第2章电气控制线路的基本环节

1、 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节2 21 1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制2 22 2 三相异步电动机直接启动控制三相异步电动机直接启动控制2 23 3 三相笼型电动机降压启动控制三相笼型电动机降压启动控制2 24 4 三相绕线转子电动机启动控制三相绕线转子电动机启动控制2 25 5 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制2 26 6 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 27 7 三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制2 28 8 其它基本环节其它基本环节 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节电气控制

2、线路：电气控制线路：将各种有触点的继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件，按一定方式连接起来组成的控制线路。作用：作用：实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速控制，实现对拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。本章内容：本章内容：主要介绍组成电气控制线路的基本环节，电气控制线路的分析阅读方法。第一节 电气控制系统图的基本知识电动机常见的基本控制线路：电动机常见的基本控制线路： 点动控制线路点动控制线路正转控制线路正转控制线路正反转控制线路正反转控制线路位置控制线路位置控制线路顺序控制线路顺序控制线路多地控制线路多地控制线路降压启动控制线路降压启动控制线路调速控制线路调速控制

3、线路制动控制线路制动控制线路2 2.1 .1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制电气控制系统图包括电气原理图、电气布置图、电气安装接线图。为了表达电气控制系统的结构、原理，便于进行电器元件的安装、调整、使用和维修。绘制电气控制系统图时，应根据简明易懂的原则，使用统一规定的电气图形符号和文字符号。2 2.1.1 .1.1 常用电气图形、文字符号常用电气图形、文字符号 规定从1990年1月1日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须采用新标准。 GB47281984电气图用图形符号GB69881987电气制图GB71591987电气技术中的文字符号制定通则常用电气图形、文字符号:新旧对照表21(P

4、41)。 2 2.1.2 .1.2 电气原理图电气原理图 表示电路的工作原理、各电器元件的作用和相互关系，而不考虑电路元器件的实际安装位置和实际连线情况。绘制原则：绘制原则：1 1线路分为主电路和控制电路。线路分为主电路和控制电路。主电路画在左侧，用粗实线绘出；控制电路画在右侧, 用细实线绘出。2. 2. 同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）通常不画在一同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）通常不画在一起，起，但需用同一文字符号标明;同种类电器元件，可在文字符号后面加数字序号下标表示。3 3所有电器元件的触点均按所有电器元件的触点均按“平常平常”状态绘出。状态绘出。如按钮、行程开关，是指

5、没有受到外力作用时的触点状态。4 4主电路标号由文字符号和数字组成。主电路标号由文字符号和数字组成。如三相交流电源引入线用L1、L2、L3标号，电源开关后的三相主电路分别标U、V、W。5 5控制电路标号由三位或三位以下数字组成。控制电路标号由三位或三位以下数字组成。交流控制电路一般以主要压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流控制电路中，电源正极按奇数标号，负极按偶数标号。2.2 2.2 三相异步电动机直接启动控制三相异步电动机直接启动控制一、刀开关直接启动控制（单向运转） 手动控制手动控制刀开关直接控制刀开关直接控制FUM3QS特点特点:

6、电气原理图：电气原理图：应用应用:控制三相电风扇和砂轮机控制三相电风扇和砂轮机直接启动也称全压启动。启动时，电源电压全部加在定子绕直接启动也称全压启动。启动时，电源电压全部加在定子绕组上。电动机的启动电流达到额定电流的组上。电动机的启动电流达到额定电流的47倍，对电网具倍，对电网具有大的冲击，主要用于小容量电动机的启动。有大的冲击，主要用于小容量电动机的启动。2.点动控制点动控制工作原理：工作原理：单向运转控制启动：启动：按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈得线圈得电电KMKM主触头闭合主触头闭合电动机电动机M M启动启动运行。运行。停止：停止：松开按钮松开按钮SBSB接触

7、器接触器KMKM线圈失电线圈失电KMKM主触头断开主触头断开电动机电动机M M失电停转。失电停转。QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2电气原理图：电气原理图：2.点动控制点动控制应用：应用：常用于电葫芦控制常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速和车床拖板箱快速 移动的电机控制移动的电机控制保护环节：保护环节： 短路保护短路保护控制电路控制电路短路保护短路保护主电路主电路短路保护短路保护工作原理：工作原理：电气原理图：电气原理图：一、单向旋转控制QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2电气原理电气原理图图3.接触器自锁控制接触器自锁控制自锁触点自锁触点热继电器热继电器热元件热元件热继电器热

8、继电器常闭触点常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1按下SB2， 接触器线圈KM通电，其主触头闭合， 电动机运转。 同时辅助触头闭合， 它给线圈KM另外提供了一条通路， 因此按钮松开后线圈能保持通电， 电动机可连续运行。 接触器用自己的常开辅助触头“锁住”自己的线圈电路， 这种作用称为自锁， 此时该触头称为自锁触头。 这时的按钮SB2已不再起点动作用， 故改称它为起动按钮。 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节 图2-1 笼型电动机启动、停止控制线路工作原理工作原理电气原理图电气原理图3.接触器自锁控制接触器自锁控制工作原理工作原理保护环节

9、保护环节短路保护短路保护 ：FU1、FU2L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2一、单向旋转控制短路保护短路保护 ：FU1、FU2过载保护过载保护 ：FR一、单向旋转控制3.接触器自锁控制接触器自锁控制工作原理工作原理保护环节保护环节L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2电气原理图电气原理图短路保护短路保护 ：FU1、FU2一、单向旋转控制3.接触器自锁控制接触器自锁控制工作原理工作原理保护环节保护环节欠压、失压保护欠压、失压保护 ：KML1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2电气原理图电气原理图过载保护过载保护 ：F

10、R2 23 3 三相笼型电动机降压启动控制三相笼型电动机降压启动控制直接启动直接启动: :控制线路简单、经济、操作方便。但对容量较大的电动机，起动电流大，电网电压波动大。降压启动降压启动: :启动时将电源电压适当降低，启动完毕再将电压恢复到额定值运行，以减小启动电流对电网和电动机本身的冲击。分类分类: :定子绕组串电阻降压启动；Y-换接降压启动；自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动等。2 2.3.1 .3.1 定子绕组串电阻降压启动定子绕组串电阻降压启动 启动时，在三相定子电路串接电阻R，使加在电动机绕组上的电压降低，启动完成后将电阻R短接，电动机加额定电压正常运行.按时间原则控制按时间原则

11、控制: :利用时间继电器延时动作来控制各电器元件的先后顺序动作.图2-4 定子绕组串电阻启动控制线路2 2.3.2 Y.3.2 Y（星形）星形）（三角形）降压启动三角形）降压启动 指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。YY起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节特点特点: :不受电动机接

12、线形式限制，线路简单。常用于中不受电动机接线形式限制，线路简单。常用于中小型机床中限制点动调整时电动机的启动电流。小型机床中限制点动调整时电动机的启动电流。只适用于正常工作时定子绕组作三角形联接的电动机。只适用于正常工作时定子绕组作三角形联接的电动机。方法方法: :启动时，先将定子绕组接成星形，使每相绕组电启动时，先将定子绕组接成星形，使每相绕组电压为额定电压的压为额定电压的 ，启动完成再恢复成三角形接，启动完成再恢复成三角形接法，使电动机在额定电压下运行。法，使电动机在额定电压下运行。特点特点: :启动设备成本低，方法简单，容易操作，但启动启动设备成本低，方法简单，容易操作，但启动转矩只有额

13、定转矩的转矩只有额定转矩的1 13.3.图2-5 Y-降压启动控制线路Y降压启动控制降压启动控制 2 2.3.3.3.3自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动依靠自耦变压器的降压作用限制电动机的启动电流。方法方法:自耦变压器次级与电动机相联，启动时，定子绕组得到电压是自耦变压器二次电压，启动完毕将自耦变压器切除，电动机直接接电源，全电压运行。 图2-7 定子串自耦变压器降压启动控制线路 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节特点特点: :在获取同样启动转矩情况下，从电网获取电流相对电阻降压启动要小得多，对电网冲击小，功率损耗小。但自耦变压器价格高，主要用于容量较大、正常运行为星

14、形接法的电动机启动.2 2.3.4 .3.4 延边三角形降压启动延边三角形降压启动 延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接子绕组的一部分接“”形，而另一部分接成形，而另一部分接成“Y”Y”形，使形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成子绕组切换成“”形全压运行。形全压运行。比较比较:Y降压启动优点多，但启动转矩太小。延边三角形降压启动兼取星形联接启动电流小、三角形联接启动转矩大的优点.适用于定子绕组特别设计的适用于定子绕组特别设计的电动机。定子每相

15、绕组有三电动机。定子每相绕组有三个端子，整个定子绕组共有个端子，整个定子绕组共有九个出线端，其端子联接方九个出线端，其端子联接方式如图。式如图。 图2-8 延边三角形三角形端子的联接方式方法方法: :启动时，将电动机定子绕组接成延边三角形，启动启动时，将电动机定子绕组接成延边三角形，启动结束后，再换成三角形接法结束后，再换成三角形接法. . 2 2.5 .5 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制在生产实际中，常常要求生产机械改变运动方向，如工作台的前进、后退，电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现正反转。方法：方法：利用两个接触器改变电动机定子绕组的电源相序。2 25 51

16、1 电动机的正、反转控制电动机的正、反转控制线路工作过程：线路工作过程： 停机制动类型：停机制动类型：2.6 三相异步电动机制动控制常用的电气制动：常用的电气制动：反接制动反接制动能耗制动能耗制动机械制动机械制动- -用机械装置强迫电动机迅用机械装置强迫电动机迅速停车速停车电气制动电气制动使电动机的电磁转矩方使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方向相反，起制动向与电动机旋转方向相反，起制动作用。作用。1 1反接制动反接制动实质：实质：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，迫使电动机迅速停转。（1 1）单向运行反接）单向运行反接 制动控制线路制动控制线路1.单向反接

17、制动的控制单向反接制动的控制工作原理：工作原理： 电动机正常运转时，电动机正常运转时，KM1KM1通电吸合，通电吸合，KSKS的常开触点闭的常开触点闭合，为反接制动作准备。合，为反接制动作准备。 按下停止按钮按下停止按钮SB1SB1，KM1KM1断电，电动机定子绕组脱离三断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KSKS常开触点常开触点仍保持闭合，将仍保持闭合，将SB1SB1按到底，使按到底，使SB1SB1常开触点闭合，常开触点闭合，KM2KM2通通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序

18、电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近近100r/min100r/min时，时，KSKS常开触点复位，常开触点复位，KM2KM2断电，电动机断电，断电，电动机断电，反接制动结束。反接制动结束。可逆运行的反接制动控制线路可逆运行的反接制动控制线路正向启动及正向运行时的制动正向启动及正向运行时的制动可逆运行的反接制动控制线路正向运行时的制动正向运行时的制动可逆运行的反接制动控制线路反向启动反向启动可逆运行的反接制动控制线路反向运行时的制动反向运行时的制动 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节图图2-12-16

19、 6线路的改进线路的改进图图2-12-16 6线路缺点：线路缺点：停车时，人为转动电动机转子，且转速达到100r/min左右，KS-Z或KS-F的常开触点就可能闭合，使KM1或KM2得电，电动机因短时接通而引起意外事故。改进线路：改进线路：加入中间继电器KA，不再因速度继电器常开触点KS-Z或KS-F的闭合导致电动机意外接通而反向启动。 图2-19 图2-18线路的改进 第第2章章 电气控制线路的基本环节电气控制线路的基本环节2 28 8 其它基本环节其它基本环节2 28 81 1 点动控制点动控制长动长动: :电动机连续不断的工作。点动点动: :按下按钮时，电动机启动工作；松开按钮，电动机停止工作。实现点动控制的方法有多种实现点动控制的方法有多种: : 图2-32 点动控制线路SB3：点动点动SB2：连续运行连续运行图图a控制关系控制关系 以下控制电路能否实现即能点以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行动、又能连续运行 KMSB1KMSB2KHSB思考思考不能点动！不能点动！例如：甲、乙两地同时控制一台电机。例如：甲、乙两地同时控制一台电机。KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙