电气控制的基本线路基本电气控制电路教学课件PPT.ppt

第二章 基本电气控制电路,第一节 电气控制系统图的类型及有关规定,第二节 三相笼型异步电动机全压起动控制电路,第三节 三相笼型异步电动机减压起动控制电路,第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制电路,第五节 三相异步电动机电气制动控制电路,第六节 三相异步电动机调速控制电路,第七节 直流电动机的控制电路,学习说明 本讲是学习电气控制设计基础，重点掌握： 1.电气控制线路的设计、绘制及分析； 2. 电气控制线路基本环节： (1) 掌握电气控制原则 时间原则、速度原则与行程原则； (2) 掌握电动机保护环节； (3) 掌握三相异步电动机基本控制环节 起动、正反转、制动、调速等电气控制电路； (4) 掌握电气控制电路的连锁环节。,第一节 电气控制系统图的类型及有关规定,电气控制系统图：电气控制系统中各电气元件及其连接的图形符号表达，用于表示生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，并便于系统安装、调整，使用和维修。 包括：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。,一、电气图的图形符号、文字符号和接线端子标记,1图形符号,所有图形符号应符合gb/t4728-20052008电气简图用图形符号的规定。,2文字符号,文字符号是用来标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征。电气图中的文字符号应符合gb7159-1987电气技术中的文字符号制订通则。,3接线端子标记,接线端子标记是指用以连接器件和外部导电件的标记。根据gb4026-1992电器设备接线端子和特定导线线端 识别及应用字母数字系统的通则规定。,二、电气原理图,系统框图是采用符号（以方框符号为主）或带有注释的框绘制，用于概略表示系统、分系统、成套装置或设备等基本组成部分的主要特征及其功能关系的一种电气图。,1系统框图,2电气原理图,电气原理图又称电路图，是按工作顺序用图形及文字符号排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种电气图。,电气原理图的用途是：详细理解电路、设备或成套装置及其组成部分的作用原理；为测试和寻找故障提供信息；作为编制接线图的依据。,主电路：是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电动机之间相连的电器元件（如：刀开关、热继电器、自动空气开关、接触器主触点等）所组成的线路。 辅助电路：是信号的传输通道。包括： 控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。,电气原理图的组成：,电气控制原理图的图面布置：,上下排列：主电路在上，控制电路在下； 左右排列：主电路在左，控制电路在右。 主电路用粗线条画 控制电路用细线条画,1）电气原理图应布局合理、清晰，准确表达作用原理。 2）电气原理图中各电气元器件，一律采用国家标准图形符号绘出，用国家标准文字符号标记。 3）电气原理图在布局上采用功能布局法，同一功能的电气元器件应画在一起；电气原理图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。 4）电路应按动作顺序和信号流自上而下或自左至右的原则绘制，同一电气元件的各部件可按需要不画在一起。 5）电气原理图中的元器件和设备的可动部分以在非激励或不工作的状态或位置来表示。 6）电气原理图中各元器件触头图形符号，当图形垂直位置时以“左开右闭”原则绘制，当图形为水平放置时以“上闭下开”原则绘制。,电气原理图的绘制规则：,为便于确定图上的内容、补充、更改和组成部分等的位置，可以各种幅面的图纸上分区。,图面区域的划分：,图面区域的划分：,符号位置索引：指出继电器或接触器的线圈位置和触点的位置。,图号：某台设备的电气原理图不一定是 一本，按照功能不同可能分为几 本。每本的标号，就是图号，一 般用数字表示。 页次：说明电器符号在这本图号中的第 几页。 图区号：指页次中的图区号。,索引代号所标位置： 接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，指出它所对应的线圈的位置。 继电器或接触器相应触点的索引：索引代码标在继电器或接触器的线圈下方。,索引代码的格式,继电器触点的索引格式：,接触器触点的索引格式：,图2-2所示为cw6132型车床电路图。,3电器布置图,电器布置图又称位置图，表示成套装置、设备或装置中各个项目位置的一种图。 图2-3所示为cw6132型车床控制盘电器位置图，图2-4所示为cw6132型车床电气设备安装位置图。,图2-3 cw6132型车床控制盘电器布置图,必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图； 相同类型的电器元件布置时，应将体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方； 发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，如热继电器一般安装在接触器的下方，以方便与电动机的接触器的连接； 需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作； 强电、弱电应分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入； 电器元件的布置应考虑安装间隙，并尽可能作到整齐美观。,位置图的绘制原则：,控制柜电气元件布置示意,4电气接线图,接线图表示成套装置、设备或装置的连接关系，用于安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。 接线图分为单元接线图、互连接线图、端子接线图、电缆配置图等。,图2-5 cw6132型车床电气互连图,必须遵循相关国家标准； 各电器元件的位置、文字符号必须和电气原理图中标注的一致，同一电器元件的各部件必须画在一起，各电器元件的位置必须与实际安装位置一致； 不在同一安装板或控制柜中的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接； 走向相同、功能相同的多根导线可以用单线或线束表示；画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。,接线图的绘制原则：,第二节 三相笼型异步电动机全压起动控制电路,直接起动适用于容量小于10kw的三相笼型异步电动机,优点：电气设备少，线路简单,缺点：起动电流大，是额定电流的47倍,全压起动：又称为直接起动，指三相笼型异步电动机定子接上额定电压、额定频率的三相交流电源，电动机由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的起动。,控制要求： 按下起动按钮，电动机起动并运行；当松开按钮后，电动机仍连续运行； 按下停止按钮，电动机自由停车。,一、单向全压起动控制电路 长动控制,停车按钮,起动按钮,主电路,控制电路,主电路：刀开关qs、熔断器fu、接触器的主触点km、热继电器发热元件fr、电动机m； 控制电路：起动按钮sb2、停止按钮sb1、接触器的常开辅助触点及线圈km 、热继电器的常闭触点fr。,1、控制过程,起动,按下起动按钮sb2,km主触点闭合,线圈（km）通电,电机起动,合上刀开关qs,km辅助触点闭合,电机继续转动,sb2复位，线圈保持通电,自锁,停车,按下停车按钮sb1,km主触点断开,线圈（km）断电,电机断电停车,km辅助触点断开,sb1复位，线圈保持断电,2、保护措施,km,熔断器,保护过程：,短路保护：,电路发生短路,fu立即熔断,切断主电路,电机停转,fu,过载保护：,热继电器,保护过程：,过载超过一定程度,主电路中fr热元件发热，双金属片动作,控制电路中 常闭触点fr断开,km线圈断电,km主触点断开 电机停转,欠压（零压）保护：,交流接触器,保护过程：,km线圈接线电压ul 当ul 降低时,接触器衔铁释放 （线圈产生的电磁吸力不足以吸合衔铁）,km主触点断开,电机停转,此时，若不重新按下sb2 ，电机不能自行起动。,总结,电路中任一地方短路，fu熔断，电源切断。,电动机过载，fr常闭触点断开，电源切断。,电路中失压，km 线圈断电，自锁断开， 复电时不能自行起动。,短路保护：,过载保护：,欠压保护：,控制要求：在两处或多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。,sb1甲、sb2甲实现就地控制； sb1乙、sb2乙实现远方控制。,二、异地控制电路,异地控制方法,起动按钮并联,停车按钮串联,思考3,如何实现三地控制？,控制要求： 按下启动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动机停转。,三、点动控制电路,主电路：由刀开关qs、熔断器fu、交流接触器的主触点km、热继电器fr和笼型电动机m组成； 控制电路：由起动按钮sb和交流接触器线圈km组成。,点动控制：按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制，它能实现电动机短时转动，常用于机床的对刀调整和电动葫芦等。,保护环节：短路保护fu；过载保护fr；欠、失电压保护km。,起动,停车,开关切换,点动：开关sa打开 长动：开关sa闭合,sa,四、长动和点动混合控制电路（一）,复合按钮,sb3：点动按钮 sb2：长动按钮,sb3,四、长动和点动混合控制电路（二）,松开sb3,按下sb3,电机运转,电机停转,点动,常闭先断开 常开后闭合,常开先断开 常闭后闭合,自锁触点不起作用,实现点动,连续运转,连续运行,按下sb2,思考1,以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？,不能点动,按sb1,按sb2,思考2,以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？,既能点动又能连续运行,中间继电器,概述：在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现正、反转。 实现：对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现。,电路形式:,电动机原理：,改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向,按钮、接触器控制 位置控制,五、可逆旋转控制电路正反转控制,主电路：,km2,控制电路：,正转按钮,反转按钮,基本控制电路,图2-11电动机正反转控制电路,互锁：一个接触器通电时，通过断开对方的线圈电路，锁住对方接触器，使得km1、km2不能同时通电，从而避免三相电源相间短路。,控制电路：,工作原理：,电气互锁接触器互锁控制,互锁,电气互锁,机械互锁,电气互锁：将一个接触器的常闭触点串到另一个接触器的线圈电路中，则任一个接触器线圈先带电后，即使按下相反的按钮，另一接触器也无法得电,优点：,工作安全可靠,缺点：,操作不便,图2-12 电动机正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,机械互锁-按钮互锁控制,操作方便,缺点：,易产生故障,互锁,电气互锁,机械互锁,图2-13 电动机正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,接触器、按钮双重互锁控制,安全可靠，操作方便,图2-14 电动机正反转控制电路,正反转（电气机械互锁控制)演示,a） b） c）,思考：分析下列a、b、c控制工作过程？,解：图a、b、c是电动机正、反转控制线路 a)无互锁控制电路 b)具有电气互锁的控制电路 c)具有复合互锁的控制电路（完美）,由行程开关控制的自动往复行程控制线路,第三节 三相笼型异步电动机减压起动控制电路,原因：容量大于10kw的笼型异步电动机直接起动时，起动冲击电流为额定值的47倍，需采用相应措施降低起动电流，从而避免电路中产生过大的电压降，影响电源电压。,方法：定子电路串电阻降压起动、星形三角形(y-)降压起动、自耦变压器降压起动和延边三角形减压起动。,原理：起动时先降低加在电动机定子绕组上的电压，从而降低起动电流，待起动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。,减压原理：起动时将电动机定子绕组串上电阻，起动后将电阻切除，以减小起动电流对电网的影响。,优点：控制线路简单；起动过程平滑；不受定子绕组的接法的限制。,缺点：起动转矩下降大；电能损耗大。,设计思想：按时间原则控制起动过程。,一、定子绕组串接电阻器或电抗器减压起动控制,电动机定子串电阻减压起动时，若额定电压和起动电压之比为k（k1），即,则,合上电源开关qs，接入三相电源 按下sb2，km1、kt线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻r降压启动，计时开始。,当电动机转速接近额定值时，时间到，kt动作，其延时闭合的常开触点闭合，km2线圈得电并自锁，其主触点短接电阻r，常闭触点断开使km1、kt线圈断电释放，电动机经km2主触点在全压下进入稳定正常运转。,1、定子串电阻减压起动控制电路a自动切换,sa为自动/手动选择开关，当sa置于自动时，电路与图a）相同,若sa置于手动时，kt被切除，此时按下启动按钮sb2后，电动机串电阻r降压启动。再按下加速按钮sb3，电阻r被短接，电动机全压运行。,2、定子串电阻减压起动控制电路b自动/手动控制,减压原理：起动时将电动机定子绕组接成丫形，这时加在电动机每相绕组上的电压为电源电压额定值的 ，从而降低起动电流 ；起动后，定子绕组接成形运行。,优点：起动电流下降为全压起动的1/3，结构简单、价格低。,缺点：起动转矩下降为全压起动的1/3，适用于空载或轻载起动场合； 仅适用于正常运行时定子绕组为形接法的电机。,设计思想：按时间原则控制起动过程。,二、星-三角减压起动控制,电动机星-角接减压起动时，额定电压和起动电压之比为 ，即,则,三接触式星-角接减压起动控制电路,按下sb2，km1、kt、km3线圈同时通电吸合，km1自锁，电动机星形降压起动，并开始计时； 起动完成时，计时时间到，kt动作，其延时常闭触点断开，km3线圈断电释放；其延时常开触点闭合，km2线圈通电吸合，电动机三角形连接，进入正常运行。,常用星-三角起动器为qx3系列，控制电动机的最大功率有13、30kw两种。,减压原理：起动时利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组上的电压，起动后将自耦变压器切除。,优点：不受定子绕组接法的限制；起动电流和起动转矩可以通过改变自耦变压器变比而改变。,缺点：起动设备体积大，价格高，维修不方便；不允许频繁起动。,设计思想：按时间原则控制起动过程。,三、自耦变压器减压起动控制,电动机定子串电阻减压起动时，若额定电压和起动电压之比为k（k1），即,则,电源侧,按下sb2，km1、kt线圈同时得电并自锁，km1主触点闭合，电动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开始降压启动，并开始计时 当起动完成，计时时间到，kt动作，延时常闭触点断开，使km1线圈断电，其主触点断开，将自耦变压器从电网上切除；同时延时常开触点闭合，使km2线圈得电，电动机直接接到电网上，全压运行。,自动控制的自耦变压器减压起动控制电路,xj01系列自耦减压起动器电路,同时，hl2灭，hl3亮，指示电动机全压正常运行。,合上电源开关qs，hl1亮； 按下sb2，km1、kt线圈得电自锁，降压起动，hl2亮， hl1灭，计时开始； 起动完成，kt动作，ka线圈得电并自锁，km1、kt线圈断电释放，km2线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。,减压原理：起动时和起动后分别接通不同的定子绕组抽头，以实现减压起动。,优点：不受定子绕组接法的限制；不用增加起动设备；可以在一定范围内增大起动转矩。,缺点：多用于近距离起动控制；仅适用于定子绕组特殊设计的电机，制造工艺复杂。,设计思想：按时间原则控制起动过程。,四、延边三角形减压起动控制,定子绕组有9个接线端，出线头编号： u（u1、u2、u3） v（v1、v2、v3） w（w1、w2、w3） u3、v3、w3为绕组中间抽头。,1、延边三角形电动机定子绕组,起动时延边三角形： u3与w2，v3与u2，w3与v2 起动后三角形： u1与w2，v1与u2，w1与v2,图2-16 延边三角形电动机定子绕组联结图,起动时：km2、km1闭合,起动后：km2、km3闭合,2、延边三角形减压起动控制电路,按下sb2，km1、km2、kt线圈同时得电并自锁，电动机联结为延边三角形降压起动 当电动机转速接近于额定转速时，kt动作，km1线圈断电释放，km3线圈通电并自锁，km3主触点闭合，电动机成三角形联结正常运转；km3辅助触点断开，km1、kt断电复位,第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制线路,三相绕线式异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接起动电阻以达到同时减小起动电流和提高起动转矩的目的，因此广泛用于起动转矩要求较高的场合。,方法：串电阻起动、 串频敏变阻器起动。,一、转子绕组串电阻起动控制,工作原理：开始起动时，起动电阻全部接入；起动过程中将电阻依次短接；起动结束时，转子电阻全部被短接。,设计思想：按时间原则控制起动过程、按电流原则控制起动过程。,方法：三相电阻平衡短接法、三相电阻不平衡短接法。,优缺点：,？,图2-17 时间控制转子绕组串电阻起动的基本电路,1、时间原则控制转子绕组串电阻起动,1）基本电路,基本电路的动作时序,起动后，km2、km3、kt1、kt2、kt3退出,图2-18 时间控制转子绕组串电阻起动的改进电路a,2）改进电路a,改进电路a的动作时序,起动后， kt1、 km2、 kt2、 km3、kt3退出,图2-19 时间控制转子绕组串电阻起动的改进电路b,3）改进电路b,改进电路b的动作时序,ki1、ki2、ki3欠电流继电器，吸合电流相同，释放电流不同， ki1最大，ki2次之，ki3最小。,2、电流原则控制转子绕组 串电阻起动,一、转子绕组串电阻起动控制,工作原理：开始起动时，起动电阻全部接入；起动过程中将电阻依次短接；起动结束时，转子电阻全部被短接。,设计思想：按时间原则控制起动过程、按电流原则控制起动过程。,方法：三相电阻平衡短接法、三相电阻不平衡短接法。,缺点：,？,起动线路复杂，机械冲击较大； 电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。,频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的减小而自动减小，是绕线转子异步电动机较为理想的一种起动设备。,二、转子绕组串频敏变阻器起动控制,图2-20 频敏变阻器等效电路,频敏变阻器是一种由数片e形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗非常大。相当于一个铁损较大的电抗器。,1、频敏电阻器,2、转子绕组串频敏 电阻器起动,sb2=kt1.km1得电自保，延时等待转速上升，频敏电阻下降。kt1延时闭合常开触点闭合，ka1得电，常开闭合，km2得电自保，绿灯亮，频敏变阻器被短接。,第五节 三相异步电动机调速控制电路,一、三相异步电动机调速控制原理,变极调速,变转差率调速,变频调速,调定子电压,改变转子电路中的电阻,串级调速,电磁转差离合器调速,（绕线式异步电机）,（双速或多速鼠笼机）,二、双极鼠笼异步电动机调速控制,1、 42极双速电机定子绕组,a）三角形连接 电动机四极运行 低速,b）双星形连接， 电动机两极运行 高速,2、接触器控制的双速电动机控制电路,按下低速起按钮sb2，低速接触器km1得电，km1主触点闭合，电动机定子绕组接为三角形，电动机低速运转。 按下高速起按钮sb3，低速km1断电，高速接触器km2和km3线圈得电电动机定子绕组联成双星形，电动机高速运转。,3、时间继电器自动控制的双速电动机控制电路,开关sa扳到中间位置时，电动机处于停止状态。 低速时，把sa扳到“低速”位置，km1得电，定子绕组联成三角形，低速运转。,高速时，把sa扳到“高速”位置，kt得电，定子绕组先联成三角形，低速启动。一段延时后，kt动作，定子绕组联成双星形，高速运转。,原因 三相异步电动机从切除电源到完全停止运转。由于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求。如万能铣床、卧式镗床、电梯等，为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，对电动机进行制动控制。,第六节 三相异步电动机制动控制线路,分类 1.机械制动： 利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；断电后用弹簧压力将电动机转轴卡紧，使其停车；运行时，电磁抱闸装置通电，靠电磁吸力将抱闸拉开，使电动机能够自由运转。 2.电气制动： 电动机工作在制动状态，使电动机的电磁转矩方向与电动机的旋转方向相反。 反接制动 能耗制动,一、反接制动控制线路,工作原理：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁场，从而产生制动转矩，实现制动。,工作过程：当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。,注意：反接制动要求在电动机转速接近零时及时切断反相序的电源，如果反接电源不及时切除，则电动机又要从零速反向起动运行。 为了减小冲击电流，通常在电动机主电路中串接电阻来限制反接制动电流。,设计方案： 1. 单向运转反接制动控制线路 2. 可逆运转反接制动控制线路 3 .具有限流电阻的可逆反接制动控制线路,优点：制动迅速，效果好。 缺点：冲击大，能耗大，适用于10kw以下的小容量电动机。,1、电动机单向运转的反接制动控制电路,按下sb2，km1得电，全压起动。在电动机正常运转时，速度继电器ks的常开触点闭合。 停车时，按下停止按钮sb1，km1断电；由于惯性电动机的转速还很高，ks依然动作。因sb1按下，km2得电，电动机反接制动，转速迅速下降，当速度继电器ks复位，km2断电，电动机断电，反接制动结束。,2、电动机可逆运转的反接制动控制电路,正转启动按 sb2，正转km1得电，电动机接入正向三相交流电源运转，ks动作，正转常闭触点ks-1断开，常开触点ks-1闭合。为km2线圈的通电做准备，但不能使km2线圈立即通电。 按停止按钮sb1， km1断电，km2通电，正向反接制动。由于速度继电器的常闭触点ks-1已断开，km2线圈不自锁。当转速接近于零，正转常开ks-1断开， km2断电，正反接制动结束。,3、具有限流电阻的可逆反接制动控制电路,按下正转启动按钮sb2，中间继电器ka3得电并自锁， 接触器km1线圈通电，km1的主触点闭合，定子绕组经电阻r接通正向三相电源，电动机定子绕组串电阻降压启动。 当电动机转速上升到一定值时，ks的正转常开触点ks-1闭合，中间继电器ka1得电并自锁，这时ka1、ka3中间继电器的常开触点全部闭合，接触器km3线圈得电，km3主触点闭合，短接电阻r，定子绕组得到额定电压，进入运行。 若按下停止按钮sb1，则ka3、km1、km3线圈断电。但此时电动机转速仍然很高，速度继电器ks的正转常开触点ks-1还处于闭合状态，中间继电器ka1线圈仍得电，所以接触器km1常闭触点复位后，接触器km2线圈得电，km2常开主触点闭合，使定子绕组经电阻r获得反向的三相交流电源，电动机进行反接制动。当转速小于100rmin时，ks的正转常开触点ks-1复位，ka1 断电，km2断电，反接制动过程结束。,二、能耗制动控制线路,工作原理：在三相电动机停车切断三相交流电源的同时，将一直流电源引入定子绕组，产生静止磁场。电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。,工作过程：当想要停车时，定子绕组在切断三相交流电源的同时接入直流电源。,注意：能耗制动的制动转矩的大小与通入直流电流的大小及电动机的转速有关，同样转速，电流大，制动作用强。一般接入的直流电流为电动机空载电流的35倍，过大会烧坏电动机的定子绕组。在直流电源回路中串接可调电阻，可以调节制动电流的大小。,设计方案： 1. 单向运行能耗制动控制线路 按时间原则控制线路 按速度原则控制线路 2. 可逆运行能耗制动控制线路 按时间原则控制线路 按速度原则控制线路,特点：制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，制动平稳。,正常运行后，按下停止按钮 sb1，km1断电，切断电动机电源，同时kt得电，km2得电并自锁，直流电源则接入定子绕组，进行能耗制动。 当时间继电器延时断开常闭触点kt断开时，km2断电，直流电源被切除，同时km2常开辅助触点复位，时间继电器kt线圈断电，能耗制动结束。,1、电动机单向运转的能耗制动控制电路时间原则,控制电路中取消了时间继电器kt，而加装了速度继电器ks，用ks的常开触点代替kt延时断开的常闭触点。 制动时，按下停止sb1，km1 断电， 断开三相电源。此时速度仍然很高，ks的常开触点仍然闭合，km2能够依靠sb1按钮的按下通电，定子绕组通入直流电，能耗制动。当电动机速度接近零时，ks常开触点复位，km2断电，能耗制动结束。,2、电动机单向运转的能耗制动控制电路速度原则,按下sb1，km1断电，km3和kt得电并自锁，km3常开主触点闭合，直流电源加到定子绕组，正向能耗制动开始。 当转速接近零时，延时断开的常闭触点kt断开km3线圈电源。km3主触点断开直流电源，km3常开辅助触点复位，kt断电，正向能耗制动结束。,3、电动机可逆运转的能耗制动控制电路时间原则,4、电动机可逆运转的能耗制动控制电路速度原则,用ks的常开触点代替kt延时断开的常闭触点。,制动时，按sb1， km1断电，kt、km2得电，接入整流电源，经整流二极管v构成回路，电动机制动。当时间继电器的常闭触点断开，km2断电，直流电源切除，能耗制动结束。,5、无变压器的单管能耗制动控制电路,三、反接制动与能耗制动控制比较,反接制动：制动电流很大，从而制动力矩大，制动效果显著，但在制动时有较大冲击，制动不平稳且能量消耗大。 能耗制动：制动电流较小，制动平稳，准确，能量消耗少，但制动力矩较弱，特别在低速时制动效果差，并且还需提供直流电源，控制电路复杂。 反接制动适用于电动机容量小且制动要求迅速的场合，能耗制动适用于电动机容量较大和起动较为频繁的场合。,直流电动机起动电流可达额定电流的1020倍，电流冲击较大。除小型直流电动机外一般不直接起动。 为了保证起动过程中产生足够大的反电动势以减小起动电流和产生足够大的起动转矩，也为了避免空载失磁飞车事故的发生，他励、并励直流电动机起动时，在接通电枢绕组电源时，必须同时或提前接通额定的励磁电源；而串励直流电动机起动时须同时接通励磁和电电源枢电源。,第七节 直流电动机的电气控制线路,一、直流电动机的基本电气控制,起动控制：,由于电磁转矩tcti，改变直流电动机的转向有两个方法：一种是改变电枢绕组两端电压的极性，使电枢电流反向；另一种是改变励磁绕组两端电压的极性，使磁极反向。 改变电枢绕组两端电压极性来改变电动机转向时，由于主电路电流较大，故切换功率较大。,采用改变直流电动机励磁电流的极性来改变转向的方法，尽管切换功率较小，但在改变励磁电流的同时要切断电枢绕组电源，且须加设阻容吸收装置来消除励磁绕组因触点断开产生的感应电动势。,正反转控制：,直流电动机最突出的优点是能在很大的范围内具有平滑、平稳的调速性能，调速方法主要有电枢回路串电阻调速、改变电枢电压调速、改变励磁调速和混合调速。,与交流电动机类似，直流电动机的电气制动方法有反接制动、能耗制动和再生发电制动等。,调速控制：,制动控制：,二、直流电动机的基本电气控制线路,1、电枢回路串电阻起动和调速控制线路,ki1不动作，kt1得电，其延时闭合的常闭触点kt1立即断开，断开km2和km3线圈的通电回路，保证起动时串入r1和r2。,将sa置“0”位。合上qf1和qf2，欠电流继电器ki2得电动作，其常开触点ki2闭合，ka通过sa1-2得电并自锁。,起动前：,将sa的手柄由“0”位板到“3”位，sa1-2触点断开，其他三对触点闭合。此时km1线圈得电，其主触点闭合使电动机m串r1、r2起动，同时km1常闭触点断开，使kt1线圈断电并开始延时。,起动：,起动：,起动电阻r1上的电压降使并联在其两端的kt2线圈得电，其延时闭合的常闭触点断开。当kt1延时到，其延时闭合的常闭触点kt1闭合，km2线圈得电。 km2的常开触点闭合，切除起动电阻r1，电动机进一步加速.,起动：,同时kt2线圈被短接，kt2开始延时，延时到，其延时闭合的常闭触点kt2闭合，接触器km3线圈得电，km3的主触点闭合，切除电阻r2，电动机再次加速，进入全电压运转 。,调速：,低速时，将sa扳到“l”或“2”位，电动机在电枢串有两段或一段电阻下运行，其转速低于主令控制器处在“3”位时的转速。,电动机发生过载和短路时，主回路过电流继电器ki1立即动作，使电动机脱离电源。 欠电流继电器ki2的作用是当励磁线圈断路或励磁电流减小时，ki2动作，电动机断电，进行失磁和弱磁保护。 主令控制器sa具有零位保护和零压保护的作用，sa手柄处于“0”位，ka才能接通，避免了电动机的自起动，起零压保护作用；也保证电动机在任何情况下总是从低速到高速的安全加速起动，叫做零位保护。 电路中二极管v与电阻r串联构成励磁绕组的吸收回路，防止停车时由于过大的自感电动势引起绕组绝缘击穿。,保护：,直流电源采用两相零式整流电路，r兼有起动限流和制动限流作用。r3调节电动机转速。r2吸收自感电动势，km1为能耗制动接触器，km2为工作接触器，km3为切除起动电阻接触器。,2、变励磁电流调速和制动控制线路,按下起动按钮sb2，km2和kt线圈得电并自锁，电动机m串电阻r起动，一段延时后，kt延时闭合的常开触点闭合，使km3线圈得电并自锁，km3主触点闭合切除起动电阻r，起动过程结束。,起动：,在正常运行状态下，调节电阻r3，改变励磁电流的大小，从而改变磁通，即可改变电动机的转速。,调速：,同时km1线圈得电，通过r接通能耗制动回路，km1的另一常开触点短接电容c，使电源电压全部加在励磁绕组两端，实现制动过程中的强励磁作用，加强制动效果。松开按钮sb1，制动结束，电路又处于准备工作状态。,停车及 制动：,按下停车按钮sb1，km2和km3线圈断电，其主触点断开，切断电动机电源。,按下正转起动按钮sb2，km18线圈得电，其常开触点闭合，建立励磁ki2闭合；kt得电延时到km17得电并自锁，km17主触点闭合，电动机接通电源，km17的常闭触点使时间继电器kt线圈断电。,3、改变励磁电压极性的正反转控制电路,kt的延时常闭触点闭合，km18自锁，其主触点闭合，接通电动机的励磁回路，励磁电流由k到j；电动机正转。,正转：,按下sb1，km17线圈断电，其主触点切断电动机的电枢电源，常闭触点闭合，使kt线圈得电。kt延时到，其常闭触点断开，切断km18的自锁回路。,kt延时期间，km18线圈一直保持通电状态，保证励磁回路的正常供电，停车控制中，先切断电枢电源后切断励磁电源。,停车：,电动机停止后，即kt延时时间到，按下sb3，km19和km17线圈得电并自锁，km17主触点接通电动机电枢电源，km19主触点接通电动机励磁电源，励磁电流方向是由j到k，与正转时相反，电动机反转。,反转：,4、具有能耗制动的正反转控制电路,起动及调速：,将sa的手柄由“