第2章电气控制基本电路

第2章:电气控制基本电路教学目的1.掌握电动机的起动、制动、调速等控制线路。2.会画，会接线、会分析电路的工作原理。3.了解在电力拖动控制系统中常用的控制原则。4.了解电力拖动系统中的保护环节。基本内容1.电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则2.电气控制基本电路

直接起动控制电路

降压起动电机的制动顺序控制3.电气控制线路的简单设计法4.电气控制电路分析重点和难点重点：

各种电动机的起动、制动等控制线路难点：

画出各种控制线路，并分析线路的工作原理

参考书《电气控制及可编程序控制器》

张凤珊主编中国轻工业出版社第1节

电气控制系统图的基本知识

1.电气线路图基本概念2.常用电气图形符号和文字符号3.端子标记4.电气图形5.电气控制线路图的绘制原则主要内容

以电动机和其他执行电器为被控对象，以继电器、接触器、按钮、行程开关、保护元件等器件组成的自动控制线路，称为电气控制线路。作用：

是对被控对象实现自动控制，以满足生产工艺的要求和实现生产过程自动化。1.1电气线路图的基本概念（1）什么是电气控制线路？（2）电气控制系统图电气控制系统图：为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，即：电气控制系统图。类型：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。图形符号文字符号1.2常用电气图形符号和文字符号（１）图形符号图形符号常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。注意：电气控制系统图中的图形符号必须按国家标准绘制。图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电操作的动作符号组合而成。国家电气图用符号标准：GB/T6988图形符号组合示例P18P18

断路器常常简称开关，能断开大电流，尤其是短路电流，灭弧能力强，断开点不明显；

负荷开关可以断开一定的电流，灭弧能力一般，兼具有断路器和隔离开关的作用；以上二者在允许的范围内都可以带负荷操作。

隔离开关俗称刀闸，没有灭弧能力，只能断开极小的电流，一般只能断开空载电路，使电路有个明显的断开点，常与断路器配合使用。（２）．文字符号文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号：单字母：表示电气设备、装置和元件大类双字母：一个大类+表示电器元件某些特性的字母辅助文字符号进一步表示电气设备、装置和元件的功能、状态和特征如“RD”表示红色，“L”表示限制等。文字符号功能：用于电气技术领域中技术文件的编制M3～热元件常闭触点FR举例：三相笼型异步电动机

MCQS或a.单极b.双极QS刀开关控制按钮SBSBSB

abc

a.常开触点b.常闭触点

SQSQ行程开关部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号

一般三极电源开关低压断路器常开触点常闭触点复合触点限位开关QKQFSQ熔断器常开常闭复合按钮FUSB线圈主触点常开辅助触点常闭辅助触点接触器KM线圈常开延时闭合触点常闭延时打开触点常开延时打开触点常闭延时闭合触点时间继电器KT部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号

常开触点常闭触点速度继电器热元件常闭触点热继电器线圈常开触点常闭触点中间继电器KVFRKA电磁铁YA线圈常开触点常闭触点电压继电器KU线圈常开触点常闭触点电流继电器KI信号灯HL直流电动机M变压器三相异步电动机M转换开关SA1.3端子标记组成：电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符号标记。国家标准：GB4026—83《电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则》规定：三相交流电源的引入线标记

L1、L2、L3、N（中性线）、PE（保护接地）直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L－与M标记三相动力电器的引出线分别按U、V、W顺序标记。分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记1.4电气图形1.类型：常用的电气图有系统图、框图、电气原理图、电器布置图和电气安装接线图等。（1）系统图：用于描述系统或成套装置，如图1.9所示。（2）框图：用于描述分系统或设备。

国家标准GB6988.3—86《电气制图系统图和框图》中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。图1.9系统图（3）电器布置图：用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。例如，图1.10为某工厂电器位置图，图中详细地绘制出了电气设备中每个电器元件的相对位置，图中各电器元件的文字代号必须与相关电路图中电器元件的代号相同。50505050320360线槽端子板FU1熔断器FU2KMFR热继电器TC变压器FU3FU4图1.10CW6132型车床电器布置图1.5电器布置图绘制原则电器布置图按其外形形状画出。在图中往往留有10%以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供走线和改进设计时用。在图中还需要标注出必要的尺寸。通常将电器布置图与电气安装接线图组合在一起，既起到电气安装接线图的作用，又能清晰地表示出电器的布置情况。电气安装接线图接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。它是检修和查找故障时所需的技术文件，如图1.11所示。在国家标准GB6988.5—86《电气制图接线图和接线表》中详细规定了编制接线图的规则。导线的颜色与线径EL0HL23142423103×2.5mm22M1M2413×2.5mm23×1mm25×0.75mm23×0.75mm23×2.5mm2QSQ1图1.11CW6132型车床电气互连图图1-27CW6132型卧式车床控制板安装接线图绘制电气安装接线图应遵循以下原则：①各电器元件必须用规定的图形和文字符号绘制。同一电器的各部分必须画在一起，其图形、文字符号和端子板的编号必须与原理图一致。各元件的位置必须与电器布置图相对应。图1-27CW6132型卧式车床控制板安装接线图。

②不在同一控制柜、控制屏等控制单元上的电器元件之间必须通过端子板进行连接。③电气安装接线图中走线方向相同的导线用线束表示，连接导线应注明导线的规格（数量、截面积等）；若采用线管走线时，须留有一定数量的备用导线，还应注明线管尺寸和材料。

电气原理图的目的：是便于阅读和分析控制线路。电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开形式绘制的。

包括：电器元件的导电部分和接线端子，并不按照电器元件的实际位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。

1.6电气原理图1.电气控制线路图的绘制原则

（1）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。

主电路：

包括组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等。

辅助电路：

包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。

P20（2）所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。（3）电器元件的布局，应根据便于阅读的原则安排。（4）当同一电器元件的不同部件分散在不同位置时，要在电器元件的不同部位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来区别。（5）所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。（6）应尽量减少线条和避免线条交叉。图纸尺寸各种图的图纸尺寸一般选用：297×210（

mm）

297×420（

mm）

297×630（

mm）

297×840（

mm）四种幅面，特殊需要可按

GB126—74《机械制图》国家标准选用其他尺寸。

某机床电气原理图主电路：电源—电机辅助电路2图面区域的划分图区编号元件或电路的功能

为了便于确定原理图内容和各组成部分的位置，方便阅读，往往需要将图面划分为若干区域。图幅分区的方法是：在图的边框处，竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字，编号顺序应从左上角开始。图幅分区示例下图所示。

在具体使用时，对水平布置的电路，一般只需标明行的标记；对垂直布置的电路，一般只需标明列的标记；复杂的电路才采用组合标记。

另外在图区编号的下侧一般还设有用途栏，用文字注明该栏对应的下方电路或元件的功能，以利于理解全电路的工作原理。由于接触器、继电器的线圈和触点在电气原理图中不是画在一起。为了便于阅读，在接触器、继电器线圈的下方画出其触点的索引表，阅读时可以通过索引表方便地在相应的图区找到其触点。

3图幅分区及符号位置索引

对于接触器KM，索引表有三栏，有主触点和辅助常开、常闭触点图区号，各栏的含义为：3图幅分区及符号位置索引KM6×4××4KA9×13×××××对于继电器KA，索引表只有两栏，有常开、常闭触点图区号，各栏的含义为:3图幅分区及符号位置索引KM6×4××4KA9×13×××××结束第2节继电接触控制系统的

基本控制电路1电动机控制的基本环节2降压起动3电机的制动4顺序控制返回本章首页2.1电动机控制的基本环节

(直接起动控制电路)直接起动：也即三相异步电动机全压起动。就是起动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，称直接起动。

1.单向旋转2.点动控制3.可逆转动4.自动往返运动2.1.1启动、停止控制线路

(单向旋转控制电路)（1）点动正转控制线路

（2）接触器自锁正转控制线路

（3）连续与点动混合控制的正转控制电路

（1）.点动正转控制线路点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。起动：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起动运行。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。停止使用时：断开电源开关QS。

（2）接触器自锁正转控制线路要求电动机起动后能连续运行。采用图示的接触器自锁正转控制线路。

启动按钮停止按钮启动停止电路的保护环节：1）短路保护：当控制线路发生短路故障，应能立即切断电源。FU1—主电路

FU2—控制线路的短路保护。

[注]：熔断器的规格根据电动机的启动电流大小作适当选择。

电路的保护环节：2）过载保护：电动机长期超载运行，会造成电动机绕组温度升高超过允许值而损坏，通常要采用过载保护。过载保护的特点：负载电流越大，保护动作时间越快，但不能受电动机启动电流影响而动作。

*由热继电器FR完成，其发热元件的额定电流按电动机额定电流来选择。思考题电动机的起动电流很大，起动时热继电器应不应该动作？为什么？答：启动时热继电器不应动作；若热继电器动作，则电动机将反复启动，这样对电动机来说是不允许的。答：由于热继电器的热惯性比较大，即使热元件流过几倍额定电流，热继电器也不会立即动作。因此在电动机启动时间不长的情况下，热继电器是不会立即动作。电动机的起动电流很大，起动时为什么热继电器不动作？电路的保护环节：

3）欠压保护：电机正常运转，但由于电源电压过分降低可能会使电机转速下降，若负载转矩不变，使电流过大，电机损坏或停机。需要在电源电压降低到允许时将电动机电源自动切断，这叫做欠电压保护。

失电压保护：在电动机正常运行时，因为电源电压的消失而使电动机停转，那么电源电压恢复时，电动机就可能自行启动，可能造成人身或设备的事故。防止电源电压恢复时电动机的自启动的保护，也叫零电压保护。

电路的保护环节图示实现保护方法：依靠接触器本身实现保护：

在电源电压降低到允许时将电动机电源自动切断，依靠接触器本身实现保护。当电源电压降低到一定程度或失电时，接触器KM的电磁吸力小于反力，电磁机构会释放，主触点把主电源断开，电动机停止运转。（3）连续与点动混合控制的正转控制电路

要求：机床设备在正常运行时，电动机处于连续运行状态。在试车或调整刀具与工件的相对位置时，电动机能点动控制。保护电器动作规律一般保护电器应有的功能是：既能保证控制线路长期正常运行，又能起到保护电动机及其他电器设备免受不正常运行带来的损伤。因此，它们的动作规律是：线路正常运行时，处于“通”状态；一旦线路发生故障，立即转为“断”。1）基本的点动控制启动按钮SB2）连续控制带转换开关SA的点动控制线路

3）点动控制增加复合按钮SB3来实现点动控制

连续控制点动控制图1-38实现点动的几种控制线路2.1.2多地控制线路定义：

多地控制电路设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置，故称多地控制。特点：起动按钮的常开触点并联，停止按钮的常闭触点串联。操作：无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行。多地控制多地启动2.1.3可逆转动用途：生产机械常常要求具有上下、左右、前后等相反方向的运动。如：机床工作台的往复运动，要求电动机能可逆运行。实现原理：由电动机原理，三相异步电动机的三相电源进线中任意两相对调，电动机即可反向运转。实现方法：借助正反向接触器改变定子绕组相序来实现正反向工作。

图1-40三相异步电动机可逆控制线路1。无联锁，当误操作即同时按正反向启动按钮SB2和SB3时，易造成短路故障。图1-40三相异步电动机可逆控制线路2。有联锁控制，正-停-反图1-40三相异步电动机可逆控制线路2。有联锁控制，正-停-反图1-40三相异步电动机可逆控制线路2。有联锁控制，正-停-反图1-40三相异步电动机可逆控制线路3。有联锁控制，正-反-停。不按停止按钮，直接按反向启动按钮就能使电动机反向工作。

图1-40三相异步电动机可逆控制线路3。有联锁控制，正-反-停。不按停止按钮，直接按反向启动按钮就能使电动机反向工作。

可逆转动互锁：将其中一个接触器的常闭触点串入另一个接触器线圈电路中，则任一接触器线圈先带电后，即使按下相反方向按钮，另一接触器也无法得电，这称为互锁。2.1.3.自动往返运动（行程控制）

在生产实践中，有些生产机械的工作台需要自动往复运动，如龙门刨床、导轨磨床等。因为有行程限制，所以常用行程开关做控制元件来控制电动机的正反转，称为行程控制。

KM1、KM2分别为电动机正、反转接触器SQ1为反向转，正向行程开关SQ2为正向转，反向行程开关SQ3、SQ4分别为正向、反向极限保护用限位开关。自动往复控制线路超程限位保护反向自动往复控制线路超程限位保护反向自动往复控制线路超程限位保护反向2.1.4优先控制电路优先控制电路也是一种互锁控制电路，通常分为先动作优先和后动作优先。先动作优先控制电路的工作状态是：无论哪一台设备先动作，其他设备则不能动作，即先动作优先。中间继电器2.1.4优先控制电路后动作优先控制电路的工作状态是：启动多台设备的任一台工作，前面所有工作的设备自动停止工作，即后动作优先。思考题分析图中各控制电路按正常操作时会出现什么现象？若不能正常工作加以改进。

(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)2.2联锁控制(顺序控制)

联锁控制:凡是生产线上某些环节或一台设备的某些部件之间具有互相制约或互相配合的控制，均称为联锁控制。按顺序工作时的联锁控制称为顺序控制。顺序控制：是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。用途：用于实现机械设备依次动作的控制要求。有：①主电路顺序控制②控制电路的顺序控制1-9①主电路顺序控制KM2串在KM1触点下，故只有M1工作后M2才有可能工作。②控制电路的顺序控制a）KM1的辅助常开触点起自锁和顺控的双重作用。b）单独用一个KM1的辅助常开触点作顺序控制触点。c）M1—>M2的顺序起动、M2－>M1的顺序停止控制。顺序停止控制分析：KM2线圈断电，SB1常闭点并联的KM2辅助常开触点断开后，SB1才能起停止控制作用，所以，停止顺序为M2－>M1。实现联锁控制的关键是正确地选择和安排联锁触点。其相互制约关系用各自控制电器的常闭触点串接到对方电器的线圈通路中来保证。要实现顺序动作联锁，则应将先通电电器的常开触点串接在后通电电器的线圈通路中，将先断电电器的常开触点并接到后断电电器的线圈通路中的停止按钮上。具体方法有：接触器和继电器触点的电气联锁，复合按钮联锁，行程开关联锁，操纵手柄以及转换开关联锁等

2.3按控制过程的变化参量进行控制

生产过程常常伴随着一系列的参数变化，如机械位移、温度、流量、压力、电流、电压、转矩等。常见的有按时间、转速、电流、位置变化参量进行控制的电路，分别称为时间、速度、电流和行程原则的自动控制。2.3.1时间原则控制

电气控制系统按时间原则进行控制，应用极其广泛。时间继电器是时间控制的基本电器。利用时间控制原则可以实现：电动机降压启动电动机制动过程的自动控制，自动间歇控制各种动作的时间顺序控制等。下面举例分析以时间为变化参量的时间原则控制线路。缺点：起动电流大(额定电流的5～7倍)。过大的起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。起动方式直接起动(全压起动)直接起动只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。电动机直接起动的判断:一、降压起动为什么要降压起动？

电机起动时起动电流一般为额定电流Ie的6-7倍。因此，在起动瞬间对电网冲击很大，对变压器的容量要求更高，同时，也对其它的用电设备造成很大的影响。

降压起动用途：三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相交流异步电动机空载和轻载起动时减小起动电流。一般，当电源(变压器)容量小于180KVA，实际工作中容量超过7.5KW的电机都要求降压启动。

降压起动类型：定子绕组串电阻（电抗）起动；自耦变压器降压起动；

Y—△降压起动；延边三角形降压起动。降压起动的实质：减小起动时加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流；而起动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。

1.定子绕组串电阻（电抗）起动控制线路

定子串电阻降压启动是电动机启动时，在三相定子电路串接电阻，使得加在定子绕组上的电压降低，启动结束后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。

特点：起动转矩小，加速平滑，但电阻损耗大。用电抗器代替电阻：价格较贵，成本较高。设备简单，用于中小型生产机械中。

适用场合：电动机容量不大，起动不频繁且平稳。KM1KM2RKM1KTKM2SB1KM1KM1M3KM1KTKM2KTKM2KM2SB1KM2SB2M3KM1、KT须一直通电SB2延时继电器2.自耦变压器起动法

自耦变压器降压起动：——是指电动机起动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压。待电动机起动后，再将自耦变压器脱离，使电动机在全压下正常运行。特点：相对定子串绕组从电网索取的电流小，但自耦变压器价格昂贵，适合用于大容量笼式异步电动机的启动。图2.16自耦变压器降压起动启动自耦变压器图2.16是采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮和自耦变压器等元件组成。自耦变压器起动图2.16自耦变压器降压起动启动自耦变压器KM1为正常运转接触器KM2为降压起动接触器KA为起动中间继电器KT为降压起动时间继电器

自耦变压器起动特点起动转矩大（60%、80%抽头），损耗低，但设备庞大成本高。重载起动。适用场合起动过程中会出现二次涌流冲击，适用于不频繁起动、容量在30kw以下的设备中。自耦变压器起动①降压原理：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，运行时电动机定子绕组接三相交流电源，并将自耦变压器从电网切除。②主电路：起动时，KM2主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM1主触点闭合，电动机接三相交流电源，KM2主触点断开，自耦变压器被切除。③控制电路：起动过程分析按动SB1－>KM2线圈通电自锁－>电动机M自耦补偿起动；－>KT线圈通电延时-->KA线圈通电自锁－>KM2、KT线圈断电-->KM1线圈通电－>电动机M全压运行。3.星形-三角形（Y-D）起动起动时，定子绕组先接成Y联结，接入三相交流电源，起动电流下降到全压起动时的1/3，对于Y系列电动机直接起动时起动电流为额定电流IN的5.5～7倍。星形—三角形（Y—△）降压起动原理：是指电动机起动时，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。

注意：Y—△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。

降压原理：起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时△连接。Y:每相绕组220V△:每相绕组380V１）．按钮、接触器控制Y—△降压起动控制线路

线路的工作原理为：按下起动按钮SB1，KM1、KM2得电吸合，KM1自锁，电动机星形起动，待电动机转速接近额定转速时，按下SB2，KM2断电、KM3得电并自锁，电动机转换成三角形全压运行。

2）．时间继电器控制Y—△降压起动控制线路

工作原理：按下按钮SB1，KM1、KM2得电吸合，电动机星形起动，同时KT也得电，延时后时间继电器KT常闭触头打开，使得KM2断电，常开触头闭合，使得KM3得电闭合并自锁，电动机由星形切换成三角形正常运行。

主电路分析：KM1、KM2——Y起动，KM1、KM3——△运行。KM2和KM3的主触点不能同时闭合，否则主电路会发生短路。故电路中用KM2和KM3常闭触点进行电气互锁。线路的工作原理为：按下起动按钮SB1，KM1、KM2得电吸合，KM1自锁，电动机星形起动，待电动机转速接近额定转速时，按下SB2，KM2断电、KM3得电并自锁，电动机转换成三角形全压运行。

１）．按钮、接触器控制Y—△降压起动控制线路

主电路分析：KM1、KM2——Y起动，KM1、KM3——△运行。KM2和KM3的主触点不能同时闭合，否则主电路会发生短路。故电路中用KM2和KM3常闭触点进行电气互锁。工作原理：按下按钮SB1，KM1、KM2得电吸合，电动机星形起动，同时KT也得电，延时后时间继电器KT常闭触头打开，使得KM2断电，常开触头闭合，使得KM3得电闭合并自锁，电动机由星形切换成三角形正常运行。2）．时间继电器控制Y—△降压起动控制线路Y-△降压起动特点起动转矩小，仅为额定值的1/3；转矩特性差（起动转矩下降为原来的l／3）。注意：起动的时间取决与负载的大小。适用场合电动机正常工作时定子绕组必须△接，轻载起动。（Y系列鼠笼型异步电动机功率为4.0kW以上者均为△形接法。）4.延边三角形降压起动延边三角形降压起动：——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，待电动机起后，再把定子绕组切换成“△”形全压运行

4.延边三角形降压起动①原理：绕组连接67、48、59构成延边三角形接法，绕组连接16、24、35为△接法。延边三角形降压起动控制电路

KM1、KM3使接点1、2、3接三相电源，67、48、59对应端接在一起构成延边三角形接法，用于降压起动。

延边三角形降压起动控制电路

KM1、KM2使接点16、24、35接在一起，构成△连接，用于全压运行。控制电路与Y-△起动控制电路相同，不再分析鼠笼式异步电动机起动方法比较找出如图所示的Y—△降压起动控制线路中的错误，并画出正确的电路。二、三相交流异步机制动控制电路所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转（或限制其转速）。制动的方法一般有两类：机械制动和电力制动。一、机械制动

当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转。机械制动电磁抱闸制动器MZD1系列交流单相制动电磁铁TJ2系列闸瓦制动器电磁抱闸制动器工作原理示意图1－弹簧2－衔铁3－线圈4－铁心5－闸轮6－闸瓦7－杠杆电源电磁抱闸断电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KMKHSB2SB1KMYBQSKMKHM3～电磁抱闸断电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKM合上电源开关QSKHKHM3～热继电器和FR电磁抱闸断电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKM按下SB2KM线圈得电KHKHM3～电磁抱闸断电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKMKM自锁触头闭合,自锁，松开SB2KM主触头闭合，电磁抱闸线圈YB得电，使抱闸的闸瓦与闸轮分开,电动机起动运行KHKHM3～电磁抱闸断电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKM停:按SB1，接触器KM失电释放电磁抱闸线圈YB也失电，在弹簧的作用下，闸瓦与闸轮紧紧抱住KHKHM3～电磁抱闸通电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KM1KHSB1SB2KM1YBQSKM1KHM3～KM2KM2KM1电路组成分析电磁抱闸通电制动控制线路L1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1合上电源开关QSKM2KHKHM3～FU2YBKM2电磁抱闸通电制动控制线路L1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1按下SB1KM1线圈得电KM2KHKHM3～FU2YBKM2电磁抱闸通电制动控制线路L1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1KM1自锁触头闭合,自锁，松开SB1KM1联锁触头断开，KM1主触头闭合电动机起动运行电磁抱闸线圈YB不得电KM2KHKHM3～YBKM2FU2电磁抱闸通电制动控制线路L1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1KM2停：按下SB2KM1线圈失电释放KM2线圈得电，KM2主触头闭合电磁抱闸线圈YB得电，使闸瓦与闸轮紧紧抱住KHKHM3～YBFU2KM2二、电力制动电动机产生一个和电动机实际旋转方向相反的电磁转矩，使电动机迅速停转。（一）反接制动（二）能耗制动

（一）反接制动１.反接制动原理在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向旋转，在转子上产生的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。反接制动单向启动反接制动控制M3～L1L2L3FU1FU2KM1KM2KHSB1KM1SB2KM2KM1KM2KHQSＲKM1nKSKM2KS单向启动反接制动控制L1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2QSＲKM1nKSKM2KS合上电源开关QSM3～KM1KHKM2KHKM1KM2单向启动反接制动控制L1L2L3FU1FU2KM2SB1KM2SB2KM1KM2QSＲKM1nKSKM1KS按下SB1KM1线圈得电M3～KM1KHKM2KH单向启动反接制动控制L1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSＲKM1KSKM2KSnKM1自锁触头闭合,自锁，松开SB1KM1主触头闭合,电动机起动，运行在转速高到一定值时，速度继电器KS闭合M3～KM1KHKM2KH单向启动反接制动控制L1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSＲKM1KM2KSn停：按下SB2KM1失电释放KM2线圈得电，KM2主触头闭合，电动机串联电阻反接，反接制动KM2自锁触头闭合M3～KM1KHKM2KHKS单向启动反接制动控制L1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSＲKM1KM2KSn停：松开SB2继续反接制动M3～KM1KHKM2KHKS单向启动反接制动控制L1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSＲnKM2KS当转速降低到一定值时，KS断开KM2线圈失电，各触头复位M3～KM1KHKM2KHKM1KS

（二）能耗制动

电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感应电流受静止磁场的作用以达到迅速制动目的。M3～L1L2L3KM1KHSB1KM1SB2KM1KM2KHKM1KTKM2VUWQSFU1FU2单向启动能耗制动自动控制线路KM2电路组成分析定子绕组直流电通路KM2VKM2KTKTL1L2L3KM1SB1KM1SB2KM1KM2KM1KTKM2QSFU1FU2KM2合上电源开关QS按下SB1KM1线圈得电单向启动能耗制动自动控制线路KM2VM3～KHKHVUWKM2KTKTL1L2L3KM1SB1KM1SB2KM1KM2KM1KTKM2QSFU1FU2KM2KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合KM1联锁触头分断单向启动能耗制动自动控制线路KM2VM3～KHKHVUWKM2KTKTL1L2L3KM1SB1KM1SB2KM2KM1KM2KM1KTKM2KM2VQSFU1FU2KTKTKM2按下SB2KM1线圈失电KM1自锁触头分断KM1主触头分断KM1联锁触头闭合KM2线圈得电KT线圈得电单向启动能耗制动自动控制线路M3～KHKHVUWL1L2L3KM1SB1KM1SB2KM1KM2KM1KTKM2KM2QSFU1FU2KTKM2KM2自锁触头闭合KM2主触头闭合电动机半波能耗制动KM2联锁触头闭合KT瞬时闭合触头闭合松开SB2单向启动能耗制动自动控制线路VM3～KHKHVUWKM2KTL1L2L3KM1SB1K1SB2KM2KM1KM2KM1KTKM2KM2VQSFU1FU2KTKTKM2KT延时断开触头延时分断KM2线圈失电KT线圈失电各触头复位单向启动能耗制动自动控制线路M3～KHKHVUWFU2KHSB1KM1SB2KM1KM2KTKTKTKM2KM2KM1M3～L1L2L3FU1KM1QSFU3VCTCKHRKM2VUW3KM2有变压器桥式整流能耗制动控制线路电路组成分析FU2SB1KM1SB2KM1KM2KTKTKTKM2KM2KM1L1L2L3FU1KM1QSFU3VCTCRKM2VUW3KM2有变压器桥式整流能耗制动控制线路合上电源开关QS按下SB1KM1线圈得电KHM3～KHFU2SB1KM1SB2KM1KM2KTKTKTKM2KM2KM1L1L2L3FU1KM1QSFU3VCTCRKM2VUW3KM2有变压器桥式整流能耗制动控制线路KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合KM1联锁触头分断松开SB1KHM3～KHFU2SB1KM1SB2KM1KM2KTKTKTKM2KM2KM1L1L2L3FU1KM1QSFU3VCTCRKM2VUW3KM2有变压器桥式整流能耗制动控制线路按下SB2KM1线圈失电KM1自锁触头分断KM1主触头分断KM1联锁触头闭合KM2线圈得电KT线圈得电KHM3～KHFU2SB1KM1SB2KM1KM2KTKTKTKM2KM2KM1L1L2L3FU1KM1QSFU3VCTCRKM2VUW3KM2有变压器桥式整流能耗制动控制线路KM2自锁触头闭合KT瞬时闭合触头闭合KM2主触头闭合电动机半波能耗制动KM2联锁触头分断松开SB1KHM3～KHFU2SB1KM1SB2KM1KM2KTKTKTKM2KM2KM1L1L2L3FU1KM1QSFU3VCTCRKM2VUW3KM2有变压器桥式整流能耗制动控制线路KT延时断开触头延时分断KM2线圈失电KT线圈失电各触头复位KHM3～KH（三）电容制动当电动机切断交流电源后，立即在电动机定子绕组的出线端接入电容器来迫使电动机迅速停转的方法叫电容制动。电容制动原理当旋转着的电动机断开交流电源时，转子内仍有剩磁。随着转子的惯性转动，形成一个随转子转动的旋转磁场。该磁场切割定子绕组产生感生电动势，并通过电容器回路形成感生电流，这个电流产生的磁场与转子绕组中的感生电流相互作用，产生一个与旋转方向相反的制动力矩，使电动机受制动迅速停转。电容制动M3～L1L2L3FU1FU2KM1KM2KHSB1SB2KM1KM1KM1KM2KHUVWQSRKM1＝＝＝电路组成分析KTKTKM2合上电源开关QS按下SB１KM1线圈得电电容制动L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM1KM1KM2UVWQSRKM1＝＝＝KTKTKM2M3～KHKH电容制动L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM1KM1KM2UVWQSRKM1＝＝＝KTKTKM2KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合KM1联锁触头分断KM1辅助触头闭合KT线圈得电KT瞬时闭合延时断开触头闭合松开SB1M3～KHKH电容制动L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM1KM1KM2UVWQSRKM1＝＝＝按下SB2KM1线圈失电KM1联锁触头闭合KM2线圈得电KM2主触头闭合KM2联锁触头分断电容制动开始KTKTKM2M3～KHKH电容制动L1L2L3FU1FU2KM1KM2SB1SB2KM1KM1KM1KM2UVWQSRKM1＝＝＝KT瞬时闭合延时断开触头延时分断KM2线圈失电各触头复位电容制动结束KTKTKM2M3～KHKH2.3.2速度原则控制速度原则控制取转速为变化参量，利用速度继电器检测转速和转向。速度原则控制可以实现：电动机反接制动能耗制动的控制过程。1速度原则控制的

单向能耗制动控制线路采用速度继电器来检测电动机的速度变化，在120～3000/min范围内速度继电器触点动作，当转速低于100r/min时，触点复位。速度继电器要与电动机同轴旋转。速度原则控制的单向能耗制动控制线路按下按钮SB1

KM1断电

KM2得电

能耗制动

KS常开触点复位（断开）KM2断电

结束

切断电机交流电制动过程为：电动机正常运行，速度继电器的常开触点KS闭合，为制动做准备。当要停车制动时，按下复合按钮SB1，接触器KM1线圈断电，其三个主触点断开，切断通往电动机的交流电源，同时接触器KM2线圈得电，其三个主触点闭合，给电动机通直流电，进入能耗制动。当电动机的转速下降至接近零时，KS的常开触点断开，使KM2线圈断电，KM2常开触点断开，断开直流电源，能耗制动结束。异步电动机能耗制动与反接制动比较基本电路的结构特点1.自锁——接触器常开触点与按钮常开触点相并联。2.互锁——两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中。3.点动——无自锁环节。4.多地——按钮的常开触点并联、常闭触点串联。5.多条件——按钮的常开触点串联、常闭触点并联。第3节电气控制线路的简单设计法

电气控制系统的设计一般包括确定拖动方案、选择电机容量和设计电气控制线路。电气控制线路的设计分为主电路设计和控制电路设计。

通常采用：1.一般设计法：也称经验设计法，根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路。2.逻辑设计法：根据生产工艺要求，利用逻辑代数来分析，设计控制线路。P24一、简单设计法介绍经验设计法是根据控制任务将控制系统划分为若干控制环节，可以参考典型控制线路进行设计，然后考虑各环节之间的联锁关系，经过补充、修改，综合成完整的控制线路。

1.经验设计法的几个主要原则（1）最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制线路的要求。（2）在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠。①尽量减少电器的数量②尽量减少控制线路中电源的种类③尽量缩短连接导线的长度和数量④正确连接触点⑤正确连接电器的线圈×√⑥元器件的连接⑦要注意电器之间的联锁和其他安全保护环节。×√2.简单设计法设计举例

题目：现有三台电动机M1、M2、M3，要求：启动顺序为：先启动M1，经T1后启动M2，再经T2后启动M3；停车时要求：先停M3，经T3后再停M2，再经T4后停M1。三台电动机使用的接触器分别为KM1、KM2和KM3。试设计该三台电动机的启/停控制线路。M1M2M3M1M2M3SB1SB2

启动按钮

停止按钮T1T2T3T4题目分析：该系统应有一个启动按钮（SB1）和一个停止按钮（SB2），另外，要用四个时间继电器KT1、KT2、KT3和KT4。其定时值依次为：T1、T2、T3和T4，工作顺序如图所示。解题分析：从上图中可以看出，

M1的启动信号为SB1，停止信号为KT4计时时间到；

M2的启动信号为KT1计时到，停止信号为KT3计时到；

M3的启动信号为KT2计时到，停止信号为SB2。注意在设计时，考虑到启动/停止信号要用到短信号，所以要注意对定时器及时复位。在原理图中，KT1、KT2线圈上串联了接触器KM2和KM3的常闭触点，这是为了得到启动短信号而采取的措施；而KT2、KT1线圈上的常闭触点KT3和KT4的作用是为了防止KM3和KM2断电后，KT2和KT1的线圈再重新得电而采取的措施。因为若T2<T3或T1<T4时，有可能造成KM3和KM2重新启动。设计难点：是找到KT3、KT4开始工作的条件，以及KT1、KT2的逻辑。

FR1~FR3分别为三台电机的热继电器常闭触点，它是为了防止过载而采取的措施。二逻辑设计法（数学辅助分析法）

用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算逻辑函数与继电接触控制线路图主要内容1.用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算

（1）“与”运算（逻辑乘）逻辑代数中运算符号“×”或“·”读作“与”。“与”运算的真值表如表2.2所示。表2.2与运算

实现逻辑乘的器件：实现逻辑乘的器件叫做“与”门。图（b）显示出了继电控制线路中“与”运算的实例，它表示触点的串联。若规定触点接通为“1”，断开为“0”，线圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写出：

KM＝KA1×KA2只有触点KA1、KA2均接通，接触器线圈KM能通电。（a）逻辑符号（b）控制线路实例图2.18逻辑“与”KM＝KA1×KA2（2）“或”运算（逻辑加）逻辑代数中运算符号“+”读作“或”。“或”运算的真值表如表2.3所示。表2.3或运算实现逻辑加的器件叫做“或”门，它的逻辑符号如图（a）所示，图（b）显示出了继电控制线路中“或”运算的实例，它表示触点的并联，可写成：KM＝KA1+KA2。当触点KA1或KA2接通，或者KA1和KA2都接通时，接触器线圈都可通电。逻辑“或”（a）逻辑符号（b）控制线路实例2（3）“非”运算（逻辑非）逻辑代数中“非”运算的符号用变量上面的短横线表示，读作“非”。“非”运算的真值表如表2.4所示。——它表示了事物相互矛盾的两个对立面之间的关系。这种规律的因果规律称为“非”逻辑关系。表2.4非运算实现逻辑“非”的器件叫做“非”门。图2.20（b）示出了继电控制线路中“非”运算的实例，通常称KA为原变量，KM1为反变量，它们是一个变量的两种形式，如同一个继电器的一对常开、常闭触点，在向各自相补的状态切换时同步动作。图（b）中，触点KA的取值与线圈KM的取值相同，而KM1与继电器的常闭触点的取值相同，所以，故实现了非运算。（a）逻辑符号（b）控制线路实例图2.20逻辑“非”反变量原变量电路化简逻辑法¯¯0和1定则:0+A=A，1.A=A，1+A=1，0.A=0A+A=1A.A=0同一定律A+A=AA.A=A反转定律A=A—交换律A+B=B+AA.B=B.A结合律(A+B)+C=A+(B+C)(A.B).C=A.(B.C)分配律A.(B+C)=AB+B.CA+B.C=(A+B).(A+C)摩根定律A+B=A.B——__A.B=A+B——__电路化简逻辑法吸收率A+A.B=AA.(A+B)=AA+A.B=A+BA.(A+B)=A.B——A.B+A.C+BC=A.B+A.C__(A+B)(A+C)(B+C）=(A+B)(A+C)__2.逻辑函数与继电接触控制线路图

（1）逻辑函数（2）逻辑图和继电接触控制线路图由继电接触控