第2章电气控制的基本线路1

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1、1第二章 电气控制线路基本环节第二章第二章 电气控制线路基本环节电气控制线路基本环节 2.1 2.1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制2.2 2.2 三相笼型异步电动机启动三相笼型异步电动机启动2.3 2.3 三相笼型异步电动机正反转控制三相笼型异步电动机正反转控制2.4 2.4 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制2.5 2.5 其他控制电路其他控制电路2.6 2.6 电气控制系统的保护环节电气控制系统的保护环节2.7 2.7 电气控制分析基础电气控制分析基础2第二章 电气控制线路基本环节 电电气气控控制制系系统统是是由由电电气气元元件件按按照照一一定定要要求求联联接接而而成

2、成的的。电电气气控控制制系系统统图图是是用用图图形形的的方方式式来来表表示示电电气气控控制制系系统统中中的的电电气气元元件件及及其其联联接接关关系系，图图中中采采用用不不同同的的图图形形符符号号表表示示各各种种电电器器元元件件、采采用用不不同同的的文文字字符符号号表表示示各各电电器器元元件件的的名名称称、序序号号或或线线路路的的功功能能、状状况况和和特特征征，采采用用不不同同的的线线号号或或接接点点编编号号来来表表示示导导线线与与连连接接等等。电电气气控控制制系系统统图图表表达达了了生生产产机机械械电电气气控控制制系系统统的的结结构构、原原理理等等设设计计意意图图，是是电电气气系系统统安安装装

3、、调调整整、使使用和维修的重要资料。用和维修的重要资料。 一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号 电电气气控控制制系系统统图图中中，电电气气元元件件的的图图形形符符号号和和文文字字符符号号都都有有统统一一的的国国家家标标准准。近近年年来来，我我国国采采用用GB4728-84“GB4728-84“电电气气图图用用图图形形符符号号”、GB6988-87“GB6988-87“电电气气制制图图”和和GB7159-87“GB7159-87“电电气气技技术术中中的的文文字字符符号号制制定定通通则则”等等新新标标准准，在在绘绘制制电电气气控控制制系系统统图时必须严格

4、遵循。图时必须严格遵循。2.1 2.1 电气控制系统图的类型及有关标准电气控制系统图的类型及有关标准3第二章 电气控制线路基本环节二、电气控制系统图二、电气控制系统图电气原理图电器布置图电气安装接线图 1.1.电气原理图电气原理图 用用规规定定的的图图形形符符号号，按按主主电电路路和和辅辅助助电电路路相相互互分分开开并并依依据据各各电电器器元元件件动动作作顺顺序序等等原原则则所所绘绘制制的的线线路路图图，称称为为电电气气原原理理图图。它它包包括括所所有有电电器器元元件件的的导导电电部部件件和和接接线线端端点点，不表示电气元件的形状、大小和安装方式。不表示电气元件的形状、大小和安装方式。 4第二

5、章 电气控制线路基本环节某机床的电气控制原理图某机床的电气控制原理图5第二章 电气控制线路基本环节1 1）绘制电气原理图的原则）绘制电气原理图的原则电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。电电气气原原理理图图中中，所所有有电电元元件件都都应应采采用用国国家家统统一一规规定定的的图图形形符符号号和和文字符号来表示。文字符号来表示。电电气气原原理理图图中中，各各个个电电器器元元件件和和部部件件在在控控制制线线路路中中的的位位置置，应应根根据据便便于于阅阅读读的的原原则则安安排排，同同一一电电器器元元件件的的各各个个部部件件可可以以不不画画在在一一起。起。电电

6、气气原原理理图图中中，所所有有电电器器的的触触头头都都按按没没有有通通电电和和没没有有受受外外力力作作用用时的状态绘制。时的状态绘制。电电气气原原理理图图中中，无无论论是是主主电电路路还还是是辅辅助助电电路路，各各电电气气元元件件一一般般按按动动作作顺顺序序从从上上到到下下，从从左左到到右右依依次次排排序序，可可水水平平布布置置或或者者垂垂直直布布置。置。电电气气原原理理图图中中，有有直直接接电电联联系系的的交交叉叉导导线线连连接接点点，要要用用黑黑圆圆点点表表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。6第二章 电气控制线路基本环节 2 2） 原理图区

7、域划分原理图区域划分图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下方或上图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下方或上方表明它对应电路的功能。方表明它对应电路的功能。 3 3） 符号位置的索引符号位置的索引 符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号组如下：代号组如下： 当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而当当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：7第二章 电气控制线路基本环节在在原原理理图图中中相相应

8、应线线圈圈的的下下方方，给给出出触触头头的的文文字字符符号号，并并在在其其下下面面注注明明相相应应触触头头的的索索引引代代号号，对对未未使使用用的的触触头头用用“”表表明明，有有时也可采用上述省去触头的表示法。时也可采用上述省去触头的表示法。 对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：右栏右栏中栏中栏左栏左栏主触头所主触头所辅助常开触头辅助常开触头辅助常闭触头辅助常闭触头在图区号在图区号所在图区号所在图区号所在图区号所在图区号8第二章 电气控制线路基本环节对继电器，上述表示法各栏的含义如下：对继电器，上述表示法各栏的含义如下：左栏左栏右栏右栏辅助常开触头辅助常

9、开触头辅助常闭触头辅助常闭触头所在图区号所在图区号所在图区号所在图区号是接触器是接触器KMKM相应触头的索引。相应触头的索引。例例图中图中 KM1KM1线圈下方的线圈下方的9第二章 电气控制线路基本环节2.电器元件布置图电器元件布置图 电电器器元元件件布布置置图图是是用用来来表表明明电电气气设设备备上上所所有有电电机机、电电器器的的实实际际位位置置，为为电电气气控控制制设设备备的的制制造造、安安装装、维维修修提提供供必必要要的的档档案资料。案资料。某机床的电器元件某机床的电器元件 布置图布置图10第二章 电气控制线路基本环节 3.3.电气安装接线图电气安装接线图 电电气气安安装装接接线线图图是

10、是用用规规定定的的图图形形符符号号，按按各各电电器器元元件件相相对位置绘制的实际接线图。对位置绘制的实际接线图。 安安装装接接线线图图是是实实际际接接线线安安装装的的准准则则和和依依据据，它它清清楚楚地地表表示示各各电电器器元元件件的的相相对对位位置置和和它它们们之之间间的的电电气气连连接接，安安装装接接线线图图不不仅仅要要把把同同一一个个电电器器的的各各个个部部件件画画在在一一起起，而而且且各各个个部部件件的的布布置置要要尽尽可可能能符符合合该该电电器器的的实实际际情情况况。各各电电器器元元件件的的表表示示要要与与原原理理图图一一致致，以以便便核核对对。同同一一控控制制柜柜中中的的各各电电器

11、器元元件件之之间间的的连连接接可可以以直直接接进进行行，不不在在同同一一个个控控制制柜柜内内的的各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行。 安安装装接接线线图图中中，分分支支导导线线必必须须在在各各电电器器元元件件接接线线端端上上引引出。还应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。出。还应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。 11第二章 电气控制线路基本环节 例如，车床的电气安装接线图例如，车床的电气安装接线图12第二章 电气控制线路基本环节 三相鼠笼型异步电动机的启动有两种方式，即直接启三相鼠笼型异步电动机的启动有两种方式，即直接启动（

12、或称全压启动）和降压启动。动（或称全压启动）和降压启动。 三相鼠笼型异步电动机直接启动方式的启动电流较大，三相鼠笼型异步电动机直接启动方式的启动电流较大，一般可达到额定电流的一般可达到额定电流的5-75-7倍。过大的启动电流一方面会倍。过大的启动电流一方面会造成电网电压显著下降，一方面电动机的频繁启动会严造成电网电压显著下降，一方面电动机的频繁启动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命，因此直接重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命，因此直接启动电动机的容量受到一定的限制。启动电动机的容量受到一定的限制。 降压启动的实质是，启动时减少加在电动机定子绕降压启动的实质是，启动时减少加在电动机定

13、子绕组上的电压，以减小启动电流；启动后再将电压恢复到组上的电压，以减小启动电流；启动后再将电压恢复到额定电压，电动机进入正常的工作状态。额定电压，电动机进入正常的工作状态。 2.2 2.2 三相笼型异步电动机起动三相笼型异步电动机起动13第二章 电气控制线路基本环节对对于于起起动动频频繁繁，允允许许直直接接起起动动电电动动机机容容量量不不大大于于变变压压器器容容量的量的20%20%。 对对于于不不经经常常起起动动者者，直直接接起起动动电电动动机机容容量量不不大大于于变变压压器器容容量的量的30%30%。 通常对容量小于通常对容量小于10kW10kW的笼型异步电动机采用直接起动方法。的笼型异步电

14、动机采用直接起动方法。额定电压直接加到电动机的定子绕组。额定电压直接加到电动机的定子绕组。优点：电路简单优点：电路简单缺点：起动电流大缺点：起动电流大一、全压起动一、全压起动14第二章 电气控制线路基本环节1.1.手动控制线路手动控制线路 图所示是一种最简单图所示是一种最简单的手动单向全电压直接的手动单向全电压直接启动的控制线路启动的控制线路 15第二章 电气控制线路基本环节 右右图图为为三三相相笼笼型型异异步步电电动动机机单单向全压直接起动控制电路。向全压直接起动控制电路。 2.2.接触器自锁控制电路接触器自锁控制电路1 1） 工作原理工作原理 起动过程：起动过程：合合QSQS按下按下SB2

15、SB2KMKM线圈得电自锁线圈得电自锁M M起动起动停车过程：停车过程：按下按下SB2SB2KMKM线圈断电线圈断电M M停车停车自自锁锁16第二章 电气控制线路基本环节2 2） 电路的保护环节电路的保护环节 （1 1）短路保护）短路保护 由熔断器实现电路短路保护。由熔断器实现电路短路保护。 （2 2）过载保护）过载保护 通过热继电器实现电动机长期过载保护。通过热继电器实现电动机长期过载保护。 （3 3）欠压和失压保护）欠压和失压保护 由接触器本身的电磁机构实现。由接触器本身的电磁机构实现。 欠压保护：是指电机主回路和控制回路供电电压低于欠压保护：是指电机主回路和控制回路供电电压低于电机额定电

16、压时所实施的保护。电机额定电压时所实施的保护。 失压保护：是指在电机运行时由于外界突然断电后又失压保护：是指在电机运行时由于外界突然断电后又重新恢复供电时所实施的保护。重新恢复供电时所实施的保护。17第二章 电气控制线路基本环节3.3.点动控制电路点动控制电路点点动动：操操作作者者按按下下起起动动按按钮钮后后，电电动动机机起起动动运运转转，松松开开起起动动按钮时、电动机就停止转动。按钮时、电动机就停止转动。图图(a)(a)是是最基本的点动控制线路最基本的点动控制线路。合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM线圈得电线圈得电M M起动起动主触头闭合主触头闭合松开松开SB2SB2KMKM线圈失电线

17、圈失电主触头断开主触头断开M M停车停车电动机点动控制电路电动机点动控制电路18第二章 电气控制线路基本环节图图(b)是是既可以实现点动又可以实现连续运行的控制线路既可以实现点动又可以实现连续运行的控制线路。点动：手动开关点动：手动开关SASA打开打开连续工作：合上连续工作：合上SASA，自锁触头接入，自锁触头接入，即可实现连续控制。即可实现连续控制。19第二章 电气控制线路基本环节图图 (c) (c) 复合按钮复合按钮SB3SB3来实现点动控制来实现点动控制 按钮按钮SB2SB2实现连续控制实现连续控制合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM得电自锁得电自锁M M起动起动主触头闭合主触头闭合

18、连续运行：连续运行：点动运行：点动运行：合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM得电得电M M起动起动主触头闭合主触头闭合松开松开SB2SB2KMKM失电失电M M停车停车20第二章 电气控制线路基本环节图图 d)d)是是利用中间继电器实现点动利用中间继电器实现点动的控制线路。的控制线路。点动运行：点动运行：连续运行：连续运行：按下按下SB3SB3KMKM得电自锁得电自锁M M起动起动按下按下SB2SB2KAKA得电得电M M起动起动KMKM得电得电松开松开SB2SB2KMKM断电断电M M停车停车KAKA断电断电21第二章 电气控制线路基本环节二、降压起动控制二、降压起动控制 较较大大容容量

19、量的的笼笼型型异异步步电电动动机机（大大于于10kW10kW）因因起起动动电电流流较较大大，不不允允许许用用全全压压直直接接起起动动，应应采采用用降降压压起起动动控控制制。有有时时为为了了减减小小起起动动时时对对机机械械设设备备的的冲冲击击，即即便便是是允允许许采采用用直直接接起起动动的电动机，也往往采用降压起动。的电动机，也往往采用降压起动。 降降压压起起动动时时，先先降降低低加加在在电电动动机机定定子子绕绕组组上上的的电电压压，待待起起动动后后再再将将电电压压升升高高到到额额定定值值，使使之之在在正正常常电电压压下下运运行行。由由于于电电枢枢电电流流和和电电压压成成正正比比，所所以以降降低

20、低电电压压可可以以减减小小起起动动电电流流，这这样样不不致致在在电电路路中中产产生生过过大大的的电电压压降降，减减少少对对线线路路电电压压的的影影响。响。 三三相相笼笼型型异异步步电电动动机机常常用用的的降降压压起起动动方方法法有有：定定子子串串电电阻阻（或或电电抗抗器器）降降压压起起动动、星星- -三三角角（Y-Y- ）降降压压起起动动、自自耦耦变压器降压起动及延边三角形降压起动变压器降压起动及延边三角形降压起动。22第二章 电气控制线路基本环节 1. 1. 定子串电阻降压起动控制定子串电阻降压起动控制 三三相相笼笼型型异异步步电电动动机机定定子子绕绕阻阻串串接接起起动动电电阻阻时时，由由于

21、于起起动动电电阻阻的的分分压压，使使定定子子绕绕组组起起动动电电压压降降低低，起起动动结结束束后后再再将将电电阻阻短短接接，使使电电动动机机在在额额定定电电压压下下正正常常运运行行，可可以以减减小小起起动动电电流流。这这种种起起动动方方式式不不受受电电动动机机接接线线形形式式的的限限制制，设设备备简简单单、经济，在中小型生产机械中应用较广。经济，在中小型生产机械中应用较广。 自动切换的降压起动电路自动切换的降压起动电路原理：原理： 合合上上电电源源开开关关QSQS，接接入入三三相相电电源源，按按下下SB2SB2，KM1KM1、KTKT线线圈圈得得电电吸吸合合并并 自自锁锁，电电动动机机串串电电

22、阻阻R R降降压压起起动动，当当电电动动机机转转速速接接近近额额定定值值时时，时时间间继继电电器器KTKT动动作作，其其延延时时闭闭合合的的常常开开触触点点闭闭合合，KM2KM2线线圈圈得得电电并并自自锁锁。KM2KM2主主触触点点短短接接电电阻阻R R，KM2KM2的的常常闭闭触触点点断断开开，使使KM1KM1、KTKT线线圈圈断断电电释释放放，电电动动机机经经KM2KM2主主触触点在全压下进入稳定正常运转。点在全压下进入稳定正常运转。23第二章 电气控制线路基本环节 自动自动/ /手动短接电阻降压起动电路手动短接电阻降压起动电路原理：原理： SASA为为自自动动/ /手手动动选选择择开开关

23、关，当当SASA置置于于自自动动时时，电电路路与与图图a a）相相同同。若若SASA置置于于手手动动时时，KTKT被被切切除除，此此时时按按下下起起动动按按钮钮SB2SB2后后，电电动动机机串串电电阻阻R R降降压起动。再按下加速按钮压起动。再按下加速按钮SB3SB3，电阻电阻R R被短接，电动机全压运行。被短接，电动机全压运行。 24第二章 电气控制线路基本环节2. 2. 星星- -三角（三角（Y-Y- ）降压起动控制）降压起动控制 适用范围适用范围 正正常常运运行行时时，定定子子绕绕组组接接成成三三角角形形运运转转的的三三相相笼笼型型异异步步电电动动机机，可可采采用用星星- -三三角角降降

24、压压起起动动。适适用用于于操操作作较较频频繁繁的的空空载载或或轻载场合。轻载场合。 原理原理 起起动动时时，每每相相绕绕阻阻的的电电压压下下降降到到正正常常工工作作电电压压的的，故故起起动动电电流流下下降降到到全全压压起起动动时时的的1/31/3，但但其其起起动动转转矩矩只只有有全全压压起起动动时时的的1/31/3。当当转转速速接接近近额额定定转转速速时时，将将电电动动机机定定子子绕绕组组改改接接成成三三角形，电动机进入正常运行状态。角形，电动机进入正常运行状态。 1 1）、）、双接触器双接触器控制电路控制电路 适用于适用于13kW13kW以下以下电动机的起动电动机的起动 2 2）、）、三接触

25、器三接触器控制电路控制电路 适用于适用于13kW13kW以上以上电动机的起动电动机的起动25第二章 电气控制线路基本环节 按按下下起起动动按按钮钮SB2SB2， KM1KM1、KTKT线线圈圈同同时时通通电电吸吸合合并并自自锁锁，KM1KM1主主触触点点闭闭合合接接入入电电源源，电电动动机机星星形形降降压压起起动动。当当时时间间继继电电器器KTKT动动作作，KM1KM1线线圈圈断断电电释释放放，切切断断电电动动机机电电源源；KTKT延延时时闭闭合合常常开开触触点点闭闭合合，使使KM2KM2线线圈圈通通电电并并自自锁锁，常常闭闭触触点点KM2KM2断断开开，使使KTKT断断电电，KM1KM1线线

26、圈圈重重新新通通电电吸吸合合，电电动动机机三三角形运行。角形运行。 1 1）、）、双接触器双接触器控制电路控制电路26第二章 电气控制线路基本环节 按按 下下 SB2SB2，KM1KM1、KTKT、KM3KM3线线圈圈同同时时通通电电吸吸合合自自锁锁，星星形形降降压压起起动动，当当KTKT动动作作，KM3KM3线线圈圈断断电电释释放放，KM2KM2线线圈圈通通电电吸吸合合，电电动动机机三三角角形形连连接接，进进入入正正常常运运行。行。2 2）、）、三接触器三接触器控制电路控制电路27第二章 电气控制线路基本环节3. 3. 自耦变压器降压起动控制电路自耦变压器降压起动控制电路 按按下下SB2SB

27、2，KM1KM1、KTKT线线圈圈同同时时得得电电并并自自锁锁，KM1KM1主主触触点点闭闭合合，电电动动机机定定子子绕绕组组经经自自耦耦变变压压器器二二次次侧侧供供电电开开始始降降压压起起动动。当当KTKT动动作作，使使接接触触器器KM1KM1线线圈圈断断电电，KM1KM1主主触触点点断断开开，自自耦耦变变压压器器从从电电网网上上切切除除；同同时时使使接接触触器器KM2KM2线线圈圈得得电电，电电动动机机直直接接接接到电网上，全压运行。到电网上，全压运行。28第二章 电气控制线路基本环节 电电动动机机经经自自耦耦变变压压器器降降压压起起动动时时，如如自自耦耦变变压压器器的的电电压压变变比比为

28、为K=UK=U1 1/U/U2 211，利利用用自自耦耦变变压压器器降降压压起起动动时时的的电电压压为为额额定定电电压压的的1/K1/K，电电网网供供给给的的起起动动电电流流减减小小到到1/K1/K2 2，由由于于TUTU2 2，此此时时的的起起动动转转矩矩降降为为直直接接起起动动时时的的1/K1/K2 2。所所以以，自自耦耦变变压压器降压起动常用于空载或轻载起动器降压起动常用于空载或轻载起动。 自自耦耦变变压压器器降降压压起起动动的的方方法法适适用用于于正正常常工工作作时时接接成成星星形形或或三三角角形形的的较较大大容容量量电电动动机机，起起动动转转矩矩可可以以通通过过改改变变自自耦耦变变压

29、压器器抽抽头头的的连连接接位位置置而而改改变变，缺缺点点是是自自耦耦变变压压器器价价格格较较贵贵，且不允许频繁起动。且不允许频繁起动。 常常用用的的自自耦耦变变压压器器起起动动产产品品是是成成套套的的补补偿偿降降压压起起动动器器。包包括括手手动动、自自动动操操作作两两种种形形式式。手手动动操操作作的的补补偿偿器器有有QJ3QJ3、QJ5QJ5等型号，自动操作的有等型号，自动操作的有XJ01XJ01型和型和CTZCTZ系列等。系列等。 29第二章 电气控制线路基本环节降降压压起起动动。HL3HL3灭灭。当当KTKT动动作作，KAKA线线圈圈得得电电并并自自锁锁，KM1KM1、KM3KM3、KTK

30、T线线圈圈断断电电释释放放，KM2KM2线线圈圈得得电电，自自耦耦变变压压器器切切除除，电电动动机机在在额额定定电电压压下下运运行行。同同时时，HL2HL2灭，灭，HL1HL1亮，指示电动机全压正常运行。亮，指示电动机全压正常运行。 合合上上电电源源开开关关QSQS，HL2HL2亮亮（从从上上电电至至降降压压期期间间亮亮）、HL3HL3亮亮（上上电电至至未未起起动动期期间间亮亮），按按下下 SB2SB2， KM1KM1、KM3KM3、KTKT线线圈得电自锁，圈得电自锁，XJ01XJ01型补偿降压起动器电路（适用型补偿降压起动器电路（适用141428kW28kW）30第二章 电气控制线路基本环节

31、4) 4) 延边三角形降压起动控制电路延边三角形降压起动控制电路 延延边边三三角角形形降降压压起起动动是是一一种种既既不不用用增增加加起起动动设设备备，又又能能提提高高起起动动转转矩矩的的起起动动方方法法。它它适适用用于于定定子子绕绕组组特特别别设设计计的的异异步步电动机。电动机。 延延边边三三角角形形电电动动机机定子绕组联结图定子绕组联结图 电电动动机机绕绕组组有有9 9个个接接线线端端。出出线线头头编编号号分分别别为：为： U U（U1U1、U2U2、U3U3） V V（V1V1、V2V2、V3V3） W W（W1W1、W2W2、W3W3）其其中中，U3U3、V3V3、W3W3为为绕绕组中

32、间抽头。组中间抽头。31第二章 电气控制线路基本环节 按按 下下 SB2SB2，KM1KM1、KM2KM2、KTKT线线圈圈同同时时得得电电并并自自锁锁，电电动动机机延延边边三三角角形形降降压压起起动动。当当电电动动机机转转速速接接近近于于额额定定转转速速时时，KTKT动动 作作 ， KM1KM1线线圈圈 断断 电电 释释 放放 ，KM3KM3线线圈圈通通电电并并自自锁锁，KM3KM3主主触触点点闭闭合合，电电动动机机三角形正常运转。三角形正常运转。 延边三角形降压起动控制电路延边三角形降压起动控制电路32第二章 电气控制线路基本环节 在在电电动动机机正正反反转转控控制制线线路路中中，利利用用

33、两两个个接接触触器器的的常常闭闭辅辅助助触触头头互互相相控控制制的的方方法法叫叫做做互互锁锁，而而两两对对起起互互锁锁作作用用的的触头叫做互锁触头。触头叫做互锁触头。2.3 2.3 电动机的正、反转控制电路电动机的正、反转控制电路33第二章 电气控制线路基本环节1 1、电动机、电动机“正正- -停停- -反反”控制电路控制电路按下按下SB2SB2KM1KM1得电自锁得电自锁M正转正转合合QS正转：正转：反转：反转：按下按下SB2SB2KM2KM2得电自锁得电自锁M反转反转停车：停车：按下按下SB2SB2KM1KM1失电失电M停车停车 如图如图 a a）所示：所示： a a）正正- -停停- -

34、反电路反电路互锁互锁34第二章 电气控制线路基本环节 2 2、电动机、电动机“正正- -反反- -停停”控制电控制电路路其控制电路如图所示。其控制电路如图所示。按下按下SB2SB2KM1KM1得电自锁得电自锁M正转正转合合QS正转：正转：停车：停车：反转：反转：按下按下SB2SB2KM2KM2得电自锁得电自锁M反转反转按下按下SB2SB2KM1KM1或或KM2KM2失电失电M停车停车互互锁锁联联锁锁35第二章 电气控制线路基本环节 3.3.自动往返行程控制电路自动往返行程控制电路 右图为自动往返循环控制典型电路。右图为自动往返循环控制典型电路。SQ1SQ1为正向转反向行程开关为正向转反向行程开

35、关SQ2SQ2为反向转正向行程开关为反向转正向行程开关如此周而复始。如此周而复始。工作原理：工作原理：按下按下SB2SB2KM1KM1得电得电自锁自锁M M正转正转合合QSQS拖动运动部件前进拖动运动部件前进碰碰SQ1SQ1KM1KM1失电失电KM2KM2得电得电M M反转反转拖动运动部件后退拖动运动部件后退碰碰SQ2SQ2KM2KM2失电失电KM1KM1得电得电M M正转正转36第二章 电气控制线路基本环节 上上述述自自动动往往返返运运动动，运运动动部部件件每每经经过过一一个个循循环环，电电动动机机要要进进行行两两次次制制动动过过程程，会会出出现现较较大大的的制制动动电电流流和和机机械械冲冲

36、击击。因因此此，这这种种电电路路只只适适用用于于电电动动机机容容量量较较小小、循循环环周周期期较较长长、电电动动机机转转轴轴具具有有足足够够刚刚性性的的拖拖动动系系统统。另另外外，在在选选择择接接触触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。37第二章 电气控制线路基本环节 当当三三相相异异步步电电动动机机脱脱离离电电源源，由由于于惯惯性性，转转子子要要经经过过一一段段时时间间才才能能完完全全停停止止旋旋转转，这这不不能能适适应应某某些些生生产产机机械械工工艺艺的的要要求求，如如对对万万能能铣铣床床、卧卧式式镗镗床床、组组合合机机床床等等，会会造造成成运运

37、动动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产效率。部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产效率。 因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车。因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车。 一般采取的制动方法有两大类：一般采取的制动方法有两大类：机械制动和电气制动机械制动和电气制动。 机机械械制制动动是是利利用用电电磁磁抱抱闸闸等等机机械械装装置置来来强强迫迫电电动动机机迅迅速速停车；停车； 电电气气制制动动是是使使电电动动机机工工作作在在制制动动状状态态，使使电电动动机机的的电电磁磁转矩方向与电动机的旋转方向相反，从而起制动作用。转矩方向与电动机的旋转方向相反，从而起制动作

38、用。 电气制动控制电路包括电气制动控制电路包括反接制动和能耗制动反接制动和能耗制动。 2.4 2.4 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制38第二章 电气控制线路基本环节一、反接制动控制电路一、反接制动控制电路 反接制动种类：反接制动种类： 倒拉反接制动倒拉反接制动起重机下放重物；起重机下放重物； 电源反接制动电源反接制动： * *为为防防止止转转子子降降速速后后反反向向起起动动，当当转转速速接接近近于于零零时时 应迅速切断电源；应迅速切断电源； *转转子子与与突突然然反反向向的的旋旋转转磁磁场场的的相相对对速速度度接接近近于于两两倍倍的的同同步步转转速速，为为了了减减小小冲冲击击

39、电电流流，通通常常在在电电动动机机主主电路中电路中串接电阻串接电阻来限制反接制动电流。来限制反接制动电流。 反接制动电阻的接线方法反接制动电阻的接线方法 对称、不对称对称、不对称 反反接接制制动动特特点点是是制制动动迅迅速速，效效果果好好，冲冲击击大大，通通常常仅仅适适用于用于10kW10kW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。 39第二章 电气控制线路基本环节 按按下下SB2SB2，KM1KM1得得电电，全全压压起起动动。速速度度继继电电器器KSKS的的常常开开触触点点闭闭合合，为为反接制动作好准备。反接制动作好准备。 停停车车时时，按按下下停停止止按按钮钮SB1SB1，KM1KM1断断

40、电电，由由于于惯惯性性，电电动动机机的的转转速速还还很很高高，KSKS依依然然动动作作，因因SB1SB1按按下下，KM2KM2得得电电，电电动动机机反反接接制制动动，转转速速迅迅速速下下降降，当当速速度度继继电电器器恢恢复复，KM2KM2断断电电，电电动动机断电，反接制动结束。机断电，反接制动结束。 1.1. 单向运转的反接制动控制电路单向运转的反接制动控制电路40第二章 电气控制线路基本环节 按按起起动动SB2SB2，正正转转KM1KM1得得电电，电电动动机机正正转转起起动动，KSKS动动作作，正正转转常常闭闭触触点点KS-1KS-1断断开开，常常开开触触点点KS-1KS-1闭闭合合。为为K

41、M2KM2线圈的通电做准备。线圈的通电做准备。 按按停停止止按按钮钮SB1SB1，KM1KM1断断电电，KM2KM2通通电电，正正向向反反接接制制动动。由由于于速速度度继继电电器器的的常常闭闭触触点点KS-1KS-1已已断断开开，KM2KM2线线圈圈不不自自锁锁。当当转转速速接接近近于于零零，正正转转常常开开KS-1KS-1断断开开，KM2KM2断断电电，正正反反接接制动结束。制动结束。 2.2.电机可逆运行的反接制动控制电路电机可逆运行的反接制动控制电路41第二章 电气控制线路基本环节电阻电阻R R是反接制动电阻，同时也限制起动电流是反接制动电阻，同时也限制起动电流3.3.具有限流电阻的可逆

42、反接制动控制电路具有限流电阻的可逆反接制动控制电路42第二章 电气控制线路基本环节 工作原理：工作原理： 按按下下正正转转起起动动按按钮钮SB2SB2，中中间间继继电电器器KA3KA3得得电电并并自自锁锁，接接触触器器KM1KM1线线圈圈通通电电，KM1KM1的的主主触触点点闭闭合合，定定子子绕绕组组经经电电阻阻R R接接通通正正向向三三相相电电源源，电动机定子绕组串电阻降压起动。电动机定子绕组串电阻降压起动。 当当电电动动机机转转速速上上升升到到一一定定值值时时，KSKS的的正正转转常常开开触触点点KS-1KS-1闭闭合合，中中间间继继电电器器KA1KA1得得电电并并自自锁锁，这这时时KA1

43、KA1、KA3KA3中中间间继继电电器器的的常常开开触触点点全全部部闭闭合合，接接触触器器KM3KM3线线圈圈得得电电，KM3KM3主主触触点点闭闭合合，短短接接电电阻阻R R，定定子绕组得到额定电压，进入运行。子绕组得到额定电压，进入运行。 若若按按下下停停止止按按钮钮SB1SB1，则则KA3KA3、KM1KM1、KM3KM3线线圈圈断断电电。但但此此时时电电动动机机转转速速仍仍然然很很高高，速速度度继继电电器器KSKS的的正正转转常常开开触触点点KS-1KS-1还还处处于于闭闭合合状状态态，中中间间继继电电器器KA1KA1线线圈圈仍仍得得电电，所所以以接接触触器器KM1KM1常常闭闭触触点

44、点复复位位后后，接接触触器器KM2KM2线线圈圈得得电电，KM2KM2常常开开主主触触点点闭闭合合，使使定定子子绕绕组组经经电电阻阻R R获获得得反反向向的的三三相相交交流流电电源源，电电动动机机进进行行反反接接制制动动。当当转转速速小小于于100r100rminmin时时，KSKS的的正正转转常常开开触触点点KS-1KS-1复复位位， KA1 KA1 断断电电， KM2 KM2 断断电电，反反接制动过程结束。接制动过程结束。 43第二章 电气控制线路基本环节二、能耗制动控制电路二、能耗制动控制电路 1.1.单向能耗制动控制电路单向能耗制动控制电路 正正常常运运行行后后，按按下下停停止止按按钮

45、钮 SB1SB1，KM1KM1断断电电，切切断断电电动动机机电电源源，同同时时KTKT得得电电，KM2KM2得得电电并并自自锁锁，直直流流电电源源则则接接入入定定子子绕绕组组，进进行行能能耗耗制制动动。当当时时间间到到时时常常闭闭触触点点KTKT断断开开，KM2KM2断断电电，直直流流电电源源被被切切除除，同同时时KM2KM2常常开开辅辅助助触触点点复复位位，时时间间继继电电器器KTKT线线圈圈断断电电，能能耗耗制制动动结束。结束。 时间原则控制的单向能耗制动控制电路时间原则控制的单向能耗制动控制电路44第二章 电气控制线路基本环节 制制动动时时，按按下下停停止止SB1SB1，KM KM 断断

46、电电，断断开开三三相相电电源源。此此时时速速度度仍仍然然很很高高，KSKS的的常常开开触触点点仍仍然然闭闭合合，KM2KM2能能够够依依靠靠SB1SB1按按钮钮的的按按下下通通电电，定定子子绕绕组组通通入入直直流流电电，能能耗耗制制动动。当当电电动动机机速速度度接接近近零零时时，KSKS常常开开触触点点复复位位，KM2KM2断断电电，能能耗制动结束。耗制动结束。速度原则控制的单向能耗制动控制电路速度原则控制的单向能耗制动控制电路45第二章 电气控制线路基本环节 正正常常正正向向运运转转中中，按按下下停停止止按按钮钮SB1SB1， KM1KM1断断 电电 ，KM3KM3和和KTKT得得电电并并自

47、自锁锁，KM3KM3常常开开主主触触点点闭闭合合，直直流流电电源源加加到到定定子子绕绕组组，电电动动机机进进行行正正向向能能耗耗制制动动。当当转转速速接接近近零零时时，时时间间继继电电器器延延时时断断开开的的常常闭闭触触点点KTKT断断开开KM3KM3线线圈圈电电源源。KM3KM3主主触触点点断断开开直直流流电电源源，KM3KM3常常开开辅辅助助触触点点复复位位，KTKT断断电电，正正向能耗制动结束。向能耗制动结束。 2.2.电机可逆运行能耗制动控制电路电机可逆运行能耗制动控制电路该电路按时间原则控制该电路按时间原则控制46第二章 电气控制线路基本环节 适适用用于于10kW10kW以以下下制制

48、动动要要求求不不高高的的场场合。合。 制制动动时时，按按SB1SB1， KM1KM1断断电电，KTKT、KM2KM2得得电电，接接入入整整流流电电源源，经经整整流流二二极极管管V V构构成成回回路路，电电动动机机制制动动。当当时时间间继继电电器器的的常常闭闭触触点点断断开开，KM2KM2断断电电，直直流流电电源源切切除除，能能耗耗制制动结束。动结束。 与与反反接接制制动动相相比比，能能耗耗制制动动具具有有消消耗耗能能量量少少、制制动动电电流流小小等等优优点点，但但需需要要直直流流电电源源，控控制制电电路路复复杂杂。 通通常常能能耗耗制制动动适适用用于于电电动动机机容容量量较较大大和和起制动频繁

49、的场合，反接制动适用于容量小而制动要求迅速的场合。起制动频繁的场合，反接制动适用于容量小而制动要求迅速的场合。 3.3.无变压器的单管能耗制动控制电路无变压器的单管能耗制动控制电路47第二章 电气控制线路基本环节多地控制多条件控制顺序控制2.5 其他常用控制电路48第二章 电气控制线路基本环节一、多地控制一、多地控制定义： 多地控制电路设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置，故称多地控制。 特点： 起动按钮的常开触点并联，停止按钮的常闭触点串联。 操作： 无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行。49第二章 电气控制线路基本

50、环节二、多条件控制 用途用途： 多条件启动控制和多条件停止控制电路，适用于电路的多条件保护。 特点特点： 按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联。多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止。50第二章 电气控制线路基本环节三、顺序控制 用途： 用于实现机械设备依次动作的控制要求。 控制方法： 主电路顺序控制 控制电路顺序控制 51第二章 电气控制线路基本环节1.主电路顺序控制： KM2串在KM1触点下，故只有M1工作后M2才有可能工作。52第二章 电气控制线路基本环节2.控制电路顺序控制53第二章 电气控制线路基本环节基本电路的结构特点：1.自锁接触器常开触点与按钮常开触点相并联。2.互锁两个

51、接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中。3.点动无自锁环节。4.多地按钮的常开触点并联、常闭触点串联。5.多条件按钮的常开触点串联、常闭触点并联。总结54第二章 电气控制线路基本环节第八节第八节 电气控制系统的保护环节电气控制系统的保护环节一、短路保护一、短路保护 常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。二、过载保护二、过载保护 常用的过载保护元件是热继电器。常用的过载保护元件是热继电器。常用保护环节常用保护环节短路保护短路保护过载保护过载保护零电压、欠电压保护零电压、欠电压保护弱磁保护弱磁保护过流保护过流保护55第二章 电气控制线路基本环节 当当电电动动机

52、机为为额额定定电电流流时时，电电动动机机为为额额定定温温度度，热热继继电电器器不会动作。不会动作。 1.1.过载电流较小时，热继电器要经过较长时间才动作，过载电流较小时，热继电器要经过较长时间才动作， 2.2.过载电流较大时，热继电器则经过较短时间就会动作。过载电流较大时，热继电器则经过较短时间就会动作。 3.3.通通常常1.51.5倍倍以以内内过过电电流流，如如果果过过电电流流时时间间短短的的话话，对对电电动动机机的的影影响响不不大大，如如果果过过电电流流时时间间长长，那那么么用用热热继继电电器器进行过载保护。进行过载保护。 作作短短路路保保护护的的熔熔断断器器熔熔体体的的额额定定电电流流不

53、不能能大大于于4 4倍倍热热继继电器发热元件的额定电流。电器发热元件的额定电流。56第二章 电气控制线路基本环节三、过电流保护三、过电流保护直流电动机和绕线转子异步电动机控制线路中，过电流继电器也起着直流电动机和绕线转子异步电动机控制线路中，过电流继电器也起着短路保护的作用。短路保护的作用。过电流的动作值为起动电流的过电流的动作值为起动电流的1.21.2倍。倍。四、零电压及欠电压保护四、零电压及欠电压保护为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。在电动机的运行过程中，由于电源电压过分的降低（在电动机的运行过程中，

54、由于电源电压过分的降低（UNUN的的60608080以下）将引起一些电器释放，造成控制系统的不正常工作，因此而设以下）将引起一些电器释放，造成控制系统的不正常工作，因此而设置的保护环节称为欠电压保护。通常采用欠电压继电器或设置专门的置的保护环节称为欠电压保护。通常采用欠电压继电器或设置专门的零电压继电器来实现。零电压继电器来实现。57第二章 电气控制线路基本环节 左图示意了电气控制左图示意了电气控制系统的各种保护环节。系统的各种保护环节。 短路保护短路保护熔断器熔断器FU1FU1和和FU2FU2； 过载保护过载保护: :热继电器热继电器FRFR； 过电流保护过电流保护: :过电流继过电流继电器

55、电器KI1KI1、KI2KI2； 零压保护零压保护: :中间继电器中间继电器KAKA； 欠电压保护欠电压保护: :欠电压继欠电压继电器电器KVKV； 互锁保护互锁保护:KM1:KM1和和KM2KM2。58第二章 电气控制线路基本环节 弱弱磁磁保保护护一一般般由由串串入入电电动动机机励励磁磁回回路路的的欠欠电电流流继继电电器器来来实实现的。现的。五、弱磁和失磁保护五、弱磁和失磁保护59第二章 电气控制线路基本环节 习题二习题二1 1、电电气气原原理理图图中中QSQS、 FUFU、 KMKM、 KAKA、 KIKI、 KTKT、 SBSB、 SQSQ分别是什么电器元件的文字符号。分别是什么电器元件

56、的文字符号。2 2、如何决定异步电动机是否可采用直接起动？、如何决定异步电动机是否可采用直接起动？3 3、画画出出采采用用断断电电延延时时型型时时间间继继电电器器控控制制的的异异步步电电动动机机星星形形三角形起动控制线路。三角形起动控制线路。4 4、画画出出带带有有热热继继电电器器过过载载保保护护的的笼笼型型异异步步电电动动机机正正常常运运转转的控制线路。的控制线路。 5 5、什什么么是是反反接接制制动动？什什么么是是能能耗耗制制动动？各各有有什什么么特特点点及及适适用场合？用场合？ 6 6、为为什什么么在在异异步步电电动动机机脱脱离离电电源源后后，在在定定子子绕绕组组中中通通入入直直流电，电

57、动机能迅速停止？流电，电动机能迅速停止？60第二章 电气控制线路基本环节 习题二（续）习题二（续）7 7设设计计一一个个控控制制线线路路，要要求求第第一一台台电电动动机机起起动动10S10S后后，第第二二台台电电动动机机自自动动起起动动，运运行行5S5S后后，第第一一台台电电动动机机停停止止并并同同时时使使第三台电动机自行起动，再运行第三台电动机自行起动，再运行 15S15S后，电动机全部停止。后，电动机全部停止。8 8有有一一台台四四级级皮皮带带运运输输机机，分分别别由由M1M1、 M2M2、 M2M2、 M4M4四四台台电电 动动 机机 拖拖 动动 ， 其其 动动 作作 顺顺 序序 如如

58、下下 ： 起起 动动 时时 要要 求求 按按M1M2M3M4M1M2M3M4顺顺序序起起动动。停停车车时时要要求求按按M4M3M2M1M4M3M2M1顺序停车。顺序停车。上述动作要求有一定时间间隔。上述动作要求有一定时间间隔。9 9为为两两台台异异步步电电动动机机设设计计一一控控制制线线路路，其其要要求求如如下下：两两台台电电动动机机互互不不影影响响的的独独立立操操作作。能能同同时时控控制制两两台台电电动动机机的的起起动动和和停停止止。当当一一台台电电动动机机发发生生过过载载时时，两两台台电电动动机机均均停停止。止。 61第二章 电气控制线路基本环节 习题二（续）习题二（续）1010现现有有一

59、一双双速速电电动动机机，使使按按下下述述要要求求设设计计控控制制线线路路：分分别别用用两两个个按按钮钮操操作作电电动动机机的的高高速速起起动动和和低低速速起起动动，用用一一个个总总停停按按钮钮操操作作电电动动机机的的停停止止。起起动动高高速速时时，应应先先接接成成低低速速经经延时一段时间后再切换到高速。延时一段时间后再切换到高速。应有短路保护和过载保护。应有短路保护和过载保护。1111设设计计一一小小车车运运行行控控制制线线路路，小小车车有有异异步步电电动动机机拖拖动动，其其动动作作程程序序如如下下：小小车车由由甲甲站站（原原位位SQ1SQ1）开开始始前前进进，到到达达乙乙站站（SQ2SQ2）后后自自动动停停止止。在在乙乙站站停停留留2min2min后后继继续续前前进进，到到达达丙丙站站（SQ3SQ3）后后自自动动停停止止。在在丙丙站站停停留留2min2min后后自自动动返返回回原原位位停停止止。要要求求在在前前进进和和后后退退途途中中任任意意位位置置都都能能停停止止和和起动。起动。