电气控制技术plc教材电气控制与plc应用.pptx

教学内容：2.1 2.1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制 2.2 2.2 三相异步电动机的起动控制三相异步电动机的起动控制 2.3 2.3 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 2.4 2.4 三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制 2.5 2.5 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 2.6 2.6 其它典型控制环节其它典型控制环节 2.7 2.7 电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法32.1 2.1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制42.1 2.1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制 n电气控制线路：电气控制线路：由按钮、开关、接触器、继电器等由按钮、开关、接触器、继电器等有触头有触头的的低压控制电器低压控制电器所组成的控制线路。所组成的控制线路。n电气控制：电气控制：通常称为通常称为继电继电接触器接触器控制，其优点是电路图控制，其优点是电路图较直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强，较直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强，它可以很方便地实现简单和复杂的、集中和远距离生产过它可以很方便地实现简单和复杂的、集中和远距离生产过程的自动控制。程的自动控制。n电气控制线路的表示方法有三种：电气控制线路的表示方法有三种：电气原理图、电气元件电气原理图、电气元件布置图、电气安装接线图。布置图、电气安装接线图。电气控制线路设计、电气控制线路设计、安装必须完成的三步安装必须完成的三步工作工作5 电气控制线路图电气控制线路图是工程技术的通用语言，为了便于交流是工程技术的通用语言，为了便于交流与沟通，在电气控制线路中，各种电器元件的图形、文字符与沟通，在电气控制线路中，各种电器元件的图形、文字符号必须符合国家的标准。国家标准局参照国际电工委员会号必须符合国家的标准。国家标准局参照国际电工委员会（IECIEC）颁布的有关文件，制定了我国电气设备有关国家标）颁布的有关文件，制定了我国电气设备有关国家标准，采用新的图形和文字符号及回路标号。准，采用新的图形和文字符号及回路标号。GB4728GB472819841984电气图用图形符号电气图用图形符号 GB6988GB698819871987电气制图电气制图 GB7159GB715919871987电气技术中的文字符号制订通则电气技术中的文字符号制订通则n 规定从规定从19901990年年1 1月月1 1日起，电气控制线路中的图形和文字日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须符合最新的国家标准。符号必须符合最新的国家标准。2.1.1 2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号电气控制线路常用的图形、文字符号 62.1.1 2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号电气控制线路常用的图形、文字符号 n 国家标准国家标准GB7159GB715919871987电气技术中的电气技术中的文字符号文字符号制订通则制订通则规定了电气工程图规定了电气工程图中的文字符号、它分为基本文字符号和辅助文字符号。中的文字符号、它分为基本文字符号和辅助文字符号。n基本文字符号基本文字符号有有单字母符号单字母符号和和双字母符号双字母符号。F 单字母符号单字母符号表示电气设备、装置和元件的表示电气设备、装置和元件的大类大类；F 双字母符号双字母符号由一个表示大类的单字母与另一个表示器件某些特性的字母组成。由一个表示大类的单字母与另一个表示器件某些特性的字母组成。例如：例如：单字节符号单字节符号 K K 继电器类元件继电器类元件 双字节符号双字节符号 KM KM 接触器接触器 KS KS 速度继电器速度继电器 KT KT 时间继电器时间继电器 KI KI 电流继电器电流继电器 KU KU 电压继电器电压继电器 KA KA 中间继电器中间继电器n辅助文字符号辅助文字符号用来进一步表示电气设备、装置和元件的功能、状态和特征。用来进一步表示电气设备、装置和元件的功能、状态和特征。（表表2-32-3）例如例如 ：AC AC 交流交流 DCDC直流直流 ON ON 闭合闭合 OFFOFF断开断开7表表2-1 2-1 常用电气图形、文字符号表常用电气图形、文字符号表（表（表2-12-1）2.1.1 2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符电气控制线路常用的图形、文字符号号 名名 称称图形图形符号符号文字文字符号符号名名 称称图形图形符号符号文字文字符号符号三相三相电源电源开关开关 QK QK速度速度继电继电器器常开常开触头触头KSKS低压低压断路断路器器QFQF常闭常闭触头触头82.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图 1.电路绘制电路绘制 n 电气原理电气原理图图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电气控制中，无论在设究和分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电气控制中，无论在设计部门或生产现场都得到广泛的计部门或生产现场都得到广泛的应用。应用。n主电路标号主电路标号由由文字符号文字符号和和数字标号数字标号组成。组成。F三相交流电源的引入线用三相交流电源的引入线用L1L1、L2L2、L3L3、N N标记；标记；F电源开关之后的三相交流电源主电路分别用电源开关之后的三相交流电源主电路分别用U U、V V、W W标记；标记；如如U1U1、V1V1、W1W1表示三相电动机的第一个节点代号，表示三相电动机的第一个节点代号，U2U2、V2V2、W2 W2 为三为三相电动机第二个节点代号，依此类推。相电动机第二个节点代号，依此类推。电气控制线路图中的支路、节点，一般都加上电气控制线路图中的支路、节点，一般都加上标号标号。n控制电路标号控制电路标号由三位或三位以下的数字组成；由三位或三位以下的数字组成；F交流控制交流控制电路的标号一般以主要压降元件（如电器元件电路的标号一般以主要压降元件（如电器元件线圈线圈）为分界，）为分界，左侧用奇数标号左侧用奇数标号，右侧用偶数标号右侧用偶数标号。F直流控制直流控制电路中电路中正极按奇数标号正极按奇数标号，负极按偶数标号负极按偶数标号。92.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图 图图2-1 2-1 电动机正反转控制原理图电动机正反转控制原理图 主电路标号主电路标号控制电路标号控制电路标号102.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图 n 绘制电气原理图应遵循以下原则：绘制电气原理图应遵循以下原则：F电气控制线路根据电路通过的电流大小可分电气控制线路根据电路通过的电流大小可分主电路主电路和和控制电路控制电路。主电路：主电路：包括从电源到电动机的电路，是包括从电源到电动机的电路，是强电流通强电流通过的部分，用过的部分，用粗粗线条画在线条画在原理图的原理图的左边左边。控制电路控制电路：通过通过弱电流弱电流的电路，一般由按钮、电气元件的线圈、接触器的辅的电路，一般由按钮、电气元件的线圈、接触器的辅助触头、继电器的触头等组成，用助触头、继电器的触头等组成，用细细线条画在原理图的线条画在原理图的右边右边。F电气原理图中，所有电气元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标电气原理图中，所有电气元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标准。准。F采用采用电气元件展开图的画法电气元件展开图的画法。同一电气元件的各部件可以不画在一起，但需。同一电气元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电气元件，可在文字符号后加上用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电气元件，可在文字符号后加上数字序号，如数字序号，如KMKM1 1、KMKM2 2等。等。F所有按钮、触头均按没有外力作用和所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电没有通电时的原始状态画出。时的原始状态画出。F控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉连接时的电控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉连接时的电气连接点须用气连接点须用黑点标出黑点标出。112.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图 图图2-1 2-1 电动机正反转控制原理图电动机正反转控制原理图 主电路主电路控制电路控制电路122.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图2.图上元器件位置表示法图上元器件位置表示法n 在绘制和阅读、使用电路时，往往需要确定元器件、连线等的图形符号在在绘制和阅读、使用电路时，往往需要确定元器件、连线等的图形符号在图上的位置。图上的位置。例如：例如：分开表示法：分开表示法：当继电器、接触器在图上采用当继电器、接触器在图上采用分开表示法分开表示法（线圈与触头分开）（线圈与触头分开）绘制时，绘制时，需要采用图或表格表明各部分在图上的位置需要采用图或表格表明各部分在图上的位置；中断画法：中断画法：较长的连接线采用较长的连接线采用中断画法中断画法，或者连接线的另一端需要画到另一，或者连接线的另一端需要画到另一张图上去时，除了要在中断处标记中断标记外，还需标注另一端在图上的位张图上去时，除了要在中断处标记中断标记外，还需标注另一端在图上的位置；置；注释和说明：注释和说明：在供使用、维修的技术文件（如说明书）中，有时需要对某一在供使用、维修的技术文件（如说明书）中，有时需要对某一元件或器件作元件或器件作注释和说明注释和说明，为了找到图中相应的元器件的图形符号，也需要，为了找到图中相应的元器件的图形符号，也需要注明这些符号在图上的位置；注明这些符号在图上的位置；在更改电路设计时，也需要表明在更改电路设计时，也需要表明被更改部分被更改部分在图上的位置。在图上的位置。图上元器件位置表示法有三种：电路编号法、表格法、横坐标表示法、图上元器件位置表示法有三种：电路编号法、表格法、横坐标表示法、132.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图（1）电路编号法：）电路编号法：电路编号法特别适用于多分支电路，电路编号法特别适用于多分支电路，如继电控制和保如继电控制和保护电路，每一编号代表一个支路。编制方法是对每个电路护电路，每一编号代表一个支路。编制方法是对每个电路或分支电路按照一定顺序（自左至右或自上至下）用阿拉或分支电路按照一定顺序（自左至右或自上至下）用阿拉伯数字编号，从而确定各支路项目的位置。例如，图伯数字编号，从而确定各支路项目的位置。例如，图2-2-2 2（a a）有）有8 8个电路或支路，在各支路的下方顺序标有个电路或支路，在各支路的下方顺序标有电路电路编号编号1 18 8。图上方与电路编号对应的方框内的。图上方与电路编号对应的方框内的“电源开关电源开关”等字样表明其下方元、器件或线路等字样表明其下方元、器件或线路功能功能。n图上元器件位置表示法有三种：图上元器件位置表示法有三种：电路编号法、表格法、横坐标表示法。电路编号法、表格法、横坐标表示法。142.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图（2）表格法）表格法 继电器和接触器的触头位置采用继电器和接触器的触头位置采用附加图表附加图表的方式表示，的方式表示，图表格式如图图表格式如图2-22-2（b b）所示。此图表可以画在电路图中相）所示。此图表可以画在电路图中相应线圈的下方，此时，可只标出应线圈的下方，此时，可只标出触头的位置（电路编号）触头的位置（电路编号）索引索引，也可以画在电路图上的其他地方。以图中线圈，也可以画在电路图上的其他地方。以图中线圈KMKM1 1下下方的图表为例，第一行用图形符号表示主辅触头种类，表方的图表为例，第一行用图形符号表示主辅触头种类，表格中的数字表示此类触头所在的支路的编号。例如第格中的数字表示此类触头所在的支路的编号。例如第2 2列列中的数字中的数字“6 6”表示表示KMKM1 1的一个常开触头在第的一个常开触头在第6 6支路内，表中支路内，表中的的“”表示未使用的触头。有时，所附图表中的图形符表示未使用的触头。有时，所附图表中的图形符号也可以省略不画。号也可以省略不画。n图上元器件位置表示法有三种：图上元器件位置表示法有三种：电路编号法、表格法、横坐标表示法。电路编号法、表格法、横坐标表示法。15图图2-22-2某机床电气原理图某机床电气原理图主电路主电路控制电路控制电路电路编号电路编号电路（线路、支路）电路（线路、支路）功能功能采用附加表表采用附加表表示触点的位置示触点的位置162.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图（3）横坐标标注法：）横坐标标注法：采用横坐标标注法，线路各电器元件均按横向画法排列采用横坐标标注法，线路各电器元件均按横向画法排列 ；各电器元件线圈的右侧，由上到下标明各支路的序号各电器元件线圈的右侧，由上到下标明各支路的序号1 1，2 2，并在该电器元件线圈旁标明其常开触头（标在横线，并在该电器元件线圈旁标明其常开触头（标在横线上方）、常闭触头（标在横线下方）在电路中所在支路的上方）、常闭触头（标在横线下方）在电路中所在支路的标号，以便阅读和分析电路时查找。标号，以便阅读和分析电路时查找。例如接触器例如接触器KM1KM1常开触头在主电路有三对，控制回路常开触头在主电路有三对，控制回路2 2支支路中有一对；常闭触头在控制电路路中有一对；常闭触头在控制电路3 3支路中有一对。此种表支路中有一对。此种表示法在机床电气控制线路中普遍采用。示法在机床电气控制线路中普遍采用。电动机正反转横坐标图示法电气原理图如图电动机正反转横坐标图示法电气原理图如图2-32-3所示。所示。172.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图图图2-3 2-3 电动机正反转横坐标图示法电气原理图电动机正反转横坐标图示法电气原理图 支支路路序序号号横坐标标注法横坐标标注法182.1.3 2.1.3 电气元件布置图电气元件布置图 n 电气元件布置图主要是用来表电气元件布置图主要是用来表明电气设备上所有电机、电器的明电气设备上所有电机、电器的实际位置，是机械电气控制设备实际位置，是机械电气控制设备制造、安装和维修必不可少的技制造、安装和维修必不可少的技术文件。布置图根据设备的复杂术文件。布置图根据设备的复杂程度或集中绘制在一张图上，或程度或集中绘制在一张图上，或将控制柜与操作台的电器元件布将控制柜与操作台的电器元件布置图分别绘制。绘制布置图时机置图分别绘制。绘制布置图时机械设备轮廓用双点划线画出，所械设备轮廓用双点划线画出，所有可见的和需要表达清楚的电器有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用粗实线绘制出其元件及设备，用粗实线绘制出其简单的外形轮廓。电器元件及设简单的外形轮廓。电器元件及设备代号必须与有关电路图和清单备代号必须与有关电路图和清单上的代号一致。上的代号一致。返回返回笼型电动机正反转控制系笼型电动机正反转控制系统电器元件布置图统电器元件布置图(按钮和电按钮和电机未标出机未标出)192.1.4 2.1.4 电气安装接线图电气安装接线图 n 电气安装接线电气安装接线图是按照电器元图是按照电器元件的实际位置和件的实际位置和实际接线绘制的，实际接线绘制的，根据电器元件布根据电器元件布置最合理、连接置最合理、连接导线最经济等原导线最经济等原则来安排。则来安排。图图2-4 2-4 笼型电动机正反转控制安装接线图笼型电动机正反转控制安装接线图 返回返回202.1.4 2.1.4 电气安装接线图电气安装接线图n 绘制安装接线图应遵循以下原则：绘制安装接线图应遵循以下原则：各电器元件用规定的图形、文字符号绘制，同一电各电器元件用规定的图形、文字符号绘制，同一电器元件各部件必须画在一起。各电器元件的位置，应与器元件各部件必须画在一起。各电器元件的位置，应与实际安装位置一致。实际安装位置一致。不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连接不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连接必须通过端子板进行。各电器元件的文字符号及端子板必须通过端子板进行。各电器元件的文字符号及端子板的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。走向相同的多根导线可用单线表示。走向相同的多根导线可用单线表示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿画连接线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线管的尺寸。线管的尺寸。21电气原理图电气原理图元件布置图元件布置图（按钮、电机未画出）（按钮、电机未画出）接线图接线图22 2.2 2.2 三相异步电动机的起动控制三相异步电动机的起动控制 23 2.2 2.2 三相异步电动机的起动控制三相异步电动机的起动控制 n 三相笼型异步电动机的起动控制环节是应用三相笼型异步电动机的起动控制环节是应用最广、也是最基本的控制线路之一。不同型号、最广、也是最基本的控制线路之一。不同型号、不同功率和不同负载的电动机，往往有不同的不同功率和不同负载的电动机，往往有不同的起动方法，因而控制线路也不同。三相异步电起动方法，因而控制线路也不同。三相异步电动机一般有直接起动和减压起动两种方法。动机一般有直接起动和减压起动两种方法。返回返回242.2.1 2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制三相笼型电动机直接起动控制 n 在供电变压器容量足够大时，小容量笼型电动机在供电变压器容量足够大时，小容量笼型电动机可直接起动。直接起动的优点是电气设备少，线路可直接起动。直接起动的优点是电气设备少，线路简单。缺点是起动电流大，引起供电系统电压波动，简单。缺点是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的正常工作。干扰其它用电设备的正常工作。1.采用刀开关直接起动控制采用刀开关直接起动控制 n 图图2-52-5为采用刀开关直接起动控制线路。为采用刀开关直接起动控制线路。n 工作过程如下：合上刀开关工作过程如下：合上刀开关QKQK，电动机，电动机M M接通电接通电源全电压直接起动。打开刀开关源全电压直接起动。打开刀开关QKQK，电动机，电动机M M断电断电停转。停转。252.2.1 2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制三相笼型电动机直接起动控制 2.采用接触器直接起动控制采用接触器直接起动控制 n点动控制点动控制:如图如图2-62-6所示。主电路由刀开关所示。主电路由刀开关QKQK、熔、熔断器断器FUFU、交流接触器、交流接触器KMKM的主触头和笼型电动机的主触头和笼型电动机M M组组成；控制电路由起动按钮成；控制电路由起动按钮SBSB和交流接触器线圈和交流接触器线圈KMKM组成。组成。线路的工作过程如下：线路的工作过程如下：起动过程：先合上刀开关起动过程：先合上刀开关QKQK按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈通电线圈通电KMKM主触头闭合主触头闭合电动机电动机M M通电直接起动。通电直接起动。停机过程：松开停机过程：松开SBKMSBKM线圈断电线圈断电KMKM主触头断主触头断开开M M断电停转。断电停转。262.2.1 2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制三相笼型电动机直接起动控制 n连续控制连续控制:如图如图2-72-7所示。主电路由刀开关所示。主电路由刀开关QKQK、熔、熔断器断器FUFU、接触器、接触器KMKM的主触头、热继电器的主触头、热继电器FRFR的发热元件的发热元件和电动机和电动机M M组成，控制电路由停止按钮组成，控制电路由停止按钮SB2SB2、起动按钮、起动按钮SB1SB1、接触器、接触器KMKM的常开辅助触头和线圈、热继电器的常开辅助触头和线圈、热继电器FRFR的常闭触头组成。的常闭触头组成。线路的工作过程如下：线路的工作过程如下：起动过程：起动过程：先合上刀开关先合上刀开关QKQK按下起动按钮按下起动按钮SB1SB1接触器接触器KMKM线圈通电线圈通电KMKM主触头闭合主触头闭合（松开（松开SB1SB1）电动机电动机M M运转。运转。KMKM辅助触头闭合（辅助触头闭合（自锁、实现长动自锁、实现长动）。）。停机过程：停机过程：按下停止按钮按下停止按钮SB2KMSB2KM线圈断电线圈断电KMKM主触头和辅主触头和辅助常开触头断开助常开触头断开电动机电动机M M断电停转。断电停转。272.2.1 2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制三相笼型电动机直接起动控制 图图2-5 2-5 图图2-6 2-6 点点动动控控制制线线路路 图图2-7 2-7 连连续续运运行行控控制制线线路路 刀开关直接刀开关直接 起动控制线路起动控制线路 自锁触点自锁触点（欠压、（欠压、失压保护）失压保护）点动点动短路短路过载过载282.2.1 2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制三相笼型电动机直接起动控制n既能点动又能长动控制：图图2-8 2-8 长动与点动控制长动与点动控制转换开关转换开关（实现长动与电动控制）（实现长动与电动控制）复合按钮复合按钮（按下点动控制）（按下点动控制）中间继电器中间继电器（长动）（长动）点动点动长动长动长动控制长动控制292.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制 n 三相笼型电动机直接起动时，电流一般可达额三相笼型电动机直接起动时，电流一般可达额定电流的定电流的4 47 7倍，过大的起动电流会减低电动机倍，过大的起动电流会减低电动机的寿命，还会引起电源电压波动，所以对于容量的寿命，还会引起电源电压波动，所以对于容量较大的电动机来说必须采用减压起动的方法，以较大的电动机来说必须采用减压起动的方法，以限制起动电流。限制起动电流。n 减压起动虽然可以减小起动电流，但也降低了减压起动虽然可以减小起动电流，但也降低了起动转矩，因此仅适用于起动转矩，因此仅适用于空载空载或或轻载轻载起动。起动。n 三相笼型电动机的减压起动方法有三相笼型电动机的减压起动方法有定子绕组串定子绕组串电阻（或电抗器）起动电阻（或电抗器）起动、自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动、星星-三角形减压起动三角形减压起动、延边三角形起动延边三角形起动等。等。返回返回302.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制1.定子绕组串电阻定子绕组串电阻减压起动控制减压起动控制 n 控制线路按时间原则控制线路按时间原则实现控制，依靠时间继实现控制，依靠时间继电器延时动作来控制各电器延时动作来控制各电器元件的先后顺序动电器元件的先后顺序动作。控制线路如图作。控制线路如图2-92-9所示。所示。n 起动时，在三相定子起动时，在三相定子绕组中串入电阻，从而绕组中串入电阻，从而减低了定子绕组上的电减低了定子绕组上的电压，待起动后，再将电压，待起动后，再将电阻阻R R切除，使电动机在切除，使电动机在额定电压下投入正常运额定电压下投入正常运行。行。图图2-9 2-9 定子绕组串电阻起动控制线路定子绕组串电阻起动控制线路 减压起动减压起动（延时时间到）（延时时间到）正常运行正常运行312.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制起动过程：起动过程：合上刀开关合上刀开关QK按下起动按钮按下起动按钮SB1接触器接触器KM1通电通电KM1主主触头触头闭合闭合 时间继电器时间继电器KT通电通电（延时（延时t秒）秒）定子绕组串定子绕组串R起动起动。KT延时闭合常开触头延时闭合常开触头接触器接触器KM2线圈通电线圈通电KM2主触头闭合，短接主触头闭合，短接 R 电动机电动机M全压投入运行全压投入运行 KM2常闭辅助触头断开常闭辅助触头断开 KM1断电断电 KT断电断电 322.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制2.星星-三角形减压起动控制三角形减压起动控制 n 电动机绕组接成三角形时，每相绕组所承受的电压是电电动机绕组接成三角形时，每相绕组所承受的电压是电源的线电压（源的线电压（380V380V）；而接成星形时，每相绕组所承受的）；而接成星形时，每相绕组所承受的电压是电源的相电压（电压是电源的相电压（220V220V）。）。n 对于正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，对于正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，控制线路也是按时间原则实现控制。控制线路也是按时间原则实现控制。n 起动时将电动机定子绕组联结成星形，加在电动机每相起动时将电动机定子绕组联结成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的绕组上的电压为额定电压的1/1/，从而减小了起动电流。，从而减小了起动电流。待起动后按预先整定的时间把电动机换成三角形联结，使待起动后按预先整定的时间把电动机换成三角形联结，使电动机在额定电压下运行。控制线路如图电动机在额定电压下运行。控制线路如图2-102-10所示。所示。332.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制图图2-10 2-10 星星-三三角形减压起动控制线路角形减压起动控制线路 接通电源接通电源常闭触头延时打开常闭触头延时打开常开触头延时闭合常开触头延时闭合互锁互锁时间继电器时间继电器342.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制起动过程：合上刀开关QK按下起动按钮SB2接触器KM通电KM主触头闭合M通电 接触器KMY通电KMY主触头闭合，时间继电器KT通电（延时t秒）定子绕组联结成星型，M减压起动 KT延时打开常闭触头KMY断电 KT延时闭合常开触头KM通电KM主触头闭合，定子绕组结成形 KM常闭辅助触头断开KT线圈断电 电动机M加以额定电压正常运行。352.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制3.自耦变压器减压起动的控制自耦变压器减压起动的控制 n 起动时电动机定子串入自耦变压器，定子绕组得到的电起动时电动机定子串入自耦变压器，定子绕组得到的电压为自耦变压器的二次电压，起动完毕，自耦变压器被切压为自耦变压器的二次电压，起动完毕，自耦变压器被切除，额定电压加于定子绕组，电动机以全电压投入运行。除，额定电压加于定子绕组，电动机以全电压投入运行。控制线路如图控制线路如图2-112-11所示。所示。起动过程：起动过程：合上刀开关合上刀开关QK QK 按下起动按钮按下起动按钮SBSB2 2接触器接触器KMKM1 1线圈通电线圈通电KMKM1 1主主 时间继电器时间继电器KTKT线圈通电线圈通电 触头和辅助触头闭合触头和辅助触头闭合电动机定子串自耦变压器减压起动电动机定子串自耦变压器减压起动 (延时延时t t秒秒)KTKT延时打开常闭触头延时打开常闭触头KMKM1 1线圈断电线圈断电切除自耦变压器切除自耦变压器 KTKT延时闭合常开触头延时闭合常开触头KMKM2 2线圈通电线圈通电KMKM2 2主触头闭合主触头闭合M M全压正常运行。全压正常运行。362.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制图图2-11 2-11 定子串自耦变压器起动控制线路定子串自耦变压器起动控制线路 常闭触头延时打开常闭触头延时打开时间继电器时间继电器常开触头延时闭合常开触头延时闭合自锁自锁372.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制4.延边三角形减压起动控制延边三角形减压起动控制 n 采用延边三角形减压起动，可以兼取星形联结起动电采用延边三角形减压起动，可以兼取星形联结起动电流小，三角形联结起动转矩大的优点。流小，三角形联结起动转矩大的优点。n 延边三角形减压起动控制线路如图延边三角形减压起动控制线路如图2-122-12所示。它适用所示。它适用于定子绕组特别设计的电动机，这种电动机共有九个出于定子绕组特别设计的电动机，这种电动机共有九个出线头。延边三角形线头。延边三角形-三角形绕组联结如图三角形绕组联结如图2-132-13所示。所示。起动起动时将电动机定子绕组接成延边三角形，在起动结束后，时将电动机定子绕组接成延边三角形，在起动结束后，再换成三角形联结法，投入全电压正常运行。再换成三角形联结法，投入全电压正常运行。38 2.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制 图图2-12 2-12 延边三角形减压起动控制线路延边三角形减压起动控制线路 图图2-13 2-13 延边三角形延边三角形-三角形绕组联结三角形绕组联结 39 2.2.2 2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制三相笼型电动机减压起动控制起动过程：合上刀开关QK按下起动按钮SB2接触器KM通电KM主触头闭合 接触器KMY通电KMY主触头闭合 时间继电器KT通电（延时t秒）定子绕组结点1、2、3接通电源 绕组结点（4-8）、（5-9）、（6-7）联结，使电动机联结成延边三角形起动 KT延时打开常闭触头KMY断电 KT延时闭合常开触头KM通电KM主触头闭合绕组结点（1-6）、（2-4）、（3-5）相连而联结成三角形投入运行。402.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的起动控制三相绕线转子电动机的起动控制 n 在大、中容量电动机的重载起动时，增大起在大、中容量电动机的重载起动时，增大起动转矩和限制起动电流两者之间的矛盾十分突动转矩和限制起动电流两者之间的矛盾十分突出。三相绕线式电动机的优点之一，是可以在出。三相绕线式电动机的优点之一，是可以在转子绕组中串接电阻或频敏变阻器进行起动，转子绕组中串接电阻或频敏变阻器进行起动，由此达到减小起动电流，提高转子电路的功率由此达到减小起动电流，提高转子电路的功率品质因数和增加起动转矩的目的。一般在要求品质因数和增加起动转矩的目的。一般在要求起动转矩较高的场合，绕线式异步电动机的应起动转矩较高的场合，绕线式异步电动机的应用非常广泛。例如桥式起重机吊钩电动机、卷用非常广泛。例如桥式起重机吊钩电动机、卷扬机等。扬机等。返回返回412.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的起动控制三相绕线转子电动机的起动控制1.转子绕组串接起动电阻起动控制转子绕组串接起动电阻起动控制 n 串接于三相转子电路中的起动电阻，一般都联结成串接于三相转子电路中的起动电阻，一般都联结成星形。在起动前，起动电阻全部接入电路，在起动过星形。在起动前，起动电阻全部接入电路，在起动过程中，起动电阻被逐级地短接。程中，起动电阻被逐级地短接。n 转子绕组串电阻起动控制线路如图转子绕组串电阻起动控制线路如图2-142-14所示。所示。该线路按照电流原则实现控制，利用电流继电器根据电动机转子该线路按照电流原则实现控制，利用电流继电器根据电动机转子电流大小的变化来控制电阻的分组切除。电流大小的变化来控制电阻的分组切除。KAKA1 1KAKA3 3为欠电流继电器，为欠电流继电器，其线圈串接于转子电路中，其线圈串接于转子电路中，KAKA1 1KAKA3 3三个电流继电器的吸合电流值相三个电流继电器的吸合电流值相同，但释放电流值不同，同，但释放电流值不同，KAKA1 1的释放电流最大，首先释放，的释放电流最大，首先释放，KAKA2 2次之，次之，KAKA3 3的释放电流最小，最后释放。刚起动时起动电流较大，的释放电流最小，最后释放。刚起动时起动电流较大，KAKA1 1KAKA3 3同时吸合动作，使全部电阻接入。随着电动机转速升高电流减小，同时吸合动作，使全部电阻接入。随着电动机转速升高电流减小，KAKA1 1KAKA3 3依次释放，分别短接电阻，直到将转子串接的电阻全部短接。依次释放，分别短接电阻，直到将转子串接的电阻全部短接。422.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的起动控制三相绕线转子电动机的起动控制起动过程：起动过程：合上开关合上开关QKQK按下动起动按钮按下动起动按钮SBSB2 2接触器接触器KMKM通电，电动机通电，电动机M M串入全串入全部电阻（部电阻（R1,R2,R3,R1,R2,R3,）起动）起动中间继中间继电器电器KAKA通电，为接触器通电，为接触器KMKM1 1KMKM3 3通电通电作准备作准备随着转速的升高，起动电流随着转速的升高，起动电流逐步减小，首先逐步减小，首先KAKA1 1释放释放KAKA1 1常闭触常闭触头闭合头闭合KMKM1 1通电，转子电路中通电，转子电路中KMKM1 1常常开触头闭合开触头闭合短接第一级电阻短接第一级电阻R1R1然然后后KAKA2 2释放释放KAKA2 2常闭触头闭合常闭触头闭合KMKM2 2通通电、转子电路中电、转子电路中KMKM2 2常开触头闭合常开触头闭合短短接第二级电阻接第二级电阻R2KAR2KA3 3最后释放最后释放KAKA3 3常闭触头闭合常闭触头闭合KMKM3 3通电，转子电路中通电，转子电路中KMKM3 3常开闭合常开闭合短接最后一段电阻短接最后一段电阻R3R3，电动机起动过程结束。电动机起动过程结束。图图2-14 2-14 转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路 电流继电器线圈（释放电流不同，电流继电器线圈（释放电流不同，常闭触头复位时间不同）常闭触头复位时间不同）电流电流继电器触头继电器触头432.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的起动控制三相绕线转子电动机的起动控制 2.转子绕组串接转子绕组串接频敏变阻器起动频敏变阻器起动控制控制 n 频敏变阻器实质频敏变阻器实质上是一个特殊的三上是一个特殊的三相电抗器。将其串相电抗器。将其串接于电动机转子电接于电动机转子电路中，相当于接入路中，相当于接入一个铁损较大的电一个铁损较大的电抗器，频敏变阻器抗器，频敏变阻器等效电路如图等效电路如图2-152-15所示。所示。图图2-15 2-15 频敏变阻器等效电路频敏变阻器等效电路 绕组直流电阻绕组直流电阻 R为铁损等效电阻为铁损等效电阻 L为等效电感为等效电感 442.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的起动控制三相绕线转子电动机的起动控制n 在起动过程中，转子电流频率是变化的。刚起动时，在起动过程中，转子电流频率是变化的。刚起动时，转速等于转速等于0 0，转差率，转差率S=1S=1，转子电流的频率，转子电流的频率f2f2与电源频率与电源频率f1f1的关系为的关系为f2=Sf1 f2=Sf1，所以刚起动时，频敏变阻器的电感和，所以刚起动时，频敏变阻器的电感和电阻均为最大，转子电流受到抑制。随着电动机转速的升电阻均为最大，转子电流受到抑制。随着电动机转速的升高而高而S S减小，减小，f2f2下降，频敏变阻器的阻抗也随之减小。所下降，频敏变阻器的阻抗也随之减小。所以，绕线转子电动机转子串接频敏变阻器起动时，随着电以，绕线转子电动机转子串接频敏变阻器起动时，随着电动机转速的升高，变阻器阻抗也自动逐渐减小，实现了平动机转速的升高，变阻器阻抗也自动逐渐减小，实现了平滑的无级起动。此种起动方式在桥式起重机和空气压缩机滑的无级起动。此种起动方式在桥式起重机和空气压缩机等电气设备中获得广泛应用。等电气设备中获得广泛应用。452.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的起动控制三相绕线转子电动机的起动控制图图2-16 2-16 转子绕组串接频敏变转子绕组串接频敏变阻器的起动控制线路阻器的起动控制线路 TA为电流互感器，作用是为电流互感器，作用是将主电路中的大电流变换成将主电路中的大电流变换成小电流进行测量。小电流进行测量。转换开关转换开关(自动、手自动、手动选择动选择)保证启动过程保证启动过程中热继电器不中热继电器不工作工作启动结束时间继电启动结束时间继电器断电器断电思考题思考题462.3 2.3 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 472.3 2.3 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 n 在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，这就要求电动机能实现正、反转。向，这就要求电动机能实现正、反转。n 由三相