《電氣控制與PLC原理及應(yīng)用》課件第2章

第2章繼電器—接觸器控制電路的基本環(huán)節(jié)

2.1電氣控制系統(tǒng)圖2.2電路的邏輯表示及邏輯運(yùn)算2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制電路2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制電路2.5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路2.6電液控制電路小結(jié)2.1電氣控制系統(tǒng)圖

電氣控制系統(tǒng)圖包括電氣原理圖、接線圖、電器元件布置圖等。在保證圖面布局緊湊、清晰和使用方便的原則下選擇圖紙幅面尺寸。圖紙分為橫圖和豎圖。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2988.2—86規(guī)定的圖紙幅面尺寸及其代號(hào)見(jiàn)表2-1。應(yīng)優(yōu)先選用A4~A0號(hào)幅面尺寸。需要加長(zhǎng)的圖紙可采A4×5~A3×3的幅面。若上面所列幅面仍不能滿足要求，可按照GB4457.1—84《機(jī)械制圖圖紙幅面及格式》的規(guī)定加大幅面。表2-1電氣圖幅面尺寸及其代號(hào)

為了便于確定各組成部分的位置，可以在各種幅面的圖紙上分區(qū)，分區(qū)的長(zhǎng)度一般介于25～75mm。每個(gè)分區(qū)內(nèi)豎邊方向用大寫拉丁字母，橫邊方向用阿拉伯?dāng)?shù)字分別編號(hào)。編號(hào)的順序應(yīng)從標(biāo)題欄相對(duì)的左上角開(kāi)始。分區(qū)代號(hào)用該區(qū)域的字母和數(shù)字表示，如B3、C5。2.1.1電氣原理圖

電氣原理圖習(xí)慣上稱為電路圖，它是指用圖形符號(hào)和項(xiàng)目代號(hào)表示電路及各個(gè)電器元件連接關(guān)系的圖。通過(guò)原理圖，可詳細(xì)地了解電路、電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的組成和工作原理，并可在測(cè)試和尋找故障時(shí)提供足夠的信息，同時(shí)它也是編制接線圖的重要依據(jù)。

原理圖中的所有電器元件不畫出實(shí)際外形圖，而采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)(參見(jiàn)本書(shū)附錄A)。原理圖注重表示電氣電路各電器元件間的連接關(guān)系，而不考慮其實(shí)際位置，甚至可以將一個(gè)元件分成幾個(gè)部分繪于不同圖紙的不同位置，但必須用相同的文字符號(hào)標(biāo)注。電路圖的繪制規(guī)則由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6988.4給出。圖2-1給出了某設(shè)備電路圖繪制的具體實(shí)例。圖2-1某機(jī)床電控系統(tǒng)電路圖(a)控制電路圖；(b)觸點(diǎn)位置表示一般工廠設(shè)備的電路圖繪制規(guī)則可簡(jiǎn)述如下：1.電路繪制在電路圖中，一般主電路和控制電路分成兩部分畫出。主電路是設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路，它在控制電路的控制下，根據(jù)控制要求由電源向用電設(shè)備供電?？刂齐娐酚山佑|器和繼電器線圈及各種電器的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)組合構(gòu)成。

主電路、控制電路和其他輔助的信號(hào)照明電路、保護(hù)電路一起構(gòu)成電控系統(tǒng)。電路圖中的電路可水平布置或者垂直布置。水平布置時(shí)電源線垂直畫，其他電路水平畫，控制電路中的耗能元件畫在電路的最右端。垂直布置時(shí)，電源線水平畫，其他電路垂直畫，控制電路中的耗能元件畫在電路的最下端。

2.元器件繪制和器件狀態(tài)

電路圖中所有電器元件的可動(dòng)部分通常表示在電器非激勵(lì)或不工作的狀態(tài)和位置，其中常見(jiàn)的器件狀態(tài)有：

(1)繼電器和接觸器的線圈處在非激勵(lì)狀態(tài)。

(2)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置。

(3)零位操作的手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)在零位狀態(tài)，不帶零位的手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)在圖中規(guī)定的狀態(tài)(一般是斷開(kāi))。

(4)機(jī)械操作開(kāi)關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。

(5)保護(hù)類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)，特別情況在圖樣上說(shuō)明。

3.圖區(qū)和觸點(diǎn)位置索引

工程圖樣通常采用分區(qū)的方式建立坐標(biāo)，以便于閱讀與查找。電路圖常采用在圖的下方沿橫坐標(biāo)方向劃分的方式，并用數(shù)字標(biāo)明圖區(qū)，同時(shí)在圖的上方沿橫坐標(biāo)方向劃區(qū)，分別標(biāo)明該區(qū)電路的功能，如圖2-1(a)所示。元件的相關(guān)觸點(diǎn)位置的索引用圖號(hào)、頁(yè)次和區(qū)號(hào)組合表示如下：

當(dāng)某圖號(hào)僅有一頁(yè)圖樣時(shí)，只寫圖號(hào)和圖區(qū)的行、列號(hào)(無(wú)行號(hào)時(shí)，只寫列號(hào))；在只有一個(gè)圖號(hào)多頁(yè)圖樣時(shí)，則圖號(hào)可省略；而當(dāng)元件的相關(guān)觸點(diǎn)只出現(xiàn)在一張圖樣上時(shí)，只標(biāo)出圖區(qū)號(hào)(或列號(hào))。繼電器和接觸器的觸點(diǎn)位置采用附圖的方式表示，附圖可畫在電路圖中相應(yīng)線圈的下方(此時(shí)，可只標(biāo)出觸點(diǎn)的位置索引)，也可畫在電路圖上的其他地方。附圖上的觸點(diǎn)表示方法如圖2-1(b)所示，其中，觸點(diǎn)圖形符號(hào)可省略不畫。

4.電路圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注

電路圖中元器件的數(shù)據(jù)和型號(hào)，一般用小號(hào)字體標(biāo)注在電器代號(hào)的下面，如圖2-1(a)中熱繼電器動(dòng)作電流和整定值的標(biāo)注。電路圖中導(dǎo)線截面積也可如圖2-1(a)那樣標(biāo)注。2.1.2電器元件布置圖電器布置圖中繪出了機(jī)械設(shè)備上所有電氣設(shè)備和電器元件的實(shí)際位置，是機(jī)械電氣控制設(shè)備制造、安裝和維修時(shí)必不可少的技術(shù)文件。布置圖根據(jù)設(shè)備的復(fù)雜程度可集中繪制在一張圖上，控制柜、操作臺(tái)的電器元件布置圖也可以分別繪出。繪制布置圖時(shí)機(jī)械設(shè)備輪廓用虛線畫出，對(duì)于所有可見(jiàn)的和需要表達(dá)清楚的電器元件及設(shè)備，用粗實(shí)線繪出其簡(jiǎn)單的外形輪廓即可。2.1.3電氣接線圖

電氣接線圖主要用于安裝接線、線路檢查、線路維護(hù)和故障處理，它表示在設(shè)備電控系統(tǒng)各單元和各元器件間的接線關(guān)系，并標(biāo)注出所需數(shù)據(jù)，如接線端子號(hào)、連接導(dǎo)線參數(shù)等。實(shí)際應(yīng)用中，接線圖通常與電路圖和位置圖一起使用。圖2-2是根據(jù)圖2-1所示機(jī)床電路圖繪制的接線圖。圖中標(biāo)明了該機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的電源進(jìn)線、用電設(shè)備和各電器元件之間的接線關(guān)系，并用虛線分別框出了電氣柜、操作臺(tái)等接線板上的電氣元件，畫出了虛線框之間的連接關(guān)系，同時(shí)還標(biāo)出了連接導(dǎo)線的根數(shù)、截面積和顏色以及導(dǎo)線保護(hù)外管的直徑和長(zhǎng)度。圖2-2某機(jī)床電控系統(tǒng)接線圖2.2電路的邏輯表示及邏輯運(yùn)算

邏輯代數(shù)又叫布爾代數(shù)或開(kāi)關(guān)代數(shù)。邏輯代數(shù)的變量只有“1”和“0”兩種取值，“0”和“1”分別代表兩種對(duì)立的、非此及彼的概念，如果“1”代表“真”，“0”即為“假”；“1”代表“有”，“0”即為“無(wú)”；“1”代表“高”，“0”即為“低”。在機(jī)械電器控制線路中的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)只有“閉合”和“斷開(kāi)”這兩種截然不同的狀態(tài)；電路中的執(zhí)行元件如繼電器、接觸器、電磁閥的線圈也只有“得電”和“失電”兩種狀態(tài)；在數(shù)字電路中某點(diǎn)的電平只有“高”和“低”兩種狀態(tài)等。因此，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系使得邏輯代數(shù)在50多年前就被用來(lái)描述、分析和設(shè)計(jì)電氣控制線路。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，邏輯代數(shù)已成為分析電路的重要數(shù)學(xué)工具。2.2.1電器元件的邏輯表示

電氣控制系統(tǒng)由開(kāi)關(guān)量構(gòu)成控制時(shí)，電路狀態(tài)與邏輯函數(shù)之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。為將電路狀態(tài)用邏輯函數(shù)式的方式描述出來(lái)，通常對(duì)電器做如下規(guī)定：用KM、KA、SQ等分別表示接觸器、繼電器、行程開(kāi)關(guān)等電器的動(dòng)合(常開(kāi))觸點(diǎn)狀態(tài)；用、、等表示動(dòng)斷(常閉)觸點(diǎn)狀態(tài)。(1)線圈狀態(tài)：KA=1：繼電器線圈處于通電狀態(tài)。KA=0：繼電器線圈處于斷電狀態(tài)。(2)觸點(diǎn)處于激勵(lì)或非工作的原始狀態(tài)：KA：繼電器處于動(dòng)合觸點(diǎn)狀態(tài)。：繼電器處于動(dòng)斷觸點(diǎn)狀態(tài)。SB：按鈕處于動(dòng)合觸點(diǎn)狀態(tài)。：按鈕處于動(dòng)斷觸點(diǎn)狀態(tài)。(3)觸點(diǎn)處于激勵(lì)或工作狀態(tài)：KA：繼電器處于動(dòng)合觸點(diǎn)狀態(tài)。：繼電器處于動(dòng)斷觸點(diǎn)狀態(tài)。SB

：按鈕處于動(dòng)合觸點(diǎn)狀態(tài)。：按鈕處于動(dòng)斷觸點(diǎn)狀態(tài)。2.2.2電路狀態(tài)的邏輯表示電路中觸點(diǎn)的串聯(lián)關(guān)系可用邏輯“與”即邏輯乘(·)的關(guān)系表達(dá)；觸點(diǎn)的并聯(lián)關(guān)系可用邏輯“或”即邏輯加(+)的關(guān)系表達(dá)。圖2-3為一啟動(dòng)控制電路中接觸器KM線圈的啟動(dòng)控制電路，其邏輯函數(shù)式可寫為圖2-3啟動(dòng)控制電路2.2.3電路化簡(jiǎn)的邏輯法

用邏輯函數(shù)表達(dá)的電路可用邏輯代數(shù)的基本定律和運(yùn)算法則進(jìn)行化簡(jiǎn)。圖2-4(a)的邏輯式為化簡(jiǎn)后為

因此，圖2-4(a)化簡(jiǎn)后得到圖2-4(b)所示電路，并且圖2-4(a)電路與圖2-4(b)電路在功能上是等效的。圖2-4兩個(gè)相等的函數(shù)及其等效電路2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制電路

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檎＿\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)程?；\型異步電動(dòng)機(jī)有兩種啟動(dòng)方式，即直接啟動(dòng)和減壓?jiǎn)?dòng)。直接啟動(dòng)也叫全壓?jiǎn)?dòng)。電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流很大，約為額定值的4~7倍，過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)引起供電線路上很大的壓降，

影響線路上其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行，而且，電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，加速線圈老化，縮短電動(dòng)機(jī)的壽命。因而對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī)，一般采用減壓?jiǎn)?dòng)，以減小啟動(dòng)電流。采用何種啟動(dòng)方式，可由經(jīng)驗(yàn)公式判別，若滿足下式即可直接啟動(dòng)：

式中：IST——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流(單位為A)；

IN——電動(dòng)機(jī)額定電流(單位為A)；

SS——電源容量(單位為kVA)；

PN——電動(dòng)機(jī)額定功率(單位為kW)。有時(shí)為了減小和限制啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊，即使允許直接啟動(dòng)，也往往采用減壓?jiǎn)?dòng)。

2.3.1全壓?jiǎn)?dòng)控制電路

對(duì)容量較小，滿足上式給出的條件，并且工作要求簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)，如小型臺(tái)鉆、砂輪機(jī)、冷卻泵的電動(dòng)機(jī)，可用手動(dòng)開(kāi)關(guān)直接接通電源啟動(dòng)，如圖2-5所示的控制電路。圖2-5開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)控制電路一般中小型機(jī)床的主電機(jī)都采用接觸器直接啟動(dòng)，如圖2-6所示的控制電路。接觸器直接啟動(dòng)電路分成主電路和控制電路兩部分。主電路(即動(dòng)力電路)由接觸器的主觸點(diǎn)接通與斷開(kāi)，控制電路由觸點(diǎn)組合，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。具體分析如下：合總開(kāi)關(guān)QS，按下常開(kāi)按鈕SB2，使得接觸器KM線圈得電，其常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，三相電源接通，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行。KM輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)按鈕被短路，暫時(shí)失去控制作用。KM的線圈通電時(shí)其輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，而輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合又維持其線圈通電，這一相互依存的現(xiàn)象稱為“自鎖”或“自保持”。所以松開(kāi)可復(fù)位的按鈕SB2時(shí)，該KM線圈不失電，電動(dòng)機(jī)得以持續(xù)運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)需停止時(shí)，按下常閉按鈕SB1，KM線圈失電，其常開(kāi)主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)均斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)脫離三相電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2-6接觸器直接啟動(dòng)控制電路2.3.2點(diǎn)動(dòng)控制電路機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，即電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作，稱為長(zhǎng)動(dòng)。實(shí)際工作中，除要求電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)外，有時(shí)還需短時(shí)或瞬時(shí)工作，稱為點(diǎn)動(dòng)。比如機(jī)床調(diào)整時(shí)，需主軸稍轉(zhuǎn)一下，如圖2-7(a)所示。當(dāng)按下按鈕SB時(shí)，KM線圈得電，其主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，松開(kāi)SB，按鈕復(fù)位斷開(kāi)，KM線圈斷電，其主觸頭斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止。圖2-7具有點(diǎn)動(dòng)控制的電路長(zhǎng)動(dòng)控制電路中的接觸器線圈得電后能自鎖，而點(diǎn)動(dòng)控制電路卻不能自鎖。當(dāng)機(jī)械設(shè)備要求電動(dòng)機(jī)既能持續(xù)工作，又能方便瞬時(shí)工作時(shí)，電路必須同時(shí)具有長(zhǎng)動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)的控制功能，如圖2-7(b)、(c)所示。圖2-7(b)中，需電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)SA斷開(kāi)，當(dāng)按下按鈕SB時(shí)，線圈KM得電，但由于不能構(gòu)成自鎖，因此能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)功能。需電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作時(shí)，開(kāi)關(guān)SA合上，當(dāng)按下按鈕SB時(shí)，線圈KM得電，其常開(kāi)輔助觸頭閉合，即可形成自鎖，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期工作。圖2-7(c)中，按下按鈕SB2時(shí)，線圈KM得電，其常開(kāi)輔助觸頭閉合，即可形成自鎖，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作。當(dāng)按下按鈕SB3時(shí)，其常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)再閉合，線圈KM得電，其常開(kāi)輔助觸頭閉合，但由于沒(méi)有形成自鎖，因此可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)功能。2.3.3籠形異步電動(dòng)機(jī)Y-△減壓?jiǎn)?dòng)控制電路

減壓?jiǎn)?dòng)是指在啟動(dòng)時(shí)，在電源電壓不變的情況下，通過(guò)某種方法，降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再將電壓恢復(fù)到額定值。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流與電壓成正比，所以降低啟動(dòng)電壓可以減小啟動(dòng)電流。但電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也大為降低，因而減壓?jiǎn)?dòng)只適用于對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高或在空載、輕載下啟動(dòng)的設(shè)備。常用的減壓?jiǎn)?dòng)方式有Y-△(星形—三角形)降壓?jiǎn)?dòng)、串電阻降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)和延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)接成Y連接，繞組電壓降為額定電壓的，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)換接成△連接。由電工知識(shí)可知：I△L=3IYL(分別代表兩種接法時(shí)的線電流)。接成Y連接時(shí)，啟動(dòng)電流僅為△連接時(shí)的1/3，相應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是△連接時(shí)的1/3。因此，Y-△啟動(dòng)僅適用于正常運(yùn)行時(shí)按△連接的電動(dòng)機(jī)的空載或輕載啟動(dòng)。

在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成星形，至啟動(dòng)即將完成時(shí)再換接成三角形。圖2-8是Y-△減壓?jiǎn)?dòng)的控制電路。圖中，主電路由三組接觸器主觸點(diǎn)分別將電動(dòng)機(jī)的定子繞組接成三角形或星形。當(dāng)KM3線圈得電，主觸點(diǎn)閉合時(shí)，繞組接成星形；當(dāng)KM2主觸點(diǎn)閉合時(shí)，接為三角形。KM1用來(lái)接通電源。兩種接線方式的切換需在極短的時(shí)間內(nèi)完成，在控制電路中采用了時(shí)間繼電器，可定時(shí)自動(dòng)切換?？刂齐娐返倪壿嫳磉_(dá)式為由邏輯函數(shù)表達(dá)式可看出各個(gè)線圈通、斷電的控制條件，例如KM1線圈的切斷條件有兩個(gè)，即當(dāng)電動(dòng)機(jī)超載時(shí)熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電路，或者是停車時(shí)按下停車按鈕SB1；接通條件是啟動(dòng)按鈕SB2壓下，或者自鎖觸點(diǎn)KM1閉合。

控制電路的邏輯表達(dá)式用于分析電路的控制條件，電路的工作過(guò)程可通過(guò)電器動(dòng)作順序表來(lái)描述。Y-△減壓?jiǎn)?dòng)控制電路的工作過(guò)程如下：合上開(kāi)關(guān)QS，為啟動(dòng)做準(zhǔn)備；按下啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM1、KM3、KT線圈同時(shí)得電，KM1輔助觸頭閉合形成自鎖；KM1，KM3主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)以星形啟動(dòng)，當(dāng)KT延時(shí)時(shí)間到時(shí)，其常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合，KM3線圈斷電，KM2線圈得電自鎖，KM3主觸頭斷開(kāi)，KM2主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為三角形正常運(yùn)行；當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，KM2常閉輔助觸頭斷開(kāi)，可讓KT線圈斷電，以節(jié)約電能；需電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，按下SB1即可。圖2-8Y-△減壓?jiǎn)?dòng)電路電路圖中常閉觸點(diǎn)KM2和KM3構(gòu)成了互鎖，保證電動(dòng)機(jī)繞組只能連接成一種形式，即星形或三角形，以防止同時(shí)連接成星形或三角形而造成電源短路，使電路可靠工作。2.3.4自耦變壓器(補(bǔ)償器)減壓?jiǎn)?dòng)控制電路

自耦變壓器一次側(cè)電壓、電流和二次側(cè)電壓、電流的關(guān)系為式中，K為自耦變壓器的變壓比。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩正比于電壓的平方，定子每相繞組上的電壓降低到直接啟動(dòng)電壓的1/K，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也將降低為直接啟動(dòng)的1/K2。因此，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小可通過(guò)改變變壓比K得到改變。補(bǔ)償器減壓?jiǎn)?dòng)利用自耦變壓器來(lái)降低啟動(dòng)時(shí)的電壓，以達(dá)到限制啟動(dòng)電流的目的。啟動(dòng)時(shí)，電源電壓加在自耦變壓器的高壓繞組上，電動(dòng)機(jī)的定子繞組與自耦變壓器的低壓繞組連接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，將自耦變壓器切除，電動(dòng)機(jī)直接與電源相接，在正常電壓下運(yùn)行。自耦變壓器減壓?jiǎn)?dòng)分手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種。工廠常采用XJ01系列自動(dòng)補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)減壓?jiǎn)?dòng)的自動(dòng)控制，其控制電路如圖2-9所示。圖2-9自動(dòng)啟動(dòng)的補(bǔ)償器減壓?jiǎn)?dòng)控制電路

控制電路可分為三個(gè)部分：主電路、控制電路和指示燈電路。KM1為自耦變壓器減壓?jiǎn)?dòng)接觸器，KM2為全壓運(yùn)行接觸器，KA為中間繼電器，KT為自動(dòng)切換用時(shí)間繼電器，HL1為正常運(yùn)行指示燈，HL2為減壓?jiǎn)?dòng)指示燈，HL3為電源指示燈。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作過(guò)程如下：當(dāng)電路中變壓器得電時(shí)，電源指示燈HL3亮；按下啟動(dòng)按鈕SB2，KM1及KT線圈得電自鎖，電動(dòng)機(jī)經(jīng)自耦變壓器啟動(dòng)，HL2亮；KT延時(shí)時(shí)間到時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KA線圈得電自鎖，KM1線圈失電，KM2線圈得電，減壓?jiǎn)?dòng)結(jié)束，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行，HL1燈亮。停止時(shí)，按下SB1即可。補(bǔ)償器減壓?jiǎn)?dòng)適用于負(fù)載容量較大，正常運(yùn)行時(shí)定子繞組連接成Y形而不能采用星形—三角形啟動(dòng)方式的籠形異步電動(dòng)機(jī)。但這種啟動(dòng)方式設(shè)備費(fèi)用大，通常用于啟動(dòng)大型的和特殊用途的電動(dòng)機(jī)。2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制電路

2.4.1多地點(diǎn)控制電路在大型機(jī)床設(shè)備中，為了操作方便，常要求能在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行控制。如圖2-10所示，把啟動(dòng)按鈕并聯(lián)起來(lái)，把停止按鈕串聯(lián)起來(lái)，分別裝在兩個(gè)地方，就可實(shí)現(xiàn)兩地操作。圖2-10兩地控制電路圖圖2-11多點(diǎn)控制電路在大型機(jī)床上，當(dāng)要求啟動(dòng)時(shí)，為了保證操作安全，幾個(gè)操作者都發(fā)出主令信號(hào)(按啟動(dòng)按鈕)后，設(shè)備才能工作，見(jiàn)圖2-11。2.4.2多臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟、?？刂齐娐?/p>

在裝有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)機(jī)械上，各電動(dòng)機(jī)所起的作用不同，有時(shí)需要按一定的順序啟動(dòng)才能保證操作過(guò)程的合理和工作的安全可靠。例如，在銑床上就要求先啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)，然后才能啟動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。又如，帶有液壓系統(tǒng)的機(jī)床，一般都要先啟動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)，然后才能啟動(dòng)其他電動(dòng)機(jī)。這些順序關(guān)系反映在控制電路上，稱為順序控制。

圖2-12所示是兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1和M2的順序控制電路。該電路的特點(diǎn)是，電動(dòng)機(jī)M2的控制電路是接在接觸器KM1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)之后。這就保證了只有當(dāng)KM1接通，M1啟動(dòng)后，M2才能啟動(dòng)。如果由于某種原因(如過(guò)載或失壓等)使KM1失電，M1停轉(zhuǎn)，那么M2也立即停止，即M1和M2同時(shí)停止。圖2-12順序控制電路圖2-13所示是其他兩種順序控制電路(主電路未畫出)。圖2-13(a)的特點(diǎn)是，將接觸器KM1的另一常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)在接觸器KM2線圈的控制電路中，同樣保持了圖2-12的順序控制作用；該電路還可實(shí)現(xiàn)M2單獨(dú)停止。圖2-13(b)的特點(diǎn)是，由于在SB12停止按鈕兩端并聯(lián)著一個(gè)KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)，因此只有先使接觸器KM2線圈斷電，即電動(dòng)機(jī)M2停止后，才能按下SB12，斷開(kāi)接觸器KM1線圈電路，使電動(dòng)機(jī)M1停止。圖2-13其他兩種順序控制電路2.4.3三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制電路

生產(chǎn)實(shí)踐中，很多設(shè)備需要兩個(gè)相反的運(yùn)行方向，例如主軸的正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)和后退，起重機(jī)吊鉤的上升和下降等，這樣兩個(gè)相反方向的運(yùn)動(dòng)均可通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們知道，只要將三相電源中的任意兩相交換就可改變電源相序，而電動(dòng)機(jī)就可改變旋轉(zhuǎn)方向。實(shí)際電路構(gòu)成時(shí)，可在主電路中用兩個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)相序接線和反轉(zhuǎn)相序接線，在控制電路中控制正轉(zhuǎn)接觸器線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，或者控制反轉(zhuǎn)接觸器線圈通電，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

1.按鈕控制的電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路圖2-14所示是按鈕控制正、反轉(zhuǎn)的控制電路，其主電路中的接觸器KM1和KM2構(gòu)成正、反轉(zhuǎn)的相序接線。在圖2-14(a)的控制電路中，按下正向啟動(dòng)按鈕SB2，正轉(zhuǎn)控制接觸器KM1線圈的得電動(dòng)作，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)；按下停止按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)；按下反向啟動(dòng)按鈕SB3，反轉(zhuǎn)控制接觸器KM2線圈的得電動(dòng)作，其主觸點(diǎn)閉合，給電動(dòng)機(jī)送入反相序電源，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。圖2-14兩種正、反轉(zhuǎn)控制電路由主電路可知，若KM1與KM2的主觸點(diǎn)同時(shí)閉合，將會(huì)造成電源短路，因此任何時(shí)候，只能允許一個(gè)接觸器通電工作。要實(shí)現(xiàn)這樣的控制要求，通常是在控制電路中將兩接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串接在對(duì)方的工作線圈電路里，如圖2-14(a)中KM1與KM2的動(dòng)斷觸點(diǎn)那樣，這樣可以構(gòu)成互相制約關(guān)系，以保證電路安全正常的工作。這種互相制約的關(guān)系稱為“聯(lián)鎖”，也稱為“互鎖”。

在圖2-14(a)的控制電路中，當(dāng)變換電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，必須先按下停止按鈕，才能實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)行，這樣很不方便。圖2-14(b)的控制電路利用復(fù)合按鈕SB3、SB2，可直接實(shí)現(xiàn)由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的控制(反之亦然)。圈失電，而后另一線圈得電。復(fù)合按鈕具有聯(lián)鎖功能。當(dāng)某一線圈工作時(shí)，按下其回路中的動(dòng)斷觸點(diǎn)，此線此線圈失電，而后另一線圈得電。

2.往復(fù)自動(dòng)循環(huán)控制電路機(jī)械設(shè)備中如機(jī)床的工作臺(tái)、高爐的加料設(shè)備等均需在一定的距離內(nèi)能自動(dòng)往復(fù)不斷循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)。圖2-15所示是機(jī)床工作臺(tái)往返循環(huán)的控制電路。它實(shí)質(zhì)上是用行程開(kāi)關(guān)來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的。組合機(jī)床、銑床等的工作臺(tái)常用這種電路來(lái)實(shí)現(xiàn)往返循環(huán)。圖2-15中，SQ1、SQ2、SQ3、SQ4為行程開(kāi)關(guān)，按要求安裝在床身固定的位置上，反映加工終點(diǎn)與原位(即行程)的長(zhǎng)短。當(dāng)撞塊壓下行程開(kāi)關(guān)時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。即在一定行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)用撞塊壓下行程開(kāi)關(guān)，以代替人工操作按鈕。圖2-15工作臺(tái)往返循環(huán)的控制電路合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下正向啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1得電動(dòng)作并自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)使工作臺(tái)前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)行到SQ2位置時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1線圈失電，電動(dòng)機(jī)脫離電源，同時(shí)，SQ2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使KM2線圈通電，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)后退。當(dāng)撞塊又壓下SQ1時(shí)，使KM2線圈斷電，KM1線圈又得電，電動(dòng)機(jī)又正轉(zhuǎn)使工作臺(tái)前進(jìn)，這樣可一直循環(huán)下去。

SB1為停止接鈕，SB3與SB2為不同方向的復(fù)合啟動(dòng)按鈕。之所以用復(fù)合按鈕，是為了滿足改變工作臺(tái)方向時(shí)，不按停止按鈕便可直接操作的要求。限位開(kāi)關(guān)SQ3與SQ4安裝在極限位置。若由于某種故障使工作臺(tái)到達(dá)SQ1(或SQ2)位置時(shí)未能切斷KM2(或KM1)，則工作臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)到極限位置，壓下SQ3(或SQ4)，此時(shí)可最終把控制電路斷開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)停止，避免工作臺(tái)由于越出允許位置所導(dǎo)致的事故。因此，SQ3、SQ4起極限位置保護(hù)作用。

上述這種用行程開(kāi)關(guān)按照機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位置或機(jī)件的位置變化所進(jìn)行的控制，稱為按行程原則的自動(dòng)控制，或稱行程控制。行程控制是機(jī)床和機(jī)床自動(dòng)線應(yīng)用最為廣泛的控制方式之一。2.4.4雙速異步電動(dòng)機(jī)的控制電路

實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)機(jī)械設(shè)備常有多種速度輸出的要求。通常，采用單速電動(dòng)機(jī)時(shí)，需配有機(jī)械變速系統(tǒng)以滿足變速要求。當(dāng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸受到限制或要求速度連續(xù)可調(diào)時(shí)，常采用多速電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)調(diào)速。由于晶閘管技術(shù)的發(fā)展，對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速已得到了廣泛的應(yīng)用，但由于其控制電路復(fù)雜、造價(jià)高，因此普通中小型設(shè)備使用較少。實(shí)際中應(yīng)用較多的還是雙速交流電動(dòng)機(jī)。

由電工學(xué)可知，n=60f1(1-s)/p為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)有關(guān)，改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)即可改變其轉(zhuǎn)速。采用改變磁極對(duì)數(shù)的變速方法一般可適用籠型異步電動(dòng)機(jī)。本節(jié)分析雙速電動(dòng)機(jī)及其控制電路。

1.電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)的產(chǎn)生與變化籠型異步電動(dòng)機(jī)有兩種改變磁極對(duì)數(shù)的方法：第一種是改變定子繞組的連接，即改變定子繞組中電流流動(dòng)的方向，形成不同的磁極對(duì)數(shù)；第二種是在定子繞組上設(shè)置具有不同磁極對(duì)數(shù)的兩套互相獨(dú)立的繞組。當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)需要較多級(jí)數(shù)的速度輸出時(shí)，也可兩種方法同時(shí)采用。雙速電動(dòng)機(jī)的定子繞組由兩個(gè)線圈連接而成，線圈之間有導(dǎo)線引出，如圖2-16所示。圖2-16雙速電動(dòng)機(jī)的定子繞組接線(a)三角形；(b)星形；(c)雙星形；(d)四極接線電流圖；(e)二極接線電流圖常見(jiàn)的定子繞組接線有兩種：一種是由單星形改為雙星形，即將圖2-16(b)的連接方式換成圖2-16(c)的連接方式；另一種是由三角形改為雙星形，即由圖2-16(a)的連接方式換成圖2-16(c)的連接方式。當(dāng)每相定子繞組的兩個(gè)線圈串聯(lián)后接入三相電源時(shí)，電流流動(dòng)方向及電流分布如圖2-16(d)所示，即形成四極速運(yùn)行。當(dāng)每相定子繞組的兩個(gè)線圈并聯(lián)時(shí)，由中間導(dǎo)線端子接入三相電源，其他兩端匯集一點(diǎn)構(gòu)成雙星形連接，電流流動(dòng)方向及電流分布如圖2-16(e)所示，此時(shí)形成二極速高速運(yùn)行。這兩種接線方式的變換可使磁極數(shù)減少一半，使其定子同步轉(zhuǎn)速增加一倍，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速約增加一倍。單星形—雙星形的切換適用于拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載；三角形—雙星形的切換適用于拖動(dòng)恒功率性質(zhì)的負(fù)載。2.雙速電動(dòng)機(jī)控制電路圖2-17是雙速電動(dòng)機(jī)三角形—雙星形變換控制電路圖。圖中，主電路接觸器KM1的主觸點(diǎn)閉合，構(gòu)成三角形連接；KM2和KM3的主觸點(diǎn)閉合構(gòu)成雙星形連接。必須指出，當(dāng)改變定子繞組接線時(shí)，必須同時(shí)改變定子繞組的相序，即對(duì)調(diào)任意兩相繞組出線端，以保證調(diào)速前后電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變?？刂齐娐酚腥N，分別對(duì)應(yīng)圖2-17的(a)、(b)和(c)。圖2-17(a)控制電路由復(fù)合按鈕SB2接通接觸器KM1的線圈電路，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行。SB3接通KM2和KM3的線圈電路，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行。為防止兩種接線方式同時(shí)存在，KM1和KM2的動(dòng)斷觸點(diǎn)在控制電路中構(gòu)成互鎖。具體分析如下：按下低速啟動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)為三角形接法啟動(dòng)并進(jìn)入低速運(yùn)行。需高速運(yùn)行時(shí)，按下SB3按鈕，KM1線圈失電，常閉輔助觸點(diǎn)復(fù)位，KM2和KM3線圈同時(shí)得電并自鎖，其主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)轉(zhuǎn)為雙星形高速運(yùn)行。停止時(shí)按下常閉按鈕SB1即可。圖2-17(b)控制電路采用選擇開(kāi)關(guān)SA，選擇接通KM1的線圈電路或KM2、KM3的線圈電路，即選擇低速運(yùn)行或者高速運(yùn)行。圖2-17(a)和圖2-17(b)控制電路用于小功率電動(dòng)機(jī)，圖2-17(c)控制電路用于較大功率電動(dòng)機(jī)，選擇開(kāi)關(guān)SA用來(lái)選擇低速運(yùn)行或高速運(yùn)行。SA位于“1”的位置(選擇低速運(yùn)行)時(shí)，接通KM1線圈電路，直接啟動(dòng)低速運(yùn)行；SA位于“2”的位置(選擇高速運(yùn)行)時(shí)，首先接通KM1線圈電路低速啟動(dòng)，然后由時(shí)間繼電器KT切斷KM1的線圈電路，同時(shí)接通KM2和KM3的線圈電路，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速自動(dòng)由低速切換到高速。詳細(xì)工作過(guò)程如下：

預(yù)先選擇開(kāi)關(guān)SA，低速時(shí)置“1”(工作過(guò)程略)，高速時(shí)置“2”，KT線圈得電，常開(kāi)瞬動(dòng)觸點(diǎn)合上，KM1線圈得電，電機(jī)啟動(dòng)并進(jìn)入低速運(yùn)行。當(dāng)KT延時(shí)時(shí)間到時(shí)，其常閉延時(shí)觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1線圈失電，KT常開(kāi)延時(shí)觸點(diǎn)合上，KM2和KM3線圈得電，電機(jī)轉(zhuǎn)為雙星形高速運(yùn)行。圖2-17雙速電動(dòng)機(jī)三角形—雙星形變速控制電路2.5三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路

許多機(jī)床，如萬(wàn)能銑床、臥式鏜床、組合機(jī)床等都要求迅速停車和準(zhǔn)確定位。這就要求對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行立即停車。制動(dòng)停車的方式有兩大類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)采用機(jī)械抱閘或液壓裝置制動(dòng)，電氣制動(dòng)實(shí)際上是利用電氣方法使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與原來(lái)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)制動(dòng)。2.5.1電磁式機(jī)械制動(dòng)控制電路在電機(jī)被切斷電源以后，利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為機(jī)械制動(dòng)。應(yīng)用較普遍的機(jī)械制動(dòng)裝置有電磁抱閘和電磁離合器兩種。這兩種裝置的制動(dòng)原理基本相同，下面以電磁抱閘為例來(lái)說(shuō)明機(jī)械制動(dòng)的原理。

1．電磁抱閘的結(jié)構(gòu)電磁抱閘主要包括兩部分：制動(dòng)電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器。制動(dòng)電磁鐵由鐵芯、銜鐵和線圈三部分組成。閘瓦制動(dòng)器由閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等部分組成。閘輪與電動(dòng)機(jī)裝在同一根軸上。

2.機(jī)械制動(dòng)控制電路機(jī)械制動(dòng)控制電路有斷電制動(dòng)和通電制動(dòng)兩種。

(1)斷電制動(dòng)控制電路。在電梯、起重機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)等一類升降機(jī)械上，采用的制動(dòng)閘平時(shí)處于“抱住”的制動(dòng)裝置，其控制電路見(jiàn)圖2-18。其工作原理為：合上電源開(kāi)關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB1，其接觸器KM通電吸合，電磁抱閘線圈YA通電，使抱閘的閘瓦與閘輪分開(kāi)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB2，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)的電源被切斷。同時(shí)，電磁抱閘線圈YA也斷電，在彈簧的作用下，閘瓦與閘輪緊緊抱住，電動(dòng)機(jī)迅速制動(dòng)。這種制動(dòng)方法不會(huì)因中途斷電或電氣故障而造成事故，比較安全可靠。但缺點(diǎn)是電源切斷后，電動(dòng)機(jī)軸就被制動(dòng)剎住不能轉(zhuǎn)動(dòng)，不便調(diào)整，而有些機(jī)械(如機(jī)床等)，有時(shí)還要用人工將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)應(yīng)采用通電制動(dòng)控制電路。圖2-18電磁抱閘斷電制動(dòng)控制電路

(2)通電制動(dòng)控制電路。像機(jī)床這類經(jīng)常需要調(diào)整加工工件位置的機(jī)械設(shè)備，一般采用制動(dòng)閘平時(shí)處于“松開(kāi)”狀態(tài)的制動(dòng)裝置。圖2-19為電磁抱閘通電制動(dòng)控制電路，該控制電路與斷電制動(dòng)型不同，制動(dòng)的結(jié)構(gòu)也不同。其工作原理為：在主電路有電流流過(guò)時(shí)，電磁抱閘沒(méi)有電壓，這時(shí)抱閘與閘輪松開(kāi)；按下停止按鈕SB2時(shí)，主電路斷電，通過(guò)復(fù)合按鈕SB2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使KM2線圈通電，電磁抱閘YA的線圈通電，抱閘與閘輪抱緊進(jìn)行制動(dòng)；當(dāng)松開(kāi)按鈕SB2時(shí)，電磁抱閘YA線圈斷電，抱閘又松開(kāi)。這種制動(dòng)方法在電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的常態(tài)下，電磁抱閘線圈無(wú)電流，抱閘與閘輪也處于松開(kāi)狀態(tài)。這樣，如用于機(jī)床，在電動(dòng)機(jī)未通電時(shí)，可以用手扳動(dòng)主軸以調(diào)整和對(duì)刀。圖2-19電磁抱閘通電制動(dòng)控制電路2.5.2電氣制動(dòng)控制電路

1.能耗制動(dòng)控制電路能耗制動(dòng)是指在三相電動(dòng)機(jī)停車切斷三相電源后，將一直流電源接入定子繞組，產(chǎn)生一個(gè)靜止磁場(chǎng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)沿原來(lái)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子在靜止的磁場(chǎng)中切割磁力線，產(chǎn)生一個(gè)與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)轉(zhuǎn)子起制動(dòng)作用，制動(dòng)結(jié)束后切除直流電源。圖2-20是實(shí)現(xiàn)上述控制過(guò)程的控制電路。圖中，接觸器KM1的主觸點(diǎn)閉合后接通三相電源。由變壓器和整流元件構(gòu)成的整流裝置提供直流電源，KM2接通時(shí)將直流電源接入電動(dòng)機(jī)定子繞組。圖2-20(a)與圖2-20(b)分別是用復(fù)合按鈕和用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)的控制電路。圖2-20能耗制動(dòng)控制電路(a)采用復(fù)合按鈕；(b)采用時(shí)間繼電器在圖2-20(a)控制電路中，當(dāng)復(fù)合按鈕SB1按下時(shí)，其動(dòng)斷觸點(diǎn)切斷接觸器KM1的線圈電路，同時(shí)其動(dòng)合觸點(diǎn)將KM2的線圈電路接通，接觸器KM1和KM2的主觸點(diǎn)在主電路中斷開(kāi)三相電源，接入直流電源進(jìn)行制動(dòng)，松開(kāi)SB1，KM2線圈斷電，制動(dòng)停止。由于采用的是復(fù)合按鈕控制，因此制動(dòng)過(guò)程中按鈕必須始終處于壓下?tīng)顟B(tài)，這樣操作很不方便。圖2-20(b)采用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，當(dāng)復(fù)合按鈕SB1壓下時(shí)，KM1線圈失電，KM2和KT的線圈得電并自鎖，電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)，松開(kāi)SB1復(fù)位，制動(dòng)結(jié)束后，由時(shí)間繼電器KT的延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)KM2線圈電路。能耗制動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小與靜止磁場(chǎng)的強(qiáng)弱及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n有關(guān)。在同樣的轉(zhuǎn)速下，直流電流大，磁場(chǎng)強(qiáng)，制動(dòng)作用就強(qiáng)。一般接入的直流電流為電動(dòng)機(jī)空載電流的3~5倍，過(guò)大會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)的定子繞組。該電路采用在直流電源回路中串接可調(diào)電阻的方法，來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)電流的大小。能耗制動(dòng)時(shí)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電動(dòng)機(jī)慣性轉(zhuǎn)速的下降而減小，因而制動(dòng)平穩(wěn)。這種制動(dòng)方法將轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子的制動(dòng)上，所以稱為能耗制動(dòng)。

2.反接制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中三相電源相序，產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的反向轉(zhuǎn)矩來(lái)進(jìn)行制動(dòng)的。當(dāng)進(jìn)行反接制動(dòng)時(shí)，首先將三相電源相序切換，然后在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，將電源及時(shí)切除。當(dāng)三相電源不能及時(shí)切除時(shí)，電動(dòng)機(jī)將會(huì)反向升速，發(fā)生事故。其控制電路采用速度繼電器來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)的零速點(diǎn)，并及時(shí)切斷三相電源。速度繼電器的轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)的軸相連，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合；當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷接觸器的線圈電路。圖2-21為反接制動(dòng)控制電路。圖中主電路由接觸器KM1和KM2兩組主觸點(diǎn)構(gòu)成不同相序的接線，因電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)電流很大，所以在制動(dòng)電路中串接有電阻，以限制制動(dòng)電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，KM1通電吸合，KS的一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)做好準(zhǔn)備。停車并制動(dòng)時(shí)，按下控制電路中的復(fù)合按鈕SB1，KM1線圈失電，KM2

線圈由于KS的動(dòng)合觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)下仍然閉合而通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近120r/min時(shí)，KS的動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM2的線圈失電，制動(dòng)結(jié)束。圖2-21反接制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩是反向轉(zhuǎn)矩，因此其制動(dòng)力矩大，制動(dòng)效果顯著，但在制動(dòng)時(shí)有沖擊，制動(dòng)不平穩(wěn)，且能量消耗大。要注意的是，能耗制動(dòng)與反接制動(dòng)相比，其制動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確、能量消耗少，但制動(dòng)力矩較弱，特別在低速時(shí)制動(dòng)效果差，并且還需提供直流電源。在實(shí)際使用中，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的工作要求選用合適的制動(dòng)方法。2.6電液控制電路

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)電動(dòng)機(jī)容易提供較大的驅(qū)動(dòng)力，并且運(yùn)動(dòng)傳遞平穩(wěn)、均勻、可靠、控制方便。當(dāng)液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組合構(gòu)成電液控制系統(tǒng)時(shí)，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電液控制被廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化設(shè)備上。電液控制通過(guò)電氣控制系統(tǒng)控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，按給定的工作運(yùn)動(dòng)要求完成動(dòng)作。

1.液壓系統(tǒng)組成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成：

(1)動(dòng)力裝置(液壓泵及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī))；

(2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸或液壓馬達(dá))；

(3)控制調(diào)節(jié)裝置(壓力閥、調(diào)速閥、換向閥等)；

(4)輔助裝置(油箱、油管等)。

液壓泵由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為系統(tǒng)提供壓力油，推動(dòng)執(zhí)行件壓力缸活塞移動(dòng)或者使液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出動(dòng)力。在控制調(diào)節(jié)裝置中，壓力閥和調(diào)速閥用于調(diào)定系統(tǒng)的壓力和執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)速度。方向閥用于控制液流的方向或接通、斷開(kāi)油路，控制執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)方向，構(gòu)成液壓系統(tǒng)工作的不同狀態(tài)，從而滿足各種運(yùn)動(dòng)的要求。液壓系統(tǒng)工作時(shí)，壓力閥和調(diào)速閥的工作狀態(tài)是預(yù)先設(shè)定的不變值，只有方向閥可根據(jù)工作循環(huán)的運(yùn)動(dòng)要求變換工作狀態(tài)，形成各工步液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，完成不同的運(yùn)動(dòng)輸出。因此對(duì)液壓系統(tǒng)工作自動(dòng)循環(huán)的控制，就是對(duì)方向閥工作狀態(tài)的控制。換向閥因其閥結(jié)構(gòu)的不同而有不同的操作方式，可用機(jī)械、液壓和電動(dòng)方式改變閥的工作狀態(tài)，從而改變液流方向或接通、斷開(kāi)油路。電液控制采用電磁鐵吸合推動(dòng)閥心移動(dòng)，來(lái)改變閥的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)控制。

2.電磁換向閥由電磁鐵推動(dòng)改變工作狀態(tài)的閥稱為電磁換向閥，其圖形符號(hào)見(jiàn)圖2-22。電磁換向閥的工作原理在液壓傳動(dòng)課程中已講述。從圖2-22(a)可知兩位閥的工作狀態(tài)，當(dāng)電磁閥線圈通電時(shí)，換向閥位于不通油狀態(tài)，線圈失電時(shí)，在彈簧力的作用下，換向閥復(fù)位于通油狀態(tài)，電磁閥線圈的通、斷電控制了油路的切換。圖2-22(d)為三位閥，閥上裝有兩個(gè)線圈，分別控制閥的兩種通油狀態(tài)，當(dāng)兩電磁閥線圈都不通電時(shí)，換向閥處于中間位的通油狀態(tài)。需要注意的是，兩個(gè)電磁閥線圈不能同時(shí)得電，以免閥的狀態(tài)不確定。圖2-22電磁換向閥的圖形符號(hào)(a)二位二通閥；(b)二位三通閥；(c)二位四通閥；(d)三位四通閥電磁換向閥有兩種，即交流電磁換向閥和直流電磁換向閥(這是由電磁閥線圈所用的電源種類確定的)，實(shí)際使用中要根據(jù)控制系統(tǒng)和設(shè)備需要而定。電液控制系統(tǒng)中，控制電路根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作要求，控制電磁換向閥線圈的通、斷電，以實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)輸出。

3.液壓系統(tǒng)工作自動(dòng)循環(huán)控制電路舉例液壓動(dòng)力滑臺(tái)工作自動(dòng)循環(huán)控制是一種典型的電液控制。下面將其作為例子，分析液壓系統(tǒng)工作自動(dòng)循環(huán)的控制電路。液壓動(dòng)力滑臺(tái)是機(jī)床加工工件時(shí)完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件，它由液