電氣控制技術(shù)與PLC第3章

第3章三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制環(huán)節(jié)與基本電路1

在電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，各種生產(chǎn)機(jī)械均由電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。不同的生產(chǎn)機(jī)械，對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制要求不同的。電器控制線路能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)等運(yùn)行方式的控制，以及必要的保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。電氣控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：繼電接觸器邏輯控制、可編程邏輯控制、計(jì)算機(jī)控制等方法。繼電接觸器邏輯控制-------電氣控制。任何簡(jiǎn)單的、復(fù)雜的電器控制線路，都是按照一定的控制原則，由基本的控制環(huán)節(jié)組成的?；究刂骗h(huán)節(jié)與基本電路

2電控制線路的繪制方法常用的基本電氣控制環(huán)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的基本電氣控制線路典型機(jī)床電氣控制系統(tǒng)分析主要內(nèi)容33.1電氣控制線路圖的繪制及分析43.1電氣控制線路圖的繪制及分析

電氣控制線路組成:是由各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等組成的控制線路。電氣圖:為了表達(dá)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，工作原理及安裝、調(diào)試、維修等技術(shù)要求，需要用統(tǒng)一的工程語(yǔ)言即用工程圖的形式來(lái)表達(dá)，這種工程圖即是電氣圖。電氣圖分類(lèi):常用于機(jī)械設(shè)備的電氣工程圖有3種：電路原理圖、接線圖、元器件布置圖。電氣圖繪制原則：電氣工程圖是根據(jù)國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)以及規(guī)定的畫(huà)法繪制而成的。5電氣控制線路圖是工程技術(shù)的通用語(yǔ)言，它由各種電器元件的圖形、文字符號(hào)要素組成。我國(guó)電氣設(shè)備有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB4728—1984《電氣圖用圖形符號(hào)》GB5456—1985《電氣設(shè)備用圖形符號(hào)、繪制原則》GB6988—1986《電氣制圖》GB5094—1985《電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào)》GB4728—1984《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》規(guī)定從1990年1月1日起，電氣圖中的圖形和文字符號(hào)必須符合國(guó)家的最新標(biāo)準(zhǔn)。3.1.1電氣圖中的圖形和文字符號(hào)6表2-1常用電氣圖形、文字符號(hào)表（書(shū)P20-P21）常用電氣圖形、文字符號(hào)名稱(chēng)圖形符號(hào)文字符號(hào)名稱(chēng)圖形符號(hào)三極電源開(kāi)關(guān)QK速度繼電器常開(kāi)觸頭低壓斷路器QF常閉觸頭73、端子標(biāo)記電氣圖中各電器的接線端子用規(guī)定的字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4026—83《電器接線端子的識(shí)別和用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)志接線端子的通則》規(guī)定：三相交流電源的引入線用L1、L2、L3、N、PE標(biāo)記。直流系統(tǒng)電源正、負(fù)極、中間線分別用L+、L－與M標(biāo)記。三相動(dòng)力電器的引出線分別按U、V、W順序標(biāo)記。

分級(jí)電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來(lái)標(biāo)記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來(lái)標(biāo)記控制電路用不多于3位的阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)83.1.2電氣控制電路圖的繪制原則電氣控制系統(tǒng)圖電氣原理圖電氣接線圖電器安裝位置圖電氣互連圖主電路控制電路照明和顯示電路電氣控制系統(tǒng)圖的結(jié)構(gòu)電氣安裝接線圖9

電氣原理圖:

是根據(jù)電氣動(dòng)作原理繪制的，用來(lái)表示電氣的動(dòng)作原理，用于分析電路工作原理和排除故障，而不考慮電氣設(shè)備的電氣元器件的實(shí)際結(jié)構(gòu)和安裝情況。通過(guò)電路圖，可詳細(xì)地了解電路、設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成和工作原理，并可在測(cè)試和尋找故障時(shí)提供足夠的信息，同時(shí)電氣原理圖也是編制接線圖的重要依據(jù)。1、電氣原理圖的繪制10圖型普通車(chē)床電氣原理圖例：型普通車(chē)床電氣原理圖11（1）電氣原理圖繪制原則：1）圖中所有的元器件都應(yīng)采用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。2）原理圖的布局

電氣原理圖的組成由主電路和控制電路組成，主電路和控制電路分開(kāi)畫(huà)。主電路：包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的部分，一般畫(huà)在原理圖的左邊。采用粗連接線來(lái)表示?？刂齐娐罚菏峭ㄟ^(guò)弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸點(diǎn)等組成，一般畫(huà)在原理圖的右邊。采用細(xì)連接線來(lái)表示。12電氣原理圖繪制原則：

3）原理圖中電氣元件的畫(huà)法：采用電器元件展開(kāi)圖的畫(huà)法。同一電器元件的各部可以不畫(huà)在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。若有多個(gè)同一種類(lèi)的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)的下標(biāo)。4）原理圖中電氣觸頭的畫(huà)法：所有按鈕、觸頭均按沒(méi)有外力作用和沒(méi)有通電時(shí)的原始狀態(tài)畫(huà)出。5）線路連接點(diǎn)、交叉點(diǎn)的繪制：表示導(dǎo)線、信號(hào)通路、連接線等的圖線都應(yīng)是交叉或折彎最少的直線?？梢运讲贾?，也可以垂直布置?？刂齐娐返姆种Ь€路原則上按照動(dòng)作先后順序排列，兩線交叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)出。136）原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運(yùn)行可靠，節(jié)省連接導(dǎo)線以及安裝、維修方便。電氣原理圖繪制原則：圖2.1籠型電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路的電氣原理圖14（2）原理圖圖面區(qū)域的劃分

為了便于確定原理圖的內(nèi)容和組成部分在圖中的位置，常在圖紙上分區(qū)。豎邊方面用大寫(xiě)拉丁字母編號(hào)，橫邊用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)。

繼電器、接觸器觸頭位置的索引

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸點(diǎn)所在圖中位置的索引代號(hào)，索引代號(hào)用圖面區(qū)域號(hào)表示。

電氣圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注

電氣圖中各電氣元器件和型號(hào)，常在電氣原理圖中電器元件文字符號(hào)下方標(biāo)注出來(lái)。15繼電器、接觸器觸頭位置的索引

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸點(diǎn)所在圖中位置的索引代號(hào)，索引代號(hào)用圖面區(qū)域號(hào)表示。

左欄中欄右欄主觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)合觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)接觸器各欄的含義：繼電器各欄的含義：左欄右欄動(dòng)合觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)K動(dòng)斷觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)BKM2224×K××B16普通車(chē)床電氣原理圖例：型普通車(chē)床電氣原理圖17（3）其中常見(jiàn)的元器件狀態(tài)(1)繼電器和接觸器的線圈處在非激勵(lì)狀態(tài)。(2)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置。(3)零位操作的手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)在零位狀態(tài)。(4)機(jī)械操作開(kāi)關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。(5)保護(hù)類(lèi)元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)。18

原則：

安裝接線圖是按照電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)等原則來(lái)安排。

用途：主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。2、電氣接線圖電氣接線圖：表示電氣設(shè)備或裝置連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖，用于電氣設(shè)備安裝接線、電路檢查、電路維修和故障處理。191）位置：各電氣元件均按實(shí)際安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。2）集中：一個(gè)元件中所有的帶電部件均畫(huà)在一起，并用點(diǎn)劃線框起來(lái)，即采用集中表示法。3）一致：各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須與電氣原理圖一致，并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4）編號(hào)：各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號(hào)，各接線端子的編號(hào)必須與電氣原理圖上

的導(dǎo)線編號(hào)相一致。5）合并：繪制安裝接線圖時(shí)，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成

一股線。電氣接線圖的繪制原則：20車(chē)床電氣互連圖例：電氣安裝接線圖

21

電器元件布置圖：表明電氣設(shè)備上所有電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置和用電設(shè)備的實(shí)際位置，是電氣控制設(shè)備制造、裝配、調(diào)試和維護(hù)必不可少的技術(shù)文件。可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。

3、電器布置圖電氣控制柜與操作臺(tái)（箱）內(nèi)部布置圖電氣控制柜與操作臺(tái)（箱）面板布置圖控制柜與操作臺(tái)（箱）外形輪廓用細(xì)實(shí)線繪出電器元件及設(shè)備，用粗實(shí)線繪出外形輪廓，標(biāo)明實(shí)際的安裝位置電器元件及設(shè)備代號(hào)與有關(guān)電路圖和設(shè)備清單上所用的代號(hào)一致22

電器元件布置圖是用來(lái)表明電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。

3、電器布置圖電器元件的布置應(yīng)注意以下幾方面：

1）體積大和較重的電器元件下方，發(fā)熱元件上面；2）強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開(kāi)；；3）需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低；4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱(chēng)。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類(lèi)似的電器安裝在一起，以利安裝和配線；5）電器元件布置不宜過(guò)密，應(yīng)留有一定間距。利布線和維修；23

圖幅尺寸(mm)幅面A0A1A2A3A4長(zhǎng)1189841594420297寬841594420297210幅面A3×3A3×4A4×3A4×4A4×5長(zhǎng)89111896308411051寬420420297297297圖幅尺寸選擇：電氣圖的規(guī)模與復(fù)雜程度；能夠清晰地反映電氣圖的細(xì)節(jié)；整套圖紙的幅面盡量保持一致；便于裝訂和管理；CAD繪制時(shí)，輸出設(shè)備（打印機(jī)、繪圖儀等）對(duì)于輸出幅面的限制。3.1.3電氣圖紙規(guī)范24圖框線：需要裝訂的圖紙的圖框線A0、A1、A2：a=25mm，c=10mm其它：a=25mm，c=5mm不需要裝訂的圖紙的圖框線A0、A1：e=20mm其它：e=15mm根據(jù)圖紙是否需要裝訂以及圖紙幅面的大小確定。

25標(biāo)題欄：標(biāo)準(zhǔn)A3圖紙，標(biāo)題欄可以繪制成通長(zhǎng)的格式。內(nèi)容：設(shè)計(jì)單位名稱(chēng)、用戶單位名稱(chēng)、專(zhuān)業(yè)名、設(shè)計(jì)階段、比例尺、設(shè)計(jì)人、審核人、圖紙名稱(chēng)、圖紙編號(hào)、日期、頁(yè)次等。標(biāo)題欄格式式樣

標(biāo)題欄：畫(huà)在圖框的右下角，繪制方向應(yīng)該與看圖方向一致。263.2 電氣控制電路基本控制規(guī)律273.2電氣控制電路基本控制規(guī)律

任何簡(jiǎn)單或復(fù)雜的電氣控制回路均由一系列基本環(huán)節(jié)所組成，包括：點(diǎn)動(dòng)控制、連續(xù)控制自鎖控制、互鎖控制多地點(diǎn)、多條件控制順序控制自動(dòng)循環(huán)控制283.2.1電機(jī)的起動(dòng)、自鎖和點(diǎn)動(dòng)控制圖2.2異步電動(dòng)機(jī)起、保、?？刂凭€路

啟動(dòng)環(huán)節(jié)主要完成電動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)到轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的控制實(shí)現(xiàn)，在點(diǎn)動(dòng)控制中，按鈕SB就是啟動(dòng)環(huán)節(jié)。在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制中，SB2和KM為啟動(dòng)環(huán)節(jié)。停止環(huán)節(jié)完成電動(dòng)機(jī)由運(yùn)轉(zhuǎn)到停止的轉(zhuǎn)換，主要由停按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。若點(diǎn)動(dòng)控制回路，啟動(dòng)按鈕也同時(shí)起停止作用。當(dāng)保護(hù)環(huán)節(jié)起保護(hù)作用時(shí)，它也可認(rèn)為是一個(gè)停止環(huán)節(jié)，只不過(guò)是非正常停止環(huán)節(jié)。保護(hù)環(huán)節(jié)分為兩個(gè)方面：一是控制回路的保護(hù)，即每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制回路中的熔斷器FU；二是主回路的保護(hù)，包括空氣開(kāi)關(guān)、熱繼電器等對(duì)電路的限流保護(hù)。29點(diǎn)動(dòng)控制與連續(xù)工作

實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)機(jī)械常需點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)控制。點(diǎn)動(dòng)控制：指按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；松開(kāi)按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。連續(xù)控制：若松開(kāi)按鈕后能使電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作，則稱(chēng)為長(zhǎng)動(dòng)或稱(chēng)為連續(xù)遠(yuǎn)行。區(qū)別：點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)的關(guān)鍵是控制電路中控制電器通電后能否自鎖，即是否具有自鎖觸點(diǎn)。30M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB1、點(diǎn)動(dòng)控制工作原理觸頭（KM）打開(kāi)按鈕松開(kāi)線圈（KM）斷電電機(jī)停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；控制電路主電路點(diǎn)動(dòng)按鈕電路結(jié)構(gòu)主電路：QS、FU、KM主觸點(diǎn)、M構(gòu)成；控制電路：按鈕SB、KM線圈構(gòu)成。312、連續(xù)控制KM自保持自保的作用KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動(dòng)按鈕停車(chē)按鈕

主電路：QS、FU、接觸器KM主觸點(diǎn)、電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成；控制電路：停止按鈕SB1、起動(dòng)按鈕SB2、接觸器KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)和線圈構(gòu)成。（1）電路結(jié)構(gòu)

322、連續(xù)控制KM自保持自鎖的作用按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，電機(jī)起動(dòng)；同時(shí)，輔助觸頭（KM）閉合，即使按鈕松開(kāi)，線圈保持通電狀態(tài)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動(dòng)按鈕停車(chē)按鈕（2）工作原理332、連續(xù)控制KM自保持自自鎖的作用KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動(dòng)按鈕停車(chē)按鈕（3）自鎖控制環(huán)節(jié)自鎖：依靠接觸器自身常開(kāi)觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖。自鎖觸點(diǎn)：起自鎖作用的輔助觸點(diǎn)稱(chēng)為自鎖觸點(diǎn)。

34QSKHM3~ABCKMFU方法一：用復(fù)合按鈕。3、點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行SB3：點(diǎn)動(dòng)SB2：連續(xù)運(yùn)行；SB1：停止控制關(guān)系該電路缺點(diǎn)：動(dòng)作不夠可靠。KMSB1KMSB2KHSB3主電路控制電路35SBM3~ABCKMFU方法二：加中間繼電器（KA）。控制關(guān)系SB：點(diǎn)動(dòng)SB2：連續(xù)運(yùn)行SB1：停止運(yùn)行KASB1KASB2KHKMKA3、點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行36

4、保護(hù)環(huán)節(jié)

(1)短路保護(hù)：熔斷器FU1、FU2分別作主電路和控制線路的短路保護(hù)，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)能迅速切斷電源。

(2)過(guò)載保護(hù)：通常生產(chǎn)機(jī)械中需要持續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)均設(shè)過(guò)載保護(hù)，其特點(diǎn)是過(guò)載電流越大，保護(hù)動(dòng)作越快，但不會(huì)受電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流影響而動(dòng)作。自鎖觸頭停止按鈕短路保護(hù)過(guò)載保護(hù)起動(dòng)按鈕37

以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行KMSB1KMSB2KHSB思考不能點(diǎn)動(dòng)！383.2.2多地點(diǎn)與多條件控制線路

多地點(diǎn)控制：指在兩地或兩個(gè)以上地點(diǎn)進(jìn)行的控制操作。規(guī)模較大的設(shè)備，為了操作方便常要求能在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行操作。多條件控制：

通過(guò)在電路中串聯(lián)或并聯(lián)電器的常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。391、多地控制電路

定義：

多地控制電路設(shè)置多套起、停按鈕，分別安裝在設(shè)備的多個(gè)操作位置，故稱(chēng)多地控制。

特點(diǎn)：

起動(dòng)按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，停止按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。且起?？刂瞥蓪?duì)出現(xiàn)

操作：無(wú)論操作哪個(gè)啟動(dòng)按鈕都可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)；操作任意一個(gè)停止按鈕都可以打斷自鎖電路，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。啟動(dòng)并聯(lián)停止串聯(lián)402、多條件控制電路用途：多條件啟動(dòng)控制和多條件停止控制電路，適用于電路的多條件保護(hù)。特點(diǎn)：按鈕或開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)，常閉觸點(diǎn)并聯(lián)。多個(gè)條件都滿足（動(dòng)作）后，才可以起動(dòng)或停止。停止并聯(lián)啟動(dòng)串聯(lián)41(a)(b)(c)(d)圖2.5點(diǎn)動(dòng)控制線路

3.2.3異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

生產(chǎn)實(shí)踐中，許多設(shè)備均需要兩個(gè)相反方向的運(yùn)行控制，如機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)退、升降以及主軸的正反向運(yùn)轉(zhuǎn)等。此類(lèi)控制均可通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由電動(dòng)機(jī)原理可知，電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線中任意兩相對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反向運(yùn)轉(zhuǎn)。421、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路結(jié)構(gòu)KMFKMFSB1SBFKHM3~ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMRSBR

該電路必須先停車(chē)才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SBF和SBR不能同時(shí)按下，否則會(huì)造成短路！操作過(guò)程：SBF正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)停車(chē)SB1主電路控制電路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)43

互鎖關(guān)系---在同一時(shí)間里兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)工作的控制作用稱(chēng)為互鎖或聯(lián)鎖。因此需要在各自的控制電路中串接對(duì)方的常閉觸點(diǎn)，構(gòu)成互鎖。

互鎖觸點(diǎn)---而這兩個(gè)常閉觸點(diǎn)稱(chēng)為互鎖觸點(diǎn)。

原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，按下正向起動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電并自鎖，KM1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)按下反向按鈕SB3，KM2也無(wú)法通電。當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，先按下停止按鈕SB1，令KM1斷電釋放，KM1常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。再按下SB3，KM2線圈才能得電，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。由于電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)切換成反轉(zhuǎn)時(shí)，需先停下來(lái)，再反向起動(dòng)，故稱(chēng)該電路為正-停-反控制電路。2、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制-加互鎖442、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制-加互鎖互鎖作用：正轉(zhuǎn)時(shí)，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時(shí)，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時(shí)工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSKH

互鎖觸點(diǎn)45啟動(dòng)按鈕利用復(fù)合按鈕進(jìn)行控制。則該電路為按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的控制電路，如圖2.6(c)所示。電動(dòng)機(jī)正在正轉(zhuǎn)，此時(shí)，接觸器KM1線圈吸合，主觸點(diǎn)KM1閉合。欲切換電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，只需按下復(fù)合按鈕SB3即可。按下SB3后，其常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)KM1線圈回路，KM1釋放，主觸點(diǎn)斷開(kāi)正序電源。復(fù)合按鈕SB3的常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合，接通KM2的線圈回路，KM2通電吸合且自鎖，KM2的主觸點(diǎn)閉合，負(fù)序電源送入電動(dòng)機(jī)繞組，電動(dòng)機(jī)作反向起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)，從而直接實(shí)現(xiàn)正、反向切換。

3、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制-雙重互鎖46KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMFSBR3、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制—雙重互鎖KMRM3~ABCKMFFUQSKH電器互鎖機(jī)械互鎖雙保險(xiǎn)機(jī)械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）47主電路實(shí)現(xiàn)順序控制順序控制控制電路實(shí)現(xiàn)順序控制要求幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止按一定的先后順序來(lái)完成的控制方式稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的順序控制。順序啟動(dòng)同時(shí)停止控制順序啟動(dòng)逆序停止控制3.2.4順序控制線路

用途：用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備依次動(dòng)作的控制要求。48圖3.7順序起動(dòng)控制線路1.主電路順序控制順序控制KM2串在KM1觸點(diǎn)下保證M1工作后M2才有可能工作。492.控制電路實(shí)現(xiàn)的順序控制KM1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)起自鎖和順控的雙重作用。自鎖順控503.順序啟動(dòng)同時(shí)停止控制特點(diǎn):電氣原理圖FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB3SB2KM1KM2KM1514.順序啟動(dòng)逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2電氣原理圖特點(diǎn):主電路控制電路M1—>M2的順序起動(dòng)M2－>M1的順序停止控制52＃1電機(jī)M1控制要求：1.M1起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)2.M1不可單獨(dú)停，M2可單獨(dú)停＃2電機(jī)M2順序控制例153順序控制電路（1）：

兩電機(jī)只保證起動(dòng)的先后順序，

沒(méi)有延時(shí)要求。

FU2KM2KH2ABCFU1M13~ABCKM1KH1M23~主電路KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM1SB1SB2KH1KM1控制電路全停單停順控54順序控制電路(2)：M1起動(dòng)后，M2延時(shí)起動(dòng)。SB2KM1KT

KM2

延時(shí)

KM2

M1起動(dòng)KTM2起動(dòng)主電路同前KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KT控制電路55KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KT

實(shí)現(xiàn)M1起動(dòng)后M2延時(shí)起動(dòng)的順序控制，用以下電路可不可以？SB2KM1KT

KM2

延時(shí)

KM2

M1起動(dòng)M2起動(dòng)不可以！繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，線圈不能串聯(lián)。563.2.5自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)

在實(shí)際生產(chǎn)中，常常要求生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返。因?yàn)橛行谐滔拗?，所以常用行程開(kāi)關(guān)做控制元件來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。圖1.15為電動(dòng)機(jī)往返運(yùn)行的可逆旋轉(zhuǎn)控制電路。圖中KM1、KM2分別為電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器，SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開(kāi)關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開(kāi)關(guān)，SQ3、SQ4分別為正向、反向極限保護(hù)用限位開(kāi)關(guān)。

57a機(jī)床工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)示意圖b自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制電路圖2-12自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)電路

1、主電路同電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路。2、控制電路接觸器互鎖依然保留，加裝行程開(kāi)關(guān)互鎖，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向控制。機(jī)械互鎖58工作臺(tái)自動(dòng)往返控制過(guò)程59SQ2退進(jìn)SQ1KM1：前進(jìn)KM2：后退SQ1：末端行程開(kāi)關(guān)SQ2：始端行程開(kāi)關(guān)SB2：正向起動(dòng)按紐SB3：反向起動(dòng)按紐SB1:停止按鈕FR:熱繼電器1、自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制線路60行程控制原則:利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的行程位置實(shí)現(xiàn)控制，通常采用限位開(kāi)關(guān)。工作過(guò)程如下：合上電源開(kāi)關(guān)QF→按下啟動(dòng)按鈕SB1→接觸器KM1通電→電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，噴水管左移→噴水管左移到一定位置，螺桿撞動(dòng)限位開(kāi)關(guān)SQ2→SQ2常閉觸頭斷開(kāi)→KM1停止吸合，此時(shí)SQ2常開(kāi)觸頭接通接觸器KM2通電→電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)噴水管右移→噴水管右移到一定位置，螺桿撞動(dòng)限位開(kāi)關(guān)SQ1→SQ1常閉觸頭斷開(kāi)→KM2停，KM1再次得電，依次往復(fù)運(yùn)行。自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制原則:612、單周期控制電路按下起動(dòng)按紐SB2，運(yùn)行一周后回到始端自動(dòng)停止。去掉始端SQ2的自動(dòng)起動(dòng)環(huán)節(jié)即可。SQ2退進(jìn)SQ1623、末端延時(shí)單周控制電路

末端SQ1的起動(dòng)控制改為經(jīng)KT后起動(dòng)向接觸器KM2。SQ2退進(jìn)SQ163自動(dòng)往復(fù)行程控制線路小結(jié)自動(dòng)往復(fù)主電路自動(dòng)往復(fù)之連續(xù)控制電路64自動(dòng)往復(fù)之單周期自動(dòng)往復(fù)末端延時(shí)65舉例:行程控制KMRM3~ABCKMFFUQSKH

注意:行程控制實(shí)質(zhì)為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，只是在行程的終端要加限位開(kāi)關(guān)。正程逆程BA主電路66行程控制電路（1）--限位停止控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2SQASB3SQBKMRKMRKMF限位開(kāi)關(guān)正程限位開(kāi)關(guān)SQASQB逆程至右極端位置撞開(kāi)SQA

動(dòng)作過(guò)程SB2正向運(yùn)行電機(jī)停車(chē)（反向運(yùn)行同樣分析）67行程控制(2)--自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)正程逆程電機(jī)工作要求：1.能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行2.到位后能自動(dòng)返回68電機(jī)SQaSQbKMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSQaSQb自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制電路

限位開(kāi)關(guān)采用復(fù)合式開(kāi)關(guān)。正向運(yùn)行停車(chē)的同時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)反向運(yùn)行；反之亦然。關(guān)鍵措施69例1：運(yùn)料小車(chē)的控制設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)料小車(chē)控制電路，同時(shí)滿足以下要求：1.小車(chē)啟動(dòng)后，前進(jìn)到A地。然后做以下往復(fù)運(yùn)動(dòng)：

到A地后停2分鐘等待裝料，然后自動(dòng)走向B。到B地后停2分鐘等待卸料，然后自動(dòng)走向A。2.有過(guò)載和短路保護(hù)。3.小車(chē)可停在任意位置。

正程逆程電機(jī)BA

控制電路綜合舉例70運(yùn)料小車(chē)控制電路M3~ABCKMFFUQSKHKMRSQa、SQb為A、B兩端的限位開(kāi)關(guān)

KTa、KTb為兩個(gè)時(shí)間繼電器

主回路KMFKHKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSQbKQaKQbSBR71該電路的問(wèn)題：小車(chē)在兩極端位置時(shí)，不能停車(chē)。動(dòng)作過(guò)程SBFKMF小車(chē)正向運(yùn)行至A端撞STaKTa延時(shí)2分鐘KMR小車(chē)反向運(yùn)行至B端撞STbKTb延時(shí)2分鐘KMF小車(chē)正向運(yùn)行……如此往反運(yùn)行。KMFKMFKHKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR72KMFKMFSBFKMRKHSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中間繼電器（KA）實(shí)現(xiàn)任意位置停車(chē)的要求SBR73例2：工作臺(tái)位置控制起動(dòng)后工作臺(tái)控制要求：(1)運(yùn)動(dòng)部件A從1到2(2)運(yùn)動(dòng)部件B從3到4(3)運(yùn)動(dòng)部件A從2回到1(4)運(yùn)動(dòng)部件B從4回到3自動(dòng)循環(huán)BM1AM2ST3ST4ST2ST11234

控制電路綜合舉例74工作臺(tái)位置控制電路(1)根據(jù)動(dòng)作順序設(shè)計(jì)控制電路。(2)檢查有無(wú)互鎖。(3)檢查能否正確啟動(dòng)、停車(chē)。設(shè)計(jì)步驟：KMAFKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST375工作臺(tái)位置控制電路ST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1KHKMAFSB2KMARST2ST3

該電路有何問(wèn)題？小車(chē)若在1、2、3、4規(guī)定的位置時(shí)，不能正常停車(chē)。76電路的改進(jìn)方法同前：KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3加中間繼電器（KA）771.自鎖——接觸器常開(kāi)觸點(diǎn)與按鈕常開(kāi)觸點(diǎn)相并聯(lián)。2.互鎖——兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對(duì)方線圈的電路中。3.點(diǎn)動(dòng)——無(wú)自鎖環(huán)節(jié)。4.連續(xù)——有自鎖環(huán)節(jié)。5.多地——按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)、常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。6.多條件——按鈕的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)、常閉觸點(diǎn)并聯(lián)。7.順序控制線路——電機(jī)啟停按順序控制。8.自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)——利用限位開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)換向控制。

基本電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)783.3電氣控制常用的保護(hù)環(huán)節(jié)79電氣控制的保護(hù)環(huán)節(jié)非常多，在電氣控制線路中，最為常用的是熔斷器及斷路器，應(yīng)用方法是串聯(lián)在回路中，其分?jǐn)嘧饔煤彤?dāng)線路電流超過(guò)其允許最大電流時(shí)熔斷或跳保護(hù)。第二類(lèi)較常用的保護(hù)環(huán)節(jié)是電動(dòng)機(jī)保護(hù)，即熱保護(hù)繼電器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)流時(shí)跳起保護(hù)。電氣控制線路常設(shè)有以下保護(hù)環(huán)節(jié)。

3.3電氣控制常用的保護(hù)環(huán)節(jié)801、短路保護(hù)作用：當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電機(jī)和電路中的各種電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，因此當(dāng)電路出現(xiàn)短路電流時(shí)，必須迅速而可靠的斷開(kāi)電源。81圖2.8短路保護(hù)圖2.8(b)為采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)作短路保護(hù)的電路。既作為短路保護(hù)，又作為過(guò)載保護(hù)，其過(guò)流線圈用做短路保護(hù)。圖2.8(a)為采用熔斷器作短路保護(hù)的電路。當(dāng)主電機(jī)容量較小，其控制電路不需另設(shè)熔斷器，主電路中熔斷器也作為控制電路的短路保護(hù)。短路保護(hù)電路自動(dòng)開(kāi)關(guān)熔斷器82短路保護(hù)的方法：加熔斷器頻繁起動(dòng)的電機(jī)：異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流（Ist）約為額定電流（IN）的(5-7）倍。選擇熔體額定電流（IF

）時(shí)，必須躲開(kāi)起動(dòng)電流，但對(duì)短路電流仍能起保護(hù)作用。通常用以下關(guān)系：一般電機(jī)：83原因：不正確的啟動(dòng)和過(guò)大負(fù)載，也常常引起電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生很大的過(guò)電流。后果：由此引起的過(guò)電流一般比短路電流要小。過(guò)大的沖擊負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)流過(guò)過(guò)大的沖擊電流，以致?lián)p壞電動(dòng)機(jī)的換向器；同時(shí)，過(guò)大的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也會(huì)使機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)部件受到損傷。方法：因此要瞬時(shí)切斷電源。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生這種過(guò)電流比發(fā)生短路的可能性要大，特別是對(duì)頻繁啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)重復(fù)短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)更是如此。2、過(guò)電流保護(hù)及欠壓保護(hù)84圖2.9控制電路中的保護(hù)環(huán)節(jié)圖2.9的控制線路中設(shè)有過(guò)流保護(hù)及欠壓保護(hù)環(huán)節(jié)。為避免電機(jī)啟動(dòng)時(shí)過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)作，線路中接入時(shí)間繼電器KT，并使KT延時(shí)時(shí)間稍長(zhǎng)于電機(jī)M的啟動(dòng)時(shí)間。這樣，電機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后，過(guò)流繼電器KI才接入電流檢測(cè)回路起保護(hù)作用。當(dāng)線路電壓過(guò)低時(shí)，KV失電，KV的常開(kāi)點(diǎn)斷開(kāi)主電機(jī)M的控制電路。過(guò)電流保護(hù)及欠壓保護(hù)欠壓保護(hù)環(huán)節(jié)過(guò)流繼電器電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間欠壓斷開(kāi)過(guò)流斷開(kāi)85電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)行，其繞組的溫升將超過(guò)允許值而損壞，所以應(yīng)設(shè)過(guò)載保護(hù)環(huán)節(jié)。過(guò)載保護(hù)一般采用熱繼電器作為保護(hù)元件。由于熱繼電器的熱慣性關(guān)系，不會(huì)受短路電流的沖擊而瞬時(shí)動(dòng)作；當(dāng)有8～10倍額定電流通過(guò)熱繼電器時(shí)，需經(jīng)1s～3s動(dòng)作，這樣，在熱繼電器動(dòng)作前，熱繼電器的發(fā)熱元件可能已燒壞。所以，在使用熱繼電器做過(guò)載保護(hù)時(shí)，還必須裝有熔斷器或過(guò)流繼電器配合使用。3、過(guò)載保護(hù)86KMSB1KMSB2KH方法：加熱繼電器。電機(jī)工作時(shí)，若因負(fù)載過(guò)重而使電流增大，但又比短路電流小。此時(shí)熔斷器起不了保護(hù)作用，應(yīng)加熱繼電器，進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。M3~ABCKMFUQSKH過(guò)載保護(hù)方法：熱繼電器的熱元件熱繼電器觸頭87(a)兩相保護(hù)(b)三相保護(hù)圖2.10過(guò)載保護(hù)電路過(guò)載保護(hù)電路884、失壓保護(hù)

原因:在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，如果因?yàn)殡娫吹年P(guān)閉而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，那么，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)自行啟動(dòng)。

后果：電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)可能造成人身事故或設(shè)備事故。失壓保護(hù)：防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的保護(hù)稱(chēng)失壓保護(hù)。措施：它是通過(guò)并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕上的接觸器的常開(kāi)觸頭，或通過(guò)并聯(lián)在主令控制器的0位閉合觸頭上零位繼電器的常開(kāi)觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)失壓保護(hù)的，即自鎖控制，如圖2.11所示。89KMFUQSKMSB1KMSB2控制電路失壓保護(hù)方法M3~ABC主電路方法：采用繼電器、接觸器控制。

采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓<85%時(shí)，接觸器觸頭自動(dòng)斷開(kāi)，可避免燒壞電機(jī)；另外，在電源停電后突然再來(lái)電時(shí)，可避免電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)而傷人。90圖2.11失壓保護(hù)失壓保護(hù)電路915、極限保護(hù)某些直線運(yùn)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械常設(shè)極限保護(hù)，該保護(hù)是由行程開(kāi)關(guān)的常閉觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如龍門(mén)刨床的刨臺(tái)，設(shè)有前后極限保護(hù)；礦井提升機(jī)，設(shè)上、下極限保護(hù)。溫度、壓力、液位等在生產(chǎn)過(guò)程中可根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械和控制系統(tǒng)的不同要求，設(shè)置相應(yīng)的極限保護(hù)環(huán)節(jié)。對(duì)電動(dòng)機(jī)的基本保護(hù)，例如過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)等，最好能在一個(gè)保護(hù)裝置內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)。92思考題（6）1、在電氣原理圖中其常見(jiàn)的元器件狀態(tài)如何2、電路圖中QS、FU、KM、KA、KT、SB分別是什么電氣元器件的文字符號(hào)3、什么叫自鎖、連鎖、互鎖?試舉例說(shuō)明.4、電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)是什么？其主電路有何區(qū)別?5、試畫(huà)出帶有短路、過(guò)載和操作互鎖的交流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的電路圖（用按鈕操作）。6、試畫(huà)出具有兩地點(diǎn)控制、短路和過(guò)載保護(hù)的交流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)自動(dòng)循環(huán)控制的電路圖。7、分析圖示電路工作原理。題6圖933.4異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制94降壓?jiǎn)?dòng)的方法定子繞組串電阻（電抗）啟動(dòng)自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)

Y—△降壓?jiǎn)?dòng)延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)降壓?jiǎn)?dòng)的實(shí)質(zhì)啟動(dòng)時(shí)減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流；啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。不同型號(hào)、不同功率和不同負(fù)載的電動(dòng)機(jī)，往往有不同的啟動(dòng)方法，因而控制線路也不同。3.4異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制直接啟動(dòng)95在供電變壓器容量足夠大時(shí)，小容量籠型電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)。直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):是電氣設(shè)備少，線路簡(jiǎn)單。實(shí)際的直接啟動(dòng)電路一般采用空氣開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)控制，采用空氣開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)控制線路3.4.1三相籠型電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制1.異步電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)直接起動(dòng)控制電路96異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路一、起動(dòng)控制電路

主電動(dòng)機(jī)采用接觸器直接起動(dòng)，接觸器直接起動(dòng)電路分為兩部分。

主電路由接觸器的主觸點(diǎn)接通與斷開(kāi)，

控制電路由按鈕和輔助常開(kāi)觸點(diǎn)控制接觸器線圈的通斷電，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路的通斷控制。圖2.11用接觸器直接起動(dòng)控制線路圖2.異步電機(jī)接觸器直接起動(dòng)控制電路973.4.2異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)原因：大容量大于10kW的籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)沖擊電流為額定值的5～7倍，故一般均需采用相應(yīng)措施降低電壓。用途：三相交流異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)，用于大容量三相交流異步電動(dòng)機(jī)空載和輕載起動(dòng)時(shí)減小起動(dòng)電流。降壓?jiǎn)?dòng)控制電路：Y-△起動(dòng)、自耦補(bǔ)償起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)電路串電阻起動(dòng)控制電路981、星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)控制指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低起動(dòng)電壓，減小起動(dòng)電流；待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再把定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。Y—△起動(dòng)只能用于正常運(yùn)行時(shí)為△形接法的電動(dòng)機(jī)。99（1）Y-△降壓起動(dòng)降壓原理

起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組Y連接，

運(yùn)行時(shí)△連接。主電路由3個(gè)接觸器進(jìn)行控制。100（2）Y-△降壓起動(dòng)控制電路分析

1）主電路分析：KM1、KM3主觸點(diǎn)閉合—電動(dòng)機(jī)繞組聯(lián)結(jié)成Y起動(dòng)KM1、KM2主觸點(diǎn)閉合—電動(dòng)機(jī)繞組聯(lián)結(jié)成△運(yùn)行。2）控制電路：用時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)繞組由星形向三角形聯(lián)結(jié)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。電源接觸器Y接接觸器△接接觸器101

2、定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路電動(dòng)機(jī)串電阻降壓起動(dòng):是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在三相定子繞組中串接電阻分壓，使定子繞組上的壓降降低，起動(dòng)后再將電阻短接，電動(dòng)機(jī)即可在全壓下運(yùn)行。

優(yōu)點(diǎn):這種起動(dòng)方式不受接線方式的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單，

應(yīng)用:常用于中小型設(shè)備和用于限制機(jī)床點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)的起動(dòng)電流。

102定子串電阻降壓自動(dòng)啟動(dòng)控制線路FU1KM1QS主電路M3～FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制電路電氣原理圖工作原理合上電源開(kāi)關(guān)按下按鈕SB1KM1、KT線圈通電M串電阻降壓?jiǎn)?dòng)KT延時(shí)KM2線圈通電，KM1、KT線圈斷電M全壓運(yùn)行103延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把電動(dòng)機(jī)定子繞組的一部分接“△”形，而另一部分接成“Y”形，使整個(gè)定子繞組接成延邊三角形，待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再把定子繞組切換成“△”形全壓運(yùn)行。定子繞組的連接方式延邊△形接法△形接法特點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)共有9個(gè)出線頭。3、延邊三角形減壓?jiǎn)?dòng)控制104延邊三角形降壓起動(dòng)控制電路

（1）原理：繞組連接67、48、59構(gòu)成延邊三角形接法，繞組連接16、24、35為△接法。（2）主電路分析：

KM1、KM3使接點(diǎn)1、2、3接三相電源，67、48、59對(duì)應(yīng)端接在一起構(gòu)成延邊三角形接法，用于降壓起動(dòng)。KM1、KM2使接點(diǎn)16、24、35接在一起，構(gòu)成△連接，用于全壓運(yùn)行（3）控制電路：與Y-△起動(dòng)控制電路相同，不再分析。電源接觸器延邊三角形三角形接法接觸器105M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主電路正常運(yùn)行接觸器變壓器星形接觸器變壓器電源接觸器

主電路：

起動(dòng)時(shí)，KM1主觸點(diǎn)閉合，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子串入自耦變壓器，得到二次電壓，投入起動(dòng)；運(yùn)行時(shí)，KM3主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接三相交流電源，KM1KM2主觸點(diǎn)斷開(kāi)，自耦變壓器被切除。4、自耦變壓器減壓?jiǎn)?dòng)的控制106（1）按鈕、接觸器控制自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主電路SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制電路

控制電路：

起動(dòng)過(guò)程：按動(dòng)SB1－>KM1線圈通電－>KM1自鎖－>KM2線圈通電－>電動(dòng)機(jī)M自耦補(bǔ)償起動(dòng)；

運(yùn)行過(guò)程：按動(dòng)SB2－>KA線圈通電－>KM3線圈通電自鎖－>KM1、KM2線圈斷電->KM3線圈通電－>電動(dòng)機(jī)M全壓運(yùn)行。啟動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行107圖2.21自耦變壓器減壓?jiǎn)?dòng)控制電路運(yùn)行接觸器啟動(dòng)控制（2）時(shí)間繼電器控制自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)按鈕108除鼠籠型電動(dòng)機(jī)外，在要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合，繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)可以在轉(zhuǎn)子繞組中通過(guò)滑環(huán)串接外加電阻啟動(dòng)，達(dá)到減小啟動(dòng)電流、提高轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)電路的功率因數(shù)和增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的。繞線電機(jī)過(guò)流能力弱，故需要設(shè)置過(guò)流保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)過(guò)流、過(guò)載、短路保護(hù)功能。外加電阻：串接在轉(zhuǎn)子繞組中的外加電阻，常用的有鑄鐵電阻片和用鎳鉻電阻絲繞制成的板形電阻，連接形式：且一般都聯(lián)成：“Y”

結(jié)。在啟動(dòng)前，外加電阻全部接入轉(zhuǎn)子繞組。隨著啟動(dòng)過(guò)程的結(jié)束，外接電阻被逐段短接。3.4.3繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制1091.轉(zhuǎn)子回路串接電阻啟動(dòng)控制電路啟動(dòng)電阻缺點(diǎn)操作不便主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～控制電路FU2SB1SB5KMSB2SB3SB4KM1KM2KM3FRKM1KM2KM3KM電源接觸器短接電阻接觸器用按鈕逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻（1）按鈕控制電源啟動(dòng)110（2）時(shí)間原則控制主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～FU2SB1SB2KMKM1KM1KM2FRKMKM2KM3KM3KT1KT2KT3KM3KMKM1KM2KM3KT1KT2KT3控制電路KT1：控制KM1KT2：控制KM2KT3：控制KM3由時(shí)間繼電器控制KT1、KT2、KT3分別控制三個(gè)接觸器KM1、KM2、KM3按順序依次吸合，自動(dòng)切除轉(zhuǎn)子繞組中的三級(jí)電阻工作原理：111主電路KMKM1KM2KM3KA控制電路FU2SB1SB2KMKM1KI2KAFRKMKM2KM3KI1KI3L1QSL2L3FRKMMFU1KM3R3KM23～R2KI3R1KI2KI1KM1①控制原則：電流控制型②主電路：R1～R3轉(zhuǎn)子外串電阻；

KI1～KI3轉(zhuǎn)子電流檢測(cè)用電流繼電器（欠流復(fù)位型）；其線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中，電流繼電器的吸合電流一樣，但釋放電流不同，KI1的釋放電流最大，KI2其次，KI3最小KM1～KM3轉(zhuǎn)子電阻的旁路接觸器。（3）電流原則控制1122、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)控制電路

頻敏變阻器的工作原理：頻敏變阻器的等效阻抗值與頻率有關(guān)，電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速較低，轉(zhuǎn)子電流的頻率較高，相當(dāng)于在轉(zhuǎn)子回路中串接一個(gè)阻抗很大的電抗器，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子頻率逐漸降低，其等效阻抗自動(dòng)減小，實(shí)現(xiàn)了平滑無(wú)級(jí)啟動(dòng)。

113轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)控制電路

電源接觸器

短接頻敏變阻器接觸器

頻敏變阻器手動(dòng)／自動(dòng)1143.4.4固態(tài)降壓?jiǎn)?dòng)器

組成：固態(tài)降壓?jiǎn)?dòng)器由電動(dòng)機(jī)的啟、?？刂蒲b置和軟啟動(dòng)控制器組成；核心部件：是軟啟動(dòng)控制器，它由功率半導(dǎo)體器件和其他電子元器件組成。

軟啟動(dòng)控制器的主電路原理圖115

啟動(dòng)時(shí)，使晶閘管的導(dǎo)通角從零開(kāi)始，逐漸前移，電動(dòng)機(jī)的端電壓從零開(kāi)始，按預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至達(dá)到滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)順利啟動(dòng)，再使電動(dòng)機(jī)全電壓運(yùn)行，這就是軟啟動(dòng)控制器的工作原理。

應(yīng)用范圍：軟啟動(dòng)控制器特別適用于各種泵類(lèi)負(fù)載或風(fēng)機(jī)類(lèi)負(fù)載。原則上，凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場(chǎng)合，鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)都可使用軟啟動(dòng)控制器。1.固態(tài)降壓?jiǎn)?dòng)器的工作原理116

2．軟啟動(dòng)控制器的工作特性

圖3-13斜坡恒流升壓?jiǎn)?dòng)曲線（1）斜坡恒流升壓?jiǎn)?dòng)

電流變化率可調(diào)達(dá)到限流后保持恒定117（2）脈沖階躍啟動(dòng)圖3-14脈沖階躍啟動(dòng)特性曲線短時(shí)大電流達(dá)到穩(wěn)定值按設(shè)定直線上升電壓逐漸降低軟停118

當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要停機(jī)時(shí)，并不立即切斷電動(dòng)機(jī)的電源，而是通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角，從全導(dǎo)通狀態(tài)逐漸減小，從而使電動(dòng)機(jī)的端電壓逐漸降低而切斷電源。這一過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，稱(chēng)為軟停控制。停車(chē)的時(shí)間：在0～120s范圍內(nèi)調(diào)整。（3）減速軟?？刂?/p>

119

軟啟動(dòng)控制器可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的高低，自動(dòng)判斷電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于空載或負(fù)載率很低時(shí)，可通過(guò)相位控制使晶閘管的導(dǎo)通角發(fā)生變化，從而改變輸入電動(dòng)機(jī)的功率，以達(dá)到節(jié)能的目的。

（4）節(jié)能特性

120

當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要快速停機(jī)時(shí)，軟啟動(dòng)控制器具有能耗制動(dòng)功能。能耗制動(dòng)功能即當(dāng)接到制動(dòng)命令后，軟啟動(dòng)控制器改變晶閘管的觸發(fā)方式，使交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎辉陉P(guān)閉主電路后，立即將直流電壓加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的作用達(dá)到制動(dòng)的目的。從節(jié)約資金出發(fā)，有時(shí)可采用一臺(tái)軟啟動(dòng)器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)。但需注意的是，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)不能同時(shí)啟動(dòng)或停機(jī)，只能單臺(tái)分別啟動(dòng)或停機(jī)。

（5）制動(dòng)特性

121用一臺(tái)軟啟動(dòng)器控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)122

軟啟動(dòng)控制器和變頻器是目前在電動(dòng)機(jī)控制中經(jīng)常使用的兩種不同用途的產(chǎn)品。變頻器用于需要調(diào)速的地方(變頻器見(jiàn)3.4.2節(jié))，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟啟動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，主要用于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，其輸出只改變電壓而不改變頻率。變頻器具備軟啟動(dòng)器的所有功能，但它的價(jià)格比軟啟動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。

3．軟啟動(dòng)控制器和變頻器1231、星形—三角形降壓起動(dòng)方法有什么特點(diǎn)并說(shuō)明其使用場(chǎng)合？2、在沒(méi)有時(shí)間繼電器的情況下，設(shè)計(jì)一個(gè)按鈕接觸器控制電機(jī)串電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制電路。3、試設(shè)計(jì)一繞線式異步電動(dòng)機(jī)控制電路。要求：（1）按鈕實(shí)現(xiàn)單方向運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）按時(shí)間原則串電阻三級(jí)啟動(dòng)。思考題（7）1244、找出圖2所示的Y—△降壓起動(dòng)控制線路中的

錯(cuò)誤，并畫(huà)出正確的電路。圖21253.5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制

1263.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)從切除電源到完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由于慣性的關(guān)系，總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這往往不能適應(yīng)某些生產(chǎn)機(jī)械工藝的要求。如萬(wàn)能銑床、臥式鏜床、電梯等，為提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確停位，要求電動(dòng)機(jī)能迅速停車(chē)，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)控制。制動(dòng)方法一般有兩大類(lèi)：機(jī)械制動(dòng)

電氣制動(dòng)

電氣制動(dòng)中常用反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。127電磁機(jī)械制動(dòng)控制線路一般采取電磁抱閘制動(dòng)控制，

設(shè)計(jì)原理:是利用外加的機(jī)械作用力，使電動(dòng)機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由于這個(gè)外加的機(jī)械作用力是靠電磁制動(dòng)閘緊緊抱住與電動(dòng)機(jī)同軸的制動(dòng)輪來(lái)產(chǎn)生的，所以叫做電磁抱閘制動(dòng)。電磁抱閘制動(dòng)又分為兩種制動(dòng)方式:

斷電電磁抱閘制動(dòng)通電電磁抱閘制動(dòng)。3.5.1電磁機(jī)械制動(dòng)控制線路128圖2.24斷電制動(dòng)電路圖1、斷電電磁抱閘制動(dòng)結(jié)構(gòu)：1、電磁鐵（線圈），2、制動(dòng)閘，3、制動(dòng)輪，4、彈簧。制動(dòng)輪與電機(jī)同軸運(yùn)行時(shí)先接通原理：制動(dòng)線圈-通電》運(yùn)行

斷電》制動(dòng)129圖2.25通電電磁抱閘制動(dòng)控制線路電路圖2、通電電磁抱閘制動(dòng)制動(dòng)輪與電機(jī)同軸結(jié)構(gòu)：1、電磁鐵（線圈），2、制動(dòng)閘，3、制動(dòng)輪，4、彈簧。原理：制動(dòng)線圈-斷電》運(yùn)行

通電》制動(dòng)130優(yōu)點(diǎn)：是制動(dòng)力矩大，制動(dòng)迅速，安全可靠，停車(chē)準(zhǔn)確。缺點(diǎn)：是制動(dòng)越快，沖擊振動(dòng)就越大，對(duì)機(jī)械設(shè)備不利。由于這種制動(dòng)方法較簡(jiǎn)單，操作方便，所以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。

電磁抱閘制動(dòng)方式的選用：

斷電制動(dòng)方式：一般在電梯、吊車(chē)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等一類(lèi)升降機(jī)械上應(yīng)用；

通電制動(dòng)方式：機(jī)床一類(lèi)經(jīng)常需要調(diào)整加工件位置的機(jī)械設(shè)備采用。3、電磁抱閘制動(dòng)應(yīng)用1313.5.2反接制動(dòng)控制線路二、三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路工作原理：

改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相電源相序，使定子繞組產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。反接制動(dòng)要求在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)及時(shí)切斷反相序的電源，以防止電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)。速度繼電器：用來(lái)“判斷”電動(dòng)機(jī)的停與轉(zhuǎn)的。常開(kāi)觸點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)與速度繼電器的轉(zhuǎn)子是同軸相連，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)停止時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。（在120r/min～3000r/min范圍內(nèi)速度繼電器觸頭動(dòng)作，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，其觸頭復(fù)位。）1321、單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)控制線路限流電阻n＞120r/min閉合n＜100r/min復(fù)位運(yùn)行制動(dòng)存在問(wèn)題？133改進(jìn)后的反接制動(dòng)控制電路圖2.15反接制動(dòng)控制線路控制線路中停止按鈕使用了復(fù)合按鈕SB1，并在其常開(kāi)觸點(diǎn)上并聯(lián)了KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)，使KM2能自鎖。這樣在用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，雖然KS的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，但只要不按復(fù)合按鈕SB1，KM2就不會(huì)通電，電動(dòng)機(jī)也就不會(huì)反接于電源，只有按下SB1，KM2才能通電，制動(dòng)電路才能接通。復(fù)合按鈕SB11342、正、反向反接制動(dòng)控制線路

運(yùn)行正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)1353.5.3能耗制動(dòng)控制線路

能耗制動(dòng)控制的工作原理：在三相電動(dòng)機(jī)停車(chē)切斷三相交流電源的同時(shí)，將一直流電源引入定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子在靜止磁場(chǎng)中切割磁力線，產(chǎn)生一個(gè)與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)。

特點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)。制動(dòng)方法：將轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子的制動(dòng)上，所以稱(chēng)為能耗制動(dòng)。（1）按時(shí)間原則控制線路（2）按速度原則控制線路136

1、單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路在制動(dòng)過(guò)程中，電流、轉(zhuǎn)速和時(shí)間三個(gè)參量都在變化，原則上可以任取其中一個(gè)參量作為控制信號(hào)。我們就分別以時(shí)間原則和速度原則控制能耗制動(dòng)電路為例進(jìn)行分析。

（1）按時(shí)間原則控制線路（2）按速度原則控制線路137制動(dòng)原理：制動(dòng)時(shí)，在切除交流電源的同時(shí)，給三相定子繞組通入直流電流結(jié)構(gòu)：變壓器TC、整流裝置VC提供直流電源。接觸器KM1的主觸點(diǎn)閉合接通三相電源電動(dòng)機(jī)工作，KM2主觸點(diǎn)將直流電源接入電動(dòng)機(jī)定子繞組用于能耗制動(dòng)。KT用于自動(dòng)切除直流電源。(1)按時(shí)間原則控制線路直流電源運(yùn)行制動(dòng)

1、單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路138(2)按速度原則控制線路起動(dòng)：

按動(dòng)起動(dòng)按鈕SB2→KM1線圈通電自鎖，電動(dòng)機(jī)M作電動(dòng)運(yùn)行。制動(dòng)：按動(dòng)停車(chē)按鈕SB1→KM1線圈斷電復(fù)位→KM2線圈通電自鎖→電動(dòng)機(jī)M定子繞組切除交流電源，通入直流電源能耗制動(dòng)。由速度繼電器KS實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切除直流電源。直流電源運(yùn)行制動(dòng)

1、單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路139

2、可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路

結(jié)構(gòu)：KM1為正轉(zhuǎn)用接觸器，KM2為反轉(zhuǎn)用接觸器，KM3為制動(dòng)用接觸器，SB2為正向起動(dòng)按鈕，SB3為反向起動(dòng)按鈕，SB1為總停止按鈕。反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)制動(dòng)正轉(zhuǎn)1403、單管能耗制動(dòng)控制線路圖2.19單管能耗制動(dòng)控制線路單管能耗制動(dòng)線路取消了整流變壓器，以單管半波整流器作為直流電源，使得控制設(shè)備大大簡(jiǎn)化，降低了成本。它常在10kW以下的電動(dòng)機(jī)中使用，電路如2.19圖所示。

141異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制小結(jié)反接制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電流很大，因此制動(dòng)力矩大，制動(dòng)效果顯著，但在制動(dòng)時(shí)有沖擊，制動(dòng)不平穩(wěn)且能量消耗大。能耗制動(dòng)與反接制動(dòng)相比，制動(dòng)平穩(wěn)，準(zhǔn)確，能量消耗少，但制動(dòng)力矩較弱，特別在低速時(shí)制動(dòng)效果差，并且還需提供直流電源。在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的工作要求選用合適的制動(dòng)方法。

1423.6三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制1433.6三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制

實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)機(jī)械設(shè)備常有多種速度輸出的要求，通常采用單速電動(dòng)機(jī)時(shí)，需配有機(jī)械變速系統(tǒng)以滿足變速要求。當(dāng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸受到限制或要求速度連續(xù)可調(diào)時(shí)，常采用多速電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)調(diào)速。交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速由于晶閘管技術(shù)的發(fā)展，已得到廣泛的應(yīng)用，但由于控制電路復(fù)雜，造價(jià)高，普通中小型設(shè)備使用較少。應(yīng)用較多的是多速交流電動(dòng)機(jī)。144轉(zhuǎn)速表達(dá)式：調(diào)速方法：改變電源頻率f

改變轉(zhuǎn)差率s

改變磁極對(duì)數(shù)p三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制1453.6.1電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制4/2極

雙速電動(dòng)機(jī)三相繞組連接圖

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)有關(guān)，改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)即可改變其轉(zhuǎn)速。采用改變極對(duì)數(shù)的變速方法一般只適合籠型異步電動(dòng)機(jī)。146這一線路的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)改變電機(jī)繞組的接線方式來(lái)達(dá)到調(diào)速目的。速度的調(diào)節(jié)即接線方式的改變，也是采用時(shí)間繼電器按照時(shí)間原則來(lái)完成的。變極電動(dòng)機(jī)一般有:雙速;三速;四速;雙速電動(dòng)機(jī)定子裝有一套繞組，三速、四速則為兩套繞組。電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制147圖2.20雙速異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路控制電路(a):由復(fù)合按鈕SB2接通KM1的線圈電路，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行。

SB3接通KM2和KM3的線圈電路，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行。為防止兩種接線方式同時(shí)存在，KM1和KM2的常閉觸點(diǎn)在控制電路中構(gòu)成互鎖。(a)控制電路1、按鈕控制的雙速調(diào)速控制線路

按鈕按鈕低速1482、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制的雙速調(diào)速線路(b)控制電路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)雙星形時(shí)間繼電器控制電路(b):選擇低速運(yùn)行時(shí)，接通選擇接通KM1線圈電路，直接起動(dòng)低速運(yùn)行；選擇高速運(yùn)行時(shí)，首先接通KM1線圈電路低速起動(dòng)，然后由時(shí)間繼電器KT切斷KM1的線圈電路，同時(shí)接通KM2和KM3的線圈電路，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速自動(dòng)由低速切換到高速

149由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：只要連續(xù)改變電動(dòng)機(jī)交流電源的頻率f，就可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)速。交流電源的額定頻率50Hz，所以變頻調(diào)速有額定頻率以下調(diào)速和額定頻率以上調(diào)速兩種：1．額定頻率以下的調(diào)速2．額定頻率以上的調(diào)速3.6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制

1.變頻調(diào)速原理

1502、變頻器---的基本構(gòu)成

從結(jié)構(gòu)上看，變頻器分為交—交和交—直—交兩種形式。

交—交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱(chēng)直接式變頻器。

交—直—交變頻器則是先把工頻交流通過(guò)整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱(chēng)間接式變頻器。目前常用的通用變頻器即屬于交—直—交變頻器，以下簡(jiǎn)稱(chēng)變頻器。變頻器的基本結(jié)構(gòu)1513、變頻器---分類(lèi)1）按變頻的原理分有：2）交—直—交變頻器的分類(lèi)：電壓型和電流型交—交變頻器和交—直—交變頻器。圖2-26電壓型變頻器基本結(jié)構(gòu)152

電流型變頻器的主電路電流型電路結(jié)構(gòu)

特點(diǎn):是在直流回路中串聯(lián)了一個(gè)大電感，用來(lái)限制電流的變化以吸收無(wú)功功率，如圖所示，開(kāi)關(guān)器件為GTO(晶閘管)。由于串入了大電感，故電源的內(nèi)阻很大，直流電流驅(qū)于平穩(wěn)，類(lèi)似于恒流源。153

電壓型變頻器的主電路電壓型電路結(jié)構(gòu)

特點(diǎn):是在直流側(cè)并聯(lián)了一個(gè)大濾波電容，用來(lái)存儲(chǔ)能量以緩沖直流回路與電動(dòng)機(jī)之間的無(wú)功功率傳輸。從直流輸出端看，電源因并聯(lián)大電容，其等效阻抗變得很小，大電容又使電源電壓穩(wěn)定，因此具有恒壓電源的特性。1544、脈寬調(diào)制型（PWM）變頻器

脈寬調(diào)制是將輸出電壓分解成很多的脈沖，調(diào)頻時(shí)控制脈沖的寬度和脈沖間的間隔時(shí)間就可控制輸出電壓的幅值。155圖2-34正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）的輸出電壓正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）的輸出電壓156PWM逆變器簡(jiǎn)單原理圖1575、通用變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1586、通用變頻器的主要功能為了保證其通用性，變頻器的功能比較多。其功能除了保證其自身的基本控制功能外，大多數(shù)功能是根據(jù)變頻器傳動(dòng)系統(tǒng)的需要而設(shè)計(jì)的。下面按其用途將通用變頻器的主要功能進(jìn)行分類(lèi)。1597、變頻器的應(yīng)用160FRN-G9S/P9S變頻器的基本接線161

（1）主電路端子主電路電源端子(R、S、T)2)變頻器輸出端子(U、V、W)3)DC端子P1、P(+)4)外部制動(dòng)電阻端子P(+)、DB5)制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻端子P(+)、N(－)6)接地端子E(G)圖6.13主電路接線端子162（2）控制電路接線1)頻率輸入端子2)控制信號(hào)輸入端子3)控制信號(hào)輸出端子4)輸出信號(hào)顯示端子5)無(wú)源觸點(diǎn)端子163（3）控制電源與輔助電源的連接圖6.18控制電源和輔助電源端子1)控制電源端子2)輔助電源端子3)冷卻風(fēng)扇電源端子164

4．控制端子外部接線圖6.20變頻器控制端子連接165思考題（7）1、什么叫反接制動(dòng)？什么叫能耗制動(dòng)？各有什么特點(diǎn)？適用于哪些場(chǎng)合？2、現(xiàn)有一雙速電動(dòng)機(jī)，試按下述要求設(shè)計(jì)控制線路：(1)分別用兩個(gè)按鈕操作電動(dòng)機(jī)的高速起動(dòng)和低速起動(dòng)，用一個(gè)總停按鈕操作電動(dòng)機(jī)的停止；(2)起動(dòng)高速時(shí)，應(yīng)先接成低速然后經(jīng)延時(shí)后再換接到高速；(3)應(yīng)有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。166圖14、敘述圖1所示電路的工作原理。說(shuō)明按鈕SB1和串入電阻R的作用。3、試畫(huà)出某機(jī)床主電動(dòng)機(jī)控制線路圖。要求：⑴可正反轉(zhuǎn)；⑵可正向點(diǎn)動(dòng)；⑶兩處起停。1673.7典型機(jī)床電氣控制系統(tǒng)分析168（1）閱讀設(shè)備說(shuō)明書(shū)機(jī)械(包括液壓)部分

電氣部分（2）電氣控制原理圖（3）電氣設(shè)備總裝接線圖（4）電氣元件布置圖與接線圖1.電氣控制線路分析的內(nèi)容設(shè)備的構(gòu)造，主要技術(shù)指標(biāo)，機(jī)械、液壓和氣動(dòng)部分的工作原理。1)電氣傳動(dòng)方式，電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的數(shù)目、型號(hào)格、安裝位置、用途及控制要求。2)設(shè)備的使用方法，各操作手柄、開(kāi)關(guān)、旋鈕和指示裝置的布置及作用。3)同機(jī)械和液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電器(行程開(kāi)關(guān)、電磁閥、電磁離合器和壓力繼電器等)的位置、工作狀態(tài)以及作用。1692.電氣原理圖分析的方法（1）分析主電路分析它們的控制內(nèi)容：起動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)等。(2）分析控制電路根據(jù)執(zhí)行電器的控制要求，找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制線路來(lái)進(jìn)行分析。(3)分析輔助電路輔助電路包括：電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警(4)分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)在控制線路中還設(shè)置的一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。(5)總體檢查經(jīng)過(guò)“化整為零”，理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)元件所起的作用。1703.7.2C650臥式車(chē)床的電氣控制線路在各種金屬切削機(jī)床中，車(chē)床占的比重最大，應(yīng)用也最廣泛。

功能:在車(chē)床上能完成車(chē)削外圓、內(nèi)孔、端面、切槽、切斷、螺紋及成形表面等加工工序，還可以通過(guò)安裝鉆頭或鉸刀等進(jìn)行鉆孔、鉸孔等項(xiàng)加工。

種類(lèi):車(chē)床的種類(lèi)很多，有臥式車(chē)床、落地車(chē)床、立式車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床等，生產(chǎn)中以普通臥式車(chē)床應(yīng)用最普遍，數(shù)量最多。1713.7.2.1主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式普通車(chē)床的結(jié)構(gòu)示意圖組成:1-進(jìn)給箱2-掛輪箱3-主軸變速箱4-溜板與刀架5-溜板箱6-尾架7-絲杠8-光杠9-床身

3種運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng):主軸通過(guò)卡盤(pán)或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng):刀具與滑板一起隨溜板箱實(shí)現(xiàn)；輔助運(yùn)動(dòng):為其他運(yùn)動(dòng)。工件刀具1723.7.2.2車(chē)床電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求

1、主軸電動(dòng)機(jī)M1通常選用籠型異步電動(dòng)機(jī)，完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)的方式起動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車(chē)制動(dòng)。具有點(diǎn)動(dòng)功能。2、車(chē)削螺紋時(shí)，車(chē)床主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)只由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，刀架移動(dòng)由主軸箱通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)。3、拖板的快速移動(dòng)由電動(dòng)機(jī)M3單獨(dú)拖動(dòng)?？呻S時(shí)手動(dòng)控制起停。4、有一臺(tái)單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，與主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)順序起停，也可單獨(dú)操作。