第二章 典型电气控制线路-lin
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第二章 典型电气控制线路
第一节 三相异步电动机的基本控制电路 第二节 典型生产机械电气控制线路
第一节 三相异步电动机的基本控制电路 一、电动机降压启动电路
降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压， 以减小起动电流；
启动后再将电压恢复到额定值，电动
机进入正常工作状态。
降压启动的方法
定子绕组串电阻（电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）启动
4.欠电压与零压保护
当电动机正常工作时，如果电源电压因某种原因 消失造成停转，那么在电源电压恢复时，电动机就可 能自行启动，这会造成事故。对电网来说，许多电动 机同时启动，也会引起不允许的过电流和瞬间网络电 压下降。在电网失电恢复供电，为防止电动机自行启 动采取的保护称做零压保护。
当电动机运行时，电源电压过低将引起电动机转速、 电磁场转矩低落甚至堵转，在负载一定的情况下，电 动机电流将增加，这不仅影响产品加工质量，还会影 响设备正常工作使机械设备损坏，造成人身事故。因 此，在电源电压降到允许值以下时需采取保护措施及 时切断电源，这就是欠电压保护。
图2.1 星形/三角形降压启动电路
二、 三相异步电动机的制动控制
一般采用的制动方法有机械制动与电气制动。 机械制动是利用外加的机械力使电动机迅速停止，使 电动机迅速停止。 电气制动是使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方 向相反，产生制动转矩，使电动机迅速停止。
1.三相异步电动机反接制动 ➢原理：改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋
零电压保护： 中间继电器KA、 SA；转换开关
欠电压保护： 欠电压继电器 KV；
互锁保护： 通过KM1和 KM2互锁实现。
第二节 典型生产机械电气控制线路
一 、 电气控制电路分析基础
1. 电气控制系统分析的内容 ❖设备说明书 ❖电气控制原理图 ❖电气设备的总装接线图 ❖电器元件布置图与接线图
2. 电气原理图分析方法与分析步骤 ❖分析主电路 ❖分析控制电路 ❖分析辅助电路 ❖分析联锁与保护环节 ❖分析特殊控制环节 ❖总体检查
四、 电气控制系统的保护环节
电气保护环节是电气控制系统的重要组成部分,是 保证电气控制系统安全可靠运行的主要措施之一。
1. 短路保护
电器或线路绝缘损坏、负载短接、人为接线错误 等故障，都有可能发生短路事故。一旦发生短路故障， 控制电路能迅速地切断电源，这种保护叫短路保护。
常用的短路保护元件有熔断器、低压断路器或专 门的短路保护继电器等。
自耦变压器降压启动 Y—△降压启动 延边三角形降压启动
Y—△降压启动控制
指电动机起动时， 把定子绕组接成星 形，以降低起动电 压，减小起动电流； 待电动机起动后， 再把定子绕组改接 成三角形，使电动 机全压运行。
Y—△起动只能用 于正常运行时为△形 接法的电动机。
图2.1 星形/三角形降压启动电路
➢ 主运动是指工件的旋转运动．它由主轴通过卡盘或顶尖带 着工件旋转，主轴的旋转是由主轴电动机经传动机构拖动的。 ➢ 进给运动是指刀架的纵向或横向直线运动。刀架的进给运 动是由主轴电动机拖动。
➢ 辅助运动是指刀架的快速移动、尾座的移动以及工件的夹 紧与放松等。
3．车床的控制要求
➢ 主轴能够正、反向运行 ➢ 主轴电动机的启动、停止实现自动控制 ➢ 冷却泵电动机 ➢ 快速电动机控制 ➢ 有必要的短路、过载、欠压和零压等保护环节，并有安 全可靠的局部照明和信号指示。
5.弱磁保护
电动机磁通的过度减少会引起电动机超速甚至发生 “飞车”，因此需要采取弱磁保护。弱磁保护是通过 电动机励磁回路串入欠电流继电器来实现的 。
电气控制电路中常用的保护环节
短路保护： 熔断器FU1和 FU2； 过载保护： 热继电器FR； 过电流保护： 过电流继电器 KI1、KI2；
电气控制电路中常用的保护环节
二、 普通车床电气控制电路
1、卧式车床的主要结构
1—进给箱：2—挂轮箱：3 主轴变速箱； 4一卡盘；5--溜板与刀架
6一溜板箱：7--尾座；8一丝杠： 9一光杠；10一床身
卧式车床的外形结构示意
2．卧式车床的运动形式
为了加工各种旋转表面，车床必须具有切削运动和辅助运 动。切削运动包括主运动和进给运动，除此之外的其他运动皆 为辅助运动。
2. 三相异步电动机能耗制动
能耗制动是将运行中的电动机从交流电源上切除的 同时，在定子绕组上接入直流电源，在电机中产生一 个直流恒定磁场，转子导体中的感应电流与恒定磁场 相互作用，产生制动力矩，使电动机迅速减速，最后 停止转动 。
能耗制动控制电路
三、电动机自动往返控制电路
自动往返通常是利用行程开关实现位置到位检测 和反向触发。
转磁场，形成制动转矩。
➢要求： 10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电 阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防 止反向再起动。
➢制动电阻的接线方法: 对称接法 不对称接法
U VW QS FU1
KM1 FR
U VW
KM2 R
KM1
QS FU1
KM2 R
M 3~
图(a)定子电路中串接对称电阻
2. 过电流保护
过电流保护是区别短路保护的一种电流型保护。所 谓过电流，是指电动机或电器元件超过其额定电流 （一般不超过2.5IN）的运行状态，时间长了同样会 过热损坏绝缘，需要采取保护。不正确的启动和过大 的负载转柜常常引起电动机很大的过电流，但一般比 短路电流要小。
3. 过载保护
过载保护是类似于过电流保护的一种电流型保护。 过载是指电动机的运行电流大于其额定电流。造成电 动机过载的原因很多，如负载过大、三相电动机缺相 运行、欠电压运行等。
M 3~
(b) 定子电路中串接不对称电阻
单向反接制动的控制 关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近
于零时，能自动将电源切除。
➢电气原理图：
速度继电器
图2.2 电动机单向运行反接制动电路
➢工作原理：
电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭 合，为反接制动作准备。
按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三 相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点 仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2 通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入 反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近 100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断 电，反接制动结束。
第一节 三相异步电动机的基本控制电路 第二节 典型生产机械电气控制线路
第一节 三相异步电动机的基本控制电路 一、电动机降压启动电路
降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压， 以减小起动电流；
启动后再将电压恢复到额定值，电动
机进入正常工作状态。
降压启动的方法
定子绕组串电阻（电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）启动
4.欠电压与零压保护
当电动机正常工作时，如果电源电压因某种原因 消失造成停转，那么在电源电压恢复时，电动机就可 能自行启动，这会造成事故。对电网来说，许多电动 机同时启动，也会引起不允许的过电流和瞬间网络电 压下降。在电网失电恢复供电，为防止电动机自行启 动采取的保护称做零压保护。
当电动机运行时，电源电压过低将引起电动机转速、 电磁场转矩低落甚至堵转，在负载一定的情况下，电 动机电流将增加，这不仅影响产品加工质量，还会影 响设备正常工作使机械设备损坏，造成人身事故。因 此，在电源电压降到允许值以下时需采取保护措施及 时切断电源，这就是欠电压保护。
图2.1 星形/三角形降压启动电路
二、 三相异步电动机的制动控制
一般采用的制动方法有机械制动与电气制动。 机械制动是利用外加的机械力使电动机迅速停止，使 电动机迅速停止。 电气制动是使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方 向相反，产生制动转矩，使电动机迅速停止。
1.三相异步电动机反接制动 ➢原理：改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋
零电压保护： 中间继电器KA、 SA；转换开关
欠电压保护： 欠电压继电器 KV；
互锁保护： 通过KM1和 KM2互锁实现。
第二节 典型生产机械电气控制线路
一 、 电气控制电路分析基础
1. 电气控制系统分析的内容 ❖设备说明书 ❖电气控制原理图 ❖电气设备的总装接线图 ❖电器元件布置图与接线图
2. 电气原理图分析方法与分析步骤 ❖分析主电路 ❖分析控制电路 ❖分析辅助电路 ❖分析联锁与保护环节 ❖分析特殊控制环节 ❖总体检查
四、 电气控制系统的保护环节
电气保护环节是电气控制系统的重要组成部分,是 保证电气控制系统安全可靠运行的主要措施之一。
1. 短路保护
电器或线路绝缘损坏、负载短接、人为接线错误 等故障，都有可能发生短路事故。一旦发生短路故障， 控制电路能迅速地切断电源，这种保护叫短路保护。
常用的短路保护元件有熔断器、低压断路器或专 门的短路保护继电器等。
自耦变压器降压启动 Y—△降压启动 延边三角形降压启动
Y—△降压启动控制
指电动机起动时， 把定子绕组接成星 形，以降低起动电 压，减小起动电流； 待电动机起动后， 再把定子绕组改接 成三角形，使电动 机全压运行。
Y—△起动只能用 于正常运行时为△形 接法的电动机。
图2.1 星形/三角形降压启动电路
➢ 主运动是指工件的旋转运动．它由主轴通过卡盘或顶尖带 着工件旋转，主轴的旋转是由主轴电动机经传动机构拖动的。 ➢ 进给运动是指刀架的纵向或横向直线运动。刀架的进给运 动是由主轴电动机拖动。
➢ 辅助运动是指刀架的快速移动、尾座的移动以及工件的夹 紧与放松等。
3．车床的控制要求
➢ 主轴能够正、反向运行 ➢ 主轴电动机的启动、停止实现自动控制 ➢ 冷却泵电动机 ➢ 快速电动机控制 ➢ 有必要的短路、过载、欠压和零压等保护环节，并有安 全可靠的局部照明和信号指示。
5.弱磁保护
电动机磁通的过度减少会引起电动机超速甚至发生 “飞车”，因此需要采取弱磁保护。弱磁保护是通过 电动机励磁回路串入欠电流继电器来实现的 。
电气控制电路中常用的保护环节
短路保护： 熔断器FU1和 FU2； 过载保护： 热继电器FR； 过电流保护： 过电流继电器 KI1、KI2；
电气控制电路中常用的保护环节
二、 普通车床电气控制电路
1、卧式车床的主要结构
1—进给箱：2—挂轮箱：3 主轴变速箱； 4一卡盘；5--溜板与刀架
6一溜板箱：7--尾座；8一丝杠： 9一光杠；10一床身
卧式车床的外形结构示意
2．卧式车床的运动形式
为了加工各种旋转表面，车床必须具有切削运动和辅助运 动。切削运动包括主运动和进给运动，除此之外的其他运动皆 为辅助运动。
2. 三相异步电动机能耗制动
能耗制动是将运行中的电动机从交流电源上切除的 同时，在定子绕组上接入直流电源，在电机中产生一 个直流恒定磁场，转子导体中的感应电流与恒定磁场 相互作用，产生制动力矩，使电动机迅速减速，最后 停止转动 。
能耗制动控制电路
三、电动机自动往返控制电路
自动往返通常是利用行程开关实现位置到位检测 和反向触发。
转磁场，形成制动转矩。
➢要求： 10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电 阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防 止反向再起动。
➢制动电阻的接线方法: 对称接法 不对称接法
U VW QS FU1
KM1 FR
U VW
KM2 R
KM1
QS FU1
KM2 R
M 3~
图(a)定子电路中串接对称电阻
2. 过电流保护
过电流保护是区别短路保护的一种电流型保护。所 谓过电流，是指电动机或电器元件超过其额定电流 （一般不超过2.5IN）的运行状态，时间长了同样会 过热损坏绝缘，需要采取保护。不正确的启动和过大 的负载转柜常常引起电动机很大的过电流，但一般比 短路电流要小。
3. 过载保护
过载保护是类似于过电流保护的一种电流型保护。 过载是指电动机的运行电流大于其额定电流。造成电 动机过载的原因很多，如负载过大、三相电动机缺相 运行、欠电压运行等。
M 3~
(b) 定子电路中串接不对称电阻
单向反接制动的控制 关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近
于零时，能自动将电源切除。
➢电气原理图：
速度继电器
图2.2 电动机单向运行反接制动电路
➢工作原理：
电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭 合，为反接制动作准备。
按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三 相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点 仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2 通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入 反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近 100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断 电，反接制动结束。