三相异步电动机的基本控制线路

1、第三章三相异步电动机的基本控制线路在工农业生产中，几乎所有的生产机械都用电动机来拖动，这种拖动方式称 为电力拖动。电力拖动有很多优点，它能实现生产过程的自动控制和远距离控制, 可以减轻繁重的体力劳动，由于采取了从集中传动到单独传动、多电机传动等方 式的过渡，使生产机械的传动机构大为简化，减少了传动损耗。对电动机控制的最广泛、最基本、为数最多的方式是继电器接触器的控制方 式。这种控制方式由多种有触点的低压电器根据不同的控制要求以及生产机械对 电气控制电路的要求连接而成，能实现对电力拖动系统的起动、反向、制动、调 速等运行过程的控制，也能对电力拖动系统进行有效的电气保护，满足生产工艺 的要求与实现

2、生产过程自动化。第一节 学习目的和要求一、学习目的1. 熟练掌握电动机的单向和双向运行控制线路的组成及工作过程。2. 熟练掌握鼠笼式和绕线式电动机的降压起动控制线路的种类及电路组成， 及其工作过程。3. 熟练掌握电动机制动中的电气控制线路，特别是反接制动和能耗制动控制 线路，掌握其电路组成及工作过程。4. 熟练掌握多台电动机的顺序控制线路，特别是针对不同的控制要求完成不 同的顺序控制。5. 了解双速异步电动机实现变极调速的电气控制线路，手动和自动调节完成 有极调速的工作过程。、参考课时第三章授课内容总学时理论学时实训学时第一节三相异步电动机单向运行控制线路2第二节三相异步电动机正反转控制线路2

3、2第三节鼠笼式异步电动机的起动控制线路22第四节绕线式异步电动机的起动控制线路2第五节鼠笼式异步电动机的制动控制线路22第六节多速异步电动机的起动控制线路22第七节多台电动机的顺序控制电路22合计241410三、学习要求1能熟练分析电气控制线路的基本环节。2. 能结合降压起动、制动、调速的工作原理，很好地理解各种电气控制线 路的构成及所完成的功能。3. 在学习低压电器知识的基础上，进一步了解和掌握各种电气元件的组成、 功能、各种主要参数的确定。4 学会选用合适的低压电器进行各种控制线路的连接、调试和运行，以及 能进行常见故障的查找和排除。5 能根据具体控制要求，完成有关电气控制线路基本环节的设

4、计、修改和 优化。第二节学习与训练指导本章要点三相异步电动机的点动、长动和正反转控制线路 三相异步电动机的起动、制动和调速控制线路 三相异步电动机的顺序控制线路。三相异步电动机的自动控制原则。本章难点三相异步电动机降压起动控制线路。本章主要学习电气控制线路的基本环节， 如电动机的点动和长动控制线路、 电 动机的正反转控制线路、起动控制线路（包括直接起动和降压起动）、制动控制线路（包括反接制动和能耗制动）、调速控制线路以及顺序控制线路，同时学习各种 保护环节详细的分析。一、三相异步电动机点动和长动控制线路（一）重点内容：本节重点学习三相异步电动机单向运行控制线路，这是继电一接触器控制线路 中最简

5、单而又最常用的一种，这种线路主要用来实现三相异步电动机的单向起动、 自锁、点动、长动等控制要求。因此要很好地掌握点动、长动、自锁等概念。在自动控制中，电动机拖动运动部件沿一个方向运动，称为单向运行。这是基本控制线路中最简单的一种。如图 3.1所示是刀开关控制电动机的电气控制线 路，采用开关控制的线路仅适用于不频繁起动的小容量电机，它不能实现远距离 控制和自动控制，也不能实现失压、欠压和过载保护。对起动和停车频繁的电动机，以及需设置必要电气保护环节的控制线路，常 采用如图3.2所示的接触器控制的单向运行控制线路。图3.1电动机刀开关控制线路接触器控制的单向运行控制线路合上电源开关QS,按下起动按

6、钮SB2,接触器KM吸引线圈通电，KM的主 触点闭合，电动机 M通电起动。松开起动按钮 SB2后，KM吸引线圈仍然通电， 电动机继续运行，实现长动，这是因为与 SB2并联的KM常开辅助触点闭合，相 当于将SB2短接，这种依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电的电路， 称为自锁或自保电路，起自锁作用的常开辅助触点称自锁触点。按下停止按钮SBi，切断KM吸引线圈电路，使线圈失电，常开触点全部断开， 切断主电路和控制电路，电动机断电停转。松开停止按钮 SB1后，控制电路已经 断电，只有再次按下起动按钮 SB2按钮，电动机才能重新起动。若在图3.2中断开与SB2并联的KM常开辅助触点如图3.3所示

7、，那么按下起 动按钮SB2，接触器KM吸引线圈通电，KM的主触点闭合，电动机 M通电起动， 松开起动按钮SB2后，KM吸引线圈马上断电，KM的主触点断开，电动机 M断 电停止，这种运行方式称为点动。生产实际中，它可用于机床的刀架调整、试车、电动葫芦的起重电机控制等。FU：图3.3实现电动机点动的控制线路当有的生产机械需要正常的连续运行即长动外， 进行调整工作时还需要进行点动控制，这就要求控制线路既能实现长动还能实现点动，图3.4列出了几种典型控制线路。(a)( b )图3.4实现点动和长动的控制线路图3.4中，(a)图是用手动开关断开或接通自锁回路，当需要点动控制时，将 开关SA断开，切断自锁

8、回路，SB2可实现对电动机的点动控制。当需要长动控制 时，将开关SA闭合，接通自锁回路，SB2可实现对电动机的长动控制。(b)图是用复合按钮SB3的常闭触点断开或接通自锁回路，当需要点动控制 时，按下点动按钮SB3，其常闭触点先断开，切断自锁回路，其常开触点实现点动 控制。当需要长动控制时，按下长动按钮 SB2，复合按钮SB3的常闭触点接通自锁 回路，SB2可实现对电动机的长动控制。比较图 3.1和图 3.2可知，当因某种原因电源电压突然消失而使电动机停转， 那么，电源电压恢复时，图 3.1中的电动机又将自行起动，可能会造成人身事故或 设备事故，而图 3.2中的电动机不会自行起动，必须再重新按

9、下起动按钮，电动机 才能运行，避免了人身事故或设备事故的发生，这种保护称为失压保护（也称零 电压保护）。（二）学习方法： 1以三相异步电动机单向运行控制为切入点，研究最简单的控制线路中的主 电路和控制电路，对各组成部分做详尽的了解，为后续内容的学习打下扎实的基 础。2进行点动、长动、自锁等相关内容的比较和区别，了解其作用和内在联系。并能掌握实现点动、实现长动、实现既能点动又能长动的多种控制电路。3熟练掌握多地控制的含义及实现多地控制的方法。4重点掌握欠压保护和失压保护措施，包括欠压和失压状态下工作对设备和 人身安全的潜在危害、造成欠压和失压状态的原因、实现欠压和失压保护的原理 和措施。（三）训

10、练要点：1. 了解三相异步电动机的直接起动控制线路的构成，学会正确选择电气元件， 确定相对合理的电器元件的参数。2. 练习三相异步电动机控制线路的连接，熟练掌握常用低压电器元件的实际 使用方法。3. 熟悉三机异步电动机直接起动的方法、实现点动和长动的相应措施，从实 际中认识自锁触点，了解自锁回路的构成。4通过模拟失压现象，了解失压保护的重要性。5. 学会各种简单故障的判断和处理。（四）注意事项：实际应用中， 以电动机为负载的控制线路中， 欠压和失压保护是防止生产设备 事故和人身伤害事故的一种有效的保护措施，应当引起足够的重视。三相异步电动机正反转控制线路（一）重点内容:本节重点学习电动机的正反

11、转控制线路。 通过改变电动机三相电源的相序，即 用两个接触器的主触点来对调电动机定子绕组上三相电源的任意两根接线，来改 变电动机的转向，实现电动机的正反转。同时要掌握通过行程开关，实现工作台 自动往返的控制线路。(a)(b)(c)图3.5三相异步电动机正反转电气控制线路在图3.5中，（a）图为主电路，通过当接触器 KM1三对主触点把三相电源和电 动机的定子绕组按顺相序L1、L2、L3连接，而KM2的三对主触点把三相电源和 电动机的定子绕组按反相序 L3、L2、L1连接，使电动机可以实现正反两个方向上 的运行。而图3.5 （b）中，按下正转起动按钮 SB2，接触器KMi线圈通电且自锁，主 触点闭

12、合使电动机正转，按下停止按钮 SBi，接触器KM i线圈断电，主触点断开， 电动机断电停转。再按下反转起动按钮 SB3，接触器KM2线圈通电且自锁，主触 点闭合使电动机反转。但是在（b）图中，若按下正转起动按钮 SB2再按下反转起 动按钮SB3，或者同时按下SB2和SB3，接触器KMi和KM2线圈都能通电，两个 接触器的主触点都会闭合，造成主电路中两相电源短路，因此，对正反转控制线 路最基本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作，以防止电源短路，即进 行互锁，使同一时间里只允许两个接触器中一个接触器工作。所以在图3.5（ c）中，接触器KMi、KM 2线圈的支路中分别串接了对方的一个常闭辅助

13、触点。工作时，按下正转起动按钮SB2，接触器KMi线圈通电，电动机正转，此时串接在 KM2线圈支路中的KMi常闭触点断开，切断了反转接触器 KM2线圈的通路，此时按下反转起动按钮 SB3将无效。除非按下停止按钮SBi，接 触器KM i线圈断电，KM i常闭触点复位闭合，再按下反转起动按钮 SB3实现电动机的反转，同时，串接在 KMi线圈 支路中的KM2常闭触点断开，封锁了接触器 KM i使它无法通电。这样的控制线路可以保证接触器 KMi、KM 2不会同时通电，这种作用称为互锁，这两个接触器的常闭触点称为互锁触点，这种通过接触器常闭触点实现互锁 的控制方式称为接触器互锁，又称为电气互锁。复合按钮

14、也具有互锁功能，如图 3.6所示电路是在如图3.5( c)的基础上， 将正转起动按钮SB2和反转起动按钮SB3的常闭触点串接在对方线圈的支路中，构 成互相制约的关系，称为机械互锁。这种电路具有电气、机械双重互锁，它既可 实现电动机正转一停止一反转一停止控制，也可实现电动机的正转 一反转一停止 控制。图3.7是在正反转控制线路的基础上构成的自动往复控制线路，通过行程开 关SQi和SQ2来实现自动往复。当电动机正转时，拖动工作台前进，到达加工终 点，挡铁压下SQ2，其常闭触点断开使电动机停止正转，而 SQ2常开触点闭合，又 使电动机反转，拖动工作台后退，当后退到加工原点，挡铁压下SQi电动机停止运

15、行，工作台停止运动。按钮 SB也可使电动机随时停止。若SQi SQ2失灵，则由极限保护行程开关 SQ3、SQ4实现保护，避免工作台 应超出极限位置而发生事故。（二）学习方法： 1通过复习电动机正反转运行的基本工作原理，掌握采用两个接触器的触点 改变电动机定子绕组电源相序的方法，以达到改变电动机转向的目的。2为防止电源被短路，两个接触器不能同时接通电源，以此来加深对互锁环 节作用的理解。3掌握不同的有互锁环节的控制线路，并学会在不同场合下的正确使用。 4在掌握电动机正反转控制线路工作原理的基础上，添加行程开关后实现由 一台电动机控制的工作台自动往返。（三）训练要点：1学会用接触器的触点来改变三相

16、电源的相序， 特别要熟练掌握两个接触器 的主触点在主电路中的准确连线，已实现交换任意两根电源相线的目的。2从实际中认识互锁触点，了解互锁的作用。3采用接触器互锁的电气互锁方式， 实现三相异步电动机的正转 停止 反 转停止控制。4采用按钮和接触器的电气互锁和机械互锁双重互锁的方式，实现三相异 步电动机的正转 反转 停止控制。（四）注意事项： 三相异步电动机的正反转控制电路中，有两种方式：（1）正转 停止反转停止控制。（2）正转 反转停止控制。实际应用中第二种控制因为操作灵敏， 使用方便，所以常应用于小容量电动机。 而对于大型电动机，因为其转动惯量大，转向的直接改变容易引起机械故障，因 此一般采用

17、第一种控制，即转向的改变，必须先停止，停稳后再进行反向运行的 操作。三、 鼠笼式异步电动机的起动控制线路（一）重点内容： 本节要学习电动机起动的概念， 电动机直接起动必须满足的条件。 电动机接通 电源后由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程，称为电动机的起动。若将额 定电压直接加到电动机定子绕组上，使电动机起动，称为直接起动或全压起动， 全压起动电路简单，是一种简单、可靠、经济的起动方法。但是全压起动电流很 大，可达电动机额定电流的 4 7 倍，过大的起动电流会使电网电压显著降低，直接影响在同一电网工作的其它设备的稳定运行，甚至使其他电动机停转或无法起 动。因此，直接起动电动机的容量受到一定限

18、制，电动机能否实现直接起动，可 根据起动次数、电动机容量、供电变压器容量和机械设备是否允许来分析，也可 由下面的经验公式来确定:式中：1st-电动机起动电流，A;In-电动机额定电流，A;S-电源容量，kVA;PN-电动机额定功率，kW ；不能满足上述公式时，往往要采用降压起动的方式。降压起动方法的实质就是 在电源电压不变的情况下，起动时降低加在定子绕组上的电压，以减小起动电流； 待电动机起动后，再将电压恢复到额定值，使电动机在额定电压下运行。常用的三相鼠笼式异步电动机降压起动方式有以下四种：定子绕组串接电阻（或电抗器）降压起动、丫- 连接降压起动、自耦变压器降压起动、延边三角形 等起动方法。

19、在这四种降压起动方式中，定子绕组串接电阻（或电抗器）降压起动、丫- 连接降压起动、自耦变压器降压起动比较常用。1 定子绕组串接电阻（或电抗器）降压起动图3.8定子串电阻降压起动控制线路之一图3.8所试电路中，通电后，按下起动按钮 SB2，接触器KM 1通电并自锁， 电动机定子绕组串入电阻 R进行降压起动。经一段时间延时后，时间继电器KT的常开延时触点闭合，接触器 KM2通电，三对主触点将主电路中的起动电阻 R短 接，电动机进入全电压运行。KT的延时长短根据电动机起动过程时间长短来调整。本电路起动完成后，在全压下正常运行时，不仅时间继电器KT、接触器KM2 工作，接触器KM1也必须工作，不但消耗

20、了电能，而且增加了出现故障的可能性。 若在电路中作适当修改，如图3.9所示，可使电动机起动后，只有KM 2工作，KM 1、 KT均断电，可以达到减少回路损耗的目的，1.L .J图3.9定子串电阻降压起动控制线路之二图3.9中电动机起动时，接触器 KM1工作，而运行时，接触器KM2的主触点 将起动电阻R和接触器KM1的主触点均短接，那么，起动时接触器 KM1工作， 运行时只有接触器KM2工作，由KM2自身的常开触点实现KM2的自锁，而KM2 的常闭触点切断KM1线圈的回路，进而切断时间继电器 KT线圈的回路，使接触 器KM 1和时间继电器KT在全压运行时都不工作，减少了电路的损耗。2. Y- 连

21、接降压起动正常运行定子绕组为三角形联接的三相鼠笼式异步电动机，可采用丫- 降压起动方式达到限制起动电流的目的。 如图3.10所示，电动机起动时，KM1、KM3 线圈得电，定子绕组先暂时连接为 丫形，进行降压起动。当起动完毕，电动机转 速达到稳定转速时，KM1、KM2定子绕组接为形，使电动机在全压下运行，由 星形转为三角形是靠时间继电器 KT来实现的。图3.10三个接触器控制的 Y 降压起动的控制线路合上电源开关，按下起动按钮 SB2，使接触器KM 1线圈通电并自锁，随即接 触器KM3线圈也通电，KMi、KM 3的主触点闭合，电动机接成星形联接，接入三 相电源进行降压起动。在 KM3线圈通电的同

22、时，时间继电器 KT线圈也处于通电 状态，经过一段时间的延时后，KT的常闭触点断开，接触器 KM3线圈失电，KT 的另一对常开触点闭合，接触器 KM2线圈通电并自锁，KM2主触点闭合，电动机 接成三角形联接，电动机在全电压下运行。当KM2线圈通电后，常闭触点断开，使 KT线圈断电，避免了时间继电器长 期工作。KM2、KM3的常闭触点也为互锁触点，以防止 KM2、KM3线圈同时通 电，其主触点闭合造成主电路电源短路。3自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动的方法是指利用自耦变压器来降低电动机起动电压、限 制起动电流的一种三相鼠笼式异步电动机的起动方法。电动机起动时，使电动机定子绕组和自耦变压器副边

23、相联接，进行减压起动， 起动完毕后，使电动机定子绕组和自耦变压器副边脱离，而直接和电源相联接， 电动机便进入全电压下正常运行。如图3.11为两个接触器控制的自耦变压器降压起动控制线路。途中，通过时间继电器 KT和中间继电器KA，自动完成电动机从降压起动到 全压运行的过渡。本电路中接触器KM 1与接触器KM2互锁，接触器KM2的常闭触 点串接于自耦变压器的副边，接触器 KM 2的主触点闭合时短接自耦变压器。图3.11两个接触器控制的自耦变压器降压起动控制线路之一1糅Kiuj KA V KA当降压起动时，接触器 KMi工作，通过其主触点将三相电源接入自耦变压器 的原边，接触器KM 1与接触器KM

24、2互锁关系，接触器KM 2线圈无法通电，保证了 自耦变压器的副边通过接触器 KM 2的常闭触点与电动机的定子绕组相连。当起动结束进入全压运行时，接触器 KM2工作，此时KMi线圈无法通电，不 仅使自耦变压器被短接，而且接触器 KM2的常闭触点断开，保证了自耦变压器的 副边与电动机的定子绕组分离。但是能实现这样功能的控制线路并不是唯一的，如图3.12也是两个接触器控制的自耦变压器降压起动控制线路，但是所用的触点有所不同。电动机定子绕组可以通过接触器 KM1主触点和自耦变压器接入电源；也可以 通过接触器KM2将三相电源直接进入电动机的定子绕组， 而完全脱离自耦变压器。*多图3.12两个接触器控制的

25、自耦变压器降压起动控制线路之二图中起动时，接触器 KM1工作，三相电源通过其主触点接入自耦变压器的原边，同时KM1辅助常开触点闭合，使电源通过自耦变压器的副边接入电动机的定子绕组。全压运行时，接触器 KM2工作，接触器KMi不工作，使自耦变压器完 全脱离电路。本电路中接触器KM i与接触器KM2互锁由时间继电器KT中状态互为相反地延时触点来实现，只是在工作过程中，要求时间继电器KT始终通电，不仅通过 KT完成降压起动到全压运行的过渡，而且由它的瞬时触点来实现自锁。所以电路还可以作进一步修改，如图 3.13所示：图3.12与图3.13相比较，主电路没有改变，但是全压运行时，断开了时间继 电器KT

26、 ,电路的自锁由接触器 KMi与接触器KM2的辅助常开触点来实现。（二）难点分析：电动机降压起动是为了减少起动时的电流，以减少对电网的影响，或者是减少和限制起动时对机械设备的冲击，在本部分重点学习的三种降压起动控制线路中， 起动时所减少的电流是各不相同的，下面将其与直接起动时作出比较。1 定子绕组串接电阻（或电抗器）降压起动若直接起动时的定子线电流为1st，降压起动时的定子线电流由所串入电阻的阻 值（或电抗器的电抗值）决定，串入电阻的阻值（或电抗器的电抗值）越大，降 压越多，起动电流越小，限流效果越明显，反之亦然。当然，同时也应兼顾起动 转矩值。2. Y- 连接降压起动若直接起动时，定子绕组的

27、连接为三角形，设流过电网的线电流为 Ist;若降 压起动时，定子绕组的连接为星形，设此时流过电网的线电流为 IstY。每相定子绕 组的电阻值为R。直接起动时，定子绕组的连接为三角形，电源的线电压UI就是每相定子绕组的相电压Up，相电流即为Ip = U，流过电网的线电流lst= 3 lp= . 3 U ；RR降压起动时，定子绕组的连接为星形，每相定子绕组的相电压Up二Ul，相 KM 3相互配合来完成的。由接触器的线圈通电，触点动作，不仅通过主触点短接部分起动电阻，而且 使对应时间继电器的线圈通电，经过延时后，其延时触点接通下一个接触器线圈， 接触器的主触点又短接另一部分起动电阻，依次类推，直至转

28、子起动电阻被 全部短接，起动过程结束，电动机进入全压运行。77亍KMjKM1FR图3.15时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路串频敏变阻器起动中通过了解频敏变阻器的组成和调整因素，懂得频敏变 阻器的频率特性非常适合控制绕线式异步电动机的起动过程，完全可以取代转子 绕组串电阻起动控制线路中的各段起动电阻，起动过程中其阻抗随转速升高而自 动减小，因而可以实现平滑无级的起动。串接频敏变阻器构成的起动控制线路中， 从起动到运行的过程是由频敏变阻器自身的特性而平滑完成的。手动或自动的控 制方式只是为了在起动过程完成后，完全切除转子绕组中的频敏变阻器，（二）学习方法：1绕线式异步电动机降压起

29、动的目的是达到减小起动电流和提高起动转矩。2复习回顾绕线式异步电动机的组成，特别是转子绕组的结构，更好地了解 降压起动的工作原理。3转子电路中串接外加电阻的降压起动，分为按起动过程中转子电流变化、 起动所需时间两种方法来逐段切除转子外加电阻来完成起动到运行的过渡，分别 称为电流原则和时间原则这两种控制线路。可以采用电流继电器和时间继电器来 实现起动。4通过对频敏变阻器的学习，了解其阻抗值随频率变化的趋势。转子电路中 串接频敏变阻器的降压起动，随着起动过程中转子频率的降低，其阻抗值自动减 小，实现平滑的无级起动。（三）训练要点： 1练习采用具有不同释放电流的欠电流继电器，使它们随起动过程中的电流

30、 的变化渐次释放，通过其触点的复位使相应的接触器线圈逐个得电，由各接触器 的主触点逐段切除电阻，从而完成起动过程。2练习采用通电延时时间继电器，根据起动所需时间来使相应的接触器线圈 逐个得电，由各接触器的主触点逐段切除电阻，从而完成起动过程。学会调节时 间继电器的时间，并能够自行尝试用断电延时时间继电器完成相同的功能。（四）注意事项：转子电路中串接外加电阻的降压起动， 无论是电流原则还是时间原则这两种控 制线路的转子外加电阻均在起动过程中逐段切除，使起动电流和起动转矩瞬间增 大，导致机械冲击，而转子电路中串接频敏变阻器的降压起动，其阻抗值在起动过程中自动减小， 实现平滑的无级起动。五、鼠笼式异

31、步电动机的制动控制线路（一）重点内容：电动机断开电源后，由于惯性不会马上停下来，需要一段时间才能完全停止。 这种情况对于某些生产机械是不适宜的，如起重机的吊钩需要准确定位；万能铣 床要求立即停转等；都要求采取相应措施使电动机脱离电源后立即停转，这就是 对电动机进行制动，所米取的措施就是制动方法。电动机有两种不同类型的制动方法： 机械制动和电气制动。机械制动实际上就 是利用电磁铁操纵机械装置，迫使电动机在切断电源后迅速停止转动的方法；电 气制动实质上是在电动机停止转动过程中产生一个与实际转动方向相反的转矩来 迫使电动机迅速停止转动的方法。重点掌握电气制动方法常用的反接制动和能耗 制动控制线路。1

32、. 反接制动控制线路。反接制动是常用的电气制动方法之一。停机时，在切断电动机三相电源的同时， 交换电动机定子绕组任意两相电源线的接线顺序，改变电动机定子电路的电源相 序，使旋转磁场方向与电动机原来的旋转方向相反，产生与转子旋转方向相反的 制动转矩，使电动机迅速停机。进行反接制动时，由于反向旋转磁场的方向和电动机转子做惯性旋转的方向相 反，因而转子与反向旋转磁场的相对速度接近于两倍同步转速，所以转子电流很 大，定子绕组中的电流也很大。其定子绕组中的反接制动电流相当于全压起动时 电流的两倍。为减小制动冲击和防止电动机过热，应在电动机定子电路中串接一 定阻值的反接制动电阻，同时，在采用反接制动方法时

33、，还应在电动机转速接近 零时，及时切断反向电源，以避免电动机反向再起动。如图3.16所示电路就是用速度继电器来检测电动机转速变化，并自行及时切断电源。图3.16单向运行反接制动的控制线路图中，利用速度继电器KS的触点来控制接触器KM2线圈的得失电，以便通断 反相序电源。当电动机起动后，转速上升到 120 r/min以上时，速度继电器KS的 触点闭合，为制动做好准备。停车时，电动机虽然脱离电源，但是依靠惯性仍然 以很高的速度旋转，所以速度继电器KS的常开触点依然闭合，此时由于停止按钮 SB1动作以及KMi的常闭触点的复位，使KM2线圈通电并自锁，接入反相序电源， 定子绕组串接制动电阻开始制动。电

34、动机转速迅速下降，当转速小于100 r/min时，KS的触点复位断开，使KM2线圈断电，电动机及时脱离电源，制动结束。该控制电路在进行制动时，在三相定子绕组中均串接了制动电阻，可同时对 制动电流和制动转矩进行限制。如果仅在两相定子绕组中串接制动电阻，那么只 能限制制动转矩，而对未加制动电阻的那一相，仍具有较大的电流。反接制动的特点是方法简单，无需直接电源，制动快、制动转矩大，但是也有 制动过程冲击强烈、易损坏传动零件，能量消耗也较大。此种制动方法适用于10kW 以下的小容量电动机，特别是一些中小型普通车床、铣床中的主轴电动机的制动， 常采用这种反接制动。2. 能耗制动控制线路。能耗制动也是常用

35、的电气制动方法之一。 停机时，在切断电动机三相电源的同 时，给电动机定子绕组任意两相间加一直流电源，以形成恒定磁场，此时电动机 的转子由于惯性仍继续旋转，转子导体将切割恒定磁场产生感应电流。载流导体 在恒定磁场作用下产生的电磁转矩，与转子惯性转动方向相反，成为制动转矩， 使电动机迅速停机，由于这种制动方法是消耗转子的动能来制动的，所以称为能 耗制动。图3.17是时间原则控制的单向能耗制动控制线路图3.17时间原则控制的单向能耗制动控制线路停止时，电动机定子绕组脱离三相电源的同时，接触器KM2 线圈通电， KM2主触点闭合，使桥式整流器 VC 能将交流电变为直流电送入定子绕组， 进行能耗制 动，

36、电动机转子转速迅速下降， 当时间继电器 KT 的延时时间一到， 电动机转速接 近零，延时触点断开，使 KM2 和 KT 的线圈断电，电动机脱离直流电源，制动过 程结束。本电路中，应当根据制动过程所需的时间， 来调节时间继电器 KT 的延时时间。有的电路中采用速度继电器，利用速度继电器的触点控制接触器 KM2 来实现 直流电源的通断，成作为速度原则控制的能耗制动电路。能耗制动的特点是，它比反接制动所消耗的能量小，其制动电流比反接制动 时要小得多，而且只动过程平稳，无冲击，但能耗制动需要专用的直流电源。通 常此种制动方法适用于电动机容量较大、要求制动平稳与制动频繁的场合，（二）学习方法：1通过复习

37、制动的概念，进一步了解电气制动的实质。2通过理解电气制动中反接制动和能耗制动的工作原理， 掌握电气制动控制 线路的工作过程。3认识制动过程中的制动电阻的作用。（三）训练要点：1正确认识速度继电器在制动电路中的作用。 2学会正确使用速度继电器。3调节时间继电器的动作时间，观察时间继电器动作时间对电动机制动过 程的影响。4能耗制动中，懂得整流电路部分的作用。（四）注意事项：1区分电动机自然停机与采用制动措施停机的区别。 2反接制动控制线路中，电动机转速接近零时，应及时切断反相序电源， 以免电动机往反方向继续运行。3理解速度继电器在制动控制线路中的重要作用。速度继电器使用时，其 转轴与电动机的转轴同

38、心相连，触点接入控制电路中。六、多速异步电动机的起动控制线路（一）重点内容：改变磁极对数调速称作为变极调速， 它是有极调速， 而且只适用于鼠笼式异步电动机。可以通过改变电动机定子绕组的连接方式，来改变磁极对数，实现变极 调速，双速电动机就是将定子绕组三角形接法改接成双星形接法，也称为 /Y 丫接法，使电动机的磁极对数减少一半，达到变极调速的目。如图3.18所示电路，是用按钮手动控制变速，完成从低速转换为高速或者从高速转换为低速的控制线路。LL20L3压QS FU1F1T2sb, Er图3.17按钮控制的双速电动机控制线路低速按钮为SB2，控制接触器KMi线圈通电，KMi主触点闭合，使电动机定

39、子绕组为三角形连接，电动机以低速起动。如需转换为高速运行，可由高速按钮SB3控制KM2线圈通电，KM2主触点闭 合，使电动机定子绕组为双星形连接，电动机以高速运行。TFTKT KMj KA KMr本图中，低速按钮SB2和高速按钮SB3可以任意操作，无顺序方面的限制，所 以可以由低速起动转为高速运行，也可以高速起动后转为低速运行；或者低速起 动并运行，或者高速起动并运行。但是接触器 KM1和接触器KM2不能同时工作, 所以它们的辅助常闭触点串接在对方的线圈回路中，以实现互锁。如图3.18所示自动控制的双速电动机控制线路中，由时间继电器KT完成从 低速起动，自动地转为高速运行的过程。本电路只允许低

40、速起动和高速运行，而 无法低速运行，也无法高速起动，工作条件受限制。（二）学习方法：1. 通过复习三相笼型异步电动机的转速公式，n2 60 s），式中：sP表示转差率；fi为电源频率；P为定子绕组的磁极对数，懂得改变电动机的磁极对 数P，就可改变笼型异步电动机的转速，多速电动机就是通过改变定子绕组的连 接方法来改变电动机磁极对数，从而实现调速。2. 观察定子绕组接线图，掌握能改变磁极对数的接线方法。3. 学会分析双速电动机的两种控制线路。（三）训练要点：1. 学会判断双速电动机的定子绕组接线端，理解三角形接法和双星形接法的 含义，能够熟练地进行两种接法的连接。2. 实际运行中理解中间继电器和断

41、电延时时间继电器的重要作用。（四）注意事项：双速电动机是通过改变定子绕组的接法来改变磁极对数实现调速的。定子绕 组从三角形变为双星形连接时，应当注意所加电源的相序的改变。七、多台电动机的顺序控制电路（一）重点内容：顺序控制是指让多台电动机按事先约定的步骤依次工作，在实际生产中有着广泛的应用。本部分重点学习两台电动机的顺序控制，按一定的顺序起动；或按一 定的顺序停止。如图3.19所示电路是同时进行顺序起动和顺序停止的控制线路。在图中由于KM1常开触点和KM2线圈相串接，所以起动时必须先按下起动按 钮SB2,使KM1线圈通电，M1先起动运行后，再按下起动按钮 SB4, M2方可起动 运行，M1不起

42、动M2就不能起动，也就是说按下 M1的起动按钮SB2之前，先按 M2的起动按钮SB4将无效。同时由于KM 2的常开触点与停止按钮SBi并接，所以停车时必须先按下 SB3, 使KM2线圈断电，将M2停下来以后，再按下 SBi，才能使KMi线圈失电，继而 使Mi停车，Mi不停止M2就不能停止，也就是说按下 M2的停止按钮SB3之前， 先按M i的停止按钮SBi将无效。KMlKEI2图3.i9两台电动机的顺序控制线路（二）学习方法:从生产实际着手，通过实际例子来理解顺序控制。能够认识到在实际生产中有 着广泛应用的多台电动机按事先约定的步骤依次工作，这种控制叫顺序控制。i. 起动顺序的控制：某些车床的

43、主轴工作之前，必须首先起动油泵电动机， 使工作台或其他传动部件具有一定压力的润滑油以后，方能起动主轴电动机；2停止顺序的控制：他励式直流电动机停止时，必须是电枢绕组先断电，励 磁绕组后断电，以防止“飞车”事故的产生。（三）训练要点：掌握顺序控制线路连接规律:i. 起动顺序是先动作的接触器的常开触点串连在后动作的接触器的线圈电路 中。2停止顺序是在多个停止按钮中，先停的接触器的常开触点与后停的停止按 钮相并联。（四）注意事项1. 与起动按钮串接一个联锁常开触点，就可以控制电动机起动的先后次序。2. 在停止按钮两端并联一个联锁常开触点，则可以控制电动机停机的先后次 序。第二节习题与思考题选解一、教

44、材中的习题解答3-1 什么是电动机的直接起动？在什么情况下允许直接起动？直接起动的缺 点是什么？答：将额定电压直接加到电动机定子绕组上，使电动机起动，称为直接起动 或全压起动。直接起动的电动机受容量的限制，一般可根据起动次数、电动机容量、供电 变压器容量和机械设备是否允许来分析，也可由下面的经验公式来确定。1st 3 SIn 4 4Pn式中：1st-电动机起动电流，A ；In-电动机额定电流，A ；S-电源容量，kVA ；PN-电动机额定功率，kW ；满足此条件可采用直接起动，通常电动机容量不超过电源变压器容量的15% 20%时或电动机容量较小时（10kW以下），允许直接起动。直接起动时，起动

45、电流很大，可达电动机额定电流的4 7倍，过大的起动电流会使电网电压显著降低，直接影响在同一电网工作的其它设备的稳定运行，甚 至使其他电动机停转或无法起动。3-2.既然在电动机主电路中装有熔断器，为何还要装热继电器？而装有热继 电器是否可以不装熔断器？两者的作用有什么不同？答：熔断器和热继电器的作用各不相同，在电动机为负载的电路中，熔断器 是一种广泛应用的最简单有效的短路保护电器，它串联在电路中，当通过的电流 大于规定值时，使熔体熔化而自动分断电路，它分断的电流大，要求它作用的时 间短，以保护负载。而热继电器是一种利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的过 载保护电器，在电动机为负载的电

46、路中，热继电器用来对连续运行的电动机进行 过载保护，以防止电动机过热而造成绝缘破坏或烧毁电动机。据此，使熔断器作用的电流很大，过载电流不足以使其作用，所以它不能代 替热继电器实施过载保护。而由于热惯性，虽然短路电流很大，但也不能使热继 电器瞬间动作，因此它不能代替熔断器用作短路保护。在电动机主电路中既要装熔断器，实现短路保护，也要装热继电器，实现过载保护3-3.三相异步电动机起动时电流很大，热继电器是否会动作？为什么？答：三相异步电动机起动时电流虽然很大，但起动时间很短，由于热继电器 的动作有热惯性，当热元件感受到的电流大于额定值时，未动作到位，电动机的 起动已经结束。所以电动机起动时的大电流

47、，不会使热继电器误动作。3-4.如图为单向运行的电动机的控制电路，试分析如果按图接线，各会产生什么现象?答：(a)图中将接触器的常开触点串接在接触器线圈中，按下起动按钮 SB2 时，接触器线圈无法得电。(b) 图中将接触器的常闭触点串接在接触器线圈中，按下起动按钮SB2时，接触器线圈得电，常闭触点断开，接触器线圈马上失电，常闭触点接着闭合，接触器线圈又重新得电，只要不松开按钮SB2,那么接触器线圈将不停地得失电，常闭触点不停地断开闭合，电路无法正常工作。(c) 图中，按下起动按钮SB2时，接触器线圈得电，自锁触点闭合，由于 自锁触点与起动按钮SB2和停止按钮SB1并联，所以松开起动按钮SB2后

48、，接触 器线圈持续得电， 停止按钮SB1也将不起作用，即电动机起动后，无法停止。(d) 图中，接触器的自锁触点只与停止按钮 SB1并联，因此按下起动按 钮SB2时，接触器线圈得电，松开 SB2后，接触器线圈失电，使电动机只能实现 点动，停止按钮SB1失去作用。3-5.为什么说接触器自锁控制电路具有欠压和失压保护作用？答：当电源电压由于某种原因严重欠压或失压时，接触器的电磁吸力急剧下 降或消失，衔铁释放，主触点与自锁触点断开，电动机停止运转。而当电源电压 恢复正常时，电动机不会自行起动运转，避免事故的发生，因此说接触器自锁控 制电路具有欠压和失压保护作用。3-6.如图是电动机双向运行的主电路和控

49、制电路， 试分析电路是否存在问题?KM1KM2（C）答：（a）图中按下起动按钮SB时，接触器线圈能够得电，松手后线圈失电, 但是接触器的线圈接入了主电路，不正常（b）图中两个接触器的主触点交换了三根相线，接到电动机上的电源没有改变相序，电动机只能在一个方向上运行。（c）图中，按下起动按钮SB3时，接触器KM2线圈得电，自锁触点闭合，所 以松开起动按钮SB3后，接触器线圈持续得电。但是接触器KM1线圈路上串接了 接触器KM2的常开触点，所以按下SB2，接触器KM1线圈无法得电，电动机只 能在一个方向上运行。3-7.三相鼠笼式异步电动机主要有哪几种降压起动方法？各有什么特点？答：三相鼠笼式异步电动

50、机降压起动方式有以下四种：定子绕组串接电阻（或电抗器）降压起动、丫- 连接降压起动、自耦变压器降压起动、延边三角形等起 动方法。定子绕组串接电阻（或电抗器）降压起动的方法，特点是它具有起动平稳、 运行可靠、构造简单等优点，但是由于起动电压的降低，将使起动转矩减小，所 以这种方式仅适用于空载起动或轻载起动的场合。Y- 连接降压起动的方法，特点是正常运行是定子绕组做三角形连接的异步电动机均能采用这种降压起动方式，但是它起动时的起动转矩仅为33%的全压起动转矩，所以这种降压起动方式，只适用于轻载或空载下的起动。自耦变压器降压起动的方法，特点是这种降压起动方法具有适用范围广，起动转矩大并可调整等优点，

51、是一种实用的三相鼠笼式异步电动机降压起动方法，但 是自耦变压器价格较贵，而且这种起动方法不允许频繁起动。延边三角形降压起动的方法，特点是这种方法具有起动转矩大，允许频繁起 动，以及起动转矩可以在一定范围内选择等优点。但是，使用这种起动方法的电 动机，不但应在定子绕组备有 9个出线端，而且还应备有一定数量的抽头，其制 造工艺复杂，对电动机的制造增加了困难；同时控制系统的安装与接线提高了技术要求，增加了难度。因此，延边三角形降压起动尚未被广泛应用3-8.三相绕线式异步电动机和三相鼠笼式异步电动机起动方法有什么不同？ 答：三相鼠笼式异步电动机的起动方法，除了直接起动外，通常是在定子绕 组部分采取降压措施，而三相绕线式异步电动机起动时通常在转子绕组部分采取 措施。3-9.电动机在什么情况下应采用减压起动方法?答：满足公式：；4盧时，可全压起动，通常电动机容量不超过电源变压器容量的15% 20%时或电动机容量较小时（10kW以下），