4 电气控制系统基本控制电路

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机电传动控制
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ch4 电气控制系统基本控制电路 2、电动机的“正—反—停”控制线路 • 接触器互锁依然保留，加 装按钮互锁，可以实现直 接换向控制。 • 双重联锁：既有接触器互 锁又有按钮互锁。 • 作用： – 接触器互锁：防止电源 短路 – 按钮互锁：提高工作效 率 注：电气互锁不能少 操作方便，安全可靠， 机床电气控制系统常用
il
x y z
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Up
定子绕组星形连接状态下起动电压为三角形连接起动电压的 起动电流为三角形连接直接起动电流的 起动转矩为三角形连接直接起动转距的
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1 3
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Up
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1 3
1 3
ch4 电气控制系统基本控制电路 主电路分析 KM1:电源的接入与切除 起动瞬间---星形接法 KM1、KM3闭合 KM2断开 正常工作---三角形接法 KM1、KM2闭合
或变压器供动力和照明公用时：电动机功率小于变压器容
量的5％，允许直接启动)。 满足下列关系则可直接启动
启动电流I st 3 电源总容量 额定电流I N 4 4 电动机功率
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电源保护 主电动机 起、停
一、直接起动控制电路（全压起动）
1、开关控制直接起动 • 电路保护措施： FU——短路保护 • 优点： 控制方法简单、经济、实用。 • 缺点： 操作不方便、不安全，无过载、 零压等保护措施，不能实现远 距离控制和自动控制 • 适用于不频繁起动的小容量电 动机,如小型台钻、砂轮机、 冷却泵等。
星形——三角形减压起动方法适用于在空载或轻载状态下
起动，且只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的笼型异步 电动机。 （GB规定：4kW及以上的异步电动机定子的连接方法为△。） 在工厂现场中，常采用丫一△ 自动起动器，简便且经济。
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QS
2、定子串电阻减压起动控制电路
制动原理： 切断三相电源---定子绕组接入直流电源（产生磁场）--惯性转动的转子切割磁力线（产生电磁转矩）---制动 这种制动方法是将在运动过程中储存在转子中的机械能转 变成电能，又消耗在转子的制动上，因此称为能耗制动。
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电源 电源开关 主电动机 保护 能耗制动 控制变压器 主电动机控制
起动电流
降压 起动转矩 该方法适用于对启动转矩要求不高或空载、轻载下起动的设备。
•
减压起动常用的方法： •
星--三角变换减压起动： 定子串电阻或电抗器减压起动：
•
•
自耦变压器减压起动
延边三角形减压起动
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ch4 电气控制系统基本控制电路 1、星--三角变换减压起动控制电路
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针对全压工作时为三角形接法的电动机，起动时将其定子绕组接成星形， 降低电动机的绕组相电压。当起动过程结束时再将电动机的定子绕组改接 成三角形接法实现全压工作。 A B C A B C Az Bx Cy
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ch4 电气控制系统基本控制电路 3、自动往复行程控制线路 • 主电路 –同电动机正反转控制线 路。 • 控制电路
QS
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FU
–接触器互锁依然保留， 加装行程开关互锁，以 实现自动换向控制。பைடு நூலகம்
KM1
KM2
FR
M
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不同类型与容量 的异步电动机可采取 直接起动 减压起动
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一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的 情况下，若电动机启动频繁，电动机功率小于变压器容量
的20%时允许直接启动；若电动机不经常启动，电动机功
率小于变压器容量的30%时也允许直接启动。 如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的 情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算(
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• KM1：前进 • KM2：后退 • SQ1：末端行程开关 SQ2：始端行程开关 • SB2：正向起动按纽 SB3：反向起动按纽
思考：若要在末端和始 端加上限位保护 SQ2 退 进 SQ1
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机电传动控制 ch4 电气控制系统基本控制电路 四、三相笼型异步电动机的制动控制 电动机制动控制： 用于迅速停车或准确定位，实现切断电源后，克服惯性， 迫使电动机迅速停转的功能。 常用制动方式： 机械制动：机械抱闸、电磁离合器 电气制动：反接制动、能耗制动等 实质：给电动机一个与转动方向相反的制动转矩。 一、机械制动 所谓机械制动，就是用外加的机械作用力使电动机在断 电后转子迅速停止转动的一种方法。 应用较多的机械制动装置是电磁制动器，它主要由电磁 铁和制动器两部分组成。电磁铁包括铁芯、衔铁和线圈三部 分；制动器由闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等部分组成。
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电磁抱闸断电制动控制
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机电传动控制 ch4 电气控制系统基本控制电路 断电制动控制方式在起重机械上被广泛采用，不仅能准确 定位，同时还可防止突然停电时重物自行坠落。 缺点： 不经济；停止时手动调整工件困难。 二、电气制动 当电动机的电磁转矩与旋转方向相反时，便进入电气制动状态。 电气制动有能耗制动、反接制动、反馈制动等，鼠笼式异步电动 机常用的电气制动方法是能耗制动和反接制动。 1、能耗制动
定子串电阻起动的缺点：限流的同时也降低了启动转矩； 起动时在电阻上功率消耗较大，若起动 频繁，电阻的温升对精密机床会产生影 响，大容量异步电动机常采用串电抗器。 3、自耦变压器减压起动控制 在自耦变压器减压起动的控制线路中，电动机起动电流的 限制是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。起动时，电动机 定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压，待电动机转速接 近额定转速时，自耦变压器便被短接，此时电源电压即额定电压 直接加于定子绕组，电动机进入全电压正常工作。
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主电动机控制
FU 3
QS FU 1 KM 1 FR
FU 2 48V
1
1
2
2
1
1
KM 2
2
1
2
1
RP PE M1
3~
热。 可调节整流器输出端的可变电 KM KM KM KM KT 阻RP3，得到合适的制动电流。 6 7 4 6 37 8 49 6 8
U 380V V W
FU
SA
PE M
3~
1
EXIT
2
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２、接触器控制直接起动
主电路： 三相电源经QS、FU2、KM的主触点，FR 的热元件到电动机三相定子绕组。 控制电路： 用两个控制按钮，控制接触器KM线图的 通、断电，从而控制电动机（M）启动 和停止。 起停过程： 合上QS，按动起动按钮SB2—>KM线圈 通电并自锁－>M通电工作。 KM自锁触点，是指与SB2并联的常开 辅助触点，其作用是当按钮SB2闭合后 又断开，KM的通电状态保持不变，称为 通电状态的自我锁定。
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三、三相笼型异步电动机的正反转控制线路
• 工作原理 将接至电动机的三相电源 进线中的任意两相对调， 即可使电动机反转。 • 主电路 KM1，KM2换相序。
FU
KM1
KM2
• 互锁
KM1，KM2若同时动作，将 引起电源相间短路，要加 互锁
EXIT
• 原理： 电动机在起动时在三相定子绕组中
串接电阻，使电动机定子绕组电压降
低，以限制起动电流。起动结束后再 将电阻短接，使电动机在额定电压下
FU KM1 R
正常运行。
• 主电路： KM1实现串电阻起动
KM2
KM2实现全压运行
起动瞬间---串入电阻； KM1闭合、KM2断开 正常工作---短接电阻 KM2闭合、KM1断开
一般中小型机床的主电动 机都采用这种起动方式
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机电传动控制 ch4 电气控制系统基本控制电路 二、三相笼型异步电动机减压起动控制
•
• 较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）因启动电流较大，一般都采用 降压起动方式来起动。 原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以限制起动电流，起 动后再将电压恢复到额定值。
改进电路（一）
有全压启动的可能（ KM1故障）
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改进电路（二）
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定子串电阻起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设 备简单，常用于中小型生产机械，另外在机械设备做点动调整 时，也可采用这种限流方法以减轻对电网的冲击。
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FR
M
控制线路：
1、基本原理：用时间继 电器KT控制KM1、KM2切 换。 2、KM1、KM2允许同时吸 合，但是电动机正常运 行后，一般应该将KM1 释放，以降低运行损耗。
3、图（a）为KM1不退出 的控制线路。
L1
L2 L3
QS
FU
KM2
KM1 R
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M
不足之处： 起动完成后KM1、KT 不退出，运行损耗大；
FR
M
ch4 电气控制系统基本控制电路 1、电动机的“正—停—反”控制线路 • 两个单向运行控制线路并联。 KM1控制正向，KM2控制反向。 • KM1，KM2同时动作，电源短路， 必须禁止。 • 方法：利用两个接触器常闭触 头起相互控制作用。 • 这种利用两个接触器的常闭辅 助触头互相控制的方法叫做互 锁，而两对起互锁作用的触头 便叫做互锁触头。 • 互锁的存在使得当换向时必须 停车。 • 优点：安全可靠 • 缺点：操作不方便