3 第2章 基本电气控制线路(电气版)

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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
3. 能耗制动控制线路
y 工作原理
x 所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加 一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作 用以达到制动的目的。
y 实现方法
x 根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制； x 也可以根据能耗制动速度原则，用速度继电器进行控制。
没有延时要求。
A BC
A BC
KH1
SB1
SB2
KM1
FU
FU
KM1 KH1
KM2
KM1
KH2
KM1
SB3
SB4
KM2
KH2
M
M
3~
3~
主电路
KM2
控制电路
顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动。
SB1
SB2
KH KM1
KM1
主电路同前
KM2
KT
KM2 KT
KM2
控制电路
SB2
KM1 延时 M1起动
A BC QS
自锁触点
KM
SB1
SB2
FU
控制电路
KM
KM
主
电M
路
3~
采用继电器、接触器控制后，电 源电压<85%时，接触器触点自动 断开，可避免烧坏电机；另外，在 电源停电后突然再来电时，可避免 电机自动起动而伤人。
短路保护：用熔断器或低压断路器
异步电动机的起动电流 （ Is t）约为额定电流（IN） 的 (5~7）倍。选择熔体额定电流 （ I F ）时，必须
f1 —电源频率（HZ)； p—定子绕组磁极对数
z 三相异步电动机的调速方法有：
➢改变电动机定子绕组的磁极对数 ； p
➢改变电源频率 ； f1
s ➢改变转差率 。
返回
2.5 三相笼型异步电动机速度控制
y 电气调速方法 x 三相笼型异步电动机转速公式：
nn0(1s)60f1(p1s)
x 调速方法
• 改变p：变极调速－有级调速，简单，适用于要求不高的一般场合。 • 改变s：滑差电机－已淘汰。 • 改变f：变频调速－调速性能最好，使用广泛的调速方法。
x 能耗制动一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。反 接制动一般适合于电动机容量较小和不频繁制动的场合。
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2.5 三相异步电动机的调速控制
z 异步电动机调速常用来改善机床的调速性能和简化
机械变速装置。根据三相异步电动机的转速公式：
s—转差率；
n 60f1 (1s) p
KM
KH
KM-
KT
KM
KT
KM- KM-Y
QS FU
KM
KH
KM-
A' B' C'
电机
xyz
KM -Y
KM-Y KM- KT
KM-
SB2
KM
主电路接通电源
延时
KT
KM- KT
KM-Y
KM- Y
KM- Y 转换完成
2.2.6 速度控制－反接制动电路
限流 电阻
SB1 KS
KM2 SB2
SB1乙
乙地
A BC QS FU
2.2.2 电机的正反转控制(1)
SB1 SBF
KH KMF
KMF
KMF SBR
KMR
KMR
KMR
操作过程： SBF
正转
KH
SB1
停车 SBR
反转
M
该电路必须先停车才能由正转到反转或由
3~
反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，
否则会造成短路！
电机的正反转控制(2) -- 加互锁
1、直接启动控制线路(点动、连续运行) 2、多地点控制线路 3、电机的正反转控制 4、行程控制线路 5、定时控制线路（电机的Y/Δ启动） 6、顺序控制线路 7、保护线路
2.2.1 异步机的直接起动（1）
A BC
QS
C'
FU SB
KM
B'
点动控制
控
制
KM
电
路
主 电 路
M 3~
动作过程
按下按钮（SB） 线圈（KM）通电 触点（KM）闭合 电机转动；
1、主电路、控制电路分开； 2、控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而的顺 序； 3、同一个电器的所有线圈、触点不论在什么位置都用相 同的名字； 4、原理图上所有电器，必须按国家标准符号绘制，且均 按未通电状态表示； 5、继电器、接触器的线圈可以并联，不能串联；
2.2 交流电动机的基本控制线路
y 工作过程
x 主电路为什么像这样连接？ x 工作过程
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2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路
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2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路
2. 星形—三角形降压启动控制线路
电机停车
（反向运行同样分析）
STB 逆程
STA 限位开关
正程
SB1 SB2
KMF SB3 KMR
STA STB
KMF
KMR
KH
KMR
KMF 限位开关
控制回路
行程控制(2) --自动往复运动
电机
逆程
正程
工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回
自动往复运动控制电路
SB1
KMR SBF
y 特点和适用场合
x 优点：启动电流特性好，结构简单，价格低； x 缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。 x 适合于轻载或空载启动的场合。
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2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路
异步机的直接起动 + 过载保护
A BC
QS
FU
SB1 SB2
KM
发热
KM
KH
元件
热继电 器触点
KM
KH
电流成回路，
M
只要接两相就可以了。
3~
点动+连续运行(1)
方法一：用复合按钮。 控制
A BC
关系
SB3：点动 SB2：连续运行
QS
FU
SB1
KM SB2
KH
KM
KM
SB3
控制电路
KH M 3~
主电路
该电路缺点：动作不够可靠。
点动+连续运行(2)
方法二：加中间继电器（KA）。
A BC
SB1 SB2
KA KH
FU KM
M 3~
KA KM
KA
控制 关系
SB SB：点动 SB2：连续运行
多地点控制
例如：甲、乙两地同时控制一台电机 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。
SB1甲
SB2甲
KM
KM
甲地
SB1乙
1.概述
y 为什么要进行降压启动控制？ y 降压启动的过程 y 降压启动方法
x 定子电路串电阻（或电抗） x 星形—三角形 x 自耦变压器 x 延边三角形 x 使用变频器
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2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路
2.星形—三角形降压启动控制线路
y 降压启动原理
x 启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电 压为额定值的13 / ，Y形连接时，加在电动机定子绕组上的电流 是Δ连接时的1/3，从而减小了启动电流对电网的影响。当转速接 近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下 正常运转。
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2.5 三相笼型异步电动机速度控制线路
2. 变极调速控制线路
y 变极方法
z
三相笼型电动机采用改变磁极对数调速，改变定子极数时，转子极数也同时改
变，笼型转子本身没有固定的极数，它的极数随定子极数而定。
z
双速电动机三相绕组联结图如图所示。图c为三角形与双星形联结法；图d为星
形与双星形联结法。
按钮松开
线圈（KM）断电
触点（KM）打开
电机停转。
异步机的直接起动（2） 电动机连续运行
A BC QS
FU
C'
停车
起动
按钮 SB1
按钮 KM
SB2
KM
M 3~
B'
KM
自锁
自锁的作用
按下按钮（SB），线圈（KM）通电， 电机起动；同时，辅助触点（KM）闭合， 即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机 连续运转。
KH STa KMF
KMF
STb KMR
关键措施
SBR KMF
限位开关
采用复合式
KMR
开关。正向运
电机
行停车的同时，自动起
动反向运行；反之亦然。 STb
STa
2.2.4 顺序控制
控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动 2. M2 可单独停
＃2 电机 M2
＃1 电机 M1
顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序，
KH
SB1
KMR
KMF
SBF
ABC QS FU
KMF
KMR
KH
M 3~
KMF SBR
KMF
KMR
KMR
互锁
互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。
电机的正反转控制(3)--双重互锁
机械互锁
SB1
SBF
KMR SBR
KH KMF
ABC QS
KM1 KM2 KM2
KM1
M 3~
R KS
SB1
KM1
KM1
正常工作时，KM1通电，
KM2
电机正向运转，速度继电器
（KS）常开触点闭合；停车
时，按SB1，KM1断电，
KM2通电，开始反接制动，
当电机的速度接近零时，KS
打开，电机停止运转，反接
制动结束。
2.2.7 欠压保护和失压保护：采用电压继电器和接触器
• 限制冲击电流 • 及时切除反向电源
y 特点及适用场合
x 特点：制动迅速，效果好，冲击大。 x 适用场合：通常仅适用于10 kW以下的小容量电动机。
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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
2. 反接制动控制线路
y 单向运行反接制动控制线路
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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
第2章 基本电气控制线路
继电接触式控制系统：实现对电力拖动系统的启动、 调速、反转、制动等运行状态的控制。
2.1 电气控制线路的绘制原则及标准
电气控制线路图：电气原理图、电器布置图、电 气安装接线图。
2.1.1 常用电气图形符号、文字标记
第2章 基本电气控制线路
2.1.2 电气原理图的基本绘制原则
3. 自耦变压器降压启动控制线路
y 降压启动原理 y 工作过程
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2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路
3. 自耦变压器降压启动控制线路
y 特点及适用场合
x 优点：启动时对电网的电流冲击小，功率损耗小。 x 缺点：自耦变压器相对结构复杂，价格较高。 x 这种线路主要用于较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的
影响。
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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
z 概述
y 为什么要进行制动控制？ y 制动方法
x 机械的 x 电气的
• 反接制动 • 能耗制动 • 使用变频器中的制动功能
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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
2. 反接制动控制线路
y 工作原理
x 切断电源并加入反相序的电源 x 注意事项
2. 反接制动控制线路
y 具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线路
x 正向启动
SF2↑→KF3↑→QA1↑→电动机降压启动→转速上升到一定值时→BS1↑→KF1↑→QA3↑→RA被短接→ 电动机全压下升速到额定值。
x 正向停止
SF1↓→KF3↓、QA1↓、QA3↓→QA2↑→在接有RA的情况下制动→转速下降到一定值 →KF1↓→QA2↓→制动结束
大于起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。
过载保护：用热继电器或电流继电器
A BC QS FU
电机工作时，若因负载过重而使 电流增大，但又比短路电流小。此 时熔断器起不了保护作用，应加热 继电器，进行过载保护。
KM
SB1 SB2
KH
热继电器
KM
M
的热元件
3~
KM
KH
热继电 器触点
2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路
KT
KM2
KM2
M2起动 KT
2.2.5 启动控制
（1）电机的Y－起动
A' Y
ZX
Y
C'
B'
KM KH
QS FU
KM -Y闭合， 电机接成 Y 形；
KM- 闭合， 电机接成 形。
KM-
Z A'
C'ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
X
Y
B'
A' B' C'
电机 x y z
绕组
KM -Y
主电路
Y－ 起动控制电路
SB1 SB2
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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
3. 能耗制动控制线路
y 单向运行能耗制动控制线路 x 以时间控制原则进行控制； x 以速度原则进行控制。
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2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路
3. 能耗制动控制线路
y 能耗制动和反接制动的比较
x 能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流 小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一 个直流电源，控制线路相对比较复杂。
z
当三角形或星形联结时，（低速），各相绕组互为240°电角度;当双星形联结
时，（高速），各相绕组互为120°电角度。
z
应注意，为保持变速前后转向不变，改变磁极对数时必须改变电源相序。
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2.5 三相笼型异步电动机速度控制线路
2. 变极调速控制线路
KMF
KMF KMR
FU
KMF
KH
M 3~
KMR
KMR
电气互锁
机械互锁（复合按钮） 双重互锁
电气互锁（互锁触点）
A BC
2.2.3 行程控制
QS FU KMF
B
A
KMR
KH
M 3~
逆程
正程
行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。
行程控制电路（1）
动作过程 SB2 正向运行 至右极端位置撞开STA