现代电气控制与PLC应用技术继电-接触器控制系统的基本控制电路.pptx

Programmable ControllerPLC第第2 2章章 继电继电-接触器控制系统的接触器控制系统的基本控制电路基本控制电路Programmable ControllerPLC本章主要内容本章主要内容2.1 电气控制电路的基本原则电气控制电路的基本原则2.2 直流电动机的基本控制电路直流电动机的基本控制电路2.3 三相异步电动机的基本控制电路三相异步电动机的基本控制电路Programmable ControllerPLC 继电继电-接触器电气控制技术是实现对电力拖动系统的起动、接触器电气控制技术是实现对电力拖动系统的起动、调速、制动等运行性能进行控制的控制技术，它是通过按钮、调速、制动等运行性能进行控制的控制技术，它是通过按钮、接触器、继电器等有触点的低压控制电器按一定的要求组成的接触器、继电器等有触点的低压控制电器按一定的要求组成的控制线路来实现的。随着我国经济的发展，对电力拖动系统的控制线路来实现的。随着我国经济的发展，对电力拖动系统的控制要求不断提高，在现代电气控制系统中出现了许多新的电控制要求不断提高，在现代电气控制系统中出现了许多新的电气元件和控制装置，使电气控制系统发生了很大的变化。但是，气元件和控制装置，使电气控制系统发生了很大的变化。但是，由继电器、接触器等组成的电气控制线路具有线路简单、容易由继电器、接触器等组成的电气控制线路具有线路简单、容易掌握、维修方便、价格低廉、运行可靠等优点。因此，目前在掌握、维修方便、价格低廉、运行可靠等优点。因此，目前在各种生产机械的电气控制领域中，它的应用仍然十分广泛。各种生产机械的电气控制领域中，它的应用仍然十分广泛。Programmable ControllerPLC2.1 电气控制电路的基本原则电气控制电路的基本原则2.1.1 电气控制电路中的电气图形和文字符号电气控制电路中的电气图形和文字符号 电气控制电路是由许多低压控制电器按照一定的要求连接电气控制电路是由许多低压控制电器按照一定的要求连接而成的控制线路。在绘制时，各电气元件的图形和文字符号而成的控制线路。在绘制时，各电气元件的图形和文字符号必须符合国家标准的规定。改革开放以来，我国先后引进了必须符合国家标准的规定。改革开放以来，我国先后引进了许多国外的先进控制设备。为了便于掌握引进的先进技术和许多国外的先进控制设备。为了便于掌握引进的先进技术和设备，满足国际交流和国际市场的需要，国家标准制定部门设备，满足国际交流和国际市场的需要，国家标准制定部门参照国际电工委员会（参照国际电工委员会（IECIEC）颁布的有关文件，制定了我国电）颁布的有关文件，制定了我国电气设备的国家标准，采用了新的电器图形和文字符号。常用气设备的国家标准，采用了新的电器图形和文字符号。常用电气图形和文字符号见附录电气图形和文字符号见附录A A。Programmable ControllerPLC2.1.2 电气控制电路的表示方法电气控制电路的表示方法 电气控制电路的表示方法有三种：电气原理图、电器元件布电气控制电路的表示方法有三种：电气原理图、电器元件布置图和电气安装接线图。置图和电气安装接线图。1.1.电气原理图电气原理图 电气原理图是电气控制线路中最重要的一种表示方法，它根电气原理图是电气控制线路中最重要的一种表示方法，它根据电路的工作原理绘出，具有结构简单、层次分明等优点，表据电路的工作原理绘出，具有结构简单、层次分明等优点，表示了电路中各个电器元件之间的关系。示了电路中各个电器元件之间的关系。电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路三部分。电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路三部分。主电路是流过大电流的电路，是电气设备的驱动电路；控制主电路是流过大电流的电路，是电气设备的驱动电路；控制电路是流过小电流的电路，主要由接触器和继电器线圈、按钮电路是流过小电流的电路，主要由接触器和继电器线圈、按钮等组成的电路；辅助电路也是小电流电路，是指信号、保护、等组成的电路；辅助电路也是小电流电路，是指信号、保护、测量等电路。测量等电路。Programmable ControllerPLC 图图2-12-1所示为三相异步电动机单向全压起动控制的电气原理图。所示为三相异步电动机单向全压起动控制的电气原理图。图图2-1 2-1 三相异步电动机单向全压起动控制的电气原理图三相异步电动机单向全压起动控制的电气原理图Programmable ControllerPLC其中，主电路是：其中，主电路是：控制电路是：控制电路是：绘制电气原理图时，应遵循以下原则：绘制电气原理图时，应遵循以下原则：（1 1）图中所有电器元件的图形符号和文字符号必须符合相关）图中所有电器元件的图形符号和文字符号必须符合相关国家标准的规定。国家标准的规定。Programmable ControllerPLC（2 2）所有电器的触点均按在起始情况下的位置，即在没有通）所有电器的触点均按在起始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置画出。例如，对接触器来说，电或没有发生机械动作时的位置画出。例如，对接触器来说，是在动铁心未被吸合、触点未动作时的位置；对按钮来说，是是在动铁心未被吸合、触点未动作时的位置；对按钮来说，是未对按钮进行操作时的位置，等等。未对按钮进行操作时的位置，等等。（3 3）主电路用粗线条表示画在原理图的左边，控制电路用细）主电路用粗线条表示画在原理图的左边，控制电路用细线条画在原理图的右边。电路或元件均应按功能布置，尽可能线条画在原理图的右边。电路或元件均应按功能布置，尽可能按动作先后顺序从左到右，从上到下排列。有直接电联系的交按动作先后顺序从左到右，从上到下排列。有直接电联系的交叉点用黑圆点标出，没有直接电联系的交叉点不能用黑圆点表叉点用黑圆点标出，没有直接电联系的交叉点不能用黑圆点表示。示。Programmable ControllerPLC2.2.电器元件布置图电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明电气原理图中所有电器元件的实电器元件布置图是用来表明电气原理图中所有电器元件的实际位置，为电气控制设备的安装、维修提供必要的技术资料。际位置，为电气控制设备的安装、维修提供必要的技术资料。一般电器元件布置图与安装接线图会组合在一起，既起到电气一般电器元件布置图与安装接线图会组合在一起，既起到电气安装接线图的作用，又能清晰地表示出电器元件的具体位置和安装接线图的作用，又能清晰地表示出电器元件的具体位置和布置情况。布置情况。3.3.电气安装接线图电气安装接线图 电气安装接线图是按电气设备和电器元件在电气装置中的实电气安装接线图是按电气设备和电器元件在电气装置中的实际位置和实际接线来绘制的，主要用于电气设备和电器元件的际位置和实际接线来绘制的，主要用于电气设备和电器元件的安装配线和电气故障检修等。安装配线和电气故障检修等。Programmable ControllerPLC 绘制电气安装接线图时，应遵循以下原则：绘制电气安装接线图时，应遵循以下原则：（1）同一电器的各部件要画在一起，其布置要尽可能符合它）同一电器的各部件要画在一起，其布置要尽可能符合它的实际情况，且要用统一规定的图形和文字符号表示。的实际情况，且要用统一规定的图形和文字符号表示。（2）在控制柜内外的电器元件之间的连接需通过接线端子板）在控制柜内外的电器元件之间的连接需通过接线端子板进行，各电器元件的文字符号、数字符号，以及端子板的编进行，各电器元件的文字符号、数字符号，以及端子板的编号应与原理图中的标号一致。号应与原理图中的标号一致。（3）走向相同的相邻导线可以绘成一股线。）走向相同的相邻导线可以绘成一股线。Programmable ControllerPLC2.2 直流电动机的基本控制电路直流电动机的基本控制电路 电动机基本控制电路是指对电动机实现起动、调速、制动等电动机基本控制电路是指对电动机实现起动、调速、制动等控制功能的电路。电动机按其供电电源的性质可分为直流电动控制功能的电路。电动机按其供电电源的性质可分为直流电动机和交流电动机。交流电动机按运行速度与电源频率的关系又机和交流电动机。交流电动机按运行速度与电源频率的关系又可分为异步电动机（也称感应电动机）和同步电动机。目前，可分为异步电动机（也称感应电动机）和同步电动机。目前，虽然在生产上主要用的是交流电动机，特别是三相异步电动机。虽然在生产上主要用的是交流电动机，特别是三相异步电动机。但是因为直流电动机具有起动转矩大、调速范围广、调速精度但是因为直流电动机具有起动转矩大、调速范围广、调速精度高、能够实现平滑的无级调速等一系列优点，所以在龙门刨床、高、能够实现平滑的无级调速等一系列优点，所以在龙门刨床、高精度车床、轧钢机等调速性能要求较高的生产机械上，仍采高精度车床、轧钢机等调速性能要求较高的生产机械上，仍采用直流电动机来驱动。因此，本节首先介绍直流电动机的基本用直流电动机来驱动。因此，本节首先介绍直流电动机的基本控制电路。控制电路。Programmable ControllerPLC2.2.1 直流电动机的起动控制电路直流电动机的起动控制电路 图图2-2是他励直流电动机电枢回路串电阻起动控制线路。图中是他励直流电动机电枢回路串电阻起动控制线路。图中R1、R2为二级起动电阻，为二级起动电阻，KT1和和KT2为断电延时时间继电器。为断电延时时间继电器。KM2和和KM3为短接起动电阻为短接起动电阻R1、R2的接触器。的接触器。图图2-2 2-2 他励直流电动机电枢回路串电阻起动控制电路他励直流电动机电枢回路串电阻起动控制电路Programmable ControllerPLC图图2-3是对应图是对应图2-2起动控制线路的起动过程机械特性。起动控制线路的起动过程机械特性。图图2-3 2-3 他励直流电动机电枢回路串电阻起动过程机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻起动过程机械特性Programmable ControllerPLC2.2.2 直流电动机的调速控制电路直流电动机的调速控制电路 他励直流电动机的调速控制线路如图他励直流电动机的调速控制线路如图2-42-4所示，图中所示，图中R1R1、R2R2为二级起动、为二级起动、调速电阻。调速电阻。KT1KT1、KT2KT2为断电延时时间继电器。为断电延时时间继电器。KOCKOC为过电流继电器，对直流为过电流继电器，对直流电动机起短路和过载保护作用；电动机起短路和过载保护作用；KUCKUC为欠电流继电器，对电动机起失磁和弱为欠电流继电器，对电动机起失磁和弱磁保护作用。二极管磁保护作用。二极管VDVD和电阻和电阻R R串联，并接在励磁绕组两端，起过电压保护串联，并接在励磁绕组两端，起过电压保护作用。作用。图图2-4 2-4 他励直流电动机电枢回路串电阻调速控制电路他励直流电动机电枢回路串电阻调速控制电路Programmable ControllerPLC 图图2-52-5是电枢回路串电阻调速过程的机械特性。是电枢回路串电阻调速过程的机械特性。图图2-5 2-5 他励直流电动机电枢回路串电阻调速过程机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻调速过程机械特性Programmable ControllerPLC2.2.3 直流电动机的制动控制电路直流电动机的制动控制电路1.能耗制动控制电路能耗制动控制电路 图图2-6是并励直流电动机能耗制动控制线路，图中是并励直流电动机能耗制动控制线路，图中R1、R2为为二级起动电阻，二级起动电阻，KT1、KT2为断电延时时间继电器，为断电延时时间继电器，KUC为为欠电流继电器，欠电流继电器，KUV为欠电压继电器。二极管为欠电压继电器。二极管VD和电阻和电阻R串串联，并接在励磁绕组两端，起过电压保护作用，电阻联，并接在励磁绕组两端，起过电压保护作用，电阻RB为制为制动电阻。动电阻。Programmable ControllerPLC图图2-6 2-6 并励直流电动机能耗制动控制电路并励直流电动机能耗制动控制电路Programmable ControllerPLC 图图2-7为直流电动机能耗制动机械特性。为直流电动机能耗制动机械特性。图图2-7 2-7 并励直流电动机能耗制动机械特性并励直流电动机能耗制动机械特性Programmable ControllerPLC2.反接制动控制线路反接制动控制线路 并励直流电动机反接制动控制线路如图并励直流电动机反接制动控制线路如图2-8所示。图中所示。图中R1、R2为二级起动电阻；为二级起动电阻；RB为制动电阻；为制动电阻；VD和和R串联，为励磁绕串联，为励磁绕组构成放电回路；组构成放电回路；KUV是欠电压继电器；是欠电压继电器；KUC是欠电流继电是欠电流继电器。图器。图2-9为电枢反接制动过程机械特性。为电枢反接制动过程机械特性。Programmable ControllerPLC图图2-8 2-8 并励直流电动机反接制动控制电路并励直流电动机反接制动控制电路Programmable ControllerPLC 图图2-9为并励直流电动机电枢反接制动过程机械特性。为并励直流电动机电枢反接制动过程机械特性。图图2-9 2-9 并励直流电动机电枢反接制动过程机械特性并励直流电动机电枢反接制动过程机械特性Programmable ControllerPLC2.3 三相异步电动机的基本控制电路三相异步电动机的基本控制电路 在交流电力拖动系统中，原动机有异步电动机和同步电动在交流电力拖动系统中，原动机有异步电动机和同步电动机，异步电动机由于具有结构简单、价格便宜、运行可靠、机，异步电动机由于具有结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便等优点，因此在交流电力拖动系统中的电动机主要维修方便等优点，因此在交流电力拖动系统中的电动机主要是三相异步电动机。所以，这里主要介绍三相异步电动机的是三相异步电动机。所以，这里主要介绍三相异步电动机的基本控制电路。基本控制电路。Programmable ControllerPLC2.3.1 三相异步电动机单向连续运行控制电路三相异步电动机单向连续运行控制电路 三相异步电动机单向连续运三相异步电动机单向连续运行控制线路如图行控制线路如图2-10所示。图所示。图中由电源开关中由电源开关QS、熔断器、熔断器FU、接触器、接触器KM的主触点、热继的主触点、热继电器电器FR的热元件和电动机的热元件和电动机M构构成主电路。由起动按钮成主电路。由起动按钮SB1、停止按钮停止按钮SB2、接触器、接触器KM的线的线圈及其常开辅助触点、热继电圈及其常开辅助触点、热继电器器FR的常闭触点和熔断器的常闭触点和熔断器FU2构成控制电路。构成控制电路。图图2-10 2-10 三相异步电动机单向连续运行控制电路三相异步电动机单向连续运行控制电路Programmable ControllerPLC 电路工作原理：电路工作原理：起动时，合上电源开关起动时，合上电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB1，接触器，接触器KM线圈得电，线圈得电，其在主电路中的常开触点闭合，电动机在全压下直接起动。同时与其在主电路中的常开触点闭合，电动机在全压下直接起动。同时与SB1并联并联的接触器辅助常开触点也闭合，实现自锁。的接触器辅助常开触点也闭合，实现自锁。停车时，按下停止按钮停车时，按下停止按钮SB2，接触器，接触器KM线圈失电，其在主电路中的常开主线圈失电，其在主电路中的常开主触点断开复位，三相电源被切除，电动机停转。同时，接触器在控制电路中触点断开复位，三相电源被切除，电动机停转。同时，接触器在控制电路中的辅助触点也复位，断开自锁。松开的辅助触点也复位，断开自锁。松开SB2后，后，SB2复位，但与起动按钮复位，但与起动按钮SB1并联的常开触点并联的常开触点KM已经断开，这时，接触器线圈不能再依靠它来构成通电已经断开，这时，接触器线圈不能再依靠它来构成通电电路，只有再次按下起动按钮电路，只有再次按下起动按钮SB1，电动机才能重新起动运行。，电动机才能重新起动运行。在电路中，熔断器在电路中，熔断器FU1、FU2起短路保护作用，但不能起过载保护作用；热起短路保护作用，但不能起过载保护作用；热继电器继电器FR对电动机起过载保护作用；依靠接触器的电磁机构来实现对电动对电动机起过载保护作用；依靠接触器的电磁机构来实现对电动机的零压（失压）与欠压保护作用。机的零压（失压）与欠压保护作用。Programmable ControllerPLC2.3.2 三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电路 图图2-11是三相异步电动机双重联锁正、反转控制电路。它是是三相异步电动机双重联锁正、反转控制电路。它是依据电动机工作原理依据电动机工作原理,通过对调电动机的三相电源线中的任意通过对调电动机的三相电源线中的任意两根相线，即改变电动机电源的相序，来实现电动机的正反转两根相线，即改变电动机电源的相序，来实现电动机的正反转运行。图中，运行。图中，KM1为正转接触器，为正转接触器，KM2为反转接触器，为反转接触器，SB1为正转起动复合按钮，为正转起动复合按钮，SB2为反转起动复合按钮，为反转起动复合按钮，SB3为停止为停止按钮。当接触器按钮。当接触器KM1的三对常开主触点接通时，三相电源按的三对常开主触点接通时，三相电源按L1、L2、L3相序接入电动机，电动机正转。当接触器相序接入电动机，电动机正转。当接触器KM2的的三对常开主触点接通时，三相电源按三对常开主触点接通时，三相电源按L3、L2、L1相序接入电相序接入电源，电动机反转。源，电动机反转。Programmable ControllerPLC图图2-11 2-11 三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电路Programmable ControllerPLC 电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB1，接触器，接触器KM1线圈得电，并通过常开辅线圈得电，并通过常开辅助触点自锁，助触点自锁，KM1在主电路中的三对常开主触点闭合，电源按正转相序接通，在主电路中的三对常开主触点闭合，电源按正转相序接通，电动机正转。与此同时，与电动机正转。与此同时，与KM2线圈串联的线圈串联的KM1辅助常闭触点断开，实现电辅助常闭触点断开，实现电气互锁，保证气互锁，保证KM1线圈通电时，线圈通电时，KM2线圈不能得电。若需要电动机由正转变线圈不能得电。若需要电动机由正转变为反转，则按下按钮为反转，则按下按钮SB2，KM1线圈失电，线圈失电，KM1常开主触点分断，常闭辅助触常开主触点分断，常闭辅助触点闭合，点闭合，KM2线圈得电，并通过其常开辅助触点自锁，线圈得电，并通过其常开辅助触点自锁，KM2在主电路中的主在主电路中的主触点闭合，电动机反转。同时，与触点闭合，电动机反转。同时，与KM1线圈串联的线圈串联的KM2辅助常闭触点断开，辅助常闭触点断开，保证保证KM2线圈通电时，线圈通电时，KM1线圈不能得电。线圈不能得电。图图2-11控制线路中除采用了接触器的电气互锁外，还采用了复合按钮的机械控制线路中除采用了接触器的电气互锁外，还采用了复合按钮的机械互锁。这样，一方面，可以保证其中一个接触器线圈通电吸合时，另一个接触互锁。这样，一方面，可以保证其中一个接触器线圈通电吸合时，另一个接触器线圈不会得电吸合，避免发生主触点熔焊时引起的短路故障。另一方面，要器线圈不会得电吸合，避免发生主触点熔焊时引起的短路故障。另一方面，要改变电动机的运转方向时，可以直接通过正、反转复合按钮进行切换，避免了改变电动机的运转方向时，可以直接通过正、反转复合按钮进行切换，避免了先通过按下停止按钮，使互锁触点复位，才能反向起动带来的麻烦。先通过按下停止按钮，使互锁触点复位，才能反向起动带来的麻烦。Programmable ControllerPLC2.3.3 三相笼型异步电动机起动控制电路三相笼型异步电动机起动控制电路 三相异步电动机在全压下起动时，起动电流很大，可达其三相异步电动机在全压下起动时，起动电流很大，可达其额定电流的额定电流的47倍，过大的起动电流一方面会使电网电压显著倍，过大的起动电流一方面会使电网电压显著降低，影响邻近设备的正常运行；另一方面，会在供电线路降低，影响邻近设备的正常运行；另一方面，会在供电线路和电机内部产生损耗而引起发热。因此，电动机容量在和电机内部产生损耗而引起发热。因此，电动机容量在10KW以上时，通常采用降压起动。常见的降压起动方式有：以上时，通常采用降压起动。常见的降压起动方式有：定子绕组串电阻（或电抗）降压起动、定子绕组串电阻（或电抗）降压起动、Y-降压起动、自耦降压起动、自耦变压器降压起动。变压器降压起动。Programmable ControllerPLC1.定子绕组串电阻（或电抗）减压起动控制电路定子绕组串电阻（或电抗）减压起动控制电路 定子串电阻降定子串电阻降压起动控制电路压起动控制电路如图如图2-12所示。所示。图中图中KM1为串电为串电阻降压起动接触阻降压起动接触器，器，KM2为短接为短接电阻全压运行接电阻全压运行接触器，触器，KT为时间为时间继电器，继电器，R为降为降压起动电阻。压起动电阻。图图2-12 2-12 三相异步电动机定子绕组串电阻减压起动控制电路三相异步电动机定子绕组串电阻减压起动控制电路Programmable ControllerPLC 电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触器，接触器KM1线圈得线圈得电并自锁，其主触点闭合，电动机定串电阻降压起动，同时时电并自锁，其主触点闭合，电动机定串电阻降压起动，同时时间继电器间继电器KT线圈得电。经过时间继电器整定的延时时间后，线圈得电。经过时间继电器整定的延时时间后，其通电延时的常开触点闭合，接触器其通电延时的常开触点闭合，接触器KM2线圈得电，线圈得电，KM2常常开触点闭合，常闭触点断开，开触点闭合，常闭触点断开，KM1线圈失电，起动电阻线圈失电，起动电阻R被短被短接，电动机进入全电压（额定电压）正常运行。接，电动机进入全电压（额定电压）正常运行。定子绕组串电阻降压起动具有设备简单、动作可靠等优点。定子绕组串电阻降压起动具有设备简单、动作可靠等优点。但因电阻消耗功率，功率损耗大，因此，这种起动方式一般是但因电阻消耗功率，功率损耗大，因此，这种起动方式一般是在中小容量电动机且非频繁起动的场合采用。对大容量电动机在中小容量电动机且非频繁起动的场合采用。对大容量电动机的起动常采用电抗器取代电阻。的起动常采用电抗器取代电阻。Programmable ControllerPLC2.Y-降压起动控制电路降压起动控制电路 对于正常运行时定子三相绕组连接成三角形的笼型转子异步对于正常运行时定子三相绕组连接成三角形的笼型转子异步电动机，可采用电动机，可采用Y-降压起动方法来达到减小起动电流的目的。降压起动方法来达到减小起动电流的目的。三相异步电动机三相异步电动机Y-降压起动控制线路如图降压起动控制线路如图2-13所示。图中，所示。图中，KM1为电源接触器，为电源接触器，KM2为为连接接触器，连接接触器，KM3为为Y形连接形连接接触器，接触器，KT为起动时间控制时间继电器。为起动时间控制时间继电器。Programmable ControllerPLC图图2-13 电动机电动机Y-减压起动控制电路减压起动控制电路Programmable ControllerPLC 电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触器，接触器KM1、KM3线圈得电，时间继电器线圈得电，时间继电器KT线圈得电，电动机三相绕组通过线圈得电，电动机三相绕组通过KM3主触点闭合连接成主触点闭合连接成Y形起动。经时间继电器整定的延时时形起动。经时间继电器整定的延时时间后，间后，KT常闭触点断开，常闭触点断开，KM3线圈失电，线圈失电，KM2线圈得电，电线圈得电，电动机三相绕组由动机三相绕组由Y形连接变为形连接变为形连接，进入全压运行。形连接，进入全压运行。采用采用Y-降压起动时，起动电流降为直接起动时的降压起动时，起动电流降为直接起动时的1/3，同时起，同时起动转矩也降为直接起动时的动转矩也降为直接起动时的1/3，所以，这种降压起动方式只适，所以，这种降压起动方式只适用于轻载或空载起动的场合。用于轻载或空载起动的场合。Programmable ControllerPLC3.自耦变压器减压起动控制电路自耦变压器减压起动控制电路 图图2-14为自耦变压器降压起动控制线路。图中，为自耦变压器降压起动控制线路。图中，KM1为降压起动接触器，为降压起动接触器，KM2为正常运行接触器，为正常运行接触器，KA为中间继电器，为中间继电器，KT为起动时间控制时间继电为起动时间控制时间继电器。器。图图2-14 自耦变压器减压起动控制电路自耦变压器减压起动控制电路Programmable ControllerPLC 电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触器，接触器KM1线圈和线圈和时间继电器时间继电器KT线圈同时得电，电动机串自耦变压器降压起动，线圈同时得电，电动机串自耦变压器降压起动，时间继电器开始计时。经时间继电器整定的延时时间后，时间继电器开始计时。经时间继电器整定的延时时间后，KT的通电延时常开触点闭合，中间继电器的通电延时常开触点闭合，中间继电器KA线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1线圈失电，电动机起动完成。同时线圈失电，电动机起动完成。同时KM2线圈得电，其主线圈得电，其主触点闭合，电动机进入全压正常运行。触点闭合，电动机进入全压正常运行。电动机采用自耦变压器降压起动时，起动转矩可以通过改变电动机采用自耦变压器降压起动时，起动转矩可以通过改变自耦变压器抽头的连接位置得到改变。自耦变压器结构较复杂，自耦变压器抽头的连接位置得到改变。自耦变压器结构较复杂，价格较贵，主要用于起动容量较大的电动机。价格较贵，主要用于起动容量较大的电动机。Programmable ControllerPLC2.3.4 三相异步电动机变极调速控制电路三相异步电动机变极调速控制电路 由电机理论可知，异步电动机的转速公式为由电机理论可知，异步电动机的转速公式为 可见，改变电动机定子的磁极对数，即可改变电动机的转可见，改变电动机定子的磁极对数，即可改变电动机的转速。而磁极对数的改变是通过改变定子绕组的接线来实现的。速。而磁极对数的改变是通过改变定子绕组的接线来实现的。图图2-15是双速电动机定子绕组变极接法接线图。图中每相绕组是双速电动机定子绕组变极接法接线图。图中每相绕组分成两半，即每相由两个半相绕组组成。图（分成两半，即每相由两个半相绕组组成。图（a）为低速）为低速形形接法，图（接法，图（b）为高速）为高速YY形接法。形接法。Programmable ControllerPLC（a）接，2p对极，U2、V2、W2悬空，U1、V1、W1接电源（b）YY接，p对极，U1、V1、W1短接，U2、V2、W2接电源图图2-15 双速电动机定子绕组变极接法接线图双速电动机定子绕组变极接法接线图Programmable ControllerPLC 图图2-16为三相异步电动机变极调速控制电路。图中为三相异步电动机变极调速控制电路。图中SB1为双为双速电动机的停止按钮，速电动机的停止按钮，SB2为双速电动机的低速起动按钮，为双速电动机的低速起动按钮，SB3为双速电动机的低速起动高速运转按钮。为双速电动机的低速起动高速运转按钮。KM1为低速运行为低速运行接触器，接触器，KM2、KM3为高速运行接触器，为高速运行接触器，KA为中间继电器。为中间继电器。Programmable ControllerPLC图图2-16 三相异步电动机变极调速控制电路三相异步电动机变极调速控制电路Programmable ControllerPLC电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QS，按下电动机低速起动按钮，按下电动机低速起动按钮SB2，接触器，接触器KM1线圈得电线圈得电并自锁，并自锁，KM1辅助常闭触点断开，互锁接触器辅助常闭触点断开，互锁接触器KM2、KM3线圈电路；同线圈电路；同时时KM1主触点闭合，使电动机定子绕组接成三角形，电动机以四极低速起主触点闭合，使电动机定子绕组接成三角形，电动机以四极低速起动并运行。动并运行。当电动机需要高速运行时，则先按下电动机的低速起动高速运行按钮当电动机需要高速运行时，则先按下电动机的低速起动高速运行按钮SB3，时间继电器，时间继电器KT线圈、中间继电器线圈、中间继电器KA线圈首先得电，继而接触器线圈首先得电，继而接触器KM1线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1主触点闭合，电动机低速起动。经时间继电器主触点闭合，电动机低速起动。经时间继电器延时一定时间后，延时一定时间后，KT常闭触点断开，常开触点闭合，常闭触点断开，常开触点闭合，KM1线圈失电，线圈失电，KM2、KM3线圈相继得电，线圈相继得电，KM1主触点断开，主触点断开，KM2、KM3主触点闭合，主触点闭合，电动机定子绕组接成电动机定子绕组接成YY形，并以两极高速运行。形，并以两极高速运行。Programmable ControllerPLC2.3.5 三相异步电动机的制动控制电路三相异步电动机的制动控制电路 三相异步电动机在切除电源后，由惯性的原因，转子将不三相异步电动机在切除电源后，由惯性的原因，转子将不会立即停转，为了满足某些生产机械的工艺要求，提高劳动会立即停转，为了满足某些生产机械的工艺要求，提高劳动生产率，在实际生产中，通常会采取一定的制动措施，强迫生产率，在实际生产中，通常会采取一定的制动措施，强迫电动机迅速停止运行。三相异步电动机的制动方法一般有机电动机迅速停止运行。三相异步电动机的制动方法一般有机械制动和电气制动。机械制动主要有电磁抱闸制动和电磁离械制动和电气制动。机械制动主要有电磁抱闸制动和电磁离合器制动。电气制动主要有反接制动和能耗制动，这里主要合器制动。电气制动主要有反接制动和能耗制动，这里主要分析电气制动。分析电气制动。Programmable ControllerPLC1.反接制动控制电路反接制动控制电路 图图2-17为三相异步为三相异步电动机单向运行反接电动机单向运行反接制动的控制线路。图制动的控制线路。图中中KM1为单向运行接为单向运行接触器，触器，KM2为反接制为反接制动接触器，动接触器，KS为速度为速度继电器，它与电动机继电器，它与电动机同轴相联，同轴相联，R为反接为反接制动电阻，串入制动电阻，串入R的的目的是限制反接制动目的是限制反接制动电流，以减小冲击电电流，以减小冲击电流。流。图图2-17 三相异步电动机单向运行反接制动控制电路三相异步电动机单向运行反接制动控制电路Programmable ControllerPLC 电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QS，按下起动按钮，按下起动按钮SB2，接触器，接触器KM1线圈通电并自锁，其线圈通电并自锁，其主触点闭合，电动机接入电源起动运行；同时，主触点闭合，电动机接入电源起动运行；同时，KM1常闭辅助触点断开，常闭辅助触点断开，切断切断KM2线圈回路。当电动机转速上升到线圈回路。当电动机转速上升到120r/min时，速度继电器的常开时，速度继电器的常开触点闭合，为电动机的反接制动停止作好准备。触点闭合，为电动机的反接制动停止作好准备。当电动机需要制动停车时，按下停止按钮当电动机需要制动停车时，按下停止按钮SB1，其常开触点闭合，常闭触，其常开触点闭合，常闭触点断开，接触器点断开，接触器KM1线圈断电，线圈断电，KM1常开主触点复位，断开电动机电源。常开主触点复位，断开电动机电源。同时同时KM2线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM2主触点闭合，电动机通过制动电阻主触点闭合，电动机通过制动电阻R接入接入反相序电源，电动机转轴上受到一制动性质的电磁转矩，进入反接制动状反相序电源，电动机转轴上受到一制动性质的电磁转矩，进入反接制动状态，转速迅速下降。当电动机转速下降到接近态，转速迅速下降。当电动机转速下降到接近100r/min时，速度继电器的时，速度继电器的常开触点复位，常开触点复位，KM2线圈断电，其常开触点复位，切断电动机电源，而迅线圈断电，其常开触点复位，切断电动机电源，而迅速停车，制动结束。速停车，制动结束。Programmable ControllerPLC2.能耗制动控制电路能耗制动控制电路 三相异步电动机的能耗制动，是在切断电动机三相交流电源三相异步电动机的能耗制动，是在切断电动机三相交流电源的同时，立即在定子两相绕组中通入直流电流，使转子受到一的同时，立即在定子两相绕组中通入直流电流，使转子受到一个与其转动方向相反的制动转矩，从而使电动机迅速停转。这个与其转动方向相反的制动转矩，从而使电动机迅速停转。这时转子的动能变成电能损耗在转子回路中。图时转子的动能变成电能损耗在转子回路中。图2-18为三相异步为三相异步电动机单向运行能耗制动控制线路，图中电动机单向运行能耗制动控制线路，图中KM1为正常运行接为正常运行接触器，触器，KM2为能耗制动接触器，为能耗制动接触器，KT为时间继电器，为时间继电器，T为整流为整流变压器，变压器，VC为桥式全波整流电路。为桥式全波整流电路。Programmable ControllerPLC图图2-18 三相异步电动机单向运行能耗制动控制电路三相异步电动机单向运行能耗制动控制电路Programmable ControllerPLC电路工作原理：电路工作原理：合上电源开关合上电源开关QSQS，按下起动按钮，按下起动按钮SB2SB2，接触器，接触器KM1KM1线圈得电并线圈得电并自锁，其主触点闭合，电动机起动并进入正常运行。自锁，其主触点闭合，电动机起动并进入正常运行。在电动机正常运行过程中，若按下停止按钮在电动机正常运行过程中，若按下停止按钮SB1SB1，接触器，接触器KM1KM1线圈失电，其主触点复位，切断电动机三相交流电源；同时接线圈失电，其主触点复位，切断电动机三相交流电源；同时接触器触器KM2KM2线圈和时间继电器线圈和时间继电器KTKT线圈得电并自锁。线圈得电并自锁。KM2KM2主触点闭合，主触点闭合，经桥式整流后的直流电流通入电动机任意两相定子绕组中，电经桥式整流后的直流电流通入电动机任意两相定子绕组中，电动机进入能耗制动状态，转子转速迅速下降，当其转速接近零动机进入能耗制动状态，转子转速迅速下降，当其转速接近零时，时间继电器时，时间继电器KTKT延时断开的常闭触点断开，接触器延时断开的常闭触点断开，接触器KM2KM2和时和时间继电器间继电器KTKT的线圈断电，能耗制动过程结束。的线圈断电，能耗制动过程结束。