电气控制线路的基本环节

第2章 电气控制线路的基本环节
• • • • • 适用于定子绕组特别设计的 电动机。定子每相绕组有三 个端子，整个定子绕组共有 九个出线端，其端子联接方 式如图2-8示。
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图2-8
延边三角形—三角形端子的联接方式
• 方法:启动时，将电动机定子绕组接成延边三角形，启动结束后， 再换成三角形接法. • 线路工作过程:
第2章 电气控制线路的基本环节
• 线路工作过程： • 1．启动
• • • • • 合上电源开关QS. KM1线圈得电 KM1主触头和辅助触头闭合 M定子串自耦变压器降压启动； 按下SB2 KT延时断开的常闭触头断开 KM1线圈断电 切除自耦变压器； KT线圈得电延时 KT延时闭合常开触头闭合 KM2线圈得电 KM2主触头闭合 M加全电压运行。
• 2．4．2 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制 • 转子串电阻起动：电阻逐级切除，起动电流和转矩突变，产生机 械冲击，且电阻本身粗笨，体积较大，能耗大，控制线路复杂。
第2章 电气控制线路的基本环节
• • 频敏变阻器启动：阻抗随电动机转速上升而自动平滑地减小，使电动机 平稳启动。 结构和等效电路：
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第2章 电气控制线路的基本环节
竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流控制电路中，电源正极按奇数 标号，负极按偶数标号。
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图2-1 笼型电动机启动、停止控制线路 2．1．3 电气安装接线图 表示电器元件在设备中的实际安装位置和接线情况。
第2章 电气控制线路的基本环节
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第2章 电气控制线路的基本环节
• 2．3．3自耦变压器降压启动 • 依靠自耦变压器的降压作用限制电动机的启动电流。 • 方法:自耦变压器次级与电动机相联，启动时，定子绕组得到电压 是自耦变压器二次电压，启动完毕将自耦变压器切除，电动机直 接接电源，全电压运行。
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图2-7 定子串自耦变压器降压启动控制线路
2．停止
• 按下SB1 KT和KM2线圈断电释放 M断电停止。
• 特点:在获取同样启动转矩情况下，从电网获取电流相对电阻降压 启动要小得多，对电网冲击小，功率损耗小。但自耦变压器价格 高，主要用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机启动. • 2．3．4 延边三角形降压启动 • 比较:Y—△降压启动优点多，但启动转矩太小。延边三角形降压 启动兼取星形联接启动电流小、三角形联接启动转矩大的优点.
• 合上QS,按下SB KM线圈得电
• • (2)停止
• • 按下SB1 KM线圈断电
KM主触头闭合 电动机M通电启动运行。
KM自锁触头断开 主电路断电,电动机M停转。 KM主触头断开
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• • • • • • • 短路保护：由熔断器FU实现。 过载保护：由热继电器FR实现。 欠电压、失电压保护：通过接触器KM的自锁环节实现。 2．3 三相笼型电动机降压启动控制 直接启动:控制线路简单、经济、操作方便。但对容量较大的电动机，起 动电流大，电网电压波动大. 降压启动:启动时将电源电压适当降低，启动完毕再将电压恢复到额定值 运行，以减小启动电流对电网和电动机本身的冲击。 分类:定子绕组串电阻降压启动；Y-Δ换接降压启动；自耦变压器降压启 动、延边三角形降压启动等。
• 2．3．1 定子绕组串电阻降压启动 • 启动时，在三相定子电路串接电阻R，使加在电动机绕组上的电压 降低，启动完成后将电阻R短接，电动机加额定电压正常运行. • 按时间原则控制:利用时间继电器延时动作来控制各电器元件的 先后顺序动作. • 线路工作过程:
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• 大小的变化控制电阻的逐级切除。KA1~KA3为欠电流继电器，吸 合电流值相同，但释放电流不一样。KA1释放电流最大，KA2次之， KA3释放电流最小。刚启动时，电流较大，KA1~KA3同时吸合动 作，全部电阻接入。随着转速升高，电流减小，KA1~KA3依次释 放，分别短接电阻，直到转子串接的电阻全部短接。 • 线路工作过程： • 1．启动 • 合上电源开关QS。
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• 2．4．1 绕线转子电动机串电阻启动控制 • 常用按电流原则和按时间原则二种控制线路。
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图2-10 按电流原则控制的绕线转子电动机串电阻启动线路
• 方法：启动电阻接成星形，串接于三相转子电路中。启动前，电 阻全部接入电路。启动过程中，电流继电器根据电动机转子电流
• • KM主触点闭合 M转子串接全部电阻启动； 按下SB2 KM线圈得电并自锁 中间继电器KA得电，为KM1~KM3通电作准备 随着转速升高， 转子电流逐渐减小 KA1最先释放，其常闭触点闭合 KM1线圈得电，主触点闭合 短接第 一级电阻R1 M转速升高，转子电流又减小 KA2释放，其常闭触点闭合 KM2线圈得电， 主触点闭合 短接第二级电阻R2 M转速再升高，转子电流再减小 KA3最后释放，常 闭触点闭合 KM3线圈得电，主触点闭合 短接最后一段电阻R3，M启动过程结束。
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图2-11 频敏变阻器的结构和等效电路
• 由铁心和绕组二个主要部分组成。一般做成三柱式，每个柱上有 一个绕组，实际是一个特殊的三相铁心电抗器，通常接成星形。 • Rd为绕组直流电阻，R为铁损等效电阻，L为等效电感，R、L值与 转子电流频率有关。 • 启动过程中，转子电流频率随转速变化。刚启动时，转速为零，
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图2-9
延边三角形降压启动控制线路
• 1．启动 • 合上电源开关QS。
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• • • • • • • • • KM线圈得电并自锁 KM主触点闭合 M定子绕组端子1、2、3接电源； 按下SB2 KMY线圈得电 KMY主触点闭合 M绕组端子（4-8)、（5-9）、（6-7）联接，M 接成延边三角形降压启动； 延时断开的常闭触点断开 KMY线圈断电 KT线圈得电 延时 KM△线圈得 延时闭合的常开触点闭合 电 KM△主触点闭合 M绕组端子（1-6）、（2-4）、（3-5）相连接成三角形，全电压运行。
2．停止
按下SB1 KM、KM△、KT线圈断电 M断电停止。
• 特点：启动转矩大于Y—△降压启动，不需专门启动设备，线路结 构简单，但电动机引出线多，制造难度大。 • 2．4 三相绕线转子电动机启动控制 • 鼠笼式异步电动机在容量较大且需重载启动场合，增大启动转矩 与限制启动电流矛盾突出。 • 绕线转子电动机可在转子绕组中串接外加电阻或频敏变阻器启动， 达到减小启动电流、提高转子电路功率因数和增大启动转矩的目 的。
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绘制原则: 1.同一电器元件的各部件必须 画在一起.各电器元件在图中的 位置，应与实际安装位置一致。 2.不在同一控制柜或配电屏上 的电器元件的电气连接必须通 过端子排进行。电器元件的文 字符号及端子排的编号应与原 理图一致. 3. 走向相同的多根导线可用单 线表示。 4. 连接导线应标明规格、型号、 根数和穿线管的尺寸.
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• 2.停止
• 按下SB1 KM1、KMΔ 线圈断电释放 M断电停止.
• 图2-5是利用时间继电器实现自动控制 ,图2-6是手动控制的Y－Δ 降压启动线路。
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图2-6
手动Y－Δ启动器结构及控制线路
• 特点:结构简单，操作方便。不需控制电路，直接用手动方式扳动 手柄，切换主电路达到降压启动的目的.
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• • • • • • • • • • • 电气控制线路：将各种有触点的继电器、接触器、按钮、行程开关等电 器元件，按一定方式连接起来组成的控制线路。 作用：实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速控制，实现对拖 动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。 本章内容：主要介绍组成电气控制线路的基本环节，电气控制线路的分 析阅读方法。 2．1 电气控制线路的绘制 表达电气控制系统的结构、原理，便于进行电器元件的安装、调整、使 用和维修。 使用统一规定的电气图形符号和文字符号。 2．1．1 常用电气图形、文字符号 规定从1990年1月1日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须采用新 标准。 GB4728—1984《电气图用图形符号》 GB6988—1987《电气制图》 GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》
• 2.停止
• 特点:不受电动机接线形式限制，线路简单。常用于中小型机床中 限制点动调整电流，如C650型车床、T68型卧式镗床、T612型卧式 镗床等. • 2．3．2 Y（星形）－Δ（三角形）降压启动 • 只适用于正常工作时定子绕组作三角形联接的电动机。 • 方法:启动时，先将定子绕组接成星形，使每相绕组电压为额定电 压的 ，启动完成再恢复成三角形接法，使电动机在额定电 压下运行。 • 特点:启动设备成本低，方法简单，容易操作，但启动转矩只有额 定转矩的1／3.
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图2-3 刀开关直接启动控制线路
第2章 电气控制线路的基本环节
• 2．2．2 三相笼型电动机单向运转控制 • 1.电路组成 • 见图2-1示,具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路。主电 路由电源隔离开关QS、熔断器FU1、接触器KM的主触头、热继电器 FR的发热元件、电动机M组成。控制电路由熔断器FU2、接触器KM 的常开辅助触头和线圈、停止按钮SB1、起动按钮SB2、热继电器 FR的常闭触头组成。 • 2.工作过程 • (1)启动 KM自锁触头闭合；
图2-2 笼型电动机启动、停止控制线路安装接线图
第2章 电气控制线路的基本环节
• 2．2 三相异步电动机直接启动控制 • 直接启动也称全压启动.启动时，电源电压全部加在定子绕组上。 电动机的启动电流达到额定电流的4～7倍，对电网具有大的冲击， 主要用于小容量电动机的启动。 • 2．2．1 采用刀开关直接启动控制 • 适用于冷却泵、小型台钻、砂轮机 • 电动机的启动.
第2章 电气控制线路的基本环节 • • • • • • • • 2．1 2．2 2．3 2．4 2．5 2．6 2．7 2．8 电气控制线路的绘制 三相异步电动机直接启动控制 三相笼型电动机降压启动控制 三相绕线转子电动机启动控制 三相异步电动机的正反转控制 三相异步电动机的制动控制 三相异步电动机的调速控制 其它基本环节
第2章 电气控制线路的基本环节
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图2-5 Y-Δ降压启动控制线路 线路工作过程： 1．启动 KM1自锁触头闭合;
合上QS,按下SB2→KM1线圈得电 KMY线圈得电，主触头闭合 电动机M星形启动; KM1主触头闭合 KMY线圈断电; KT线圈得电延时 KMΔ 线圈得电 KM1线圈仍得电 M接成三角形运行。
图2-4 1．启动
合上电源开关QS,按下SB2
定子绕组串电阻启动控制线路
KM1自锁触头闭合； KM1主触头闭合 KM1常开触头闭合 电动机串联电阻R后启动； KT线圈得电 KM2线圈得电
KM1线圈得电
第2章 电气控制线路的基本环节
• • • • KM2自锁触头闭合； KM2主触头闭合（短接电阻R） 电动机M全压运行； KM2常闭触头断开 KM1、KT线圈断电释放。 按下SB1 KM2线圈断电释放 M断电停止。
第2章 电气控制线路的基本环节
• • • • • 常用电气图形、文字符号:新旧对照表2—1(P45). 2．1．2 电气原理图 表示电路的工作原理、各电器元件的作用和相互关系，而不考虑电路元 器件的实际安装位置和实际连线情况。 绘制原则： 1．线路分为主电路和控制电路。主电路画在左侧，用粗实线绘出；控制 电路画在右侧, 用细实线绘出。 2. 同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）通常不画在一起，但 需用同一文字符号标明;同种类电器元件，可在文字符号后面加数字序号 下标表示. 3．所有电器元件的触点均按“平常”状态绘出。如按钮、行程开关，是 指没有受到外力作用时的触点状态. 4．主电路标号由文字符号和数字组成。如三相交流电源引入线用L1、L2、 L3标号，电源开关后的三相主电路分别标U、V、W。 5．控制电路标号由三位或三位以下数字组成。交流控制电路一般以主要 压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；