电气控制的基本线路

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1、1 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 2.1 电 气 控 制 线 路 的 绘 制2.2 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 启 动2.3 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 正 反 转 控 制2.4 三 相 异 步 电 动 机 的 制 动 控 制2.5 其 他 控 制 电 路2.6 电 气 控 制 系 统 的 保 护 环 节2.7 电 气 控 制 分 析 基 础 2 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 电 气 控 制 系 统 是 由 电 气 元 件 按 照 一 定 要 求 联 接 而 成 的 。 电气 控 制

2、系 统 图 是 用 图 形 的 方 式 来 表 示 电 气 控 制 系 统 中 的 电 气元 件 及 其 联 接 关 系 ， 图 中 采 用 不 同 的 图 形 符 号 表 示 各 种 电 器元 件 、 采 用 不 同 的 文 字 符 号 表 示 各 电 器 元 件 的 名 称 、 序 号 或线 路 的 功 能 、 状 况 和 特 征 ， 采 用 不 同 的 线 号 或 接 点 编 号 来 表示 导 线 与 连 接 等 。 电 气 控 制 系 统 图 表 达 了 生 产 机 械 电 气 控 制系 统 的 结 构 、 原 理 等 设 计 意 图 ， 是 电 气 系 统 安 装 、 调 整 、 使

3、用 和 维 修 的 重 要 资 料 。 一 、 电 气 控 制 系 统 图 中 的 图 形 符 号 和 文 字 符 号 电 气 控 制 系 统 图 中 ， 电 气 元 件 的 图 形 符 号 和 文 字 符 号 都 有统 一 的 国 家 标 准 。 近 年 来 ， 我 国 采 用 GB4728-84“ 电 气 图 用图 形 符 号 ” 、 GB6988-87“ 电 气 制 图 ” 和 GB7159-87“ 电 气 技 术 中 的 文 字 符 号 制 定 通 则 ” 等 新 标 准 ， 在 绘 制 电 气 控 制 系 统图 时 必 须 严 格 遵 循 。2.1 电 气 控 制 系 统 图 的 类

4、 型 及 有 关 标 准 3 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节二、电气控制系统图电 气 原 理 图电 器 布 置 图电 气 安 装 接 线 图 1.电 气 原 理 图 用 规 定 的 图 形 符 号 ， 按 主 电 路 和 辅 助 电 路 相 互 分 开 并依 据 各 电 器 元 件 动 作 顺 序 等 原 则 所 绘 制 的 线 路 图 ， 称 为 电气 原 理 图 。 它 包 括 所 有 电 器 元 件 的 导 电 部 件 和 接 线 端 点 ，不 表 示 电 气 元 件 的 形 状 、 大 小 和 安 装 方 式 。 4 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环

5、节 某 机 床 的 电 气 控 制 原 理 图 5 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 1） 绘 制 电 气 原 理 图 的 原 则电 气 原 理 图 一 般 分 主 电 路 和 辅 助 电 路 两 部 分 。电 气 原 理 图 中 ， 所 有 电 元 件 都 应 采 用 国 家 统 一 规 定 的 图 形 符 号 和文 字 符 号 来 表 示 。电 气 原 理 图 中 ， 各 个 电 器 元 件 和 部 件 在 控 制 线 路 中 的 位 置 ， 应 根据 便 于 阅 读 的 原 则 安 排 ， 同 一 电 器 元 件 的 各 个 部 件 可 以 不 画 在 一起 。电 气

6、原 理 图 中 ， 所 有 电 器 的 触 头 都 按 没 有 通 电 和 没 有 受 外 力 作 用时 的 状 态 绘 制 。电 气 原 理 图 中 ， 无 论 是 主 电 路 还 是 辅 助 电 路 ， 各 电 气 元 件 一 般 按动 作 顺 序 从 上 到 下 ， 从 左 到 右 依 次 排 序 ， 可 水 平 布 置 或 者 垂 直 布 置 。电 气 原 理 图 中 ， 有 直 接 电 联 系 的 交 叉 导 线 连 接 点 ， 要 用 黑 圆 点 表示 。 无 直 接 联 系 的 交 叉 导 线 连 接 点 不 画 黑 圆 点 。 6 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环

7、 节 2） 原 理 图 区 域 划 分 图 区 编 号 可 以 设 置 在 图 的 上 方 或 下 方 ， 对 应 图 区 编 号 下 方 或 上方 表 明 它 对 应 电 路 的 功 能 。 3） 符 号 位 置 的 索 引 符 号 位 置 的 索 引 用 图 号 、 页 次 和 图 区 编 号 的 组 合 索 引 法 ， 索 引代 号 组 如 下 ： 当 某 一 元 件 相 关 的 各 符 号 元 素 出 现 在 不 同 图 号 的 图 纸 上 ， 而 当每 个 图 号 仅 有 一 页 图 纸 时 ， 索 引 代 号 可 简 化 成 ： 7 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环

8、节 在 原 理 图 中 相 应 线 圈 的 下 方 ， 给 出 触 头 的 文 字 符 号 ， 并 在 其下 面 注 明 相 应 触 头 的 索 引 代 号 ， 对 未 使 用 的 触 头 用 “ ” 表 明 ，有 时 也 可 采 用 上 述 省 去 触 头 的 表 示 法 。 对 接 触 器 ， 上 述 表 示 法 中 各 栏 的 含 义 如 下 ： 右 栏 中 栏 左 栏 主 触 头 所 辅 助 常 开 触 头 辅 助 常 闭 触 头在 图 区 号 所 在 图 区 号 所 在 图 区 号 8 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节对 继 电 器 ， 上 述 表 示 法 各 栏

9、的 含 义 如 下 ： 左 栏 右 栏 辅 助 常 开 触 头 辅 助 常 闭 触 头 所 在 图 区 号 所 在 图 区 号 是 接 触 器 KM相 应 触 头 的 索 引 。 KM1222 6例 图 中 KM1线 圈 下 方 的 9 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节2.电 器 元 件 布 置 图 电 器 元 件 布 置 图 是 用 来 表 明 电 气 设 备 上 所 有 电 机 、 电 器 的实 际 位 置 ， 为 电 气 控 制 设 备 的 制 造 、 安 装 、 维 修 提 供 必 要 的 档案 资 料 。 某 机 床 的 电 器 元 件 布 置 图 10 第 二 章

10、 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 3.电 气 安 装 接 线 图 电 气 安 装 接 线 图 是 用 规 定 的 图 形 符 号 ， 按 各 电 器 元 件 相对 位 置 绘 制 的 实 际 接 线 图 。 安 装 接 线 图 是 实 际 接 线 安 装 的 准 则 和 依 据 ， 它 清 楚 地 表示 各 电 器 元 件 的 相 对 位 置 和 它 们 之 间 的 电 气 连 接 ， 安 装 接线 图 不 仅 要 把 同 一 个 电 器 的 各 个 部 件 画 在 一 起 ， 而 且 各 个部 件 的 布 置 要 尽 可 能 符 合 该 电 器 的 实 际 情 况 。 各 电 器 元

11、 件的 表 示 要 与 原 理 图 一 致 ， 以 便 核 对 。 同 一 控 制 柜 中 的 各 电器 元 件 之 间 的 连 接 可 以 直 接 进 行 ， 不 在 同 一 个 控 制 柜 内 的各 电 器 元 件 之 间 的 导 线 连 接 ， 必 须 通 过 接 线 端 子 进 行 。 安 装 接 线 图 中 ， 分 支 导 线 必 须 在 各 电 器 元 件 接 线 端 上 引 出 。 还 应 该 详 细 标 明 导 线 和 所 穿 管 子 的 型 号 、 规 格 等 。 11 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 例 如 ， 车 床 的 电 气 安 装 接 线 图 1

12、2 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 三 相 鼠 笼 型 异 步 电 动 机 的 启 动 有 两 种 方 式 ， 即 直 接启 动 （ 或 称 全 压 启 动 ） 和 降 压 启 动 。 三 相 鼠 笼 型 异 步 电 动 机 直 接 启 动 方 式 的 启 动 电 流 较大 ， 一 般 可 达 到 额 定 电 流 的 5-7倍 。 过 大 的 启 动 电 流 一 方面 会 造 成 电 网 电 压 显 著 下 降 ， 一 方 面 电 动 机 的 频 繁 启 动会 严 重 发 热 ， 加 速 线 圈 老 化 ， 缩 短 电 动 机 的 寿 命 ， 因 此直 接 启 动 电 动

13、机 的 容 量 受 到 一 定 的 限 制 。 降 压 启 动 的 实 质 是 ， 启 动 时 减 少 加 在 电 动 机 定 子绕 组 上 的 电 压 ， 以 减 小 启 动 电 流 ； 启 动 后 再 将 电 压 恢 复到 额 定 电 压 ， 电 动 机 进 入 正 常 的 工 作 状 态 。 2.2 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 起 动 13 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 对 于 起 动 频 繁 ， 允 许 直 接 起 动 电 动 机 容 量 不 大 于 变 压 器容 量 的 20%。 对 于 不 经 常 起 动 者 ， 直 接 起 动 电 动 机 容 量 不

14、 大 于 变 压 器容 量 的 30%。 通 常 对 容 量 小 于 10kW的 笼 型 异 步 电 动 机 采 用 直 接 起 动 方 法 。 额 定 电 压 直 接 加 到 电 动 机 的 定 子 绕 组 。优 点 ： 电 路 简 单缺 点 ： 起 动 电 流 大一 、 全 压 起 动 14 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节1.手 动 控 制 线 路 图 所 示 是 一 种 最 简 单的 手 动 单 向 全 电 压 直 接启 动 的 控 制 线 路 15 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 右 图 为 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 单向 全 压 直

15、接 起 动 控 制 电 路 。 2.接 触 器 自 锁 控 制 电 路1） 工 作 原 理 起 动 过 程 ：合 QS 按 下 SB2 KM线 圈 得 电 自 锁M起 动停 车 过 程 ：按 下 SB2 KM线 圈 断 电 M停 车 自锁KM1 MFU1 L1 L2 L3QS FR KM1 FR SB1 SB2 KM1 FU2 3 16 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节2） 电 路 的 保 护 环 节 （ 1） 短 路 保 护 由 熔 断 器 实 现 电 路 短 路 保 护 。 （ 2） 过 载 保 护 通 过 热 继 电 器 实 现 电 动 机 长 期 过 载 保 护 。

16、（ 3） 欠 压 和 失 压 保 护 由 接 触 器 本 身 的 电 磁 机 构 实 现 。 欠 压 保 护 ： 是 指 电 机 主 回 路 和 控 制 回 路 供 电 电 压 低 于电 机 额 定 电 压 时 所 实 施 的 保 护 。 失 压 保 护 ： 是 指 在 电 机 运 行 时 由 于 外 界 突 然 断 电 后 又重 新 恢 复 供 电 时 所 实 施 的 保 护 。 17 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节3.点 动 控 制 电 路 点 动 ： 操 作 者 按 下 起 动 按 钮后 ， 电 动 机 起 动 运 转 ， 松 开 起 动按 钮 时 、 电 动 机 就

17、 停 止 转 动 。图 (a)是 最 基 本 的 点 动 控 制 线 路 。合 QS 按 下 SB2 KM线 圈 得 电M起 动主 触 头 闭 合松 开 SB2 KM线 圈 失 电 主 触 头 断 开 M停 车 电 动 机 点 动 控 制 电 路 KM MFU L1 L2 L3QSFR FRSB2KM)a3 18 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 图 (b)是 既 可 以 实 现 点 动 又 可 以 实 现 连 续 运 行 的 控 制 线 路 。点 动 ： 手 动 开 关 SA打 开连 续 工 作 ： 合 上 SA， 自 锁 触 头 接 入 ，即 可 实 现 连 续 控 制

18、。 KM FRSB1 SB2 KM SA )b 19 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 图 (c) 复 合 按 钮 SB3来 实 现 点 动 控 制 按 钮 SB2实 现 连 续 控 制合 QS 按 下 SB2 KM得 电 自 锁M起 动主 触 头 闭 合连 续 运 行 ：点 动 运 行 ：合 QS 按 下 SB2 KM得 电M起 动主 触 头 闭 合 松 开 SB2 KM失 电 M停 车 SB3 KMFRSB1SB2KM)c 20 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 图 d)是 利 用 中 间 继 电 器 实 现 点 动的 控 制 线 路 。 点 动 运 行

19、 ：连 续 运 行 ：按 下 SB3 KM得 电 自 锁 M起 动按 下 SB2 KA得 电M起 动 KM得 电松 开 SB2 KM断 电M停 车 KA断 电 SB3 KM FR SB1SB2 KM KAKA KA )d 21 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节二 、 降 压 起 动 控 制 较 大 容 量 的 笼 型 异 步 电 动 机 （ 大 于 10kW） 因 起 动 电 流 较大 ， 不 允 许 用 全 压 直 接 起 动 ， 应 采 用 降 压 起 动 控 制 。 有 时 为了 减 小 起 动 时 对 机 械 设 备 的 冲 击 ， 即 便 是 允 许 采 用 直 接

20、 起 动的 电 动 机 ， 也 往 往 采 用 降 压 起 动 。 降 压 起 动 时 ， 先 降 低 加 在 电 动 机 定 子 绕 组 上 的 电 压 ， 待起 动 后 再 将 电 压 升 高 到 额 定 值 ， 使 之 在 正 常 电 压 下 运 行 。 由于 电 枢 电 流 和 电 压 成 正 比 ， 所 以 降 低 电 压 可 以 减 小 起 动 电 流 ，这 样 不 致 在 电 路 中 产 生 过 大 的 电 压 降 ， 减 少 对 线 路 电 压 的 影响 。 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 常 用 的 降 压 起 动 方 法 有 ： 定 子 串 电 阻 （ 或 电 抗 器

21、） 降 压 起 动 、 星 -三 角 （ Y-） 降 压 起 动 、 自 耦变 压 器 降 压 起 动 及 延 边 三 角 形 降 压 起 动 。 22 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 1. 定 子 串 电 阻 降 压 起 动 控 制 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 定 子 绕 阻 串 接 起 动 电 阻 时 ， 由 于 起动 电 阻 的 分 压 ， 使 定 子 绕 组 起 动 电 压 降 低 ， 起 动 结 束 后 再 将电 阻 短 接 ， 使 电 动 机 在 额 定 电 压 下 正 常 运 行 ， 可 以 减 小 起 动电 流 。 这 种 起 动 方 式 不 受 电

22、 动 机 接 线 形 式 的 限 制 ， 设 备 简 单、 经 济 ， 在 中 小 型 生 产 机 械 中 应 用 较 广 。 自 动 切 换 的 降 压 起 动 电 路 原 理 ： 合 上 电 源 开 关 QS， 接 入 三 相 电 源 ， 按 下 SB2， KM1、 KT线圈 得 电 吸 合 并 自 锁 ， 电 动 机 串 电 阻 R降 压 起 动 ， 当 电 动 机 转速 接 近 额 定 值 时 ， 时 间 继 电 器 KT动 作 ， 其 延 时 闭 合 的 常 开 触点 闭 合 ， KM2线 圈 得 电 并 自 锁 。 KM2主 触 点 短 接 电 阻 R， KM2的 常 闭 触 点

23、断 开 ， 使 KM1、 KT线 圈 断 电 释 放 ， 电 动 机 经 KM2主 触点 在 全 压 下 进 入 稳 定 正 常 运 转 。 23 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 自 动 /手 动 短 接 电 阻 降 压 起 动 电 路 原 理 ： SA为 自 动 /手 动 选 择 开 关 ， 当 SA置 于 自 动 时 ， 电 路 与 图 a） 相 同 。 若SA置 于 手 动 时 ， KT被 切 除 ， 此 时 按 下 起 动 按 钮 SB2后 ， 电 动 机 串 电 阻 R降压 起 动 。 再 按 下 加 速 按 钮 SB3， 电 阻 R被 短 接 ， 电 动 机 全

24、 压 运 行 。 24 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节2. 星 -三 角 （ Y-） 降 压 起 动 控 制 适 用 范 围 正 常 运 行 时 ， 定 子 绕 组 接 成 三 角 形 运 转 的 三 相 笼 型 异 步 电动 机 ， 可 采 用 星 -三 角 降 压 起 动 。 适 用 于 操 作 较 频 繁 的 空 载或 轻 载 场 合 。 原 理 起 动 时 ， 每 相 绕 阻 的 电 压 下 降 到 正 常 工 作 电 压 的 ， 故 起动 电 流 下 降 到 全 压 起 动 时 的 1/3， 但 其 起 动 转 矩 只 有 全 压 起动 时 的 1/3。 当 转

25、速 接 近 额 定 转 速 时 ， 将 电 动 机 定 子 绕 组 改接 成 三 角 形 ， 电 动 机 进 入 正 常 运 行 状 态 。 1） 、 双 接 触 器 控 制 电 路 适 用 于 13kW以 下 电 动 机 的 起 动 2） 、 三 接 触 器 控 制 电 路 适 用 于 13kW以 上 电 动 机 的 起 动 25 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 按 下 起 动 按 钮 SB2， KM1、 KT线 圈 同 时 通 电吸 合 并 自 锁 ， KM1主 触点 闭 合 接 入 电 源 ， 电动 机 星 形 降 压 起 动 。当 时 间 继 电 器 KT动 作 ，

26、KM1线 圈 断 电 释 放 ， 切断 电 动 机 电 源 ； KT延时 闭 合 常 开 触 点 闭 合 ，使 KM2线 圈 通 电 并 自 锁 ，常 闭 触 点 KM2断 开 ， 使 KT断 电 ， KM1线 圈 重 新通 电 吸 合 ， 电 动 机 三角 形 运 行 。 1） 、 双 接 触 器 控 制 电 路 26 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 按 下 SB2，KM1、 KT、 KM3线圈 同 时 通 电 吸 合自 锁 ， 星 形 降 压起 动 ， 当 KT动 作 ，KM3线 圈 断 电 释放 ， KM2线 圈 通电 吸 合 ， 电 动 机三 角 形 连 接 ， 进

27、入 正 常 运 行 。2） 、 三 接 触 器 控 制 电 路 27 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节3. 自 耦 变 压 器 降 压 起 动 控 制 电 路 按 下 SB2， KM1、 KT线 圈 同 时 得 电 并 自 锁， KM1主 触 点 闭 合 ， 电动 机 定 子 绕 组 经 自 耦变 压 器 二 次 侧 供 电 开始 降 压 起 动 。 当 KT动作 ， 使 接 触 器 KM1线 圈断 电 ， KM1主 触 点 断 开， 自 耦 变 压 器 从 电 网上 切 除 ； 同 时 使 接 触器 KM2线 圈 得 电 ， 电 动 机 直 接 接 到 电 网 上 ，全 压

28、 运 行 。 28 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 电 动 机 经 自 耦 变 压 器 降 压 起 动 时 ， 如 自 耦 变 压 器 的 电 压变 比 为 K=U1/U21， 利 用 自 耦 变 压 器 降 压 起 动 时 的 电 压 为 额定 电 压 的 1/K， 电 网 供 给 的 起 动 电 流 减 小 到 1/K2， 由 于 T U2，此 时 的 起 动 转 矩 降 为 直 接 起 动 时 的 1/K2。 所 以 ， 自 耦 变 压 器降 压 起 动 常 用 于 空 载 或 轻 载 起 动 。 自 耦 变 压 器 降 压 起 动 的 方 法 适 用 于 正 常 工

29、 作 时 接 成 星 形或 三 角 形 的 较 大 容 量 电 动 机 ， 起 动 转 矩 可 以 通 过 改 变 自 耦变 压 器 抽 头 的 连 接 位 置 而 改 变 ， 缺 点 是 自 耦 变 压 器 价 格 较贵 ， 且 不 允 许 频 繁 起 动 。 常 用 的 自 耦 变 压 器 起 动 产 品 是 成 套 的 补 偿 降 压 起 动 器 。包 括 手 动 、 自 动 操 作 两 种 形 式 。 手 动 操 作 的 补 偿 器 有 QJ3、 QJ5等 型 号 ， 自 动 操 作 的 有 XJ01型 和 CTZ系 列 等 。 29 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节

30、 降 压 起 动 。 HL3灭 。 当 KT动 作 ， KA线 圈 得 电 并 自 锁 ， KM1、 KM3、 KT线 圈 断 电释 放 ， KM2线 圈 得 电 ， 自 耦 变 压 器 切 除 ， 电 动 机 在 额 定 电 压 下 运 行 。 同 时 ，HL2灭 ， HL1亮 ， 指 示 电 动 机 全 压 正 常 运 行 。 合 上 电 源 开关 QS， HL2亮（ 从 上 电 至降 压 期 间 亮） 、 HL3亮 （上 电 至 未 起动 期 间 亮 ）， 按 下 SB2，KM1、 KM3、KT线 圈 得 电自 锁 ， XJ01型 补 偿 降 压 起 动 器 电 路 （ 适 用 14 2

31、8kW） 30 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节4) 延 边 三 角 形 降 压 起 动 控 制 电 路 延 边 三 角 形 降 压 起 动 是 一 种 既 不 用 增 加 起 动 设 备 ， 又 能 提高 起 动 转 矩 的 起 动 方 法 。 它 适 用 于 定 子 绕 组 特 别 设 计 的 异 步电 动 机 。 延 边 三 角 形 电 动 机定 子 绕 组 联 结 图 电 动 机 绕 组 有 9个 接线 端 。 出 线 头 编 号 分 别为 ： U（ U1、 U2、 U3） V（ V1、 V2、 V3） W（ W1、 W2、 W3） 其 中 ， U3、 V3、 W3为

32、 绕组 中 间 抽 头 。 31 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 按 下 SB2，KM1、 KM2、 KT线圈 同 时 得 电 并 自锁 ， 电 动 机 延 边三 角 形 降 压 起 动 。当 电 动 机 转 速 接近 于 额 定 转 速 时 ，KT动 作 ， KM1线圈 断 电 释 放 ，KM3线 圈 通 电 并自 锁 ， KM3主 触 点 闭 合 ， 电 动 机三 角 形 正 常 运 转 。 延 边 三 角 形 降 压 起 动 控 制 电 路 32 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 在 电 动 机 正 反 转 控 制 线 路 中 ， 利 用 两 个 接

33、 触 器 的 常 闭辅 助 触 头 互 相 控 制 的 方 法 叫 做 互 锁 ， 而 两 对 起 互 锁 作 用 的触 头 叫 做 互 锁 触 头 。2.3 电 动 机 的 正 、 反 转 控 制 电 路 33 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节1、 电 动 机 “ 正 -停 -反 ” 控 制 电 路按 下 SB2KM1得 电 自 锁 M正 转合 Q S正 转 ：反 转 ： 按 下 SB2 KM2得 电 自 锁M反 转停 车 ： 按 下 SB2 KM1失 电M停 车 如 图 a） 所 示 ： a） 正 -停 -反 电 路 互 锁KM1 KM1KM1KM2 KM2KM2FR F

34、RSB1 SB2FU1 QS M L1 L2 L3 KM2 SB3 KM13 FU2 34 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 2、 电 动 机 “ 正 -反 -停 ” 控 制 电路其 控 制 电 路 如 图 所 示 。按 下 SB2KM1得 电 自 锁 M正 转合 Q S正 转 ：停 车 ：反 转 ： 按 下 SB2 KM2得 电 自 锁M反 转按 下 SB2 KM1或 KM2失 电M停 车 KM1 KM1 KM2 KM2FRSB2 SB3 KM1KM2 )b SB1FU2 互锁联锁 35 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 3.自 动 往 返 行 程 控 制

35、 电 路 右 图 为 自 动 往 返 循 环 控 制 典 型 电 路 。SQ1为 正 向 转 反 向 行 程 开 关SQ2为 反 向 转 正 向 行 程 开 关 如 此 周 而 复 始 。工 作 原 理 ： 按 下 SB2 KM1得 电自 锁M正 转 合 QS拖 动 运 动 部 件 前 进碰 SQ1 KM1失 电KM2得 电 M反 转拖 动 运 动 部 件 后 退 碰 SQ2 KM2失 电KM1得电M正 转 KM1KM1 KM2KM2FRSB1SB2KM2 SB3KM1 SQ1SQ2FU2 36 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 上 述 自 动 往 返 运 动 ， 运 动 部

36、 件 每 经 过 一 个 循 环 ， 电 动 机要 进 行 两 次 制 动 过 程 ， 会 出 现 较 大 的 制 动 电 流 和 机 械 冲 击。 因 此 ， 这 种 电 路 只 适 用 于 电 动 机 容 量 较 小 、 循 环 周 期 较长 、 电 动 机 转 轴 具 有 足 够 刚 性 的 拖 动 系 统 。 另 外 ， 在 选 择接 触 器 的 容 量 时 应 比 一 般 情 况 选 择 的 容 量 大 一 些 。 37 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 当 三 相 异 步 电 动 机 脱 离 电 源 ， 由 于 惯 性 ， 转 子 要 经 过 一段 时 间 才 能

37、 完 全 停 止 旋 转 ， 这 不 能 适 应 某 些 生 产 机 械 工 艺的 要 求 ， 如 对 万 能 铣 床 、 卧 式 镗 床 、 组 合 机 床 等 ， 会 造 成运 动 部 件 停 位 不 准 、 工 作 不 安 全 等 现 象 ， 同 时 也 影 响 生 产效 率 。 因 此 ， 电 动 机 需 要 进 行 有 效 的 制 动 ， 使 之 能 迅 速 停 车 。 一 般 采 取 的 制 动 方 法 有 两 大 类 ： 机 械 制 动 和 电 气 制 动 。 机 械 制 动 是 利 用 电 磁 抱 闸 等 机 械 装 置 来 强 迫 电 动 机 迅 速停 车 ； 电 气 制 动

38、 是 使 电 动 机 工 作 在 制 动 状 态 ， 使 电 动 机 的 电 磁 转 矩 方 向 与 电 动 机 的 旋 转 方 向 相 反 ， 从 而 起 制 动 作 用 。 电 气 制 动 控 制 电 路 包 括 反 接 制 动 和 能 耗 制 动 。 2.4 三 相 异 步 电 动 机 的 制 动 控 制 38 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节一、反接制动控制电路 反 接 制 动 种 类 ： 倒 拉 反 接 制 动 起 重 机 下 放 重 物 ； 电 源 反 接 制 动 ： *为 防 止 转 子 降 速 后 反 向 起 动 ， 当 转 速 接 近 于 零 时 应 迅 速

39、 切 断 电 源 ； *转 子 与 突 然 反 向 的 旋 转 磁 场 的 相 对 速 度 接 近 于两 倍 的 同 步 转 速 ， 为 了 减 小 冲 击 电 流 ， 通 常 在 电 动 机主 电 路 中 串 接 电 阻 来 限 制 反 接 制 动 电 流 。 反 接 制 动 电 阻 的 接 线 方 法 对 称 、 不 对 称 反 接 制 动 特 点 是 制 动 迅 速 ， 效 果 好 ， 冲 击 大 ， 通 常 仅适 用 于 10kW以 下 的 小 容 量 电 动 机 。 39 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 按 下 SB2， KM1得 电 ，全 压 起 动 。 速 度

40、 继 电 器KS的 常 开 触 点 闭 合 ， 为反 接 制 动 作 好 准 备 。 停 车 时 ， 按 下 停 止 按钮 SB1， KM1断 电 ， 由 于惯 性 ， 电 动 机 的 转 速 还很 高 ， KS依 然 动 作 ， 因SB1按 下 ， KM2得 电 ， 电动 机 反 接 制 动 ， 转 速 迅速 下 降 ， 当 速 度 继 电 器 恢 复 ， KM2断 电 ， 电 动机 断 电 ， 反 接 制 动 结 束。 1. 单 向 运 转 的 反 接 制 动 控 制 电 路 40 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 按 起 动 SB2， 正 转 KM1得电 ， 电 动 机

41、 正 转 起 动 ， KS动 作 ， 正 转 常 闭 触 点 KS-1断 开 ， 常 开 触 点 KS-1闭 合 。为 KM2线 圈 的 通 电 做 准 备 。 按 停 止 按 钮 SB1， KM1断电 ， KM2通 电 ， 正 向 反 接制 动 。 由 于 速 度 继 电 器 的常 闭 触 点 KS-1已 断 开 ，KM2线 圈 不 自 锁 。 当 转 速接 近 于 零 ， 正 转 常 开 KS-1 断 开 ， KM2断 电 ， 正 反 接制 动 结 束 。 2.电 机 可 逆 运 行 的 反 接 制 动 控 制 电 路 41 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 电 阻 R是

42、 反 接 制 动 电 阻 ， 同 时 也 限 制 起 动 电 流3.具 有 限 流 电 阻 的 可 逆 反 接 制 动 控 制 电 路 42 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 工 作 原 理 ： 按 下 正 转 起 动 按 钮 SB2， 中 间 继 电 器 KA3得 电 并 自 锁 ， 接 触 器KM1线 圈 通 电 ， KM1的 主 触 点 闭 合 ， 定 子 绕 组 经 电 阻 R接 通 正 向 三 相电 源 ， 电 动 机 定 子 绕 组 串 电 阻 降 压 起 动 。 当 电 动 机 转 速 上 升 到 一 定 值 时 ， KS的 正 转 常 开 触 点 KS-1闭

43、合 ，中 间 继 电 器 KA1得 电 并 自 锁 ， 这 时 KA1、 KA3中 间 继 电 器 的 常 开 触 点全 部 闭 合 ， 接 触 器 KM3线 圈 得 电 ， KM3主 触 点 闭 合 ， 短 接 电 阻 R， 定子 绕 组 得 到 额 定 电 压 ， 进 入 运 行 。 若 按 下 停 止 按 钮 SB1， 则 KA3、 KM1、 KM3线 圈 断 电 。 但 此 时 电 动机 转 速 仍 然 很 高 ， 速 度 继 电 器 KS的 正 转 常 开 触 点 KS-1还 处 于 闭 合状 态 ， 中 间 继 电 器 KA1线 圈 仍 得 电 ， 所 以 接 触 器 KM1常 闭

44、 触 点 复 位后 ， 接 触 器 KM2线 圈 得 电 ， KM2常 开 主 触 点 闭 合 ， 使 定 子 绕 组 经 电 阻 R获 得 反 向 的 三 相 交 流 电 源 ， 电 动 机 进 行 反 接 制 动 。 当 转 速 小 于100r min时 ， KS的 正 转 常 开 触 点 KS-1复 位 ， KA1 断 电 ， KM2 断 电 ， 反 接 制 动 过 程 结 束 。 43 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节二、能耗制动控制电路 1.单 向 能 耗 制 动 控 制 电 路 正 常 运 行 后 ， 按下 停 止 按 钮 SB1，KM1断 电 ， 切 断 电 动

45、机 电 源 ， 同 时 KT得 电， KM2得 电 并 自 锁 ，直 流 电 源 则 接 入 定 子绕 组 ， 进 行 能 耗 制 动。 当 时 间 到 时 常 闭 触点 KT断 开 ， KM2断 电， 直 流 电 源 被 切 除 ，同 时 KM2常 开 辅 助 触 点 复 位 ， 时 间 继 电 器KT线 圈 断 电 ， 能 耗 制动 结 束 。 时 间 原 则 控 制 的 单 向 能 耗 制 动 控 制 电 路 44 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 制 动 时 ， 按 下 停 止 SB1，KM 断 电 ， 断 开 三 相 电 源 。此 时 速 度 仍 然 很 高 ， K

46、S的常 开 触 点 仍 然 闭 合 ， KM2能 够 依 靠 SB1按 钮 的 按 下通 电 ， 定 子 绕 组 通 入 直 流电 ， 能 耗 制 动 。 当 电 动 机速 度 接 近 零 时 ， KS常 开 触点 复 位 ， KM2断 电 ， 能 耗制 动 结 束 。 速 度 原 则 控 制 的 单 向 能 耗 制 动 控 制 电 路 45 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 正 常 正 向 运 转中 ， 按 下 停 止 按 钮SB1， KM1断 电 ，KM3和 KT得 电 并 自锁 ， KM3常 开 主 触点 闭 合 ， 直 流 电 源加 到 定 子 绕 组 ， 电动 机

47、进 行 正 向 能 耗制 动 。 当 转 速 接 近零 时 ， 时 间 继 电 器延 时 断 开 的 常 闭 触点 KT断 开 KM3线 圈电 源 。 KM3主 触 点断 开 直 流 电 源 ， KM3常 开 辅 助 触 点复 位 ， KT断 电 ， 正向 能 耗 制 动 结 束 。 2.电 机 可 逆 运 行 能 耗 制 动 控 制 电 路该 电 路 按 时 间 原 则 控 制 46 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 适 用 于 10kW以 下制 动 要 求 不 高 的 场合 。 制 动 时 ， 按 SB1， KM1断 电 ， KT、KM2得 电 ， 接 入 整 流电 源

48、， 经 整 流 二 极管 V构 成 回 路 ， 电 动机 制 动 。 当 时 间 继电 器 的 常 闭 触 点 断开 ， KM2断 电 ， 直 流电 源 切 除 ， 能 耗 制动 结 束 。 与 反 接 制 动 相 比 ， 能 耗 制 动 具 有 消 耗 能 量 少 、 制 动 电 流 小 等 优 点 ， 但需 要 直 流 电 源 ， 控 制 电 路 复 杂 。 通 常 能 耗 制 动 适 用 于 电 动 机 容 量 较 大 和起 制 动 频 繁 的 场 合 ， 反 接 制 动 适 用 于 容 量 小 而 制 动 要 求 迅 速 的 场 合 。 3.无 变 压 器 的 单 管 能 耗 制 动

49、控 制 电 路 47 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 多 地 控 制 多 条 件 控 制 顺 序 控 制 2.5 其 他 常 用 控 制 电 路 48 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节一 、 多 地 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

50、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 。 49 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节二 、 多 条 件 控 制 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 。 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 。 50 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节三 、 顺 序 控 制 用 途 ：

51、用 于 实 现 机 械 设 备 依 次 动 作 的 控 制 要 求 。 控 制 方 法 ： 主 电 路 顺 序 控 制 控 制 电 路 顺 序 控 制 51 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节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 。 52 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节2.控 制 电 路 顺 序 控 制 53 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节基 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

52、 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 。总 结 54 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节第 八 节 电 气 控 制 系 统 的 保 护 环 节一、短路保护 常 用 的 短 路 保 护 元 件 有 熔 断 器 和 自 动 开 关 。二、过载保护 常 用 的 过 载 保 护 元 件 是 热 继 电 器 。常 用 保 护 环 节

53、 短 路 保 护过 载 保 护零 电 压 、 欠 电 压 保 护弱 磁 保 护过 流 保 护 55 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 当 电 动 机 为 额 定 电 流 时 ， 电 动 机 为 额 定 温 度 ， 热 继 电 器不 会 动 作 。 1.过 载 电 流 较 小 时 ， 热 继 电 器 要 经 过 较 长 时 间 才 动 作 ， 2.过 载 电 流 较 大 时 ， 热 继 电 器 则 经 过 较 短 时 间 就 会 动 作。 3.通 常 1.5倍 以 内 过 电 流 ， 如 果 过 电 流 时 间 短 的 话 ， 对电 动 机 的 影 响 不 大 ， 如 果 过

54、电 流 时 间 长 ， 那 么 用 热 继 电 器进 行 过 载 保 护 。 作 短 路 保 护 的 熔 断 器 熔 体 的 额 定 电 流 不 能 大 于 4倍 热 继电 器 发 热 元 件 的 额 定 电 流 。 56 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节三、过电流保护直 流 电 动 机 和 绕 线 转 子 异 步 电 动 机 控 制 线 路 中 ， 过 电 流 继 电 器 也 起 着短 路 保 护 的 作 用 。过 电 流 的 动 作 值 为 起 动 电 流 的 1.2倍 。四、零电压及欠电压保护为 了 防 止 电 网 失 电 后 恢 复 供 电 时 电 动 机 自 行 起

55、 动 的 保 护 叫 做 零 压 保 护。 在 电 动 机 的 运 行 过 程 中 ， 由 于 电 源 电 压 过 分 的 降 低 （ UN的 60 80 以 下 ） 将 引 起 一 些 电 器 释 放 ， 造 成 控 制 系 统 的 不 正 常 工 作 ， 因 此 而设 置 的 保 护 环 节 称 为 欠 电 压 保 护 。 通 常 采 用 欠 电 压 继 电 器 或 设 置 专 门的 零 电 压 继 电 器 来 实 现 。 57 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 左 图 示 意 了 电 气 控 制系 统 的 各 种 保 护 环 节 。 短 路 保 护 熔 断 器 FU1和

56、 FU2； 过 载 保 护 :热 继 电 器 FR； 过 电 流 保 护 :过 电 流 继电 器 KI1、 KI2； 零 压 保 护 :中 间 继 电 器KA； 欠 电 压 保 护 :欠 电 压 继电 器 KV； 互 锁 保 护 :KM1和 KM2。KM1 KM1KM2 KM2FR FRFU1 QSML1 L2 L3 KM2KM13 FU2I I U KI1 KI2 KV KA KAKVKI1KI2 SASA012 012 58 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 弱 磁 保 护 一 般 由 串 入 电 动 机 励 磁 回 路 的 欠 电 流 继 电 器 来实 现 的 。 五、

57、弱磁和失磁保护 59 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 习 题 二1、 电 气 原 理 图 中 QS、 FU、 KM、 KA、 KI、 KT、 SB、 SQ分 别 是 什 么 电 器 元 件 的 文 字 符 号 。2、 如 何 决 定 异 步 电 动 机 是 否 可 采 用 直 接 起 动 ？3、 画 出 采 用 断 电 延 时 型 时 间 继 电 器 控 制 的 异 步 电 动 机 星 形三 角 形 起 动 控 制 线 路 。4、 画 出 带 有 热 继 电 器 过 载 保 护 的 笼 型 异 步 电 动 机 正 常 运 转的 控 制 线 路 。 5、 什 么 是 反 接

58、制 动 ？ 什 么 是 能 耗 制 动 ？ 各 有 什 么 特 点 及 适用 场 合 ？ 6、 为 什 么 在 异 步 电 动 机 脱 离 电 源 后 ， 在 定 子 绕 组 中 通 入 直 流 电 ， 电 动 机 能 迅 速 停 止 ？ 60 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 习 题 二 （ 续 ）7 设 计 一 个 控 制 线 路 ， 要 求 第 一 台 电 动 机 起 动 10S后 ， 第 二台 电 动 机 自 动 起 动 ， 运 行 5S后 ， 第 一 台 电 动 机 停 止 并 同 时 使第 三 台 电 动 机 自 行 起 动 ， 再 运 行 15S后 ， 电 动

59、机 全 部 停 止 。8 有 一 台 四 级 皮 带 运 输 机 ， 分 别 由 M1、 M2、 M2、 M4四 台电 动 机 拖 动 ， 其 动 作 顺 序 如 下 ： 起 动 时 要 求 按M1 M2 M3 M4顺 序 起 动 。 停 车 时 要 求 按 M4 M3 M2 M1顺 序 停 车 。 上 述 动 作 要 求 有 一 定 时 间 间 隔 。9 为 两 台 异 步 电 动 机 设 计 一 控 制 线 路 ， 其 要 求 如 下 ： 两台 电 动 机 互 不 影 响 的 独 立 操 作 。 能 同 时 控 制 两 台 电 动 机 的起 动 和 停 止 。 当 一 台 电 动 机 发

60、生 过 载 时 ， 两 台 电 动 机 均 停 止 。 61 第 二 章 电 气 控 制 线 路 基 本 环 节 习 题 二 （ 续 ）10 现 有 一 双 速 电 动 机 ， 使 按 下 述 要 求 设 计 控 制 线 路 ： 分别 用 两 个 按 钮 操 作 电 动 机 的 高 速 起 动 和 低 速 起 动 ， 用 一 个 总停 按 钮 操 作 电 动 机 的 停 止 。 起 动 高 速 时 ， 应 先 接 成 低 速 经延 时 一 段 时 间 后 再 切 换 到 高 速 。 应 有 短 路 保 护 和 过 载 保 护。11 设 计 一 小 车 运 行 控 制 线 路 ， 小 车 有 异 步 电 动 机 拖 动 ， 其动 作 程 序 如 下 ： 小 车 由 甲 站 （ 原 位 SQ1） 开 始 前 进 ， 到 达乙 站 （ SQ2） 后 自 动 停 止 。 在 乙 站 停 留 2min后 继 续 前 进 ，到 达 丙 站 （ SQ3） 后 自 动 停 止 。 在 丙 站 停 留 2min后 自 动 返回 原 位 停 止 。 要 求 在 前 进 和 后 退 途 中 任 意 位 置 都 能 停 止 和 起 动 。