄之间的互锁 在运动比较复杂的机床上，在运动比较复杂的机床上，为防止不同运动之间的干涉，为防止不同运动之间的干涉，常用常用操作手柄和行程开关形成操作手柄和行程开关形成联锁控制。联锁控制。 工作台进给运动（横、纵工作台进给运动（横、纵向）控制向）控制3 3、机械电气联锁控制、机械电气联锁控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制
50、机电传动控制EXIT 在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率、降低成本、在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率、降低成本、减轻工人的劳动负担，要求实现整个生产工艺过程全盘自动化。减轻工人的劳动负担，要求实现整个生产工艺过程全盘自动化。例如，一些机床的工作过程包含若干工步，定位例如，一些机床的工作过程包含若干工步，定位夹紧夹紧快进快进工进工进快退等等，对于这些动作要求按一定的顺序自动、逐快退等等，对于这些动作要求按一定的顺序自动、逐步完成或要求不断的重复进行，自动工作循环控制就是实现这步完成或要求不断的重复进行，自动工作循环控制就是实现这种工作过程的控制电路。种工作过程的控制电路。 自动循环控制
51、电路分为两类：自动循环控制电路分为两类： 对电动机工作的自动循环控制对电动机工作的自动循环控制 对液压系统工作的自动循环控制对液压系统工作的自动循环控制第三节第三节 自动循环工作控制电路自动循环工作控制电路一、对电动机工作的自动循环控制一、对电动机工作的自动循环控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 对电动机工作的自动循环控制，实质就是控制电路按照工作循环图的对电动机工作的自动循环控制，实质就是控制电路按照工作循环图的工作顺序要求，工作顺序要求，对电动机进行有序地启动、停止以及正反转的控制。对电动机进行有序地
52、启动、停止以及正反转的控制。1 1、单机自动循环控制电路、单机自动循环控制电路 前所述的由行程开关控制的机床工作台往返循环控制电路，就属于单前所述的由行程开关控制的机床工作台往返循环控制电路，就属于单机自动循环控制电路。机自动循环控制电路。 自动间歇供油润滑系统控制电路 KMKM为控制液压泵电动机起停的接触器，为控制液压泵电动机起停的接触器，KT1KT1控制油泵电动机工作供油的时间，控制油泵电动机工作供油的时间，KT2KT2控制停机、供油间断的时间。控制停机、供油间断的时间。 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXI
53、T2 2、多机自动循环控制电路、多机自动循环控制电路 按照工作循环图的要求，对多个电动机进行有序地启动、停止以及按照工作循环图的要求，对多个电动机进行有序地启动、停止以及正反转的控制正反转的控制 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 液压传动系统由于其特有的优点，如易获得较大力矩、运动传递平稳液压传动系统由于其特有的优点，如易获得较大力矩、运动传递平稳均匀、调节控制方便等，在机械制造、工程、建
54、筑、矿山等领域具有广泛均匀、调节控制方便等，在机械制造、工程、建筑、矿山等领域具有广泛的应用。当液压传动系统与电气控制系统相结合组成的应用。当液压传动系统与电气控制系统相结合组成电液联合控制系统电液联合控制系统时，时，即用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即用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，成规定动作，这样就能很方便地实现由多种工作程序组合的自动工作循环这样就能很方便地实现由多种工作程序组合的自动工作循环控制，广泛应用于组合机床、自动化机床、机械加工自动线、数控机床等控制，广泛应用于组合机床、自动化机床、机械加工自动线、数控机床
55、等设备上。设备上。二、对液压系统工作的自动循环控制（二、对液压系统工作的自动循环控制（电液组合控制电路）电液组合控制电路）ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT1 1 1 1、液压系统基础、液压系统基础、液压系统基础、液压系统基础 动力部件动力部件： 液压泵液压泵 执行部件执行部件： 液压缸液压缸 液压马达液压马达 控制部件控制部件: : 压力控制阀压力控制阀 流量控制阀流量控制阀 方向控制阀方向控制阀 辅助装置：辅助装置： 油箱，油管，过滤器油箱，油管，过滤器液压传动系统主要由四个部分组成：液压传动系统主要由四
56、个部分组成： 控制对象控制对象-油泵电动机、电磁换向阀油泵电动机、电磁换向阀ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 液压动力滑台液压动力滑台是典型的电液控制装置，它是是典型的电液控制装置，它是组合机床上实现进给运动组合机床上实现进给运动的的一种通用部件，配上动力头和不同的主轴箱
57、可以对工件完成钻、扩、铰、镗、一种通用部件，配上动力头和不同的主轴箱可以对工件完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、铣削以及攻螺纹等加工工序。刮端面、倒角、铣削以及攻螺纹等加工工序。 动力滑台由液压缸驱动，该电液控制系统的分析可分为三步：动力滑台由液压缸驱动，该电液控制系统的分析可分为三步：（1 1）工作循环图分析，工作循环图分析，确定工步顺序、每步的工作内容以及各工步转换主令；确定工步顺序、每步的工作内容以及各工步转换主令；（2 2）液压系统分析液压系统分析，对照液压系统原理图，确定每工步中应通电的电磁阀线，对照液压系统原理图，确定每工步中应通电的电磁阀线圈，结合分析结果和工作循环图中给出的条件
58、列出电磁铁动作顺序表。圈，结合分析结果和工作循环图中给出的条件列出电磁铁动作顺序表。（3 3）控制电路分析控制电路分析，对照电磁铁动作顺序表，逐步分析电路如何在转换主令，对照电磁铁动作顺序表，逐步分析电路如何在转换主令的控制下完成电磁阀线圈通、断电的控制。的控制下完成电磁阀线圈通、断电的控制。 2 2、液压动力滑台、液压动力滑台ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITYV1-1YV1-2YV2-1转换主令转换主令快进快进 + - +SB1工进工进 + - -SQ2快退快退 - + -SQ3原位原位 - - -SQ1
59、电磁阀动作顺序表电磁阀动作顺序表工作循环图工作循环图SQ2 SQ1SQ3快进快进工进工进快退快退SB1ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT控制电路分析控制电路分析选择开关SA扳到“自动”位置时自动循环过程： 按动SB1KA1线圈通电自锁YV1-1、YV2-1线圈通电，滑台快进；至压下SQ2KA2线圈通电自锁YV2-1线圈断电，滑台工进；压下SQ3KA3线圈通电自锁YV1-1，KA2线圈断电YV1-2线圈通电，滑台快退；压下SQ1KA3线圈断电YV1-2线圈断电，滑台在原位停止。选择开关SA扳到“手动”位置时， SB1实现工作台点动调整；SB2是复位按钮，用于工作台手动退回。 因为电磁阀没有触点，对短信号无自锁能力，所以要使用中间继电器 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT作业： P94 4-6 4-7 4-8 4-9
