电气控制与PLC第2章

1、1第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节第二章第二章 电气线路的基本控制原则和电气线路的基本控制原则和基本控制环节基本控制环节 第一节第一节 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 第二节第二节 三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制 第三节第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制三相笼型异步电动机的降压起动控制 第四节第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制三相绕线转子异步电动机起动控制 第五节第五节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 第六节第六节 三相笼型异步电动机的有级调速控制三相笼型异步电动机的有级调速控制 第

2、七节第七节 直流电动机的控制直流电动机的控制 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2第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。电电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。电气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电气气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电气元件及其联接关系，图中采用不同的图形符号表示各种电器元件及其联接关系，图中采用不同的图形符号表示各种电器元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号或元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号或线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或

3、接点编号来表线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或接点编号来表示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控制示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，是电气系统安装、调整、使系统的结构、原理等设计意图，是电气系统安装、调整、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 电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号都有电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号都有统一的国家标准。近年来，我国采用统一的国家标准。近年来，我国采用GB4728-84“GB4728-84“

4、电气图用电气图用图形符号图形符号”、GB6988-87“GB6988-87“电气制图电气制图”和和GB7159-87“GB7159-87“电气技电气技术中的文字符号制定通则术中的文字符号制定通则”等新标准，在绘制电气控制系统等新标准，在绘制电气控制系统图时必须严格遵循。图时必须严格遵循。第一节第一节 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 电气线路的基本控制原则和控制环节二、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 （一）电气原理图（一）电气原理图 用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开并用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开

5、并依据各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路图，称为电依据各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路图，称为电气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，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第二章 电气线路的基本控制原则和控制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 电气线路的基本控制原则和控制环节 1 1绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则 1 1）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。 2 2）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规

6、定的图形）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。符号和文字符号来表示。 3 3）电气原理图中，各个电器元件和部件在控制线路中的位置）电气原理图中，各个电器元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各个部件文字符，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各个部件文字符号一致号一致, ,可以不画在一起。同类型器件使用多个用不同下标区分。可以不画在一起。同类型器件使用多个用不同下标区分。 4 4）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没有受外）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没有受外力作用时的状态（常态）绘制。力作用时的状态

7、（常态）绘制。 5 5）电气原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件）电气原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排序，可水平布置或者一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排序，可水平布置或者垂直布置。垂直布置。 6 6）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要用黑）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。6第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 2. 2. 原理图区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

8、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 电气线路的基本控制原则和控制环节 在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在其在原理图中相应线圈的下方，

9、给出触头的文字符号，并在其下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用“”表明，表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。有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 电气线路的基本控制原则和控制环节对继电器，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开触头

10、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。KM12226例图中例图中 KM1KM1线圈下方的线圈下方的9第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 （二）电器元件布置图（二）电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档案资料。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 电气线路的基本控制原则和控制环节 （三）电气

11、安装接线图（三）电气安装接线图 电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。对位置绘制的实际接线图。 安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表示示各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接，安装接，安装接线图不仅要把同一个电器的各个部件画在一起，而且各个线图不仅要把同一个电器的各个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件的表示要与原理图一致，以便

12、核对。同一控制柜中的各电的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电器元件之间的连接可以直接进行，器元件之间的连接可以直接进行，不在同一个控制柜内的不在同一个控制柜内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。 安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引出。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 电气线路的基本控制原则和控制环节 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 电气线路的基本控制原则和控

13、制环节 对于起动频繁，允许直接起动电动机容量不大于变压器对于起动频繁，允许直接起动电动机容量不大于变压器容量的容量的20%20%。 对于不经常起动者，直接起动电动机容量不大于变压器对于不经常起动者，直接起动电动机容量不大于变压器容量的容量的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的笼型异步电动机采用直接起动方法。法。第二节第二节 三相笼型异步电动机全压起动三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制和正反转控制全压起动全压起动 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

14、流大13第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 右图为三相笼型异步电动机单右图为三相笼型异步电动机单向全压直接起动控制电路。向全压直接起动控制电路。 一、单向全压直接起动控制电路一、单向全压直接起动控制电路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SB2SB2KMKM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KM1MFU1L1 L2 L3QSFRKM1FRSB1SB2KM1FU2314第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节2 2、电路的保护环节、电路的保护环节 （1 1）短路保护）短路

15、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。15第二章 电气线路的基本控制原则和控

16、制环节二、电动机的点动控制电路二、电动机的点动控制电路 点动：操作者按下起动按钮点动：操作者按下起动按钮后，电动机起动运转，松开起动后，电动机起动运转，松开起动按钮时、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 KMMFUL1 L2 L3QSFRFRSB2KM)a316第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 图图(b)是是既可

17、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。KMFRSB1SB2KMSA)b17第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 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连续运行：连续运行：点动运行：点动运行：合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM

18、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SB3KMFRSB1SB2KM)c18第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 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SB3KMFRSB1SB2KMKAKAKA)d19第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 在电动机正反转控制

19、线路中，利用两个接触器的常闭在电动机正反转控制线路中，利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的辅助触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头叫做互锁触头。触头叫做互锁触头。 三、电动机的正、反转控制电路三、电动机的正、反转控制电路20第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节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

20、a a）所示：）所示： a a）正）正- -停停- -反电路反电路互锁互锁KM1KM1KM1KM2KM2KM2FRFRSB1SB2FU1QSML1 L2 L3KM2SB3KM13FU221第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 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KM1KM1KM2KM2FRSB2S

21、B3KM1KM2)bSB1FU2互互锁锁联联锁锁22第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 四、自动往返行程控制电路四、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

22、失电KM1KM1得得电电M M正转正转KM1KM1KM2KM2FRSB1SB2KM2SB3KM1SQ1SQ2FU223第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，电动机上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，电动机要进行两次制动过程，会出现较大的制动电流和机械冲击要进行两次制动过程，会出现较大的制动电流和机械冲击。因此，这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较。因此，这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外，在选择长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外，在选择接触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。

23、接触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。24第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节第三节第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制三相笼型异步电动机的降压起动控制 较大容量的笼型异步电动机（大于较大容量的笼型异步电动机（大于10kW10kW）因起动电流较）因起动电流较大，不允许用全压直接起动，应采用降压起动控制。有时为大，不允许用全压直接起动，应采用降压起动控制。有时为了减小起动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直接起动了减小起动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直接起动的电动机，也往往采用降压起动。的电动机，也往往采用降压起动。 降压起动时，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待降压起动时

24、，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待起动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。由起动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。由于电枢电流和电压成正比，所以降低电压可以减小起动电流，于电枢电流和电压成正比，所以降低电压可以减小起动电流，这样不致在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影这样不致在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影响。响。 三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：定子串电定子串电阻（或电抗器）降压起动、星阻（或电抗器）降压起动、星- -三角（三角（Y-Y- ）降压起动、自耦）降压起动、自耦变压器降压起动及延边三角形降

25、压起动变压器降压起动及延边三角形降压起动。 25第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节一、定子串电阻降压起动控制一、定子串电阻降压起动控制 三相笼型异步电动机定子绕阻串接起动电阻时，由于起三相笼型异步电动机定子绕阻串接起动电阻时，由于起动电阻的分压，使定子绕组起动电压降低，起动结束后再将动电阻的分压，使定子绕组起动电压降低，起动结束后再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行，可以减小起动电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行，可以减小起动电流。这种起动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单电流。这种起动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单、经济，在中小型生产机械中应用较广。、经济，在中小

26、型生产机械中应用较广。 1 1、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： 合上电源开关合上电源开关QSQS，接入三相电源，按下，接入三相电源，按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT线线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻圈得电吸合并自锁，电动机串电阻R R降压起动，当电动机转降压起动，当电动机转速接近额定值时，时间继电器速接近额定值时，时间继电器KTKT动作，其延时闭合的常开触动作，其延时闭合的常开触点闭合，点闭合，KM2KM2线圈得电并自锁。线圈得电并自锁。KM2KM2主触点短接电阻主触点短接电阻R R，KM2KM2的的常闭触点断开，使常闭触点断开，使KM1KM1、KTKT线圈断

27、电释放，电动机经线圈断电释放，电动机经KM2KM2主触主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。 26第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 2、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为自动为自动/ /手动选择开关，当手动选择开关，当SASA置于自动时，电路与图置于自动时，电路与图a a）相同。若）相同。若SASA置于手动时，置于手动时，KTKT被切除，此时按下起动按钮被切除，此时按下起动按钮SB2SB2后，电动机串电阻后，电动机串电阻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

28、动机全压运行。被短接，电动机全压运行。 27第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 二、星二、星-三角（三角（Y- ）降压起动控制）降压起动控制 1 1、适用范围、适用范围 正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机，可采用星动机，可采用星- -三角降压起动。适用于操作较频繁的空载三角降压起动。适用于操作较频繁的空载或轻载场合。或轻载场合。 2 2、原理、原理 起动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的起动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的 ，故，故起动电流下降到全压起动时的起动电流下降到全压起动时的1/31/3，其起动转矩只

29、有全压起，其起动转矩只有全压起动时的动时的1/31/3。当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改。当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改接成三角形，电动机进入正常运行状态。接成三角形，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28第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2， KM1KM1、KTKT线圈同时通电线圈同时通电吸合并自锁，吸合并自锁，KM1KM1

30、主触主触点闭合接入电源，电点闭合接入电源，电动机星形降压起动。动机星形降压起动。当时间继电器当时间继电器KTKT动作，动作，KM1KM1线圈断电释放，切线圈断电释放，切断电动机电源；断电动机电源；KTKT延延时闭合常开触点闭合，时闭合常开触点闭合，使使KM2KM2线圈通电并自锁，线圈通电并自锁，常闭触点常闭触点KM2KM2断开，使断开，使KTKT断电，断电，KM1KM1线圈重新线圈重新通电吸合，电动机三通电吸合，电动机三角形运行。角形运行。 （1 1）、）、双接触器双接触器控制电路控制电路29第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按 下按 下 S B 2S B 2 ，KM1KM1、KTKT

31、、KM3KM3线线圈同时通电吸合圈同时通电吸合自锁，星形降压自锁，星形降压起动，当起动，当KTKT动作，动作，KM3KM3线圈断电释线圈断电释放，放，KM2KM2线圈通线圈通电吸合，电动机电吸合，电动机三角形连接，进三角形连接，进入正常运行。入正常运行。（2 2）、）、三接触器三接触器控制电路控制电路30第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节三、自耦变压器降压起动控制电路三、自耦变压器降压起动控制电路 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT线圈同时得电并自锁线圈同时得电并自锁，KM1KM1主触点闭合，电主触点闭合，电动机定子绕组经自耦动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开变压器二次侧供电

32、开始降压起动。当始降压起动。当KTKT动动作，使接触器作，使接触器KM1KM1线圈线圈断电，断电，KM1KM1主触点断开主触点断开，自耦变压器从电网，自耦变压器从电网上切除；同时使接触上切除；同时使接触器器KM2KM2线圈得电，电动线圈得电，电动机直接接到电网上，机直接接到电网上，全压运行。全压运行。31第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电压电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电压变比为变比为K=UK=U1 1/U/U2 211，利用自耦变压器降压起动时的电压为额，利用自耦变压器降压起动时的电压为额定电压的定电压的1/K1/K，电网供

33、给的起动电流减小到，电网供给的起动电流减小到1/K1/K2 2，由于，由于TUTU2 2，此时的起动转矩降为直接起动时的此时的起动转矩降为直接起动时的1/K1/K2 2。所以，。所以，自耦变压器自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动降压起动常用于空载或轻载起动。 自耦变压器降压起动的方法适用于正常工作时接成星形自耦变压器降压起动的方法适用于正常工作时接成星形或三角形的或三角形的较大容量电动机较大容量电动机，起动转矩可以通过改变自耦，起动转矩可以通过改变自耦变压器抽头的连接位置而改变，缺点是自耦变压器价格较变压器抽头的连接位置而改变，缺点是自耦变压器价格较贵，且不允许频繁起动。贵，且不允许频繁起

34、动。 常用的自耦变压器起动产品是常用的自耦变压器起动产品是成套的补偿降压起动器成套的补偿降压起动器。包括手动、自动操作两种形式。手动操作的补偿器有包括手动、自动操作两种形式。手动操作的补偿器有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。 32第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节降压起动。降压起动。HL3HL3灭。当灭。当KTKT动作，动作，KAKA线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1KM1、KM3KM3、KTKT线圈断电线圈断电释放，释放，KM2KM2线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。同时，线圈得电

35、，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。同时，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。 合上电源开合上电源开关关QSQS，HL2HL2亮亮（ 从 上 电 至（ 从 上 电 至降 压 期 间 亮降 压 期 间 亮）、）、HL3HL3亮（亮（上 电 至 未 起上 电 至 未 起动 期 间 亮 ）动 期 间 亮 ），按下，按下SB2SB2，KM1KM1、KM3KM3、KTKT线圈得电线圈得电自锁，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）33第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节四、延边三角

36、形降压起动控制电路四、延边三角形降压起动控制电路 延边三角形降压起动是一种既不用增加起动设备，又能提延边三角形降压起动是一种既不用增加起动设备，又能提高起动转矩的起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步高起动转矩的起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步电动机。电动机。 延边三角形电动机延边三角形电动机定子绕组联结图定子绕组联结图 电动机绕组有电动机绕组有9 9个接个接线端。出线头编号分别线端。出线头编号分别为：为： U U（U1U1、U2U2、U3U3） V V（V1V1、V2V2、V3V3） W W（W1W1、W2W2、W3W3）其中，其中，U3U3、V3V3、W3W3为绕为绕组中间抽头。

37、组中间抽头。34第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按 下按 下 S B 2S B 2 ，KM1KM1、KM2KM2、KTKT线线圈同时得电并自圈同时得电并自锁，电动机延边锁，电动机延边三角形降压起动。三角形降压起动。当电动机转速接当电动机转速接近于额定转速时，近于额定转速时，KTKT动作，动作，KM1KM1线线圈 断 电 释 放 ，圈 断 电 释 放 ，KM3KM3线圈通电并线圈通电并自锁，自锁，KM3KM3主触主触点闭合，电动机点闭合，电动机三角形正常运转。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35第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节第四节第四节

38、三相绕线转子异步电动机三相绕线转子异步电动机起动控制起动控制 三相绕线转子异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接三相绕线转子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减小起动电流、提高转子电路功率因数和起起动电阻以达到减小起动电流、提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。常用动转矩的目的。常用串电阻串电阻和和串频敏变阻器串频敏变阻器两种装置进行起两种装置进行起动。动。一、转子串电阻起动控制电路一、转子串电阻起动控制电路 串接在三相转子绕组中的起动电阻一般都接成星形。起串接在三相转子绕组中的起动电阻一般都接成星形。起动前，起动电阻全部接入，起动过程中将电阻依次短接，起动前，起动电阻全部接入，

39、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。短接起动电阻的方式有三动结束时，转子电阻全部被短接。短接起动电阻的方式有三相电阻相电阻不平衡短接法和三相电阻平衡短接法不平衡短接法和三相电阻平衡短接法两种。两种。36第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KT1KT1线圈得电，电线圈得电，电动机串电阻降压起动机串电阻降压起动。当动。当KT1KT1延时到，延时到，KM2KM2得电，短接电得电，短接电阻阻R1R1，KT2KT2得电。得电。当当KT2KT2延时到，延时到，KM3KM3得电，短接电阻得电，短接电阻R2R2，KT3KT3得电。得电。KT3KT

40、3延时延时到，到，KM4KM4得电，短得电，短接电阻接电阻R3R3，电动机，电动机起动过程结束。起动过程结束。时间原则控制的起动电路时间原则控制的起动电路37第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节电流原则短接起动电阻的控制电路电流原则短接起动电阻的控制电路 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2，KM1KM1得电，电动机起动得电，电动机起动，起动电流大，起动电流大，KI1KI1、KI2KI2、KI3KI3同时吸合动作同时吸合动作，KM2KM2、KM3KM3、KM4KM4线圈线圈全部断电，串全电阻降全部断电，串全电阻降压起动。随转子电流减压起动。随转子电流减小，小，KI1KI1首先释放，短首先释

41、放，短接第一段转子电阻接第一段转子电阻R1R1，再再KI2KI2释放，短接释放，短接R2R2，如此下去，直到将转子如此下去，直到将转子全部电阻短接，电动机全部电阻短接，电动机起动过程结束。起动过程结束。* *KI1KI1、KI2KI2、KI3KI3欠电流继电欠电流继电器，吸合电流相同，释放电器，吸合电流相同，释放电流不同，流不同，KI1KI2KI3KI1KI2KI3。38第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节二、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路二、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路 三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动时存在一定的机械三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动时存在一定的机械冲击

42、，起动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱冲击，起动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。从体积大。从2020世纪世纪6060年代开始，我国开始应用和推广自己独创的年代开始，我国开始应用和推广自己独创的频敏变阻器频敏变阻器。频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的减小而。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，它是绕线转子异步电动机较为理想的一种起动设备。自动减小，它是绕线转子异步电动机较为理想的一种起动设备。 频敏变阻器是一种由数片频敏变阻器是一种由数片E E形钢板叠成铁心，外面再形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它套上绕组的三相电抗器，它有铁

43、心、线圈两个部分，采有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗非用星形接线，其铁心损耗非常大。相当于一个铁损较大常大。相当于一个铁损较大的电抗器。的电抗器。 频敏变阻器等效电路：频敏变阻器等效电路： 39第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 自动控制时将开关自动控制时将开关SASA扳向扳向“自动自动”，按下，按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT得电，当得电，当KTKT到，到，KAKA、KM2KM2得电，得电，频敏变阻器短接，完成频敏变阻器短接，完成电动机的起动。电动机的起动。 手 动 时手 动 时 S AS A 板板 “ 手手动动”，断开，断开KTKT，按下，按下SB2SB2，串频

44、敏变阻器起，串频敏变阻器起动，按下动，按下SB3SB3，短接，短接RFRF，起动过程结束。起动中，起动过程结束。起动中，KAKA将热继电器的发热元将热继电器的发热元件件FRFR短接，以免起动时短接，以免起动时间长而使热继电器误动间长而使热继电器误动作。作。采用频敏变阻器的起动控制电路采用频敏变阻器的起动控制电路40第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过一当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过一段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工艺段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工艺的要求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会

45、造成的要求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会造成运动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产运动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产效率。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。 机械制动机械制动是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；停车； 电气制动电气制动是使电动机工作在制动状态，使电动机的电磁是使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，

46、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。 第五节第五节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制41第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节一、反接制动控制电路一、反接制动控制电路 1 1、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： * *为防止转子降速后反向起动，为防止转子降速后反向起动，当转速接近于零时当转速接近于零时 应迅速切断电源；应迅速切断电源； * * *转子与突然反向的旋转磁场的相对速度接近于转子

47、与突然反向的旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，为了减小冲击电流，通常在电动机两倍的同步转速，为了减小冲击电流，通常在电动机主电路中主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。 2 2、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 3 3、反接制动特点反接制动特点是制动迅速，效果好，冲击大，通常是制动迅速，效果好，冲击大，通常仅适用于仅适用于10kW10kW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。 42第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按下按下SB2SB2，KM1KM1得电，得电，全压起动。速度继电器全压起动。速度继电器KSKS的常开

48、触点闭合，为的常开触点闭合，为反接制动作好准备。反接制动作好准备。 停车时，按下停止按停车时，按下停止按钮钮SB1SB1，KM1KM1断电，由于断电，由于惯性，电动机的转速还惯性，电动机的转速还很高，很高，KSKS依然动作，因依然动作，因SB1SB1按下，按下，KM2KM2得电，电得电，电动机反接制动，转速迅动机反接制动，转速迅速下降，当速度继电器速下降，当速度继电器恢复，恢复，KM2KM2断电，电动断电，电动机断电，反接制动结束机断电，反接制动结束。 电动机单向运转的反接制动控制电路电动机单向运转的反接制动控制电路43第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按起动按起动SB2SB2，正转，

49、正转KM1KM1得得电，电动机正转起动，电，电动机正转起动，KSKS动作，正转常闭触点动作，正转常闭触点KS-1KS-1断开，常开触点断开，常开触点KS-1KS-1闭合。闭合。为为KM2KM2线圈的通电做准备。线圈的通电做准备。 按停止按钮按停止按钮SB1SB1，KM1KM1断断电，电，KM2KM2通电，正向反接通电，正向反接制动。由于速度继电器的制动。由于速度继电器的常闭触点常闭触点KS-1KS-1已断开，已断开，KM2KM2线圈不自锁。当转速线圈不自锁。当转速接近于零，正转常开接近于零，正转常开KS-1KS-1断开，断开，KM2KM2断电，正反接断电，正反接制动结束。制动结束。 电动机可逆

50、运行的反接制动控制电路电动机可逆运行的反接制动控制电路44第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节电阻电阻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具有限流电阻的可逆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45第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 工作原理：工作原理： 按下正转起动按钮按下正转起动按钮SB2SB2，中间继电器，中间继电器KA3KA3得电并自锁，接触器得电并自锁，接触器KM1KM1线圈通电，线圈通电，KM1KM1的主触点闭合，定子绕组经电阻的主触点闭合，定子绕组经电阻R R接通正向三相接通正向三相电源，电动机定子绕组串电阻降压起动。电

51、源，电动机定子绕组串电阻降压起动。 当电动机转速上升到一定值时，当电动机转速上升到一定值时，KSKS的正转常开触点的正转常开触点KS-1KS-1闭合，闭合，中间继电器中间继电器KA1KA1得电并自锁，这时得电并自锁，这时KA1KA1、KA3KA3中间继电器的常开触点中间继电器的常开触点全部闭合，接触器全部闭合，接触器KM3KM3线圈得电，线圈得电，KM3KM3主触点闭合，短接电阻主触点闭合，短接电阻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。 若按下停止按钮若按下停止按钮SB1SB1，则，则KA3KA3、KM1KM1、KM3KM3线圈断电。但此时电动线圈断电。但此

52、时电动机转速仍然很高，速度继电器机转速仍然很高，速度继电器KSKS的正转常开触点的正转常开触点KS-1KS-1还处于闭合还处于闭合状态，中间继电器状态，中间继电器KA1KA1线圈仍得电，所以接触器线圈仍得电，所以接触器KM1KM1常闭触点复位常闭触点复位后，接触器后，接触器KM2KM2线圈得电，线圈得电，KM2KM2常开主触点闭合，使定子绕组经电常开主触点闭合，使定子绕组经电阻阻R 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100r100rminmin时，时，KSKS的正转常开触点的正转常开触点KS-1KS-1复位，复位， K

53、A1 KA1 断电，断电， KM2 KM2 断电，反接制动过程结束。断电，反接制动过程结束。 46第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节二、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 正常运行后，按正常运行后，按下停止按钮下停止按钮 SB1SB1，KM1KM1断电，切断电动断电，切断电动机电源，同时机电源，同时KTKT得电得电，KM2KM2得电并自锁，得电并自锁，直流电源则接入定子直流电源则接入定子绕组，进行能耗制动绕组，进行能耗制动。当时间到时常闭触。当时间到时常闭触点点KTKT断开，断开，KM2KM2断电断电，直流电源被切除，直流电源被切除，

54、同时同时KM2KM2常开辅助触常开辅助触点复位，时间继电器点复位，时间继电器KTKT线圈断电，能耗制线圈断电，能耗制动结束。动结束。 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47第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 制动时，按下停止制动时，按下停止SB1SB1，KM KM 断电，断开三相电源。断电，断开三相电源。此时速度仍然很高，此时速度仍然很高，KSKS的的常开触点仍然闭合，常开触点仍然闭合，KM2KM2能够依靠能够依靠SB1SB1按钮的按下按钮的按下通电，定子绕组通入直流通电，定子绕组通入直流电，能耗制动。当电动机电，能耗制动。当电动机速度接近零时，速度接近

55、零时，KSKS常开触常开触点复位，点复位，KM2KM2断电，能耗断电，能耗制动结束。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48第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 正常正向运转正常正向运转中，按下停止按钮中，按下停止按钮SB1SB1，KM1KM1断电，断电，KM3KM3和和KTKT得电并自得电并自锁，锁，KM3KM3常开主触常开主触点闭合，直流电源点闭合，直流电源加到定子绕组，电加到定子绕组，电动机进行正向能耗动机进行正向能耗制动。当转速接近制动。当转速接近零时，时间继电器零时，时间继电器延时断开的常闭触延时断开的常闭触点点KTKT断开断开KM3K

56、M3线圈线圈电源。电源。KM3KM3主触点主触点断开直流电源，断开直流电源，KM3KM3常开辅助触点常开辅助触点复位，复位，KTKT断电，正断电，正向能耗制动结束。向能耗制动结束。 2 2、电动机可逆运行能耗制动控制电路、电动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49第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 适用于适用于10kW10kW以下以下制动要求不高的场制动要求不高的场合。合。 制动时，按制动时，按SB1SB1， KM1KM1断电，断电，KTKT、KM2KM2得电，接入整流得电，接入整流电源，经整流二极电源，经整流二极管管V V构成回路，电动构成回路，电动机制

57、动。当时间继机制动。当时间继电器的常闭触点断电器的常闭触点断开，开，KM2KM2断电，直流断电，直流电源切除，能耗制电源切除，能耗制动结束。动结束。 与反接制动相比，能耗制动具有消耗能量少、制动电流小等优点，但与反接制动相比，能耗制动具有消耗能量少、制动电流小等优点，但需要直流电源，控制电路复杂。需要直流电源，控制电路复杂。 通常能耗制动适用于电动机容量较大和通常能耗制动适用于电动机容量较大和起制动频繁的场合，反接制动适用于容量小而制动要求迅速的场合。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50第二章

58、电气线路的基本控制原则和控制环节一、三相笼型异步电动机的有级调速控制原理一、三相笼型异步电动机的有级调速控制原理 由三相异步电动机的转速公式由三相异步电动机的转速公式n=60fn=60f1 1(1-s)/p(1-s)/p可知，三相可知，三相异步电动机的调速方法主要有异步电动机的调速方法主要有变极对数调速、变转差率调速变极对数调速、变转差率调速及变频调速及变频调速三种。三种。 1 1、变转差率调速：改变定子电压、改变转子电路中的电、变转差率调速：改变定子电压、改变转子电路中的电阻、串级调速、电磁转差离合器调速。阻、串级调速、电磁转差离合器调速。 2 2、变频调速：、变频调速：SPWMSPWM结合

59、逆变器。结合逆变器。 3 3、变极调速：变极调速：双速或多速电动机。变极对数仅适用于三双速或多速电动机。变极对数仅适用于三相笼型异步电动机。相笼型异步电动机。第六节第六节 三相笼型异步电动机的有级调速三相笼型异步电动机的有级调速51第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 a a）三角形连接，电动机四极运行，低速）三角形连接，电动机四极运行，低速 b b）是双星形连接，电动机两极运行，高速。）是双星形连接，电动机两极运行，高速。 4 42 2极极双速电机双速电机定子绕组定子绕组52第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 按 下 低 速 起 按 钮按 下 低 速 起 按 钮SB2SB2，低速接

60、触器，低速接触器KM1KM1得电，得电，KM1KM1主触点闭合，主触点闭合，电动机定子绕组接为电动机定子绕组接为三角形，电动机低速三角形，电动机低速运转。运转。 按 下 高 速 起 按 钮按 下 高 速 起 按 钮SB3SB3，低速，低速KM1KM1断电，断电，高速接触器高速接触器KM2KM2和和KM3KM3线圈得电电动机定子线圈得电电动机定子绕组联成双星形，电绕组联成双星形，电动机高速运转。动机高速运转。二、接触器控制的双速电动机控制电路二、接触器控制的双速电动机控制电路53第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节 开关开关SASA扳到中间位扳到中间位置置时，电动机处于停止时，电动机处于停止