电气控制与可编程控制器技术第三版2-2

二、电动机可逆运行的自动控制
在生产实践种，有些生产进行的工作台要求在一定的范围内 自动往返运动，如万能铣床、龙门刨床等，以便实现对工件的 连续加工，提高生产效益，这就需要电气控制线路实现自动转 换正反转控制
电 器 与 控 制 PLC
KM2
1.限位开关的作用
SQ1、SQ2： 对工作台往返位置的定位及自动换接电动机正反 转控制电路，实现工作台的自动往返行程控制。 SQ3、SQ4：用作终端保护，以防止SQ1、SQ2失灵，工作台超 过限定位置二造成事故。
• （1） 按时间原则组成的启动控制线路 • 依靠时间继电器的依次动作短接启动电阻
KM3 3RQ KM2 2RQ
KM1
KT2
KT3
KM3
KM2
KM3 KM1 1RQ KM KT1 KM1 KT2 KM2 KT3 KM3
• （2） 按电流原则组成的控制线路
U V W
•
通过欠电流继电器的释放值设定进行控制，利用电动机 QS 启动时转子电流的变化来控制转子串接电阻的切除。
正、反转原理
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改变三相异步电动机 的电源相序，即三相电源进 线中任意两相对调，电动机 即可反向运转。通过改变正 反向接触器主触点的接线来 实现。
一、电动机可逆运行的手 动控制
1.接触器联锁的正反转控制线路（正—停—反）
先合上电源开关QS， ⑴ 正向控制：
按下SB2 KM1线圈得电
一、调速的基本概念
⑴三相笼型异步电动机的转速公式：
n=n0(1－s）=60f (1－s）/p n0电动机同步转速，p为极对数，s为转差率，f1为供电电源频率。
⑵三相笼型异步电动机调速方法
改变极对数p的变极调速、改变转差率s的降压调速和改变电 动机供电电源频率f的变频调速。
FU2 FR KA SB1 FR KI2
FU1
KM
KI1
KM3 3RQ KI3 KM2 2RQ KI2 KM1 1RQ KI1
SB2
KM
KM
KI3
KM
KA
KM1
KM2
KM3
• 2、转子回路串频敏变阻器启动控制线路 • 克服了前面方法中由于电流与转矩是 跃变的会造成一定的冲击，而且分段级 数越多线路就越复杂的缺点。 • 频敏变阻器的特点是其阻抗能随着转 子的电流频率的下降自动减小，所以是 绕线式异步电动机较理想的启动设备。
3.星形—三角形启动的特点
1) 启动电流特性好，星形启动电流只是原来三角形接法直接 启动时的1／3，启动电流约为电动机额定电流的2倍左右。
2) 结构简单、操作方便、价格低廉。
3) 启动转矩为三角形的直接启动时的1／3，转矩特性差，只 能空载或轻载启动。
注意事项
1) 星形—三角形启动只适用于三角形接法的电动机（一般 4KW以上位△接法），不能对星形接法的电动机采用星 形—三角形启动，否则要烧毁电动机。 2) 星形—三角形启动的延时时间要根据电动机的启动时间 来整定。
U
V W
• 采用频敏变阻器的启动控制线路
QS FU1 FU2
FR 自动 SA SB1
KM1
KA FR KA
SB2 KM1
手动 SA
自动 手动
KA KA KM2
SB3 KT KM2
KM1
KM2
KA
KT
第四节 三相异步电动机制动控制
三相异步电动机从切断电源到安全停止转 动，由于惯性的关系总要经过一段时间。为了 提高效率、准确停车，必须采取制动控制。 制动方法分为两类： 机械制动（如电磁抱闸制动、电磁离合器制 动）和电气制动（如反接制动、能耗制动、回 馈制动） 一、电磁抱闸制动和电磁离合器制动 1、电磁抱闸制动 靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同轴的制 动轮来制动的。
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反接制动要求 制动时要在定子绕组中串入一定的电阻限制 反接制动电流，在电动机转速接近与零时，要 及时切断反相序电源，以防止电动机反向再启 动。 2、典型线路介绍 反接制动主要采用速度继电器用来检测电 动机的转速变化，转速下降到零时（100/min）， 由速度继电器自动切断电源。
• 三、绕线式异步电动机启动控制 • 常用方法是在转子绕组中串接外加电阻或频 敏电阻器进行启动，以达到减少启动电流，提 高转子电路的功率因数和增加启动转矩的目的。
n
n0
TQ TQ1 TQ2 Tmax
T
• 1、转子串接电阻启动控制线路
U V W QS FU1 FU2 KM SB1 FR SB2 KM3 KM KT1 KM1 KM2 KM FR
1.电动机单向运行反接制动控制线路
⑴ 按下启动按钮SB2，KM1
线圈得电并自锁，电动机M 启动运转，当转速对于 120r/min时，速度继电器KS 常开触点闭合，为反接制动 做好准备。
⑶ 当转速小于100r/min时，KS常开触
点断开，KM2线圈失电，反接制动结束。
⑵按下停止按钮SB1，其常 闭触点先断开，KM1线圈失 电，电动机脱离电源；SB1 常开触点后闭合，电动机因 惯性KS还闭合，所以KM2线 圈得电，电动机通反相序电 源而进入反接制动状态，电 动机转速迅速下降
KM2自锁触点闭合
KM2线圈得电 KM2主触点闭合
M反转工作台左移 （SQ2触点复位）
左移至档 铁碰SQ1
KM2联锁触点分断对KM1联锁 KM2自锁触点分断 SQ1常闭先分断 SQ1常开后闭合 KM1自锁触点闭合 KM1线圈得电 KM1主触点闭合 M正转工作台右移 （SQ2触点复位） KM2线圈失电 KM2主触点分断 KM2联锁触点恢复闭合 M停转工 作台停移
KM1常开辅助触点闭合 KM1主触点闭合 KM1联锁触点分断对KM2联锁 M正向启动 连续运行
⑵ 反向控制：
先按下SB1 KM1线圈失电 KM1自锁触点分断 KM1主触点分断 KM1联锁触点恢复闭合解除对KM2联锁 M失电停转
⑵ 反向控制
再按下SB3 KM2线圈失电 KM1自锁触点闭合自锁 KM1主触点闭合 M反向启动连 续严重
1
1
1
1
电动机转速上升到一定值时，速度继电器正转常开触点KSl闭合， 中间继电器KAl通电并自锁，这时由于KAl、KA3的常开触点闭合， 接触器KM3线圈通电，电阻R被短接，定子绕组直接加以额定电 压，电动机转速上升到稳定工作转速，进入正常运行状态。
原理分析续
按 下 停 止 按 钮 SBl ， 则 KA3 、 KMl 、 KM3 线 圈相继断电。由于速 度继电器的正转常开 触 点 KSl 尚 未 复 原 ， KAl 仍处于 工作 状态 ， 所 以 在 KMl 常 闭 触 点 复 位 后 ， KM2 线 圈 便 得电，其常开触点闭 合，使定子绕组经电 阻R 获 得反 相序 三相 交流电源，对电动机 进行反接制动，电动 机转速迅速下降。
重复下去
KM1联锁触点分断对KM2联锁
停止：
按下SB1 控制电路失电 KM1或KM2主触点分断 M停转工作台停移
第六节 三相笼形异步电动机速度控制线路
在很多领域中，要求对三相笼型异步电动机能够实现调速， 其目的是实现自动控制．节能，以提高产品质量和生产效率。 如钢铁行业的轧钢机、鼓风机，机床行业中的车床、机械加工 中心等，都要求三相笼型异步电动机可调速。
⑶KT的瞬时常开触点的作用是为了当出现KT线圈断线或机械卡住故障时，在 按下SBl后仍能迅速制动后脱离直流电源。
能耗制动特点：
• 把电动机转子所储存的动能转变为电能， 且又消耗在电动机转子上，与反接制动 相比，能耗少，制动停车准确。适用于 电动容量大，要求制动平稳和启动频繁 的场合。
第五节 电动机的可逆运行
能耗制动时间的控制方式
采用能耗制动时间控制原则：利用时间继电器控制制动时间。 采用能耗制动速度控制原则：利用速度继电器，检测电动机 的转速来控制制动的时间
电动机单向运行能耗制动控制线路
以时间原则控制的单向能耗制动线路 ⑴ 电动机运行时，按下SBl，
SB1常闭先断开，KMl线圈失 电，电动机脱离三相交流电 源。 ⑵SB2常开后闭合，KM2、KT 线圈得电自锁，直流电源通 过KM2主触点闭合而加入定 子绕组，电动机进入能耗制 动状态。当转速接近于零时， 时间继电器延时常闭触点断 开，KM2失电，又使KT线圈 的电源也被断开，电动机能 耗制动结束。
⑵具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线
电阻R是反接制动电阻，同时也具有限制启动电流的作用。 KSl和KS2分别为速度继电器KS的正转和反转常开触点。Fra bibliotek原理分析
按下正转启动按钮 SB2，KA3线圈通电并 自锁，其常闭触点断 开互锁中间继电器 KA4线圈电路，KA3常 开触点闭合，使接触 器KMl线圈通电，KMl 主触点闭合使定子绕 组经 电阻R 接通 正序 三相 电源 ， 电动 机M 开始降压启动。
2、电磁离合器制动
采用电磁离合器来实现制动的，电磁离合器体积 小，传递力矩大，制动平稳且迅速。
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二、反接制动控制线路
1、线路设计思想 制动原理 改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋 转磁场，从而产生与电动机转向相反的制动转矩，使电动机 转速迅速下降。 制动特点 制动迅速，效果好，但因制动电流大，所以制动冲击大， 通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。
KM2联锁触点分断除对KM1联锁
2.按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路（正—反—停） 先合上电源开关QS， ⑴ 正向控制：
按下SB2 SB2常开后闭合 KM1自锁触点闭合 KM1主触点闭合 KM1线圈得电 SB2常闭先分断对KM2联锁（切断反转控制电路）
M正向启动连续运行
KM1联锁触点分断对KM2联锁（切断反转控制电路）
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电磁抱闸制动: 有断电电磁抱闸制动和通电 电磁抱闸制动