5.1.1定子绕组串电阻降压启动控制电路
三相异步电动机降压启动控制电路
的。时间继电器也是机床中的常用电器之一， 是控制线路中的延时元件
时间继电器
继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有 输出信号的继电器 称为时间继电器。
对于时间继电器而言，当电磁线圈通电或断电 后，经一段时间，延时触头状态才发生变化，即 延时触头才动作。
时间继电器的分类：空气式、电动式、晶体 管式等几大类
降压起动的方法
• 对于空载起动的三相笼型异步电动机常 采用降低电动机定子绕组电压的方法来 减少起动电流，
• 常用的方法有：
•
定子绕组串电阻降压起动
•
星-三角降压起动
•
定子绕组串自耦变压器降压起动
• 空载起动的三相绕线式异步电动机常采 用
• 转子绕组串电阻
• 转子绕组串频敏变阻器降压起动等
一、定子绕组串电阻降压启动控制
直流电磁式时间继电器
2.双金属片时间继电器 由于热惯性的原因，双金属片在受热后会慢慢弯曲，那
么安装在其上的触点的动作就有延时的特性。双金属片时间 继电器就是利用这个原理工作的，其延时时间在1min 以内。
时间继电器
• 常用的时间继电器外观如图2-1所示。
a）
b）
c）
d）
图2-1 时间继电器
a）JS7系列 b）JS11系列 c）JSZ3系列 d）JS14A
JS7-A 系列空气阻尼时间继电器
1．通电延时时间继电器
通电延时时间继电器的结构
当线圈1通电时，衔铁3被吸引，推板5使微动开关16立即 动作；而微动开关15还没有动作。推板5与活塞杆6之间有一段 距离，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下向上移动。在活塞12的表 面固定有一层橡皮膜10。因此当活塞带动橡皮膜向上移动时， 空气室11容积扩张，形成局部真空，这样橡皮膜的上、下表面 就有一定的压力差，正是这个压力差导致活塞12不能迅速上移。 当有空气从进气口14进入时，活塞才逐渐上移，而且移动的速 度取决于进气口的开口大小。移动到最后位置时，杠杆7使微 动开关15动作。
5.1.1 定子绕组串电阻降压启动控制电路
2
启动功率为 P=Ie2R=522×27.2=73548.8（W）≈73.55（kW）
《机床电气控制系统运行与维护》
1．试述三相异步电动机采用降压启动的原因及实现降压启动的方法。
时间继电器KT 均释放停止工作。这样大大提高了线路工作的可靠性
，也减少了耗电量，提高元器件的使用寿命。
串电阻降压启动仅仅适用于启动转矩要求不高的生产机械，即 电动机轻载或空载的场合。
《机床电气控制系统运行与维护》
串电阻降压启动时，加在定子绕组上的电压为直接启动时 的0.5～0.8倍，相应的电动机的降压启动转矩也只有额定转矩 的0.25～0.64倍，所以串电阻降压启动仅仅适用于启动转矩要 求不高的生产机械，即电动机轻载或空载的场合。
《机床电气控制系统运行与维护》
三、启动电阻的选择
启动电阻的选择可用下式近似估算：
220 R Ie ( Iq
' Iq
) 2 1()
式中，I q 为电动机直接启动时的启动电流，单位为A； I q ’ 为电动机降压启动时的启动电流，单位为A； Ie 为电动机的额定电流，单位为A；
由于启动时间持续较短，启动电阻的功率可取计算值的 30 % 。
《机床电气控制系统运行与维护》
由于启动时间持续较短，启动电阻也仅在启动时的 一瞬间短暂工作，所以实际选用的电阻功率取计算值的 30%即可。
《机床电气控制系统运行与维护》
【例5-1】 一台三相异步电动机，功率为28kW，Iq / Iq' =6.5， 额定电流为52A，应串接多大的启动电阻，启动功率是多少？ 解：启动电阻为
（一）按钮接触器控制串电阻降压启动
降压起动控制电路
精品课件
时间继电器
时间控制通常是利用时间继电器来实现的。 从得到动作信号起至触头动作或输出电路产生跳跃式改变有一 定延时时间，该延时时间又符合其准确度要求的继电器称为时间继 电器。 常用的时间继电器主要有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体 管式等。
精品课件
图3‐1 JZ7—A系列空气阻尼式时间继电器的外形和结构 a) 外形 b) 结构
1）电磁系统 由线圈、铁心和衔铁组成。 2）触头系统 包括两对瞬时触头（一常开、一常闭）和两对延时触头 （一常开、一常闭），瞬时触头和延时触头分别是两个微动开关的触头。 3）空气室 空气室为一空腔，由橡皮膜、活塞等组成。橡皮膜可随空 气的增减而移动，顶部的调节螺钉可调节延时时间。
精品课件
a)
b)
图3‐4 JS20系列时间继电器的外形与接线
精品课件
1结构及工作原理
出气孔 橡皮膜
通电延时型空气式时间继电器
进气孔 调节螺钉
微动开关2
释放弹簧 恢复弹簧
动铁心
静铁心
活塞
线 圈
精品课件
杠杆 微动开关1
1结构及工作原理 时间继电器线圈通电后
出气孔
进气孔 调节螺钉
橡皮膜
释放弹簧
活塞
恢复弹簧 动铁心
杠杆
静铁心
i
精品课件
瞬时动作的触点
1结构及工作原理
图23-5 串电阻降压启动手动控 制电路
精品课件
三相异步电动机降压启动控制线路
1．串电阻降压启动的工作原理 图23-5为三相异步电动机定子绕组串电阻降压启动的手动
切换控制电路。启动时，在电动机定子绕组中串入降压电阻R，
当电动机转速达到一定数值时，切除串入的电阻，实现降压 启动，额定运行。这。
三相电机降压启动
3.2 学习指导3.2.1 三相笼型异步电动机降压启动控制三相笼型异步电动机采用全压启动，控制电路简单，但当电动机容量较大，不允许采 用全压直接启动时，应采用降压启动。
所谓降压启动是利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动， 待电动机启动运转后，再使电压恢复到额定值正常运行。
降压启动适用于空载或轻载下启动。
三相笼型异步电动机常用的降压启动方法有： 定子绕组串电阻或者电抗器降压启动、Y- Δ降压起动、自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动等。
下面讨论几种常用的降压启动 控制电路。
1.定子绕组串电阻降压启动电动机启动时在定子绕组中串接电阻，使定子绕组的电压降低，限制了启动电流。
在电 动机转速接近额定转速时，再将串接电阻短接，使电动机在额定电压下正常运转。
线路工作原理如下：合上电源开关 QS。
2.YΔ降压起动对于正常运行时定子绕组接成三角形的三相笼形电动机，可采用 Y-Δ降压启动方法达 到限制启动电流的目的。
在启动时，先将电动机的定子绕组接成星形，使电动机每相绕组承受的电压为电源的相 电压；当转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线方式改接成三角形，电动机就进 入全电压正常运行状态。
线路工作原理如下：合上电源开关 QS。
3.自耦变压器降压启动降压原理： 起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，运行时电动机定子绕组接三相 交流电源，并将自耦变压器从电网切除。
主电路：起动时，KM1 主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2 主触点闭合， 电动机接三相交流电源，KM1主触点断开，自耦变压器被切除。
控制电路：起动过程分析按动 SB2－>KM1 线圈通电自锁－>电动机 M 自耦补偿起动；－>KT 线圈通电延时-->KA 线圈通电自锁－>KM1、KT 线圈断电-->KM2 线圈通电－> 电动机 M 全压运行。
4.延边三角形降压起动（1）延边绕组示意图说明：绕组连接 67、48、59构成延边三角形接法，绕组连接 16、24、35 为△接法。
电气控制与PLC参考答案(1)
参考答案一．填空题1.接触器是一种典型的电磁式电器，电磁式电器由三部分组成电磁系统、触头系统和灭弧装置。
2.根据图式填空（a）时间继电器的线圈一般符号e 是延时断开常闭触点f 是延时断开常开触点h 是瞬动触点3.电动机的正反转控制电路的互锁环节，为方便和安全兼顾，常使用复合按钮实现正反转的切换，安全的电气互锁则是串联对方常闭触点实现。
4.常见的减压起动控制电路有ㄚ-△减压起动；和定子绕组串接电阻减压起动。
3.自耦变压器减压起动；4．延边三角形减压起动。
5.PLC的编程语言有梯形图语言、指令表语言、状态转移图语言。
6．S7-200系列PLC的数据存储区分两大部分，是数据目标与数据存储。
7．S7-200型PLC的定时器包括TON 、TOF 、TONR 三种类型。
8. S7-200系列PLC的Q0.0 与Q0.1 两个输出端子,除正常使用外，还可利用PLC的高速输出功能产生PTO与PWM输出。
9. 定时器预设值PT采用的寻址方式为字寻址10. 在PLC运行的第一个扫描周期为ON的特殊存储器位是SM0.1 。
11．定时器的两个变量是当前值和位值。
12.PLC中输入接口电路的类型有直流和交流两种。
13. 正跳变指令的梯形图格式为。
14. 字节寻址的格式由存储器标识符、数据大小、起始字节地址组成。
15. 位寻址的格式由存储器标识符、字节地址、分隔符及位号四部分组成。
16. 顺序控制继电器指令包括SCR 、SCRT 和SCRE 三个指令。
17. PLC运行时总是ON的特殊存储器位是SM0.0 。
二．选择题1．下列那项属于双字寻址（D ）。
A．QW1 B．V10 C．IB0 D．MD282. SM是哪个存储器的标识符。
（D ）A．高速计数器B．累加器C．内部辅助寄存器D．特殊辅助寄存器3. 在PLC运行时，总为ON的特殊存储器位是（C ）A SM1.0B SM0.1C SM0.0D SM1.14．定时器预设值PT采用的寻址方式为（B ）A.位寻址B.字寻址C.字节寻址D.双字寻址5. 世界上第一台PLC生产于（C）A．1968年德国B．1967年日本C．1969年美国D．1970年法国6. 下列那项属于字节寻址（A ）。
电动机降压起动控制线路
R1被切除后，转子电流重新增大，电动机转速继续升高，转子 电流又减小，当减小至KA2的释放电流时，KA2释放，KA2的常 闭触头复位，KM2线圈得电主触头闭合，第二级电阻R2被切除 ，同理，切除第三级电阻，全部电阻被切除，电动机启动完毕， 进入正常运行状态。
KM3 R3 KM2 R2 KM1 R1
主电路
KM1 SB2
KM2 SB3
KM3
SB4
短接电阻
接触器
KM KM1KM2KM3
控制电路
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
一、转子绕组串电阻启动控制线路
L1 L2 L3
2.时间原则控制 QS
FU2
➢电气原理图：
KT1：控制KM1 KT2：控制KM2 KT3：控制KM3
3.电流原则控制 QS
FU2
➢工作原理：
FU1
KM
KT1、KT2、KT3 分别控制三个接触 FR
器KM1、KM2、
M
KM3按顺序依次吸 3～
合，自动切除转子
KM3
绕组中的三级电阻
R3 KM2
R2
KM1 R1
主电路
FR
SB2
SB1 KM
KM
KM1 KM2 KM3
KT1
KT2
KT3
KM3
KM1 KM2
KM3
起动完毕后，起动电阻减小到零，转子绕组被 短接，电动机在额定状态下运行。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
一、转子绕组串电阻启动控制线路
1.按钮操作控制电源
1定子绕组串电阻降压启动控制线路安装
施教日期2019 年10 月28 日星期一浙江信息工程学校教案纸（2）浙江信息工程学校教案纸（3）步骤教学内容及过程备注告知实训要求串电阻降压启动控制工作原理？安装时注意的事项？5分钟理论知识讲解启动时加在电动机定子绕组上的电压为电动机的额定电压，属于全压启动，也称直接启动。
直接启动的优点是所用电气设备少，线路简单，维修量较小。
但直接启动时的启动电流较大，一般为额定电流的4~7倍。
直接启动不仅会减小电动机本身的启动转矩，而且会影响同一供电线路中其他电气设备的正常工作。
因此，较大容量的电动机启动时，需要采用降压启动的方法。
通常规定：电源容量在180KV.A以上，电动机容量在7KW以下的三相异步电动机可采用直接启动。
概念：降压启动是指利用启动设备将电压适当降低后，加到电动机定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，在使其电压恢复到额定电压正常运转。
通过生产实例导出新课内容：定子绕组串接电阻启动控制电路分类：手动控制线路时间继电器自动控制线路画出线路的原理进行讲解，请学生回答应学生观察并思考得出结果时间继电器控制线路在实际应用中，常采用时间继电器来自动完成短接电阻的要求，实现自动控制。
线路工作原理图如下：按下启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1自锁触头吸合电动机串电阻启动，KM1常开触头闭合KT线圈得电，KT延时闭合瞬时断开触点延时闭合，等到设定时间，KT延时闭合触点吸合，KM2线圈得电，KM2主触头吸合切断电阻全压启动。
缺点：减小了电动机的启动转矩，同时启动时在电阻上功率消耗也较大。
如果启动频繁，则电阻的温度很高，对于精密的机床会产生一定的影响，因此，目前这种降压启动的方法，在生产实际中的应用在逐步减少。
练习：1、电动机容量在的三相异步电动机可采用直接启动。
2、电阻在电路中的作用是。
控制线路的安装1、分发网格板2、布置本次实训任务：1、根据图所示的线路原理图，选择合适的元器件，在网格板上进行电路的装接，并对电路进行功能测试与分2 具体要求讲解，在线路中的作用及线路的工作原理进行重点讲解与慢速讲解30分钟5分钟难点内容重点讲解组织实训活动2.1元器件选择与电路装接1）根据电路原理图选择需要的元器件，并填写表1元器件参数记录表。
电气控制电路PLC基本控制环节基础知识讲解
电气控制电路基本控制环节基础知识 讲解
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路：由各种有触点的接触器、继电器、按钮、 行程开关等按不同连接方式组合而成的。
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路： 电气控制线路的作用：实现对电力拖动系统的启动、正反转、
制动、调速和保护，满足生产工艺要 求，实现生产过程自动化。
一、单向旋转控制
4．连续与点动混合控制 ✓开关切换
点动控制：SA断开
L1 L2 L3
Q
FU1
KM FR
M 3～
主电路
FU2 FR
SB2 KM
SB1 SA
KM
控制电路
一、单向旋转控制
4．连续与点动混合控制 ✓开关切换
点动控制：SA断开 连续控制：SA闭合
L1 L2 L3
Q
FU1
KM FR
M 3～
主电路
原则： ✓外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置尽可能
符合电器实际情况。 ✓各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电
气原理图为准，并保持一致。 ✓不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接，
必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用 线束表示，连接导线应注明导线规格（数量、截面 积），一般不表示实际走线途径。 ✓对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示 清楚，并注明电源的引入点。
QS L1 L2
L3
FU1
启动：
按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电
→KM主触头闭合→电动机M启动运行。
KM
停止：
松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM
主触头断开→电动机M失电停转。
FU2
定子绕组串电阻减压起动
本节内容简单，应注意引导学生探究、讨论完成
旬阳县职业技术教育中心教案
科目
PLC技术
课题
定子绕组串电阻减压起动
授课课时
第1~2课时，共2课时
使用教具
授课日期
授课班级
应到人数
实到人数
缺勤人员名单及原因
教学目标
1、理解减压启动的概念
2、掌握定子绕组串电阻减压起动电路的原理
教学重点
定子绕组串电阻减压起动的原理
教学难点
定子绕组串电阻减压起动的设计方法
质疑解惑
分组讨论
总结归纳
巩固练习
本节课所学电路有哪些安全保护措施，分组讨论
小结
起动时，三相定子绕组串联电阻实现减压起动，起动结束后，再将电阻短接，使电机全压运行。
板书设计
定子绕组串电阻减压起动
一、减压起动的概念
二、减压起动的方法
三、定子绕组串电阻减压起动
1、电路2、工作原理
作业布置
画出定子绕组串电阻减压起动的电路
教法
观察法分组教学
学法
自学分组讨论
教学环节
教师活动
学生活动
复习导入
提问：
电动机起动的方式分为哪几种，各有什么特点？
查阅资料
小的概念
1、引导学生自学本节，探究减压起动的概念及特点
自学本节，
听讲做笔记
新课传授
2、讲授减压起动的方法
二、定子绕组串电阻减压起动
引导学生认识、分析该电路，探究其工作原理，教师总结
一、定子绕组串接电阻降压启动控制线路
KM1 KM2
降压启动: 按下SB1 KM1线圈得电
Ｒ
KT
KH
U V
M 3～
W KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS L1 L2 L3
SB2
FU1
FU2
KH
KM1
KM2
SB1
KM1 KM2
松开SB1, 继续电动机 降压启动
Ｒ
KM2
KM1 KT
KH U V M 3～
W
KM1 KT KM2
KH U V M 3～
W
KM1 KT KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS L1 L2 L3
SB2
FU1
FU2
KH
KM1自锁触头断 KM1 开,解除自锁 Ｒ KM1主触头断开， 电动机全压运行 KM1动合辅助触 头断开,KT线圈 失电,KT延时闭 U 合触头瞬时断开
KM2
SB1 KM2 KM1
KM1 KM2
KT
KH V M 3～ W
KM1
KT
KM2
2.时间继电器控制串联电阻降压启动
QS L1 L2 L3
SB2
FU1
FU2
KH
停：
按下SB2
KM1 Ｒ
KM2
SB1
KM1 KM2
KM2
KM1 KT
KH U V M 3～
W
KM1 KT KM2
一、定子绕组串接电阻降压启动控制线路
电动机启动时，在电动机的定子绕组上串联电 阻，由于电阻的分压作用，使加在电动机的定子绕
组上的电压低于电源电压，待启动后，再将电阻短
接，电动机便在额定电压下正常运行。
三相异步电动机Y-降压启动控制线路
复合按钮控制的降压启动控制线 路
复合按钮控制的降压启动 控制线路
本电路特点
为避免电源短路，本电路中的接触器KM2和KM3不 能同时通电，因而按钮SB2采用了复合式结构，保证 动作时，先断开KM2线圈的通路，然后再接通KM3线圈 的通路。出于同样的考虑，把KM2和KM3的常闭触点， 串入对方线圈的通路中，实现双重联锁，提高电路安 全的可靠性。此外，本控制电路还可以防止工作人员 误操作引起的电动机启动顺序错误，如未操作Y接启 动按钮SB1而直接按下△接按钮SB2，由于KM1未通电 动作，所以电路不会工作。
时间继电器自动控制的yy降压启动线路qsu1v1w1fu1fu2m3pefrfrsb1ktkml1l2l3sb2kmkmkmkmykmu2v2w2kmkmyktkmykmy123456780y接法降压启动延时断开手动动画示意图开始计时接法全压运行km联锁触头分断km主触头闭合对kmy联锁kt线圈失电kt常闭触头瞬时闭合电动机m接成全压运行当m转速上升到一定值时kt延时结束kmy线圈得电kmy常开触头闭合km线圈得电km自锁触头闭合自锁km主触头闭合kmy主触头闭合电动机m接成y形降压启动kmy联锁触头分断对km联锁kt线圈得电kt常闭触头分断kmy线圈失电kmy常开触头分断kmy主触头分断解除y形连接kmy联锁触头闭合km线圈得电按下sb1时间继电器控制的yy降压启动工作原理降压启动
3.目前中国生产的三相异步电动机，功率在4kW以 下的绕组一般采用Y形接法，4kW以上的一律采用△形 接法。
4.电动机定子绕组Y连接时的电压为△接时的，额 定运行为△接且容量较大的电动机，在启动时将定子 绕组作Y接，当转速升到一定值时，再改为△接，可 以达到降压启动的目的。这种启动方式称为三相异步 电动机的Y-△降压启动。Y接称为星形连接，△接称 为三角形连接。
定子绕组串电阻降压启动实训目的
定子绕组串电阻降压启动实训目的定子绕组串电阻降压启动是一种电动机启动方法，通过在电动机的定子绕组中串联一个电阻来降低电压，从而实现电动机的启动。
其主要目的包括：
1. 降低启动电流：电动机在启动过程中需要较高的起动电流，而定子绕组串电阻降压启动可以通过降低电压来减小启动电流，减少对电网的冲击和负荷。
2. 控制启动过程：定子绕组串电阻降压启动可以提供较慢的启动速度，使得电动机能够逐渐达到额定转速，减少启动冲击和机械应力，保护电动机和相关设备。
3. 节省能源：相比于直接启动，定子绕组串电阻降压启动可以在启动过程中减少电能的消耗，从而节省能源和降低成本。
4. 增加启动可靠性：定子绕组串电阻降压启动可以提供较稳定的启动过程，减少启动时的电压波动和电动机的振动，提高启动的可靠性和稳定性。
电阻降压启动工作原理
电阻降压启动工作原理
电阻降压启动是一种将电机起动电流限制在较低水平的启动方法。
它通过串接一个电阻器在电动机电路中，降低电压来限制电流。
其工作原理如下：
1. 初始状态：电动机断电，电路中只有电源、电阻器和一个开关。
2. 启动时：打开开关，电源为电动机和电阻器提供电压。
由于电阻器的存在，电路总阻抗增加，电流受到限制，电动机启动电流较低。
3. 启动过程：电动机受到电源电压驱动，逐渐达到额定转速。
此时，电阻器在电路中承担的电压和功耗逐渐减小。
4. 启动完成：当电动机转速达到额定转速后，开关关闭。
此时，电流路径不再经过电阻器，电动机直接由电源驱动工作。
总结来说，电阻降压启动通过限制电感负载电流大小来降低电动机的起动电流，从而减少对电源和电机的冲击。
启动完成后，电阻器不再起作用，电动机直接由电源供电。
电阻降压启动工作原理
电阻降压启动工作原理
电阻降压启动是一种常见的电动机启动控制方式，适用于大功率交流电动机的启动。
其工作原理是通过在电动机的起动过程中，向电动机供电线路中串联一个额外的电阻，来降低电动机的起动电流。
当电动机启动时，初始状态下，电动机内部的转子处于静止状态，电动机的启动电流较大，容易导致电网的电压下降，甚至引起其他设备的工作异常。
而通过串联一个电阻，可以限制流过电动机的电流，在启动过程中逐渐减小电流的大小，从而降低了电动机的起动电流，减轻了对电网的影响。
电阻降压启动的实现方式是通过在电动机供电线路中串联一个定值电阻。
当启动电机时，电流首先通过电阻流过，而电阻会引起一定的电压降，从而使电动机端的电压降低。
通过正确选择电阻的阻值，可以使电动机在启动过程中获得适当的电压，以实现较低的启动电流。
在电动机达到一定转速后，电流逐渐减小，电压降也随之减小。
此时，通过自动切断电阻的方式，可以使电动机获得额定电压供电，进而实现正常运行。
总的来说，电阻降压启动通过串联电阻来限制电动机的起动电流，降低对电网的影响，实现电动机的平稳启动。
串电阻降压启动
串联电阻后，定子绕组上的电压被分担了，降低的是定子绕组上的电压。降压启动时，系统电压一般也会降低，这个主要是由于启动电流过大后，因电网变压器及电缆的阻抗造成的降压。