電氣控制技術(shù)與PLC第3章

第3章三相異步電動機基本控制環(huán)節(jié)與基本電路1

在電力拖動自動控制系統(tǒng)中，各種生產(chǎn)機械均由電動機來拖動。不同的生產(chǎn)機械，對電動機的控制要求不同的。電器控制線路能實現(xiàn)對電動機的啟動、停止、點動、正反轉(zhuǎn)、制動等運行方式的控制，以及必要的保護，滿足生產(chǎn)工藝要求，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)：繼電接觸器邏輯控制、可編程邏輯控制、計算機控制等方法。繼電接觸器邏輯控制-------電氣控制。任何簡單的、復(fù)雜的電器控制線路，都是按照一定的控制原則，由基本的控制環(huán)節(jié)組成的?；究刂骗h(huán)節(jié)與基本電路

2電控制線路的繪制方法常用的基本電氣控制環(huán)節(jié)異步電動機的基本電氣控制線路典型機床電氣控制系統(tǒng)分析主要內(nèi)容33.1電氣控制線路圖的繪制及分析43.1電氣控制線路圖的繪制及分析

電氣控制線路組成:是由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等組成的控制線路。電氣圖:為了表達設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，工作原理及安裝、調(diào)試、維修等技術(shù)要求，需要用統(tǒng)一的工程語言即用工程圖的形式來表達，這種工程圖即是電氣圖。電氣圖分類:常用于機械設(shè)備的電氣工程圖有3種：電路原理圖、接線圖、元器件布置圖。電氣圖繪制原則：電氣工程圖是根據(jù)國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的圖形符號、文字符號以及規(guī)定的畫法繪制而成的。5電氣控制線路圖是工程技術(shù)的通用語言，它由各種電器元件的圖形、文字符號要素組成。我國電氣設(shè)備有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)：GB4728—1984《電氣圖用圖形符號》GB5456—1985《電氣設(shè)備用圖形符號、繪制原則》GB6988—1986《電氣制圖》GB5094—1985《電氣技術(shù)中的項目代號》GB4728—1984《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則》規(guī)定從1990年1月1日起，電氣圖中的圖形和文字符號必須符合國家的最新標(biāo)準(zhǔn)。3.1.1電氣圖中的圖形和文字符號6表2-1常用電氣圖形、文字符號表（書P20-P21）常用電氣圖形、文字符號名稱圖形符號文字符號名稱圖形符號三極電源開關(guān)QK速度繼電器常開觸頭低壓斷路器QF常閉觸頭73、端子標(biāo)記電氣圖中各電器的接線端子用規(guī)定的字母數(shù)字符號標(biāo)記。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB4026—83《電器接線端子的識別和用字母數(shù)字符號標(biāo)志接線端子的通則》規(guī)定：三相交流電源的引入線用L1、L2、L3、N、PE標(biāo)記。直流系統(tǒng)電源正、負極、中間線分別用L+、L－與M標(biāo)記。三相動力電器的引出線分別按U、V、W順序標(biāo)記。

分級電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記控制電路用不多于3位的阿拉伯?dāng)?shù)字編號83.1.2電氣控制電路圖的繪制原則電氣控制系統(tǒng)圖電氣原理圖電氣接線圖電器安裝位置圖電氣互連圖主電路控制電路照明和顯示電路電氣控制系統(tǒng)圖的結(jié)構(gòu)電氣安裝接線圖9

電氣原理圖:

是根據(jù)電氣動作原理繪制的，用來表示電氣的動作原理，用于分析電路工作原理和排除故障，而不考慮電氣設(shè)備的電氣元器件的實際結(jié)構(gòu)和安裝情況。通過電路圖，可詳細地了解電路、設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成和工作原理，并可在測試和尋找故障時提供足夠的信息，同時電氣原理圖也是編制接線圖的重要依據(jù)。1、電氣原理圖的繪制10圖型普通車床電氣原理圖例：型普通車床電氣原理圖11（1）電氣原理圖繪制原則：1）圖中所有的元器件都應(yīng)采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號。2）原理圖的布局

電氣原理圖的組成由主電路和控制電路組成，主電路和控制電路分開畫。主電路：包括從電源到電動機的電路，是強電流通過的部分，一般畫在原理圖的左邊。采用粗連接線來表示?？刂齐娐罚菏峭ㄟ^弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸點等組成，一般畫在原理圖的右邊。采用細連接線來表示。12電氣原理圖繪制原則：

3）原理圖中電氣元件的畫法：采用電器元件展開圖的畫法。同一電器元件的各部可以不畫在一起，但需用同一文字符號標(biāo)出。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字序號的下標(biāo)。4）原理圖中電氣觸頭的畫法：所有按鈕、觸頭均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態(tài)畫出。5）線路連接點、交叉點的繪制：表示導(dǎo)線、信號通路、連接線等的圖線都應(yīng)是交叉或折彎最少的直線?？梢运讲贾?，也可以垂直布置?？刂齐娐返姆种Ь€路原則上按照動作先后順序排列，兩線交叉連接時的電氣連接點須用黑點標(biāo)出。136）原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運行可靠，節(jié)省連接導(dǎo)線以及安裝、維修方便。電氣原理圖繪制原則：圖2.1籠型電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)控制線路的電氣原理圖14（2）原理圖圖面區(qū)域的劃分

為了便于確定原理圖的內(nèi)容和組成部分在圖中的位置，常在圖紙上分區(qū)。豎邊方面用大寫拉丁字母編號，橫邊用阿拉伯?dāng)?shù)字編號。

繼電器、接觸器觸頭位置的索引

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸點所在圖中位置的索引代號，索引代號用圖面區(qū)域號表示。

電氣圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注

電氣圖中各電氣元器件和型號，常在電氣原理圖中電器元件文字符號下方標(biāo)注出來。15繼電器、接觸器觸頭位置的索引

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸點所在圖中位置的索引代號，索引代號用圖面區(qū)域號表示。

左欄中欄右欄主觸點的圖區(qū)號輔助動合觸點的圖區(qū)號輔助動斷觸點的圖區(qū)號接觸器各欄的含義：繼電器各欄的含義：左欄右欄動合觸點的圖區(qū)號K動斷觸點的圖區(qū)號BKM2224×K××B16普通車床電氣原理圖例：型普通車床電氣原理圖17（3）其中常見的元器件狀態(tài)(1)繼電器和接觸器的線圈處在非激勵狀態(tài)。(2)斷路器和隔離開關(guān)在斷開位置。(3)零位操作的手動控制開關(guān)在零位狀態(tài)。(4)機械操作開關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。(5)保護類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)。18

原則：

安裝接線圖是按照電器元件的實際位置和實際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟等原則來安排。

用途：主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。2、電氣接線圖電氣接線圖：表示電氣設(shè)備或裝置連接關(guān)系的簡圖，用于電氣設(shè)備安裝接線、電路檢查、電路維修和故障處理。191）位置：各電氣元件均按實際安裝位置繪出，元件所占圖面按實際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。2）集中：一個元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點劃線框起來，即采用集中表示法。3）一致：各電氣元件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)。4）編號：各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號，各接線端子的編號必須與電氣原理圖上

的導(dǎo)線編號相一致。5）合并：繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成

一股線。電氣接線圖的繪制原則：20車床電氣互連圖例：電氣安裝接線圖

21

電器元件布置圖：表明電氣設(shè)備上所有電氣原理圖中各元器件的實際安裝位置和用電設(shè)備的實際位置，是電氣控制設(shè)備制造、裝配、調(diào)試和維護必不可少的技術(shù)文件?？梢曤姎饪刂葡到y(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨繪制。

3、電器布置圖電氣控制柜與操作臺（箱）內(nèi)部布置圖電氣控制柜與操作臺（箱）面板布置圖控制柜與操作臺（箱）外形輪廓用細實線繪出電器元件及設(shè)備，用粗實線繪出外形輪廓，標(biāo)明實際的安裝位置電器元件及設(shè)備代號與有關(guān)電路圖和設(shè)備清單上所用的代號一致22

電器元件布置圖是用來表明電氣原理圖中各元器件的實際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨繪制。

3、電器布置圖電器元件的布置應(yīng)注意以下幾方面：

1）體積大和較重的電器元件下方，發(fā)熱元件上面；2）強電、弱電應(yīng)分開；；3）需要經(jīng)常維護、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過高或過低；4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線；5）電器元件布置不宜過密，應(yīng)留有一定間距。利布線和維修；23

圖幅尺寸(mm)幅面A0A1A2A3A4長1189841594420297寬841594420297210幅面A3×3A3×4A4×3A4×4A4×5長89111896308411051寬420420297297297圖幅尺寸選擇：電氣圖的規(guī)模與復(fù)雜程度；能夠清晰地反映電氣圖的細節(jié)；整套圖紙的幅面盡量保持一致；便于裝訂和管理；CAD繪制時，輸出設(shè)備（打印機、繪圖儀等）對于輸出幅面的限制。3.1.3電氣圖紙規(guī)范24圖框線：需要裝訂的圖紙的圖框線A0、A1、A2：a=25mm，c=10mm其它：a=25mm，c=5mm不需要裝訂的圖紙的圖框線A0、A1：e=20mm其它：e=15mm根據(jù)圖紙是否需要裝訂以及圖紙幅面的大小確定。

25標(biāo)題欄：標(biāo)準(zhǔn)A3圖紙，標(biāo)題欄可以繪制成通長的格式。內(nèi)容：設(shè)計單位名稱、用戶單位名稱、專業(yè)名、設(shè)計階段、比例尺、設(shè)計人、審核人、圖紙名稱、圖紙編號、日期、頁次等。標(biāo)題欄格式式樣

標(biāo)題欄：畫在圖框的右下角，繪制方向應(yīng)該與看圖方向一致。263.2 電氣控制電路基本控制規(guī)律273.2電氣控制電路基本控制規(guī)律

任何簡單或復(fù)雜的電氣控制回路均由一系列基本環(huán)節(jié)所組成，包括：點動控制、連續(xù)控制自鎖控制、互鎖控制多地點、多條件控制順序控制自動循環(huán)控制283.2.1電機的起動、自鎖和點動控制圖2.2異步電動機起、保、?？刂凭€路

啟動環(huán)節(jié)主要完成電動機由靜止?fàn)顟B(tài)到轉(zhuǎn)動狀態(tài)的控制實現(xiàn)，在點動控制中，按鈕SB就是啟動環(huán)節(jié)。在連續(xù)運轉(zhuǎn)控制中，SB2和KM為啟動環(huán)節(jié)。停止環(huán)節(jié)完成電動機由運轉(zhuǎn)到停止的轉(zhuǎn)換，主要由停按鈕來實現(xiàn)。若點動控制回路，啟動按鈕也同時起停止作用。當(dāng)保護環(huán)節(jié)起保護作用時，它也可認(rèn)為是一個停止環(huán)節(jié)，只不過是非正常停止環(huán)節(jié)。保護環(huán)節(jié)分為兩個方面：一是控制回路的保護，即每個運轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制回路中的熔斷器FU；二是主回路的保護，包括空氣開關(guān)、熱繼電器等對電路的限流保護。29點動控制與連續(xù)工作

實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)機械常需點動、連續(xù)控制。點動控制：指按下起動按鈕，電動機轉(zhuǎn)動；松開按鈕，電動機停止運動。連續(xù)控制：若松開按鈕后能使電動機連續(xù)工作，則稱為長動或稱為連續(xù)遠行。區(qū)別：點動與長動的關(guān)鍵是控制電路中控制電器通電后能否自鎖，即是否具有自鎖觸點。30M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB1、點動控制工作原理觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電電機停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機轉(zhuǎn)動；控制電路主電路點動按鈕電路結(jié)構(gòu)主電路：QS、FU、KM主觸點、M構(gòu)成；控制電路：按鈕SB、KM線圈構(gòu)成。312、連續(xù)控制KM自保持自保的作用KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動按鈕停車按鈕

主電路：QS、FU、接觸器KM主觸點、電動機M構(gòu)成；控制電路：停止按鈕SB1、起動按鈕SB2、接觸器KM常開輔助觸點和線圈構(gòu)成。（1）電路結(jié)構(gòu)

322、連續(xù)控制KM自保持自鎖的作用按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，電機起動；同時，輔助觸頭（KM）閉合，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動按鈕停車按鈕（2）工作原理332、連續(xù)控制KM自保持自自鎖的作用KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起動按鈕停車按鈕（3）自鎖控制環(huán)節(jié)自鎖：依靠接觸器自身常開觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。自鎖觸點：起自鎖作用的輔助觸點稱為自鎖觸點。

34QSKHM3~ABCKMFU方法一：用復(fù)合按鈕。3、點動+連續(xù)運行SB3：點動SB2：連續(xù)運行；SB1：停止控制關(guān)系該電路缺點：動作不夠可靠。KMSB1KMSB2KHSB3主電路控制電路35SBM3~ABCKMFU方法二：加中間繼電器（KA）。控制關(guān)系SB：點動SB2：連續(xù)運行SB1：停止運行KASB1KASB2KHKMKA3、點動+連續(xù)運行36

4、保護環(huán)節(jié)

(1)短路保護：熔斷器FU1、FU2分別作主電路和控制線路的短路保護，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時能迅速切斷電源。

(2)過載保護：通常生產(chǎn)機械中需要持續(xù)運行的電動機均設(shè)過載保護，其特點是過載電流越大，保護動作越快，但不會受電動機起動電流影響而動作。自鎖觸頭停止按鈕短路保護過載保護起動按鈕37

以下控制電路能否實現(xiàn)即能點動、又能連續(xù)運行KMSB1KMSB2KHSB思考不能點動！383.2.2多地點與多條件控制線路

多地點控制：指在兩地或兩個以上地點進行的控制操作。規(guī)模較大的設(shè)備，為了操作方便常要求能在多個地點進行操作。多條件控制：

通過在電路中串聯(lián)或并聯(lián)電器的常閉觸點和常開觸點來實現(xiàn)。391、多地控制電路

定義：

多地控制電路設(shè)置多套起、停按鈕，分別安裝在設(shè)備的多個操作位置，故稱多地控制。

特點：

起動按鈕的常開觸點并聯(lián)，停止按鈕的常閉觸點串聯(lián)。且起?？刂瞥蓪Τ霈F(xiàn)

操作：無論操作哪個啟動按鈕都可以實現(xiàn)電動機的起動；操作任意一個停止按鈕都可以打斷自鎖電路，使電動機停止運行。啟動并聯(lián)停止串聯(lián)402、多條件控制電路用途：多條件啟動控制和多條件停止控制電路，適用于電路的多條件保護。特點：按鈕或開關(guān)的常開觸點串聯(lián)，常閉觸點并聯(lián)。多個條件都滿足（動作）后，才可以起動或停止。停止并聯(lián)啟動串聯(lián)41(a)(b)(c)(d)圖2.5點動控制線路

3.2.3異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路

生產(chǎn)實踐中，許多設(shè)備均需要兩個相反方向的運行控制，如機床工作臺的進退、升降以及主軸的正反向運轉(zhuǎn)等。此類控制均可通過電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。由電動機原理可知，電動機三相電源進線中任意兩相對調(diào)，即可實現(xiàn)電動機的反向運轉(zhuǎn)。421、電機的正反轉(zhuǎn)控制電路結(jié)構(gòu)KMFKMFSB1SBFKHM3~ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMRSBR

該電路必須先停車才能由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)。SBF和SBR不能同時按下，否則會造成短路！操作過程：SBF正轉(zhuǎn)SBR反轉(zhuǎn)停車SB1主電路控制電路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)43

互鎖關(guān)系---在同一時間里兩個接觸器只允許一個工作的控制作用稱為互鎖或聯(lián)鎖。因此需要在各自的控制電路中串接對方的常閉觸點，構(gòu)成互鎖。

互鎖觸點---而這兩個常閉觸點稱為互鎖觸點。

原理：當(dāng)電動機正轉(zhuǎn)時，按下正向起動按鈕SB2，KM1線圈得電并自鎖，KM1常閉觸點斷開，這時按下反向按鈕SB3，KM2也無法通電。當(dāng)電動機反轉(zhuǎn)時，先按下停止按鈕SB1，令KM1斷電釋放，KM1常開觸點復(fù)位斷開，電動機停轉(zhuǎn)。再按下SB3，KM2線圈才能得電，電動機反轉(zhuǎn)。由于電動機由正轉(zhuǎn)切換成反轉(zhuǎn)時，需先停下來，再反向起動，故稱該電路為正-停-反控制電路。2、電機的正反轉(zhuǎn)控制-加互鎖442、電機的正反轉(zhuǎn)控制-加互鎖互鎖作用：正轉(zhuǎn)時，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSKH

互鎖觸點45啟動按鈕利用復(fù)合按鈕進行控制。則該電路為按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的控制電路，如圖2.6(c)所示。電動機正在正轉(zhuǎn)，此時，接觸器KM1線圈吸合，主觸點KM1閉合。欲切換電動機的轉(zhuǎn)向，只需按下復(fù)合按鈕SB3即可。按下SB3后，其常閉觸點先斷開KM1線圈回路，KM1釋放，主觸點斷開正序電源。復(fù)合按鈕SB3的常開觸點后閉合，接通KM2的線圈回路，KM2通電吸合且自鎖，KM2的主觸點閉合，負序電源送入電動機繞組，電動機作反向起動并運轉(zhuǎn)，從而直接實現(xiàn)正、反向切換。

3、電機的正反轉(zhuǎn)控制-雙重互鎖46KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMFSBR3、電機的正反轉(zhuǎn)控制—雙重互鎖KMRM3~ABCKMFFUQSKH電器互鎖機械互鎖雙保險機械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）47主電路實現(xiàn)順序控制順序控制控制電路實現(xiàn)順序控制要求幾臺電動機的啟動、停止按一定的先后順序來完成的控制方式稱為電動機的順序控制。順序啟動同時停止控制順序啟動逆序停止控制3.2.4順序控制線路

用途：用于實現(xiàn)機械設(shè)備依次動作的控制要求。48圖3.7順序起動控制線路1.主電路順序控制順序控制KM2串在KM1觸點下保證M1工作后M2才有可能工作。492.控制電路實現(xiàn)的順序控制KM1的輔助常開觸點起自鎖和順控的雙重作用。自鎖順控503.順序啟動同時停止控制特點:電氣原理圖FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB3SB2KM1KM2KM1514.順序啟動逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2電氣原理圖特點:主電路控制電路M1—>M2的順序起動M2－>M1的順序停止控制52＃1電機M1控制要求：1.M1起動后，M2才能起動2.M1不可單獨停，M2可單獨停＃2電機M2順序控制例153順序控制電路（1）：

兩電機只保證起動的先后順序，

沒有延時要求。

FU2KM2KH2ABCFU1M13~ABCKM1KH1M23~主電路KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM1SB1SB2KH1KM1控制電路全停單停順控54順序控制電路(2)：M1起動后，M2延時起動。SB2KM1KT

KM2

延時

KM2

M1起動KTM2起動主電路同前KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KT控制電路55KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KT

實現(xiàn)M1起動后M2延時起動的順序控制，用以下電路可不可以？SB2KM1KT

KM2

延時

KM2

M1起動M2起動不可以！繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，線圈不能串聯(lián)。563.2.5自動往返運動

在實際生產(chǎn)中，常常要求生產(chǎn)機械的運動部件能實現(xiàn)自動往返。因為有行程限制，所以常用行程開關(guān)做控制元件來控制電動機的正反轉(zhuǎn)。圖1.15為電動機往返運行的可逆旋轉(zhuǎn)控制電路。圖中KM1、KM2分別為電動機正、反轉(zhuǎn)接觸器，SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)，SQ3、SQ4分別為正向、反向極限保護用限位開關(guān)。

57a機床工作臺自動往復(fù)運動示意圖b自動往復(fù)循環(huán)控制電路圖2-12自動往復(fù)循環(huán)控制自動往返運動電路

1、主電路同電動機正反轉(zhuǎn)控制線路。2、控制電路接觸器互鎖依然保留，加裝行程開關(guān)互鎖，以實現(xiàn)自動換向控制。機械互鎖58工作臺自動往返控制過程59SQ2退進SQ1KM1：前進KM2：后退SQ1：末端行程開關(guān)SQ2：始端行程開關(guān)SB2：正向起動按紐SB3：反向起動按紐SB1:停止按鈕FR:熱繼電器1、自動往返運動控制線路60行程控制原則:利用生產(chǎn)機械運動的行程位置實現(xiàn)控制，通常采用限位開關(guān)。工作過程如下：合上電源開關(guān)QF→按下啟動按鈕SB1→接觸器KM1通電→電動機M正轉(zhuǎn)，噴水管左移→噴水管左移到一定位置，螺桿撞動限位開關(guān)SQ2→SQ2常閉觸頭斷開→KM1停止吸合，此時SQ2常開觸頭接通接觸器KM2通電→電動機M反轉(zhuǎn)噴水管右移→噴水管右移到一定位置，螺桿撞動限位開關(guān)SQ1→SQ1常閉觸頭斷開→KM2停，KM1再次得電，依次往復(fù)運行。自動往返運動控制原則:612、單周期控制電路按下起動按紐SB2，運行一周后回到始端自動停止。去掉始端SQ2的自動起動環(huán)節(jié)即可。SQ2退進SQ1623、末端延時單周控制電路

末端SQ1的起動控制改為經(jīng)KT后起動向接觸器KM2。SQ2退進SQ163自動往復(fù)行程控制線路小結(jié)自動往復(fù)主電路自動往復(fù)之連續(xù)控制電路64自動往復(fù)之單周期自動往復(fù)末端延時65舉例:行程控制KMRM3~ABCKMFFUQSKH

注意:行程控制實質(zhì)為電機的正反轉(zhuǎn)控制，只是在行程的終端要加限位開關(guān)。正程逆程BA主電路66行程控制電路（1）--限位停止控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2SQASB3SQBKMRKMRKMF限位開關(guān)正程限位開關(guān)SQASQB逆程至右極端位置撞開SQA

動作過程SB2正向運行電機停車（反向運行同樣分析）67行程控制(2)--自動往復(fù)運動正程逆程電機工作要求：1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回68電機SQaSQbKMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSQaSQb自動往復(fù)運動控制電路

限位開關(guān)采用復(fù)合式開關(guān)。正向運行停車的同時，自動起動反向運行；反之亦然。關(guān)鍵措施69例1：運料小車的控制設(shè)計一個運料小車控制電路，同時滿足以下要求：1.小車啟動后，前進到A地。然后做以下往復(fù)運動：

到A地后停2分鐘等待裝料，然后自動走向B。到B地后停2分鐘等待卸料，然后自動走向A。2.有過載和短路保護。3.小車可停在任意位置。

正程逆程電機BA

控制電路綜合舉例70運料小車控制電路M3~ABCKMFFUQSKHKMRSQa、SQb為A、B兩端的限位開關(guān)

KTa、KTb為兩個時間繼電器

主回路KMFKHKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSQbKQaKQbSBR71該電路的問題：小車在兩極端位置時，不能停車。動作過程SBFKMF小車正向運行至A端撞STaKTa延時2分鐘KMR小車反向運行至B端撞STbKTb延時2分鐘KMF小車正向運行……如此往反運行。KMFKMFKHKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR72KMFKMFSBFKMRKHSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中間繼電器（KA）實現(xiàn)任意位置停車的要求SBR73例2：工作臺位置控制起動后工作臺控制要求：(1)運動部件A從1到2(2)運動部件B從3到4(3)運動部件A從2回到1(4)運動部件B從4回到3自動循環(huán)BM1AM2ST3ST4ST2ST11234

控制電路綜合舉例74工作臺位置控制電路(1)根據(jù)動作順序設(shè)計控制電路。(2)檢查有無互鎖。(3)檢查能否正確啟動、停車。設(shè)計步驟：KMAFKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST375工作臺位置控制電路ST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1KHKMAFSB2KMARST2ST3

該電路有何問題？小車若在1、2、3、4規(guī)定的位置時，不能正常停車。76電路的改進方法同前：KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3加中間繼電器（KA）771.自鎖——接觸器常開觸點與按鈕常開觸點相并聯(lián)。2.互鎖——兩個接觸器的常閉觸點串聯(lián)在對方線圈的電路中。3.點動——無自鎖環(huán)節(jié)。4.連續(xù)——有自鎖環(huán)節(jié)。5.多地——按鈕的常開觸點并聯(lián)、常閉觸點串聯(lián)。6.多條件——按鈕的常開觸點串聯(lián)、常閉觸點并聯(lián)。7.順序控制線路——電機啟停按順序控制。8.自動往返運動——利用限位開關(guān)實現(xiàn)換向控制。

基本電路的結(jié)構(gòu)特點783.3電氣控制常用的保護環(huán)節(jié)79電氣控制的保護環(huán)節(jié)非常多，在電氣控制線路中，最為常用的是熔斷器及斷路器，應(yīng)用方法是串聯(lián)在回路中，其分?jǐn)嘧饔煤彤?dāng)線路電流超過其允許最大電流時熔斷或跳保護。第二類較常用的保護環(huán)節(jié)是電動機保護，即熱保護繼電器，當(dāng)電動機過流時跳起保護。電氣控制線路常設(shè)有以下保護環(huán)節(jié)。

3.3電氣控制常用的保護環(huán)節(jié)801、短路保護作用：當(dāng)電路發(fā)生短路時，短路電流會引起電器設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強大的電動力，使電機和電路中的各種電器設(shè)備產(chǎn)生機械性損壞，因此當(dāng)電路出現(xiàn)短路電流時，必須迅速而可靠的斷開電源。81圖2.8短路保護圖2.8(b)為采用自動開關(guān)作短路保護的電路。既作為短路保護，又作為過載保護，其過流線圈用做短路保護。圖2.8(a)為采用熔斷器作短路保護的電路。當(dāng)主電機容量較小，其控制電路不需另設(shè)熔斷器，主電路中熔斷器也作為控制電路的短路保護。短路保護電路自動開關(guān)熔斷器82短路保護的方法：加熔斷器頻繁起動的電機：異步電動機的起動電流（Ist）約為額定電流（IN）的(5-7）倍。選擇熔體額定電流（IF

）時，必須躲開起動電流，但對短路電流仍能起保護作用。通常用以下關(guān)系：一般電機：83原因：不正確的啟動和過大負載，也常常引起電動機產(chǎn)生很大的過電流。后果：由此引起的過電流一般比短路電流要小。過大的沖擊負載，使電動機流過過大的沖擊電流，以致?lián)p壞電動機的換向器；同時，過大的電動機轉(zhuǎn)矩也會使機械的轉(zhuǎn)動部件受到損傷。方法：因此要瞬時切斷電源。在電動機運行過程中產(chǎn)生這種過電流比發(fā)生短路的可能性要大，特別是對頻繁啟動和正反轉(zhuǎn)重復(fù)短時工作的電動機更是如此。2、過電流保護及欠壓保護84圖2.9控制電路中的保護環(huán)節(jié)圖2.9的控制線路中設(shè)有過流保護及欠壓保護環(huán)節(jié)。為避免電機啟動時過流保護誤動作，線路中接入時間繼電器KT，并使KT延時時間稍長于電機M的啟動時間。這樣，電機啟動結(jié)束后，過流繼電器KI才接入電流檢測回路起保護作用。當(dāng)線路電壓過低時，KV失電，KV的常開點斷開主電機M的控制電路。過電流保護及欠壓保護欠壓保護環(huán)節(jié)過流繼電器電機啟動時間欠壓斷開過流斷開85電動機長期超載運行，其繞組的溫升將超過允許值而損壞，所以應(yīng)設(shè)過載保護環(huán)節(jié)。過載保護一般采用熱繼電器作為保護元件。由于熱繼電器的熱慣性關(guān)系，不會受短路電流的沖擊而瞬時動作；當(dāng)有8～10倍額定電流通過熱繼電器時，需經(jīng)1s～3s動作，這樣，在熱繼電器動作前，熱繼電器的發(fā)熱元件可能已燒壞。所以，在使用熱繼電器做過載保護時，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用。3、過載保護86KMSB1KMSB2KH方法：加熱繼電器。電機工作時，若因負載過重而使電流增大，但又比短路電流小。此時熔斷器起不了保護作用，應(yīng)加熱繼電器，進行過載保護。M3~ABCKMFUQSKH過載保護方法：熱繼電器的熱元件熱繼電器觸頭87(a)兩相保護(b)三相保護圖2.10過載保護電路過載保護電路884、失壓保護

原因:在電動機正常工作時，如果因為電源的關(guān)閉而使電動機停轉(zhuǎn)，那么，在電源電壓恢復(fù)時，電動機就會自行啟動。

后果：電動機的自啟動可能造成人身事故或設(shè)備事故。失壓保護：防止電壓恢復(fù)時電動機自啟動的保護稱失壓保護。措施：它是通過并聯(lián)在啟動按鈕上的接觸器的常開觸頭，或通過并聯(lián)在主令控制器的0位閉合觸頭上零位繼電器的常開觸頭來實現(xiàn)失壓保護的，即自鎖控制，如圖2.11所示。89KMFUQSKMSB1KMSB2控制電路失壓保護方法M3~ABC主電路方法：采用繼電器、接觸器控制。

采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓<85%時，接觸器觸頭自動斷開，可避免燒壞電機；另外，在電源停電后突然再來電時，可避免電機自動起動而傷人。90圖2.11失壓保護失壓保護電路915、極限保護某些直線運動的生產(chǎn)機械常設(shè)極限保護，該保護是由行程開關(guān)的常閉觸頭來實現(xiàn)的。如龍門刨床的刨臺，設(shè)有前后極限保護；礦井提升機，設(shè)上、下極限保護。溫度、壓力、液位等在生產(chǎn)過程中可根據(jù)生產(chǎn)機械和控制系統(tǒng)的不同要求，設(shè)置相應(yīng)的極限保護環(huán)節(jié)。對電動機的基本保護，例如過載保護、斷相保護、短路保護等，最好能在一個保護裝置內(nèi)同時實現(xiàn)。92思考題（6）1、在電氣原理圖中其常見的元器件狀態(tài)如何2、電路圖中QS、FU、KM、KA、KT、SB分別是什么電氣元器件的文字符號3、什么叫自鎖、連鎖、互鎖?試舉例說明.4、電動機點動控制與連續(xù)運轉(zhuǎn)控制的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)是什么？其主電路有何區(qū)別?5、試畫出帶有短路、過載和操作互鎖的交流電動機正反轉(zhuǎn)控制的電路圖（用按鈕操作）。6、試畫出具有兩地點控制、短路和過載保護的交流電動機正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)控制的電路圖。7、分析圖示電路工作原理。題6圖933.4異步電動機的啟動控制94降壓啟動的方法定子繞組串電阻（電抗）啟動自耦變壓器降壓啟動

Y—△降壓啟動延邊三角形降壓啟動降壓啟動的實質(zhì)啟動時減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動電流；啟動后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動機進入正常工作狀態(tài)。不同型號、不同功率和不同負載的電動機，往往有不同的啟動方法，因而控制線路也不同。3.4異步電動機的啟動控制直接啟動95在供電變壓器容量足夠大時，小容量籠型電動機可直接啟動。直接啟動的優(yōu)點:是電氣設(shè)備少，線路簡單。實際的直接啟動電路一般采用空氣開關(guān)直接啟動控制，采用空氣開關(guān)直接啟動控制線路3.4.1三相籠型電動機直接啟動控制1.異步電動機開關(guān)直接起動控制電路96異步電動機直接起動控制電路一、起動控制電路

主電動機采用接觸器直接起動，接觸器直接起動電路分為兩部分。

主電路由接觸器的主觸點接通與斷開，

控制電路由按鈕和輔助常開觸點控制接觸器線圈的通斷電，實現(xiàn)對主電路的通斷控制。圖2.11用接觸器直接起動控制線路圖2.異步電機接觸器直接起動控制電路973.4.2異步電動機降壓起動原因：大容量大于10kW的籠型異步電動機直接起動時，起動沖擊電流為額定值的5～7倍，故一般均需采用相應(yīng)措施降低電壓。用途：三相交流異步電動機的降壓起動，用于大容量三相交流異步電動機空載和輕載起動時減小起動電流。降壓啟動控制電路：Y-△起動、自耦補償起動、延邊三角形起動電路串電阻起動控制電路981、星形-三角形降壓啟動控制指電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，減小起動電流；待電動機起動后，再把定子繞組改接成三角形，使電動機全壓運行。Y—△起動只能用于正常運行時為△形接法的電動機。99（1）Y-△降壓起動降壓原理

起動時，電動機定子繞組Y連接，

運行時△連接。主電路由3個接觸器進行控制。100（2）Y-△降壓起動控制電路分析

1）主電路分析：KM1、KM3主觸點閉合—電動機繞組聯(lián)結(jié)成Y起動KM1、KM2主觸點閉合—電動機繞組聯(lián)結(jié)成△運行。2）控制電路：用時間繼電器來實現(xiàn)電動機繞組由星形向三角形聯(lián)結(jié)的自動轉(zhuǎn)換。電源接觸器Y接接觸器△接接觸器101

2、定子串電阻降壓起動控制電路電動機串電阻降壓起動:是電動機起動時，在三相定子繞組中串接電阻分壓，使定子繞組上的壓降降低，起動后再將電阻短接，電動機即可在全壓下運行。

優(yōu)點:這種起動方式不受接線方式的限制，設(shè)備簡單，

應(yīng)用:常用于中小型設(shè)備和用于限制機床點動調(diào)整時的起動電流。

102定子串電阻降壓自動啟動控制線路FU1KM1QS主電路M3～FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制電路電氣原理圖工作原理合上電源開關(guān)按下按鈕SB1KM1、KT線圈通電M串電阻降壓啟動KT延時KM2線圈通電，KM1、KT線圈斷電M全壓運行103延邊三角形降壓啟動是指電動機起動時，把電動機定子繞組的一部分接“△”形，而另一部分接成“Y”形，使整個定子繞組接成延邊三角形，待電動機啟動后，再把定子繞組切換成“△”形全壓運行。定子繞組的連接方式延邊△形接法△形接法特點：電動機共有9個出線頭。3、延邊三角形減壓啟動控制104延邊三角形降壓起動控制電路

（1）原理：繞組連接67、48、59構(gòu)成延邊三角形接法，繞組連接16、24、35為△接法。（2）主電路分析：

KM1、KM3使接點1、2、3接三相電源，67、48、59對應(yīng)端接在一起構(gòu)成延邊三角形接法，用于降壓起動。KM1、KM2使接點16、24、35接在一起，構(gòu)成△連接，用于全壓運行（3）控制電路：與Y-△起動控制電路相同，不再分析。電源接觸器延邊三角形三角形接法接觸器105M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主電路正常運行接觸器變壓器星形接觸器變壓器電源接觸器

主電路：

起動時，KM1主觸點閉合，KM2主觸點閉合，電動機定子串入自耦變壓器，得到二次電壓，投入起動；運行時，KM3主觸點閉合，電動機接三相交流電源，KM1KM2主觸點斷開，自耦變壓器被切除。4、自耦變壓器減壓啟動的控制106（1）按鈕、接觸器控制自耦變壓器降壓啟動M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主電路SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制電路

控制電路：

起動過程：按動SB1－>KM1線圈通電－>KM1自鎖－>KM2線圈通電－>電動機M自耦補償起動；

運行過程：按動SB2－>KA線圈通電－>KM3線圈通電自鎖－>KM1、KM2線圈斷電->KM3線圈通電－>電動機M全壓運行。啟動運行啟動啟動運行107圖2.21自耦變壓器減壓啟動控制電路運行接觸器啟動控制（2）時間繼電器控制自耦變壓器降壓啟動啟動按鈕108除鼠籠型電動機外，在要求啟動轉(zhuǎn)矩較大的場合，繞線轉(zhuǎn)子電動機得到廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點：繞線轉(zhuǎn)子電動機可以在轉(zhuǎn)子繞組中通過滑環(huán)串接外加電阻啟動，達到減小啟動電流、提高轉(zhuǎn)子電動機電路的功率因數(shù)和增大啟動轉(zhuǎn)矩的。繞線電機過流能力弱，故需要設(shè)置過流保護裝置，實現(xiàn)過流、過載、短路保護功能。外加電阻：串接在轉(zhuǎn)子繞組中的外加電阻，常用的有鑄鐵電阻片和用鎳鉻電阻絲繞制成的板形電阻，連接形式：且一般都聯(lián)成：“Y”

結(jié)。在啟動前，外加電阻全部接入轉(zhuǎn)子繞組。隨著啟動過程的結(jié)束，外接電阻被逐段短接。3.4.3繞線轉(zhuǎn)子電動機的啟動控制1091.轉(zhuǎn)子回路串接電阻啟動控制電路啟動電阻缺點操作不便主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～控制電路FU2SB1SB5KMSB2SB3SB4KM1KM2KM3FRKM1KM2KM3KM電源接觸器短接電阻接觸器用按鈕逐級切除啟動電阻（1）按鈕控制電源啟動110（2）時間原則控制主電路L1QSL2KM1L3FRKMMFU1KM3R2R3KM2R13～FU2SB1SB2KMKM1KM1KM2FRKMKM2KM3KM3KT1KT2KT3KM3KMKM1KM2KM3KT1KT2KT3控制電路KT1：控制KM1KT2：控制KM2KT3：控制KM3由時間繼電器控制KT1、KT2、KT3分別控制三個接觸器KM1、KM2、KM3按順序依次吸合，自動切除轉(zhuǎn)子繞組中的三級電阻工作原理：111主電路KMKM1KM2KM3KA控制電路FU2SB1SB2KMKM1KI2KAFRKMKM2KM3KI1KI3L1QSL2L3FRKMMFU1KM3R3KM23～R2KI3R1KI2KI1KM1①控制原則：電流控制型②主電路：R1～R3轉(zhuǎn)子外串電阻；

KI1～KI3轉(zhuǎn)子電流檢測用電流繼電器（欠流復(fù)位型）；其線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中，電流繼電器的吸合電流一樣，但釋放電流不同，KI1的釋放電流最大，KI2其次，KI3最小KM1～KM3轉(zhuǎn)子電阻的旁路接觸器。（3）電流原則控制1122、轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動控制電路

頻敏變阻器的工作原理：頻敏變阻器的等效阻抗值與頻率有關(guān)，電動機剛啟動時，轉(zhuǎn)速較低，轉(zhuǎn)子電流的頻率較高，相當(dāng)于在轉(zhuǎn)子回路中串接一個阻抗很大的電抗器，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子頻率逐漸降低，其等效阻抗自動減小，實現(xiàn)了平滑無級啟動。

113轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動控制電路

電源接觸器

短接頻敏變阻器接觸器

頻敏變阻器手動／自動1143.4.4固態(tài)降壓啟動器

組成：固態(tài)降壓啟動器由電動機的啟、?？刂蒲b置和軟啟動控制器組成；核心部件：是軟啟動控制器，它由功率半導(dǎo)體器件和其他電子元器件組成。

軟啟動控制器的主電路原理圖115

啟動時，使晶閘管的導(dǎo)通角從零開始，逐漸前移，電動機的端電壓從零開始，按預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至達到滿足啟動轉(zhuǎn)矩而使電動機順利啟動，再使電動機全電壓運行，這就是軟啟動控制器的工作原理。

應(yīng)用范圍：軟啟動控制器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載。原則上，凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合，鼠籠型異步電動機都可使用軟啟動控制器。1.固態(tài)降壓啟動器的工作原理116

2．軟啟動控制器的工作特性

圖3-13斜坡恒流升壓啟動曲線（1）斜坡恒流升壓啟動

電流變化率可調(diào)達到限流后保持恒定117（2）脈沖階躍啟動圖3-14脈沖階躍啟動特性曲線短時大電流達到穩(wěn)定值按設(shè)定直線上升電壓逐漸降低軟停118

當(dāng)電動機需要停機時，并不立即切斷電動機的電源，而是通過調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角，從全導(dǎo)通狀態(tài)逐漸減小，從而使電動機的端電壓逐漸降低而切斷電源。這一過程時間較長，稱為軟停控制。停車的時間：在0～120s范圍內(nèi)調(diào)整。（3）減速軟?？刂?/p>

119

軟啟動控制器可以根據(jù)電動機功率因數(shù)的高低，自動判斷電動機的負載率。當(dāng)電動機處于空載或負載率很低時，可通過相位控制使晶閘管的導(dǎo)通角發(fā)生變化，從而改變輸入電動機的功率，以達到節(jié)能的目的。

（4）節(jié)能特性

120

當(dāng)電動機需要快速停機時，軟啟動控制器具有能耗制動功能。能耗制動功能即當(dāng)接到制動命令后，軟啟動控制器改變晶閘管的觸發(fā)方式，使交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?；在關(guān)閉主電路后，立即將直流電壓加到電動機定子繞組上，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用達到制動的目的。從節(jié)約資金出發(fā)，有時可采用一臺軟啟動器控制多臺電動機進行軟啟動。但需注意的是，兩臺電動機不能同時啟動或停機，只能單臺分別啟動或停機。

（5）制動特性

121用一臺軟啟動器控制兩臺電動機122

軟啟動控制器和變頻器是目前在電動機控制中經(jīng)常使用的兩種不同用途的產(chǎn)品。變頻器用于需要調(diào)速的地方(變頻器見3.4.2節(jié))，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率；軟啟動器實際上是個調(diào)壓器，主要用于電動機啟動，其輸出只改變電壓而不改變頻率。變頻器具備軟啟動器的所有功能，但它的價格比軟啟動器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。

3．軟啟動控制器和變頻器1231、星形—三角形降壓起動方法有什么特點并說明其使用場合？2、在沒有時間繼電器的情況下，設(shè)計一個按鈕接觸器控制電機串電阻降壓啟動控制電路。3、試設(shè)計一繞線式異步電動機控制電路。要求：（1）按鈕實現(xiàn)單方向運轉(zhuǎn)；（2）按時間原則串電阻三級啟動。思考題（7）1244、找出圖2所示的Y—△降壓起動控制線路中的

錯誤，并畫出正確的電路。圖21253.5三相異步電動機的制動控制

1263.5異步電動機的制動控制三相異步電動機從切除電源到完全停止運轉(zhuǎn)。由于慣性的關(guān)系，總要經(jīng)過一段時間，這往往不能適應(yīng)某些生產(chǎn)機械工藝的要求。如萬能銑床、臥式鏜床、電梯等，為提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確停位，要求電動機能迅速停車，對電動機進行制動控制。制動方法一般有兩大類：機械制動

電氣制動

電氣制動中常用反接制動和能耗制動。127電磁機械制動控制線路一般采取電磁抱閘制動控制，

設(shè)計原理:是利用外加的機械作用力，使電動機迅速停止轉(zhuǎn)動。由于這個外加的機械作用力是靠電磁制動閘緊緊抱住與電動機同軸的制動輪來產(chǎn)生的，所以叫做電磁抱閘制動。電磁抱閘制動又分為兩種制動方式:

斷電電磁抱閘制動通電電磁抱閘制動。3.5.1電磁機械制動控制線路128圖2.24斷電制動電路圖1、斷電電磁抱閘制動結(jié)構(gòu)：1、電磁鐵（線圈），2、制動閘，3、制動輪，4、彈簧。制動輪與電機同軸運行時先接通原理：制動線圈-通電》運行

斷電》制動129圖2.25通電電磁抱閘制動控制線路電路圖2、通電電磁抱閘制動制動輪與電機同軸結(jié)構(gòu)：1、電磁鐵（線圈），2、制動閘，3、制動輪，4、彈簧。原理：制動線圈-斷電》運行

通電》制動130優(yōu)點：是制動力矩大，制動迅速，安全可靠，停車準(zhǔn)確。缺點：是制動越快，沖擊振動就越大，對機械設(shè)備不利。由于這種制動方法較簡單，操作方便，所以在生產(chǎn)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。

電磁抱閘制動方式的選用：

斷電制動方式：一般在電梯、吊車、卷揚機等一類升降機械上應(yīng)用；

通電制動方式：機床一類經(jīng)常需要調(diào)整加工件位置的機械設(shè)備采用。3、電磁抱閘制動應(yīng)用1313.5.2反接制動控制線路二、三相異步電動機制動控制線路工作原理：

改變異步電動機定子繞組中的三相電源相序，使定子繞組產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)制動。反接制動要求在電動機轉(zhuǎn)速接近零時及時切斷反相序的電源，以防止電動機反向起動。速度繼電器：用來“判斷”電動機的停與轉(zhuǎn)的。常開觸點：電動機與速度繼電器的轉(zhuǎn)子是同軸相連，電動機轉(zhuǎn)動時，速度繼電器的常開觸點閉合，電動機停止時常開觸點斷開。（在120r/min～3000r/min范圍內(nèi)速度繼電器觸頭動作，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min時，其觸頭復(fù)位。）1321、單向運行反接制動控制電路反接制動控制線路限流電阻n＞120r/min閉合n＜100r/min復(fù)位運行制動存在問題？133改進后的反接制動控制電路圖2.15反接制動控制線路控制線路中停止按鈕使用了復(fù)合按鈕SB1，并在其常開觸點上并聯(lián)了KM2的常開觸點，使KM2能自鎖。這樣在用手轉(zhuǎn)動電動機時，雖然KS的常開觸點閉合，但只要不按復(fù)合按鈕SB1，KM2就不會通電，電動機也就不會反接于電源，只有按下SB1，KM2才能通電，制動電路才能接通。復(fù)合按鈕SB11342、正、反向反接制動控制線路

運行正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)1353.5.3能耗制動控制線路

能耗制動控制的工作原理：在三相電動機停車切斷三相交流電源的同時，將一直流電源引入定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場。電動機轉(zhuǎn)子由于慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)子在靜止磁場中切割磁力線，產(chǎn)生一個與慣性轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的制動。

特點：制動平穩(wěn)。制動方法：將轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動的機械能轉(zhuǎn)換成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子的制動上，所以稱為能耗制動。（1）按時間原則控制線路（2）按速度原則控制線路136

1、單向運行能耗制動控制線路在制動過程中，電流、轉(zhuǎn)速和時間三個參量都在變化，原則上可以任取其中一個參量作為控制信號。我們就分別以時間原則和速度原則控制能耗制動電路為例進行分析。

（1）按時間原則控制線路（2）按速度原則控制線路137制動原理：制動時，在切除交流電源的同時，給三相定子繞組通入直流電流結(jié)構(gòu)：變壓器TC、整流裝置VC提供直流電源。接觸器KM1的主觸點閉合接通三相電源電動機工作，KM2主觸點將直流電源接入電動機定子繞組用于能耗制動。KT用于自動切除直流電源。(1)按時間原則控制線路直流電源運行制動

1、單向運行能耗制動控制線路138(2)按速度原則控制線路起動：

按動起動按鈕SB2→KM1線圈通電自鎖，電動機M作電動運行。制動：按動停車按鈕SB1→KM1線圈斷電復(fù)位→KM2線圈通電自鎖→電動機M定子繞組切除交流電源，通入直流電源能耗制動。由速度繼電器KS實現(xiàn)自動切除直流電源。直流電源運行制動

1、單向運行能耗制動控制線路139

2、可逆運行能耗制動控制線路

結(jié)構(gòu)：KM1為正轉(zhuǎn)用接觸器，KM2為反轉(zhuǎn)用接觸器，KM3為制動用接觸器，SB2為正向起動按鈕，SB3為反向起動按鈕，SB1為總停止按鈕。反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)制動正轉(zhuǎn)1403、單管能耗制動控制線路圖2.19單管能耗制動控制線路單管能耗制動線路取消了整流變壓器，以單管半波整流器作為直流電源，使得控制設(shè)備大大簡化，降低了成本。它常在10kW以下的電動機中使用，電路如2.19圖所示。

141異步電動機的制動控制小結(jié)反接制動時，制動電流很大，因此制動力矩大，制動效果顯著，但在制動時有沖擊，制動不平穩(wěn)且能量消耗大。能耗制動與反接制動相比，制動平穩(wěn)，準(zhǔn)確，能量消耗少，但制動力矩較弱，特別在低速時制動效果差，并且還需提供直流電源。在實際使用時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的工作要求選用合適的制動方法。

1423.6三相異步電動機的調(diào)速控制1433.6三相異步電動機的調(diào)速控制

實際生產(chǎn)中，對機械設(shè)備常有多種速度輸出的要求，通常采用單速電動機時，需配有機械變速系統(tǒng)以滿足變速要求。當(dāng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸受到限制或要求速度連續(xù)可調(diào)時，常采用多速電動機或電動機調(diào)速。交流電動機的調(diào)速由于晶閘管技術(shù)的發(fā)展，已得到廣泛的應(yīng)用，但由于控制電路復(fù)雜，造價高，普通中小型設(shè)備使用較少。應(yīng)用較多的是多速交流電動機。144轉(zhuǎn)速表達式：調(diào)速方法：改變電源頻率f

改變轉(zhuǎn)差率s

改變磁極對數(shù)p三相異步電動機的調(diào)速控制1453.6.1電動機變極調(diào)速控制4/2極

雙速電動機三相繞組連接圖

電動機的轉(zhuǎn)速與電動機的磁極對數(shù)有關(guān)，改變電動機的磁極對數(shù)即可改變其轉(zhuǎn)速。采用改變極對數(shù)的變速方法一般只適合籠型異步電動機。146這一線路的設(shè)計思想是通過改變電機繞組的接線方式來達到調(diào)速目的。速度的調(diào)節(jié)即接線方式的改變，也是采用時間繼電器按照時間原則來完成的。變極電動機一般有:雙速;三速;四速;雙速電動機定子裝有一套繞組，三速、四速則為兩套繞組。電動機變極調(diào)速控制147圖2.20雙速異步電動機調(diào)速控制線路控制電路(a):由復(fù)合按鈕SB2接通KM1的線圈電路，KM1主觸點閉合，電動機低速運行。

SB3接通KM2和KM3的線圈電路，其主觸點閉合，電動機高速運行。為防止兩種接線方式同時存在，KM1和KM2的常閉觸點在控制電路中構(gòu)成互鎖。(a)控制電路1、按鈕控制的雙速調(diào)速控制線路

按鈕按鈕低速1482、轉(zhuǎn)換開關(guān)控制的雙速調(diào)速線路(b)控制電路轉(zhuǎn)換開關(guān)雙星形時間繼電器控制電路(b):選擇低速運行時，接通選擇接通KM1線圈電路，直接起動低速運行；選擇高速運行時，首先接通KM1線圈電路低速起動，然后由時間繼電器KT切斷KM1的線圈電路，同時接通KM2和KM3的線圈電路，電動機的轉(zhuǎn)速自動由低速切換到高速

149由三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式：只要連續(xù)改變電動機交流電源的頻率f，就可實現(xiàn)連續(xù)調(diào)速。交流電源的額定頻率50Hz，所以變頻調(diào)速有額定頻率以下調(diào)速和額定頻率以上調(diào)速兩種：1．額定頻率以下的調(diào)速2．額定頻率以上的調(diào)速3.6.2三相異步電動機的變頻調(diào)速控制

1.變頻調(diào)速原理

1502、變頻器---的基本構(gòu)成

從結(jié)構(gòu)上看，變頻器分為交—交和交—直—交兩種形式。

交—交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。

交—直—交變頻器則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱間接式變頻器。目前常用的通用變頻器即屬于交—直—交變頻器，以下簡稱變頻器。變頻器的基本結(jié)構(gòu)1513、變頻器---分類1）按變頻的原理分有：2）交—直—交變頻器的分類：電壓型和電流型交—交變頻器和交—直—交變頻器。圖2-26電壓型變頻器基本結(jié)構(gòu)152

電流型變頻器的主電路電流型電路結(jié)構(gòu)

特點:是在直流回路中串聯(lián)了一個大電感，用來限制電流的變化以吸收無功功率，如圖所示，開關(guān)器件為GTO(晶閘管)。由于串入了大電感，故電源的內(nèi)阻很大，直流電流驅(qū)于平穩(wěn)，類似于恒流源。153

電壓型變頻器的主電路電壓型電路結(jié)構(gòu)

特點:是在直流側(cè)并聯(lián)了一個大濾波電容，用來存儲能量以緩沖直流回路與電動機之間的無功功率傳輸。從直流輸出端看，電源因并聯(lián)大電容，其等效阻抗變得很小，大電容又使電源電壓穩(wěn)定，因此具有恒壓電源的特性。1544、脈寬調(diào)制型（PWM）變頻器

脈寬調(diào)制是將輸出電壓分解成很多的脈沖，調(diào)頻時控制脈沖的寬度和脈沖間的間隔時間就可控制輸出電壓的幅值。155圖2-34正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）的輸出電壓正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）的輸出電壓156PWM逆變器簡單原理圖1575、通用變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1586、通用變頻器的主要功能為了保證其通用性，變頻器的功能比較多。其功能除了保證其自身的基本控制功能外，大多數(shù)功能是根據(jù)變頻器傳動系統(tǒng)的需要而設(shè)計的。下面按其用途將通用變頻器的主要功能進行分類。1597、變頻器的應(yīng)用160FRN-G9S/P9S變頻器的基本接線161

（1）主電路端子主電路電源端子(R、S、T)2)變頻器輸出端子(U、V、W)3)DC端子P1、P(+)4)外部制動電阻端子P(+)、DB5)制動單元和制動電阻端子P(+)、N(－)6)接地端子E(G)圖6.13主電路接線端子162（2）控制電路接線1)頻率輸入端子2)控制信號輸入端子3)控制信號輸出端子4)輸出信號顯示端子5)無源觸點端子163（3）控制電源與輔助電源的連接圖6.18控制電源和輔助電源端子1)控制電源端子2)輔助電源端子3)冷卻風(fēng)扇電源端子164

4．控制端子外部接線圖6.20變頻器控制端子連接165思考題（7）1、什么叫反接制動？什么叫能耗制動？各有什么特點？適用于哪些場合？2、現(xiàn)有一雙速電動機，試按下述要求設(shè)計控制線路：(1)分別用兩個按鈕操作電動機的高速起動和低速起動，用一個總停按鈕操作電動機的停止；(2)起動高速時，應(yīng)先接成低速然后經(jīng)延時后再換接到高速；(3)應(yīng)有短路保護和過載保護。166圖14、敘述圖1所示電路的工作原理。說明按鈕SB1和串入電阻R的作用。3、試畫出某機床主電動機控制線路圖。要求：⑴可正反轉(zhuǎn)；⑵可正向點動；⑶兩處起停。1673.7典型機床電氣控制系統(tǒng)分析168（1）閱讀設(shè)備說明書機械(包括液壓)部分

電氣部分（2）電氣控制原理圖（3）電氣設(shè)備總裝接線圖（4）電氣元件布置圖與接線圖1.電氣控制線路分析的內(nèi)容設(shè)備的構(gòu)造，主要技術(shù)指標(biāo)，機械、液壓和氣動部分的工作原理。1)電氣傳動方式，電動機和執(zhí)行電器的數(shù)目、型號格、安裝位置、用途及控制要求。2)設(shè)備的使用方法，各操作手柄、開關(guān)、旋鈕和指示裝置的布置及作用。3)同機械和液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電器(行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器和壓力繼電器等)的位置、工作狀態(tài)以及作用。1692.電氣原理圖分析的方法（1）分析主電路分析它們的控制內(nèi)容：起動、方向控制、調(diào)速和制動等。(2）分析控制電路根據(jù)執(zhí)行電器的控制要求，找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進行分析。(3)分析輔助電路輔助電路包括：電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報警(4)分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)在控制線路中還設(shè)置的一系列電氣保護和必要的電氣聯(lián)鎖。(5)總體檢查經(jīng)過“化整為零”，理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個元件所起的作用。1703.7.2C650臥式車床的電氣控制線路在各種金屬切削機床中，車床占的比重最大，應(yīng)用也最廣泛。

功能:在車床上能完成車削外圓、內(nèi)孔、端面、切槽、切斷、螺紋及成形表面等加工工序，還可以通過安裝鉆頭或鉸刀等進行鉆孔、鉸孔等項加工。

種類:車床的種類很多，有臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床等，生產(chǎn)中以普通臥式車床應(yīng)用最普遍，數(shù)量最多。1713.7.2.1主要結(jié)構(gòu)及運動形式普通車床的結(jié)構(gòu)示意圖組成:1-進給箱2-掛輪箱3-主軸變速箱4-溜板與刀架5-溜板箱6-尾架7-絲杠8-光杠9-床身

3種運動：主運動:主軸通過卡盤或頂尖帶動工件的旋轉(zhuǎn)運動；進給運動:刀具與滑板一起隨溜板箱實現(xiàn)；輔助運動:為其他運動。工件刀具1723.7.2.2車床電力拖動特點及控制要求

1、主軸電動機M1通常選用籠型異步電動機，完成主軸主運動和刀具進給運動的驅(qū)動。電動機采用直接起動的方式起動，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可實現(xiàn)正反兩個旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動。具有點動功能。2、車削螺紋時，車床主軸運動和進給運動只由一臺電動機M1拖動，刀架移動由主軸箱通過機械傳動鏈來實現(xiàn)。3、拖板的快速移動由電動機M3單獨拖動?？呻S時手動控制起停。4、有一臺單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動機M2，與主軸電動機實現(xiàn)順序起停，也可單獨操作。