建筑电气控制技术：电路的基本环节.ppt

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1、课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 目目 录录三相异步电动机直接起动控制三相异步电动机直接起动控制1三相异步电动机降压起动控制三相异步电动机降压起动控制2绕线式三相异步电动机的起动控制绕线式三相异步电动机的起动控制3 3三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制4电动机的制动电动机的制动5课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术【知识目标知识目标】1理解控制电路中常用术

2、语的含义；2掌握电动机起动、调速、制动基本环节的控制方法 和特点；3掌握控制系统欠压、失压和电动机过载等基本保护 环节以及保护方法；4掌握继电器接触器控制系统的分析方法。【能力目标能力目标】1能够分析简单的继电器接触器控制电路；2能够按照安装图和原理图安装控制电路；3能够对继电器接触器控制系统进行简单调试。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.1 2.1 三相异步电动机直接起动控制三相异步电动机直接起动控制 三相交流电动机直接起动就是在电动机定子绕组上 加电动机的额定电压来起动。直

3、接起动时，电动机的起动电流是额定电流的47倍，较大的起动电流会影响电网的供电质量，影响电网上其他用电设备的工作。但是，在电源、供电电网和生产机械能满足要求的条件下，允许电动机直接起动。在建筑施工现场，多数小型生产机械都能满足直接起动的条件，允许采用直接起动的控制方法。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.1.1 三相异步电动机点动与长动控制三相异步电动机点动与长动控制1负荷开关直接控制的电路 三相电动机的直接起动可以使用负荷开关直接控制。图2.1为用负荷开关直接控制电动机的电路。控

4、制电路的操作过程为：合上电源开关QS，电动机M得电运行，断开开关QS，电动机M断电停止。 图2.1 负荷开关直接控制电动机 课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.1所示的控制方式简单，但存在如下问题： 一是电动机容量较大时，过大的起动电流造成灭弧困难，需要配置较大容量的负荷开关； 二是操作不方便，特别是对频繁起动的电动机进行合闸与分闸，手动操作困难； 三是较难对电动机的过载、缺相等故障情况实现自动保护。 因此，这种控制方式适合于起动与停止不频繁、容量小的电动机的运行控制中。在电

5、气控制系统中，为了实现电动机的自动控制，通常采用接触器控制电动机的通电运行。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2点动控制电路 点动就是按照电动机运行的需要控制电动机短时间通电运行。在生产机械的控制过程中，对于只需要短时间工作的电气设备或在电动机拖动的生产机械需要准确定位的系统中，生产机械没有到达预定位置，需要生产机械做微小范围的移动时，需要点动控制。例如，混凝土搅拌机的给水控制中，需要供水时按下供水按钮，不需要供水时松开按钮。又如，塔吊的吊钩运送重物时就需要准确定位控制，当吊钩将重

6、物送至目的地时，吊钩到达的位置可能不是准确的目的位置，此时需要通过点动操作电动机使吊钩在小范围内上升或下降。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.2 电动机点动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.2所示的电路中，开关QS用作隔离开关，熔断器FU用作短路保护，SB为点动按钮。 点动的控制过程：首先合上电源开关QS，主电路和控制电路电源接通。按下按钮SB，

7、控制电路通电，接触器KM的吸合线圈通电吸合，接触器KM串联在主电路上的常开主触头KM闭合，电动机M通电运行；松开按钮SB，控制电路断开，接触器KM的吸合线圈断电释放，接触器KM的常开主触头KM断开，电动机M断电停止。 从控制过程来看，点动控制的关键是使接触器的吸合线圈短时间通电，并能很方便地断电释放。借助于按钮的常开触头在按下按钮时接通松开时断开的特点，可以方便地实现点动控制。在电动机的控制电路中，点动常常只是电动机运行控制的一个环节，它常常融合在其他起动控制的电路中。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控

8、制技术建筑电气控制技术3长动控制电路 长动就是控制电动机较长时间运行。当电动机长时间运 行时，如果采用图2.2所示电路进行控制，就需要操作人员长时间按下按钮SB不松开，显然这样操作是不合理的。为此应该设计一种在按下按钮SB以后，再松开按钮SB能自动保持按钮SB按下以后的电路状态，具有这种功能的电路通常称为自锁电路。 实现自锁的方法有两种：一是采用机械自锁的按钮，当按钮按下时，依靠机械动作将按钮锁在按下状态；二是采用电气自锁。采用机械自锁方式时，必须再次按下按钮才能复位，这不利于自动控制。在电气控制系统中，常用电气自锁的方法，它可以在对电动机进行长动控制的同时，较容易地实现对电动机的各种自动保护

9、。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 电气自锁是如何实现的呢？下面通过分析图2.2点动控制的动作过程，探讨电气自锁的方法。当按钮SB按下时，按钮SB的常开触头闭合，控制电路接通，而在松开按钮SB后常开触头将恢复断开状态，控制电路也将断电。如果有一段电路能在按钮SB按下以后，将按钮SB的两端短接，就能在按钮松开后维持控制电路的通路状态。要满足这一要求，实际上只需在按钮两端并接一对接触器KM的常开辅助触头就可完成。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路

10、路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.3 电气自锁控制电路图2.4 电动机长动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.3为采用电气自锁的控制电路，下面分析该电路的自锁过程。按下起动按钮SB，控制电路接通，电流从电源的一端经按钮SB、接触器KM的吸合线圈流到电源的另外一端，接触器的吸合线圈通电吸合。接触器的吸合线圈吸合时，并联在按钮SB两端的辅助常开触头闭合短接了按钮SB。在松开按钮SB后，原来通过按钮SB的电流从接触器的辅助常开

11、触头KM流过，维持接触器的吸合线圈的吸合，接触器吸合线圈的吸合又保证了接触器辅助常开触头的闭合。由此可见，电气自锁的实现是通过接触器的吸合线圈通电吸合来保证自己的辅助常开触头闭合，接触器辅助常开触头的闭合又维持了控制电路的通路状态，使接触器的吸合线圈保持通电吸合状态，此种自锁方式被称为电气自锁。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.3所示的电气自锁解决了只需按一下按钮电动机就可以长期运行的问题，但是该电路存在一个严重的缺陷，即需要停止电动机时，只有通过开关QS断开电源才能使电动

12、机停止运行。显然，采用这种方法停止电动机是不合适的。如何解决电动机停止的问题呢？从控制回路中可以看出，如果将控制电路短时断电，自锁状态将被解除。为此，可在线圈回路中串接一个常闭按钮，就可以实现电动机的停止控制。图2.4为添加一个常闭按钮以后的长动控制电路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 电动机停止的控制过程如下：在控制电路自锁电动机通电运行的情况下，按下按钮SB1，控制电路断开，接触器KM的吸合线圈断电释放。接触器KM断电释放使常开触头KM断开，控制电路解除自锁；主触头KM断开

13、，使电动机断电停止。松开按钮SB1后，由于接触器KM的常闭触头断开，控制电路依然断电。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术4长动与点动兼备的控制电路 在电动机拖动的电气设备中，有些设备既需要点动又需要长动控制。例如塔吊主钩的升降运动过程：长距离移动重物时需要采用长动控制；到达目的位置后，如果停车不准确，必须采用点动控制小范围移动重物。 根据前面对控制电路的分析可知，点动时不允许控制电路自锁，长动时控制电路必须自锁。要实现既有长动又有点动的控制，关键点就在于：点动控制时，使并联在起动按

14、钮两端的接触器的辅助常开触头所在的支路在接触器通电吸合期间保持断开状态；课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 长动控制时，该支路必须保持接通状态。实现的方法有两种： 一是在接触器的辅助常开触头所在的支路上串联一个纽子开关，点动时断开，长动时接通； 二是点动控制按钮采用复合按钮。串联纽子开关的方法会增加操作人员的操作难度，实际的点动控制通常采用第二种方法。图2.5所示为长动与点动兼备的控制电路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本

15、本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.5 长动与点动兼备的控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.5（a）中，点动时断开纽子开关S，长动时接通纽子开关S，按钮SB2既作为长动起动按钮，又作为点动按钮，其控制过程如前所述。 图2.5（b）中，点动按钮SB3为复合按钮，其中一对常开触头并联在起动按钮SB2两端，一对常闭触头串联在接触器KM的常开辅助触头所在的支路。点动时按下按钮SB3，在SB3按下期间，其常开触头接通控制电路，使接触器吸合线圈通电吸合；

16、其常闭触头则断开自锁支路，尽管接触器的自锁触头已经闭合，但控制电路依然不能自锁。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术松开按钮SB3时，由于按钮的结构特点，其动触头首先使并联在起动按钮SB2两端的常开触头断开，控制电路断电，接触器的吸合线圈断电释放，其串联在自锁支路的辅助常开触头断开；随后，按钮SB3的动触头复位，使按钮SB3的常闭触头闭合，此时，由于接触器的吸合线圈已经断电释放使自锁触头断开，所以控制电路依然保持断电状态。显然，点动的实现是利用按钮的常开触头与常闭触头不能同时动作，在

17、点动完成后松开按钮SB3时，接触器吸合线圈先断电断开自锁触头，按钮SB3的常闭触头后闭合的特点来实现的。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 2.1.2 三相异步电动机单向 运行直接起动控制 单向运行是指电动机工作时的运行方向只有一个方向。在电动机的控制电路中，既要能够控制电动机的正常起动和停止，还要考虑对电动机在运行过程中出现的非正常情况加以保护。电动机的控制电路需要考虑短路保护、过载保护、失压保护和欠压保护。图2.6 三相异步电动机单向运行直接起动控制电路课课课课题题题题二二二二

18、 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.6中，主电路由开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触头、热继电器FR的热元件以及电动机M组成。控制电路由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM的吸合线圈及其常开辅助触头、热继电器FR的常闭触头和熔断器FU1组成。 该电路具有控制电动机正常起动、停止以及过载保护、短路保护、欠压保护、失压保护的功能。SB1为停止控制按钮；SB2为起动控制按钮；熔断器FU1负责控制电路的短路保护；熔断器FU1负责主电路的短路保护；热继电器FR起过载保护的作用；欠压保护或失压保护是通

19、过接触器的吸合线圈与控制电路的自锁协同完成的。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术1起动过程 按下SB2接触器KM吸合KM的主触头闭合电动机得电运行KM的常开辅助触头闭合控制电路自锁2停止过程 按下SB1接触器KM断电KM的主触头断开电动机M断电停止KM的常开辅助触头闭合控制电路接触自锁3电动机的各种保护过程（1） 过载保护过程 在电动机拖动的负载超过额定值的情况下，电动机定子绕组的电流超过额定值，经过一段时间后，热继电器FR动作串联在控制回路的热继电器的常闭触头FR断开KM释放 K

20、M的主触头断开电动机断电停止；课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 KM的辅助常开触头断开控制电路接触自锁。（2） 短路保护过程 主电路发生短路故障时，串联在主电路的熔断器FU断开，由于控制电路的电源引自熔断器的下面，所以控制电路断电，接触器KM的吸合线圈断电释放，主触头KM断开，电动机断电停止，自锁触头KM断开，控制电路解除自锁。 控制电路发生短路故障时，串联在控制电路中的熔断器FU1断开，控制电路断电，接触器KM的吸合线圈断电释放，主触头KM断开，电动机断电停止，自锁触头KM断开

21、，控制电路解除自锁。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术（3） 欠压保护过程 在电源电压低于接触器吸合线圈额定电压的70%时，接触器因吸合线圈吸力不够而不能吸合。如果欠压发生在电动机的运行过程中，接触器KM的吸合线圈将释放，控制电路因并联在按钮SB1两端的接触器的自锁触头KM断开而解除自锁，主电路因接触器主触头KM的断开而断电，电动机断电停止，从而避免了电动机在低压下运行。如果起动电动机时电源电压较低，电动机将因为接触器KM的吸合线圈不能吸合而不能起动。课课课课题题题题二二二二 电电

22、电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术（4） 失压保护过程 电动机在运行过程中出现电源突然中断供电，恢复供电后电动机如果自动起动则有可能会造成事故，因此，必须避免发生电动机在恢复供电后自动起动的情况。具有这种功能的电路称为失压保护。 图2.6所示的电路中，如果电动机在运行时中断电源供电，接触器KM的吸合线圈将断电释放，控制电路因并联在按钮SB1两端的接触器的自锁触头KM断开而解除自锁，在电源恢复供电时，由于控制电路的自锁已经解除，电动机依然断电停止。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电

23、路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术4多地控制 生产设备的控制过程中，经常要求在多个地方控制同一台电动机的起动和停止，即要求多地控制。此时，只需要在起动按钮两端并联多个常开按钮作为不同地点的起动按钮，在控制电路中串联多个常闭按钮作为不同地点的停止按钮。图2.7所示为两地控制电动机起动、停止的控制电路，其控制过程与上述控制过程类似。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.7 两地控制电动机起动、停止的控制电路课课课课题题题题二二二二 电电

24、电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.1.3 三相异步电动机双向运行直接起动控制三相异步电动机双向运行直接起动控制 建筑施工现场的机械设备通常需要正反两个方向的运动。如搅拌机的搅拌桶，一个方向旋转为混凝土搅拌，另一个方向旋转为出料。当生产机械需要正转和反转时，要求拖动生产机械的电动机也必须有正转和反转的运动方向。双向运行是指电动机在控制电路的控制作用下，可以实现正转和反转两种运动方向的控制。1双向运行直接起动控制电路分析 根据三相电动机的运转原理，改变三相电动机的任意两根电源接线，就可以改变电动机的旋转方向。如

25、何通过控制电路对电动机进行控制，使电动机从一个运行方向转课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术换到另外一个方向呢？显然，电动机不可能在同一时间有两种运动方向，正传和反转一定是在不同时间进行的。实现正转和反转，可以考虑采用两套单向运行的控制电路来控制电动机的正、反转，其中一套控制电路中的主电路对调两根电源接线。 采用两套独立的单向运行直接起动控制电路可以实现正、反转的独立控制，但是两套系统有两个停止按钮，操作繁琐，必须对控制电路进行简化，简化后的控制电路如图2.8所示。 图2.8为两套单

26、向运行直接起动控制电路简化后的电路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.8 两套单向运行直接起动控制简化后的电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 其中，SB1为停止按钮，当按下SB1时，控制电路断电，无论是正转还是反转都会停止。SB2、SB3分别为正、反转起动按钮，当电动机在停止状态下，按下SB2，接触器KM1吸合，电动机朝一个方向起动运行。同样的道理，如果电动机

27、在停止状态下按下SB3，接触器KM2吸合，电源的U相与W相调换，电动机朝另外一个方向运转，可以实现正转和反转直接起动控制。 尽管图2.8可以实现正转或反转的起动、停止控制，但是，该控制电路存在一个严重的缺陷，即：电动机在一个方向的运行过程中，按下另外一个方向运转的起动按钮，主电路会因为接触器KM1、KM2同时通电吸合而发生两相短路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 如何避免短路的发生呢？根据上述分析，发生短路的原因是两个接触器同时吸合，而要避免短路发生，就不能让两个接触器同时吸合

28、。要避免两个接触器同时通电吸合，可以采用一个接触器通电吸合时，利用该接触器的常闭辅助触头去控制另外一个接触器所在的电路，使另外一个接触器的支路断开。在这种情况下，如果一个接触器已经通电吸合，按下另外一个接触器吸合线圈支路上的起动按钮，该接触器依然不能通电吸合，这种互相牵制的方法称为电气互锁。图2.9为采用电气互锁的三相电动机双向运行直接起动控制电路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.9 电气互锁双向运转直接起动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制

29、电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 电气互锁工作原理如下： 电动机在停止状态时，按下起动按钮SB2，电流从V2经按钮SB1、SB2及接触器KM2的辅助常闭触头、接触器KM1的吸合线圈、热继电器FR的常闭触头到达电源的W2端，接触器KM1通电吸合。当接触器KM1通电吸合后，主电路中接触器KM1的主触头闭合，电动机得电运转；并联在按钮SB2两端的KM1的辅助常开触头闭合，控制电路自锁；串联在接触器KM2吸合线圈上的接触器KM1的常闭触头断开，实现电气互锁。在电气互锁的情况下，如果按下按钮SB3，则因为与接触器KM2的吸合线圈串联的接触器课课课

30、课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 KM1的辅助常闭触头断开，接触器KM2不能通电吸合，避免了两相短路的情况发生。同样的道理，在接触器KM2通电吸合的情况下，按下SB2，接触器KM1也不能吸合。 在图2.9所示电气互锁的电路中，电动机在一个方向运行时，要改变运转方向，必须先按下停止按钮，再按下另外一个方向的起动按钮方能实现电动机反转，这种操作过程繁琐。电动机在一个方向运行时，能不能直接按下另外一个起动按钮就可以实现电动机的反转呢？图2.10电气互锁与机械互锁双向运行直接起动控制电路就可以

31、实现直接操作反转。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.10 电气互锁与机械互锁双向运转直接起动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.10为电气互锁与机械互锁双向运转直接起动控制电路，它与图2.9所示电路的不同之处是：每个起动按钮都是使用的复合按钮，其中按钮的一对常闭触头串联在转向相反的起动支路中，由于一个按钮的两对触头是联动的，当按下任意一个起动按钮时，

32、串联在另外一个起动按钮所在的支路中的常闭触头将首先断开，然后才闭合该按钮的常开触头。例如，当电动机在接触器KM1吸合的情况下运转时，按下按钮SB3，此时，串联在接触器KM1的吸合线圈所在支路中的按钮SB3的常闭触头将首先断开，接触器KM1的吸合线圈断电释放，控制电路解除自锁和互锁，主电路断电。随后，SB3的常开触头闭合，电流从V2流经课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术SB1、SB2的常闭触头、SB3的常开触头、KM1的辅助闭触头、KM2的吸合线圈、热继电器的常闭触头到达电源W2端，

33、使接触器KM2吸合。当KM2吸合时，KM2的辅助常开触头闭合，控制电路自锁；KM2的辅助常闭触头断开，控制电路互锁；KM2的主触头闭合，电动机反相序接通电源运转。 电动机在一个方向运转时直接按下反转按钮控制反转，其工作过程为：反相序接通电源时电动机处于反接制动状态，电动机急剧减速直到转速为零，然后向另外一个方向起动加速。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2行程限位控制 在建筑施工设备中，有些位移性运动的生产机械需要有终端限位控制或者自动往返控制。例如，塔吊的小车在吊臂上行走时不能超

34、过两端的极限位置，否则小车会走出吊臂发生碰撞事故，因此必须进行限位控制。图2.11（a）就是利用行程开关实现终端限位控制的电路。行程开关安装在极限位置，位移性部件上安装有撞块，也可将行程开关安装在位移性部件上，撞块安装在极限位置。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.11 限位与行程控制(a) 行程控制；（b) 自动往返课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.11（

35、a）所示控制电路的工作过程如下：接触器KM1的吸合线圈通电时，电动机正转，生产机械的运动部件向右位移，位移到终端，撞块与行程开关SQ1相碰，行程开关SQ1的常闭触头断开，切断了接触器KM1的吸合线圈所在的支路，接触器KM1断电释放，其主触头KM1断开使电动机断电停止。此时，电动机只能反向运转。生产机械的运动部件向左位移，碰撞SQ2时，其控制过程与上述相似。利用极限位置的限位开关可以实现正、反两个方向的限位控制。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 如果将SQ1的常开触头并联在反向起动

36、按钮两端，将SQ2的常开触头并联在正向起动按钮两端，可以实现自动往返控制，其控制电路如图2.11（b）所示。如果电动机正转，运动部件移动到正向限位终端碰撞SQ1，SQ1的常闭触头切断接触器KM1的吸合线圈所在的支路，接触器KM1断电释放；同时，SQ1的常开触头闭合，短接SB2按钮，只要接触器的常闭触头KM1复位，接触器KM2的吸合线圈所在的回路就接通，电动机将直接反向起动。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.2 2.2 三相异步电动机降压起动控制三相异步电动机降压起动控制 对于大

37、容量的电动机，采用直接起动时，过大的起动电流会影响电网的供电质量，同时将造成电动机过热，影响电动机的寿命。对于不能直接起动的电动机，为了限制电动机的起动电流，起动时必须采取措施。依据电动机的不同特点，可以采用不同的方法，降压起动是三相鼠笼式交流异步电动机通常采用的起动方法之一。通常采用的降压起动方法有星三角形降压起动、定子回路串电阻或电抗器起动和自耦变压器降压起动。无论采用哪一种降压起动，它们的共同特征是：起动电流与定子绕组所加的相课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术电压成正比，起动

38、转矩与定子绕组所加的相电压的平方成正比；当采用降低电压来实现降低起动电流时，起动力矩也会下降。因此，降压起动适用于轻载或空载起动的电动机。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.2.1 三相异步电动机三相异步电动机Y起动起动 三相异步电动机Y-起动，就是电动机在起动时定子绕组接成Y形，正常运行时接成形。只有正常工作时采用三角形连接的电动机才能采用这种方法起动。1起动性能与控制要求 在三相电源电压一定的情况下，同一三相负载分别采用形和Y形两种接法，Y形接法中负载上的相电压是形接法的相电

39、压的1/3，其线电流是后者的1/3。根据电机学的原理，电动机的电磁转矩与作用在电动机每相定子绕组上的电压的平方成正比，因此，Y形接法的起动电流是形接法的1/3，其起动转矩也是接法时的1/3。Y-起动的最大优点是起动控制设备投资少，控制简单。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.12 Y-起动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 从图2.12（a）可以看出，Y-起

40、动控制需要3个接触器，KM1用于连接电源，KM2用于实现Y接法，KM3用于实现接法。KM2和KM3不能同时通电吸合，否则，主电路将因为主触头同时闭合而造成短路，因此，两个接触器之间必须互锁。在电动机按照形接法起动的过程中，伴随电动机转速的上升，主电路的电流将逐渐减小，当电流减小到一定值时，应该将形接法转换成形接法。从Y形接法转换成形接法，可以通过时间继电器来控制，也可以通过电流继电器来控制。图2.12（b）是通过时间继电器来控制Y-转换的控制电路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术

41、2控制电路工作原理分析 为了方便复杂控制电路中电器元件的动作过程的描述，现引入电器元件动作程序图。用规定的符号或箭头配以少量文字说明来表述电路的控制原理的描述方法称为电器元件动作程序图，它是分析较复杂的电气控制电路的方法之一。在控制电路图中主要有两类部件：一类是耗电元件，在继电器接触器控制系统中主要是线圈，线圈有通电和断电两种状态，电器元件动作程序图中用表示线圈通电、用表示线圈断电；另一类是触头，触头也有通、断两种状态，电器元件动作程序图中用表示触头闭合、用表示触头断开。分析时，不强调触头的原始状态如何，主要强调现在的状态。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路

42、路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 下面对图2.12（b）的起动、停止过程和延时时间调整方法进行分析。(1) 起动过程 合上负荷开关QS，主电路、控制电路电源接通。 课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术(2) 停止过程 按下SB2，控制电路断电，接触器、时间继电器的吸合线圈均断电释放，控制电路解除自锁，主电路因为接触器KM1主触头的断开而断电，电动机停止运转。(3) 延时时间的调整 Y-起动的目的是限制起动电流，但是起动过程太长，不利于提高

43、劳动生产率，而且在电动机转速升高后，不及时将Y形接法转换成形接法，电动机将运行在过电流状态，电动机绕组温度将会升高。由于Y-课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术起动的转换时间与电动机的容量、电动机拖动的负载的大小有关，因此，时间继电器的延时时间需要根据电动机以及负载的具体情况进行调整。 调整的原则：以起动过程的电流为依据，即电动机由Y形接法转换成形接法时，其转换到接法时的电流不大于Y接法时的初始起动电流，又接近于初始起动电流时的时间为最佳延时时间，此时，起动过程最短。特别要强调的是，

44、其他降压起动方法的延时时间的调整原则也应如此。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 调整的方法：在设备安装调试时，用钳型电流表监视初始起动电流和转换到形接法时的电流，并调整时间继电器的延时，经过几次起动过程的调整就能确定该设备的延时时间了。以后正常运行时不必再去调整它。 从时间继电器的调整过程可以看出，用时间继电器来控制起动过程的转换较适合于拖动恒定负载的电动机。当电动机拖动的负载变化较大时，若按重载调整时间继电器，则轻载状态下起动时间过长；若按轻载调整时间继电器，则重载状态下起动时

45、间又过短。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.2.2 三相异步电动机自耦变压器降压起动三相异步电动机自耦变压器降压起动 Y-形起动方法的起动转矩仅为直接起动时的1/3，而且不能调整，当电动机拖动的负载大于形连接起动时的起动力矩时，电动机将不能起动，因此，Y-形起动不适合于重载起动的场合。如果既要满足设备的力矩要求，同时又需要限制起动电流在允许的范围以内，必须能调整加在电动机定子绕组上的电压，使起动过程中电动机的起动转矩与负载转矩相适应。 自耦变压器的副边有几组抽头，可以输出几种不

46、同的电压。当负载不同时，可以选择不同的起动电压，从而满足不同的负载对起动转矩的要求。因此，采用自耦变压器降压起动广泛运用在电动机的起动控制中。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术1起动性能与控制原理 当采用自耦变压器降压起动时，若电源电压为Ue，自耦变压器副边电压为Uq，K为变压比，则Uq=KUe，起动电流为K2Iq，起动转矩为K2Tq。若选择合适的K，则可以在自耦变压器副边获得需要的电压。 自耦变压器的变压比可以根据电动机起动的具体需要进行调整，从自耦变压器副边可以获得任意的起动电

47、压，因此，自耦变压器降压起动既可应用于对起动电流限制要求较小的情况，也可应用于对起动电流要求较大的情况，它的起动电流与起动力矩介于Y-起动和直接起动之间。在实际应用中，当Y-起动不能满足设备的起动转矩要求的情况下，通常采用自耦变压器降压起动。由于需要增加自耦变压器，所以这种起动方法会增加设备投资。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 自耦变压器降压起动的控制方法：当电动机起动时，自耦变压器原边接电源，电动机绕组连接在自耦变压器副边。当电动机转速升高后，切除自耦变压器，将电动机绕组直接

48、接入电源。因此，电动机绕组接电源需要一个接触器控制；电动机绕组接自耦变压器时，可以使用两个接触器控制，一个用于自耦变压器与电源的连接，另一个将自耦变压器副边接成Y形；也可以将接触器的主触头串联在电动机绕组与自耦变压器副边之间，然后将自耦变压器副边直接接成Y形。容量较小的自耦变压器副边可以用接触器的辅助常闭触头接成Y形，也可以选择5个主触头的接触器，这样可以减少一个接触器。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 自耦变压器起动方法一般采用定型产品，根据控制的电动机的容量不同，产品型号也不

49、同。XJ01型补偿降压起动器适用于1428 kW的电动机，其控制电路如图2.13所示。(1) 起动过程 合上电源开关QS，电源接通，控制电路变压器TC通 电，TC副边的信号灯HL3亮，表示电源已经接通，电动机未起动。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.13 XJ01型补偿降压起动器原理电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控

50、控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术(2) 停止过程 按下停止按钮SB1，控制电路断电，接触器KM1、KM2及中间继电器KA、时间继电器KT的吸合线圈均断电释放，控制电路解除自锁，连接在主电路上的接触器的主触头断开，电动机断电停止。 XJ01型补偿降压起动器有如下特点：电动机容量只能在28 kW以下，使用的接触器数量少，电动机正常运行时没有从电路中将自耦变压器完全切除，自耦变压器始终带电，控制电路中使用了两组起动、停止按钮，可以应用于两地控制。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基

51、基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.2.3 三相异步电动机定子串电阻（电抗器）降压起动三相异步电动机定子串电阻（电抗器）降压起动 起动时，定子绕组串入起动电阻，其电压降低，运行时切除起动电阻，电动机在全压下运行，这种方法称为三相交流异步电动机定子绕组串电阻起动。 由于起动过程中所串电阻存在能量损耗，为了节能，也可以用起动电抗器来代替起动电阻，此种方式称为定子绕组串电抗器起动。电抗器造价远高于电阻，采用串电抗器起动将增加初期投资。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑

52、电气控制技术1起动性能与控制要求 根据串联电路的特点，在电源电压一定的情况下，将电阻串联到电动机定子绕组中，会降低定子绕组上的电压。定子绕组电压的大小与串联的电阻的大小有关。通过调整电阻的大小，可以使电动机定子绕组获得起动需要的电压值和起动力矩，并达到降低起动电流的目的。与自耦变压器降压起动的方法相比较，此种起动方法设备投资少，控制简单，起动方式不受电动机绕组接线形式的限制。如果是采用串电阻起动，该起动电阻还可以作为制动电阻使用，因而适用于要求起动平稳又有制动的情况。在低速电梯的控制系统中，定子回路串电阻起动应用比较广泛。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路

53、路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术根据电工理论，定子绕组串电阻降压起动时，定子绕组的电压为:式中K小于1的降压系数;Ue电源电压;Uq定子绕组的端电压。 由于定子绕组的端电压降低，所以定子绕组的起动电流也会降低，起动电流Iq是直接起动时起动电流Iq的K倍，即:课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术当定子绕组端电压降低时，起动转矩也会下降，其值为：式中Tq降压起动的转矩;Tq直接起动时的电磁转矩。 选择合适的降压系数K，就可以得到需要的起动转矩和

54、较小的起动电流。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 定子串电阻降压起动的控制最少需要两个接触器，一个用于连接电源，另一个用于起动完成后短接起动电阻。也可以将串接的电阻分为几段，分几次将其短接。电阻分段的好处是可以在满足最大限制电流的情况下快速起动电动机，但是，每短接一段电阻就需要一个接触器进行控制，分段越多，控制电路将越复杂。在电动机的控制中，起动电阻常常被应用于制动过程，作为制动电阻来限制制动电流。图2.14所示为三相异步电动机定子绕组串电阻降压起动。课课课课题题题题二二二二 电

55、电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.14 三相异步电动机定子串电阻降压起动课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2控制电路工作原理分析(1) 起动过程 合上开关QS，控制电路和主电路电源接通。合上开关QS，控制电路和主电路电源接通。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术(2) 停止过程 按

56、下停止按钮SB2，控制电路断电，接触器KM1、KM2及时间继电器KT的吸合线圈均断电，控制电路解除自锁，连接在主电路的接触器主触头均断开，电动机断电停止。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.3 2.3 绕线式三相异步电动机的起动控制绕线式三相异步电动机的起动控制 降压起动可以减小起动电流，同时也会降低起动力矩。如果设备需要较大的起动力矩，降压起动就不能满足要求。三相绕线式异步电动机除了可以采用降压起动的方法之外，还可以通过滑环在转子绕组中串接合适的电阻或频敏变阻器来限制起动电流。

57、当串入合适电阻时，还可以获得较大的起动转矩，缩短起动过程。绕线式电动机常常应用在既要求起动电流比较小，又要求起动转矩比较大的设备中，例如起重机的提升机构使用的电动机。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.3.1 绕线式三相异步电动机转子回路串电阻起动绕线式三相异步电动机转子回路串电阻起动 转子回路串电阻起动，就是在绕线式电动机起动时，通过电动机转轴上的滑环将外部电阻串接在电动机的转子绕组上，从而达到降低起动电流的目的。1起动性能与控制要求 从电机学理论可知，绕线式异步电动机转子绕组

58、串接电阻以后，电动机的机械特性变软，线性区斜率加大。因此，串联合适的外加电阻后，既可限制起动电流，也可以增加起动转矩。但是串联电阻后，随着转速的升高，定子电流将减小，其电磁转矩也将减小，电磁转矩的减小必然会使起动过程延长。为了达到起动时间尽可能短和起动电流冲击尽可能小的目的，可采用在起动过程中将起动电阻课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术逐段切除的方法。起动电阻的级数越多就越接近于恒转矩起动，起动过程越短，起动越平稳。但级数越多，控制电器也越多，所以一般设置3级为宜。 逐段切除起动电

59、阻的控制方法有三种：一是用主令控制器或凸轮控制器手动切换，这种方法在起重机的控制电路中常常使用；二是用电流继电器检测转子电流大小的变化来控制电阻的切除，通过对转子电流进行检测，当转子电流减小到设定值时，切除一段电阻，使电流重新增大，这样就可以使起动电流控制在一定的范围内；三是使用时间继电器自动控制电阻的切除，这种方法的起动时间是固定的。图2.15为利用电动机转子电流大小的变化来切除起动电阻，图2.16为采用时间控制方法切除起动电阻。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.15 利用

60、电动机转子电流大小的变化来控制起动电阻的切除课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术(1) 利用电动机转子电流大小的变化来控制电阻的切除 图2.15中，FA1、FA2、FA3是电流继电器，电流线圈串接在电动机转子电路中，它们的吸合电流相同，一般为额定电流的22.5倍，释放电流却不相同，FA3的释放电流调整得最大，FA2次之，FA1最小。起动过程分析如下： 合上开关QS，主电路、控制电路电源通电。 按下起动按钮SB1，接触器KM吸合，KM的主触头闭合，电动机接通电源，电动机转子在串全部起动

61、电阻的情况下运行；辅助触头KM闭合，控制电路自锁；另一辅助触头KM闭合，中间继电器KA吸合，为电流继电器依次闭合KM3、KM2、KM1做准备。电动机开始课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 起动时，转子回路串接的电流继电器KA1、KA2、 KA3全部通电吸合，KA1的常闭触头断开接触器KM1、KM2、KM3吸合线圈的支路，KA2的常闭触头断开接触器KM2、KM3吸合线圈的支路，KA3的常闭触头断开接触器KM3吸合线圈的支路，电动机串全部电阻起动。随着电动机转速的升高，电动机转子回路的

62、电流逐渐减小，转子电流下降到FA3的动作整定值时，FA3首先释放，FA3的常闭触头复位，接触器KM3通电，KM3的主触头闭合将电阻R3短接；电阻R3被短接瞬间，转子回路总电阻减小，转子电流立即增大，但随着转速的逐渐上升，转子电流又逐渐减小，当减小到FA2的整定值时FA2释放， FA2的常闭触头使接触器KM2通电， KM2的主触头将电阻R2短接；课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 电阻R2被短接瞬间，转子回路总电阻继续减小，转子电流又立即增大，随着转速继续上升，转子回路电流继续减小，

63、当电流下降到FA1的整定值时FA1释放，FA1的常闭触头使KM1通电，KM1主触头将电阻R1短接，电机切除全部电阻进入稳定运行状态。(2) 采用时间控制方法切除起动电阻 图2.16中，KT1、KT2、KT3是时间继电器，分别控制三个接触器KM1、KM2、KM3，其动作顺序为KT3、KT2、KT1。起动过程如下： 合上电源开关QS。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.16 采用时间控制方法切除起动电阻课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的

64、的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 按下起动按钮SB1，接触器KM吸合，KM的主触头闭合，电动机接通电源，电动机转子在串全部起动电阻的情况下运行；辅助触头KM闭合，控制电路自锁；另一辅助触头KM闭合，中间继电器KA吸合，为电流继电器依次闭合KM3、KM2、KM1做准备。电动机开始起动时，转子回路串接的电流继电器KA1、KA2、KA3全部通电吸合，KA1的常闭触头断开接触器KM1、KM2、KM3吸合线圈的支路，KA2的常闭触头断开接触器KM2、KM3吸合线圈的支路，KA3的常闭触头断开接触器KM3吸合线圈的支路，电动机串全部电阻起动。随着电动机转速的升高，电动机

65、转子回路的电流逐渐减小，转子电流下降到FA3的动作整定值时，FA3首先释放，FA3的常闭触头复位，接触器KM3课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术通电，KM3的主触头闭合将电阻R3短接；电阻R3被短接瞬间，转子回路总电阻减小，转子电流立即增大，但随着转速的逐渐上升，转子电流又逐渐减小，当减小到FA2的整定值时FA2释放，FA2的常闭触头使接触器KM2通电，KM2的主触头将电阻R2短接；电阻R2被短接瞬间，转子回路总电阻继续减小，转子电流又立即增大，随着转速继续上升，转子回路电流继续减

66、小，当电流下降到FA1的整定值时FA1释放，FA1的常闭触头使KM1通电，KM1主触头将电阻R1短接，电机切除全部电阻进入稳定运行状态。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术(2) 采用时间控制方法切除起动电 图2.16中，KT1、KT2、KT3是时间继电器，分别控制三个接触器KM1、KM2、KM3，其动作顺序为KT3、KT2、KT1。起动过程如下：课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电

67、气控制技术课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.3.2 绕线式三相异步电动机转子回路串频敏变抗器起动绕线式三相异步电动机转子回路串频敏变抗器起动 在绕线式异步电动机转子绕组串电阻的起动方法中，由于转子电阻的切除是分段进行的，在切除电阻的瞬间定子电流及电磁转矩将突然增大，会产生一定的机械冲击力。如果希望减小冲击，必须增加电阻的级数，使每级电阻值减少，而增加级数将使控制电器的数量增多、起动电阻的体积加大，控制电路将变得复杂，并且会降低控制系统的可靠性。在实际应用中，如果电动机没有调速要

68、求，常采用转子回路串频敏变阻器起动。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 频敏变阻器是一种阻抗随频率变化的电器元件。由于转子回路电流的频率为f2=sf1，在电动机的起动过程中，转子回路的频率将随转速的逐渐升高而逐渐降低，频敏变阻器的阻抗能够随着电动机转速的上升、转子电流频率的减小而自动减小。采用转子绕组串频敏变阻器起动可以在增加系统平稳起动的情况下，减少控制电器的使用数量，提高系统的可靠性。1频敏变阻器简介 频敏变阻器是由几片或十几片较厚的钢板或铁板再绕上三组线圈构成的。为了增大阻抗

69、，铁芯为开启式，三个绕组按星形连接后串联在转子电路中，如图2.17（a）所示。图2.17（b）为每一相转子回路的等效电路。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.17 频敏变阻器课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.17中，r2为电动机转子绕组的电阻，rp为频敏变阻器绕组的电阻，Rmp为频敏变阻器铁损的等值电阻，Xmp为电动机静态时的电抗，s为转差率，sXmp为运转

70、时的电抗。当电动机起动时，频敏变阻器通过转子电路得到交变电动势，产生交变磁通，转子绕组的电抗为sXmp，频敏变阻器铁芯由较厚的钢板制成，在交变磁通作用下会产生很大的涡流损耗和较小的磁滞损耗(涡流损耗占总损耗的80以上)，此涡流损耗在电路中以一个等效电阻Rmp表示。频敏变阻器的电抗sXmp和电阻Rmp与转子绕组内通过的电流的频率有关。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术在电动机运转过程中，转子电流频率f2与电源频率f1的关系为：f2=sf1，其中s为转差率。当电动机转速为零时，转差率s

71、=1，即f2=f1；当s随着转速上升而减小时，f2便下降，频敏变阻器的Rmp与sXmp也相应下降。由此可见，起动开始，频敏变阻器的等效阻抗很大，限制了电动机的起动电流。随着电动机转速的升高，转子电流频率降低，等效阻抗自动减小，从而达到了自动改变电动机转子阻抗的目的，实现了平滑无级起动。当电动机正常运行时，f2很低（为f1的510），其阻抗很小。另外，在起动过程中，转子等效阻抗及转子回路感应电动势都是由大到小，实现了近似恒转矩的起动特性。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2转子绕组串

72、频敏变阻器起动控制电路分析 图2.18为转子绕组串频敏变阻器起动控制电路。图中RF为频敏变阻器，KM1为连接电源的接触器，KM2为短接切除频敏变阻器的接触器，KT为控制起动时间的通电延时型时间继电器，KA为中间继电器。由于是大电流系统，所以热继电器FR接在电流互感器TA的二次侧。图2.18转子绕组串频敏变阻器起动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术起动过程分析如下： 合上电源开关QS课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本

73、本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.18 转子绕组串频敏变阻器起动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.18中，热继电器的热元件安装在电流互感器的二次侧有两个原因，一是大容量电动机的主电路电流比较大，要求热继电器热元件的额定电流也要大，如果应用电流互感器，其副边的额定电流为5 A，热继电器热元件的额定电流就可以按5 A及以下选择，另外还可以用一个5 A的电流表来观察起动和运行过程中的电流；二是在起动过程中，为了避免起动时间过长而使热继电器误动作，

74、可以用只能通过较小电流的中间继电器KA的常闭触头将热继电器FR的发热元件短接，起动完成后再接入。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术3频敏变阻器的调整 选择频敏变阻器要考虑电动机的额定功率、负载特性、起动运行方式等因素。电动机的功率、负载性质或工作方式不同，选择的频敏变阻器的型号也不同。例如，BP1200、BP1300型适用于短时工作制，容量为222240 kW的传动设备；BP1000、BP1400、BP1500型适用于反复短时工作制，容量为2.2125 kW的设备。因此，在频敏变阻

75、器选用和调整得当的情况下，电动机可以获得恒转矩的起动特性；反之，则会出现起动电流过大或起动时间过长甚至起动困难的情况。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术频敏变阻器是针对一般使用要求设计的定型产品，在实际使用过程中由于使用环境与负载不同，以及不同电动机的参数存在差异，直接使用时电动机的起动特性往往不太理想，所以需要结合电动机的实际使用情况对频敏变阻器进行调整，以充分发挥频敏变阻器的作用，满足电动机的起动要求。调整频敏变阻器主要包括如下内容：（1） 改变线圈匝数 频敏变阻器线圈大多留有

76、几组抽头，增加或减少匝数将改变频敏变阻器的等效阻抗，可以达到调整电动机起动电流和起动转矩的目的。如果实际使用中电动机起动电流过大，起动过程太短，应增加匝数；反之，应减少匝数。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术（2） 磁路调整 如果刚起动时，起动转矩过大，对拖动的机械有剧烈冲击；起动完毕后，稳定转速低于额定转速较多，短接频敏变阻器时电流冲击过大。遇到这些情况时，应调整磁路，增加磁路的气隙。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本

77、本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.4 2.4 三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制 电气设备在工作过程中，根据工作状态的不同，对设备有不同的速度要求。例如，为了提高工作效率，要求起重机的吊钩在吊起重物后要有较快的运行速度；重物在接近目的地时，为了减小停止运行时的机械冲击，速度又要放慢。因此，针对电气设备在不同工作情况下的速度变化要求，需要控制系统采取相应措施，改变电动机的转速，这种在负载过程中改变电动机运行速度的方法称为电动机的调速。三相交流电动机的调速方法有变极调速、变频调压调速和转子回路串电阻调速。转子回路串电阻调速只能应用于绕线式电动机，变极调速、变频调

78、压调速多应用于三相鼠笼式电动机。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.4.1 三相异步电动机变极调速三相异步电动机变极调速 变极调速就是在电动机运行过程中改变电动机磁极对数的调速方法。 根据电机学理论，三相电动机的同步转速n1=60f1p,式中f1为电源频率，p为磁极对数。当变更电动机定子绕组的磁极对数时，同步转速便会随之改变，进而改变转子转速。 变极调速既可应用于三相鼠笼式电动机，也可应用于三相绕线式电动机。根据电机原理可知，电动机定子电流产生的磁极与转子电流产生的磁极必须对应，

79、鼠笼式电动机转子绕组的磁极可以自动与定子绕组变极前后的磁课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术极对应变化。而对于绕线式电动机来说，在改变定子绕组的磁极时，转子绕组的磁极也要做出相应改变，这往往在生产现场较难实现，因此，变极调速多应用于鼠笼式电动机。1变极调速的控制要求 三相异步电动机往往采用两种方法变更绕组磁极对数：一种是改变每相定子绕组的连接关系；另一种是在定子上设置具有不同磁极对数的两套互相独立的绕组。这两种方法也可以应用在同一台电动机上，以获得较多的速度变化，例如，电梯专用电动机

80、JTD系列的变极调速可以实现三速和四速调速。改变每相定子绕组的连接关系实现变极的方法如图2.20。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.19为4/2极的单绕组双速电动机定子绕组接线示意图，其中图2.19（a）将电动机定子绕组的U1、V1、W1三个接线端子接三相电源，而将电动机定子绕组的U2、V2、W2三个接线端子悬空，每相绕组的两个线圈串联，三相定子绕组为连接，此时磁极为4极，同步转速为1500 r/min，为低速接法。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制

81、电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 若要电动机高速工作时，可接成图2.19（b）形式，将电动机定子绕组的U2、V2、W2三个接线端子接三相电源，而将另外3个接线端子U1、V1、W1分别连在一起，这样连接以后原来三相定子绕组的连接立即变为双Y连接，此时每相绕组的两个线圈为并联，磁极为2极，同步转速为3000 r/min。此种接法电动机的转速是低速时的2倍。 从图2.19可以看出，要实现4/2极的变化，需要三个接触器，分别用做4极速度运行时的电源连接、YY变换和YY运行时的电源连接。显然，前一个接触器与后两个接触器分别在不同速度下通电。课课课

82、课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.19 电动机三相定子绕组/YY接线图(a) 低速接法(4极);(b) 高速YY接法(2极)课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2控制电路分析 合上电源开关QS，按下低速起动按钮SB1，低速接触器KM1线圈通电，其触头动作，电动机定子绕组作连接，电动机以1500 r/min低速起动。 当需要换成3000 r/min的高速时，按下高速起动按钮

83、SB2，接触器KM1先断电释放，高速接触器KM2和KM3的线圈同时通电，电动机定子绕组换接成双Y连接，电动机高速运转。为了保证KM2和KM3同时通电，控制电路的自锁是由KM1与KM2的辅助常开触头串联来完成的。 图2.20变极调速的过程是由操作者手动完成的，在实际应用中也可以通过时间继电器自动控制。采用时间继电器自动控制双速电动机的控制电路如图2.21所示。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.20 变极调速控制电路图课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电

84、电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.21 通过时间继电器自动控制变极调速课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.21中，SA是转换开关，其操作手柄分为低速、高速和停止三挡。工作原理如下： 开关SA扳到“低速”挡位置，只有接触器KM1线圈通电动作，电动机定子绕组接成接法低速运转。 开关SA扳到“高速”挡位置，时间继电器KT线圈首先通电，KT的瞬时动作触头KT1闭合，使接触器KM1的吸合线圈通电，接触器KM1的主触头闭合，电动机

85、定子绕组接成接法低速起动。经过一段时间延时后，时间继电器的常闭延时开触头KT2断开，使接触器KM1断电释放，同时常开延时闭合触头KT3闭合，接触器KM2的线课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术圈通电吸合，KM2的常开辅助触头闭合，进而使KM3接触器线圈也通电动作，电动机定子绕组由KM2、KM3的主触头接成YY，电机自动进入高速运转。 开关SA扳到中间位置，电动机处于停止状态。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节

86、节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.4.2 2.4.2 三相异步电动机变频变压调速三相异步电动机变频变压调速 变频变压调速是通过改变作用在三相交流电动机定子绕组的电源电压和频率来改变电动机转速的调速方法。根据电机学原理，交流电动机的转速公式 n=60f1(1-s)/p，若均匀地改变定子频率f1，则可以平滑地改变电机的转速。因此，在各种异步电动机调速系统中，变频调压调速的性能最好，效率最高，是交流电动机调速的主要发展方向。但是，变频调压调速需要变频设备，其技术含量高，维护维修人员需要具备相应的技术素质。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基

87、基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术1变频调速(1) 变频调速的基本控制方式 交流电动机的额定频率称为基频。变频调压调速装置可以在基频以上或以下调整，当频率改变时，不仅可以改变电动机的同步转速，也会使电动机的其他参数发生相应的变化。为了使调速系统具有良好的调速性能，变频调压调速装置必须针对不同的调速范围以及使用场所采取不同的控制方式。 恒压频比控制方式在三相异步电机的定子绕组中，感应电动势与电源频率、磁通、绕组匝数有如下关系： （2.1） 式中E1定子每相感应电动势的有效值;课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本

88、本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术K1基波绕组系数;f1定子电源频率;m每极气隙磁通量;N1定子每相绕组串联匝数。 在忽略定子绕组阻抗压降的情况下，电源电压U1E1。当U1不变时，调低电源频率f1，m将会相应增加。由于电动机在设计制造时为了充分利用铁芯，在额定电压下已使气隙磁通接近饱和。如果m增加，就会使磁路进入饱和状态，此时，励磁电流将急剧增大，铁损急剧增加，严重时将导致绕组过热而烧坏。所以，在调速的过程中，随着输入电源的频率降低，必须相应降低定子电压U1，以课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节

89、建筑电气控制技术建筑电气控制技术保证气隙磁通不超过设计值。如果使U1/f1为常数，则在调速过程中可维持m近似不变，这就是恒压频比控制方式。 转差频率控制方式 转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度（电机角频率）的差，在电动机转子上安装测速发电机等速度检测器，可以检测出电动机的速度，这个速度加上转差频率（与要求的转矩相对应）就是逆变器的输出频率。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 系统采用转子速度闭环控制，速度调节器将速度设定信号与检测到的电动机实际角速度进行比较，并将偏差

90、信号放大，产生转差频率指令信号。变频器的设定频率即电动机的定子电源频率，为转差频率设定值与实际转子转速的和。当电动机负载运行时，定子频率设定将会自动补偿由于负载所产生的转差，保持电动机的速度为设定速度。与恒压频比控制方式相比，这种方式调速精度大大提高。但是，使用速度传感器求取转差角频率，要针对具体电动机的机械特性调整控制参数，这种控制方式的通用性较差。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 矢量控制方式 采用矢量控制方式的目的是为了提高变频调速的动态性能。该方式根据交流电动机的动态数学

91、模型，利用坐标变换的手段，将交流电动机的定子电流分解成磁场分量电流和转矩分量电流并分别加以控制，以获得类似于直流调速系统的动态性能，这种方式适合于对动态性能要求较高的应用场合。(2) 变频调速装置的分类 在变频调速过程中，必须同时改变电源的电压和频率，而现有的供电电源均是恒压恒频的电源，必须通过课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术变频装置在改变频率的同时改变电压，因此，变频装置通常又称变压变频装置（Variable Voltage Variable Frequency，简称VVVF）

92、。 从电路结构上看，变频调速装置可以分为间接变频装置和直接变频装置两大类。 间接变频装置 间接变频装置即交直交变频装置，首先将工频交流电源通过整流器变换成直流电源，然后再经过逆变器将直流电源变换成电压和频率可变的交流电源。按照电路结构和控制方式的不同，间接变频装置又可以分为三种，如图2.22所示。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.22 间接变频装置的三种结构形式课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节

93、建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.22（a）所示的间接变频装置由可控整流电路和逆变电路构成，其中整流电路调节输出电压的大小，逆变电路控制输出交流的频率。由于调压和调频分别在两个环节上进行，两者必须在控制电路上协调配合。这种装置结构简单，控制方便。但是，由于输入环节采用可控整流，当电压和频率调得较低时，电网端功率因数较低。输出环节大多采用由晶闸管组成的三相逆变器，输出谐波较大，这是此类变频装置的主要缺点。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.22（b）所示的间接变频装置由二

94、极管整流电路、斩波器和逆变器三部分构成，其中斩波器用于调节输出电压，逆变器用于调节输出频率。与图2.22（a）相比，采用二极管整流电路提高了输入功率因数，但是多了一个变压环节而使系统的结构变得复杂，同时变频装置的输出仍然存在较大的谐波。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.22（c）所示的间接变频装置由二极管整流电路和SPWM（正弦脉冲宽度调制器）逆变器构成，其中调压和调频全部由PWM逆变器完成。由于采用二极管整流电路，其输入功率因数高；采用SPWM逆变器，输出波形非常接近正弦

95、波，谐波含量小。随着IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等新型全控器件的出现以及PWM技术和计算机控制技术的发展，间接变频技术得到快速发展，应用也日益普及，是目前最有发展前途的一种变频装置。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 直接变频装置 直接变频装置的结构如图2.23所示，它采用交交变频电路，只用一个变换环节，直接将恒压恒频的交流电源变换成VVVF电源，此种变频装置只能在基频以上变频。根据输出波形，直接变频装置可以分成方波形和正弦波形两种。此类变频装置一般只用于低速大容量的调速系统。图

96、2.23 直接变频装置课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2富士FRENIC 5000G11S/P11S变频器及其应用 变频器的生产厂家和生产型号很多，但各厂家相同类型的产品的功能类似。富士公司FRENIC 5000G11S/P11S系列低噪音、高性能、多功能变频器的性价比高，在我国各行业应用较为普遍。它包括一般工业用标准系列400V 0.4kW/FRN 0.4G11S4CX220kW/FRN220G11S4CX和风机、泵用标准系列400V 7.5kW/FRN 7.5P11S4CX2

97、80kW/FRN280P11S4CX。它把软起动、软停止、输出频率上下限限幅、偏置设定、频率跳跃等功能软件化，并且具有实现U/f自动调整、转矩升高自动调整、自动节能运行等实时控制的软件。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 变频调速控制电路分析 图2.25所示电路为起重机吊钩的变频调速系统，速度为低速、中速、高速三种。变频器选用日本富士FR5000G11S系列产品，该产品具有矢量控制功能，电机在整个调速范围内要求恒转矩调速，容量按运行过程中出现的最大工作电流来选择。由于拖动系统对制动

98、要求较高，故选用带有制动单元及制动电阻的变频器，使变频器直流回路的泵升电压保持在允许范围内。 图2.25中，KA1为吊钩的上升信号；KA2为吊钩的下降信号；KA3为中速运行信号，对应工作频率为f1；KA4为高速运行信号，对应的工作频率为f2；KA5为低速运行信课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术号，对应工作频率为f3；KA6为紧急停车信号，用于控制抱闸回路；KA7为起动时频率检测信号控制继电器；KA8为失压控制；KM为主电路接触器；SB为急停按钮。R0、T0连接在电源控制接触器前端，

99、确保变频器在故障跳闸或人为停止时能正确显示故障类型。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.25 起重机吊钩的变频调速系统课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 变频器的参数设置 通用变频器的基本频率设定为50 Hz，最高频率设定为60 Hz，运行操作指令设定为外部方式，电机的正、反转运行由FDW和REV来控制，运行操作码F02设定为0或1，其频率给定对应010 V模拟电压

100、信号。其他功能参数设定如下： 起动频率：功能代码为F23，设定范围为0.55 Hz； 保持时间：功能代码为F24，设定范围为010 s； 频率检测：功能代码为E30、E31（画面显示FAR、FDT1），设定值大于5 Hz，设定范围为0400 Hz； 课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 三种运行速度的频率设定：采用输入端子X1、X2、X3及频率控制功能代码C05C19设定，设定范围为0400 Hz。 外部报警控制端子THRCM：变频器正常运行时为ON，在运行中断开THRCM端子，变频

101、器立即停止输出，同时输出报警信号。 自由旋转指令BX：当BXCM为“ON”状态时，变频器立即停止输出，电动机将自由旋转，但不输出报警信号。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 2.4.3 2.4.3 绕线式三相异步电动机转子绕组串电阻调速绕线式三相异步电动机转子绕组串电阻调速 电动机转子绕组回路的电阻增加时，电动机的同步转速不变，临界转矩不变，机械特性曲线会向下倾斜，因此，绕线式电动机可以通过在转子回路串电阻的方式实现调速控制。 绕线式异步电动机转子串电阻调速的优点是：方法简单方便，

102、容易实现，初期投资少，而且调速电阻还可以兼作起动与制动电阻使用，因而在起重机械的拖动系统中得到广泛应用。它的主要缺点是：调速电阻只能分级调节，级数又不宜太多，所以调速的平滑性差；由于转速上限是额定转速，转子串电阻后机械特性变软，转速下限受静差度课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术限制，调速范围不大；空、轻载时串电阻转速变化不大，因此只适合于负载较重的场合进行调速；在调速过程中，外加电阻要消耗电能，设备的使用成本会增高。 图2.26为绕线式电动机转子回路串电阻调速控制电路图。为了使控制

103、电路可靠地工作，控制电路采用直流电源供电；电动机的起动、停止和调速采用主令控制器SA控制，触头闭合表见表2.3（空代表不连通，代表连通）；调速电阻R1与R2兼做起动电阻使用；KC1、KC2、KC3为过电流继电器，作过载保护；KT1、KT2为断电延时型时间继电器，做起动电阻切除控制；KA做失压保护。电路的工作过程如下：课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.26 转子回路串电阻调速课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环

104、环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 起动前的准备 合上自动开关QF1、QF2，将主令控制器手柄置到“0”位，触头S0接通。零位继电器KA得电，常开触头闭合自锁，此时时间继电器KT1、KT2已经得电，常闭触头瞬时打开，控制电路做好起动准备。 主令控制器SA直接推向“”挡位为起动 将主令控制器SA推向“”挡位后，触头S1、S2、S3闭合，KM1得电，主触头闭合，电动机在转子绕组每相串两段电阻的情况下起动，同时KM1的常闭触头断开，KT1失电；当KT1经过一段时间后，触头闭合，KM2得电，一方面KM2的主触头闭合，切除电阻R1，电动机得到加速，另一方面KM2的辅助常闭触头断开，KT2线圈断

105、电；当KT2经过课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术一段时间延时后，触头闭合，KM3线圈通电，主触头闭合，切除电阻R2，电动机进入全速运转。 主令控制器手柄推向“”或“”位为电动机调速控制 当主令控制器的手柄推向“”位时，主令控制器的触头只有S1接通，接触器KM2、KM3均不能得电，电阻R1、R2将接入转子电路中，电动机低速运行；当主令控制器的手柄推向“”位时，主令控制器的触头只有S1、S2接通，接触器KM2切除一段电阻，电动机中速运行，实现了三级调速控制。课课课课题题题题二二二二

106、电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 电动机停车控制 当要求电动机停车时，将主令控制器手柄拨回到“0”位，接触器KM1、KM2、KM3均断电，电动机断电停车。 保护环节 电路中的零位继电器KA起失压保护作用，电动机每次起动前必须将主令控制器的手柄扳回到“0”位，否则电动机无法起动；KC1、KC2、KC3作过流保护，正常时其常闭触头闭合。若出现过流，其常闭触头断开，中间继电器KA线圈断电，使接触器KM1、KM2、KM3线圈断电，电动机断电停止。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路

107、路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.4.4 2.4.4 涡流制动器调速涡流制动器调速 绕线式电动机在转子回路串电阻的运行状态下，如果在电动机轴上添加一个由涡流制动器产生的制动力矩，电动机的转速会因负载的变化而发生变化，电动机串入的电阻越大，产生的转速变化越大，这种调速方法称为涡流制动器调速。1涡流制动器调速的原理 根据电机学的理论，绕线式三相交流异步电动机的转子串电阻以后，特性会变软。串入的电阻越大，特性越软，负载变化带来的转速变化就越大。图2.27为转子回路串电阻的机械特性。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路

108、路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.27 转子回路串电阻的机械特性课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.27中，如果电动机运行在转子串RP2的特性上，负载为TL，对应的工作点为a点。若在转子拖动负载的基础上添加一个负载力矩，使工作点从a点变化到b点，则转速将从a下降到b。 涡流制动器调速就是通过在电动机轴上添加一个由涡流制动器产生的制动转矩，使电动机的运行速度发生改变的调速方法。2涡流制动器的结构 图2.28为涡流制动器结构示意图

109、。涡流制动器由两部分构成，一部分是由静止的线圈和铁芯构成，线圈接入直流电源产生恒定磁场；另一部分是随电动机转子一起课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 转动的制动铁芯，工作时产生涡流制动力矩。其工作原理为：当铁磁材料构成的制动铁芯在磁场中转动时，制动铁芯将切割磁力线产生涡流，该涡流在磁场中又会受到磁场力的作用，产生制动力矩。涡流制动器产生的制动力矩的大小与制动铁芯转动的速度有关，与产生磁场的直流电流的大小有关。制动铁芯转速越快，制动力矩越大；直流电流越大，产生的磁场越强，制动力矩也越

110、大。实际应用中，直流电流常常从转子绕组中获取，其制动力矩与转子电流有关，所以采用涡流制动器调速可以获得平稳的过渡过程。图2.29所示为电动机引入涡流制动器之后的机械特性曲线。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.28 涡流制动器课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.29 引入涡流制动器之后的机械特性曲线Z1负载力矩 MW1涡流力矩；曲线（1）电机串电阻特性；曲线（4

111、）（5）涡流制动器特性；曲线（2）曲线（1）、（4）的合成特性；曲线（3）曲线（1）、（5）的合成特性课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 3涡流制动器调速控制系统分析 图2.30所示为涡流制动器调速的控制电路，涡流制动器的电源引自两个部分，一部分引自外部电源，另外一部分从转子回路引入，两个电源经过整流电路变换为直流电压串联相加以后作用在涡流制动器上。引入转子电压的原因是：电动机起动时转速低，涡流制动器的制动力矩小，起动时转子电压大，转子电压与外部电压叠加作用在涡流制动器上，可以提高

112、涡流制动器的制动转矩，减少起动力矩过大产生的机械冲击；另外，当主令控制器SA从挡变化到挡或直接推向挡时，可以延长速度变化的时间，减少速度变化过程中的冲击。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.30 涡流制动调速课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 控制系统工作情况如下： SA置于零位，中间继电器KA1通电吸合，KA1的常开触头闭合，控制电路得电自锁，实现零位保护。 将S

113、A置于下降挡，触点SA3、SA4闭合。SA3闭合时，使接触器KM2通电吸合，KM2的主触头闭合接通电动机的电源，KM2的辅助常闭触头断开，互锁上升接触器KM1、KM2的辅助常开触头闭合，接通接触器KM4的吸合线圈，KM4的主触头闭合使抱闸装置YA松闸。SA4闭合时，将变压器T的原绕组接入电源，连接在变压器T副边的涡流制动器通电制动调速。此时，电动机M转子串阻，涡流制动器接入进行调速。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 将SA置于下降挡，触点SA3、SA5闭合。SA3闭合时，控制过程

114、同下降挡情况。SA5闭合时，使时间继电器KT开始通电延时，经过一段时间后常闭延时闭触头KT闭合，中间继电器KA2通电吸合。中间继电器的常闭触头KA2断开了时间继电器KT，为下次动作做准备；并联在时间继电器的延时触头KT上的常开触头KA2闭合，控制电路自锁；串联在接触器KM3上的常开触头KA2闭合，接触器KM3通电吸合。KM3通电吸合后切除了转子回路的电阻。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术4液压推杆制动器调速 在起重机的控制系统中，除了使用涡流制动调速之外，也有使用液压推杆制动器调

115、速的情况，其工作特性与涡流制动器调速类似，不同的是液压推杆制动器调速是利用机械制动力矩实现调速。液压推杆制动器调速系统主要应用在吊钩下降的控制过程中，其液压电动机的电源常常引自拖动电机的转子回路，起动时转子回路电压最高，液压电动机上的电压也最高，制动力矩则最小。图2.31所示为吊钩电动机的控制电路。液压推杆制动调速电路分析：课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.31起重机吊钩电动机采用液压推杆制动调速的控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路

116、路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.31中，当SA1从中间扳向下降1挡时，下降接触器KM12通电吸合，电动机M1定子绕组接反相序电源，转子绕组串4段附加电阻R1R4反向起动，继电器KA1的线圈（因KM12辅助常开触头闭合，KM13没有动）通电吸合，常闭触头KA11断开，M5脱离主电源；而常开触头KA12闭合，使制动器电动机M5经过调压器TC、转换开关SA5并联在M1转子绕组电路上，因M1起动初始转子绕组的感应电动势较高，频率也较高，M5起动松开抱闸装置，M1起动加速。若此时是重载，负载为位能性负载，重物将拖着电动机加速，随着电动机M1加速，转子

117、绕组的感应电动势将减小，频率也降低，M5的转速降低，液压推杆制动器的油缸压力下降，制动器闸瓦又开始逐渐抱紧，M1的下降速度不会课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术升高，起制动调速的作用。此时，转子回路串4段电阻，电流也较小。 M1的转子电压比电源电压低，为了使M5的工作电压尽量接近额定电压，故用调压器TC升压后供给M5，TC有3组抽头，可以根据负荷情况用SA5选择，重载时选择变比较小的抽头，使M5的电压较低，转速也较低，制动器的机械制动转矩增大而进一步减慢重载下降速度。 用液压推杆制

118、动器进行机械制动时，提升电动机输出的机械能和负载的位能都消耗在闸瓦与闸轮之间的摩擦上，因而闸瓦发热严重；另一方面，推杆制动器的电动机工作在低电压和低频率状态，制动时间过长会使其过热而烧坏，因此，重物距离就位高度小于2 m时才允许使用这种制动调速方法。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 2.5 2.5 电动机的制动电动机的制动 将电动机从运转状态转变为停止状态的过程，称为电动机的制动。电动机的制动方式有机械制动和电气制动两种。机械制动是利用机械摩擦阻力强制断电后的电动机停止转动；电气

119、制动是在电动机内产生一个与原来运动方向相反的电磁转矩，强迫电动机减速，直到停车。2.5.1 2.5.1 机械制动机械制动 机械制动是利用机械抱闸装置在抱闸时产生的机械摩擦阻力迫使电动机停止转动的一种制动方法。机械抱闸装置有多种，针对电动机拖动的生产机械的不同性质和特点，应采用不同的机械抱闸装置。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术1机械抱闸制动装置分类 机械抱闸装置通常由闸架、闸轮和驱动装置三部分组成。根据驱动装置的不同，机械抱闸装置分为液压驱动和电磁铁驱动。液压驱动是利用液压装置驱

120、动抱闸机构实现松闸或抱闸；电磁铁驱动是利用通电线圈产生的电磁力来驱动抱闸机构实现松闸或抱闸。采用电磁铁驱动的机械抱闸装置通常称为电磁抱闸制动器，驱动抱闸机构动作的电磁铁称为制动电磁铁；采用液压驱动的机械抱闸装置称为液压推杆制动器。 按照驱动装置行程的长短不同，分为长行程制动器和短行程制动器。长行程制动器的杠杆较长，驱动装置的行程也较长，因此能产生较大的制动力矩，它适合于需课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术要较大制动转矩的场合。长行程制动器因力矩过大会使杠杆铰接处磨损、机构变形，其可

121、靠性会降低。同时，制动器的尺寸比较大，松闸与抱闸较缓慢，工作准确性差。短行程制动器的特性与长行程正好相反。在起重设备中，长行程制动器常应用于需要较大制动转矩的起升机构上，短行程制动器常应用于要求制动力矩较小的行走机构上。 按照操纵机构是通电抱闸还是断电抱闸，机械制动装置分为通电制动型和断电制动型两种。通电制动型是指驱动装置通电时闸轮处于抱紧状态，不能自由转动；驱动装置断电时闸轮处于自由状态。断电制动型与通电制动型正好相反。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2长行程制动器的结构及工作

122、原理（1） 弹簧式长行程电磁铁双闸瓦制动器 图2.32为弹簧式长行程电磁铁双闸瓦制动器结构原理图。图中拉杆4两端分别连接于制动臂5和三角板3上，制动臂5和套板6连接，套板的外侧装有主弹簧7。电磁铁通电时，抬起水平杠杆1，推动主杆2向上运动，使三角板3绕轴逆时针方向转动，弹簧7被压缩。在拉杆4与三角板3的作用下，两个制动臂分别左右运动，使闸瓦离开闸轮。当需要制动时，电磁线圈断电，靠主弹簧7的张力使闸瓦抱住闸轮产生制动力矩。这种制动器结构简单，能与电动机的操作电路联锁，工课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制

123、技术建筑电气控制技术作时不会自振，制动力矩稳定，闭合动作较快，它的制动力矩可以通过调整弹簧的张力进行较为精确的调整，安全可靠，在起升机构中应用较为广泛。图2.32 弹簧式长行程电磁铁双闸瓦制动器1水平杠杆；2主杆；3三角板；4拉杆； 5制动臂；6套板；7主弹簧课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.33 液压推杆式长行程双闸瓦制动器 结构原理图1制动臂；2推杆；3拉杆；4主弹簧；5三角板；6液压推动器图2.34 弹簧式短行程制动器的结构及工作原理1主弹簧；2框形拉杆；3推杆；4铁芯

124、；5衔铁；6副弹簧；7、8左、右制动臂课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 液压推动器由驱动电动机和离心泵组成。通电时，电动机带动叶轮旋转，在活塞内产生压力，迫使活塞迅速上升，固定在活塞上的推杆及横架同时上升，克服主弹簧作用力，并经杠杆作用将制动瓦松开。当断电时，叶轮减速直至停止，活塞在主弹簧及自重作用下迅速下降，使油重新流入活塞上部，通过杠杆将制动瓦紧抱在制动轮上，达到制动。 液压推杆式长行程双闸瓦制动器的性能良好，具有起动与制动平稳、无噪音、寿命长、接电次数多、结构紧凑和调整维修

125、方便等优点，在起重机控制系统中得到了广泛的应用。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术3弹簧式短行程制动器的结构及工作原理 图2.34为弹簧式短行程电磁铁制动器的结构原理图。制动器的抱闸是靠主弹簧1与框形拉杆2使左右制动臂7、8上的闸瓦压向制动轮。当电磁铁通电时，衔铁5闭合，压住主弹簧1，使左制动臂7向外摆动，同时副弹簧6使右制动臂8向外摆动，实现松闸。 弹簧式短行程电磁铁制动器动作迅速，制动行程小，制动冲击较大，在起重机控制系统中会使起重机桥架剧烈振动，所以这种制动器多用于重量较小的

126、小车和大车行走机构上。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术4机械制动控制电路分析 断电制动控制电路如图2.35所示。YB为制动器的电磁抱闸控制线圈。当接触器KM通电时，电动机与电磁抱闸系统同时接通电源，抱闸装置松开，电动机转动。当接触器KM断电时，电动机与电磁抱闸系统同时断电，抱闸系统在弹簧的作用下，闸轮被闸瓦紧紧抱住，电动机被迅速制动停转。 当重物被吊到目的位置时，按下SB1，电动机断电，电磁抱闸立即动作，使电动机迅速制动停转，重物被准确定位。另外，起重机在工作过程中出现任何意外断

127、电时，断电制动方式都将迅速制动，可以防止重物失控下滑而造成事故。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.35 电磁抱闸断电制动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.36 通电制动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 通电制动控制电路如图2.3

128、6所示。由于抱闸系统的通电与电动机的通电是相反的，所以必须由两个接触器分别对其进行控制，接触器KM1控制电动机的运行，KM2控制电磁抱闸。当按下SB1时，KM1断电，电动机脱离电源，而KM2会通电，电磁抱闸通电动作，使电动机立即制动停转。松开SB1后，电磁抱闸又断电，制动结束。显然，使用断电松闸的制动器只能使用在拖动平移性负载的电动机上，如果电动机拖动的是位能变化的负载，若电源断电，电动机会因为制动器不能工作而造成下滑失控事故。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2.5.2 电气制动

129、电气制动 电气制动就是在制动过程中，在电动机内部产生一个与原来转动方向相反的制动力矩，使电动机迅速减速停车。电气制动有反接制动、能耗制动等方式。在制动过程中，无论采取哪种电气制动方式，都必须在电动机转速减小到一定程度时迅速取消电气制动，并且在位能性负载的拖动系统中，电气制动结束后必须迅速转换为机械制动。 在电气制动过程中，电流、转速、时间三个参量都在变化，可以取某一变化参量作为电气制动结束的控制信号，以便及时取消电气制动力矩。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 由于负载变化和电网电

130、压波动对电动机电流的影响较大，以电动机的电流作为制动结束的控制信号的控制方式一般不被采用；以制动过程的时间作为控制制动过程的变化参量，其控制电路简单，但是，实际制动时间的长短与电动机拖动的负载大小有关，所以它只适合于负载不变或负载变化不大、制动时间可以准确设定的场合；以速度为变化参量，可以准确地反映是否应该取消电气制动力矩，这在实际控制过程中使用较为广泛。1反接制动控制电路分析 在电动机运行的过程中，改变定子绕组连接的电源相序，会使定子绕组产生的旋转磁场反向，转子将受到与旋转方向相反的制动力矩作用，并迅速减速直到转速为课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的

131、的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术零，这种方法称为反接制动。反接制动要求在制动时改变电源的相序，电动机转速减小到接近零转速时，应将电动机电源切除，否则，电动机将反向起动。反接制动的优点是制动迅速、制动时间短，缺点是能量损耗大、制动时冲击力大、制动准确度差，适用于生产机械要求迅速停车或迅速反向的场所。反接制动常采用速度继电器检测转速信号，以转速为变化参量进行控制。 反接制动时，电动机定子绕组流过的电流相当于全电压直接起动时电流的2倍，为了限制过大的制动电流对电动机的影响和过大的机械冲击力，通常在制动过程中将电阻串入定子电路中。课课课课题题题题二二二二 电电电

132、电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术(1) 单向运行反接制动控制电路 图2.37为三相笼型异步电动机单向运行反接制动的控制电路。图中KM1为电动机起动运转接触器，KM2为反接制动接触器，KS为速度继电器，R为反接制动电阻。 控制电路工作过程分析如下： 起动时，合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1得电并自锁，电动机在全压下起动运行。当转速升到整定值（通常为大于120 r/min）以后，速度继电器KS的常开触头闭合，为制动接触器KM2的通电做好准备。 停车时，按下停车按钮SB1，KM1断电释放，KM2线圈

133、通电动作并自锁，KM2的常开主触头闭合，改变了电动课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.37 单向运行反接制动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术机定子绕组中电源的相序，电动机在定子绕组串入电阻R的情况下反接制动，电动机转速迅速下降。当转速低于100 r/min时，速度继电器KS复位，KM2线圈断电释放，制动过程结束。(2) 双向运行电动机反接制动控制电路 图2

134、.38为三相鼠笼式异步电动机双向运行降压起动反接制动控制电路。图中KM1、KM2为正、反转接触器，接触器KM3用于短接起动电阻，电阻R既可以用作限制反接制动电流的电阻，也作为限制起动电流的电阻之用，KA1KA4为中间继电器。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.38 三相鼠笼式异步电动机双向运行降压起动反接制动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术控制电路的工作过

135、程分析如下：正向起动控制过程： 合上电源开关QS；课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术停车控制过程：反向起动的制动过程按反向起动按钮SB3，其起动和制动停车过程与正转时相似。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术2能耗制动控制电路分析 能耗制动就是把电动机在运动过程中储存在转子中的机械能转变为电能，又消耗在转子电阻上的一种制动方法。实现能耗制动的方法是在电动机断电后将定子绕组

136、与直流电源相连接，电动机中将产生一个静止的磁场，此时作惯性运动的电动机转子绕组因切割磁力线而在其内产生转子感应电动势和转子感应电流，转子电流与静止磁场相互作用，产生制动力矩，使电动机迅速减速停车。 能耗制动中，转子转速越高，转子感应电流越大，产生的制动力矩也越大，当转速为零时，制动力矩也为零。因此，在转速未到零时若取消能耗制动，此时制动转矩已课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术经很小，对制动影响不大。当转速为零时，若仍未取消制动，电动机也不会反转。所以，在采用能耗制动的控制系统式中，

137、通常以时间为变化参量进行控制。 图2.39为按时间原则控制的三相异步电动机能耗制动控制电路。电路的工作情况分析如下： 起动时，首先合上电源开关QS，然后按下起动按钮SB2，则接触器KM1动作并自锁，其主触头接通电动机主电路，电动机在全压下起动运行。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 停止时，按下停止按钮SB1，SB1的常闭触头断开，KM1断电，电动机电源断开；SB1的常开触头闭合，接触器KM2和时间继电器KT得电，由KM2的辅助常开触头和KT的瞬时动作的常开触头串联的支路自锁KM2

138、，同时KM2的主触头闭合，给电动机两相定子绕组送入直流电流，进行能耗制动。经过一定时间后，KT常闭延时开触头断开，KM2失电，切断直流电源，并且KT失电，为下次制动做好准备。显然，时间继电器KT的整定值即制动过程的时间。电路中KM1和KM2互锁，目的是防止交流电和直流电同时加入电动机定子绕组，电阻RP用来调整直流电流的大小。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.39 按时间原则控制的三相异步电动机能耗制动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路

139、路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术图2.40 按速度原则控制的正反转能耗制动控制电路课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 图2.40为按速度原则控制的正反转能耗制动控制电路。图中KM1、KM2分别为正、反转接触器，KM3为制动接触器，KS为速度继电器，KS1、KS2分别为正、反转时对应的常开触头。 电路的工作过程分析如下：起动时，首先合上电源开关QS，根据需要按下正转按钮或反转按钮，相应的接触器KM1或KM2线圈通电并自锁，电动机正转或反

140、转。当转速升高到一定值时，速度继电器触头KS1或KS2闭合，为停止时的能耗制动做准备。课课课课题题题题二二二二 电电电电气气气气控控控控制制制制电电电电路路路路的的的的基基基基本本本本环环环环节节节节 建筑电气控制技术建筑电气控制技术 停车时，按下停车按钮SB1，使KM1或KM2线圈断电，SB1的常开触头闭合，接触器KM3线圈通电动作并自锁，电动机定子绕组接入直流电源进行能耗制动，转速迅速下降。当转速下降到一定值时，速度继电器KS的常开触头KS1或KS2断开，KM3线圈断电，能耗制动结束。 能耗制动的特点是：制动电流较小，能量损耗小，制动准确，但其制动过程时间太长，并且需要附加直流电源，所以它适合于要求平稳制动的场合。