电气线路的基本控制原则和基本控制环节.pptx

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1、 第一节第一节 电气控制系统图的类型及有关标准电气控制系统图的类型及有关标准 电气控制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。电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。第1页/共144页 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

2、系统图时必须严格遵循。一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号 电气控制系统图表达了生产机械电气控制系统的结构、原理等设计示意图，是电气系统安装、调整、使用和维修的重要资料。第2页/共144页二、电气控制系统图电气原理图电器布置图电气安装接线图 （一）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。第3页/共144页某机床的电气控制原理图某机床的电气控制原理图第4页/共144页1）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。2）电气原理图中，所有电元件

3、都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。3）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。1绘制电气原理图的原则第5页/共144页图形符号与文字符号第6页/共144页4）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没有受外力作用时（常态）的状态绘制。5）电气原理图中，无论是主电路还是铺助电路都垂直布置，电源电路绘成水平线，主电路绘制在图的左侧，控制电路绘制在图的右侧。控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。6）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。第7页/共14

4、4页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。第8页/共144页 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：3.符号位置的索引 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：第9页/共144页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。第10页/共144页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对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：是接触器

5、KM相应触头的索引。例如图中KM1线圈下方的第11页/共144页对继电器，上述表示法各栏的含义如下：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第12页/共144页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（二）电器元件布置图第13页/共144页控制柜电器元件布置示例第14页/共144页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。在具体施工和检修中能起到原理图所起不到的作用，在生产现场得到了广泛的应用。（三）电气安装接线图 安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚

6、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。各电器元件的表示要与原理图一致，以便核对。第15页/共144页 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。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。第16页/共144页车床的电气安装接线图第17页/共144页对于启动频繁，允许直接启动电动机容量不大于变压器容量的20%。对于不经常启动者，直接启动电动机容量不大于变压器容量的30

7、%。第二节第二节三相笼型异步电动机全压启动和正反转控制三相笼型异步电动机全压启动和正反转控制全压启动额定电压直接加到电动机的定子绕组。优点：电路简单缺点：启动电流大通常对容量小于10kW的笼型异步电动机采用直接启动方法。第18页/共144页SBSB1 1SBSB2 2KMKMKMQFUM3FRFR一、单向全压直接启动控制电路第19页/共144页SBSB1 1SBSB2 2KMKMKMQFUM3ABCSBSB1 1SBSB2 2KMKMKMQFUM3FRFRABC第20页/共144页停车按钮停车按钮启动按钮启动按钮SBSB1 1KMSBSB2 2FRKM主主电电路路控制电路控制电路QFUM3FR

8、KMABC第21页/共144页SBSB1 1KMSBSB2 2FRKMQFUM3FRKMABC1、控制过程、控制过程启启动动按下启动按钮按下启动按钮SBSB2 2主触点（主触点（KM）闭合）闭合按下按钮（按下按钮（SB2）线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动电机转动第22页/共144页SBSB1 1KMSBSB2 2FRKMQFUM3FRKMABC启启动动KMKM辅助触点闭合辅助触点闭合电机继续转动电机继续转动松开松开SBSB2 2线圈保持通电线圈保持通电自锁自锁第23页/共144页停停车车按下停车按钮按下停车按钮SBSB1 1SBSB1 1KMSBSB2 2FRKMQFUM3FRKMABC第

9、24页/共144页SBSB1 1KMSBSB2 2FRKMQFUM3FRKMABC按下按下SB1KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开KM辅助触点断开辅助触点断开电机断电停车电机断电停车松开松开SB1，线圈保持断电，线圈保持断电第25页/共144页2、控制作用、控制作用1）启动电动机）启动电动机2）停止电动机）停止电动机ABCKMFUQFRM3KMSB1KMSB2FR第26页/共144页3)保护措施保护措施KM熔断器熔断器电路发生短路电路发生短路FU立即熔断立即熔断切断主电路切断主电路电机停转电机停转A BQFRM3KMSB1KMSB2FRCFU保护过程：保护过程：短路保护：短路保护：F

10、U第27页/共144页KMFRM3A BQKMSB1KMSB2FRCFU过载保护：过载保护：热继电器热继电器保护过程：保护过程：若电机单相运行：若电机单相运行：两个热元件通过过两个热元件通过过载电流，保护电机不会载电流，保护电机不会长时间单相运行。长时间单相运行。FRFR过载超过一定程度过载超过一定程度主电路中主电路中FR热元件热元件发热，双金属片动作发热，双金属片动作控制电路中的控制电路中的常闭触点常闭触点FR断开断开KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开电机停转电机停转第28页/共144页FRM3A BKMQSB1KMKMSB2FRCFU欠压（零压）保护：欠压（零压）保护：交流接触器

11、交流接触器保护过程：保护过程：KM线圈接线电压线圈接线电压Ul当当Ul 时时动铁释放（静铁产生动铁释放（静铁产生的电磁吸力不足以吸的电磁吸力不足以吸合动铁）合动铁）KM主触点断开主触点断开电机停转电机停转此时，若不重新按此时，若不重新按下下SB2，电机不能自，电机不能自行启动。行启动。KMKMKM第29页/共144页归纳归纳电路中任一地方短路，电路中任一地方短路，FU熔断，电源切断。熔断，电源切断。电动机过载，电动机过载，FR常闭触点断开，电源切断。常闭触点断开，电源切断。电路中失压，电路中失压，KM线圈断电，自锁断开，线圈断电，自锁断开，复电时不能自行启动。复电时不能自行启动。短路保护：短路

12、保护：过载保护：过载保护：欠压保护：欠压保护：第30页/共144页 按下启动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动按下启动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动机停转。机停转。动作过程动作过程触头（触头（KMKM）闭合）闭合按下按钮（按下按钮（SBSB）线圈（线圈（KMKM）通电）通电电机转动；电机转动；A BKMQFRM3KMSBFRCFU触头（触头（KMKM）打开）打开按钮（按钮（SBSB）松开）松开 线圈（线圈（KMKM）断电）断电电机停转。电机停转。二、电动机的点动控制电路第31页/共144页用复合按钮用复合按钮SB3：点动按钮：点动按钮SB2：长动按钮：长动按钮SB3KMKMSB1SB2FR

13、既能点动又能连续运转的控制电路既能点动又能连续运转的控制电路第32页/共144页断开闭合带电松开松开SBSB3 3先断开先断开后闭合后闭合按下按下SBSB3 3闭合电机运转电机运转断开电机停转电机停转点动时：点动时：失电失电SB3KMKMSB1SB2FR常闭先断开常闭先断开常开后闭合常开后闭合常开先断开常开先断开常闭后闭合常闭后闭合自锁触点不起作用自锁触点不起作用实现实现点动点动第33页/共144页连续运转时：按连续运转时：按SBSB2 2闭合带电SB3KMKMSB1SB2FR连续连续运行运行第34页/共144页思考思考1不能点动！不能点动！KMSB1KMSB2FRSB以下控制电路能否实现即能

14、点动以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？又能连续运行？第35页/共144页FR得电闭合闭合得电正常运转按SB1得电点动按SB2SBSB1KMSB2KAKAKA思考思考2以下控制电路能否实现即能以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？点动又能连续运行？自锁既能点既能点动又能动又能长动长动第36页/共144页在多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。在多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB2乙乙三、电动机的异地控制三、电动机的异地控制乙地乙地甲地甲地SBSB1 1甲、甲、SBSB2 2甲实现就地控制；甲实现就地控制；SBSB1 1乙、

15、乙、SBSB2 2乙实现远方控制。乙实现远方控制。第37页/共144页异地控制方法异地控制方法启动按钮并联启动按钮并联停车按钮串联停车按钮串联思考？思考？若三地控制呢？若三地控制呢？三启动按钮并联三启动按钮并联三停车按钮串联三停车按钮串联思考？思考？若两地控制，要求一地若两地控制，要求一地可以点动、长动，另一可以点动、长动，另一地只长动如何设计？地只长动如何设计？第38页/共144页1 1 电机电机M1M12 2 电机电机M2M21.M1启动后，启动后，M2才能启动才能启动2.M2可单独停车可单独停车四、顺序控制四、顺序控制思路：思路：M1、M2分别由不同的交流接触器控制；分别由不同的交流接触

16、器控制；控制交流接触器线圈通电的顺序达到顺序控制控制交流接触器线圈通电的顺序达到顺序控制电动机的目的；电动机的目的；电机的启动和停止是有一定顺序的。电机的启动和停止是有一定顺序的。例例控制要求：控制要求：第39页/共144页主电路主电路KM1通电，通电，M1转动，转动，KM2通电，通电，M2转动转动FUKM2FR2ABCFUABCKM1FR1QQM13M23FUKM2FR2FUABCKM1FR1QM13M23第40页/共144页控制电路控制电路KM1SB1SB2KM1KM1通电后通电后KM2才可能才可能通电通电KM2SB3SB4KM2FR1FR2工作过程工作过程按下按下SB2KM1线圈通电并自

17、锁线圈通电并自锁M1启动启动按下按下SB4KM2线圈通电并自锁线圈通电并自锁M2启动启动启动时：启动时：按下按下SB3KM2线圈断电线圈断电M2单独停车单独停车按下按下SB1KM1、KM2线圈断电线圈断电M1、M2停车停车停机时：停机时：串联串联第41页/共144页KM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM2或或工作过程工作过程按下按下SB2KM1线圈通电并自锁线圈通电并自锁M1启动启动按下按下SB4KM2线圈通电并自锁线圈通电并自锁M2启动启动启动时：启动时：按下按下SB3KM2线圈断电线圈断电M2单独停车单独停车按下按下SB1KM1、KM2线圈断电线圈断电全部停车全部

18、停车停机时：停机时：第42页/共144页（1）若启动时，）若启动时，M1先启动，先启动，M2才能启才能启动。停车时，动。停车时，M2停车后，停车后，M1才能停车。才能停车。应如何实现控制？应如何实现控制？（2）若启动时，）若启动时，M1启动后，启动后，M2才能启才能启动，动，M2启动后，启动后，M3才能启动才能启动。应如何。应如何实现控制？实现控制？第43页/共144页（1）若启动时，）若启动时，M1先启动，先启动，M2才能启动。停车才能启动。停车时，时，M2停车后，停车后，M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？KM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM

19、2KM2第44页/共144页（2）若启动时，）若启动时，M1启动后，启动后，M2才能启动，才能启动，M2启启动后，动后，M3才能启动才能启动。应如何实现控制？。应如何实现控制？KM3SB5SB6KM3FR1 FR2FR3KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KM1第45页/共144页两电机最好各有独立两电机最好各有独立的电源；这样接，主的电源；这样接，主触头（触头（KM1）的负荷）的负荷过重。过重。主电路主电路这样实现顺序这样实现顺序控制可不可以控制可不可以?KM2FRM3FRKM1M3不可以不可以!应该通过控制电路应该通过控制电路实现控制功能。实现控制功能。第46页/共144页五、电动机

20、的正反转控制线路五、电动机的正反转控制线路应用：应用：正、反转的实现：正、反转的实现：生产上往往要求运动部件能够向正反两个方向生产上往往要求运动部件能够向正反两个方向运动，如：机床工作台的前进、后退；主轴的正转运动，如：机床工作台的前进、后退；主轴的正转和反转；起重机的提升、下降等。和反转；起重机的提升、下降等。把接入电源的任意两根联线对调。把接入电源的任意两根联线对调。用两个交流接触器用两个交流接触器实现两根电源线的调换。实现两根电源线的调换。第47页/共144页KMR正转接触器正转接触器KMF通电，通电，电动机正转；电动机正转；决不允许决不允许KMF和和KMR同时通电，否则，会同时通电，否

21、则，会造成电源短路！造成电源短路！主电路主电路ABCKMFFUQFRM3反转接触器反转接触器KMR通电，通电，电动机反转；电动机反转；注意！注意！第48页/共144页KMRKMRSBRKMFKMFSB1SBFFR该电路必须先停车才能由正转到反转或该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。由反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！控制电路（控制电路（1）M3A B CKMFFUQFRKMR控制过程：按下按下SBF电机正转电机正转按下按下SBR电机反转电机反转按下按下SB1电机停车电机停车第49页/共144页KMFSB1KMFSBFFRKMRK

22、MRSBR控制电路控制电路(2)-加互锁加互锁KMRKMFM3A B CKMFFUQFRKMR第50页/共144页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF控制过程：电机正转：按下按下SBFKMF线圈通电线圈通电KMF主触点闭合主触点闭合KMF常开触点闭合，并自锁常开触点闭合，并自锁KMF常闭触点断开常闭触点断开电机正转电机正转反转接触器不能接通。反转接触器不能接通。第51页/共144页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF电机反转：按下按下SBRKMR线圈通电线圈通电KMR主触点闭合主触点闭合KMR常开触点闭合，并自锁常开触点闭合，并自锁KMR常闭触点断开

23、常闭触点断开电机反转电机反转正转接触器不能接通。正转接触器不能接通。第52页/共144页联锁（互锁）控制：联锁（互锁）控制：KMF的常闭触点串联在的常闭触点串联在KMR线圈电路中线圈电路中;KMR的常闭触点串联在的常闭触点串联在KMF线圈电路中线圈电路中:即：正转接触器接通时，反转接触器不能接通；即：正转接触器接通时，反转接触器不能接通；反转接触器接通时，正转接触器不能接通。反转接触器接通时，正转接触器不能接通。这两个常闭触点称为互锁触点或联锁触点。这两个常闭触点称为互锁触点或联锁触点。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF第53页/共144页控制电路控制电路(3)-双重互

24、锁双重互锁电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁M3A B CKMFFUQFRKMRKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR双重互锁双重互锁机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触点）电器互锁（互锁触点）第54页/共144页KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机正转：按下按下SBFKMF线圈通电线圈通电KMF主触点闭合主触点闭合KMF常开触点闭合，并自锁常开触点闭合，并自锁KMF常闭触点断开常闭触点断开电机正转电机正转反转接触器不能接通。反转接触器不能接通。控制过程：常闭触点先断开常闭触点先断开常开触点后闭合常开触点后闭合KMR线圈断电线圈断

25、电第55页/共144页电机反转：按下按下SBRKMR线圈通电线圈通电KMR主触点闭合主触点闭合KMR常开触点闭合，并自锁常开触点闭合，并自锁KMR常闭触点断开常闭触点断开电机反转电机反转正转接触器不能接通。正转接触器不能接通。常闭触点先断开常闭触点先断开常开触点后闭合常开触点后闭合KMF线圈断电线圈断电KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR第56页/共144页电机停车：按下按下SB1KMR线圈断电线圈断电KMF线圈断电线圈断电电机停车电机停车KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR第57页/共144页六、行程控制线路六、行程控制线路按生产机械所处的位置对电

26、动机实施控制。按生产机械所处的位置对电动机实施控制。正程：电动机正转；正程：电动机正转；逆程：电动机反转。逆程：电动机反转。控制要求：控制要求：前进前进后退后退原位原位终点终点A1、A在原位时，启动电机只能正转；在原位时，启动电机只能正转；2、A前进至终点自动停车；前进至终点自动停车；3、A在终点时，启动电机只能反转；在终点时，启动电机只能反转；4、A后退至原位自动停车；后退至原位自动停车；5、A在前进或后退途中均可停车，再在前进或后退途中均可停车，再启动后既可进也可退。启动后既可进也可退。实现方法：实现方法：在生产机械行程的终点和原位安装行程开关。在生产机械行程的终点和原位安装行程开关。第5

27、8页/共144页控制电路控制电路STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF行程开关行程开关至终点位置撞开至终点位置撞开STb运动过程运动过程按下按下SB2A正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）原位原位终点终点前进前进后退后退ASTaSTb第59页/共144页STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF控制过程控制过程按下按下SB2KMF线圈通电线圈通电压下压下STa，KMR线圈不通电，电机不能反转，线圈不通电，电机不能反转，A只前进。只前进。A在原位时：在原位时：(电机正转）电机正转）带动带动A前进前进A

28、前进到终点前进到终点压下压下STbSTb常闭触点断开常闭触点断开KMF线圈断电线圈断电(电机停转）电机停转）A停在终点。停在终点。第60页/共144页STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF按下按下SB3KMR线圈通电线圈通电压下压下STb，KMF线圈不通电，电机不能正转，线圈不通电，电机不能正转，A只后退。只后退。A在终点时：在终点时：(电机反转）电机反转）带动带动A后退后退A后退到原位后退到原位压下压下STaSTa常闭触点断开常闭触点断开KMR线圈断电线圈断电(电机停转）电机停转）A停在原位。停在原位。第61页/共144页STbSTaKMFFRSB1KMFSB

29、2KMRKMRSB3KMRKMF按下按下SB1KMR线圈断电线圈断电A在途中时：在途中时：(电机停转）电机停转）A停止停止KMF线圈断电线圈断电此时：此时：按下按下SB2A前进前进按下按下SB3A后退后退第62页/共144页原位原位终点终点前进前进后退后退ASTaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb例：主电路为电机的正反例：主电路为电机的正反转电路，分析此电路实现转电路，分析此电路实现的功能。的功能。第63页/共144页KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb（1）A在原位时：在原位时：A在原位，压下在原位，压下

30、STaKMR线圈断电线圈断电电机不能反转电机不能反转按下按下SBFKMF线圈通电，并自锁线圈通电，并自锁电机正转电机正转带动带动A前进前进启动后只能前进，不能后退。启动后只能前进，不能后退。第64页/共144页KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb（2）A前进到终点时：前进到终点时：立即后退，退回到原位自动停。立即后退，退回到原位自动停。A到达终点，压下到达终点，压下STb常闭触点断开常闭触点断开KMF线圈断电线圈断电电机反转电机反转带动带动A后退后退常开触点闭合常开触点闭合KMR线圈通电线圈通电A后退到原位后退到原位压下压下STaKMR线圈断电线圈断电电

31、机停转电机停转A停在原位停在原位第65页/共144页（3）A在途中时：在途中时：可停车；再启动时，既可前进也可后退。可停车；再启动时，既可前进也可后退。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTbA在途中，按下在途中，按下SB1线圈都断电线圈都断电电机停车电机停车A停在途中。停在途中。再启动时，因再启动时，因A在途中：在途中：STa和和STb均不受压；均不受压；按下按下SBFA前进前进按下按下SBRA后退后退第66页/共144页（4）A在途中时，若暂时停电，复电时，在途中时，若暂时停电，复电时，A不会自行运动。不会自行运动。A在运行途中，如果停电在运行途中，如果

32、停电线圈要断电线圈要断电各触点恢复各触点恢复常态常态再通电时，再通电时，A不会自行运动。不会自行运动。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb第67页/共144页（5）A在途中若受阻，在一定时间内电机应自行断电而停车。在途中若受阻，在一定时间内电机应自行断电而停车。A在运行途中若受阻，电机出现过载或堵转现象，其电流在运行途中若受阻，电机出现过载或堵转现象，其电流很大，会使主电路中的热元件很大，会使主电路中的热元件FR发热，控制电路中的常发热，控制电路中的常闭辅助触点闭辅助触点FR断开，使接触器线圈断电，电机停车。断开，使接触器线圈断电，电机停车。KMRSBR

33、KMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb过载保护过载保护第68页/共144页上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，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。第69页/共144页第三节第三节 三相笼型异步电动机的降压启动控制三相笼型异步电动机的降压启动控制 较大容量的笼型异步电动机（大于10kW）因启动电流较大，不允许用全压直接启动，应采用降压启动控制。有时为了减小启动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直接启动的

34、电动机，也往往采用降压启动。第70页/共144页降压启动时，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待启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启动电流，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启动方法有：定子串电阻（或电抗器）降压启动、星-三角（Y-D）降压启动、自耦变压器降压启动及延边三角形降压启动。第71页/共144页三相笼型异步电动机定子绕阻串接启动电阻时，由于启动电阻的分压，使定子绕组启动电压降低，启动结束后再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行，可以减小启动电流。这种启动方式不受电动机接

35、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。一、定子串电阻降压启动控制第72页/共144页a）自动切换的降压启动电路 合合上上电电源源开开关关QSQS，接接入入三三相相电电源源，按按下下SB2SB2，KM1KM1、KTKT线线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻圈得电吸合并自锁，电动机串电阻R R降压启动。降压启动。当当电电动动机机转转速速接接近近额额定定值值时时，时时间间继继电电器器KTKT动动作作，其其延延时时闭闭合合的的常常开开触触点点闭闭合合，KM2KM2线线圈圈得得电电并并自自锁锁。KM2KM2主主触触点点短短接接电电阻阻R R，KM2KM2的的常常闭闭触触点点断断开开，使使

36、KM1KM1、KTKT线线圈圈断断电电释释放放，电电动动机机经经KM2KM2主主触触点点在在全全压压下进入稳定正常运转。下进入稳定正常运转。第73页/共144页 SASA为为自自动动/手手动动选选择择开开关关，当当SASA置置于于自自动动时时，电电路路与与图图a a）相同。）相同。b）自动/手动短接电阻降压启动电路若若SASA置于手动时，置于手动时，KTKT被切除，此时按被切除，此时按下启动按钮下启动按钮SB2SB2后，后，电动机串电阻电动机串电阻R R降降压启动。再按下加压启动。再按下加速按钮速按钮SB3SB3，电阻，电阻R R被短接，电动机全被短接，电动机全压运行。压运行。第74页/共14

37、4页正常运行时，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-三角降压启动。启动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的，故启动电流下降到全压启动时的1/3，电动机启动旋转，当转速接近额定转速时，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。这种降压启动方法简单、经济，可用在操作较频繁的场合，但其启动转矩只有全压启动时的1/3，适用于空载或轻载。二、星-三角（Y-）降压启动控制第75页/共144页 星-三角启动电路有多种，现介绍两个有代表性的电路:1、用于13kW以下电动机的启动电路2、用于13kW以上电动机的启动电路 第76页/共144页 1、用于13kW以下电动机的启动电路按

38、下启动按钮SB2，KM1、KT线圈同时通电吸合并自锁，KM1主触点闭合接入电源，电动机接为星形，降压启动。当时间继电器KT动作，KM1线圈断电释放，切断电动机电源；KT上延时闭合的常开触点闭合，使KM2线圈通电并自锁，KM2的主触点将电动机定子接为三角形，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。第77页/共144页 2、用于13kW以上电动机的启动电路按下SB2，KM1、KT、KM3线圈同时通电吸合自锁，星形降压启动；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，进入正常运行。常用的自动星-三角启动器有QX3系列，控制电动机的最大功率有

39、13、30kW两种。第78页/共144页三、自耦变压器降压启动控制电路 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启动。当KT动作，使接触器KM1线圈断电，KM1主触点断开，将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，全压运行。第79页/共144页 电动机经自耦变压器降压启动时，如自耦变压器的电压变比为K=U1/U21，利用自耦变压器降压启动时的电压为额定电压的1/K，电网供给的启动电流减小到1/K2，由于T U2，此时的启动转矩降为直接启动时的1/K2。所以，自耦变压器降压启动常用于空载或轻载启动

40、。自耦变压器降压启动的方法适用于正常工作时接成星形或三角形的较大容量电动机，启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，且不允许频繁启动。第80页/共144页 常用的自耦变压器启动产品是成套的补偿降压启动器，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。第81页/共144页 合上电源开关QS，HL2亮（从上电至降压期间亮）、HL3亮（上电至未启动期间亮），按下SB2，KM1、KM3、KT线圈得电自锁，降压启动。XJ01型补偿降压启动器产品电路（适用1428kW）第82页/共144页HL3灭。当KT动作

41、，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。第83页/共144页电动机绕组有9个接线端，出线头编号：U（U1、U2、U3）V（V1、V2、V3）W（W1、W2、W3）U3、V3、W3为绕组中间抽头。四、延边三角形降压启动控制电路延边三角形降压启动是一种既不用增加启动设备，又能提高启动转矩的启动方法。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第84页/共144页延边三角形降压启动控制电路 按下SB2，KM1、KM2、KT线圈同时得电并自锁，电动机联结为延

42、边三角形降压启动。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，电动机成三角形联结正常运转。第85页/共144页第四节第四节 三相绕线转子异步电动机启动控制三相绕线转子异步电动机启动控制 三相绕线转子异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接启动电阻以达到减小启动电流、提高转子电路功率因数和启动转矩的目的。在一般要求启动转矩较高的场合，绕线转子异步电动机得到了广泛的应用。绕线转子异步电动机转子绕组可以串电阻和串频敏变阻器两种装置进行启动。第86页/共144页 串接在三相转子绕组中的启动电阻一般都接成星形。启动前，启动电阻全部接入，启动过程中将电阻

43、依次短接，启动结束时，转子电阻全部被短接。短接启动电阻的方式有三相电阻不平衡短接法和三相电阻平衡短接法两种。仅介绍用接触器控制的平衡短接法启动控制。一、转子串电阻启动控制电路第87页/共144页（a）基本电路SB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3QSFUKM1FRML1L2L3KM43RKM32RKM21R1、按时间原则控制第88页/共144页SB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3SB1SB2KM1KM2KM3KM4KT1KT2KT3基本电路的动作时序QSFUKM1FRML1L2L3KM43RKM32RKM

44、21R第89页/共144页SB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3KM4KM4(b)-(a)电路之改进：启动完成后退出KM2、KM3、KT1、KT2、KT3第90页/共144页SB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3KM4KM4SB1SB2KM1KM2KM3KM4KT1KT2KT3(b)电路的动作时序第91页/共144页SB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3（c）(b)电路之改进：逐步退出KT1、KM2、KT2、KM3、KT3第92

45、页/共144页SB1SB2KM1KM2KM3KM4KT1KT2KT3SB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3(c)电路的动作时序第93页/共144页*KI1*KI1、KI2KI2、KI3KI3欠电流继电器，欠电流继电器，吸合电流相同，释放电流不同，吸合电流相同，释放电流不同，KI1KI1最大，最大，KI2KI2次之，次之，KI3KI3最小。最小。2、按电流原则控制 按下启动按钮SB2，KM1得电，电动机启动，启动电流大，KI1、KI2、KI3同时吸合动作，KM2、KM3、KM4线圈全断电，电阻全部接入。随转子电流减小

46、，KI1首先释放，短接第一段转子电阻R1，再KI2释放，短接R2，如此下去，直到将转子全部电阻短接，电动机启动过程结束。第94页/共144页三相绕线转子异步电动机转子串接电阻启动时存在一定的机械冲击，启动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。二、转子绕组串频敏变阻器启动控制电路 从20世纪60年代开始，我国开始应用和推广自己独创的频敏变阻器。频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的减小而自动减小，它是绕线转子异步电动机较为理想的一种启动设备。第95页/共144页 频敏变阻器是一种由数片E形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗非

47、常大。相当于一个铁损较大的电抗器。频敏变阻器等效电路 第96页/共144页 手动时SA板“手动”，断开KT，按下SB2，串频敏变阻器启动，按下SB3，短接RF，启动过程结束。启动中，KA将热继电器的发热元件FR短接，以免启动时间长而使热继电器误动作。采用频敏变阻器的启动控制电路 自动控制时将开关SA扳向“自动”，按下SB2，KM1、KT得电，当KT到，KA得电，KM2得电，频敏变阻器短接，完成电动机的启动。第97页/共144页 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

48、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。第五节第五节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制第98页/共144页 一般采取的制动方法有两大类：机械制动和电气制动。机械制动利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；掉电后用弹簧压力将电动机转轴卡紧，使其停车；运行时，将抱闸的电磁铁通电，靠电磁吸力将抱闸拉开，使电动机能够自由运转。特点：结构简单，但是运行时耗电大电路结构：加装一个抱闸电磁铁。电气制动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。第99页/共144

49、页 反接制动有两种情况：一种是倒拉反接制动，如起重机下放重物的情况；另一种是电源反接制动，这里讨论第二种情况。使用电源反接制动方法的注意事项：*为防止转子降速后反向启动，当转速接近于零时应迅速切断电源；*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。一、反接制动控制电路第100页/共144页 反接制动电阻的接线方法有对称和不对称两种接法。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。第101页/共144页 1、电动机单向运转的反接制动控制电路 按下SB2，KM1得电，全压启动。在电动机

50、正常运转时，速度继电器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。第102页/共144页 2、电动机可逆运行的反接制动控制电路 正转启动按 SB2，正转KM1得电，电动机接入正向三相交流电源运转，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，但不能使KM2线圈立即通电。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，KM