《自主选择课余生活》人教部编版道德与法治教学课件3

第二章电气控制系统的

基本环节目的：

学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机起、停，正反转，多地，多条件控制电路的基本原理；减压起动控制电路；制动控制电路；变极调速。绕线式异步电动机的控制电路；电液控制技术；直流电动机基本控制电路。要求：

领会常用控制电路的设计思想，学会分析基础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路。4/1/20241a第二章电气控制系统的

基本环节目的：3/31/章节安排：第一节电气控制电路图的绘制第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制第四节三相笼型异步电动机的制动控制第五节其他典型控制环节第六节三相绕线式异步电动机的起动控制第七节三相笼型异步电动机的调速控制线路本章小结4/1/20242a3/31/20242a第一节电气控制线路图的绘制

电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等需要用统一的形式来表达，即电气图。电气图的表示方法有：电气原理图、安装接线图、元件布置图。2.1.1电气图的图形符号和文字符号2.1.2电气原理图2.1.3电气元件布置图2.1.4电气互连图4/1/20243a第一节电气控制线路图的绘制电气控制系统的组成结构、工2.1.1电气图的图形符号和文字符号1.图形符号图形符号是用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。详见附录A。2.文字符号文字符号是用来表示电气设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。分基本文字符号和辅助文字符号。第一节电气控制线路图的绘制4/1/20244a2.1.1电气图的图形符号和文字符号第一节电气控制线路图第一节电气控制线路图的绘制2.1.1电气图的图形符号和文字符号１）基本文字符号有单字母和双字母符号两种。单字母符号是按拉丁字母将各种电气设备、

装置和元器件划分为23大类.如“Q”表示开关类,“C”表示电容器类.双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成,如“R”表示电阻器类,“RT”表示热敏电阻器.4/1/20245a第一节电气控制线路图的绘制2.1.1电气图的图形符号和文第一节电气控制线路图的绘制2.1.1电气图的图形符号和文字符号2)辅助文字符号用以表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征的如“SYN”表示同步，“L”表示限制，“RD”表示红色等．3)补充文字符号基本文字符号和辅助文字符号在使用中仍不够用时进行补充．如“G1”表示１号发动机，“T2”表示２号变压器．4/1/20246a第一节电气控制线路图的绘制2.1.1电气图的图形符号和文第一节电气控制线路图的绘制2.1.2电气原理图电气原理图也称电路图，表示电流从电源到负载的传送情况和电器元件的动作原理，但它不表示电器元件的结构尺寸、安装位置和实际配线方法电气原理图分两部分：主电路：从电源到电动机的电路，强电流通过部分控制电路：控制、照明、信号电路，小电流通过电气原理图的绘制规则：主电路：粗实线，放左边控制电路：细实线，放右边4/1/20247a第一节电气控制线路图的绘制2.1.2电气原理图3/31/第一节电气控制线路图的绘制2.1.2电气原理图电气符号画法：一般垂直放置，也可以逆时针转动90水平放置。图中电器元件的状态为常态（未压动、未通电……）电路图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。4/1/20248a第一节电气控制线路图的绘制2.1.2电气原理图3/31/第一节电气控制线路图的绘制电动机起停电气原理图4/1/20249a第一节电气控制线路图的绘制电动机起停电气原理图3/31/2第一节电气控制线路图的绘制2.1.3电气元件布置图电气元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置．图中各电器代号应与有关电路图和电器清单上所有代号相同.主盘电气安装位置图操作面板电气安装位置图4/1/202410a第一节电气控制线路图的绘制2.1.3电气元件布置图主盘电第一节电气控制线路图的绘制2.1.4电气互连图电气互连图表示电气控制柜配电盘之间、以及和外部器件之间的接线关系。电气互连图绘制规则：①导线连接关系控制盘（板）之间，控制盘与外设(照明灯、操作面板、电动机、电源引入线)之间用导线束表示导线的连接关系，图中应注明导线的颜色、数量、长度、载流面积等参数。②穿线管的使用为保护设备外部的连接导线，经常使用穿线管走线方式。使用穿线管时，应在原理图中注明穿线管种类、内经、长度、及所穿导线根数（含备用）。

4/1/202411a第一节电气控制线路图的绘制2.1.4电气互连图电气互连图第一节电气控制线路图的绘制4/1/202412a第一节电气控制线路图的绘制3/31/202412a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制

本节主要描述小型电动机的全压(直接)起动及其主要控制环节，有起停控制、正反转控制电路、其它环节等。2.2.1单相直接起动控制

2.2.2电动机的正反转控制4/1/202413a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制本节主要描述小第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直接起动控制1.点动控制工作过程:手动合上QS，按下SB按钮,电动机M工作；松开SB按钮，电动机M停止工作。电路保护措施：FU——短路保护。电路优点：控制方法简单、经济、实用。电路缺点：保护不完善，操作不方便。图2.1.1点动控制电路4/1/202414a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直接起动控制2.连续控制主电路：三相电源经QS、FU1、KM的主触点，FR的热元件到电动机三相定子绕组。控制电路：用两个控制按钮，控制接触器KM线圈的通、断电，从而控制电动机（M）启动和停止。起动过程分析：合上QS，按动起动按钮SB1—>KM线圈通电并自锁－>M通电工作。图2.1.2连续控制电路4/1/202415a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直接起动控制2.连续控制

KM自锁触点，是指与SB1并联的常开辅助触点，其作用是当按钮SB1闭合后又断开，KM的通电状态保持不变，称为通电状态的自我锁定。停止按钮SB2，用于切断KM线圈电流并打开自锁电路，使主回路的电动机M定子绕组断电停止工作。电路的保护环节:过载保护：热继电器FR用于电动机过载时，其在控制电路的4/1/202416a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直接起动控制2.连续控制常闭触点打开，接触器KM线圈断电，使电动机M停止工作.排除过载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作。短路保护：熔断器组FU1用于主电路的短路保护，FU2用于控制电路的短路保护。欠(失)电压保护：电路失电,接触器KM失电释放,不操作起动按钮，KM线圈不会再次自行通电，电动机不会自行起动。4/1/202417a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.1单相直第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.2电动机的正反转控制正反转实现的方法：改变电源相序（两根火线对调）。1、正反转按钮控制电路

主电路：KM1主触点接通正相序电源—M正转。KM2主触点接通反相序电源—M反转。控制电路：SB2控制正转，SB3控制反转，SB1用于停止控制。

图2.2.1正反转控制电路4/1/202418a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.2电动机第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制图2.2.1电路的缺点：按下正转起动按钮SB2，电动机已进入正向旋转后，若又按下反转起动按钮SB3，此时由于正反转接触器KM1,KM2线圈均得电吸合，其主触点都闭合而发生误操作时，将发生电源两相短路事故，电动机无法正常工作。4/1/202419a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制图2.2.1电路的第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制改进：KM的常闭触点用于互锁控制，即使在接触器故障情况下，也可以保证不发生主电路短路现象。图2.2.2正反转控制电路4/1/202420a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制改进：图2.2.2第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制

图2.2.2的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。图2.2.3使用按钮连锁，首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对方支路线圈电流，再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方便地使电动机由正转进入反转，或由反转进入正转。图2.2.3正反转控制电路4/1/202421a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制图2.2.第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.2电动机的正反转控制2.自动往返正反转控制在工作台的移动机构和固定部件上分别装置的行程开关和挡铁（压动行程开关用），当移行机构运动到某一固定位置时，压动行程开关，取代人手按动按钮的功能，实现自动循环控制。图2.2.4自动往返工作示意图4/1/202422a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制2.2.2电动机第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制SQ1用于正转控制，SQ2用于反转控制，SQ3、SQ4的常闭触点用于极限位置的保护。2.2.2电动机的正反转控制2.自动往返正反转控制起动：按下正转起动按钮SB2→KM1线圈得电→电动机正转并拖动工作台前进→到达终端位置时，工作台上的撞块压下换向行程开关SQ2，SQ2动断触点断开→正向接触器KM1失电释放,与此同时,SQ2动合触点闭合→反向接触器KM2得电吸合→电动机由正转变为反转,并拖动工作台后腿。4/1/202423a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制SQ1用于正转控制第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制小结

电气原理图中电器元件各部分符号与实际位置无关，可根据原理，将电气符号画在任何需要的电路位置。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。4/1/202424a第二节三相笼型异步电动机的直接

起动控制小结3/31/20第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制用途：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。降压起动控制电路：Y-△起动、自耦变压器起动、延边三角形起动控制电路。要求：熟记Y-△起动控制电路结构和工作原理，掌握自耦变压器起动和延边三角形降压起动电路工作原理的分析方法。4/1/202425a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制用途第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制①降压原理：

起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时△连接。2.3.1Y-△转换减压起动控制4/1/202426a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制①图2.3.1Y-△减压起动控制电路

第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.3.1Y-△转换减压起动控制4/1/202427a图2.3.1Y-△减压起动控制电路第三节三相笼型第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.3.1Y-△转换减压起动控制②主电路分析：KM1、KM3——Y起动，KM1、KM2——△运行。③Y-△降压起动过程分析：按下起动按钮SB2—>KM1线圈通电自锁—>KM3线圈通电--M作Y接起动；—>KT线圈通电延时—>KM3线圈断电－>KM2线圈通电自锁----M作△运行；—>KT线圈断电复位。④特点：

只适用于正常运行时为三角形联结的电动机。4/1/202428a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.3.2自耦变压器起动控制图2.3.2自耦变压器减压起动的控制电路电源指示灯减压起动指示灯正常运行指示灯减压起动接触器运行接触器4/1/202429a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.3.2自耦变压器起动控制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，KM1主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2主触点闭合，电动机接三相交流电源，KM1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SB2－>KM1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－>KM1、KT线圈断电-->KM2线圈通电－>电动机M全压运行。4/1/202430a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.2.3.3延边三角形降压起动控制

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。第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制图2.3.3延边三角形起动定子绕组接线图4/1/202431a2.3.3延边三角形降压起动控制①原理：绕组连接67第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制图2.3.4延边三角形降压起动控制电路2.3.3延边三角形降压起动控制

4/1/202432a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制图2第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.3.3延边三角形降压起动控制

②主电路分析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。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。4/1/202433a第三节三相笼型异步电动机的减压

起动控制2.起动方法

使用场合特点直接起动电机容量小于10KW不需起动设备，起动电流大定子串电阻起动电机容量不大，起动不频繁且要求平稳起动转矩增加较大，加速平滑，电路简单，电阻损耗大Y-△起动电机正常工作为△接，轻负载起动起动电流，转矩较小延边三角形起动电机正常工作为接，要求起动转矩较大起动电流，转矩较Y-△起动大，电机接线复杂自耦变压器起动电机容量较大，要求限制对电网的冲击电流起动转矩大，加速平稳，损耗低，设备较庞大、成本高小结：4/1/202434a起动方法使用场合特点直接起动第四节三相笼型异步电动机的

制动控制主要内容：

能耗制动，反接制动，电磁抱闸制动。要求：

了解能耗和反接制动方法的实现电路，以及能耗制动限流电阻的计算原则，掌握能耗和反接制动电路的原理分析。2.4.1能耗制动控制2.4.2反接制动控制2.4.3电磁抱闸制动控制4/1/202435a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制主要内容第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.1能耗(动力)制动控制①制动原理制动时，在切除交流电源的同时，给三相定子绕组通入直流电流，使定子绕组产生恒定的磁场。②限流电阻的计算电路设计时，根据IZ=（1.5～4）IN的原则，选取直流电流电压等级，以及限流电阻的功率和阻值。③主电路直流电源的获取方法，交流电源（降压）经整流（半波、全波、桥式）。主电路中接触器KM1的主触点闭合时，电动机M作电动工作。4/1/202436a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.1第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.1能耗制动控制接触器KM2主触点用于能耗制动时为定子绕组通入直流电流。图2.4.1能耗制动控制电路4/1/202437a第四节三相笼型异步电动机的

制动第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.1能耗制动控制起动：

按动起动按钮SB2→KM1线圈通电自锁，电动机M作电动运行。制动：

按动停车按钮SB1→KM1线圈断电复位→KM2线圈通电自锁→电动机M定子绕组切除交流电源，通入直流电源能耗制动。SB1→KT线圈通电延时→KM2线圈断电复位→KT线圈断电复位。4/1/202438a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.1能耗制动控第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.2反接制动控制图2.4.2反接制动控制电路4/1/202439a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.2反接第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.2反接制动控制①工作原理：反相序电源制动，转速接近零时，切除反相序电源。②主电路：KM1电动机运行；KM2通入反相序电源，反接制动。Ｒ限制反接制动电流。③控制电路（速度控制原则）起动：接动启动按钮SB2→KM1通电自锁→电动机M通入正相序电源转动。停止：按动停车按钮SB1→KM1线圈断电复位→KM2线圈通电自锁，实现反接制动，转速n接近零时，速度继电器KS常开触点打开→KM2线圈断电，反接制动结束。4/1/202440a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制2.4.2反接制动控2.4.3电磁抱闸制动控制第四节三相笼型异步电动机的

制动控制图2.4.3电磁抱闸断电制动控制4/1/202441a2.4.3电磁抱闸制动控制第四节三相笼型异步电动机的

制第四节三相笼型异步电动机的

制动控制

1、制动原理：断电电磁抱闸制动方式：电磁抱闸的电磁线圈通电时，电磁力克服弹簧的作用，闸瓦松开，电动机可以运转。2、控制电路分析

启动时，接触器KM线圈通电时，其主触点接通电动机定子绕组三相电源的同时，电磁线圈YB通电，抱闸（动摩擦片）松开，电动机转动。停止时，接触器KM线圈断电—>电动机M断电—>电磁铁线圈YB失电—>实现抱闸或电磁制动。4/1/202442a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制

1、制动原理：3/3第四节三相笼型异步电动机的

制动控制小结

能耗制动使用于要求平稳制动的场合,特点是制动能耗小,制动准确度不高,需直流电源,设备费用高.反接制动使用于制动要求迅速,系统惯性大,制动不频繁场合,特点是设备简单,调整方便,制动迅速价格低,制动冲击大,准确性差,能耗大,不宜频繁制动.4/1/202443a第四节三相笼型异步电动机的

制动控制小结3/31/20242.5.1多地点控制起、停的联锁控制定义：

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。第五节其他典型环节图2.5.1电动机的两地点控制电路4/1/202444a2.5.1多地点控制起、停的联锁控制定义：第五节其他2.5.2多条件控制电路用途：多条件启动控制和多条件停止控制电路，适用于电路的多条件保护。电路特点：按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联。多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止。第五节其他典型环节图2.5.2电动机的三条件控制电路4/1/202445a2.5.2多条件控制电路用途：第五节其他典型环节图2.第五节其他典型环节用途：用于实现机械设备依次动作的控制要求。①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。2.5.3按顺序工作时的联锁控制图2.5.3顺序起动同时停车的控制电路4/1/202446a第五节其他典型环节用途：2.5.3按顺序工作时的联锁控4、顺序控制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。图2.5.4控制电路的顺序控制4/1/202447a4、顺序控制②控制电路的顺序控制：图2.5.4控制电路2.5.4点动与连续控制线路1、点动（在长动基础上的点动）用途：适用于电动机短时间调整的操作。①按钮操作：SB3常闭触点用来切段自锁电路实现点动。②转换开关控制：SA合上，有自锁电路，SB2为长动操作按钮；SA断开，无自锁电路，SB2为点动操作按钮。③中间继电器KA控制：按动SB2、KA通电自锁，KM线圈通电，此状态为长动；按动SB3、KM线圈通电，但无自锁电路，为点动操作。第五节其他典型环节图2.5.5点动连续控制线路4/1/202448a2.5.4点动与连续控制线路1、点动（在长动基础上的点动保护名称故障原因采用的保护元件短路保护电源负载短路熔断器自动开关过电流保护错误起动、过大的负载转矩频繁正反向起动过电流继电器过热保护长期过载运行热继电器，自动开关零(欠)电压保护电源电压突然消失或降低零电压、欠电压继电器或接触器、中间继电器弱磁保护直流励磁电流突然消失或减小欠电流继电器超速保护电压过高，弱磁场过电压继电器、离心开关、测速发电机表2.1电气控制系统常用的保护措施4/1/202449a保护名称故障原因采用的保护元件短路保护电源负载短路熔断器自动第六节三相绕线式异步电动机的起动

控制电路电路特点：绕线式电动机具有比笼型异步电动机大的起动转矩和小的起动电流，因此，绕线式电机过流能力弱，故需要设置过流保护装置，实现过流、过载、短路保护功能。

绕线式异步电动机常用的起动控制有转子串电阻分级起动和转子串频敏变阻器起动。2.6.1转子串电阻分级起动１、电流原则控制分级起动①控制原则：电流控制型4/1/202450a第六节三相绕线式异步电动机的起动

控制电路电路特点：绕线式②主电路：R1～R3转子外串电阻；KA1～KA3转子电流检测用电流继电器（欠流复位型）；KM1～KM3转子电阻的旁路接触器。③控制电路分析按动起动按钮SB2→KM4线圈通电自锁→中间继电器KA4线圈通电、转子串全电阻起动。转速n↑，电流I↓→欠流继电器KA1(KI1)复位→KM1线圈通电→切除转子电阻R1、I↑；随着转速n↑，电流I↓→欠流继电器KA2(KI2)复位→KM2线圈通电→切除转子电阻R2、I↑；转速n↑，电流I↓→欠流继电器KＡ3(KI3)复位→KM3线圈通电→切除R3,转速n上升直到电动机起动过程结束。图2.6.1电流控制起动控制线路4/1/202451a②主电路：R1～R3转子外串电阻；图2.6.1电流控2、时间原则控制转子串电阻分级起动

起动条件：

KM1、KM2、KM3均为原态时，方可起动。起动过程：

按动SB2→KM4线圈自锁→电动机M串全电阻起动，同时KT1线圈通电延时→KM1线圈通电→切除R1，同时KT２线圈通电延时→KM２线圈通电→切除R２，同时KT3线圈通电延时→KM3线圈通电自锁→切除R3，KT1，KM1，KT2，KM2，KT3等线圈依次断电复位，启动过程结束。2.时间原则控制线路图2.6.2时间原则起动控制线路图4/1/202452a2、时间原则控制转子串电阻分级起动起动条件：2.时间原则控2.6.2转子串频敏变阻器起动控制电路

频敏变阻器的工作原理：随n↑→f2↓，转子等效铁耗电阻自动减小，从而达到无级自动切除的目的。①主电路：KM1引入电源。转子RF为频敏变阻器等效电阻，KM2用于起动结束后切除频敏变阻器RF。绕线式异步电动机通常采用过流继电器进行保护,本图采用热继电器做过载保护。电动机功率及电流很大，热继电器可经电流互感器接入。为提高保护精度，起动时将热元件FR短接，运行时投入。②控制电路起动过程分析：按动SB2→KM1线圈通电自锁→M串RF起动。同时，KT通电延时→时间到，KA线圈通电自锁→KM2线圈通电→KT线圈断电复位，转子切除RF，M进入运行状态。第六节三相绕线式异步电动机的起动

控制电路图2.6.3串频敏变阻器起动控制4/1/202453a2.6.2转子串频敏变阻器起动控制电路频敏变阻器的工作原理第七节三相笼型异步电动机的调速

控制线路1.转速公式三相异步电动机的转速公式n=60f(1-s