电气控制与PLC：第3章 三相异步电动机基本控制环节与基本电路

1、第3章 三相异步电动机基本控制环节与基本电路 在工业、农业、交通运输各部门中，广泛使用了各种生产机械，它们一般都采用电动机拖动。而电动机可通过各种控制方式进行控制，最常见的是继电器-接触器控制。继电器-接触器控制是由各种有触点的继电器、接触器、按钮、行程开关等组成的控制电路，可实现对电动机的启动、制动、反向和调速的控制，以及对电力拖动系统的保护及生产加工自动化。各种生产机械的工艺过程不同，所要求的控制线路也是千变万化、多种多样的，但它们都是由一些有规律的基本环节、基本单元组成的。8/11/20221电动机常见的基本控制线路： 点动控制线路 正反转控制线路 位置控制线路 顺序控制线路 多点控制线

2、路 降压启动控制线路 调速控制线路 制动控制线路第3章 三相异步电动机基本控制环节与基本电路 8/11/202223.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法3.2 三相异步电动机全压启动控制3.3 三相异步电动机降压启动控制3.4 三相绕线式异步电动机启动控制3.5 三相异步电动机电气制动控制3.6 常用机床电气控制第3章 三相异步电动机基本控制环节与基本电路 8/11/202233.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法电气系统图一般有三种类型：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。电气原理图习惯上称电路图，它是按工作顺序用图形符号排列，详细表示电路、设备或成套装置的基本组成和连接关系，而不考虑实

3、际位置的一种电气图。电气原理图可用于分析系统的组成和工作原理，也可为寻找故障提供帮助，同时也是绘制接线图的依据。但是，由于电路图描述的连接关系仅仅是元器件之间的功能关系，不是实际的连接导线，因此它不能替代接线图。8/11/20224(1)电气原理图中所有元器件的图形符号和文字符号，必须符合统一的国家标准。(2)电气原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。主电路是被控对象的驱动电路，包括从电源到电动机之间相连的电器元件，其中三相电路导线应按相序从上到下或从左到右排列，中性线排在相线的下方或右方，并用L1、L2、L3及N（或保护接地线PE）标识。辅助电路由控制电路、照明电路、信号电路和保护电路等组成

4、，应将这些电路分开进行绘制。整个电路可采用水平布置或垂直布置：当水平布置时相似元件宜纵向对齐；垂直布置时相似元件宜横向对齐。3.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法绘制原则8/11/20225(3)电气原理图中电气元件的布局，应根据便于阅读的原则进行安排。主电路安排在图面的左侧或上方，辅助电路安排在图面的右侧或下方。所有电路均按功能布置，同一功能的电气相关元器件应画在一起，尽可能按动作顺序和信号流从上到下或从左到右排列。(4)电气原理图中，所有电器的触点均以“常态”画出，即按没有通电或没有受机械外力作用时的状态绘制。如，继电器、接触器的触点绘制不得电的状态，按钮、行程开关画不受外力作用时的状态。

5、3.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法绘制原则8/11/20226(5)电气原理图中，各种电器元件和其相关部件在电路中的位置，应依据便于阅读的原则安排，同一个电器元件的各个部件可以不画在一起，但是必须标注统一的文字符号。对于同类器件要在文字符号后加数字序号以示区别，如两个接触器可分别用文字符号KM1、KM2来区分。(6)电气原理图中，应尽量少使用线条，且尽量避免线条交叉。如果导线之间有直接电的联系时，对于“T”形连接点，可以画黑圆点“”，也可不画；对于“+”形连接点，则必须画黑圆点。3.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法绘制原则8/11/20227采用化整为零的原则，以某一电动机或电器元件（如

6、接触器或继电器线圈）为对象，从电源开始，自上而下、自左而右，逐一分析其接通断开关系。概括起来，可以说成是“化整为零、顺藤摸瓜、先主后辅、集零为整、安全保护、全面检查”。3.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法阅读方法8/11/20228(1)阅读主电路主电路的作用是保证生产机械拖动要求的实现。从主电路的构成可以看出电动机或执行电器的类型和工作方式，以及起动、正反转、调速、制动等控制要求和保护要求等内容。(2)阅读控制电路主电路的各控制要求由控制电路来实现，运用“化整为零、顺藤摸瓜”的原则，将控制电路按功能划分为若干个局部控制线路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式

7、表达出电路的自动工作过程。(3)阅读信号与照明电路信号与照明电路具有独立性，仅起辅助作用而不影响主要功能，其很多部分是受控制电路中的元件来控制的。3.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法阅读方法8/11/20229(4)阅读联锁与保护电路生产机械对安全性、可靠性等有很高的要求，欲实现这些要求，除了合理地选择拖动、控制方案外，还需在控制线路中设置电气保护和必要的电气联锁。在电气控制原理图的分析过程中，电气保护与电气联锁环节是非常重要的内容，不能遗漏。(5)总体检查经过“化整为零”，逐步分析了各局部电路的工作原理和各部分之间的控制关系之后，还必须“集零为整”，检查整个控制电路，看是否有遗漏。特别要从

8、整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以达到全面理解原理图的作用。3.1 电气原理图的绘制原则及阅读方法阅读方法8/11/2022103.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制手动控制QFM3开启式负荷开关控制自动空气开关控制FUM3QS特点控制方式简单应用：控制三相电风扇和砂轮机电气原理图8/11/2022113.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制点动控制工作原理启动： 按下起动按钮SB接触器KM线圈得电KM主触头闭合电动机M启动运行。停止： 松开按钮SB接触器KM线圈失电KM主触头断开电动机M失电停转。QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2电气原理图8/11/2

9、02212应用：常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速 移动的电机控制保护环节：短路保护控制电路短路保护主电路短路保护QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU23.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制点动控制8/11/2022133.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制电气原理图自锁触点热继电器热元件热继电器常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB18/11/202214工作原理3.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制8/11/202215自锁：当SB2自动复位时，接触器KM的线圈仍可通过辅助触点KM使线圈继续通电，从而保持电动机的连

10、续运行。因为这个辅助触头起着自保持或自锁作用，通常称之为自锁触头。这种由接触器(继电器)本身的触头来使其线圈长期保持通电的环节叫“自锁”环节。3.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制8/11/202216保护环节短路保护 ：FU1、FU2L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB23.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制8/11/202217过载保护 ：FRL1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2保护环节3.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制8/11/202218欠压、失压保护 ：KML1L3L2FU1KM

11、QSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2保护环节3.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制8/11/202219欠压和失压保护：依靠接触器本身的电磁机构来实现的。当电源电压由于某种原因而严重降低或失压时，接触器的衔铁自行释放，电动机停止运转；当电源电源恢复时，接触器线圈也不能自行通电，只有在操作人员再次按下启动按钮电动机才会再次启动。这种方式通常也称为零压保护。控制线路具有欠压和失压保护，可以防止电动机在低电压下运行而引起过电流，避免由于电源电源恢复时，电动机自启动而造成设备和人身事故。保护环节3.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制自锁控制8/11/2022203.2三相

12、异步电动机全压启动控制单向旋转控制连续与点动混合控制开关切换点动控制：SA断开FU1KMM3FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路开关切换与按钮切换两种方式8/11/2022213.2三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制连续与点动混合控制开关切换FU1KMM3FRQL1L3L2主电路点动控制：SA断开连续控制：SA闭合 FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路8/11/2022223.2三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制连续与点动混合控制按钮切换工作原理： 连续控制：松开按钮SB3 点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3FRQL1L3L2主电路FU2SB1K

13、MKMFRSB2SB3控制电路8/11/2022233.2三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制连续与点动混合控制以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行KMSB1KMSB2FRSB思考不能点动！8/11/2022243.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制主电路实现顺序控制控制电路实现顺序控制顺序控制：要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式顺序启动同时停止控制顺序启动逆序停止控制8/11/2022253.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制1 电机M1控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动 2. M2 可单独停2 电机M28/11/20

14、22263.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。 FU2KM2FR2ABCFU1M13ABCKM1FR1M23主电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1控制电路8/11/2022273.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制不可以 ! 两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。M13KM1FR1KM2FR2M23KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主电路控制电路这样实现顺序控制可不可以?8/11/2022283.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制KM1SB

15、1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KTM1起动后，M2延时起动SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动KT M2起动主电路同前控制电路8/11/2022293.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动 M2起动 不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。8/11/2022303.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制顺序启动分别停止控制电气原理图：FU1KM1M13FR1QL1L3L

16、2KM2M23FR2主电路控制电路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM18/11/2022313.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制顺序启动同时停止控制8/11/2022323.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制顺序控制顺序启动逆序停止控制FU1KM1M13FR1QL1L3L2KM2M23FR2KM2FU2FR1SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2电气原理图：主电路控制电路8/11/2022333.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制多地控制特点：工作原理：在两地或多地控制同一台电动机的控制方式启动(常开)按钮

17、并联，停止(常闭)按钮串联8/11/2022343.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制多地控制例如：甲、乙两地同时控制一台电机KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB1乙方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。乙地甲地FR8/11/2022353.2 三相异步电动机全压启动控制单向旋转控制多地控制三地控制8/11/2022363.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制电路形式: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倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转位置控制8/11/2022373.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制倒序开关控制5.5KW以下的电动

18、机电路直接控制电动机正反转特点:电气原理图：应用:SB1KMFU2 FRKMSB2M3L1L2L3KMFRQSFU1SA主电路控制电路用倒顺开关实现电源调相倒顺开关8/11/2022383.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制按钮控制主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路控制电路：控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮反转按钮工作原理：缺点:基本控制电路容易引起主电路电源短路！8/11/2022393.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制联锁控制控制电路：工作原理：接触器联锁控制联锁接触器联锁按钮联锁控制电路FU2FRSB3SB1KM1

19、KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器联锁合上电源开关按下按钮SB1KM1线圈通电M正转启动按下停止按钮SB3KM1线圈断电电动机M停止按下按钮SB2反向启动缺点：操作不便：正停反8/11/2022403.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制联锁控制控制电路：工作原理：优点：按钮联锁控制操作方便控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：易产生故障8/11/2022413.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制联锁控制控制电路：工作原理：优点：接触器、按钮双重联锁控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB

20、2KM2KM1控制电路图将对方的辅助常闭触点串接在自己的线圈回路中构成的联锁，称为电气互锁，即两者存在相互制约关系，可以提高电路工作工作的可靠性。8/11/202242接触器联锁正反转控制电路3.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制联锁控制8/11/2022433.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制位置开关控制有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自动往返，通常利用行程开关控制电动机正反转实现。8/11/2022443.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制位置开关控制KMRM3ABCKMFFUQSFR行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正

21、程逆程BA8/11/2022453.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制位置开关控制 控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA 动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）8/11/2022463.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制位置开关控制自动往复运动正程逆程电 机工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回8/11/2022473.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制位置开关控制电机STaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKM

22、RSTaSTb控制电路限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。关键措施8/11/2022483.2 三相异步电动机全压启动控制可逆旋转控制位置开关控制工作台自动往返控制8/11/2022493.3 三相异步电动机降压启动控制降压启动的方法定子绕组串电阻（电抗）启动自耦变压器降压启动 Y降压启动延边三角形降压启动降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。8/11/2022503.3 三相异步电动机降压启动控制定子绕组串电阻(电抗)启动1.定子串电阻降压自动启动控制线路FU1KM1QS主电路M

23、3FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制电路电气原理图工作原理合上电源开关按下按钮SB1KM1、KT线圈通电M串电阻降压启动KT延时KM2线圈通电，KM1、KT线圈断电M全压运行该线路采用时间原则，也可采用速度原则，采用速度继电器8/11/2022512. 手动、自动启动控制线路FU1KM1QS主电路M3FRL1L3L2KM2R电气原理图FU2FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM2KM1SAASB3AMM控制电路3.3 三相异步电动机降压启动控制定子绕组串电阻(电抗)启动8/11/2022523.3 三相异步电动机降压启动控制自

24、耦变压器降压启动自耦变压器降压启动控制线路是先通过自耦变压器降压，再启动电动机的降压启动方法。自耦变压器通常有两个不同的抽头(60%UN、80%UN)，利用不同抽头的电压比可得到不同的启动电压和启动转矩，工程人员可根据需要选择。电动机启动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压。一旦启动完毕，自耦变压器便被短接，额定电压(即自耦变压器的一次电压)直接加于定子绕组，电动机进入全电压工作状态。自耦变压器降压启动方法适用于启动较大容量的电动机，启动转矩可以通过改变抽头的连接位置得到改变。自耦变压器价格较贵，而且不允许频繁启动。 8/11/2022533.3 三相异步电动机降压启动控制自耦变压器降

25、压启动降压启动接触器正常运转接触器启动中间继电器降压启动时间继电器电源指示灯降压启动指示灯正常运转指示灯8/11/202254电路工作情况：合上电源开关QS，HL1灯亮，表明电源电压正常。按下启动按钮SB2，KM1、KT线圈同时通电并自保；将自耦变压器T1接入，电动机定子绕组经自耦变压器供电作减压启动，同时指示灯HL1灭，HL2亮，显示电动机正作减压启动。当电动机转速接近额定转速时，时间继电器KT动作，其延时闭合触点KT闭合，使KA线圈通电并自保；常闭触点断开，使KM1线圈断电释放，HL2断电熄灭；KM2线圈通电吸合，将自耦变压器切除，电动机在额定电压下正常运转，同时HL3指示灯亮，表明电动机

26、进入正常运转。由于流过自耦变压器公共部分的电流为一、二次电流之差，因此允许辅助触点KM2接入。 3.3 三相异步电动机降压启动控制自耦变压器降压启动8/11/2022553.3 三相异步电动机降压启动控制星形-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。Y起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。8/11/2022563.3 三相异步电动机降压启动控制星形-三角形降压启动KM1FU1UVWSB1KTFRKM1KM3KTQFFRNQSFU2M3KM2KM3SB2KM1KM2KM3KM2KTKM2电源接触

27、器星形接法接触器三角形接法接触器8/11/2022573.3 三相异步电动机降压启动控制星形-三角形降压启动Y降压启动控制8/11/2022583.3 三相异步电动机降压启动控制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，把电动机定子绕组的一部分接“”形，而另一部分接成“Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成“”形全压运行。定子绕组的连接方式：延边形接法形接法8/11/2022593.3 三相异步电动机降压启动控制延边三角形降压启动电气原理图FU1KM1QS主电路M3FRL1L3L2KM3KM2U1V1W1W2U2V2U3V3W3FRSB2SB1KM

28、1KTKM2KM1KTKM3KM3控制电路KM3KTKM2FU2延边形接法：KM1、KM2接通形接法：KM1、KM3接通8/11/2022603.4 三相绕线式异步电动机启动控制 绕线异步电动机的优点：可以在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动转矩及平滑调速之目的。 绕线异步电动机降压启动原理：起动时，在转子回路中串入三相起动变阻器，并把起动电阻调到最大值，以减小起动电流，增大起动转矩。随着电动机转速的升高，起动电阻逐级减小。起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被短接，电动机在额定状态下运行。8/11/2022611. 按钮操作控制电气原理图：工作原理：用

29、按钮逐级切除 启动电阻启动电阻缺点操作不便主电路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13控制电路FU2SB1SB5KMSB2SB3SB4KM1KM2KM3FRKM1KM2KM3KM电源接触器短接电阻接触器3.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串电阻启动控制8/11/2022623.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串电阻启动控制2. 时间原则控制主电路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13FU2SB1SB2KMKM1KM1KM2FRKMKM2KM3KM3KT1KT2KT3KM3KMKM1KM2KM3KT1KT2KT3控制电路电气原理

30、图：KT1、KT2、KT3分别控制三个接触器KM1、KM2、KM3按顺序依次吸合，自动切除转子绕组中的三级电阻 8/11/2022633. 电流原则控制3.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串电阻启动控制8/11/2022643. 电流原则控制工作原理：通过设定欠电流继电器的释放值进行控制，并利用电动机转子电流大小的变化来控制电阻切除。在启动前，启动电阻全部被接入电路，在启动过程中，启动电阻逐段地被短接。电阻的短接是采用三只欠电流继电器KA1、KA2、KA3和三只接触器KM2、KM3、KM4的相互配合来完成的。欠电流继电器KA1、KA2、KA3线圈串接在电动机转子电路中。 这三个继电器的

31、吸合电流相同，但释放电流不同。KA1的释放电流最大，KA2次之，KA3最小。电动机刚启动时，启动电流很大，KA1、KA2、KA3都吸合，它们的常闭触头断开，接触器KM2、KM3、KM4不动作，全部电阻被接入电动机的转子电路中。3.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串电阻启动控制8/11/2022653.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串电阻启动控制3. 电流原则控制当电动机转速升高后电流减小，KA1首先释放，它的常闭触头闭合，使接触器KM2线圈通电，短接第一段转子电阻R1。这时电动机转子电流增加，随着转速的升高，电流逐渐下降，使KA2释放，接触器KM3线圈通电，短接第二段启动电阻

32、R2，同时利用其辅助触头将KM2线圈断电退出运行。这时电动机转子电流又增加，随着转速的继续升高，电流进一步下降，使KA3释放，接触器KM4线圈通电，将转子全部电阻短接，电动机启动完毕。 正常运行时，线路中只有KM1、KM4长期通电，KA1、KA2、KA3的线圈被KM4短接，KM2、KM3的线圈分别被KM3、KM4的常闭触头断开。这样一方面减少了耗电，更重要的是能延长它们的使用寿命。8/11/202266 频敏变阻器在绕线转子异步电动机启动过程中逐段减小电阻时，电流及转矩是呈跃变状态变化的，会产生一定的机械冲击。而且电阻本身比较笨重，控制箱体积及能耗很大。频敏变阻器实质上是铁心损耗很大的三相电抗

33、器，等效阻抗值与频率有关，电动机刚启动时，转速较低，转子电流的频率较高，相当于在转子回路中串接一个阻抗很大的电抗器，随着转速的升高，转子频率逐渐降低，其等效阻抗自动减小，实现了平滑无级启动。3.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串频敏电阻器8/11/2022673.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串频敏电阻器1. 单向旋转转子串频敏变阻器启动控制主电路控制电路电源接触器 短接频敏变阻器接触器 8/11/2022683.4 三相绕线式异步电动机启动控制转子绕组串频敏电阻器2. 转子串频敏变阻器正反转启动控制线路8/11/2022693.5 三相异步电动机电气制动控制 停机制动类型：

34、常用的电气制动：反接制动能耗制动电磁机械制动-电磁铁操纵机械进 行制动电气制动-电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动8/11/202270制动电阻的接线方法:原理：要求： 对称接法不对称接法改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋转磁场，形成制动转矩。10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防止反向再起动。 3.5 三相异步电动机电气制动控制反接制动控制8/11/2022713.5 三相异步电动机电气制动控制反接制动控制单向反接制动8/11/202272工作原理：启动时，按下启动按钮SB2，接触器KM1通电并自锁，电动机M通电旋转。在电

35、动机正常运转时，速度继电器BV的常开触头闭合，为反接制动作好了准备。停车时，按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电，电动机M脱离电源。由于此时电动机的惯性很高，速度继电器BV的常开触头依然处于闭合状态，因此SB1常开触头闭合时，反接制动接触器KM2线圈通电并自锁。其主触头闭合，使电动机定子绕组通过反接制动电阻R得到与正常运转相序相反的三相交流电源，电动机进入反接制动状态，使电动机转速迅速下降。当电动机转速接近100r/min时，速度继电器常开触头复位，接触器KM2线圈电路被切断，反接制动结束。3.5 三相异步电动机电气制动控制反接制动控制单向反接制动8/11/2022733.5 三相异步电动

36、机电气制动控制反接制动控制正反向反接制动正转接触器反转接触器起动制动限流电阻短接接触器正转中间继反转中间继正转启动结束反转启动结束8/11/202274图中电阻R是反接制动电阻，同时也具有限制启动电流的作用。合上电源开关，按下正转启动按钮SB2，中间继电器KA3线圈通电并自锁，其常闭触头保证互锁中间继电器KA4线圈不被接通；KA3的另一个常开触头闭合，使接触器KM1线圈通电；KM1的主触头闭合，使定子绕组经电阻R接通正序三相电源，电动机开始降压启动。此时虽然中间继电器KA1线圈电路中KM1的常开辅助触头已闭合，但是KA1线仍无法通电，因为速度继电器BV的正转常开触头BV1尚未闭合。 3.5 三

37、相异步电动机电气制动控制反接制动控制正反向反接制动工作原理：8/11/202275当电动机转速上升到一定值时，BV的正转常开触头闭合，中间继电器KA1通电并自锁。这时由于KA1、KA3等中间继电器的常开触头均处于闭合状态，接触器KM3线圈通电，于是电阻R被短接，定子绕组直接加以额定电压，电动机转速上升到稳定的工作转速。在电动机正常运行的过程中，若是按下停止按钮SB1，则KA3、KM1、KM3三只线圈相继断电。由于此时电动机转子的惯性转速仍然很高，速度继电器的正转常开触头尚未复原，中间继电器KA1仍处于工作状态，因此接触器KM1的常闭触头复位后，接触器KM2线圈通电，其常开主触头闭合，使定子绕组

38、经电阻R获得反相序的三相交流电源，对电动机进行反接制动。转子速度迅速下降，当其转速小于100 r/min时，BV的正转常开触头恢复断开状态，KA1线圈断电，接触器KM2被释放，反接制动过程结束。 3.5 三相异步电动机电气制动控制反接制动控制正反向反接制动8/11/2022763.5 三相异步电动机电气制动控制能耗制动控制特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频 繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。 原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加 直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁 场，达到制动的目的。 8/11/202277按

39、时间原则控制单向运行接触器能耗制动接触器整流变压器桥式整流电路3.5 三相异步电动机电气制动控制能耗制动控制单向能耗8/11/2022783.5 三相异步电动机电气制动控制能耗制动控制单向能耗按速度原则控制8/11/2022793.6 常用机床电气控制机床的电气控制不仅要求能够实现启动、制动、反向和调速等基本功能，更要满足生产工艺的各项要求，还要保证机床各种运动的准确性和相互协调性，具有各种保护装置，工作可靠，实现操作自动化。应注意问题：(1)对机床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等有一定了解。(2)应了解机械操作手柄与电气开关元件的关系，了解机床液压系统与电气控制的关系等。(3)将整个控制

40、电路按功能分为若干局部控制电路，注意个局部电路之间的关系，然后再统观整个电路，形成一个整体。 8/11/2022803.6 常用机床电气控制车床的电气控制车床是一种应用最为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和定性表面，并可以用转头、铰刀等进行加工。卧式车床主要由床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。车削加工的主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率；进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向直线运动；辅助运动包括刀架的快速进给与快速退回、尾座的移动与工件的夹紧及松开等。8/11/202281目前大多数中、小型车床采用三相笼型感

41、应电动机拖动，主轴的变速是靠齿轮箱的机械有级调速来实现的。车削加工时，一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要反转退刀；同时，加工螺纹时，要求工件旋转速度与刀具的移动速度之间有严格的比例关系。为此，车床溜板箱与主轴箱之间通过齿轮传动来连接，而主运动与进给运动由一台电动机拖动。为了提高工作效率，有的车床刀架的快速移动由一台单独的进给电动机拖动。进行车削加工时，刀具的温度高，需用切削液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵，实现刀具的冷却。有的车床还专门设有润滑泵电动机，对系统进行润滑。 3.6 常用机床电气控制车床的电气控制8/11/2022823.6 常用机床电气控制车床

42、的电气控制以C6502型卧式车床电气控制为例进行分析。M1为主轴电动机，它拖动主轴旋转，并通过进给机构实现进给运动；M2为冷却泵电动机，提供切削液；M3为刀架快速移动电动机，它拖动刀架进行快速移动。 8/11/2022833.6 常用机床电气控制车床的电气控制车床电气控制制动限流电阻短接正转接触器反转接触器BV-2：速度继电器正向触点BV-1：速度继电器反向触点8/11/2022843.6 常用机床电气控制车床的电气控制主电路熔断器FU1为主电动机M1的短路保护，热继电器FR1为M1的过载保护。R为限流电阻，防止在点动时连续的启动电流造成电动机过载。KM1和KM2为M1正、反转接触器，接触器K

43、M3用于短接限流电阻。通过互感器接入的电流表A用来监视主电机绕组的电流。熔断器FU2和FU3分别为电动机M2和M3的短路保护，接触器KM4和KM5为M2、M3起停用接触器。FR2为M2的过载保护，由于快速电动机M3短时工作，所以不设过载保护。8/11/2022853.6 常用机床电气控制车床的电气控制控制电路的特点(1) 主轴电动机M1采用电气正反转控制。(2) M1容量为20 kW，采用电气反接制动，实现快速停车。(3) 为便于对刀操作，主轴设有点动控制。(4) 采用电流表来检测电动机的负载情况。8/11/2022863.6 常用机床电气控制车床的电气控制主轴电动机的控制(1) 主轴正反转控

44、制。由SB2、SB3和KM1、KM2组成主轴电动机正反转控制电路，并由KM3主触点短接反接制动电阻R，实现全压直接启动运转。(2) 主轴的点动控制。由主轴点动按钮SB4与KM1控制，并且在主轴电动机M1的主电路中串入电阻R，使M1减压启动和低速运转，获得单方向的低速点动，便于对刀操作。(3) 主轴电动机反接制动的停车控制。主轴停车时，由停止按钮SB1与正反转接触器KM1、KM2及反接制动接触器KM3、速度继电器BV构成电动机正反转反接制动控制电路，在BV控制下实现反接制动停车。 8/11/2022873.6 常用机床电气控制车床的电气控制主轴电动机的控制(4) 主轴电动机负载检测及保护环节。采

45、用电流表检测主轴电动机定子电流。为防止启动电流的冲击，采用时间继电器KT的常闭通电延时断开触点连接在电流表的两端，为此KT延时应稍长于M1的启动时间。而当M1制动停车时，按下停止按钮SB1，使KM3、KA和KT线圈相继断电释放，KT触点瞬时闭合，将电流表短接，以免使电流表受到反接制动电流的冲击。 8/11/2022883.6 常用机床电气控制车床的电气控制 刀架快速移动的控制刀架的快速移动由快速移动电动机M3拖动，由刀架快速移动手柄操作。当扳动刀架快速移动手柄时，压下行程开关SQ，接触器KM5线圈通电吸合，使M3电动机直接启动，拖动刀架快速移动。当将快速移动手柄扳回原位时，SQ不受压，KM5断

46、电释放，M3断电停止，刀架快速移动结束。 冷却泵电动机的控制由按钮SB5、SB6和接触器KM4构成电动机单方向启动、停止电路，实现对冷却泵电动机M2的控制。8/11/2022893.6 常用机床电气控制钻床的电气控制钻床的结构类型很多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床及多轴钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。由于摇臂钻床的运动部件较多，因此为简化传动装置，常采用多电动机拖动。摇臂钻床通常设有主电动机、摇臂升降电动机、夹紧放松电动机及冷却泵电动机。主轴变速机构和进给变速机构都装在主轴箱里，主运动与进给运动由一台笼型感应电动机

47、拖动。利用摇臂钻床加工螺纹时，主轴需要正反转。摇臂钻床主轴的正反转一般用机械方法变换，主轴电动机只做单方向旋转。为适应各种形式的加工，钻床的主运动与进给运动要有较大的调速范围。8/11/2022903.6 常用机床电气控制钻床的电气控制8/11/2022913.6 常用机床电气控制钻床的电气控制8/11/2022923.6 常用机床电气控制钻床的电气控制 控制电路的特点(1) 控制电路设有总启动按钮SB1和总停止按钮SB7，便于操纵和紧急停车。(2) 主电路由断路器QF1、QF2进行保护。断路器中的电磁脱扣作为短路保护，从而取代了熔断器。长期运转的主电动机M1与液压泵电动机M3设有热继电器FR

48、1、FR2作为长期过载保护。 (3) 采用4台电动机拖动，它们是主电动机M1、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3及冷却泵电动机M4。液压泵电动机拖动液压泵供压力油，经液压传动系统实现立柱与主轴箱的放松与夹紧及摇臂的放松与夹紧，并与电气配合，实现摇臂升降与夹紧放松的自动控制。由于这4台电动机容量较小，故均采用直接启动控制。8/11/2022933.6 常用机床电气控制钻床的电气控制 控制电路的特点(4) 对摇臂的移动必须严格按照“摇臂松开移动摇臂夹紧”的程序进行。为此，要求起夹紧、放松作用的液压泵电动机M3与摇臂升降电动机M2按一定的顺序启动工作，由摇臂松开行程开关SQ2与夹紧行程开关SQ3发

49、出的控制信号进行控制。 (5) 机床具有信号指示装置，对机床的每一主要动作做出显示，这样便于操作和维修。其中，HL1为电源指示灯；HL2为立柱与主轴箱松开指示灯；HL3为立柱与主轴箱夹紧指示灯；HL4为主轴电动机旋转指示灯。(6) 摇臂的夹紧、放松与摇臂的升降按自动控制进行，而立柱和主轴箱的夹紧、放松可以单独操作，也可以同时进行，由转换开关SA和按钮SB5或SB6控制。 8/11/2022943.6 常用机床电气控制钻床的电气控制电气控制电路分析(1)开车前的准备。首先将隔离开关接通，同时将电气控制箱门关好，然后将电源引入开关QF1扳到“接通”位置，引入三相交流电源。此时总电源指示灯HL1亮，表示机床电气电路已进入带电状态。按下总启动按钮SB1，中间继电器KA线圈通电吸合并自保，为主电动机及其他电动机启动做准备，同时触点KA闭合，为其他3个指示灯通电做准备。(2)主电动机的控制。主电