电气控制系统的基本控制电路.pptx

第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.1电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准基本电气控制方法基本电气控制方法异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路本本 章章 小小 结结习题与思考题习题与思考题本章内容本章内容第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.2电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准一、电气图中的图形符号和文字符号的国家标准一、电气图中的图形符号和文字符号的国家标准 电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制线路。为了表达设备电气控制系统的组行程开关等组成的控制线路。为了表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求，需要用统成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求，需要用统一的工程语言即用工程图的形式来表达，这种工程图即是电气一的工程语言即用工程图的形式来表达，这种工程图即是电气图。常用于机械设备的电气工程图有图。常用于机械设备的电气工程图有3 3种：种：电路原理图电路原理图、接线图接线图、元器件布置图元器件布置图。电气工程图是根据国家电气制图标准，用规定。电气工程图是根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制而成的。的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制而成的。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.3电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准1.电气图中的图形符号和文字符号的国家标准电气图中的图形符号和文字符号的国家标准(1)图形符号图形符号 国国家家电电气气图图形形符符号号标标准准GB/T 4728规规定定了了电电气气图图中中图图形形符符号号的的画画法法，该该标标准准与与国国家家电电气气制制图图标标准准GB 6980于于1990年年1月月1日日正正式式贯彻执行。贯彻执行。(2)文字符号文字符号 国国家家标标准准GB/T 71591987电电气气技技术术中中的的文文字字符符号号制制订订通通则则规定了电气工程图中的文字符号。规定了电气工程图中的文字符号。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.4图图2.1 某机床电控系统电路图某机床电控系统电路图 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.5电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准二、电气控制原理图的绘制原则二、电气控制原理图的绘制原则 电路图应有两种：一种是电气原理图，另一种是电气安装接线图。电路图应有两种：一种是电气原理图，另一种是电气安装接线图。电电气气原原理理图图是是根根据据电电气气动动作作原原理理绘绘制制的的，用用来来表表示示电电气气的的动动作作原原理理，用用于于分分析析动动作作原原理理和和排排除除故故障障，而而不不考考虑虑电电气气设设备备的的电电气气元元器器件件的的实实际际结结构构和和安安装装情情况况。通通过过电电路路图图，可可详详细细地地了了解解电电路路、设设备备电电气气控控制制系系统统的的组组成成和和工工作作原原理理，并并可可在在测测试试和和寻寻找找故故障障时时提提供供足足够够的的信信息息，同同时时电电气原理图也是编制接线图的重要依据。气原理图也是编制接线图的重要依据。电电气气安安装装接接线线图图也也叫叫电电气气装装配配图图，它它是是根根据据电电气气设设备备和和电电气气元元器器件件的的实实际际结结构构、安安装装情情况况绘绘制制的的，用用来来表表示示接接线线方方式式、电电气气设设备备和和电电气气元元器器件件的的位位置置、接接线线场场所所的的形形状状和和尺尺寸寸等等。电电气气安安装装接接线线图图只只从从安安装装、接接线线角角度度出出发发，而而不不明明显显表表示示电电气气动动作作原原理理，是是供供电电气气安安装装、接接线线、维维修修、检查用的。检查用的。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.6电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准1.1.电气原理图绘制电气原理图绘制 电电气气原原理理图图中中，一一般般主主电电路路和和控控制制电电路路分分为为两两部部分分画画出出。主主电电路路是是设设备备的的驱驱动动电电路路，在在控控制制电电路路的的控控制制下下，根根据据控控制制要要求求由由电电源源向向用用电电设设备供电。主电路通常用备供电。主电路通常用粗实线粗实线画在图样的画在图样的左侧左侧(或上方或上方)。控控制制和和辅辅助助电电路路一一般般用用细细实实线线画画在在图图样样的的右右侧侧(或或下下方方)。控控制制电电路路、辅辅助助电电路路要要分分开开画画。控控制制电电路路画画出出控控制制主主电电路路工工作作以以及及用用作作其其他他控控制制要要求求的的控控制制电电器器的的动动作作顺顺序序。控控制制电电路路由由接接触触器器和和继继电电器器线线圈圈、各各种种电电器器的的常常开开、常常闭闭触触点点组组合合构构成成控控制制逻逻辑辑，实实现现需需要要的的控控制制功功能能。辅辅助助电电路路是指设备中的信号和照明部分。是指设备中的信号和照明部分。主主电电路路、控控制制电电路路和和其其他他辅辅助助的的信信号号照照明明电电路路，保保护护电电路路一一起起构构成成电电控控系系统统。电电气气原原理理图图中中的的电电路路可可水水平平布布置置或或者者垂垂直直布布置置。水水平平布布置置时时，电电源源线线垂垂直直画画，其其他他电电路路水水平平画画，控控制制电电路路中中的的耗耗能能元元件件画画在在电电路路的的最最右右端端。垂垂直直布布置置时时，电电源源线线水水平平画画，其其他他电电路路垂垂直直画画，控控制制电电路路中中的的耗耗能元件画在电路的最下端。能元件画在电路的最下端。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.7电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准 2.2.元器件绘制和器件状态元器件绘制和器件状态 电电气气原原理理图图中中的的所所有有电电气气元元器器件件不不画画出出实实际际外外形形图图，而而采采用用国国家家标标准准规规定定的的图图形形符符号号和和文文字字符符号号表表示示。同同一一电电器器的的各各个个部部件件可可根根据据需需要要画画在在不不同同的的地地方方，但但必必须须用用相相同同的的文文字字符符号号标标注注。电电气气原原理理图图中中所所有有元元器器件件的的可可动动部部分分通通常常表表示示在在电电器器非非激激励励或或不不工工作作的的状状态态和和位位置置，其其中中常常见见的元器件状态有：的元器件状态有：(1)(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。继电器和接触器的线圈处在非激励状态。(2)(2)断路器和隔离开关在断开位置。断路器和隔离开关在断开位置。(3)(3)零位操作的手动控制开关在零位状态。零位操作的手动控制开关在零位状态。(4)(4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。(5)(5)保护类元器件处在设备正常工作状态。保护类元器件处在设备正常工作状态。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.8电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准三、图形区域的划分及读图方法三、图形区域的划分及读图方法 1.1.图形区域的划分图形区域的划分 工工程程图图样样通通常常采采用用分分区区的的方方式式建建立立坐坐标标，以以便便于于阅阅读读查查找找，电电气气原原理理图图常常采采用用在在图图的的下下方方沿沿横横坐坐标标方方向向划划分分的的方方式式，并并用用数数字字标标明明图图区区，如如图图2.12.1所所示示，同同时时在在图图的的上上方方沿沿横横坐坐标标方方向向划划分分，分分别别表表明明该该区区电电路路的功能。的功能。2.2.电气原理图的阅读方法电气原理图的阅读方法 一一般般设设备备电电气气原原理理图图中中可可分分为为主主电电路路(或或主主回回路路)、控控制制电电路路及及辅辅助助电电路路。在在读读电电气气原原理理图图之之前前，先先要要了了解解被被控控对对象象对对电电力力拖拖动动的的要要求求；了了解解被被控控对对象象有有哪哪些些运运动动部部件件以以及及这这些些部部件件是是怎怎样样动动作作的的，各各种种运运动动之之间间是是否否有有相相互互制制约约的的关关系系；熟熟悉悉电电路路图图的的制制图图规规则则及及电电气气元元器器件件的的图图形形符符号。号。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.9电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准读电气原理图时要先从主电路入手，一般步骤如下：读电气原理图时要先从主电路入手，一般步骤如下：(1)(1)看看本本设设备备所所用用的的电电源源。一一般般设设备备多多用用三三相相电电源源(380V(380V、50Hz)50Hz)，也也有有用直流电源的设备。用直流电源的设备。(2)(2)分分析析主主电电路路有有几几台台电电动动机机，分分清清它它们们的的用用途途、类类别别(笼笼型型异异步步电电动动机机、绕线转子异步电动机、直流电动机或是同步电动机绕线转子异步电动机、直流电动机或是同步电动机)。(3)(3)分分清清各各台台电电动动机机的的动动作作要要求求，如如起起动动方方式式、转转动动方方式式、调调速速及及制制动动方式，各台电动机之间是否有相互制约关系。方式，各台电动机之间是否有相互制约关系。(4)(4)了了解解主主电电路路中中所所用用的的控控制制电电器器及及保保护护电电器器。前前者者是是指指除除常常规规接接触触器器之之外外的的控控制制元元件件，如如电电源源开开关关(转转换换开开关关及及断断路路器器)、万万能能转转换换开开关关。后后者者是是指指短短路路保保护护器器件件及及过过载载保保护护器器件件，如如空空气气断断路路器器中中电电磁磁脱脱扣扣器器及及热热过过载载脱脱扣扣器器的的规规格格，熔熔断断器器、热热继继电电器器及及过过电电流流继继电电器器等等器器件件的的用用途途及及规格。规格。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.10基本电气控制方法基本电气控制方法一、异步电动机简单的起、保、停电气控制电路一、异步电动机简单的起、保、停电气控制电路 异异步步电电动动机机起起、保保、停停电电气气控控制制电电路路如如图图2.22.2所所示示。图图中中左左侧侧为为主主电电路路，由由电电源源开开关关QS、熔熔断断器器FU1 1、接接触触器器KM主主触触点点、热热继继电电器器FRFR的的发发热热元元件件和和电电动动机机M构构成成；右右侧侧控控制制线线路路由由熔熔断断器器FU2、热热继继电电器器FR常常闭闭触触点点、停停止止按按钮钮SB1、起起动动按按钮钮SB2 2、接接触触器器KM常开辅助触点和它的线圈构成。常开辅助触点和它的线圈构成。图图2.2 异步电动机起、保、停控制线路异步电动机起、保、停控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.11基本电气控制方法基本电气控制方法1.1.工作原理工作原理 依依靠靠接接触触器器自自身身常常开开触触点点而而使使其其线线圈圈保保持持通通电电的的现现象象称称为为自自锁锁。起起自自锁锁作作用用的的辅辅助助触触点点称称为为自自锁锁触触点点。这这个个电电路路是是单单向向自自锁锁控控制制电电路路，它它的的特特点点是是，起起动动、保保持持、停停止止，所所以以称称为为“起起、保、停保、停”控制电路。控制电路。2.2.保护环节保护环节(1)(1)短短路路保保护护。熔熔断断器器FU1、FU2 2分分别别作作主主电电路路和和控控制制线线路路的的短短路保护，当线路发生短路故障时能迅速切断电源。路保护，当线路发生短路故障时能迅速切断电源。(2)(2)过过载载保保护护。通通常常生生产产机机械械中中需需要要持持续续运运行行的的电电动动机机均均设设过过载载保保护护，其其特特点点是是过过载载电电流流越越大大，保保护护动动作作越越快快，但但不不会会受受电电动动机机起动电流影响而动作。起动电流影响而动作。热继电器热继电器FR起过载保护作用。起过载保护作用。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.12基本电气控制方法基本电气控制方法(3)(3)失失压压和和欠欠压压保保护护。在在电电动动机机正正常常运运行行时时，如如果果因因为为电电源源电电压压的的消消失失而而使使电电动动机机停停转转，那那么么在在电电源源电电压压恢恢复复时时电电动动机机就就可可能能自自行行起起动动，电电动动机机的的自自起起动动可可能能会会造造成成人人身身事事故故或或设设备备事事故故。防防止止电电源源电电压压恢恢复复时时电电动动机机自自起起动动的的保保护护叫叫做做失失压压保保护护，也也叫叫零零电电压压保保护护。在在电电动动机机正正常常运运行行时时，电电源源电电压压过过分分降降低低会会引引起起电电动动机机转转速速下下降降和和转转矩矩降降低低，若若负负载载转转矩矩不不变变，使使电电流流过过大大，造造成成电电动动机机停停转转和和损损坏坏电电动动机机。由由于于电电源源电电压压过过分分降降低低可可能能会会引引起起一一些些电电器器释释放放，造造成成电电路路不不正正常常工工作作，可可能能会会产产生生事事故故。因因此此需需要要在在电电源源电电压压下下降降到到最最小小允允许许的的电电压压值值时时将将电电动动机机电电源源切切除除，这这样样的的保保护护叫叫做做欠欠压压保保护护。图图2.22.2中中依依靠靠接接触触器器自自身身电电磁磁机机构构实实现现失失压压和和欠欠压保护。压保护。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.13基本电气控制方法基本电气控制方法二、多地点与多条件控制线路二、多地点与多条件控制线路 多多地地点点控控制制是是指指在在两两地地或或两两个个以以上上地地点点进进行行的的控控制制操操作作，多多用用于于规规模模较较大大的的设设备备，为为了了操操作作方方便便常常要要求求能能在在多多个个地地点点进进行行操操作作。在在某某些些机机械械设设备备上上，为为保保证证操操作作安安全全，需需要要多多个个条条件件满满足足，设设备备才才能能工工作作。这这样样的的控控制制要要求求可可通通过过在在电电路路中中串串联联或或并并联联电电器器的的常常闭闭触触点点和和常常开开触触点点来来实实现现。多多地地点点控控制制按按钮钮的的连连接接原原则则为为：常常开开按按钮钮均均相相互互并并联联，组组成成“或或”逻逻辑辑关关系系，常常闭闭按按钮钮均均相相互互串串联联，组组成成“与与”逻逻辑辑关关系系，任任一一条条件件满满足足，结结果果即即可可成成立立。图图2.32.3为为两两地地控控制制线线路路，遵遵循循以以上上原原则则还还可可实实现现三三地地及及更更多多地地点点的的控制。控制。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.14基本电气控制方法基本电气控制方法多多条条件件控控制制按按钮钮的的连连接接原原则则为为：常常开开按按钮钮均均相相互互串串联联，常常闭闭按按钮钮均均相相互互并并联联，所所有有条条件件满满足足，结结果果才才能能成成立立。图图2.42.4为为两两个个条条件件控制线路，遵循以上原则还可实现更多条件的控制。控制线路，遵循以上原则还可实现更多条件的控制。图图2.3 两地控制线路两地控制线路图图2.4 两个条件控制线路两个条件控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.15基本电气控制方法基本电气控制方法三、连续工作与点动控制三、连续工作与点动控制 实实际际生生产产中中，生生产产机机械械常常需需点点动动控控制制，如如机机床床调调整整对对刀刀和和刀刀架架、立立柱柱的的快快速速移移动动等等。所所谓谓点点动动，指指按按下下起起动动按按钮钮，电电动动机机转转动动；松松开开按按钮钮，电电动动机机停停止止运运动动。与与之之对对应应的的，若若松松开开按按钮钮后后能能使使电电动动机机连连续续工工作作，则则称称为为长长动动。区区分分点点动动与与长长动动的的关关键键是是控控制制电电路路中中控控制制电电器器通通电电后后能能否否自自锁锁，即即是是否否具具有有自自锁锁触触点点。点点动动控控制线路如图制线路如图2.52.5所示。图所示。图(a)(a)为用按钮实现的点动控制电路。为用按钮实现的点动控制电路。生生产产实实际际中中，有有的的生生产产机机械械既既需需要要连连续续运运转转进进行行加加工工生生产产，又又需需要要在在进进行行调调整整工工作作时时采采用用点点动动控控制制，这这就就产产生生了了点点动动、长长动动混合控制电路。混合控制电路。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.16基本电气控制方法基本电气控制方法(a)(b)(c)(d)图图2.5 点动控制线路点动控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.17基本电气控制方法基本电气控制方法四、三相异步电动机的正反转控制线路四、三相异步电动机的正反转控制线路 生生产产实实践践中中，许许多多设设备备均均需需要要两两个个相相反反方方向向的的运运行行控控制制，如如机机床床工工作作台台的的进进退退、升升降降以以及及主主轴轴的的正正反反向向运运转转等等。此此类类控控制制均均可可通通过过电电动动机机的的正正转转与与反反转转来来实实现现。由由电电动动机机原原理理可可知知，电电动动机机三三相相电电源源进进线线中中任任意意两两相相对对调调，即即可可实实现现电电动动机机的的反反向向运运转转。通常情况下，电动机正反转可逆运行操作的控制线路有：通常情况下，电动机正反转可逆运行操作的控制线路有：1.1.正反转控制正反转控制2.“2.“正正停停反反”控制控制3.“3.“正正反反停停”控制控制 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.18基本电气控制方法基本电气控制方法(a)无互锁无互锁的正反转控制线路的正反转控制线路 (b)“正正停停反反”控制线路控制线路 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.19基本电气控制方法基本电气控制方法(c)“正正反反停停”控制线路控制线路图图2.6 电动机正反转控制线路电动机正反转控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.20基本电气控制方法基本电气控制方法 图图2.6(b)2.6(b)中中，利利用用接接触触器器常常闭闭触触点点互互相相制制约约的的关关系系称称为为互互锁锁或或联联锁锁。而这两个常闭触点称为而这两个常闭触点称为互锁触点互锁触点。在在机机床床控控制制线线路路中中，这这种种互互锁锁关关系系应应用用极极为为广广泛泛。凡凡是是有有相相反反动动作作，如工作台上下、左右移动都需要有类似的这种联锁控制。如工作台上下、左右移动都需要有类似的这种联锁控制。图图2.6(c)2.6(c)中中的的起起动动按按钮钮均均换换成成了了复复合合按按钮钮，则则该该电电路路为为按按钮钮、接接触触器器双双重重联联锁锁的的控控制制电电路路。但但只只用用按按钮钮进进行行联联锁锁，而而不不用用接接触触器器常常闭闭触触点点之之间间的的联联锁锁，是是不不可可靠靠的的。在在实实际际中中可可能能出出现现这这样样的的情情况况，由由于于负负载载短短路路或或大大电电流流的的长长期期作作用用，接接触触器器的的主主触触点点被被强强烈烈的的电电弧弧“烧烧焊焊”在在一一起起，或或者者接接触触器器的的机机构构失失灵灵，使使衔衔铁铁卡卡住住总总是是在在吸吸合合状状态态。这这都都可可能能是是主主触触点点不不能能断断开开，这这时时如如果果另另一一接接触触器器动动作作，就就会会造造成成电电源源短短路路事事故故。如如果果用用的的是是接接触触器器常常闭闭触触点点进进行行联联锁锁，不不论论什什么么原原因因，只只要要一一个个接接触触器器是是吸吸合合状状态态，它它的的联联锁锁常常闭闭触触点点就就必必然然将将另另一一接接触触器器线线圈圈电电路路切切断断，这这就就能能避免事故的发生。避免事故的发生。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.21基本电气控制方法基本电气控制方法五、顺序控制线路五、顺序控制线路 具具有有多多台台电电动动机机拖拖动动的的机机械械设设备备，在在操操作作时时为为了了保保证证设设备备的的运运行行和和工工艺艺过过程程的的顺顺利利进进行行，对对电电动动机机的的起起动动、停停止止，必必须须按按一一定定顺顺序序来来控控制制，这这就就称称为为电电动动机机的的顺顺序序控控制制。这这种种情情况况在在机机械械设设备备中中是是常常见见的的。例例如如，有有的的机机床床的的油油泵泵电电动动机机要要先先于于主主轴轴电电动动机机起起动动，主主轴轴电电动动机机又又先先于于切切削削液液电电动动机起动等。机起动等。两台电动机的顺序控制两台电动机的顺序控制第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.22基本电气控制方法基本电气控制方法例例 如图如图2.8所示是所示是3条皮带运输机的示意图。对于这条皮带运输机的示意图。对于这3条皮带条皮带运输机的电气要求是：运输机的电气要求是：图图2.8 三条皮带运输机工作示意图三条皮带运输机工作示意图(1)起动顺序为起动顺序为1号、号、2号、号、3号，即顺序起动，以防止货物在皮带上堆积；号，即顺序起动，以防止货物在皮带上堆积；(2)停车顺序为停车顺序为3号、号、2号、号、1号，即逆序停止，以保证停车后皮带上不残存号，即逆序停止，以保证停车后皮带上不残存货物；货物；(3)当当1号或号或2号出故障停车时，号出故障停车时，3号能随即停车，以免继续进料。号能随即停车，以免继续进料。试画出试画出3条皮带运输机的电气控制线路图，并叙述其工作原理。条皮带运输机的电气控制线路图，并叙述其工作原理。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.23基本电气控制方法基本电气控制方法图图2.9 3条皮带运输机顺序起动、逆序停止控制线路条皮带运输机顺序起动、逆序停止控制线路 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.25异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 一、起动控制电路一、起动控制电路 1.笼型异步电动机笼型异步电动机直接起动直接起动控制线路控制线路 对对容容量量较较小小，并并且且工工作作要要求求简简单单的的电电动动机机，如如小小型型台台钻钻、砂砂轮轮机机、冷冷却却泵泵的的电电动动机机，可可用用手手动动开开关关在在动动力力电电路路中中接接通通电电源源直直接接起起动动。如如图图2.10所示的控制电路。所示的控制电路。一一般般中中小小型型机机床床的的主主电电动动机机采采用用接接触触器器直直接接起起动动，如如图图2.11所所示示控控制制电电路路。接接触触器器直直接接起起动动电电路路分分为为两两部部分分，主主电电路路由由接接触触器器的的主主触触点点接接通通与与断断开开，控控制制电电路路由由按按钮钮和和辅辅助助常常开开触触点点控控制制接接触触器器线线圈圈的的通通断断电电，实现对主电路的通断控制。实现对主电路的通断控制。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.26异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 图图2.10 用开关直接起动线路图用开关直接起动线路图图图2.11 用接触器直接起动控制线路图用接触器直接起动控制线路图第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.27异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 2.笼型异步电动机笼型异步电动机降压起动降压起动控制线路控制线路 容容量量大大于于10kW的的笼笼型型异异步步电电动动机机直直接接起起动动时时，起起动动冲冲击击电电流流为为额额定定值值的的47倍倍，故故一一般般均均需需采采用用相相应应措措施施降降低低电电压压，即即减减小小与与电电压压成成正正比比的的电电枢枢电电流流，从从而而在在电电路路中中不不至至于于产产生生过过大大的的电电压压降降。常常用用的的降降压压起起动动方方式式有有定定子子电电路路串串电电阻阻降降压压起起动动、星星形形三三角角形形(-)降降压压起起动动和和自自耦耦变压器降压起动。变压器降压起动。1)星形星形三角形降压起动三角形降压起动控制电路控制电路 正正常常运运行行时时，定定子子绕绕组组为为三三角角形形联联结结的的笼笼型型异异步步电电动动机机，可可采采用用星星形形三角形的降压起动方式来达到限制起动电流的目的。三角形的降压起动方式来达到限制起动电流的目的。起起动动时时，定定子子绕绕组组首首先先联联结结成成星星形形，待待转转速速上上升升到到接接近近额额定定转转速速时时，将将定定子子绕绕组组的的联联结结由由星星形形联联结结成成三三角角形形，电电动动机机便便进进入入全全压压正正常常运运行行状状态。态。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.28异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 图图2.12 Y-降压起动线路降压起动线路KM1、KM3主主触触点点闭闭合合，将将电电动动机机绕绕组组联联结结成成星星形形；KM1、KM2主主触触点点闭闭合合，将将电电动动机机绕绕组组联联结成三角形。结成三角形。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.29异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 2)定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动控制电路控制电路 电电动动机机串串电电阻阻降降压压起起动动是是电电动动机机起起动动时时，在在三三相相定定子子绕绕组组中中串串接接电电阻阻分分压压，使使定定子子绕绕组组上上的的压压降降降降低低，起起动动后后再再将将电电阻阻短短接接，电电动动机机即即可可在在全全压压下下运运行行。这这种种起起动动方方式式不不受受接接线线方方式式的的限限制制，设设备备简简单单，常常用用于于中中小小型型设设备备和和用用于于限限制制机机床床点点动动调调整整时时的的起起动动电电流流。图图2.13给给出出了了串串电电阻阻降降压压起起动动的的控控制制电电路路。图图中中主主电电路路由由KM1、KM2两两组组接接触触器器主主触触点点构构成成串串电电阻阻接接线线和和短短接接电电阻阻接接线线，并并由由控控制制电电路路按按时时间间原原则则实实现现从从起起动动状状态态到到正正常常工工作作状状态态的的自自动动切换。切换。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.30异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路(a)(b)图图2.13 定子串电阻降压起动控制线路定子串电阻降压起动控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.32异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 3)自耦变压器降压起动控制电路自耦变压器降压起动控制电路 在在自自耦耦变变压压器器降降压压起起动动的的控控制制线线路路中中，电电动动机机起起动动电电流流的的限限制制，是是依依靠靠自自耦耦变变压压器器的的降降压压作作用用来来实实现现的的。电电动动机机起起动动的的时时候候，定定子子绕绕组组得得到到的的电电压压是是自自耦耦变变压压器器的的二二次次电电压压。一一旦旦起起动动结结束束，自自耦耦变变压压器器便便被被切切除除，额额定定电电压压通通过过接接触触器器直直接接加加于于定定子子绕绕组组，电电动动机机进进入入全全压压运运行行的的正正常工作。常工作。图图2.14为自耦变压器降压起动的控制线路。为自耦变压器降压起动的控制线路。电电路路的的工工作作原原理理：起起动动时时，合合上上电电源源开开关关QS，按按下下起起动动按按钮钮SB2，接接触触器器KM1的的线线圈圈和和时时间间继继电电器器KT的的线线圈圈通通电电，KT瞬瞬时时动动作作的的常常开开触触点点闭闭合合，形形成成自自锁锁，KM1主主触触点点闭闭合合，将将电电动动机机定定子子绕绕组组经经自自耦耦变变压压器器接接至至电电源源，这这时时自自耦耦变变压压器器联联结结成成星星形形，电电动动机机降降压压起起动动。KT延延时时后后，其其延延时时常常闭闭触触点点断断开开，使使KM1线线圈圈失失电电，KM1主主触触点点断断开开，从从而而将将自自耦耦变变压压器器从从电电网网上上切切除除。而而KT延延时时常常开开触触点点闭闭合合，使使KM2线线圈圈通通电电，电电动动机直接接到电网上运行，从而完成了整个起动过程。机直接接到电网上运行，从而完成了整个起动过程。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.33异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 图图2.14 自耦变压器降压起动控制线路自耦变压器降压起动控制线路KM1为降压接触器，为降压接触器，KM2为正常运行接触器，为正常运行接触器，KT为起动时间继电器。为起动时间继电器。112第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.34异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 该该电电路路的的缺缺点点是是时时间间继继电电器器一一直直通通电电，耗耗能能多多，且且缩缩短短了了器器件件寿寿命命，请请读读者者自自行行分分析析并并设设计计一一断断电电延延时时的的控控制制电电路。路。自自耦耦变变压压器器减减压压起起动动方方法法适适用用于于容容量量较较大大的的、正正常常工工作作时时联联结结成成星星形形或或三三角角形形的的电电动动机机。其其起起动动转转矩矩可可以以通通过过改改变变自自耦耦变变压压器器抽抽头头的的连连接接位位置置得得到到改改变变。它它的的缺缺点点是是自自耦耦变变压器价格较贵，而且不允许频繁起动。压器价格较贵，而且不允许频繁起动。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.35异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 二、三相异步电动机制动控制线路二、三相异步电动机制动控制线路 三三相相异异步步电电动动机机从从切切除除电电源源到到完完全全停停止止运运转转。由由于于惯惯性性的的关关系系，总总要要经经过过一一段段时时间间，这这往往往往不不能能适适应应某某些些生生产产机机械械工工艺艺的的要要求求。如如万万能能铣铣床床、卧卧式式镗镗床床、电电梯梯等等，为为提提高高生生产产效效率率及及准准确确停停位位，要要求求电电动动机机能能迅迅速速停停车车，对对电电动动机机进进行行制制动动控控制制。制制动动方方法法一一般般有有两两大大类类：机机械械制制动动和和电电气气制制动动。电电气气制制动动中中常常用用反反接接制制动动和能耗制动。和能耗制动。1.反接制动反接制动控制线路控制线路 反反接接制制动动控控制制的的工工作作原原理理：改改变变异异步步电电动动机机定定子子绕绕组组中中的的三三相相电电源源相相序序，使使定定子子绕绕组组产产生生方方向向相相反反的的旋旋转转磁磁场场，从从而而产产生生制制动动转转矩矩，实实现现制制动动。反反接接制制动动要要求求在在电电动动机机转转速速接接近近零零时时及及时时切切断反相序的电源，以防止电动机反向起动。断反相序的电源，以防止电动机反向起动。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.36异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路（A）（B）图图2.15 反接制动控制线路反接制动控制线路 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.37异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 图图2.15(a)图图有有这这样样一一个个问问题题：在在停停车车期期间间，如如果果为为了了调调整整工工件件，需需要要用用手手转转动动机机床床主主轴轴时时，速速度度继继电电器器的的转转子子也也将将随随着着转转动动，其其常常开开触触点点闭闭合合，KM2通通电电动动作作，电电动动机机接接通通电电源源发发生生制制动动作作用用，不不利利于于调调整整工工作作。图图2.15(b)图图的的反反接接制制动动线线路路解解决决了了这这个个问问题题。控控制制线线路路中中停停止止按按钮钮使使用用了了复复合合按按钮钮SB1，并并在在其其常常开开触触点点上上并并联联了了KM2的的常常开开触触点点，使使KM2能能自自锁锁。这这样样在在用用手手转转动动电电动动机机时时，虽虽然然KS的的常常开开触触点点闭闭合合，但但只只要要不不按按复复合合按按钮钮SB1，KM2就就不不会会通通电电，电电动动机机也也就就不不会会反反接接于于电电源源，只只有有按按下下SB1，KM2才能通电，制动电路才能接通。才能通电，制动电路才能接通。因因电电动动机机反反接接制制动动电电流流很很大大，故故在在主主回回路路中中串串入入电电阻阻R，可可防防止止制制动时电动机绕组过热。动时电动机绕组过热。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.38异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 2.能耗制动能耗制动控制线路控制线路 能能耗耗制制动动控控制制的的工工作作原原理理：在在三三相相电电动动机机停停车车切切断断三三相相交交流流电电源源的的同同时时，将将一一直直流流电电源源引引入入定定子子绕绕组组，产产生生静静止止磁磁场场。电电动动机机转转子子由由于于惯惯性性仍仍沿沿原原方方向向转转动动，则则转转子子在在静静止止磁磁场场中中切切割割磁磁力力线线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。1)单向单向运行能耗制动控制线路运行能耗制动控制线路 (1)按按时时间间原原则则控控制制线线路路。图图2.16为为按按时时间间原原则则的的单单向向能能耗耗制制动动控控制制线线路路。图图中中变变压压器器TC、整整流流装装置置VC提提供供直直流流电电源源。接接触触器器KM1的的主主触触点点闭闭合合接接通通三三相相电电源源，KM2将将直直流流电电源源接接入入电电动动机定子绕组。机定子绕组。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.39异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 图图2.16 按时间原则控制的单向能耗制动线路按时间原则控制的单向能耗制动线路 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.40异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 能能耗耗制制动动的的制制动动转转矩矩大大小小与与通通入入直直流流电电流流的的大大小小与与电电动动机机的的转转速速n有有关关，同同样样转转速速，电电流流大大，制制动动作作用用强强。一一般般接接入入的的直直流流电电流流为为电电动动机机空空载载电电流流的的35倍倍，过过大大会会烧烧坏坏电电动动机机的的定定子子绕绕组组。电电路路采采用用在在直流电源回路中串接可调电阻的方法，调节制动电流的大小。直流电源回路中串接可调电阻的方法，调节制动电流的大小。能能耗耗制制动动时时制制动动转转矩矩随随电电动动机机的的惯惯性性转转速速下下降降而而减减小小，因因而而制制动动平平稳稳。这这种种制制动动方方法法将将转转子子惯惯性性转转动动的的机机械械能能转转换换成成电电能能，又又消消耗耗在在转子的制动上，所以称为能耗制动。转子的制动上，所以称为能耗制动。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.41异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路 (2)按按速速度度原原则则控控制制线线路路。图图2.17为为按按速速度度原原则则控控制制的的单单向向能能耗耗制制动动控控制制线线路路。该该线线路路与与图图2.16控控制制线线路路基基本本相相同同，仅仅是是在在控控制制电电路路中中取取消消了了时时间间继继电电器器KT的的线线圈圈及及其其触触点点电电路路，而而在在电电动动机机转转轴轴伸伸出出端端安安装装了了速速度度继继电电器器KS，并并且且用用KS的的常常开开触触点点取取代代了了KT延延时时常