继电接触控制电路基本环节

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1、第二章 继电-接触控制电路基本环节学习要点：要求学生熟悉电气图的表现形式与方法、掌握三相异步电动机全压启动、降压启动、制动、调速等基本电路的设计与工作原理。说明：本章乃本课程的重点，有呈上启下的重要地位，是学生认识电气控制的重要环节，本章从介绍基本控制电路出发为后面的具体控制电路和电气控制的设计作铺垫，所以授课和学习时一定注意基础的讲述和设计概念的引入，可安排学生自己讲述单元电路。第一节 电气图一、电气图的图形符号、文字符号及接线端子标记（一）图形符号GB4728电器图用图形符号（二）文字符号根据GB7159-87的规定，文字符号分为基本文字符号（单字母或双字母）、辅助文字符号和附加文字符号。

2、1、基本文字符号单字母符号：按拉丁字母将各种电器设备装置和元器件划分为23大类，每一类用一个专用单字母符号表示。如：“T” 表示变压器；“K”表示继电器、接触器；“R”表示电阻器。双字母符号：由一个表示种类的单字母和另一个按有关电器术语国家标准或专业标准中规定的英文术语缩写而成的字母组成。如：“KT”表示是继电器，其中“K”表示继电器、“T”表示时间；TA电流互感器；TV电压互感器；TC控制变压器；TM电力变压器。2、辅助文字符号表示电器设备、装置和元器件及线路的功能、状态、特征。3、补充文字符号的原则（三）接线端子标记接线端子用字母数字符号标记三相交流电源引入线：L1、L2、L3、N、PE直

3、流电源正、负、中间线：L+、L-、M三相动力电器引出线：U、V、W三相感应电动机绕组首端：U1、V1、W1三相感应电动机绕组尾端：U2、V2、W2三相感应电动机绕组中间抽头：U3、V3、W3对于数台电动机，在字母前冠数字来区别：M11U、1V、1W；M22U、2V、2W控制电路各线号采用数字标志二、电气图常用的电气图有：系统图、框图、电路图、位置图、接线图（一）系统图或框图用符号或带注释的框概略地表示系统或分系统的基本组成、相互关系及主要特征的一种电气图 。（二）电气图用来详细表示实际电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的一种电气图 。主要用途：绘制原则：1、电路图在布局上采用功能布局

4、法2、电路图中各电气元件、一律采用国家标准规定的图形符号和文字符号3、电路图应按主电路、控制电路、照明电路以及信号电路分开绘制绘制电器控制原理图应遵循的原则1、电器控制系统内的全部带电部件，都应在原理图中表示出来2、电路或元件应按功能布置，并应尽可能按照工作顺序排列。不图应合理，疏密有致，排列均匀，便于读图。主、辅电路可水平布置，也可垂直布置3、为了突出或区分某些电路、功能等，导线符号、信号通路、连接线等可采用粗细不同的线条表示。4、电器元件设备的可动部分应以非激励状态或不工作的位置绘出。5、电器原理图中的所有图形符号应符合GB4728电器图用图形符号的规定。6、同一电器元件的不同部分（如：接

5、触器的线圈和触点）均采用一种文字符号标明。同一类型的电器元件采用加数字下标的方法加以区别。选用符号应遵循的原则：1）尽可能采用优选形式；2）在满足需要的前提下，尽量采用最简单的形式；3在同一张电器图上只能选用一种图形形式。（三）位置图（四）接线图安装接线图：用规定的图形符号，按各电器元件的相对位置绘制的实际接线图。按照导线连接的表达方式，电气控制安装接线图可分为三种类型：线束法、散线法和相对编号表示的安装接线图。安装接线图是实际接线安装的依据和准则：第二节 三相笼型感应电动机全压起动控制电路笼型感应电动机的起动方式：直接起动、降压起动一、单向旋转控制电路（一）开关控制电路（二）接触器控制电路自

6、保电路与自保触点保护环节：短路保护FU；过载保护FR；欠压和失压保护KMFRFR二、点动控制电路点动控制常用于调整及维修测试点动与长动的根本区别：点动时破坏自锁，长动时维持自锁。1）用单相开关破坏自锁的点动与长动的联锁控制2）用复合按钮破坏自锁的点动与长动的联锁控制3）借助于中间继电器维持自锁的点动与长动的联锁控制三、可逆旋转控制电路为实现机械的上下、左右、前后等相反方向的运动，要求电动机能正、反向旋转。改变电动机三相电源相序即可改变电动机的旋转方向（一）到顺转换开关可逆旋转控制电路（二）按钮控制的可逆旋转控制电路易发生两相短路互锁控制互锁、联锁控制为防止KM1、KM2同时得电引起电源短路，可

7、采取措施：1）电器联锁采用KM的常闭辅助触点电器互锁规律：欲使两接触器不能同时工作，只需将两接触器的常闭触点互相串入对方的线圈电路中即可。2）机械联锁采用复合按钮（三）具有自动往返的可逆旋转控制电路行程控制广泛用于机床的往复循环、起升机构的上下限位保护及电梯的平层开门等控制线路中。行程开关SQ来控制电动机的正反转FRFRSQ2SQ2SQ1SQ3SQ4SQ1（四）电磁起动器控制电磁起动器：将交流接触器、热继电器、按钮等元件组合而成。第三节 三相笼型感应电动机减压起动控制电路减压起动的方法：定子串电阻或电抗减压起动、自耦变压器减压起动、Y减压起动、延边三角形减压起动减压起动的目的：限制电动机的起动

8、电流，减小供电线路因电动机起动引起的电压降，减小或限制起动对机械设备的冲击。降压起动的控制要求：给出电动机的起动指令后，先降压起动，转速升高到一定值时，再转为全压起动运行。降压起动自动控制过程的关键：降压全压的自动转换（转速？电流？时间？）一、定子绕组串接电阻的减压起动控制方法：使绕组电压降低，从而减小起动电流。待电动机转速接近额定转速时，再将电阻短接，使电动机在额定电压下运行。实现：KM1串电阻；KM2短接电阻，电动机额定运行改进：起动过程中有能量损耗，往往将电阻改电抗二、自耦变压器减压起动控制原理：定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次侧电压U2，为额定电压的1/K，起动电流为1/K2，起动

9、转矩为1/K2（一）手动控制的自耦变压器减压起动控制器（二）自动控制的自耦变压器减压起动控制器三、Y减压起动控制当鼠笼式异步电动机正常运行时，定子绕组为接法时，可采用Y/降压起动。起动时将定子绕组接为Y形，加在电动机定子每相绕组的电压为1/ 3 倍的额定值，从而实现了降压起动的目的。起动一段时间后，再将定子绕组换接为接法，使电动机在全压下正常工作。两个局限性：1）Y/降压起动仅适用于正常运行时定子绕组为接法的电动机；2）由于Y/降压起动时，起动转矩仅为额定起动转矩的1/3倍，所以Y/降压起动方案仅适用于电动机的空载或轻载起动。电路原理图与工作原理（一）用于13KW以下电动机的起动电路（二）用于

10、13KW以上电动机的起动电路四、延边三角形减压起动控制KM2供电，KM1延边三角形起动，KM3三角形运行线头编号U（U1、U2、U3）V（V1、V2、V3）W（W1、W2、W3）其中U3、V3、W3为绕组的中间抽头在Y/降压起动方案中，起动转矩仅为降压起动前的1/3，仅适用于轻载起动。若能兼取Y接法起动电流小而接法起动转矩大的优点，在起动时将电动机定子绕组的一部分接成Y形，另一部分接成形，起动后期全部切换为接法延边三角形降压起动延边三角形降压起动控制线路延边三角形降压起动控制线路分析优点：起动转矩高，起动电流亦不太大，但仅适用于9抽头的异步电动机。第四节 三相绕组转子感应电动机的起动控制电路转

11、子绕组串接一定数值电阻的起动方式可以减小起动电流、提高起动转矩、提高转子电路的功率因数、改善起动特性。一、转子绕组串电阻起动控制电路在起动前，起动电阻全部接入，随着起动过程的进行，起动电阻依次被短接，起动结束时，转子电阻全部被短接。短接电阻的方法：三相电阻不平衡短接法、三相电阻平衡短接法所谓不平衡短接是指转子中各相电阻是轮流被短接的，是由凸轮控制器实现。所谓平衡短接是指转子中各相绕组所串电阻的短接是对称的，是同时被短接的，一般由接触器实现。控制方式：时间原则或电流原则。1、时间原则联结方法：星型短接方法：三相电阻不平衡短接法、三相电阻平衡短接法2、电流原则利用电动机转子电流大小的变化来控制起动

12、电阻的切除使用方法：过电流继电器按电流参量进行控制的线路与线路分析利用电动机转子电流大小的变化来控制起动电阻的切除中间继电器KA的作用：在电动机起动时产生短暂延时，以保证KA1KA3的动作时间，从而避免起动时KM1KM3瞬时接通。二、转子绕组串频敏变阻器的起动控制线路频敏变阻器：其阻抗与频率成正比，随转子电流频率下降而自动减小。在异步电动机的起动过程中，转子电流的频率f2=sf1随转速的上升而下降。频敏变阻器起动控制线路与线路分析为了避免因起动时间较长而引起热继电器的误动作，在整个降压起动过程中，用中间继电器的常闭触点将热继电器的热元件短接异步电动机降压起动控制线路中常采用的辅助措施第五节 三

13、相感应电动机制动控制电路制动方法：机械制动与电制动电制动：反接制动、直流制动（能耗制动）、电容制动与超同步制动一、反接制动控制电路（一）电动机单向运转反接制动控制电路（二）电动机可逆运转反接制动控制电路1）制动原理电动机停车时，切除工作电源，接入反接制动电源。在制动转矩的作用下，电动机迅速减速，但必须在n=0时切除制动电源，否则电动机将反向起动运行。2）控制手段利用二接触器分别接通工作电源和制动电源，停车时，利用速度继电器将电源反接，制动到零速时，速度继电器常开触点复位，切除制动电源。3）反接制动电路4）线路工作原理分析可逆运行反接制动线路的控制特点：为了避免制动接触器在制动时发生自锁，导致不

14、能正常制动停车的现象发生，在制动接触器的自锁回路中串入速度继电器的常闭触点破坏自锁。在反接制动过程中，通常不取时间作为控制制动过程的变化参量，是因为制动的时间随负载及电网电压的波动而变化，而制动电源必须在电动机转速趋于零时及时切除，因此制动时间不易整定。二、直流制动控制电路直流制动：在三相感应电动机脱离三相交流电源后，迅速在定子绕组上加一直流电源，产生恒定磁场，利用转子感应电流与恒定磁场的作用达到制动目的。控制方法：时间继电器、速度继电器（一）按速度原则控制的电动机单向运行直流制动电路（二）按时间原则控制的电动机可逆运行直流制动电路（三）无变压器的单管直流制动电路1)制动原理电磁转矩的方向与电

15、动机的旋转方向一致，为拖动转矩。电磁转矩的方向与电动机的旋转方向相反，为制动转矩。2）控制手段停车时，在切除交流电源的同时，加入直流电源（可采用复合按钮），进行能耗制动停车。制动完毕后，利用时间原则（借助于KT）或速度原则（借助于KV）将直流电源切除。3）控制线路4）线路工作原理分析为了避免意外情况下电源发生短路故障，KM1与KM2之间应有连锁。能耗制动能量损耗及制动电流均较小，制动过程比较平稳，但需要专用的整流电源且制动时间较长，适用于要求平衡制动的场合。三、电容制动四、双流制动第六节 三相感应电动机调速控制电路三相感应电动机的转速：n=60f1（1-s）/p常用的异步电动机的调速方式：变极

16、对数调速、变转差率、变频调速等变转差率的调速方法可通过调定子电压、转子电阻、串级调速、电磁转差离合器调速等实现。一、变更磁极对数调速的控制电路1、必须选“双速”“多速”电动机来进行，由于极对数是整数，故其调速是跳跃式的、有级的调速。2、变极调速仅适用于三相笼型感应电动机。双速电动机是通过改变定子绕组的接线方式（从而改变定子绕组的极对数）来达到调速的目的。3、两种变更定子绕组的极对数的方法1） 改变定子绕组的联结，即改变定子绕组的半相绕组电流方向2） 在定子上设置具有不同极对数的两套独立的绕组4、单绕组双速电动机的接法常用的有YYY与DYY变换5、变极绕组有两种方法1） 反转向方案2） 同转向方案6、4/2极双速电动机控制电路二、电磁调速感应电动机调速电路一）系统的组成与工作原理电磁转差离合器由电枢、磁极两部分组成。改变励磁电流的大小，可以改变磁极的转速几个名词：电磁转差离合器、滑差电动机自动换极的电磁转差离合器调速系统