電氣控制設(shè)備第二章-電氣控制電路基本環(huán)節(jié)課件

1、電氣控制設(shè)備的種類繁多、功能各異，但其控制原理、基本控制電路、基本設(shè)計方法等方面均有共同之處，都是由一些比較簡單的典型的基本電氣控制電路有機地組合而成的。本章主要介紹了電氣控制系統(tǒng)的基本線路三相異步電動機的起停、正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速、位置控制、多地點控制、順序控制線路。它們是分析和設(shè)計電氣控制線路的基礎(chǔ)。正確分析和閱讀電氣原理圖、熟悉電氣控制原理圖的繪制原則和電氣原理圖的分析程序是非常重要的，也是學生應該掌握的基本技能。2.1 電氣控制的基本原則學習電氣控制首先要了解電氣控制線路繪制的國家標準，其次還要了解和掌握電氣控制的基本原則。常見電氣控制基本原則有行程控制原則、電流控制原則、速度控制原則和

2、時間控制原則幾種方法。下面就這幾種常見控制原則加以說明。2.1.1 行程控制原則根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和工作部件的預定軌跡，對拖動電動機進行控制稱為行程控制，也稱為順序控制，其控制的方法稱為行程控制原則。行程控制原則是生產(chǎn)機械電氣自動化中應用最多和作用原理最簡單的一種方式。例如啤酒生產(chǎn)廠的啤酒灌裝流水線灌酒、檢測、封裝、貼簽、噴字等就是按行程控制原則設(shè)計的。行程控制的控制電路2-1圖所示。 圖2-1 行程控制的控制電路2.1.1 行程控制原則2.1.1 行程控制原則圖2-1 為順序起動控制線路。電動機M2必須在M1起動后才能起動，這就構(gòu)成了兩臺電動機的順序控制。工作原理：合上電源開關(guān)QS，按下起動按

3、鈕SB2，接觸器KM1線圈通電吸合并自鎖，電動機M1起動運轉(zhuǎn)。KM1的常開觸點閉合為KM2線圈通電做好準備，也實現(xiàn)自鎖（也稱自保），這時按下起動按鈕SB4，KM2線圈通電吸合并自鎖，電動機M2起動運轉(zhuǎn)。從而實現(xiàn)了M1先起動，M2后起動的按行程（順序）控制目的。2.1.2 電流控制原則根據(jù)電動機主回路電流的大小，利用電流繼電器來控制電動機的工作狀態(tài)，叫做電流控制原則。例如直流電動機電樞回路串電阻啟動過程中電流隨轉(zhuǎn)速增加而減小，為保證足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，使啟動過程中平均電流不變，需要根據(jù)電流的變化逐段切除啟動電阻，以保證啟動過程中電流在某一范圍變化，從而保證平均啟動轉(zhuǎn)矩不變。這就是按電流控制原則控制。

4、按電流控制原則實現(xiàn)繞線式交流異步電動機控制線路如圖2-2所示。 圖2-2 電動機按電流原則控制的啟動線路2.1.2 電流控制原則2.1.2 電流控制原則圖2-2中，按下啟動按鈕SB2接觸器KM1 線圈得電，電動機主回路KM1閉合，電動機帶電阻R1、R2起動；輔助常開觸點KM1閉合對SB2自保，同時使中間繼電器KA線圈得電，常開觸點KA閉合為線圈KM2、KM3通電做準備；由于起動電流較大，此時，電流繼電器線圈KI1、KI2得電，常閉觸點觸點KI1和觸點KI2打開，當電動機轉(zhuǎn)子電流隨著速度上升逐漸下降時，電流繼電器線圈KI1率先釋（通過整定值實現(xiàn)），常閉觸點KI1閉合，接觸器KM2線圈得電，切除轉(zhuǎn)

5、子電阻R1，電機再一次加速起動，電動機轉(zhuǎn)子電流再次增大，電流線圈KI2吸合，2.1.2 電流控制原則常閉觸點KI2仍然打開，隨著速度上升電動機電流又一次逐漸下降，達到設(shè)定值時，電流線圈KI2釋放，常閉觸點KI2閉合， 接觸器KM3線圈得電，切除電阻R2，電動機工作在固有特性上加速運行。上圖中KM2、KM3得電后是否切除R1、R2，關(guān)鍵在于KI1、 KI2線圈通過的電流情況，電流大則常閉觸點KI1、 KI2不閉合，只有電流小于設(shè)定值后，觸點KI1、 KI2才會閉合并切除電阻R1、R2，故屬于按電流原則控制的起動線路。2.1.3 速度控制原則根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速變化，利用速度繼電器來轉(zhuǎn)換控制電路進而改

6、變電動機的運行狀態(tài)，叫做速度控制原則。當電動機能耗制動（交流電動機的能耗制動也稱動力制動）使速度小于100r/min時需切斷電源自由停車。當電動機電樞反接制動時速度接近0時需切斷電源及時停車。以上均屬按速度原則控制電動機的運行狀態(tài)。速度控制原則的控制線路如圖2-3所示。圖2-3 電動機按速度原則控制的能耗制動電路圖2.1.3 速度控制原則2.1.3 速度控制原則如圖2-3所示，按下SB2接觸器KM1線圈有電，主回路KM1觸點閉合，電動機起動運行，同時輔助觸點KM1閉合對SB2自保，常閉輔助觸點KM1打開對KM2接觸器實現(xiàn)電氣閉鎖；按下SB1，切斷KM1接觸器電源，KM1失電，主回路KM1觸點斷

7、開，電動機失電，輔助觸點KM1對SB1停止自保，對KM2接觸器的電氣閉鎖，常閉觸點KM1閉合為能耗制動做準備，雖然電動機停電，由于瞬間停電，電動機的速度可以認為不變，因此速度繼電器的常開觸點KS2.1.3 速度控制原則閉合，所以按下SB1因連鎖作用接觸器KM2線圈有電，主觸點KM2閉合，將整流后的直流電源接入電動機BC相，開始能耗制動；當速度下降到一定程度后即達到速度繼電器設(shè)定值時，速度繼電器n失電（釋放），常閉觸點KS打開，線圈KM2失電，電氣制動停止，電動機進入自由停車狀態(tài)，直至速度為零。這就是依靠速度大小進行電動機控制，即按速度原則控制電動機的運行狀態(tài)。2.1.4 時間控制原則根據(jù)時間的

8、變化來控制電動機的運行狀態(tài)叫做時間控制原則。以星三角降壓啟動為例，啟動時接成星形，過一定時間結(jié)束星形啟動，改為三角形起動就屬于按時間原則控制。此外，直流電動機和線繞式異步電動機各級啟動電阻的切除過程如果按規(guī)定時間逐級切除，直至電動機在固有特性上運行，也同屬按時間原則控制。2.1.4 時間控制原則如圖2-4所示為按時間原則控制電動機按星三角啟動的典型電路。圖中按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1線圈有電，主回路KM1觸點閉合，同時輔助觸點KM1閉合對SB2實現(xiàn)自保，此外，時間繼電器KT得電，常閉觸點KT延時打開，接觸器KM3線圈得電，常開觸點閉合，實現(xiàn)星型起動；同時常開觸點KT延時閉合，常閉觸點KM

9、3打開，確保接觸器KM2線圈不得電，實現(xiàn)間電氣閉鎖(也稱電氣互鎖)；隨著時間推移，2.1.4 時間控制原則電動機速度逐漸上升，啟動電流逐漸下降，經(jīng)延時一段時間t，時間繼電器KT常閉觸點打開，切斷接觸器KM3的電源，常開觸點KT延時閉合為接觸器KM2線圈通電做準備，線圈KM3失電，常開觸點KM3打開，停止星型起動，常閉觸點KM3閉合，使得接觸器KM2線圈得電，主回路中常開觸點KM2閉合，實現(xiàn)三角形起動，完成星-三角起動。這就是依靠時間進行電動機控制，即按時間原則控制電動機的運行狀態(tài)。 圖2-4 時間控制的星三角啟動2.1.4 時間控制原則圖2-4 時間控制的星三角啟動2.1.4 時間控制原則圖2

10、-4 時間控制的星三角啟動2.1.4 時間控制原則2.2 電氣控制線路設(shè)計基本原則2.2.1 電氣控制線路的基本要求控制線路設(shè)計包括原理設(shè)計和工藝設(shè)計兩部分。1. 電氣原理圖設(shè)計內(nèi)容：1) 擬定電氣設(shè)計任務書。2) 選擇電力拖動方案和控制方式。3) 確定電動機的類型、型號、容量、轉(zhuǎn)速。4) 設(shè)計電氣控制原理圖。5) 計算主要技術(shù)參數(shù)，選擇電氣元件及編制電機和電氣元件明細表。2.2.1 電氣控制線路的基本要求2. 電氣工藝設(shè)計內(nèi)容：1) 設(shè)計電氣設(shè)備的總體配置，繪制總裝配和總接線圖。2) 繪制各組件電氣元件布置圖與安裝接線圖，標明安裝方式、接線方式，做好進出接線編號工作。3) 設(shè)計電器箱。4)

11、編寫使用和維護說明書。2.2.2 電氣原理圖介紹與要求電氣原理圖是用來表示電路各電氣元件中導電部件的連接關(guān)系和工作原理的電路圖。電路圖不反映元器件的實際位置、大小，只反映元器件之間的連接關(guān)系。電氣原理圖是根據(jù)電氣動作原理繪制的，用來表示電氣動作原理，用于根據(jù)動作原理分析和排除故障，而不考慮電氣設(shè)備的電氣元器件的實際結(jié)構(gòu)和安裝情況。通過電路圖，還可以在測試和尋找故障時提供足夠的信息，同時電氣原理圖也是編制接線圖的重要依據(jù)。2.2.2 電氣原理圖介紹與要求1) 電氣原理圖中電氣元件圖形符號、文字符號及標號必須采用最新國家標準。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號。文字符號適用于電氣技術(shù)領(lǐng)域中的技

12、術(shù)文件的編制，也可以表示在電氣設(shè)備、裝置和元件上或其近旁以標明他們的名稱、功能、狀態(tài)和特征。2) 電源線的畫法。電氣原理圖根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和輔助電路。主電路是從電源到電動機或線路末端的電路；輔助電路一般由按鈕、電氣元件的線圈、接觸器的輔助觸點、繼電器的輔助觸點等組成。繪制電路圖時，主電路用粗實線條繪制在原理圖的左側(cè)或上方，輔助電路用細線條繪在原理圖的右側(cè)或下方。2.2.2 電氣原理圖介紹與要求3) 原理圖中直流電源用水平線畫出，正極在上，負極在下；三相交流電源線水平畫在上方，按相序從上到下依L1、L2、L3、中性線（N線）和保護地線（E線）畫出。簡要表達為如下幾條：(1) 電

13、器元件采用國家標準規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。(2) 主電路用粗線條畫在左（上）邊；控制電路用細線條畫在右（下）邊。2.2.2 電氣原理圖介紹與要求(3) 同一電器元件的各部件可不畫在一起，但文字符號要相同。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字符號的下標，以示區(qū)別，如KM1、KM2等。(4) 所有按鈕、觸點均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態(tài)畫出。(5) 當圖形垂直放置時，各元器件觸點圖形符號以“左開右閉”繪制。當圖形為水平放置時以“上閉下開” 繪制。(6) 電路圖應按主電路、輔助電路（控制電路、照明電路、信號電路、保護電路）分開繪制。2.2.2 電氣原理圖介紹與要求(7)

14、控制電路的分支電路，原則上按動作順序和信號流自上而下或自左至右的原則繪制。(8) 直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方，相序自上而下排列。 (9)主電路與電源電路垂直畫出。控制電路與信號電路垂直畫在兩條水平電源線之間。(10) 耗電元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號燈等）直接與下方水平線連接?？刂朴|點連接在上方水平線與耗電元件之間。2.2.2 電氣原理圖介紹與要求(11) 需要測試和拆、接外部引線的端子時，應用圖形符號“空心圓”表示。電路的連接點用“實心圓”表示。(12) 中性線（N）和保護接地線（PE）放在相線之下。2.2.3 電氣元件布置圖電氣元件布置圖用來表示元器件實際安裝位置

15、的圖。繪制時注意以下幾方面：1) 體積大和較重的元件應安裝在下方，發(fā)熱元件安裝在下方。2) 強、弱電之間要分開，弱電部分要加屏蔽。3) 需要經(jīng)常調(diào)整、檢修的元件，安裝高度要適中。4) 元件的布置要整齊、對稱、美觀。5) 元件布置不要過密，以利于布線和維修。2.2.4 安裝接線圖安裝接線圖是用來表明電氣設(shè)備各單元之間的接線關(guān)系。圖中表明了電氣設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據(jù)。電氣接線圖的繪制原則是：1) 各電氣元件均按實際安裝位置繪出，元件所占圖面按實際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。 2) 一個元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點劃線框起來，即采用集中表示法。3) 各電氣

16、元件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標準。2.2.4 安裝接線圖4) 各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應繪出，并予以編號，各接線端子的編號必須與電氣原理圖上的導線編號相一致。5) 繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導線可以繪成一股線。6) 接線圖中應標明連接導線的規(guī)格、型號、根數(shù)、顏色和穿線管的尺寸等。2.2.5 繪圖原則各種圖的圖紙尺寸一般選用297mm210mm、297mm240mm、297mm630mm，297mm840mm 四種幅面，特殊需要可按GB126-74 機械制圖國家標準選用其他尺寸。2.3 電動機控制線路中的典型環(huán)節(jié)2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、

17、停電氣控制電路圖2-5 異步電動機起、保、停控制線路2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路三相電動機起、保、停電氣控制電路如圖2-5(a)所示。圖中左側(cè)為主電路，由電源開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM 主觸點、熱繼電器FR的發(fā)熱元件和電動機M構(gòu)成；右側(cè)控制線路由熔斷器FU2、熱繼電器FR 常閉觸點、停止按鈕SB1、起動按鈕SB2、接觸器KM常開輔助觸點和它的線圈構(gòu)成。這種環(huán)節(jié)按照一定的規(guī)律組合起來，成為典型環(huán)節(jié)，因此熟悉這些典型環(huán)節(jié)，對閱讀控制線路是非常有益的。2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路1 工作原理電動機起動時，合上電源開關(guān)QS，引入三相電源，按下

18、按鈕SB2，接觸器KM 的線圈通電吸合，主觸點KM 閉合，電動機M 接通電源起動運轉(zhuǎn)。同時與SB2并聯(lián)的常開觸點KM 閉合。當手松開按鈕后，SB2在自身復位彈簧的作用下恢復到原來斷開的位置時，接觸器KM 的線圈仍可通過KM 的常開觸點使接觸器線圈繼續(xù)通電，從而保持電動機的連續(xù)運行。這種依靠接觸器自身常開觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自保或自鎖。起自保作用的輔助觸點稱為自保觸點。2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路電動機停止時，只要按下停止按鈕SB1，將控制電路斷開即可。這時接觸器KM 的線圈斷電釋放，KM 的常開主觸點將三相電源切斷，電動機M逐漸自由減速直至停止旋轉(zhuǎn)。當手松

19、開按鈕后，SB1 的常閉觸點在復位彈簧的作用下，雖又恢復到原來的常閉狀態(tài)，但接觸器線圈已不再能依靠自鎖觸點通電了，因為原來閉合的自鎖觸點早已隨著接觸器線圈的斷電而斷開了。這個電路是單向自鎖控制電路，它的特點是：起動、保持、停止，所以稱為“起、保、?！笨刂齐娐?。2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路圖2-5(b)為啟動時的機械特性曲線。按下按鈕SB2，接觸器KM的主觸點閉合時，由于電磁力矩TST大于負載力矩TL，故電動機加速運行，直至到達穩(wěn)定點a。按下停止按鈕SB1切斷電源，電動機沿坐標縱軸自由滑行，直至停車。2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路2. 保護環(huán)節(jié)1

20、) 短路保護。熔斷器FU1、FU2 分別作主電路和控制線路的短路保護，當線路發(fā)生短路故障時能迅速切斷電源。2) 過載保護。通常生產(chǎn)機械中需要持續(xù)運行的電動機均設(shè)過載保護，其特點是過載電流越大，保護動作越快，但不會受電動機起動電流影響而動作。2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路3) 失壓和欠壓保護。在電動機正常運行時，如果因為電源電壓的消失而使電動機停轉(zhuǎn)，那么在電源電壓恢復時電動機就有可能自行起動，電動機的自起動可能會造成人身事故或設(shè)備事故。防止電源電壓恢復時電動機自起動的保護叫做失壓保護，也叫零電壓保護。在電動機正常運行時，電源電壓過分降低會引起電動機轉(zhuǎn)速下降和轉(zhuǎn)矩降低，若負

21、載轉(zhuǎn)矩不變，使電動機電流過大，造成電動機停轉(zhuǎn)和損壞電動機。2.3.1 三相異步電動機簡單的起、保、停電氣控制電路由于電源電壓過分降低可能會引起一些電器釋放，造成電路不正常工作，可能會產(chǎn)生事故。因此需要在電源電壓下降到最小允許的電壓值時將電動機電源切除，這樣的保護叫做欠壓保護。圖2-5中依靠接觸器自身電磁機構(gòu)實現(xiàn)失壓和欠壓保護。當電源電壓由于某種原因而嚴重欠電壓或失電壓時，接觸器的銜鐵自行釋放，電動機停止運轉(zhuǎn)。而當電源電壓恢復正常時，接觸器線圈也不能自動通電，只有在操作人員再次按下起動按鈕后電動機才會起動。 a) b)圖2-6 起動和停止控制線路a)點動控制 b)起、保、停、點動控制2.3.2

22、起動和停止控制2.3.2 起動和停止控制圖2-6是用按鈕控制電動機起動和停止的典型線路。需起動電動機時，先合上電源開關(guān)QS，再按啟動按鈕SB1，接觸器KM線圈接通動作，使電動機M直接起動。接觸器的一個輔助動合觸點KM與SB1并聯(lián)，以維持接觸器線圈繼續(xù)通電，起自保護作用，使電動機起動后能保持連續(xù)運行。同時觸點與按鈕SB1的組合還起零電壓保護作用，即當電源突然消失或降低時，接觸器跳閘，切斷電動機電源線路。電源電壓恢復時，接觸器不會自動吸合使電動機自行起動，以保安全。2.3.2 起動和停止控制要使電動機停止運轉(zhuǎn)時，只要按下停止按鈕SB2，接觸器按鈕失電，其動合觸點全部斷開，電動機與電源斷開而停轉(zhuǎn)。停

23、止按鈕復位時，接觸器線圈不會自動通電動作（因起動按鈕已解除自保），必須再次按下SB1時才能使電動機起動。有些生產(chǎn)機械常常需要試車或調(diào)整，則由無自保作用的控制線路實現(xiàn)所謂“點動”控制，即按下起動按鈕電動機就轉(zhuǎn)動，放開按鈕電動機停轉(zhuǎn)?！包c動”控制線路如圖2-6(a)所示，此時只需一個起動按鈕。圖2-6(b)是既可以做正常起動、停止，又可以做點動控制的混合控制線路，SB1為正常的起動控制按鈕，SB3為點動控制按鈕。2.3.3 可逆控制有的生產(chǎn)機械，如提升機、運輸機、吊車、電梯等需要正向旋轉(zhuǎn)，也需要反向旋轉(zhuǎn)，則應采用可逆控制線路。對于三相異步電動機只要將其三相電源中的任意兩相調(diào)換接線，就可改變電源相序

24、使電動機由正向旋轉(zhuǎn)變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)。為此，需在前述不可逆控制線路的基礎(chǔ)上再增設(shè)一組按鈕和接觸器，實現(xiàn)可逆控制。如圖2-7所示，正向運行時，按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，正轉(zhuǎn)接觸器KM1通電動作，電動機正轉(zhuǎn)。要反轉(zhuǎn)時，先按下停止按鈕SB1使KM1釋放，再按下SB3，使反轉(zhuǎn)接觸器KM2通電動作，電動機反轉(zhuǎn)。2.3.3 可逆控制在可逆控制線路中，為防止正、反兩接觸器同時通電閉合，造成電源短路的嚴重事故，則在兩個接觸器的線圈回路中，彼此串接一個對方的動斷輔助觸點，實現(xiàn)“互鎖”保護，或稱“電氣互鎖”。這樣，當其中一個接觸器通電動作時，另一個接觸器就不能動作。圖2-7中串接在線圈KM2和線圈KM1之間的KM1和KM

25、2兩個常閉觸點就實現(xiàn)電氣互鎖。圖2-7 電氣互鎖可逆控制線路2.3.3 可逆控制2.3.3 可逆控制還可以用機械互鎖來進行保護，如圖2-8所示，它利用按鈕本身的動觸點（該種按鈕同時有一對動合和一對動斷觸點），串接在相反方向的接觸器線圈回路中。當需要正向起動時，按下SB2，使KM1通電動作，電動機正轉(zhuǎn)，同時使KM2線圈回路斷開，不能使電動機反向起動。反之亦然。圖2-8 機械互鎖可逆控制線路2.3.3 可逆控制2.3.3 可逆控制為確保安全可靠，可采用同時具有電氣和機械互鎖措施，實現(xiàn)復合互鎖的可逆控制線路，圖2-8所示電路就是具有機械電氣復合互鎖的可逆控制線路。這種情況下，即使其中某一動斷觸點不能

26、打開，也不致發(fā)生電源短路事故。2.3.4 聯(lián)鎖控制上述互鎖控制同樣也可用于兩臺電動機的相互閉鎖，即一臺電動機運行時，另一臺電動機不能起動，稱為“聯(lián)鎖”控制。另外有些機械，如煤炭生產(chǎn)現(xiàn)場的皮帶輸送機運送物料時，需逆物料運送方向順序起動。圖2-9為點動連鎖控制電路，圖2-10為兩臺電動機順序起動的控制線路。圖2-10中，只有當KM1通電動作后，KM2才能工作，如先按SB4，則KM2不能動作。需停機時，分別按SB1 、SB2使兩臺電動機都停止運轉(zhuǎn)，事實上煤礦皮帶運輸機起動時須逆煤流起動，停車時須順煤流停車，具體線路在第五章第一節(jié)專門介紹，本處只是簡單介紹順序控制而已。圖2-9 點動連鎖控制線路2.3

27、.4 聯(lián)鎖控制圖2-10 順序起動控制線路2.3.4 聯(lián)鎖控制2.3.5 多地點控制有些生產(chǎn)機械需在不同的地點實現(xiàn)對電動機進行起動和停止控制。圖2-11 多地點控制線路2.3.5 多地點控制圖2-11為可在兩地進行控制的線路，即在不同的地點各安裝一套起動和停止按鈕，使電動機起動的按鈕為動合觸點且并聯(lián)聯(lián)結(jié)，而使電動機停止的按鈕為動斷觸點且串聯(lián)。這一原則適用于三個及更多地點的控制。2.4 三相交流異步電動機控制三相籠型異步電動機堅固耐用，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，因此在生產(chǎn)機械中應用十分廣泛。電動機的起動是指其轉(zhuǎn)子由靜止狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程?；\型異步電動機有兩種起動方式，直接起動和降壓起動。直接起

28、動又稱為全壓起動，即起動時電源電壓全部施加在電動機定子繞組上。降壓起動就是在起動時將電源電壓降低到一定的數(shù)值后再施加到電動機定子繞組上，待電動機的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，再使電動機在電源電壓下運行。2.4.1 三相交流異步電動機直接起動控制線路對容量較小，直接啟動對電網(wǎng)不產(chǎn)生影響且工作要求簡單的電動機，如小型臺鉆、砂輪機、冷卻泵的電動機，可用手動開關(guān)在動力電路中接通電源直接起動。如圖2-12 所示的控制電路。一般中小型機床的主電動機采用接觸器直接起動，如圖2-13 所示控制電路。接觸器直接起動電路分為兩部分，主電路由接觸器的主觸點接通與斷開，控制電路由按鈕和輔助常開觸點控制接觸器線圈的通斷電，實現(xiàn)

29、對主電路的通斷控制。圖2-12 用開關(guān)直接起動線路 圖2-13 用接觸器直接起動控制線路2.4.1 三相交流異步電動機直接起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路容量大于10KW 的籠型異步電動機直接起動時，起動沖擊電流為額定值的47 倍，容易對電網(wǎng)供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，故一般均需采用相應措施降低電壓，即減小與電壓成正比的電樞電流，從而在電路中不至于產(chǎn)生過大的電壓降。常用的降壓起動方式有定子電路串電阻或電抗降壓起動、星形三角形（）降壓起動和自耦變壓器降壓起動等起動方式。2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路1. 星形三角形降壓起動控制電路正常運行時，定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)的籠型異步

30、電動機，可采用星形三角形的降壓起動方式來達到限制起動電流的目的。起動時，定子繞組首先聯(lián)結(jié)成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，將定子繞組的聯(lián)結(jié)由星形改成三角形，電動機便進入全壓正常運行狀態(tài)。圖2-14 給出了星形三角形降壓起動控制電路。圖中主電路由3 個接觸器進行控制，KM1、KM3主觸點閉合，將電動機繞組聯(lián)結(jié)成星形；KM1、KM2 主觸點閉合，將電動機繞組聯(lián)結(jié)成三角形。控制電路中，用時間繼電器來實現(xiàn)電動機繞組由星形向三角形聯(lián)結(jié)的自動轉(zhuǎn)換。2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路控制電路的工作原理：按下起動按鈕SB2，KM1 通電并自鎖，接著時間繼電器KT、KM3的線圈通電，KM1與KM3的主

31、觸點閉合，將電動機繞組聯(lián)結(jié)成星形，電動機降壓起動。待電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，KT 延時完畢，其常閉觸點斷開，KM3失電，時間繼電器KT常開觸點閉合與接觸器KM3的常閉觸點復位，使得KM2 通電吸合并自保，同時將主回路電動機繞組聯(lián)結(jié)成三角形聯(lián)結(jié)，電動機進入全壓運行狀態(tài)。圖2-14 Y-降壓起動線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路2. 定子串電阻降壓起動控制電路電動機定子繞組串電阻（串電抗器啟動與串電阻器工作原理一樣）降壓起動，其工作原理是電動機起動時，在三相定子繞組中串接電阻分壓，使定子繞組上的壓降降低，起動后再將電阻短接，電動機即可在全壓下

32、運行。這種起動方式不受接線方式的限制，設(shè)備簡單，常用于中小型設(shè)備和用于限制機床點動調(diào)整時的起動電流。圖2-15 給出了串電阻降壓起動的控制電路。圖中主電路由KM1、KM2兩組接觸器主觸點構(gòu)成串電阻接線和短接電阻接線，并由控制電路按時間原則實現(xiàn)從起動狀態(tài)到正常工作狀態(tài)的自動切換。2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路控制電路的工作原理：按下起動按鈕SB2，接觸器KM1通電吸合并自鎖，時間繼電器KT 通電吸合，KM1主觸點閉合，電動機串電阻降壓起動。經(jīng)過t延時后，KT的延時常開觸點閉合，接通KM2的線圈回路，KM2的主觸點閉合，電動機短接電阻進入正常工作狀態(tài)。電動機正常運行時，只要KM2得電即

33、可，但圖2-15(a)在電動機起動后KM1和KT 一直帶電電工作，這是不必要的。(a) 定子串電阻起動電路 (b) 改進的定子串電阻起動電路 圖2-15 定子串電阻減壓起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路(c) 串電阻起動時機械特性圖2-15 定子串電阻減壓起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路圖2-15(b)就解決了電動機起動后KM1和KT 一直帶電電工作的問題，KM2 得電后，其常閉觸點將KM1及KT斷電，KM2自鎖。這樣，在電動機起動后，只要KM2得電，電動機便能正常運行。圖2-15(c)是定子串電阻起動時的機械

34、特性示意圖，串電阻起動時負載力矩TL小于初啟動力矩TST1（注意這里TST2大于TST1），電動機沿著ab線加速運行，保證了啟動電流較小，減小了對電網(wǎng)的沖擊；2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路當速度由a點上升到切換速度b點時，常開觸點KM2閉合 ，切除啟動電阻，電動機從b點轉(zhuǎn)移到c點繼續(xù)沿cd線加速，實現(xiàn)全壓運行，直至d 點。值得注意的是如果定子串電阻太大，很可能導致啟動力矩TST1小于負載力矩TL，造成電動機工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，甚至會燒壞電動機。2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路3. 自耦變壓器降壓起動控制電路在自耦變壓器降壓起動的控制線路中，電動機起動電流的限制，是依靠自耦變壓

35、器的降壓作用來實現(xiàn)的。電動機起動的時候，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓。一旦起動結(jié)束，自耦變壓器便被切除，額定電壓通過接觸器直接加于定子繞組，電動機進入全壓運行。圖2-16 為自耦變壓器降壓起動的控制線路。KM1為降壓接觸器，KM2為正常運行接觸器，KT 為起動時間繼電器。2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路電路的工作原理：起動時，合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1的線圈和時間繼電器KT的線圈通電，KT 瞬時動作的常開觸點閉合，形成自鎖，KM1主觸點閉合，將電動機定子繞組經(jīng)自耦變壓器接至電源，這時自耦變壓器聯(lián)結(jié)成星形，電動機降壓起動。KT 延時t后，其延時斷開常

36、閉觸點斷開，使KM1線圈失電，KM1主觸點斷開，從而將自耦變壓器從電網(wǎng)上切除。而KT 延時閉合常開觸點閉合，使KM2線圈通電，電動機直接接到電網(wǎng)上運行，從而完成了整個起動過程。2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路圖2-16(b)是自耦變壓器降壓起動時的機械特性示意圖，自耦變壓器降壓起動時負載力矩TL小于初啟動力矩TST1，但此時TST2大于TST1，電動機沿著ab曲線加速運行，保證了啟動電流較小，減小了對電網(wǎng)的沖擊；當速度上升到切換速度b點時，常開觸點KM2閉合 ，切除啟動自耦變壓器，電動機從b點轉(zhuǎn)移到c點，并沿cd線全壓加速運行，直至d點。仍要指出的是：如果降壓太大，很可能導致啟動力矩

37、TST1小于負載力矩TL，造成電動機工作在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，甚至會燒壞電動機、變壓器。還應提醒大家注意的是，降壓調(diào)速時Sm不變。這不同于圖2-15(c)。 a) b)(a) 自耦變壓器降壓起動控制線路 (b) 自耦變壓器降壓起動機械特性圖2-16 自耦變壓器降壓起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路2.4.2 三相異步電動機降壓起動控制線路該電路的缺點是時間繼電器一直通電，耗能多，且縮短了器件壽命，請讀者自行分析并設(shè)計一斷電延時的控制電路。自耦變壓器降壓起動方法適用于容量較大、正常工作時聯(lián)結(jié)成星形或三角形的電動機。其起動轉(zhuǎn)矩可以通過改變自耦變壓器抽頭的連接位置得到改變。它的缺點是自耦變

38、壓器價格較貴，且不允許頻繁起動。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路三相異步電動機從切除電源到完全停止運轉(zhuǎn)。由于慣性的關(guān)系，總要經(jīng)過一段時間，這往往不能適應某些生產(chǎn)機械工藝的要求。如萬能銑床、臥式鏜床、電梯等，為提高生產(chǎn)效率及準確停位，要求電動機能迅速停車，因此必須對電動機進行制動控制。制動方法一般有兩大類：機械制動和電氣制動。電氣制動中常用反接制動和能耗制動，反接制動又分電樞反接制動和轉(zhuǎn)速反接制動，后者多用于下放重物即電動機拖動位能負載運行。一般介紹的反接制動都是介紹電樞反接制動，因為電樞反接制動主要用來減速或停車，本小節(jié)主要介紹電樞反接制動控制電路。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路

39、1. 電樞反接制動控制線路電樞反接制動控制的工作原理：改變異步電動機定子繞組中的三相電源中的任兩相相序，使定子繞組產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)制動。電樞反接制動要求在電動機轉(zhuǎn)速接近零時要及時切斷反相序的電源，以防止電動機反向起動。反接制動過程為：當想要停車時，首先將三相電源切換，并改變?nèi)我鈨身椣嘈蚪泳€使電動機實現(xiàn)電樞反接制動，然后當電動機轉(zhuǎn)速接近零時，再將三相電源切除。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路圖2-17(a)、圖2-17(b)所示均為反接制動的控制線路。控制線路是用速度繼電器來“判斷”電動機的停與轉(zhuǎn)的。速度繼電器與電動機轉(zhuǎn)子是同軸連接在一起的，電動機轉(zhuǎn)動時，速度

40、繼電器的常開觸點閉合，電動機停止時常開觸點斷開。 (a) 反接制動的控制線路1 (b) 反接制動的控制線路22.4.3 三相異步電動機制動控制線路(c)電樞反接制動機械特性示意圖 (d)轉(zhuǎn)速反接制動機械特性示意圖 圖2-17 反接制動控制線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路主電路中，接觸器KM1的主觸點用來提供電動機的工作電源，接觸器KM2的主觸點用來提供電動機停車時的制動電源。圖2-17(a)控制電路的工作原理：起動時，合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈通電吸合且自鎖，KM1主觸點閉合，電動機起動運轉(zhuǎn)，其輔助常開觸點自保，其常閉

41、觸點KM1還與接觸器KM2電氣互鎖。當電動機轉(zhuǎn)速升高到一定數(shù)值時，速度繼電器KS的常開觸點閉合，為反接制動作準備。停車時，按下停止按鈕SB1，KM1線圈斷電釋放，KM1主觸點斷開電動機的工作電源；而接觸器KM2線圈通電吸合使KM2主觸點閉合，串入電阻R 進行反接制動，迫使電動機轉(zhuǎn)速下降，當轉(zhuǎn)速降至100r/min 以下時，KS 的常開觸點復位斷開，使KM2線圈斷電釋放，及時切斷電動機的電源，防止了電動機的反向起動。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路圖2-17(a)圖有這樣一個問題：在停車期間，如果為了調(diào)整工件，需要用手轉(zhuǎn)動機床主軸時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子也將隨著轉(zhuǎn)動，其常開觸點閉合，KM2通電

42、動作，電動機接通電源發(fā)生制動作用，不利于調(diào)整工作。圖2-17(b)圖的反接制動線路解決了這個問題?？刂凭€路中停止按鈕使用了復合按鈕SB1，并在其常開觸點上并聯(lián)了KM2 的常開觸點，使KM2能自鎖。這樣在用手轉(zhuǎn)動電動機時，雖然KS 的常開觸點閉合，但只要不按復合按鈕SB1，KM2就不會通電，電動機也就不會反接于電源，只有按下SB1，KM2才能通電，制動電路才能接通。因電動機反接制動電流很大，故在主回路中串入電阻R，可防止制動時電動機繞組過熱。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路圖2-17中(c)(d)兩圖分別給出了電樞反接制動和轉(zhuǎn)速反接制動機械特性曲線，由圖2-17 (c)可知，如果是繞線式電

43、動機，電樞反接必須轉(zhuǎn)子串電阻以限制制動電流(圖中是定子串電阻，應為鼠籠型電動機)，此外還要在速度過零時及時切除電源，否則，電動機會反向加速啟動。而圖2-17(d)則告訴我們，對于位能負載如果繞線式電動機轉(zhuǎn)子串電阻過大，會使電動機啟動力矩小于負載力矩，導致出現(xiàn)倒拉現(xiàn)象，也就是電動機工作在位能負載下放狀態(tài)，這就是轉(zhuǎn)速反接制動。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路2. 能耗制動控制線路能耗制動控制的工作原理：在三相電動機停車切斷三相交流電源的同時，將一直流電源引入定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場。電動機轉(zhuǎn)子由于慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)子在靜止磁場中切割磁力線，產(chǎn)生一個與慣性轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子

44、的制動。1) 單向運行能耗制動控制線路(a) 按時間原則控制的單向能耗制動線路 (b)按時間原則控制的單向能耗制動機械特性示意圖圖 2-18 按時間原則控制的單向能耗制動線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路(1) 按時間原則控制線路。圖2-18為按時間原則的單向能耗制動控制線路。圖中變壓器TC、整流裝置VC 提供直流電源。接觸器KM1的主觸點閉合接通三相電源，KM2將直流電源接入電動機定子繞組。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路控制電路的工作原理：按下起動按鈕SB2，接觸器KM1通電吸合并自鎖，其主觸點閉合，電動機起動運行。停車時，采用時間繼電器

45、KT 實現(xiàn)自動控制，按下復合按鈕SB1，KM1線圈失電，切斷三相交流電源。同時，接觸器KM2和KT的線圈通電并自鎖，KM2在主電路中的常開觸點閉合，直流電源被引入定子繞組，電動機能耗制動，SB1松開復位。制動結(jié)束后，因KT線圈有電，使得時間繼電器KT在延時t后，打開常閉觸點KT，斷開KM2的線圈回路，實現(xiàn)停車。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路圖2-18 中KT 的瞬時常開觸點的作用是為了考慮KT 線圈斷線或機械卡阻故障時，KT不起作用，電動機自動全靠SB1按鈕，電動機在按下SB1后能迅速制動，松開后馬上停止，保證兩相的定子繞組不致長期接入能耗制動的直流電流。此時該線路具有手動控制能耗制動

46、的能力，只要使SB1處于按下的狀態(tài)，電動機就能實現(xiàn)能耗制動。能耗制動的制動轉(zhuǎn)矩大小與通入直流電流的大小有關(guān)，同樣轉(zhuǎn)速，電流大，制動作用強。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路一般接入的直流電流為電動機空載電流的35 倍，過大會燒壞電動機的定子繞組。電路采用在直流電源回路中串接可調(diào)電阻的方法，調(diào)節(jié)制動電流的大小。能耗制動時制動轉(zhuǎn)矩隨電動機的慣性轉(zhuǎn)速下降而減小，因而制動平穩(wěn)。這種制動方法將轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動的機械能轉(zhuǎn)換成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子的制動上，所以稱為能耗制動。圖2-18(b)為能耗制動特性曲線，請同學們結(jié)合電機與拖動課程所學知識自己予以分析。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路(2) 按速度原

47、則控制線路。圖2-19 為按速度原則控制的單向能耗制動控制線路。該線路與圖2-18 控制線路基本相同，僅是在控制電路中取消了時間繼電器KT 的線圈及其觸點電路，而在電動機轉(zhuǎn)軸伸出端安裝了速度繼電器KS，并且用KS 的常開觸點取代了KT 延時常閉觸點。這樣，該線路中的電動機在剛剛脫離三相交流電源時，由于電動機轉(zhuǎn)子的慣性速度仍很高，KS 的常開觸點仍然處于閉合狀態(tài)，所以，接觸器KM2線圈在按下按鈕SB1后通電自鎖。于是，兩相定子繞組獲得直流電源，電動機進入能耗制動。當電動機轉(zhuǎn)子的慣性速度接近零時，KS常開觸點復位，KM2線圈斷電而釋放，能耗制動結(jié)束。 圖2-19 按速度原則控制的單向能耗制動控制線

48、路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路2) 可逆運行能耗制動控制線路圖2-20為電動機按時間原則控制可逆運行的能耗制動控制線路。圖2-20 可逆運行的能耗制動控制線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路KM1為正轉(zhuǎn)用接觸器，KM2為反轉(zhuǎn)用接觸器，KM3為制動用接觸器，SB2為正向起動按鈕，SB3為反向起動按鈕，SB1為總停止按鈕。在正向運轉(zhuǎn)過程中，需要停止時，可按下SB1，KM1斷電，KM3和KT 線圈通電并自鎖，KM3常閉觸點斷開并鎖住電動機起動電路；KM3常開主觸點閉合，使直流電壓加至定子繞組，電動機進行正向能耗制動，轉(zhuǎn)速迅速下降，當其接近零時，K

49、T 延時常閉觸點斷開KM3線圈電源，電動機正向能耗制動結(jié)束。由于KM3常開觸點的復位，KT 線圈也隨之失電。反向起動與反向能耗制動的過程與上述正向情況相同。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路電動機可逆運行能耗制動也可以按速度原則，用速度繼電器取代時間繼電器，同樣能達到制動目的。3) 單管能耗制動控制線路上述能耗制動控制線路均帶有變壓器的橋式整流電路，設(shè)備多，成本高。為此，用于制動要求不高的場合。可采用單管能耗制動線路，該電路設(shè)備簡單、體積小、成本低。單管能耗制動線路取消了整流變壓器，以單管半波整流器作為直流電源，使得控制設(shè)備大大簡化，降低了成本。它常在10KW 以下的電動機中使用，電路如圖

50、2-21所示。(a)鼠籠型異步電動機單管能耗制動控制線路 (b)鼠籠和繞線式異步電動機能耗制動控制機械特性示意圖圖2-21 能耗制動控制2.4.3 三相異步電動機制動控制線路2.4.3 三相異步電動機制動控制線路圖2-21是異步電動機能耗制動機械特性曲線，制動時電動機由b點切換到c1點，如果是繞線式電動機，當轉(zhuǎn)子串電阻時，隨著制動，電動機速度下降，需切除部分轉(zhuǎn)子電阻，電動機工作由c1線切換到 c特性曲線上，以保持較為穩(wěn)定的平均制動力矩，加快停車過程。如果制動電壓增大，電動機會由b點切換到c2 線，制動力矩增大，制動電流也增大，制動更強烈，對電網(wǎng)的沖擊也大。此外，圖2-21電路雖屬能耗制動，但因

51、是鼠籠電動機，故應由b 點切換到c點（也可以是c1、c2點）后，不再切換，一直減速到零。2.4.3 三相異步電動機制動控制線路反接制動時，制動電流很大，因此制動力矩大，制動效果顯著，但在制動時有沖擊，制動不平穩(wěn)且能量消耗大。能耗制動與反接制動相比，制動平穩(wěn)，準確，能量消耗少，但制動力矩較弱，特別在低速時制動效果差，并且還需提供直流電源。在實際使用時，應根據(jù)設(shè)備的工作要求選用合適的制動方法。2.4.4 雙速異步電動機調(diào)速控制線路實際生產(chǎn)中，對機械設(shè)備常有多種速度輸出的要求，通常采用單速電動機時，需配有機械變速系統(tǒng)以滿足變速要求。當設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸受到限制或要求雙速或多速或速度連續(xù)可調(diào)時，常采用多速

52、電動機或電動機調(diào)速。交流電動機的調(diào)速由于晶閘管技術(shù)的發(fā)展，已得到廣泛的應用，但由于控制電路復雜，造價高，普通中小型設(shè)備使用較少。應用較多的是多速交流電動機。由電工學可知，電動機的轉(zhuǎn)速與電動機的磁極對數(shù)有關(guān)，改變電動機的磁極對數(shù)即可改變其轉(zhuǎn)速。采用改變極對數(shù)的變速方法一般只適合籠型異步電動機，本節(jié)以雙速電動機為例分析這類電動機的控制電路。圖2-22雙速交流異步電動機調(diào)速控制線路 (a) 雙速異步電動機調(diào)速控制線路2.4.4 雙速異步電動機調(diào)速控制線路 (b)控制線路1 (c) 控制線路22.4.4 雙速異步電動機調(diào)速控制線路(d) 雙速異步電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖2.4.4 雙速異步電動機調(diào)速控制線路2

53、.4.4 雙速異步電動機調(diào)速控制線路圖2-22 為雙速異步電動機調(diào)速控制線路。圖中主電路接觸器KM1的主觸點閉合，構(gòu)成三角形聯(lián)結(jié)；KM2 和KM3 的主觸點閉合構(gòu)成雙星形聯(lián)結(jié)。圖2-22(a)控制電路由復合按鈕SB2接通KM1的線圈電路，KM1主觸點閉合，電動機低速運行。SB3接通KM2和KM3的線圈電路（僅手動、無自保），其主觸點閉合，電動機高速運行。為防止兩種接線方式同時存在，KM1 和KM2的常閉觸點在控制電路中構(gòu)成互鎖。2.4.4 雙速異步電動機調(diào)速控制線路圖2-22(b)控制電路采用選擇開關(guān)SA，選擇接通KM1線圈電路或KM2、KM3的線圈電路，即選擇低速或者高速運行。圖2-22(a

54、)和圖2-22(b)的控制電路用于小功率電動機，圖2-22(c)的控制電路用于大功率的電動機，采用選擇開關(guān)實現(xiàn)電動機低速運行或高速運行控制；選擇低速運行時，接通選擇接通KM1線圈電路，直接起動低速運行；選擇高速運行時，首先將選擇開關(guān)SA打到低速端，接通KM1線圈電路低速起動，然后將選擇開關(guān)SA打到高速端，接通時間繼電器KT，再由時間繼電器KT 切斷KM1的線圈電路，同時接通KM2和KM3的線圈電路，電動機的轉(zhuǎn)速由低速切換到高速。2.4.5 位置控制電路自動往復循環(huán)控制是利用行程開關(guān)按機床運動部件的位置或部件的位置變化來進行的控制，通常稱為行程控制。行程控制是機械設(shè)備應用較廣泛的控制方式之一。生

55、產(chǎn)中常見的自動循環(huán)控制有龍門刨床、磨床等生產(chǎn)機械的工作臺的自動往復控制，工作臺行程示意及控制線路如圖2-23 所示。(a)工作臺行程示意圖 2.4.5 位置控制電路(b) 自動循環(huán)控制線路圖圖2-23 工作臺行程示意及控制線路圖2.4.5 位置控制電路2.4.5 位置控制電路控制線路的工作原理：如圖2-23(b)所示，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1通電并自鎖，其主觸點閉合，電動機正轉(zhuǎn)，帶動工作臺向右運行，當工作臺到達行程開關(guān)SQ1的位置時，SQ1 被壓下，其常閉觸點斷開，切斷電動機的正轉(zhuǎn)回路，同時，其常開觸點閉合，接通接觸器KM2的線圈回路，KM2通電并自鎖，其主觸點閉合，電動機反轉(zhuǎn)，帶動工

56、作臺向左運行。當工作臺到達行程開關(guān)SQ2 的位置時，SQ2 被壓下，切斷電動機的反轉(zhuǎn)回路，同時又接通電動機的正轉(zhuǎn)回路，工作臺又向右運行，實現(xiàn)工作臺的自動往返。圖2-23(a)中SQ3和SQ4為限位開關(guān)，安裝在工作臺運動的極限位置，起限位保護作用，當由于某種故障，工作臺到達SQ1和SQ2給定的位置時，未能切斷KM1(或KM2)線圈電路，繼續(xù)運行達到SQ3(或SQ4)所處的極限位置時，將會壓下限位保護開關(guān)，切斷接觸器線圈電路，使電動機停止轉(zhuǎn)動，避免工作臺超越允許位置的事故。2.5 繞線式異步電動機串電阻起動控制的特點和原則繞線轉(zhuǎn)子異步電動機廣泛采用轉(zhuǎn)子串電阻起動方式。為了限制起動電流，同時又獲得較

57、大的起動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子回路串入的電阻值必須適當，并隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，逐級短路這些電阻。各級起動電阻是按等比數(shù)分配的，而且每段電阻的短接必須在一定的參數(shù)配合下進行，才能得到理想的加速過程。下面以一個三級起動電阻的電路為例，說明起動電阻控制的原則。圖2-24所示為電動機的轉(zhuǎn)子回路，有三段起動電阻R1、R2、R3分別有三個加速接觸器的主觸點短接。為了得到理想的加速過程，接觸器必須依次在特定的時刻動作。需要提醒的是圖2-24中電動機轉(zhuǎn)子所串電阻是按時間原則起動方式逐級切除的。圖2-24 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻按時間原則起動方式工作原理：首先合上電源開關(guān)QS，為電動機起動做好準備工作，此時控制線路

58、和主電路均未上電，接觸器從KM1KM4以及時間繼電器KT1KT3線圈均未通電，電阻R1R3完全串入繞線異步電動機轉(zhuǎn)子中，以備電動機串電阻啟動。按下SB2，線圈KM1得電，主觸頭KM1閉合，電機帶全電阻啟動；同時，輔助觸頭KM1閉合，實現(xiàn)對按鈕SB2的自保，另一輔助觸頭KM1閉合使時間繼電器KT1線圈通電，同時也為KT2KT3、KM2KM4線圈提供電源，以便其開展工作。KT1延時t后常開觸點閉合，線圈KM2得電，其主觸點KM2閉合，切除電阻R1，電動機電流增大并加速運行；其輔助常開觸點KM2閉合，延時繼電器KT2線圈得電，同理延時t后KT2的常開觸點閉合，線圈KM3得電，其主觸點KM3閉合，切除

59、電阻R2，電動機又一次電流增大并加速運行；其輔助常開觸點KM3閉合，延時繼電器KT3線圈得電，同理延時t后KT3的常開觸點又閉合，線圈KM4得電，其主觸點KM4閉合，切除電阻R3，電動機又一次電流增大并加速運行，此時運行在電動機的固有特性曲線上，直至穩(wěn)定工作點穩(wěn)定運行，KM4 的常開輔助觸點自保KT3。圖中輔助觸點常閉觸點KM2、KM3、KM4 的斷開，主要用來報警KM2、KM3、KM4的主觸頭熔焊情況。 圖2-25 電動機起動過程的機械特性圖2-25是線性化后的異步電動機機械特性曲線，KM1閉合時，電動機由a 點沿ab線加速上升；至b點，接觸器KM2閉合，切除電阻R1，電動機由b 點轉(zhuǎn)到c點

60、，沿cd線加速運行；至d點，接觸器KM3動作，切除電阻R2，電動機由d點轉(zhuǎn)到e點，電動機沿ef線加速運行；至f點，接觸器KM4動作，切除電阻R3，電動機由f點轉(zhuǎn)到g點，電動機沿gh線加速運行；至h點，電動機穩(wěn)定運行。此即繞線式異步電動機加速全過程。2按電流原則控制實現(xiàn)繞線式異步電動機加速啟動圖2-26為按電流原則啟動方式。具體工作原理在前面已經(jīng)介紹過了，該圖放在這里，給大家參考比較或溫習提供方便，此處不再贅述。圖2-26 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻按電流原則起動線路3按時間原則控制實現(xiàn)繞線式異步電動機串頻敏變阻器啟動圖2-27為繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器按時間原則起動方式，工作原理如下