3典型电气控制系统分析
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• 图3-10(b)图的反接制动线路解决了这个问题：控制线路 中停止按钮使用了复合按钮SB1，并在其常开触点上并联 了KM2的常开触点，使KM2能自锁。这样在用手转动电 动机时，虽然KS的常开触点闭合，但只要不按复合按钮 SB1，KM2就不会通电，电动机也就不会反接于电源，只 有按下SB1，KM2才能通电，制动电路才能接通。
• 降压原理：丫一∆形的降压起动方法是，起动时将电动机定子绕组结 成丫形，这时加在电动机每相绕组上的电压为电源电压额定值的1/3， 而其起动转矩为∆形连接直接起动转矩的1/3。起动电流降为∆形连接 直接起动电流的1／3，作用:减小了起动电流对电网的影响。
• 优点：在于星形起动电流只是原来三角形接法的1/3，起动电流特性 好、结构简单、价格低。
②能耗制动
23
（一）反接制动控制线路
• 工作原理：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相
序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁Hale Waihona Puke Baidu，从而产生制动 转矩，实现制动。反接制动要求在电动机转速接近零时及 时切断反相序的电源，以防止电动机反向起动。
• 工作过程：当想要停车时，首先将三相电源切换，然
后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。控制线路 就是要实现这一过程。
8
顺序、连锁控制
控制要求： 1. M1(油泵) 起动后，M2(主轴电机)才能起动 2. M2 可单独停
＃2 电机 M2
＃1 电机 M1
9
主电路实现顺序控制
10
控制电路实现顺序控制（1）：两电机只保证起动的先后
顺序，没有延时要求。
A BC
A BC
SB2 SB1
FR1 KM1
FU
FU
KM1
KM1
FR2
• 二、电动机多地点控制线路（例：三地控制的线路）
6
三地控制的线路演示
7
三、顺序、连锁控制线路
例如机床中要求润滑电动机起动后，主轴电动机才能起动
要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成 的控制方式
➢1.主电路实现顺序控制 ➢2.控制电路实现顺序控制
顺序启动同时停止控制 顺序启动逆序停止控制
• 能耗制动的制动转矩大小与通入直流电流的大小与电动机的转速n有关，
同样转速，电流大，制动作用强。一般接入的直流电流为电动机空载电 流的3~5倍，过大会烧坏电动机的定子绕组。电路采用在直流电源回路中 串接可调电阻的方法，调节制动电流的大小。
• 工作原理：
在三相电动机停车切断三相交流电源的同时，将一直流电源引入定子绕
KM2 FR2
SB3 SB1
KM2 SB4
SB2 KM1
KM1
KM2
M
M
3～
3～
主电路
KM1
KM2
控制电路
15
四、起动控制电路
（一）笼型异步电动机手动开关直接起动控制线路
对容量较小，并且工作要求简单的电动机，如小型台钻、砂轮机、 冷却泵的电动机，可用手动开关在动力电路中接通电源直接起动。
16
用接触器直接起动控制线路图
一般中小型机床的主电动机采用接触器直接起动
17
（二）笼型异步电动机降压起动控制线路
• 原因：容量大于10kW的笼型异步电动机直接起动时，起动冲击电流 为额定值的4～7倍，故一般均需采用相应措施降低电压，即减小与电 压成正比的电枢电流，从而在电路中不至于产生过大的电压降。
• 方法：常用的降压起动方式有定子电路串电阻降压起动、星形—三角 形(Y-△)降压起动和自耦变压器降压起动。
KM2 SB3
SB4
KM1 KM2
FR1
FR2
KM2
M
M
3~
3~
主电路
控制电路
11
控制电路实现顺序控制(2)：M1起动后，M2延时起动。
SB2 SB1
FR KM1
主电路同前
SB2
KM1
KM2 KT
KM2
KM1 延时 M1起动
KT
KM2
KM2
KT KM2
控制电路
M2起动
KT
12
✓顺序启动同时停止控制或M2单独停止
• 注意：电动机正在正方向运行时，如果把电源反接，电
动机转速将由正转急速下降到零。如果反接电源不及时切 除，则电动机又要从零速反向起动运行。如图3-10(a)、 图3-10(b)所示为反接制动的控制线路。
24
图3-10 反接制动控制线路
•
（a）
（b）
25
存在问题与解决方案
• 图3-10(a)图有这样一个问题：在停车期间，如果为了 调整工件，需要用手转动机床主轴时，速度继电器的 转子也将随着转动，其常开触点闭合，KM2通电动作， 电动机接通电源发生制动作用，不利于调整工作。
➢电气原理图：
➢特点:
L1 L2 L3
Q
FU1
KM1 FR1
FU 2
FR
FR
KM2 FR2
SB3 SB1
SB4 SB2 KM1
KM1
KM2
M1
M2
3～
3～
主电路
KM1
KM2
控制电路
13
顺序控制演示
14
✓顺序启动逆序停止控制
➢电气原理图：
L1 L2 L3
➢特点:
Q
FU1
KM1 FR1
FU 2
FR
FR
• 缺点：是起动转矩也相应下降为原来三角形接法的1/3，转矩特性差， 因而本线路适用于电网电压380V，额定电压660V/380V，Y／∆接法 的电动机轻载起动的场合。
18
图3-7星形—三角形降压起动控制电路
19
星形—三角形降压起动控制电路演示
20
(三)定子串电阻降压起动控制电路(1)
21
(三)定子串电阻降压起动控制电路(2)
22
五、制动控制电路
原因：三相异步电动机从切除电源到完全停止运转。
由于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适 应某些生产机械工艺的要求。如万能铣床、卧式镗床、 电梯等，为提高生产效率及准确停位，要求电动机能 迅速停车，对电动机进行制动控制。
方法：制动方法一般有两大类
1.机械制动 2.电气制动
①反接制动
组，产生静止磁场。电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静 止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现 对转子的制动。
• 设计方案：1. 单向运行能耗制动控制线路
① 按时间原则控制线路；
② 按速度原则控制线路。
2. 可逆运行能耗制动控制线路
3. 单管能耗制动控制线路
• 注意：因电动机反接制动电流很大，故在主回路中串入电 阻R，可防止制动时电动机绕组过热。
26
反接制动控制线路演示
27
（二）能耗制动控制线路
• 能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，因而制动平稳。 这种制动方法将转子惯性转动的机械能转换成电能，又消耗在转子的制
动上，所以称为能耗制动。
• 降压原理：丫一∆形的降压起动方法是，起动时将电动机定子绕组结 成丫形，这时加在电动机每相绕组上的电压为电源电压额定值的1/3， 而其起动转矩为∆形连接直接起动转矩的1/3。起动电流降为∆形连接 直接起动电流的1／3，作用:减小了起动电流对电网的影响。
• 优点：在于星形起动电流只是原来三角形接法的1/3，起动电流特性 好、结构简单、价格低。
②能耗制动
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（一）反接制动控制线路
• 工作原理：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相
序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁Hale Waihona Puke Baidu，从而产生制动 转矩，实现制动。反接制动要求在电动机转速接近零时及 时切断反相序的电源，以防止电动机反向起动。
• 工作过程：当想要停车时，首先将三相电源切换，然
后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。控制线路 就是要实现这一过程。
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顺序、连锁控制
控制要求： 1. M1(油泵) 起动后，M2(主轴电机)才能起动 2. M2 可单独停
＃2 电机 M2
＃1 电机 M1
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主电路实现顺序控制
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控制电路实现顺序控制（1）：两电机只保证起动的先后
顺序，没有延时要求。
A BC
A BC
SB2 SB1
FR1 KM1
FU
FU
KM1
KM1
FR2
• 二、电动机多地点控制线路（例：三地控制的线路）
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三地控制的线路演示
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三、顺序、连锁控制线路
例如机床中要求润滑电动机起动后，主轴电动机才能起动
要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成 的控制方式
➢1.主电路实现顺序控制 ➢2.控制电路实现顺序控制
顺序启动同时停止控制 顺序启动逆序停止控制
• 能耗制动的制动转矩大小与通入直流电流的大小与电动机的转速n有关，
同样转速，电流大，制动作用强。一般接入的直流电流为电动机空载电 流的3~5倍，过大会烧坏电动机的定子绕组。电路采用在直流电源回路中 串接可调电阻的方法，调节制动电流的大小。
• 工作原理：
在三相电动机停车切断三相交流电源的同时，将一直流电源引入定子绕
KM2 FR2
SB3 SB1
KM2 SB4
SB2 KM1
KM1
KM2
M
M
3～
3～
主电路
KM1
KM2
控制电路
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四、起动控制电路
（一）笼型异步电动机手动开关直接起动控制线路
对容量较小，并且工作要求简单的电动机，如小型台钻、砂轮机、 冷却泵的电动机，可用手动开关在动力电路中接通电源直接起动。
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用接触器直接起动控制线路图
一般中小型机床的主电动机采用接触器直接起动
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（二）笼型异步电动机降压起动控制线路
• 原因：容量大于10kW的笼型异步电动机直接起动时，起动冲击电流 为额定值的4～7倍，故一般均需采用相应措施降低电压，即减小与电 压成正比的电枢电流，从而在电路中不至于产生过大的电压降。
• 方法：常用的降压起动方式有定子电路串电阻降压起动、星形—三角 形(Y-△)降压起动和自耦变压器降压起动。
KM2 SB3
SB4
KM1 KM2
FR1
FR2
KM2
M
M
3~
3~
主电路
控制电路
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控制电路实现顺序控制(2)：M1起动后，M2延时起动。
SB2 SB1
FR KM1
主电路同前
SB2
KM1
KM2 KT
KM2
KM1 延时 M1起动
KT
KM2
KM2
KT KM2
控制电路
M2起动
KT
12
✓顺序启动同时停止控制或M2单独停止
• 注意：电动机正在正方向运行时，如果把电源反接，电
动机转速将由正转急速下降到零。如果反接电源不及时切 除，则电动机又要从零速反向起动运行。如图3-10(a)、 图3-10(b)所示为反接制动的控制线路。
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图3-10 反接制动控制线路
•
（a）
（b）
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存在问题与解决方案
• 图3-10(a)图有这样一个问题：在停车期间，如果为了 调整工件，需要用手转动机床主轴时，速度继电器的 转子也将随着转动，其常开触点闭合，KM2通电动作， 电动机接通电源发生制动作用，不利于调整工作。
➢电气原理图：
➢特点:
L1 L2 L3
Q
FU1
KM1 FR1
FU 2
FR
FR
KM2 FR2
SB3 SB1
SB4 SB2 KM1
KM1
KM2
M1
M2
3～
3～
主电路
KM1
KM2
控制电路
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顺序控制演示
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✓顺序启动逆序停止控制
➢电气原理图：
L1 L2 L3
➢特点:
Q
FU1
KM1 FR1
FU 2
FR
FR
• 缺点：是起动转矩也相应下降为原来三角形接法的1/3，转矩特性差， 因而本线路适用于电网电压380V，额定电压660V/380V，Y／∆接法 的电动机轻载起动的场合。
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图3-7星形—三角形降压起动控制电路
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星形—三角形降压起动控制电路演示
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(三)定子串电阻降压起动控制电路(1)
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(三)定子串电阻降压起动控制电路(2)
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五、制动控制电路
原因：三相异步电动机从切除电源到完全停止运转。
由于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适 应某些生产机械工艺的要求。如万能铣床、卧式镗床、 电梯等，为提高生产效率及准确停位，要求电动机能 迅速停车，对电动机进行制动控制。
方法：制动方法一般有两大类
1.机械制动 2.电气制动
①反接制动
组，产生静止磁场。电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静 止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现 对转子的制动。
• 设计方案：1. 单向运行能耗制动控制线路
① 按时间原则控制线路；
② 按速度原则控制线路。
2. 可逆运行能耗制动控制线路
3. 单管能耗制动控制线路
• 注意：因电动机反接制动电流很大，故在主回路中串入电 阻R，可防止制动时电动机绕组过热。
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反接制动控制线路演示
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（二）能耗制动控制线路
• 能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，因而制动平稳。 这种制动方法将转子惯性转动的机械能转换成电能，又消耗在转子的制
动上，所以称为能耗制动。