電氣控制汪明添(二章)

1、 第2章 基本電氣控制線路 2.1 控制線路的原理圖及接線圖 2.1.1 電氣圖形符號(hào)、文字符號(hào)、接線標(biāo)記 電氣圖是一種工程圖，是用來描述電氣控制設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理和技術(shù)要求的圖紙。 1. 電氣圖中的圖形符號(hào) 所謂的圖形符號(hào)是一種統(tǒng)稱，通常是指用于圖樣或其他文件表示一個(gè)設(shè)備或概念圖形、標(biāo)記或字符。圖形符號(hào)由符號(hào)要素、限定符號(hào)、一般符號(hào)以及常用的非電氣操作控制的動(dòng)作(例如，機(jī)械控制符號(hào)等)，根據(jù)不同的具體器件等構(gòu)成。 1) 符號(hào)要素 符號(hào)要素是一種具有確定意義的簡(jiǎn)單圖形，必須同其他圖形組合才能構(gòu)成一個(gè)設(shè)備或概念的完整符號(hào)。例如，三相異步電動(dòng)機(jī)是由定子、轉(zhuǎn)子及各自的引線等幾個(gè)符號(hào)要素構(gòu)成。 2)

2、一般符號(hào) 用于表示同一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特性的一種很簡(jiǎn)單的符號(hào)，它們是各類元器件的基本符號(hào)。例如，一般電阻器的符號(hào)。 3) 限定符號(hào) 限定符號(hào)是用以提供附加信息的一種加在其他符號(hào)上的符號(hào)。例如，在電阻器一般符號(hào)的基礎(chǔ)上，加上不同的限定符號(hào)就可組成可變電阻器。 限定符號(hào)一般不能單獨(dú)使用。一般符號(hào)有時(shí)也可以作為限定符號(hào)。例如，電容器的一般符號(hào)加到二極管的一般符號(hào)上就構(gòu)成變?nèi)荻O管的符號(hào)。 4)方框符號(hào) 方框符號(hào)是用以表示元件、設(shè)備等的組合及其功能，既不給出元件、設(shè)備的細(xì)節(jié)也不考慮所有連接的一種簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)。 常用電氣圖形、文字符號(hào)表見表2.1.1。 5)圖形符號(hào)的幾點(diǎn)說明 所有符號(hào)均應(yīng)按無電壓、無

3、外力的正常狀態(tài)示出。例如，按鈕未按下，閘刀未合閘等。 在圖形符號(hào)中，某些設(shè)備元件有多個(gè)圖形符號(hào)，在選用時(shí)，應(yīng)該盡可能選用優(yōu)選形。在能夠表達(dá)其含義的情況下，盡可能采用最簡(jiǎn)單形式，在同一圖號(hào)的圖中使用時(shí)，應(yīng)采用同一形式。圖形符號(hào)的大小和線條的粗細(xì)應(yīng)基本一致。 為了適應(yīng)不同需求，可將圖形符號(hào)根據(jù)需要放大和縮小，但各符號(hào)相互問的比例應(yīng)該保持不變。圖形符號(hào)繪制時(shí)方位不是強(qiáng)制的，在不改變符號(hào)本身含義的前提下，可以將圖形符號(hào)根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)或成鏡像放置。 圖形符號(hào)中導(dǎo)線符號(hào)可以用不同寬度的線條表示，以突出和區(qū)分某些電路或連接線。一般常將電源線或主信號(hào)導(dǎo)線用加粗的實(shí)線表示。 2. 電氣圖中的文字符號(hào) 1)基本文字

4、符號(hào) 基本文字符號(hào)分為單字母符號(hào)和雙字母符號(hào)。 單字母符號(hào)。單字母符號(hào)是用拉丁字母將各種電器設(shè)備、裝置和元器件劃分為23大類，每一個(gè)大類用一個(gè)字母表示。例如，“R”代表電阻器。 雙字母符號(hào)。雙字母符號(hào)是由一個(gè)表示種類的單字母與另一字母組成，并且是單字母在前，另一字母在后。參見表2.1.2。例如，“RP”代表電位器，而“FU”表示熔斷器等。 2)輔助文字符號(hào) 輔助文字符號(hào)是用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及線路的功能、狀態(tài)和特征的。通常也是由英文單詞的前一兩個(gè)字母構(gòu)成。例如，“DC”代表直流。 輔助文字符號(hào)一般放在單字母文字符號(hào)后面，構(gòu)成組合雙字母符號(hào)。例如，“Y”是電氣操作機(jī)械裝置的單字母符號(hào)

5、；“B”是代表制動(dòng)的輔助文字符號(hào)，“YB”代表制動(dòng)電磁鐵的組合符號(hào)。 3. 電氣圖中的接線端子標(biāo)記 三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記，中性線為N。電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序進(jìn)行標(biāo)記，接地端為PE。電動(dòng)機(jī)分支電路各接點(diǎn)標(biāo)記采用三相文字代號(hào)后面加數(shù)字來表示，數(shù)字中的個(gè)位數(shù)表示電動(dòng)機(jī)代號(hào)，十位數(shù)表示該支路接點(diǎn)的代號(hào)，從上到下按數(shù)值的大小順序標(biāo)記。如U11表示M1電動(dòng)機(jī)的第一相的第一個(gè)接點(diǎn)代號(hào)，U21為第一相的第二個(gè)接點(diǎn)代號(hào)，以此類推。 電動(dòng)機(jī)繞組首端分別用U1、V1、W1標(biāo)記，尾端分別用U2、V2、W2標(biāo)記，雙繞組的中點(diǎn)則用 U3、V3、W3標(biāo)記。 對(duì)于數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)

6、，在字母前加數(shù)字來區(qū)別。如對(duì)M1電動(dòng)機(jī)，其三相繞組接線端以1U、1V、1W；對(duì)M2電動(dòng)機(jī)，其三相繞組接線端則標(biāo)以2U、2V、2W來區(qū)別。 控制電路各線號(hào)采用三位或三位以下的數(shù)字標(biāo)志，其順序一般為從左到右，從上到下，凡是被線圈、觸點(diǎn)、電阻、電容等元件所間隔的接線端點(diǎn)，都應(yīng)標(biāo)以不同的線號(hào)。 2.1.2 電氣圖的分類與作用 1. 電氣原理圖 電氣原理圖是根據(jù)控制線路工作原理繪制的。圖2.1.1所示CW6132型車床的電氣原理圖。 1）繪制電氣原理圖的基本規(guī)則 原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分畫出。主電路指從電源到電動(dòng)機(jī)繞組的大電流通過的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等，由

7、繼電器的線圈和觸頭，接觸器的線圈和輔助觸點(diǎn)、按鈕、照明燈、控制變壓器等電氣元件組成。通常主電路用粗實(shí)線表示，畫在左邊(或上部)；輔助電路用細(xì)實(shí)線表示，畫在右邊(或下部)。 各電器元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來畫，文字符號(hào)也采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。屬于同一電器的線圈和觸頭，都要采用同一文字符號(hào)表示。對(duì)同類型的電器，在同一電路中的表示可在文字符號(hào)后加注阿拉伯?dāng)?shù)字序號(hào)來區(qū)分。 同一電器元件的各部件根據(jù)需要可不畫在一起，但文字符號(hào)要相同。 圖2.1.1 CW6132型車床電氣原理圖 所有電器的觸頭狀態(tài)，都應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的初始開、關(guān)狀態(tài)畫出。例如繼電器、接觸器的觸頭，按吸引線圈不通

8、電時(shí)的狀態(tài)畫。 無論是主電路還是控制電路，各電氣元件一般按動(dòng)作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置。 有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示， 2）圖面區(qū)域的劃分 電氣原理圖下方的1、2、3、數(shù)字是圖區(qū)編號(hào)。 圖區(qū)編號(hào)上方的“電源開關(guān)及保護(hù)”等字樣，表明對(duì)應(yīng)區(qū)域上方元件或電路的功能。 3）符號(hào)位置的索引 符號(hào)位置的索引用圖號(hào)、頁次和圖區(qū)編號(hào)的組合索引法， 索引代號(hào)的組成如下： 在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸頭的從屬關(guān)系應(yīng)用附圖表示，即在原理圖中相應(yīng)線圈的下方，給出觸頭的圖形符號(hào)，并在其下面注明相應(yīng)觸頭的索引代號(hào)，對(duì)未使用的觸頭用“”表明，有時(shí)也可采用省去觸頭圖

9、形符號(hào)的表示法。 對(duì)接觸器，附圖中各欄的含義如下： 左欄主觸頭所在區(qū)號(hào)KM中欄輔助常開（動(dòng)合）觸頭所在圖區(qū)號(hào)右欄輔助常閉（動(dòng)斷）觸頭所在圖區(qū)號(hào)對(duì)于繼電器，附圖中各欄的含義如下： KA 左欄常開（動(dòng)合）觸頭所在圖區(qū)號(hào)KT 右欄常閉（動(dòng)斷）觸頭所在圖區(qū)號(hào) 2. 電氣元件布置圖 電氣元件布置圖主要用來表明各種電氣設(shè)備在機(jī)械設(shè)備上和電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置，為機(jī)械電氣控制設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)、維修提供必要的資料。 機(jī)床電氣元件布置主要由機(jī)床電氣設(shè)備布置圖、控制柜及控制板電氣設(shè)備布置圖、操作臺(tái)及懸掛操縱箱電氣設(shè)備布置圖等組成。圖2.1.2所示為CW6132型車床電氣位置圖。 圖2.1.2 CW613

10、2型車床電氣位置圖 3. 電氣安裝接線圖 用電氣圖的方式表達(dá)的圖稱為接線圖。 根據(jù)表達(dá)對(duì)象和用途不同，接線圖有單元接線圖、互連接線圖和端子接線圖等。編制規(guī)則主要有： 1)在接線圖中，一般都應(yīng)標(biāo)出項(xiàng)目的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子間的電連接關(guān)系、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線類型、截面積等。 2)同一控制盤上的電氣元件可直接連接，而盤內(nèi)元器件與外部元器件連接時(shí)必須繞接線端子板進(jìn)行。 3)接線圖中各電氣元件圖形符號(hào)與文字符號(hào)均應(yīng)以原理圖為準(zhǔn)，并保持一致。 4)互連接線圖中的互連關(guān)系可用連續(xù)線、中斷線或線束表示，連接導(dǎo)線應(yīng)注明導(dǎo)線根數(shù)，導(dǎo)線截面積等。一般不表示導(dǎo)線實(shí)際走線途徑，施工時(shí)由操作者根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳走

11、線方式。圖2.1.3所示為CW6132型車床電氣互連接線圖。 圖2.1.3 CW6132型車床電氣互連接線圖 2.2 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路 2.2.1 啟動(dòng)條件 電動(dòng)機(jī)接通電源后由靜止?fàn)顟B(tài)逐漸加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程，稱為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)有全壓起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種方式。若將額定電壓直接加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，稱為直接起動(dòng)或全壓起動(dòng)。 全壓起動(dòng)所用電氣設(shè)備少，電路簡(jiǎn)單，是一種簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)的起動(dòng)方法。但是全壓起動(dòng)電流很大，可達(dá)電動(dòng)機(jī)額定電流的47倍，過大的起動(dòng)電流會(huì)使電網(wǎng)電壓顯著降低，直接影響在同一電網(wǎng)工作的其它設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至使其他電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)或無法

12、起動(dòng)。因此，直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定。 (2.2.1) 滿足此條件可全壓起動(dòng)，通常電動(dòng)機(jī)容量不超過電源變壓器容量的15% 20% 時(shí)或電動(dòng)機(jī)容量較小時(shí)（10kW以下），允許全壓起動(dòng)。 stNN344ISIP 2.2.2 單向直接啟動(dòng)控制線路 在自動(dòng)控制中，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，稱為單向運(yùn)動(dòng)。 1. 刀開關(guān)控制線路 對(duì)于容量較小，并且工作要求簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)，可采用手動(dòng)開關(guān)在動(dòng)力電路中接通電源直接起動(dòng)。其控制電路如圖2.2.1所示。圖2.2.1刀開關(guān)控制單向運(yùn)行 2. 點(diǎn)動(dòng)控制線路 點(diǎn)動(dòng)俗稱“點(diǎn)車”，其特點(diǎn)是按下按鈕，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)，松開按鈕，電動(dòng)機(jī)就停轉(zhuǎn)。它用于機(jī)床的

13、刀架調(diào)整、試車、電動(dòng)葫蘆的起重電機(jī)控制等。 圖2.2.2是采用接觸器控制的單向運(yùn)行點(diǎn)動(dòng)控制線路。分作主電路和控制電路兩大部分，主電路由接觸器的主觸點(diǎn)接通與斷開；控制電路由按鈕、接觸器吸引線圈組成，控制接觸器線圈的通斷電，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路的通斷控制。圖2.2.2 接觸器控制單向點(diǎn)動(dòng)線路 3. 長(zhǎng)動(dòng)控制線路 一般生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后能連續(xù)運(yùn)行，即為長(zhǎng)動(dòng)。 圖2.2.3是三相異步電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行控制線路。 1）電路的工作原理： 起動(dòng)：合上電源開關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM吸引線圈通電，KM的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)。同時(shí)與SB2并聯(lián)的KM常開輔助觸點(diǎn)閉合，相當(dāng)于將SB2短接，所以當(dāng)松開起

14、動(dòng)按鈕SB2后，KM吸引線圈仍然通電，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)，這種依靠接觸器自身的輔助觸點(diǎn)來使其線圈保持通電的電路，稱為自鎖或自保電路，起自鎖作用的常開輔助觸點(diǎn)稱自鎖觸點(diǎn)。 停止：按下停止按鈕SB1，切斷KM吸引線圈電路，使線圈失電，常開觸點(diǎn)全部斷開，切斷主電路和控制電路，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 當(dāng)松開停止按鈕SB1后，控制電路已經(jīng)斷開，只有再次按下起動(dòng)按鈕SB2按鈕，電動(dòng)機(jī)才能重新啟動(dòng)。 (a) 主電路 (b) 控制電路 圖2.2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)行控制線路 2）保護(hù)環(huán)節(jié) 熔斷器FU1、FU2分別串聯(lián)在主電路和控制電路中，起短路保護(hù)作用，但是不起過載保護(hù)作用。 熱繼電器FR具有過載保護(hù)作

15、用。電動(dòng)機(jī)在較長(zhǎng)時(shí)間過載下FR才動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM吸引線圈斷電，主觸點(diǎn)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)的電源，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)。 接觸器KM具有欠壓和失壓（零壓）保護(hù)功能，此功能是依靠接觸器的電磁機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比（TU2），電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，繞組電流增加。為防止電動(dòng)機(jī)在欠壓狀態(tài)下工作的保護(hù)叫做欠壓保護(hù)。當(dāng)因某種原因電源電壓突然消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，那么，電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)不應(yīng)自行起動(dòng)，否則可能造成人身事故或設(shè)備事故，這種保護(hù)稱為失壓保護(hù)（也稱零電壓保護(hù)）。 在本電路中，若電源電壓降低時(shí)，接觸器電磁吸力不夠，接觸器常開觸點(diǎn)斷開，自鎖作用也解除，電動(dòng)機(jī)脫離電源而停

16、轉(zhuǎn)，所以，接觸器具有失壓（零電壓）保護(hù)功能。 4. 單向運(yùn)行既能點(diǎn)動(dòng)也能長(zhǎng)動(dòng)的控制線路 圖2.2.4 (a)是帶轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的長(zhǎng)動(dòng)一點(diǎn)動(dòng)控制線路。圖2.2.4 (b)是利用復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)動(dòng)一點(diǎn)動(dòng)控制線路。圖2.2.4 (c)是利用中間繼電器實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)動(dòng)一點(diǎn)動(dòng)控制線路。因此，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是自鎖觸點(diǎn)是否接入。 (a) (b) (c) 圖2.2.4 長(zhǎng)動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)控制線路 工作原理工作原理 5. 多地控制線路 接線的原則是將各起動(dòng)按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，各停止按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，分別安裝在不同的地方，即可進(jìn)行多地操作。如圖2.2.5所示電路。圖2.2.5 多地控制線路 三地控制三地控制 2

17、.2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路 根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作原理可知，只要改變電動(dòng)機(jī)電源相序，即交換三相電源進(jìn)線中的任意兩根相線，就能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。為此可用兩個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)來對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)定子繞組電源的任意兩根接線，就可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。如圖2.2.6所示為電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路。 圖2.2.6中的（a）圖為主電路，當(dāng)接觸器KM1工作時(shí)，KM1的三對(duì)主觸點(diǎn)把三相電源和電動(dòng)機(jī)的定子繞組按順相序L1、L2、L3連接，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)接觸器KM2工作時(shí)，則KM2的三對(duì)主觸點(diǎn)把三相電源和電動(dòng)機(jī)的定子繞組按反相序L3、L2、L1連接，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 但是，如果兩個(gè)接觸器同時(shí)工作，那么從圖中可以看到，將由兩根電

18、源線通過它們的主觸點(diǎn)而將電源短路了。所以對(duì)正反轉(zhuǎn)控制電路最根本的要求是：保證兩個(gè)接觸器不能同時(shí)工作，所以線路中必須加設(shè)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)。按照電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)操作順序的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路分“正一停一反”和“正一反一停兩種控制電路。 1.電動(dòng)機(jī)“正一停一反”控制電路 圖2.2.6 (b)為電動(dòng)機(jī)“正一停一反”控制電路，主電路中，KM1、KM2分別為實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)的接觸器主觸點(diǎn)。為防止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電而導(dǎo)致電源短路，利用兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)KM1、KM2分別串接在對(duì)方的工作線圈電路中，構(gòu)成相互制約關(guān)系，以保證電路安全可靠的工作。這種在同一時(shí)間里兩個(gè)接觸器只允許其中一個(gè)接觸器工作的相互制約的關(guān)系，

19、稱為“聯(lián)鎖”，也稱為“互鎖”，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖的常閉輔助觸點(diǎn)稱為聯(lián)鎖(或互鎖)觸點(diǎn)。 2.電動(dòng)機(jī)“正反?！笨刂凭€路 圖2.2.6(c)所示為電動(dòng)機(jī)“正一反一?！笨刂凭€路。 在圖2.2.6(c)中采用復(fù)合按鈕來控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。圖2.2.6(b)中由接觸器KM1、KM2常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的互鎖稱為“電氣互鎖”；圖2.2.6 (c)中由復(fù)合按鈕SB2、SB3常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的互鎖稱為“機(jī)械互鎖”。圖2.2.6(c)中既有“電氣互鎖”，又有“機(jī)械互鎖”，故稱為“雙重互鎖” 。 (a)主電路 (b)“正一停一反”控制電路 (c)“正一反一?！笨刂齐娐?圖2.2.6 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電

20、路接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路 3.具有自動(dòng)往返的正反轉(zhuǎn)控制線路 自動(dòng)往返的可逆運(yùn)行通常是利用行程開關(guān)來檢測(cè)往返運(yùn)動(dòng)的相對(duì)位置，進(jìn)而控制電動(dòng)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 圖2.2.7(a)所示為機(jī)床工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)示意圖。行程開關(guān)SQ1、SQ2分別固定安裝在床身上，反映運(yùn)動(dòng)的原位與終點(diǎn)。擋鐵A、B固定在工作臺(tái)上，SQ3、SQ4為正反向極限保護(hù)用行程開關(guān)。 (a)工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)示意圖 (b)主電路 (c)控制電路 圖2.2.7機(jī)床工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制線路工作臺(tái)自動(dòng)往返控制工作臺(tái)自動(dòng)往返控制 2.2.4 其他控制線路 1.步進(jìn)控制線路 在自動(dòng)控制中機(jī)械的各個(gè)動(dòng)作是按程序逐次進(jìn)行的，一個(gè)程序執(zhí)行完

21、成后，便自動(dòng)轉(zhuǎn)換到下一程序。實(shí)現(xiàn)這種有序的控制稱為步進(jìn)控制。線路的特點(diǎn)：以一個(gè)繼電器的得電和失電去控制某一程序的開始和結(jié)束。如圖2.2.8所示。 圖2.2.8為依次控制4個(gè)程序的步進(jìn)控制線路。圖中KA1至KA4分別表示第1至第4個(gè)程序的執(zhí)行繼電器。SQ1和SQ4分別表示程序執(zhí)行完成后所發(fā)出的信號(hào)，它可以是該程序終了時(shí)壓動(dòng)的行程開關(guān)，或是某些繼電器的觸點(diǎn)。本例中用行程開關(guān)作為程序終了信號(hào)。 這種步進(jìn)線路是由程序執(zhí)行后，發(fā)出信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)步的。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以利用時(shí)間繼電器通過時(shí)間的設(shè)定發(fā)出轉(zhuǎn)步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)換。因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)步要求每一程序在定時(shí)內(nèi)完成，因此又稱為定時(shí)步進(jìn)電路。具體電路這里不作介

22、紹。 圖2.2.8 由繼電器組成的步進(jìn)控制線路 2. 順序控制線路 在多機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中，各電動(dòng)機(jī)所起的作用是不同的，有時(shí)需按一定的順序起動(dòng)，才能保證操作過程的合理性和工作的安全可靠。 如圖2.2.9所示為幾種電動(dòng)機(jī)順序控制線路。 圖2.2.9(b) 電路：電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)后，KM2線圈才能得電，M2才能起動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)M1M2的順序控制要求。停機(jī)為同時(shí)停。 圖2.2.9(c) 電路：M1起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)的控制要求。停機(jī)無順序要求，按下SB1為同時(shí)停機(jī)，按下SB3為M2單獨(dú)停機(jī)。 圖2.2.9(d)線路：M1起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)；M2停轉(zhuǎn)后，M1才能停轉(zhuǎn)的控制，即M1、M2是順序起動(dòng)，逆序停機(jī)。 順

23、序控制線路連接規(guī)律：先動(dòng)作的接觸器常開觸點(diǎn)串聯(lián)在后動(dòng)作的接觸器線圈電路中。在多個(gè)停止按鈕中，先停的接觸器常開觸點(diǎn)與后停的停止按鈕相并聯(lián)。 (b)控制電路之一 (c)控制電路之二 (d)控制電路之三 圖2.2.9 電動(dòng)機(jī)的順序控制線路 順序控制順序控制 2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)控制線路 所謂減壓起動(dòng)是指利用起動(dòng)設(shè)備將電壓適當(dāng)降低后加到 電動(dòng)機(jī)的定子繞組上進(jìn)行起動(dòng)，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，再使 其電壓恢復(fù)到額定值正常運(yùn)行。由于電流隨電壓的降低而減 小，從而達(dá)到限制起動(dòng)電流之目的。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓 平方成正比，故降壓起動(dòng)將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為降低。 因此降壓起動(dòng)適用于空載或輕載下起動(dòng)。

24、 籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的減壓起動(dòng)方法有四種：定子繞組 串接電阻降壓起動(dòng)；Y減壓起動(dòng)；自耦變壓器減壓起 動(dòng)；延邊三角形減壓起動(dòng)。 2.3.1 定子繞組串接電阻（電抗器）減壓起動(dòng)控制線路 1定子繞組串電阻降壓起動(dòng)自動(dòng)控制線路 如圖2.3.1(a)是定子繞組串電阻降壓起動(dòng)自動(dòng)控制線路。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)在三相定子繞組中串接電阻，使定子繞組上電壓降低，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。圖中KM1為接通電源接觸器，KM2為短接電阻接觸器，KT為起動(dòng)時(shí)間繼電器，R為降壓起動(dòng)電阻。 (a) (b) 圖2.3.1 定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制線路 (c) (d) 圖2.3.1 定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制

25、線路 本電路正常工作時(shí)，KM1、KM2、KT均工作，不但消耗了電能，而且增加了出現(xiàn)故障的可能性。若發(fā)生時(shí)間繼電器KT常開觸點(diǎn)不動(dòng)作的故障，將使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期在降壓下運(yùn)行，造成電動(dòng)機(jī)無法正常工作，甚至燒毀電機(jī)。若在電路中作適當(dāng)修改，可使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，只有KM2工作，KM1、KT均斷電，可以達(dá)到減少回路損耗的目的。 圖2.3.1(b)的線路就解決了這個(gè)問題。當(dāng)KM2線圈得電后，其常閉觸點(diǎn)將斷開，使KM1線圈斷電并失去自保，從而使時(shí)間繼電器KT斷電。即電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，只有KM2線圈通電工作。其具體的工作原理請(qǐng)讀者自行分析。 2具有手動(dòng)與自動(dòng)控制的定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制線路 如圖2.3.1(d)為具

26、有手動(dòng)與自動(dòng)控制的定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制線路。它是在圖2.3.1(c)控制線路的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)選擇開關(guān)SA，其手柄有兩個(gè)位置，當(dāng)手柄置于M位置時(shí)為手動(dòng)控制，當(dāng)手柄置于A位置時(shí)為自動(dòng)控制。增設(shè)了升壓控制按鈕SB3，用于完成電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓運(yùn)行的控制。在主電路中KM2主觸點(diǎn)跨接在KM1與電阻R兩端，在控制回路中設(shè)置了KM2自鎖觸點(diǎn)與聯(lián)鎖觸點(diǎn)，這就提高了電路的可靠性。 2.3.2 Y降壓起動(dòng)控制線路 凡是正常運(yùn)行過程中定子繞組接成三角形的三相異步電動(dòng)機(jī)均可采用Y減壓起動(dòng)方式來達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的，其原理是：起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成Y型，待轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，再將定子繞組換接成形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全壓

27、正常運(yùn)行。 Y降壓起動(dòng)方式限制起動(dòng)電流的原理是，當(dāng)定子繞組接成Y形時(shí)，定子每相繞組上得到的電壓是額定電的 ，使IY線=1/3 I線，星形起動(dòng)時(shí)的線電流比三角形直接起動(dòng)時(shí)的線電流降低3倍，從而達(dá)到降壓起動(dòng)的目。但由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也隨之降至全壓起動(dòng)的13，故Y一降壓起動(dòng)僅適用于空載或輕載起動(dòng)。 常用的Y降壓起動(dòng)控制線路有以下幾種： 1兩個(gè)接觸器控制的Y降壓起動(dòng)控制線路 圖2.3.2所示為電動(dòng)機(jī)容量在413kW時(shí)采用的控制線路。 3/1 (a)主電路 (b)控制電路 圖2.3.2 兩個(gè)接觸器控制的Y降壓起動(dòng)的控制線路 2. 三個(gè)接觸器控制的Y降壓起動(dòng)控制線路 如圖2.3.3所示為三個(gè)接觸器控制的鼠籠式電

28、動(dòng)機(jī)Y 降壓起動(dòng)的控制線路。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量在13kW以上時(shí)，可以采用本電路。圖中，KM1為電源接觸器，KM2為形聯(lián)結(jié)接觸器，KM3為Y形聯(lián)結(jié)接觸器，KT為通電延時(shí)時(shí)間繼電器。KM2的常閉觸點(diǎn)串接在KM1和KT的線圈回路中，KM3的常閉觸點(diǎn)串接在KM2的線圈回路中，以實(shí)現(xiàn)互鎖。線路中用了通電延時(shí)時(shí)間繼電器KT的兩個(gè)延時(shí)觸點(diǎn)：一個(gè)是通電延時(shí)斷開的常閉觸點(diǎn)，一個(gè)是通電延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，接觸器KM1和KM3工作，電動(dòng)機(jī)接成Y形聯(lián)結(jié)起動(dòng)；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，接觸器KM3釋放，KM1和KM2工作，電動(dòng)機(jī)接成形聯(lián)結(jié)運(yùn)行。 (a)主電路 (b)控制電路 圖2.3.3 三個(gè)接觸器控制的Y降壓起動(dòng)控制線

29、路 2.3.3 自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路 電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，先經(jīng)自耦降壓器降壓，限制啟動(dòng)電流，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，切除自耦變壓器轉(zhuǎn)入全壓運(yùn)行。 電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側(cè)電壓U2，自耦變壓器變壓比K=U1U21，由電機(jī)原理可知：當(dāng)利用自耦變壓器將啟動(dòng)時(shí)電壓降為額定電壓的1K時(shí)，電網(wǎng)供給的啟動(dòng)電流減小到1K2，當(dāng)然，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為直接啟動(dòng)的1K2。所以自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)常用于空載或輕載啟動(dòng)。 實(shí)際應(yīng)用中，常用的自耦變壓器啟動(dòng)方法是采用成品的補(bǔ)償減壓?jiǎn)?dòng)器。補(bǔ)償降壓?jiǎn)?dòng)器包括手動(dòng)、自動(dòng)操作兩種形式。手動(dòng)操作的補(bǔ)償器有QJ3、QJ5、QJl0等型號(hào)，其中QJl0系列手

30、動(dòng)補(bǔ)償器用于控制1075 kW八種容量電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。自動(dòng)操作的補(bǔ)償器有XJ01型和CTZ系列等。XJ01型補(bǔ)償降壓?jiǎn)?dòng)器適用于1428 kW電動(dòng)機(jī)，其控制線路如圖2.3.4所示。 (a)主電路 (b)控制電路 圖2.3.4 XJ01型自動(dòng)補(bǔ)償器降壓?jiǎn)?dòng)控制線路 2.3.4 延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路 如何克服Y降壓起動(dòng)控制線路的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小的缺 點(diǎn)，同時(shí)又保持不用增加起動(dòng)設(shè)備，能得到比較高的起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩呢?延邊三角形降壓起動(dòng)方式可以達(dá)到上述要求。 1. 延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路原理 一般的電動(dòng)機(jī)定子繞組為六個(gè)出線頭(接線頭)：V1、U1、W1、W2、U2、V2。延邊三角形降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)三相繞組多

31、了一組中心抽頭V3、U3、W3。 起動(dòng)時(shí)，三相繞組的一部分接成三角形，另一部分接成星形，使繞組接成延邊三角形，如圖2.3.5(b)所示，U3W2、W3V2、V3U2相連，而U1、V1、W1分別接成三相電源Ll、L2、L3。整個(gè)繞組接成了一個(gè)延長(zhǎng)了邊的三角形，所以稱為延邊三角形，由于三相繞組接成了延邊三角形，每相繞組所承受的電壓比三角形接法時(shí)的相電壓要低，比星形接法時(shí)的相電壓要高，介于220380V之間，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大于星形起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 (a) 原始狀態(tài) (b)延邊三角形（啟動(dòng)時(shí)） (c)三角形（正常運(yùn)行時(shí)） 圖2.3.5延邊三角形接法的電動(dòng)機(jī)定子繞組 這種起動(dòng)方法的起動(dòng)電壓和電流轉(zhuǎn)矩的大小

32、取決于每相繞組的兩部分阻抗的比值定子繞組的抽頭比。定子繞組的抽頭比就是三條延長(zhǎng)邊中任何一條邊的匝數(shù)N1與內(nèi)三角部分繞組的匝數(shù)N2之比，當(dāng)N1N2=1/1，電源線電壓為380 V，則相電壓為264 V。當(dāng)N1N2=1/2，線電壓為380 V，則相電壓為290 V。 從上述數(shù)據(jù)看出，改變?nèi)切芜B接時(shí)的定子繞組的抽頭比，能夠改變相電壓的大小，從而達(dá)到改變或者調(diào)節(jié)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的 。 2.運(yùn)行過程 起動(dòng)過程結(jié)束，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，再將三相繞組接成三角形，如圖2.3.5(c)所示。U1W2，V1U2，W1V2相連后并分別接三相電源L1、L2、L3。 3.延邊三角形降壓起動(dòng)線路 圖2.3.6為延邊三

33、角形降壓起動(dòng)控制線路。 圖2.3.6 延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路 2.4 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制線路 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中有三相繞組，通過滑環(huán)可以在轉(zhuǎn)子電路中串接外加電阻或頻敏變阻器，從而達(dá)到減小起動(dòng)電流和提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。按照起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子串接裝置的不同，分為串電阻起動(dòng)和串頻敏變阻器起動(dòng)兩種起動(dòng)方式。 2.4.1 轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)控制線路 串接在轉(zhuǎn)子回路中的起動(dòng)電阻，一般均接成星形。起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電阻全部接入，起動(dòng)過程中，起動(dòng)電阻逐段被短接。電阻短接的方式有三相電阻平衡短接法和三相電阻不平衡短接法。用接觸器控制被短接電阻時(shí)，都采用平衡短接法。所謂平衡短接，指轉(zhuǎn)子每相起動(dòng)電阻同

34、時(shí)被短接。不平衡短接，指轉(zhuǎn)子每相起動(dòng)電阻按先后順序被短接。常采用凸輪控制器來短接電阻。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻起動(dòng)主要有兩種：一種是按過程中轉(zhuǎn)子電流變化的電流原則逐段切除轉(zhuǎn)子外加電阻，另一種是按所需起動(dòng)時(shí)間的時(shí)間原則逐段切除轉(zhuǎn)子外加電阻。 1電流原則控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制線路 如圖2.4.1是電流繼電器控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻三級(jí)起動(dòng)控制線路。圖中KM4為電源接觸器；KM1、KM2、KM3為短接轉(zhuǎn)子電阻接觸器；R1、R2、R3為轉(zhuǎn)子外接電阻；KA為中間繼電器；KI1、KI2、KI3為欠電流繼電器，在起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，轉(zhuǎn)子電流最大，三個(gè)電流繼電器同時(shí)全部吸合，

35、隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的逐漸提高，轉(zhuǎn)子電流逐漸減小， KI1、KI2、KI3依次動(dòng)作，完成逐段切除起動(dòng)電阻的工作。 (a)主電路 (b)控制電路圖2.4.1 電流原則控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制線路 2時(shí)間原則控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制線路 如圖2.4.2是時(shí)間繼電器控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻三級(jí)起動(dòng)控制線路。圖中KM4為電源接觸器；KM1、KM2、KM3為短接轉(zhuǎn)子電阻接觸器；R1、R2、R3為轉(zhuǎn)子外接電阻； KT1、KT2、KT3為通電延時(shí)時(shí)間繼電器。轉(zhuǎn)子回路三段起動(dòng)電阻的短接是靠 KT1、KT2、KT3三個(gè)時(shí)間繼電器和KM1、KM2、KM3三個(gè)接觸器的相互配合來完成的。 本

36、控制線路設(shè)置了保證電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)與延長(zhǎng)有關(guān)電器壽命的兩項(xiàng)措施。其一，接觸器KM1、KM2、KM3的常閉觸點(diǎn)與起動(dòng)按鈕SB2相串聯(lián)，可以保證只有在轉(zhuǎn)子電路已經(jīng)接入全部電阻的條件下，方能進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。其二，利用接觸器KM3的常閉觸點(diǎn)設(shè)置對(duì)時(shí)間繼電器KT1線圈回路的互鎖，確保當(dāng)KM3通電后使電路中的KT1、KT2、KT3、KM1和KM2均斷電。 (a) 主電路 (b) 控制電路圖2.4.2 時(shí)間原則控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制線路 2.4.2 轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動(dòng)控制線路 繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻的起動(dòng)方法：在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，由于逐段減小電阻，電流和轉(zhuǎn)矩突然增加，會(huì)產(chǎn)生一

37、定的機(jī)械沖擊；同時(shí)，由于串接電阻起動(dòng)線路復(fù)雜，工作很不可靠，而且電阻本身比較笨重，能耗大，控制箱體積較大，為此，采用頻敏變阻器來替代轉(zhuǎn)子電阻器。頻敏變阻器的阻抗能夠隨著轉(zhuǎn)子電流頻率的下降自動(dòng)減小，所以它是繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)較為理想的一種起動(dòng)設(shè)備。常用于較大容量的繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制。 1.頻敏變阻器的工作原理 頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵芯損耗非常大的三相電抗器。在第一章已概要性地介紹了頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)、原理。它由數(shù)片E型鋼板疊成，具有鐵芯、線圈兩個(gè)部分，制成開起式，并采用星形接線，將其串接在轉(zhuǎn)子回路中，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組接入一個(gè)鐵損較大的電抗器，這時(shí)的轉(zhuǎn)子等效電路如圖2.4.3所示，圖中Rd為

38、繞組直流電阻，R為鐵損等值電阻，L為等值電感，R、L值與轉(zhuǎn)子電流頻率相關(guān)。 圖2.4.3頻敏變阻器的等效電路 在起動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子頻率是變化的，剛起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速n等于零，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率f2以最高(f2 = f1=50 Hz)，此時(shí)頻敏變阻器的電感與電阻均為最大，因此，轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)受到抑制，由于定子電流取決于轉(zhuǎn)子電流，從而使定子電流不致很大。又由于起動(dòng)中串入轉(zhuǎn)子電路中的頻敏變阻器的等效電阻和等效電抗是同步變化的，因而其轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)基本不變，從而保證有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這是采用頻敏變阻器的另一優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸上升時(shí)，轉(zhuǎn)子頻率逐漸減小，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常時(shí)以很低，(為510f1)，又由于其阻抗與f2平

39、方成正比，所以其阻抗變得很小。 2.采用頻敏變阻器的起動(dòng)控制線路 圖2.4.4是采用頻敏變阻器的起動(dòng)控制線路，該線路可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)控制，自動(dòng)控制時(shí)將開關(guān)SA扳向“自動(dòng)”位置，當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB2，利用時(shí)間繼電器KT、控制中間繼電器KA和接觸器KM2的動(dòng)作，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將頻敏變阻器短接。開關(guān)SA扳到“手動(dòng)”位置時(shí)，時(shí)間繼電器KT不起作用，利用按鈕SB3手動(dòng)控制中間繼電器KA和接觸器KM2的動(dòng)作。 圖2.4.4 串頻敏變阻器的控制線路 3頻敏變阻器的調(diào)整 （1）起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、以及電動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)過程的時(shí)間的調(diào)整，均可通過換接抽頭，改變?cè)褦?shù)的方法來實(shí)現(xiàn)。如起動(dòng)電流過小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過小、完成起動(dòng)

40、時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，可減少頻敏變阻器的匝數(shù)。 （2）如果剛起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過大，有機(jī)械沖擊現(xiàn)象，而起動(dòng)完畢后，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速又偏低時(shí)，應(yīng)將上、下鐵心的氣隙調(diào)大。具體方法是擰開鐵心的拉緊螺栓，在上、下鐵心之間增加非磁性墊片。氣隙的增大雖使起動(dòng)電流有所增加，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩稍有減小，但是起動(dòng)完畢后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)增加，而且穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速也會(huì)得到相應(yīng)的提高。 2.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路 使電動(dòng)機(jī)迅速、準(zhǔn)確停車的措施，稱之為制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)常用 的制動(dòng)方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。 2.5.1機(jī)械制動(dòng) 利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為機(jī)械 制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)常用的方法有電磁抱閘制動(dòng)和電磁離合器制動(dòng)。 1

41、. 電磁抱閘制動(dòng) 電磁抱閘制動(dòng)裝置由電磁操作機(jī)構(gòu)和彈簧力機(jī)械抱閘機(jī)構(gòu)組成，圖2.5.1為電磁抱閘控制電路。 圖2.5.1 電磁抱閘控制電路 2電磁離合器制動(dòng) 電磁離合器常用于電氣轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)，用于機(jī)械摩擦制動(dòng)的電磁離合器的動(dòng)作原理如圖2.5.2所示。電磁離合器由電磁機(jī)構(gòu)和動(dòng)、靜摩擦片組成，電磁機(jī)構(gòu)靜鐵心固定，動(dòng)鐵心與靜摩擦片相連，動(dòng)摩擦片與電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸通過鍵和法蘭連接。圖2.5.2 電磁離合器的動(dòng)作原理圖1靜鐵心；2動(dòng)鐵心；3勵(lì)磁線圈；4靜摩擦片；5動(dòng)摩擦片；6制動(dòng)彈簧；7法蘭；8繩輪軸；9鍵 2.5.2 電氣制動(dòng)控制 電氣制動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)上產(chǎn)生一個(gè)與原轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅

42、速停轉(zhuǎn)。用于快速停車的電氣制動(dòng)方法有反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)和電容制動(dòng)。 1.反接制動(dòng)控制線路 反接制動(dòng)是利用改變電動(dòng)機(jī)定子電路的電源相序，產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)迅速停機(jī)。具體做法就是在切斷電動(dòng)機(jī)三相電源的同時(shí)，接入反相序電源，即交換電動(dòng)機(jī)定子繞組任意兩相電源線的接線順序，使旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向與電動(dòng)機(jī)原來的旋轉(zhuǎn)方向相反，從而產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很快下降為零，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，立即切斷電源以免電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 為減小制動(dòng)沖擊和防止電動(dòng)機(jī)過熱，應(yīng)在電動(dòng)機(jī)定子電路中串接一定阻值的反接制動(dòng)電阻。同時(shí)，在采用反接制動(dòng)方法時(shí)，還應(yīng)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，及時(shí)切斷反向電源，以避免電動(dòng)機(jī)反向再啟動(dòng)。

43、通常用速度繼電器來檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化，并自動(dòng)控制及時(shí)切斷電源。1）單向反接制動(dòng)控制線路如圖2.5.3所示為鼠籠式電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行反接制動(dòng)的控制線路。圖2.5.3 單向運(yùn)行反接制動(dòng)的控制線路 2）雙向運(yùn)行的反接制動(dòng)控制線路 如圖2.5.4所示為三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)雙向運(yùn)行反接制動(dòng)的控制線路。圖中KM1、KM2為雙向運(yùn)行接觸器，KM3為短接電阻的接觸器，R為反接制動(dòng)電阻；KA1、KA2、KA3為中間繼電器，KS為速度繼電器，其中KS1為正轉(zhuǎn)閉合的常開觸點(diǎn)，KS2為反轉(zhuǎn)閉合的常開觸點(diǎn)。工作原理如下： 正轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)，合上電源開關(guān)QS，按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2。 制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1。 在該反接制動(dòng)控制電路

44、中，電阻R是制動(dòng)電阻，同時(shí)也具有限制起動(dòng)電流的作用；熱繼電器FR接于圖中所示位置，起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)均被被短接，確保熱繼電器不會(huì)受到起動(dòng)電流或制動(dòng)電流的影響而誤動(dòng)作。 (a) 主電路 (b) 控制電路 圖2.5.4 雙向運(yùn)行反接制動(dòng)的控制線路 2. 能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng)是指在電動(dòng)機(jī)脫離三相電源之后，給定子繞組任意二相中通入直流電源，以產(chǎn)生直流磁場(chǎng)。利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與直流磁場(chǎng)的作用而達(dá)到制動(dòng)。如圖2,5.5所示。 圖2.5.5 能耗制動(dòng)原理圖 1）時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路 能耗制動(dòng)根據(jù)時(shí)間原則，可用時(shí)間繼電器來控制。圖2.5.6為時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路。圖中KM1為單向運(yùn)行接觸器，

45、KM2為能耗制動(dòng)接觸器，KT為時(shí)間繼電器，T為整流變壓器，VC為橋式整流器。 在本電路中，KM2的自鎖觸點(diǎn)和KT瞬時(shí)常開觸點(diǎn)相串接，有兩個(gè)作用，其一、可保證在時(shí)間繼電器KT發(fā)生線圈斷線或機(jī)械卡住故障時(shí)，不致使KM2線圈和定子繞組長(zhǎng)期通電；其二、使電路具有手動(dòng)控制能耗制動(dòng)的能力，只要壓住停止按鈕SB1電動(dòng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。 (a) 主電路 (b) 控制電路 圖2.5.6 時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路 2）速度原則控制的雙向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路 能耗制動(dòng)根據(jù)速度原則，可用速度繼電器來控制。圖2.5.7為速度原則控制的雙向能耗制動(dòng)控制線路。圖中KM1、KM2為雙向運(yùn)行接觸器，KM3為能耗制動(dòng)

46、接觸器，KS為速度繼電器，TC為整流變壓器，VC為橋式整流器。 工作如下：在電動(dòng)機(jī)作正向運(yùn)行時(shí)，若需停車，可按下停止按鈕SB1，直流電源加到定子繞組，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正向能耗制動(dòng)，轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)降至100r/min時(shí)，速度繼電器正轉(zhuǎn)閉合的常開觸點(diǎn)KS1斷開，能耗制動(dòng)結(jié)束。反向起動(dòng)與反向能耗制動(dòng)過程和上述正向情況相同。 3）單管能耗制動(dòng)控制線路 上述兩種能耗制動(dòng)控制電路所需要的直流電源，由帶變壓器的橋式整流電路提供，為精減能耗制動(dòng)控制電路的附加設(shè)備，對(duì)于制動(dòng)要求不太高、功率在10kW以下的電動(dòng)機(jī)，可采用如圖2.5.8所示的無變壓器單管能耗制動(dòng)控制電路，圖中KM1為運(yùn)行接觸器，KM2為制動(dòng)接觸

47、器，KT為時(shí)間繼電器，VD為整流二極管，R為限流電阻。 (a) 主電路 (b) 控制電路 圖2.5.7速度原則控制的雙向能耗制動(dòng)控制線路 (a) 主電路 (b) 控制電路 圖2.5.8無變壓器單管能耗制動(dòng)控制電路 3. 三相異步電動(dòng)機(jī)電容制動(dòng)控制 電容制動(dòng)是在切斷三相異步電動(dòng)機(jī)的交流電源后，在定子繞組上接入電容器，轉(zhuǎn)子內(nèi)剩磁切割定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，向電容器充電，充電電流在定子繞組中形成磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相反的制動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。電容制動(dòng)控制線路如圖2.5.9所示。 電容制動(dòng)是一種制動(dòng)迅速、能量損耗小、設(shè)備簡(jiǎn)單、控制方便的方法，一般用于10 kW以下的小容量

48、電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制，特別適用于存在機(jī)械摩擦和阻尼的生產(chǎn)機(jī)械和需要多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)制動(dòng)的場(chǎng)合。 圖2.5.9 電容制動(dòng)控制線路 2.6 電液控制線路 根據(jù)流體介質(zhì)的不同，液壓機(jī)械又分為水壓和油壓兩種，常用的多為油壓機(jī)械。電液控制是指利用電氣控制技術(shù)按照拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作要求對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 2.6.1液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ) 液壓動(dòng)力滑臺(tái)主要由滑臺(tái)、滑座、油缸、油箱等部件組成，流體介質(zhì)為壓力油，是一個(gè)典型的基本液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要由動(dòng)力裝置 (液壓泵和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī))、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸或液壓馬達(dá))、控制調(diào)節(jié)裝置(壓力閥、調(diào)速閥、換向閥等)、輔助裝置(油箱、油管、過濾器等)等四部分組成。 液壓泵作為液壓

49、系統(tǒng)的動(dòng)力裝置，通常在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下工作，用以將油箱中的油泵入相應(yīng)管路；調(diào)節(jié)及換向閥可以改變液體油的流向及速度；液壓缸(叉簡(jiǎn)稱為油缸)在壓力液體的作用下推動(dòng)缸中的活塞作直線進(jìn)給和后退，液壓馬達(dá)則將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過液壓缸中的活塞和液壓馬達(dá)帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置作直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；各種液壓器件和其他輔助器件一起構(gòu)成一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 電磁換向閥是由電磁鐵、閥芯和閥體等部分組成，常用的電磁換向閥有二位二通等類型。其中“通”指的是閥門上液體管道的根數(shù)；“位”指的是換向閥的工作位置，用方框來表示，方框內(nèi)的符號(hào)表示閥門在該工位的工作狀態(tài)，“”符號(hào)表示為液體的通路，“”是液體阻塞符號(hào)。液壓系

50、統(tǒng)常見的圖形及文字符號(hào)如圖2.6.1所示。圖(a)為二位二通電磁換向閥，在彈簧力的作用下，該閥工作在右側(cè)工位上，閥門液路暢通，在電磁鐵YA的作用下，換向閥工作在左側(cè)工位，該閥門液路阻塞。又如，三位換向閥有三個(gè)工位，左右各有一個(gè)電磁鐵線圈，左側(cè)電磁鐵線圈通電時(shí)，換向閥工作在左側(cè)工位，右側(cè)電磁鐵線圈逋電時(shí)，換向閥工作在右側(cè)工位。左、右兩側(cè)電磁鐵均不通電時(shí)，換向閥工作在中間工位。圖(b)為壓力閥(又稱溢流閥)的圖形符號(hào)，壓力閥的虛線表示控制油潞，當(dāng)控制油路壓力超過彈簧力時(shí)，閥芯移動(dòng)使壓力閥油路接通，多余液體流出，維持管道液體壓力恒定。圖(c)為節(jié)流閥圖形符號(hào)，方框中兩圓弧表示節(jié)流孔道，調(diào)節(jié)節(jié)流孔的大

51、小時(shí)，液體流量改變；液體推進(jìn)活塞(油缸)運(yùn)動(dòng)的速度也將改變，所以又稱調(diào)速閥。 (a) 換向閥 (b) 壓力閥 (c)節(jié)流閥 圖2.6.1 液壓系統(tǒng)常見的圖形及文字符號(hào) 2.6.2 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的自動(dòng)循環(huán)控制 動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床中用來完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，常見的動(dòng)力滑臺(tái)有機(jī)械動(dòng)力滑臺(tái)和液壓動(dòng)力滑臺(tái)兩種形式。圖2.6.2是液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓原理和工步圖，圖中液壓動(dòng)力滑臺(tái)一次自動(dòng)循環(huán)進(jìn)給的工步由快進(jìn)、工進(jìn)、止擋鐵停留、快退等狀態(tài)組成。 圖2.6.2 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng)圖 液壓泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)工作時(shí)，若電磁鐵線圈YA1、YA2、YA3均不通電時(shí)，壓力油經(jīng)電磁換向閥 YV1(三位五通)的中間工位流回油箱，液壓缸的活塞及滑臺(tái)靜止不動(dòng)。 滑臺(tái)快進(jìn) 電磁鐵線圈YA1、YA3通電，油泵泵出的壓力油經(jīng)YV1(三位五通