和典型線路分析

第2章電氣控制基本環(huán)節(jié)和典型線路分析

電氣控制線路：把各種有觸頭的接觸器、繼電器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等電氣元件，用導(dǎo)線按一定方式連接起來(lái)組成的控制線路。

作用：實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)等運(yùn)行性能的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。優(yōu)點(diǎn)：電路圖直觀形象，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，抗干擾能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于各類生產(chǎn)設(shè)備及控制、遠(yuǎn)距離控制和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制。缺點(diǎn)：由于采用固定的接線方式，其通用性、靈活性較差，不能實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)；由于采用有觸頭的開(kāi)關(guān)電器，觸頭易發(fā)生故障，維修量較大等。第2章電氣控制基本環(huán)節(jié)和典型線路分析第2章電氣控制基本環(huán)節(jié)和典型線路分析2.1

電氣控制系統(tǒng)圖2.2電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制2.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制2.6電氣控制系統(tǒng)常用保護(hù)措施2.7C650型臥式車床電氣控制電路2.8Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路

2.1電氣控制系統(tǒng)圖電氣控制系統(tǒng)圖：

為了清晰地表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)意圖，便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維護(hù)，將電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件及其連接線路用一定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表達(dá)出來(lái)，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。

常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電器元件布置圖和電氣安裝接線圖三種。

一、電氣原理圖電氣原理圖是根據(jù)工作原理而繪制的，不反映元器件的實(shí)際位置、大小，只反映元器件之間的連接關(guān)系，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。

CW6132型普通車床電氣原理圖

（一）繪制電氣原理圖的原則

1．電氣原理圖的組成電氣原理圖可分為主電路和輔助電路。主電路是從電源到電動(dòng)機(jī)或線路末端的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的電路。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，是小電流通過(guò)的電路。繪制電路圖時(shí)，主電路用粗線條繪制在原理圖的左側(cè)或上方，輔助電路用細(xì)線條繪制在原理圖的右側(cè)或下方。

電氣原理圖示例

2．原理圖中電氣元器件的畫法電路中各電氣元器件均不畫實(shí)際的外形圖，只在原理圖中表示出其帶電部件，同一電氣元件的不同帶電部件按在電路中的連接關(guān)系分別畫出，但必須采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)畫出，并采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的同一文字符號(hào)標(biāo)明。對(duì)于幾個(gè)同類電器，在表示名稱的文字符號(hào)之后加上數(shù)字序號(hào)，以示區(qū)別。

電氣原理圖示例

3．原理圖中電氣觸頭的畫法

原理圖中所有電氣觸頭均按沒(méi)有外力作用時(shí)或未通電時(shí)觸頭的自然狀態(tài)畫出。

當(dāng)電氣觸頭的圖形符號(hào)垂直放置時(shí)，以“左開(kāi)右閉”原則繪制，當(dāng)圖形符號(hào)為水平放置時(shí)，以“下開(kāi)上閉”原則繪制。

電氣原理圖示例

4．原理圖的布局

電氣原理圖按功能布局法安排，即同一功能的電氣元件集中畫在一起，且盡可能按電路動(dòng)作順序從上而下或自左至右的原則繪制。電氣原理圖示例

5．線路連接點(diǎn)、交叉點(diǎn)的繪制

在電路圖中，對(duì)于需要測(cè)試和拆接的外部引線的端子，采用“空心圓”表示；有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線聯(lián)接點(diǎn)，用“實(shí)心圓”表示；無(wú)直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)，但在電氣圖中應(yīng)盡量避免線條的交叉。

電氣原理圖示例

6．原理圖的繪制要求

原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運(yùn)行可靠，節(jié)省連接導(dǎo)線以及安裝、維修方便。

電氣原理圖示例

（二）關(guān)于圖面區(qū)域的劃分將圖分成若干圖區(qū)，每個(gè)分區(qū)豎邊用大寫的拉丁字母編號(hào)，橫邊用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)。編號(hào)的順序應(yīng)從與標(biāo)題欄相對(duì)應(yīng)的圖幅的左上角開(kāi)始，有時(shí)為了分析方便，也把數(shù)字區(qū)放在圖的下面。為了方便讀圖，利于理解電路工作原理，還常在圖面區(qū)域?qū)?yīng)的原理圖上方標(biāo)明該區(qū)域的元件或電路的功能。電氣原理圖示例

（三）接觸器、繼電器觸頭位置的檢索

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸頭所在圖中位置的索引代號(hào)，索引代號(hào)用圖區(qū)號(hào)表示。電氣原理圖示例

（四）電氣原理圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注電氣原理圖中各電氣元件的相關(guān)數(shù)據(jù)和型號(hào)，常在電氣元件文字符號(hào)下面標(biāo)注。如圖2-1中熱繼電器文字符號(hào)FR下方標(biāo)有6.8-11A，該數(shù)據(jù)即為該熱繼電器的動(dòng)作電流值范圍，而8.4A為該繼電器的整定電流值。

電氣原理圖示例二、電器元件布置圖電器元件布置圖用來(lái)表明電氣設(shè)備上所有電器元件的實(shí)際位置。電器布置圖根據(jù)電氣元器件的外型尺寸繪出，并標(biāo)明各元器件間距尺寸。CW6132型車床控制盤電器位置圖電器元件的布置原則：1.體積大和較重的電器元件應(yīng)裝在元件安裝板的下方，發(fā)熱元件應(yīng)裝在上方2.強(qiáng)弱電分開(kāi)，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。3.需經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的元件的安裝位置不宜過(guò)高4.布置應(yīng)整齊、美觀、對(duì)稱，外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。5.元件之間應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。三、電氣安裝接線圖電氣設(shè)備的安裝接線圖，是為了進(jìn)行電器元件的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理而繪制的。該圖應(yīng)表明電氣設(shè)備中各電器元件的空間位置，各電器元件的聯(lián)接情況，而電器元件的聯(lián)接情況應(yīng)嚴(yán)格按照電氣原理圖進(jìn)行。電氣安裝接線圖示例

CW6132型車床電氣安裝接線圖三相異步電動(dòng)機(jī)啟?？刂凭€路電氣原理圖和安裝接線圖

第二節(jié)

電氣控制線路中的基本環(huán)節(jié)

籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止控制線路是最基本的控制線路。

由繼電器接觸器所組成的電氣控制電路，基本控制規(guī)律有點(diǎn)動(dòng)控制、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制、正反轉(zhuǎn)控制、多地聯(lián)鎖控制、順序控制等。一、單向旋轉(zhuǎn)直接起動(dòng)控制

1、開(kāi)關(guān)控制線路用閘刀開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或斷路器控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止，是最簡(jiǎn)單的手動(dòng)單向控制線路。這種控制方式只能適用于容量較小、起動(dòng)不頻繁的電動(dòng)機(jī)，且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。（1）點(diǎn)動(dòng)控制工作原理：2、接觸器控制線路起動(dòng)：按下起動(dòng)按鈕SB→接觸器KM線圈得電→KM主觸頭閉合→電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)行。停止：松開(kāi)按鈕SB→接觸器KM線圈失電→KM主觸頭斷開(kāi)→電動(dòng)機(jī)M失電停轉(zhuǎn)。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2電氣原理圖：

（1）點(diǎn)動(dòng)控制工作原理：2、接觸器控制線路QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2電氣原理圖：保護(hù)環(huán)節(jié)：控制電路短路保護(hù)主電路短路保護(hù)短路保護(hù)電氣原理圖（2）接觸器自鎖控制（連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)）自鎖觸點(diǎn)熱繼電器熱元件熱繼電器常閉觸點(diǎn)KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1工作原理保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FU1、FU2過(guò)載保護(hù)：FR工作原理開(kāi)關(guān)切換（3）連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)混合控制按鈕切換利用中間繼電器點(diǎn)動(dòng)控制：SA斷開(kāi)FU1KMM3～FRQSL1L3L2主電路FU2SB2KMKMFRSB1SA控制電路開(kāi)關(guān)切換（3）連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)混合控制FU1KMM3～FRQSL1L3L2主電路點(diǎn)動(dòng)控制：SA斷開(kāi)連續(xù)控制：SA閉合

FU2SB2KMKMFRSB1SA控制電路開(kāi)關(guān)切換（3）連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)混合控制按鈕切換工作原理：連續(xù)控制按鈕：SB2點(diǎn)動(dòng)控制按鈕：SB3FU1KMM3～FRQSL1L3L2主電路FU2SB2KMKMFRSB1SB3控制電路（3）連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)混合控制利用中間繼電器工作原理：連續(xù)控制按鈕：SB2點(diǎn)動(dòng)控制按鈕：SB3FU1KMM3～FRQSL1L3L2主電路（3）連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)混合控制控制電路FU2FRSB1SB2KAKAKMKASB3二、可逆旋轉(zhuǎn)控制（正反轉(zhuǎn)）電路形式:電動(dòng)機(jī)原理：改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)按鈕、接觸器控制的正反轉(zhuǎn)自動(dòng)往返控制1.轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制正反轉(zhuǎn)控制電路5.5KW以下的電動(dòng)機(jī)電路直接控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)特點(diǎn):電氣原理圖：應(yīng)用:SB2KMFU2FRKMSB1M3~L1L2L3KMFRQSFU1SA主電路控制電路用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)電源調(diào)相轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路主電路：KM2FU1KM1M3～FRQSL1L3L2主電路控制電路：控制電路FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕工作原理：缺點(diǎn)：基本控制電路控制電路：工作原理：接觸器互鎖控制（電氣互鎖）互鎖接觸器互鎖按鈕互鎖控制電路FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3KM2KM1接觸器互鎖2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：接觸器互鎖控制（電氣互鎖）互鎖接觸器互鎖按鈕互鎖合上電源開(kāi)關(guān)按下按鈕SB2KM1線圈通電M正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按下停止按鈕SB1KM1線圈斷電電動(dòng)機(jī)M停止按下按鈕SB3反向啟動(dòng)控制電路FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3KM2KM12.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：工作安全可靠缺點(diǎn)：操作不便控制電路FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3KM2KM12.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路接觸器互鎖控制（電氣互鎖）互鎖接觸器互鎖按鈕互鎖控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：按鈕互鎖控制（機(jī)械互鎖）操作方便控制電路FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3SB2SB3缺點(diǎn)：易產(chǎn)生故障2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：雙重互鎖控制安全可靠操作方便FU2FRSB1SB2KM1KM1KM2KM2SB3SB2SB3KM2KM1控制電路2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路雙重互鎖正反轉(zhuǎn)控制電路3.行程開(kāi)關(guān)控制自動(dòng)往返運(yùn)行有些生產(chǎn)機(jī)械如萬(wàn)能銑床，要求工作臺(tái)在一定距離內(nèi)能自動(dòng)往返，通常利用行程開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。工作臺(tái)自動(dòng)往返控制三、順序控制環(huán)節(jié)

順序控制要求幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)或停止按一定的先后順序來(lái)完成的控制方式。順序起動(dòng)同時(shí)停止控制順序起動(dòng)逆序停止控制順序起動(dòng)順序停止控制順序起動(dòng)同時(shí)停止控制特點(diǎn):電氣原理圖：FU1KM1M13～FR1QSL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路KM2FU2SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1FR1

順序起動(dòng)同時(shí)停止控制順序起動(dòng)逆序停止控制電氣原理圖：特點(diǎn):控制電路FU1KM1M13～FR1QSL1L3L2KM2M23～FR2主電路KM2FU2SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1FR1KM2順序起動(dòng)順序停止控制電氣原理圖：特點(diǎn):控制電路FU1KM1M13～FR1QSL1L3L2KM2M23～FR2主電路KM2FU2SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1FR1KM1電氣原理圖：特點(diǎn):控制電路FU1KM1M13～FR1QSL1L3L2KM2M23～FR2主電路按時(shí)間原則的順序聯(lián)鎖控制?四、多地控制

多地均可起動(dòng)和停止連接：在兩地或多地控制同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制方式。起動(dòng)(常開(kāi))按鈕并聯(lián)停止(常閉)按鈕串聯(lián)三地控制多人操作方可起動(dòng)：要求幾個(gè)操作者都按下起動(dòng)按鈕設(shè)備才能工作，應(yīng)將起動(dòng)(常開(kāi))按鈕串聯(lián)2.2

三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制

10KW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)，通常可采用全壓直接起動(dòng)。10KW以上的電動(dòng)機(jī)，因起動(dòng)電流大，線路壓降大，負(fù)載端電壓降低，影響起動(dòng)電動(dòng)機(jī)附近電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故采用降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)的方法定子繞組串電阻起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)

Y—△換接起動(dòng)軟起動(dòng)降壓起動(dòng)的實(shí)質(zhì)：起動(dòng)時(shí)減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流；起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。一、鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)1、定子串電阻降壓起動(dòng)控制起動(dòng)時(shí)，定子電路串接電阻降低繞組電壓，限制起動(dòng)電流；起動(dòng)后電阻短路，電動(dòng)機(jī)全壓下運(yùn)行。這種起動(dòng)電路，由于啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩較小，一般只適用于空載起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。串電阻啟動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)的設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低；缺點(diǎn)是能量損耗較大。機(jī)械設(shè)備點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)也常采用，減輕對(duì)電網(wǎng)的沖擊。1、定子串電阻降壓起動(dòng)控制1、定子串電阻降壓起動(dòng)控制

KM2得電，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。此時(shí)，KM1與KT一直得電，浪費(fèi)電能。1、定子串電阻降壓起動(dòng)控制

KM2得電，KM1和KT失電，KM2自鎖，節(jié)能實(shí)現(xiàn)控制要求。1、定子串電阻降壓起動(dòng)控制2、星形——三角形降壓起動(dòng)控制指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低起動(dòng)電壓，減小起動(dòng)電流；待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再把定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。

Y—△起動(dòng)只能用于正常運(yùn)行時(shí)為△形接法的電動(dòng)機(jī)。時(shí)間 繼電器控制Y—△降壓起動(dòng)－－－三個(gè)接觸器控制電源接觸器星形接法接觸器三角形接法接觸器QSFRV1MU1W2FU1V23～KM2KM3KM1W1U2L1L2L3主電路Y—△降壓起動(dòng)控制3、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)是將自耦變壓器原邊接在電網(wǎng)上，起動(dòng)時(shí)定子繞組接在自耦變壓器副邊上。這樣，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)獲得的電壓為自耦變壓器的二次電壓。待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)定子繞組接在電網(wǎng)上即電動(dòng)機(jī)額定電壓上進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此種起動(dòng)方式適用于較大容量電動(dòng)機(jī)的空載或輕載起動(dòng)，在自耦變壓器二次繞組上有多組抽頭，供不同起動(dòng)場(chǎng)合選用。時(shí)間繼電器控制自耦變壓器降壓起動(dòng)M3~FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主電路控制電路FU2FRSB1SB2KTKTKTKM2KTKM1時(shí)間繼電器控制自耦變壓器降壓起動(dòng)M3~FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主電路FU2FRSB1SB2KM1KM1KAKM2KM1KAKAKAKT控制電路KT時(shí)間繼電器控制自耦變壓器降壓起動(dòng)二、三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制

繞線異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串接電阻或頻敏變阻器來(lái)改善電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而達(dá)到減小起動(dòng)電流、增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及平滑調(diào)速之目的。1、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)

起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子回路中串入三相起動(dòng)變阻器，并把起動(dòng)電阻調(diào)到最大值，以減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，起動(dòng)電阻逐級(jí)減小。起動(dòng)完畢后，起動(dòng)電阻減小到零，轉(zhuǎn)子繞組被短接，電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行。按時(shí)間原則控制轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)線路主電路L1QSL2KM2L3FRKM1MFU1KM4R2R3KM3R13～KT1、KT2、KT3分別控制三個(gè)接觸器KM2、KM3、KM4按順序依次吸合，自動(dòng)切除轉(zhuǎn)子繞組中的三級(jí)電阻?？刂齐娐分麟娐稫MKM1KM2KM3KA控制電路電氣原理圖：三個(gè)欠電流繼電器的線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中，電流繼電器的吸合電流一樣，但釋放電流不同，KA1的釋放電流最大，KA2其次，KA3最小。FU2SB1SB2KMKM1KA2KAFRKMKM2KM3KA1KA3按電流原則控制轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)線路L1QSL2L3FRKMMFU1KM3R3KM23～R2KA3R1KA2KA1KM1I

<I

<I

<工作原理：

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常閉觸頭都打開(kāi)，KM1、KM2、KM3主觸頭處于斷開(kāi)狀態(tài)，全部啟動(dòng)電阻均串接在轉(zhuǎn)子繞組中。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流逐漸減小，當(dāng)電流減小至KA1的釋放電流時(shí)，KA1首先釋放，其常閉觸頭復(fù)位，使接觸器KM1得電，主觸頭閉合，切除第一級(jí)電阻R1。

R1被切除后，轉(zhuǎn)子電流重新增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，轉(zhuǎn)子電流又減小，當(dāng)減小至KA2的釋放電流時(shí)，KA2釋放，KA2的常閉觸頭復(fù)位，KM2線圈得電，主觸頭閉合，第二級(jí)電阻R2被切除，同理，切除第三級(jí)電阻，全部電阻被切除，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。按電流原則控制轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)線路2、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串接頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器是一種阻抗值隨頻率明顯變化、靜止的無(wú)觸點(diǎn)電磁元件。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵心損耗非常大的三相電抗器。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，將頻敏變阻器串接在轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)完畢短接切除頻敏變阻器。電動(dòng)機(jī)定子繞組接通電源電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)時(shí)（KM1主觸點(diǎn)閉合），電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很低，故轉(zhuǎn)子頻率較高，f2≈f1，頻敏變阻器的鐵損很大，Rm和Xm均很大，且Rm＞Xm，因此限制了起動(dòng)電流，增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子電流頻率下降，于是Rm、Xm隨n減小，這就相當(dāng)于起動(dòng)過(guò)程中電阻的無(wú)級(jí)切除。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近于穩(wěn)定值時(shí)，KM2閉合將頻敏電阻器短接，起動(dòng)過(guò)程結(jié)束。QSRF2、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串接頻敏變阻器起動(dòng)2、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串接頻敏變阻器起動(dòng)停機(jī)制動(dòng)類型：2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制常用的電氣制動(dòng)：反接制動(dòng)能耗制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)--應(yīng)用最多的是電磁抱閘制動(dòng)電氣制動(dòng)--電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力矩來(lái)進(jìn)行制動(dòng)一、電源反接制動(dòng)控制電路原理：要求：改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，形成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。10kW以上電動(dòng)機(jī)的定子電路中串入反接制動(dòng)電阻，轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，及時(shí)切斷反相序電源,防止反向再起動(dòng)。1.單向反接制動(dòng)的控制關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)電源相序的改變，且當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近于零時(shí)，能自動(dòng)將電源切除。

QS速度繼電器工作原理：電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，KM1通電吸合，KS的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。按下停止按鈕SB1，KM1斷電，電動(dòng)機(jī)定子繞組脫離三相電源，電動(dòng)機(jī)因慣性仍以很高速度旋轉(zhuǎn)，KS常開(kāi)觸點(diǎn)仍保持閉合，將SB1按到底，使SB1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM2通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)定子串接電阻接上反相序電源，進(jìn)入反接制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近100r/min時(shí)，KS常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位，KM2斷電，電動(dòng)機(jī)斷電，反接制動(dòng)結(jié)束。1.單向反接制動(dòng)的控制2.可逆運(yùn)行的反接制動(dòng)控制2.可逆運(yùn)行的反接制動(dòng)控制（改進(jìn)）2.可逆運(yùn)行的反接制動(dòng)控制（再改進(jìn)）特點(diǎn)（與反接制動(dòng)相比）：消耗的能量小，其制動(dòng)電流要小得多；適用于電動(dòng)機(jī)能量較大，要求制動(dòng)平穩(wěn)和制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合；能耗制動(dòng)需要直流電源整流裝置。二、能耗制動(dòng)控制原理：電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組加直流電源，以產(chǎn)生起阻止旋轉(zhuǎn)作用的靜止磁場(chǎng)，達(dá)到制動(dòng)的目的。QS1.按時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制單向運(yùn)行接觸器能耗制動(dòng)接觸器整流變壓器橋式整流電路2.按速度原則控制的單向能耗制動(dòng)控制3.按時(shí)間原則控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制

4.按速度原則控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制

nnQSQS5.無(wú)變壓器單管能耗制動(dòng)控制單管半波整流三、電磁抱閘制動(dòng)三、電磁抱閘制動(dòng)2.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知，改變異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可通過(guò)三種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：一是改變電源頻率f1；二是改變轉(zhuǎn)差率s；三是改變磁極對(duì)數(shù)p。

一、變極調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)調(diào)速稱為變極調(diào)速。變極調(diào)速是通過(guò)改變定子繞組的連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它是有級(jí)調(diào)速，且只適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。

（1）雙速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)接

一、變極調(diào)速（2）雙速電動(dòng)機(jī)高、低速控制線路凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的線路a）主電路b）控制電路c）凸輪控制器觸點(diǎn)狀態(tài)二、變更轉(zhuǎn)子外串電阻的調(diào)速三、電磁調(diào)速控制電磁轉(zhuǎn)差離合器結(jié)構(gòu)及工作原理a）結(jié)構(gòu)b）原理示意圖

電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)控制線路

三、電磁調(diào)速控制2.6電氣控制系統(tǒng)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)電氣控制系統(tǒng)除了要能滿足生產(chǎn)機(jī)械的加工工藝要求外，還應(yīng)保證設(shè)備長(zhǎng)期安全、可靠、無(wú)故障地運(yùn)行，因此保護(hù)環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分，用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)、電氣控制設(shè)備以及人身安全。

常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、零電壓、欠電壓和過(guò)電壓保護(hù)以及弱磁保護(hù)等。

一、短路保護(hù)

要求一旦發(fā)生短路故障時(shí)，控制電路應(yīng)能迅速地切斷電源。

常用的短路保護(hù)元件有熔斷器和斷路器。熔斷器：價(jià)格便宜，斷弧能力強(qiáng)，但是熔體的品質(zhì)、老化及環(huán)境溫度等因素對(duì)其動(dòng)作值影響很大，用其保護(hù)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可能只有一相熔體燒斷而造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。通常熔斷器比較適用于對(duì)動(dòng)作準(zhǔn)確度和自動(dòng)化程度要求較低的系統(tǒng)中，如小容量的的籠形電動(dòng)機(jī)、一般的普通交流電源等。

低壓斷路器：當(dāng)出現(xiàn)短路時(shí)．其電流線圈動(dòng)作，將整個(gè)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，三相電源便同時(shí)被切斷。斷路器還兼有過(guò)載保護(hù)和欠壓保護(hù)，不過(guò)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴，不宜頻繁操作，廣泛用在要求較高的場(chǎng)合。

若主電動(dòng)機(jī)容量較小，主電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)。若主電動(dòng)機(jī)容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)熔斷器。二、過(guò)電流保護(hù)

電動(dòng)機(jī)不正確地起動(dòng)或負(fù)載轉(zhuǎn)矩劇烈增加會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過(guò)電流運(yùn)行。一般情況下這種過(guò)電流比短路電流小，不超過(guò)6倍額定電流。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)電流的可能性比發(fā)生短路的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉(zhuǎn)起動(dòng)的重復(fù)短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)中更是如此。過(guò)大的沖擊負(fù)載會(huì)使電動(dòng)機(jī)流過(guò)過(guò)大的沖擊電流，以致?lián)p壞電動(dòng)機(jī)；同時(shí)，過(guò)大的電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)使機(jī)械的傳動(dòng)部件受到損壞。因此要瞬時(shí)切斷電源。

電動(dòng)機(jī)過(guò)電流保護(hù)常用過(guò)電流繼電器與接觸器配合起來(lái)實(shí)現(xiàn)。將過(guò)電流繼電器線圈串接在被保護(hù)電路中，其常閉觸頭串接在接觸器線圈電路中，當(dāng)電路電流達(dá)到其整定值時(shí)，過(guò)電流繼電器動(dòng)作，其常閉觸頭斷開(kāi)，使接觸器線圈斷電，接觸器主觸頭斷開(kāi)來(lái)切斷電動(dòng)機(jī)電源。由于籠型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流很大，如果要使起動(dòng)時(shí)過(guò)電流保護(hù)元件不動(dòng)作，其整定值就要大于起動(dòng)電流，那么一般的過(guò)電流就無(wú)法使之動(dòng)作了。所以過(guò)電流保護(hù)常用在直流電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)上。I>I>I>I>三、過(guò)載保護(hù)

所謂過(guò)載是指電動(dòng)機(jī)的電流大于其額定電流值，但在1.5倍額定電流以內(nèi)。引起電動(dòng)機(jī)過(guò)載的原因很多，如負(fù)載的突然增加、三相異步電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行或電源電壓降低等。若電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，其繞組溫升將超過(guò)允許值，造成絕緣材料老化變脆，壽命減少，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電機(jī)損壞。過(guò)載電流越大，達(dá)到允許溫升的時(shí)間就越短。

常用的過(guò)載保護(hù)元件是熱繼電器。

KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1三、過(guò)載保護(hù)

必須強(qiáng)調(diào)指出，短路、過(guò)電流、過(guò)載保護(hù)雖然都是電流保護(hù)，但由于故障電流的動(dòng)作值、保護(hù)特性和保護(hù)要求以及使用元件的不同，它們之間是不能相互取代的。三、過(guò)載保護(hù)

四、零電壓保護(hù)(失壓保護(hù))

為了防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)的保護(hù)叫做零電壓保護(hù)。KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1采用按鈕和接觸器控制的起停電路就具有零電壓保護(hù)作用。因?yàn)楫?dāng)電源電壓消失時(shí)，接觸器就會(huì)自動(dòng)釋放而切斷電動(dòng)機(jī)電源，當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)，由于接觸器自鎖觸頭已斷開(kāi)，不會(huì)自行起動(dòng)。四、零電壓保護(hù)(失壓保護(hù))

如果不是采用按鈕而是用不能自動(dòng)復(fù)位的手動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)控制接觸器，則必須采用專門的零電壓繼電器來(lái)進(jìn)行保護(hù)。工作過(guò)程中一旦失電，零電壓繼電器釋放，其自鎖電路斷開(kāi)，電源電壓恢復(fù)時(shí)，不會(huì)自行起動(dòng)。五、欠電壓保護(hù)

對(duì)于正常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，若電源電壓過(guò)分地降低，將引起一些控制電器的釋放，造成控制電路工作不正常，甚至發(fā)生事故；電源電壓降低后電動(dòng)機(jī)負(fù)載不變，將造成電動(dòng)機(jī)電流增大，引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)；電源電壓降低還會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，甚至停轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)電源電壓降到一定值（60%~80%額定電壓）時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，這種保護(hù)稱為欠電壓保護(hù)。五、欠電壓保護(hù)

采用按鈕和接觸器控制的電路同樣具有欠電壓保護(hù)作用。此外還可采用欠電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。欠電壓繼電器的吸合電壓通常整定為0.6~0.85UN

，釋放電壓通常整定為0.1~0.35UN

。將欠電壓繼電器的線圈直接跨接在定子的兩相電源線上，其常開(kāi)觸頭串接在控制電動(dòng)機(jī)的接觸器線圈電路中，當(dāng)電源電壓低于釋放值時(shí)，欠壓繼電器動(dòng)作使接觸器釋放，接觸器主觸頭短開(kāi)電動(dòng)機(jī)電源實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。

六、過(guò)電壓保護(hù)

電磁鐵、電磁吸盤等大電感負(fù)載及直流繼電器等，在通斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，將使電磁線圈絕緣擊穿而損壞，因此必須采用過(guò)電壓保護(hù)措施。

通常過(guò)電壓保護(hù)是在線圈兩端并聯(lián)一個(gè)電阻、電阻串電容或二極管串電阻，以形成一個(gè)放電回路，實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓的保護(hù)。

七、弱磁保護(hù)

直流電動(dòng)機(jī)必須在磁場(chǎng)有一定強(qiáng)度下才能起動(dòng)，如果磁場(chǎng)太弱，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流就會(huì)很大；若直流電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)磁場(chǎng)突然減弱或消失，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)迅速上升，甚至發(fā)生“飛車”現(xiàn)象。為此，應(yīng)采取弱磁保護(hù)。弱磁保護(hù)是通過(guò)在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路中串入欠電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若勵(lì)磁電流過(guò)小，欠電流繼電器將釋放，其觸頭斷開(kāi)接觸器線圈電路，接觸器線圈斷電釋放，接觸器主觸頭斷開(kāi)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路，電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)電源而停車，實(shí)現(xiàn)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的。

除上述幾種保護(hù)外，控制系統(tǒng)中還可能有其他各種保護(hù)，如超速保護(hù)、行程保護(hù)、油壓（水壓）保護(hù)、溫度保護(hù)等。

只要在控制電路中串接上能反映這些參數(shù)的控制電器的常開(kāi)觸頭或常閉觸頭，就可實(shí)現(xiàn)有關(guān)保護(hù)。

交流電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)類型示意圖

車床的應(yīng)用：是最為廣泛的金屬切削機(jī)床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、定型表面，并可以用鉆頭、鉸刀等進(jìn)行加工。

臥式車床組成：床身、主軸變速箱、尾座進(jìn)給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等。2.7C650型臥式車床電氣控制電路臥式車床的結(jié)構(gòu)示意圖一、車床的主要工作情況

車削加工的主運(yùn)動(dòng)：是主軸通過(guò)卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它承受車削加工時(shí)的主要切削功率。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：是溜扳帶動(dòng)刀架的縱向或橫向直線運(yùn)動(dòng)。

車床的輔助運(yùn)動(dòng)：包括刀架的快速進(jìn)給與快速退回，尾座的移動(dòng)與工件的夾緊與松開(kāi)等。二、C650車床的電氣控制的要求

(1)主軸電動(dòng)機(jī)Ml

完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng),電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)的方式起動(dòng),可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn),并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)整方便,還具有點(diǎn)動(dòng)功能。(2)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2

拖動(dòng)冷卻泵,在加工時(shí)提供切削液,采用直接起動(dòng)停止方式,并且為連續(xù)工作狀態(tài)。(3)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3

可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制起停。單向點(diǎn)動(dòng)、短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、電氣控制電路分析

1、主軸電動(dòng)機(jī)的控制1）主軸正反轉(zhuǎn)控制

KM1、KM2控制主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)KM3主觸點(diǎn)短接反接制動(dòng)電阻R，實(shí)現(xiàn)全壓直接起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)具體實(shí)現(xiàn)由按鈕SB3、SB4和接觸器KM1、KM2組成主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，并由接觸器KM3主觸點(diǎn)短接反接制動(dòng)電阻R，實(shí)現(xiàn)全壓直接起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。2）主軸的點(diǎn)動(dòng)控制

SB2與接觸器KMl控制具體實(shí)現(xiàn)SB2與接觸器KMl控制，并在主軸電動(dòng)機(jī)M1主電路中串入電阻R減壓起動(dòng)和低速運(yùn)轉(zhuǎn)，獲得單方向的低速點(diǎn)動(dòng)，便于對(duì)刀操作。3）主軸電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的停車控制

停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KMl、KM2及反接制動(dòng)接