第四章電氣控制線路

第四章電氣控制線路4.1概述4.2電器控制線路的繪制原則4.3電氣控制電路基本控制規(guī)律4.4電氣控制系統(tǒng)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)4.5電動(dòng)機(jī)常用控制線路4.6典型生產(chǎn)機(jī)械電器控制線路4.1概述

由按鈕、繼電器、接觸器等低壓控制電器組成的電器控制線路，具有線路簡(jiǎn)單、維修方便、便于掌握、價(jià)格低廉等許多優(yōu)點(diǎn)，多年來(lái)在各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制領(lǐng)域，獲得廣泛應(yīng)用。

由于生產(chǎn)機(jī)械的種類(lèi)繁多，所要求的控制線路也是千變?nèi)f化、多種多樣的，著重闡明組成這些線路的基本規(guī)律和典型線路環(huán)節(jié)。對(duì)各種機(jī)械設(shè)備，結(jié)合其具體的生產(chǎn)工藝，就不難掌握各種電器控制線路的分析方法。4.1概述輸入環(huán)節(jié)中間環(huán)節(jié)執(zhí)行環(huán)節(jié)被控對(duì)象指令控制信號(hào)主令電器檢測(cè)元件控制信號(hào)及其動(dòng)作的記憶和聯(lián)鎖控制信號(hào)和被控對(duì)象的聯(lián)系和聯(lián)鎖被控對(duì)象之間的相互聯(lián)系和制約工作程序之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換繼電器直接控制被控對(duì)象的動(dòng)作直接控制被控對(duì)象進(jìn)行工作接觸器電磁閥帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)液壓缸電磁鐵生活用電設(shè)備電熱器電燈4.2電器控制線路的繪制原則4.2.1

圖形及文字符號(hào)4.2.2

圖面區(qū)域的劃分4.2.3

符號(hào)位置索引4.2.4

電器布置圖4.2.5

電氣安裝接線圖4.2.1圖形及文字符號(hào)

電氣控制系統(tǒng)圖：用國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一符號(hào)、文字和圖形表示電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件及其相互聯(lián)接。用于控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析研究、安裝調(diào)試、使用和維修，電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：電氣原理圖、電器位置圖、電氣互聯(lián)圖。繪圖依據(jù)：機(jī)電總體要求；《GB4728-84》、《GB7159-87》、《GB6988-86》等標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)簡(jiǎn)單、清晰、易懂的原則，4.2.1圖形及文字符號(hào)

引入：同一電器的各部件在機(jī)械上雖然聯(lián)系在一起，但在電路上并不一定互相關(guān)聯(lián)。為了讀圖和分析研究，也為線路設(shè)計(jì)方便，常根據(jù)其作用原理畫(huà)出，把控制電路和主電路清楚分開(kāi)。原理圖采用電氣元件展開(kāi)形式繪制，包括所有電氣元件的導(dǎo)電部件和接線端點(diǎn)，但并不按照電氣元件的實(shí)際位置來(lái)繪制，也不反映電氣元件的大小。

原理圖繪制原則與要求：電器應(yīng)是未通電；二進(jìn)制元件置零；機(jī)械開(kāi)關(guān)應(yīng)是循環(huán)開(kāi)始前的狀態(tài)。

動(dòng)力電路、控制和信號(hào)電路應(yīng)分別繪出：

1、動(dòng)力電路——電源電路繪成水平線；受電動(dòng)力設(shè)備(如電動(dòng)機(jī)等)及其保護(hù)電器支路，應(yīng)垂直電源電路畫(huà)出。

2、控制和信號(hào)電路——垂直繪于兩條水平電源線之間，耗能元件(如線圈、電磁鐵等)直接連接在接地或下方的水平電源線上，控制觸頭連接在上方水平線與耗能元件之間。4.2.1圖形及文字符號(hào)

3、用導(dǎo)線直接連接的互連端子，因其電位相同，故應(yīng)采用相同的線號(hào)，互連端子的符號(hào)應(yīng)與器件端子的符號(hào)有所區(qū)別。4、無(wú)論主電路還是輔助電路，各元件一般應(yīng)按動(dòng)作順序隊(duì)上到下、自左至右依次排列。

5、原理圖上各電路的安排應(yīng)便于分析、維修和尋找故障，對(duì)功能相關(guān)的電氣元件應(yīng)繪制在一起，使它們之間關(guān)系明確。4.2.1圖形及文字符號(hào)

6、原理圖應(yīng)注出下列數(shù)據(jù)或說(shuō)明。①各電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)；②某些元器件的特性(如電阻、電容器的數(shù)值等)；③不常用電器(如位置傳感器、手動(dòng)觸頭、電磁閥或氣動(dòng)閥、定時(shí)器等)的操作方法和功能。

7、有直接電聯(lián)系交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)用實(shí)心圓點(diǎn)表示?？刹鸾踊驕y(cè)試點(diǎn)用空心圓點(diǎn)表示。無(wú)直接電聯(lián)系的交叉點(diǎn)則不畫(huà)圓點(diǎn)。4.2.1圖形及文字符號(hào)

8、對(duì)非電氣控制和人工操作的電器，必須在原理圖上用相應(yīng)的圖形符號(hào)表示其操作方式及工作狀態(tài)。由同一機(jī)構(gòu)操作的觸頭，應(yīng)用機(jī)械連桿符號(hào)表示其聯(lián)動(dòng)關(guān)系。各個(gè)觸頭的運(yùn)動(dòng)方向和狀態(tài)，必須與操作件的動(dòng)作方向和位置協(xié)調(diào)一致。

9、對(duì)與電氣控制有關(guān)的機(jī)、液、氣等裝置，應(yīng)用符號(hào)繪出簡(jiǎn)圖，以表示其關(guān)系。4.2.1圖形及文字符號(hào)

CA6140車(chē)床電氣原理圖4.2.1圖形及文字符號(hào)

為了便于檢索電氣線路，方便閱讀電氣原理圖，應(yīng)將圖面劃分為若干區(qū)域。

圖區(qū)的編號(hào)一般寫(xiě)在圖的下部。

圖的上方設(shè)有用途欄，用文字注明該欄對(duì)應(yīng)的下面電路或元件的功能，以利于理解原理圖各部分的工作原理。4.2.2圖面區(qū)域的劃分

由于接觸器、繼電器的線圈和觸頭沒(méi)畫(huà)在一起，而觸頭是分布在各個(gè)圖區(qū)。為讀圖方便，在接觸器、繼電器線圈的下方畫(huà)出其觸頭的索引表。左欄中欄右欄主觸頭所在圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)合觸頭所在圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)斷觸頭所在圖區(qū)號(hào)繼電器索引表中各欄含義如下：左欄右欄動(dòng)合觸頭所在圖區(qū)號(hào)動(dòng)斷觸頭所在圖區(qū)號(hào)4.2.3符號(hào)位置索引

接觸器索引表中各欄含義：表明電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，按實(shí)際情況分別繪制，如電氣控制箱中的電器元件布置圖、控制面板圖等。是控制設(shè)備生產(chǎn)及維護(hù)的技術(shù)文件。

電器布置注意事項(xiàng)：體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器安裝板的上面。強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開(kāi)，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低。電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱(chēng)。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類(lèi)似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。電器元件布置不宜過(guò)密，應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。4.2.4電器布置圖

電器布置圖根據(jù)電器元件的外形尺寸繪出，并標(biāo)明各元件間距尺寸?？刂票P(pán)內(nèi)、外電器元件的聯(lián)接應(yīng)經(jīng)接線端子進(jìn)行，在電器布置圖中應(yīng)畫(huà)出接線端子板并按一定順序標(biāo)出接線號(hào)。圖4.3CW6132普通車(chē)床電氣設(shè)備安裝布置圖4.2.4電器布置圖

電氣安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。電氣安裝接線圖表示出項(xiàng)目的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線型號(hào)、導(dǎo)線截面等內(nèi)容。接線圖中的各個(gè)項(xiàng)目（如元件、器件、部件、組件、成套設(shè)備等）采用簡(jiǎn)化外形（如正方形、矩形、圓形）表示，簡(jiǎn)化外形旁應(yīng)標(biāo)注項(xiàng)目代號(hào)，并應(yīng)與電氣原理圖中的標(biāo)注一致。4.2.5電氣安裝接線圖

電氣安裝接線圖的繪制原則：

l）各電氣元件均按實(shí)際安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。

2）一個(gè)元件中所有的帶電部件均畫(huà)在一起，并用點(diǎn)劃線框起來(lái)，即采用集中表示法。

3）各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須與電氣原理圖一致，并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

4）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(hào)，各接線端子的編號(hào)必須與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號(hào)相一致。

5）繪制安裝接線圖時(shí)，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。4.2.5電氣安裝接線圖

與圖4.1對(duì)應(yīng)的CW6132普通車(chē)床電氣安裝接線圖。圖4.4CW6132普通車(chē)床電氣安裝接線圖4.2.5電氣安裝接線圖

4.3.1自鎖與互鎖的控制4.3.2

點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制4.3.3多地聯(lián)鎖控制4.3.4順序控制4.3.5自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制4-3電氣控制電路基本控制規(guī)律

由繼電器接觸器所組成的電氣控制電路，基本控制規(guī)律有自鎖與互鎖的控制、點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制、多地聯(lián)鎖控制、順序控制與自動(dòng)循環(huán)的控制等。4-3電氣控制電路基本控制規(guī)律

自鎖與互鎖的控制統(tǒng)稱(chēng)為電氣的聯(lián)鎖控制，在電氣控制電路中應(yīng)用十分廣泛。

圖4.5為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路。4.3.1自鎖與互鎖的控制

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，合上電源開(kāi)關(guān)Q，接通控制電路電源，按下起動(dòng)按鈕SB2，其常開(kāi)觸頭閉合，接觸器KM線圈通電吸合，KM常開(kāi)主觸頭與常開(kāi)輔助觸頭同時(shí)閉合，前者使電動(dòng)機(jī)接入三相交流電源起動(dòng)旋轉(zhuǎn)；后者并接在起動(dòng)按鈕SB2兩端，從而使KM線圈經(jīng)SB2常開(kāi)觸頭與KM自身的常開(kāi)輔助觸頭兩路供電。4.3.1自鎖與互鎖的控制

松開(kāi)起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，雖然SB2這一路已斷開(kāi)，但KM線圈仍通過(guò)自身常開(kāi)觸頭這一通路而保持通電，使電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，這種依靠接觸器自身輔助觸頭而保持通電的現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖，這對(duì)起自鎖作用的輔助觸頭稱(chēng)為自鎖觸頭，這段電路稱(chēng)為自鎖電路。4.3.1自鎖與互鎖的控制

（1）圖中各元件的作用：

FU——短路保護(hù)

FR——過(guò)載保護(hù)

KM——零壓保護(hù)，且實(shí)現(xiàn)自鎖

SB1——起動(dòng)，SB2——停止

（2）思考：①去掉KM輔助觸頭，會(huì)發(fā)生什么？

②統(tǒng)計(jì)電器元件，并進(jìn)行歸類(lèi)。4.3.1自鎖與互鎖的控制

三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，圖左方為其主電路圖，右方為三種控制電路圖。4.3.1自鎖與互鎖的控制

當(dāng)正轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)，按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2,KM1線圈通電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3,KM2線圈通電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)便反向起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。4.3.1自鎖與互鎖的控制

缺點(diǎn)：若在按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)已進(jìn)入正轉(zhuǎn)運(yùn)行后接著又按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3的誤操作時(shí)，由于正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2線圈均通電吸合，其主觸頭均閉合，于是發(fā)生電源兩相短路，致使熔斷器FU1熔體熔斷，電動(dòng)機(jī)無(wú)法工作。因此，該電路在任何時(shí)候只能允許一個(gè)接觸器通電工作。4.3.1自鎖與互鎖的控制

怎么辦？4.3.1自鎖與互鎖的控制

措施：在控制電路中將KM1、KM2正反轉(zhuǎn)接觸器常閉輔助觸頭串接在對(duì)方線圈電路中，形成相互制約的控制，這圖4.6b是利用正反轉(zhuǎn)接觸器常閉輔助觸頭作互鎖的，這種互鎖稱(chēng)為電氣互鎖。

這種電路要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)，都必須先按下停止按鈕，然后才可進(jìn)行反向起動(dòng)，這種電路稱(chēng)為正-停-反電路。4.3.1自鎖與互鎖的控制

問(wèn)題：如果在非常重要場(chǎng)合，覺(jué)得接觸器互鎖還不是非?？孔V，怎么辦？

措施：在b圖基礎(chǔ)上又增加一對(duì)互鎖，將正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕的常閉輔助觸頭串接在對(duì)方接觸器線圈電路中，這種互鎖稱(chēng)為按鈕互鎖，又稱(chēng)機(jī)械互鎖。

所以c圖是具有雙重互鎖的控制電路，該電路可以實(shí)現(xiàn)不按停止按鈕，由正轉(zhuǎn)直接變反轉(zhuǎn)。該是因?yàn)榘粹o互鎖觸頭可實(shí)現(xiàn)先斷開(kāi)正在運(yùn)行的電路，再接通反向運(yùn)轉(zhuǎn)電路。稱(chēng)為正-反-停電路。4.3.1自鎖與互鎖的控制

生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)與短時(shí)間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，所以對(duì)其拖動(dòng)電機(jī)的控制也有點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)兩種控制電路4.3.2點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制

圖4.7a是最基本的點(diǎn)動(dòng)控制電路。圖4.7b是用開(kāi)關(guān)SA斷開(kāi)或接通自鎖電路，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電路。合上開(kāi)關(guān)SA時(shí)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；SA斷開(kāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。

圖4.7c是用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，按鈕SB2實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電路。4.3.2點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制

在一些大型生產(chǎn)機(jī)械和設(shè)備上，要求操作人員在不同方位能進(jìn)行操作與控制，即實(shí)現(xiàn)多地控制。多地控制是用多組起動(dòng)按鈕、停止按鈕來(lái)進(jìn)行的，這些按鈕連接的原則是：起動(dòng)按鈕常開(kāi)觸頭并聯(lián)，即邏輯或的關(guān)系；停止按鈕常閉觸頭串聯(lián)，即邏輯與的關(guān)系。圖4.8多地控制電路圖4.3.3多地聯(lián)鎖控制

在生產(chǎn)實(shí)際中，有些設(shè)備往往要求其上的多臺(tái)電動(dòng)機(jī)按一定順序?qū)崿F(xiàn)其起動(dòng)和停止，如磨床上的電動(dòng)機(jī)就要求先起動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)，再起動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)。順序起停控制電路有順序起動(dòng)、同時(shí)停止控制電路和順序起動(dòng)、順序停止的控制電路。4.3.4順序控制

圖4.9為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路圖，圖中為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制主電路，希望按順序起動(dòng)電機(jī)M1、M2。4.3.4順序控制

4.3.4順序控制

如果要求M1先啟動(dòng)，M2后啟動(dòng)；M2先停止，M1后停止。怎么辦？在許多順序控制中，要求有一定的時(shí)間間隔，可用時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖4.10時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路4.3.4順序控制

在生產(chǎn)中，某些機(jī)床的工作臺(tái)需要進(jìn)行自動(dòng)往復(fù)運(yùn)行。4.3.5自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制

圖中：SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開(kāi)關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開(kāi)關(guān)，SQ3為正向限位開(kāi)關(guān)，SQ4為反向限位開(kāi)關(guān)。電路工作原理：合上主電路與控制電路電源開(kāi)關(guān)，按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2,KM1線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)前進(jìn)向右移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到位時(shí)，撞塊A壓下SQ2，其常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合。4.3.5自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制

4.3.5自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制

行程開(kāi)關(guān)的用法總結(jié)：（1）正反向行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2

同啟動(dòng)按鈕模式，同時(shí)加上機(jī)械互鎖；（2）限位行程開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4

同急停按鈕模式?！?-4電氣控制系統(tǒng)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)4.4.1

短路保護(hù)4.4.2過(guò)電流保護(hù)4.4.3過(guò)載保護(hù)4.4.4失電壓保護(hù)4.4.5欠電壓保護(hù)4.4.6過(guò)電壓保護(hù)4.4.7

直流電動(dòng)機(jī)的弱磁保護(hù)4.4.8其他保護(hù)電氣控制系統(tǒng)必須在安全可靠的前提下來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，為此，在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行中，必須考慮系統(tǒng)發(fā)生各種故障和不正常工作情況的可能性。保護(hù)環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分。常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有過(guò)電流、過(guò)載、短路、過(guò)電壓、失電壓、斷相、弱磁與超速保護(hù)等。主要講解低壓電動(dòng)機(jī)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)。短路：電器或線路絕緣遭到損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤時(shí)產(chǎn)生的電氣故障現(xiàn)象。短路時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)故障電流可達(dá)到額定電流的十幾倍到幾十倍，使電氣設(shè)備或配電線路因過(guò)流而產(chǎn)生電動(dòng)力而損壞，甚至因電弧而引起火災(zāi)。短路保護(hù)要求具有瞬動(dòng)特性，即要求在很短時(shí)間內(nèi)切斷電源。短路保護(hù)的常用方法有熔斷器保護(hù)和低壓斷路器保護(hù)。低壓斷路器動(dòng)作電流按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.2倍來(lái)整定，相應(yīng)低壓斷路器切斷短路電流的觸頭容量應(yīng)加大。4.4.1短路保護(hù)

過(guò)電流：指電動(dòng)機(jī)或電器元件超過(guò)其額定電流的運(yùn)行狀態(tài)，其一般比短路電流小，不超過(guò)6倍額定電流。過(guò)電流保護(hù)是區(qū)別于短路保護(hù)的一種電流型保護(hù)。在過(guò)電流情況下，電器元件并不是馬上損壞，只要在達(dá)到最大允許溫升之前，電流值能恢復(fù)正常，還是允許的。但過(guò)大的沖擊負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)流過(guò)過(guò)大的沖擊電流，以致?lián)p壞電動(dòng)機(jī)。同時(shí)，過(guò)大的電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)使機(jī)械的傳動(dòng)部件受到損壞，因此要瞬時(shí)切斷電源。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生過(guò)電流的可能性要比發(fā)生短路的可能性大，特別是在頻繁起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)、重復(fù)短時(shí)工作電動(dòng)機(jī)中更是如此。4.4.2過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)常用過(guò)電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常過(guò)電流繼電器與接觸器配合使用，即將過(guò)電流繼電器線圈串接在被保護(hù)電路中，當(dāng)電路電流達(dá)到其整定值時(shí)，過(guò)電流繼電器動(dòng)作，而過(guò)電流繼電器常閉觸頭串接在接觸器線圈電路中，使接觸器線圈斷電釋放，接觸器主觸頭斷開(kāi)來(lái)切斷電動(dòng)機(jī)電源。常用于直流電動(dòng)機(jī)和三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的控制電路中；若過(guò)電流繼電器動(dòng)作電流為1.2倍電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，則過(guò)流繼電器亦可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)作用。4.4.2過(guò)電流保護(hù)

過(guò)載保護(hù)是過(guò)電流保護(hù)中的一種。過(guò)載是指電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流大于其額定電流，但在1.5倍額定電流以?xún)?nèi)。電動(dòng)機(jī)過(guò)載的因很多：如負(fù)載的突然增加，缺相運(yùn)行或電源電壓降低等。長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，其繞組的溫升將超過(guò)允許值而使絕緣老化、損壞。過(guò)載保護(hù)裝置要求具有反時(shí)限特性，且不會(huì)受電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時(shí)動(dòng)作，所以通常用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)。4.4.3過(guò)載保護(hù)

當(dāng)有6倍以上額定電流通過(guò)熱繼電器時(shí)，需經(jīng)5s后才動(dòng)作，這樣在熱繼電器未動(dòng)作前，可能使熱繼電器的發(fā)熱元件先燒壞，所以在使用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)時(shí)，還必須裝有熔斷器或低壓斷路器的短路保護(hù)裝置。由于過(guò)載保護(hù)特性與過(guò)電流保護(hù)不同，故不能用過(guò)電流保護(hù)方法來(lái)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。對(duì)于電動(dòng)機(jī)進(jìn)行斷相保護(hù)，可選用帶斷相保護(hù)的熱繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。4.4.3過(guò)載保護(hù)

電動(dòng)機(jī)應(yīng)在一定的額定電壓下才能正常工作，電壓過(guò)高、過(guò)低或者工作過(guò)程中非人為因素的突然斷電，都可能造成生產(chǎn)機(jī)械損壞或人身事故。因此，在電氣控制電路中，應(yīng)根據(jù)要求設(shè)置失電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)和欠電壓保護(hù)。4.4.4失電壓保護(hù)

正常工作時(shí)，如果因?yàn)殡娫措妷合Ф＾D(zhuǎn)，一旦電源電壓恢復(fù)時(shí)，有可能自行起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的自行起動(dòng)將造成人身事故或機(jī)械設(shè)備損壞。為防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)或電器元件自行投入工作而設(shè)置的保護(hù)、稱(chēng)為失電壓保護(hù)。4.4.4失電壓保護(hù)

失電壓保護(hù)的兩種方式：（1）采用接觸器和按鈕控制的起動(dòng)、停止。當(dāng)電源電壓消失時(shí)，接觸器自動(dòng)釋放而切斷電機(jī)電源，當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)，由于接觸器自鎖觸頭已斷開(kāi)，不會(huì)自行起動(dòng)。（2）采用接觸器和不能自動(dòng)復(fù)位的手動(dòng)開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)時(shí)，必須采用專(zhuān)門(mén)的零電壓繼電器。工作過(guò)程中一旦失電，零壓繼電器釋放，其自鎖電路斷開(kāi)，電源電壓恢復(fù)時(shí)，不會(huì)自行起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓過(guò)分降低引起電磁轉(zhuǎn)矩下降，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變情況下，轉(zhuǎn)速下降，電動(dòng)機(jī)電流增大。此外，由于電壓的降低引起控制電器釋放，造成電路不正常工作。因此，當(dāng)電源電壓降到60％~80％額定電壓時(shí)，將電動(dòng)機(jī)電源切除而停止工作，這種保護(hù)稱(chēng)欠電壓保護(hù)。4.4.5欠電壓保護(hù)

除上述采用接觸器及按鈕控制方式，利用接觸器本身的欠電壓保護(hù)作用外，還可采用欠電壓繼電器來(lái)進(jìn)行欠電壓保護(hù)，吸合電壓通常整定為(0.8~0.85)，釋放電壓通常整定為(0.5~0.7)。其方法是將電壓繼電器線圈跨接在電源上，其常開(kāi)觸頭串接在接觸器線圈電路中，當(dāng)電源電壓低于釋放值時(shí)，電壓繼電器動(dòng)作使接觸器釋放，接觸器主觸頭斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)電源實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。4.4.5欠電壓保護(hù)

電磁鐵、電磁吸盤(pán)等大電感負(fù)載及直流電磁機(jī)構(gòu)、直流繼電器等，在通斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，將使電磁線圈絕緣擊穿而損壞。因此，必須采用過(guò)電壓保護(hù)措施。通常過(guò)電壓保護(hù)是在線圈兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻串電容或二極管串電阻，以形成一個(gè)放電回路，實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓的保護(hù)4.4.6過(guò)電壓保護(hù)

直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)的過(guò)度減少會(huì)引起電動(dòng)機(jī)超速，需設(shè)置弱磁保護(hù)，這種保護(hù)是通過(guò)在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈回路中串入欠電流繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，若勵(lì)磁電流過(guò)小，欠電流繼電器釋放，其觸頭斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)電樞回路線路接觸器線圈電路，接觸器線圈斷電釋放，接觸器主觸頭斷開(kāi)電源。4.4.7直流電動(dòng)機(jī)的弱磁保護(hù)除上述保護(hù)外，還有超速保護(hù)、行程保護(hù)、油壓（水壓）保護(hù)等。保護(hù)措施：在控制電路中串接一個(gè)受這些參量控制的常開(kāi)觸頭或常閉觸頭，通過(guò)對(duì)控制電路的電源控制來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。這些裝置有離心開(kāi)關(guān)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、行程開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等。4.4.7其他保護(hù)§4-5電動(dòng)機(jī)常用控制線路4.5.1直接起動(dòng)控制電路4.5.2降壓起動(dòng)控制電路4.5.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制4.5.4

異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路4.5.5

異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路4.5.6

雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制附加：三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要要求如下：（1）有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，保證生產(chǎn)機(jī)械能正常啟動(dòng)。啟動(dòng)越快越好，以提高生產(chǎn)效率。即要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，否則電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。（2）在滿(mǎn)足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動(dòng)電流越小越好。因?yàn)檫^(guò)大啟動(dòng)電流的沖擊，對(duì)于電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)本身都是不利的。（3）要求啟動(dòng)平滑，即要求啟動(dòng)時(shí)加速平滑，以減小沖擊。（4）啟動(dòng)設(shè)備安全可靠，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。（5）啟動(dòng)過(guò)程中的功率損耗越小越好。10kw及其以下容量的三相異步電動(dòng)機(jī)，通常采用全壓起動(dòng)，即起動(dòng)時(shí)定子繞組直接接在額定電壓的交流電源上。(1)開(kāi)關(guān)直接起動(dòng)：用于小型臺(tái)鉆、冷卻泵、砂輪機(jī)等。圖4.12用開(kāi)關(guān)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電路4.5.1直接起動(dòng)控制電路

(2)接觸器直接起動(dòng)：圖4.13用接觸器直接起動(dòng)電路SBl——停止按鈕；SB2——起動(dòng)按鈕；FR——過(guò)載保護(hù)；FUl、FU2——短路保護(hù)。4.5.1直接起動(dòng)控制電路全壓起動(dòng)的缺點(diǎn)：為什么要采用降壓起動(dòng)？三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)啟動(dòng)電流一般為額定電流的4~7倍電力變壓器容量不夠大，電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)導(dǎo)致電源變壓器的輸出電壓下降電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難,影響同一供電線路中其它電器設(shè)備的正常工作較大容量的電動(dòng)機(jī)需要采用降壓?jiǎn)?dòng)4.5.2降壓起動(dòng)控制電路降壓起動(dòng)：指起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之運(yùn)行在額定電壓下。場(chǎng)合：電動(dòng)機(jī)容量超過(guò)10kw的空載或輕載下起動(dòng)。作用：減少起動(dòng)電流，減小線路電壓降，從而減小起動(dòng)時(shí)對(duì)線路的影響。降壓起動(dòng)方式：星形——三角形（Y/△）減壓起動(dòng)定子串電阻降壓起動(dòng)自耦變壓器減壓起動(dòng)延邊三角形降壓起動(dòng)等。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，均可采用星形——三角形減壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，定子繞組先接成星形，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將定子繞組換接成三角形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全壓下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路1、星形——三角形減壓起動(dòng)控制4.5.2降壓起動(dòng)控制電路圖

自動(dòng)星形——三角形起動(dòng)器電路4.5.2降壓起動(dòng)控制電路圖4.15QX４系列自動(dòng)星形——三角形起動(dòng)器電路4.5.2降壓起動(dòng)控制電路4.5.2降壓起動(dòng)控制電路異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線固有機(jī)械特性人為機(jī)械特性4.5.2降壓起動(dòng)控制電路星-三角形降壓?jiǎn)?dòng)特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、啟動(dòng)電流??；

缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電壓不能按實(shí)際需要調(diào)節(jié)，只適宜于正常運(yùn)行三角形連接，且空載或輕載場(chǎng)合。

該方法應(yīng)用廣泛，我國(guó)規(guī)定4KW及以上的三相異步電動(dòng)機(jī)，其定子額定電壓為380V，連接方法為三角形。當(dāng)電源電壓為380v時(shí)，可以用該方法啟動(dòng)。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路2、定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)Y接法電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式。KMl閉合時(shí)串電阻R起動(dòng)。當(dāng)KM2閉合時(shí)，則把電阻短接，投入全壓運(yùn)轉(zhuǎn)。圖4.14定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)電路4.5.2降壓起動(dòng)控制電路缺點(diǎn)：KM2得電，電機(jī)正常全壓運(yùn)轉(zhuǎn)后，KT和KM1線圈仍然帶電，增加能耗。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路

改進(jìn)：利用KM2的動(dòng)斷觸頭切斷KT及KM1線圈電路。圖4.14定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)電路4.5.2降壓起動(dòng)控制電路缺點(diǎn)：（1）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定子電壓的二次方關(guān)系下降，機(jī)械特性如圖，只適應(yīng)于輕載或空載。（2）不經(jīng)濟(jì)。消耗能量大，不適于經(jīng)常啟動(dòng)。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路3、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)是將自耦變壓器一次側(cè)接在電網(wǎng)上，起動(dòng)時(shí)定子繞組接在自耦變壓器二次側(cè)上。這樣，起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)獲得的電壓為自耦變壓器的二次電壓。

待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)定子繞組接在電網(wǎng)上即電動(dòng)機(jī)額定電壓上進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這種降壓起動(dòng)適用于較大容量電動(dòng)機(jī)的空載或輕載起動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)改變不同抽頭來(lái)獲得。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路

電氣柜自耦變壓器KM1KM2KM1——減壓起動(dòng)接觸器，KM2——全壓運(yùn)行接觸器，KA——中間繼電器，KT——時(shí)間繼電器，HL1——電源指示燈，HL2——降壓起動(dòng)指示燈，HL3——正常運(yùn)行指示燈。圖4.16

XJ01系列自耦降壓起動(dòng)電路圖4.5.2降壓起動(dòng)控制電路工作原理：合上主電路與控制電路電源開(kāi)關(guān)，HL1燈亮，表明電源電壓正常。按下起動(dòng)按鈕SB2,KM1、KT線圈同時(shí)通電并自鎖，將自耦變壓器接入，電動(dòng)機(jī)由自耦變壓器二次電壓供電作減壓起動(dòng)，同時(shí)指示燈HL1滅，HL2亮，顯示電動(dòng)機(jī)正進(jìn)行減壓起動(dòng)。圖4.16

XJ01系列自耦減壓起動(dòng)電路圖由于自耦變壓器星接部分的電流為自耦變壓器一、二次電流之差，故用KM2輔助觸頭來(lái)連接。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路特點(diǎn)：起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由變壓器的變比決定。只要能選擇適當(dāng)?shù)淖儽?，就能獲得較好的起動(dòng)性能。啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均為K2。K可調(diào)節(jié)。電機(jī)Y/△接法均可。

該起動(dòng)方法適用于較大容量的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)場(chǎng)合。缺點(diǎn)是自耦變壓器價(jià)格較貴，而且不允許頻繁起動(dòng)。4、延邊△形降壓起動(dòng)控制電路Y—△降壓起動(dòng)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有額定電壓下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的1/3，僅適用于空載或輕載下起動(dòng)。

而延邊△形降壓起動(dòng)既不增加設(shè)備，又能適當(dāng)提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，適用于定子繞組組抽頭連接方式。電動(dòng)機(jī)定子繞組按延邊△形接線時(shí)，每相繞組承受的電壓比△形接法時(shí)低，又比Y形接法時(shí)高，介于二者之間。這樣既可實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，又可提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。4.5.2降壓起動(dòng)控制電路延邊△形降壓起動(dòng)要求電動(dòng)機(jī)有9個(gè)出線端，使電動(dòng)機(jī)制造工藝復(fù)雜，同時(shí)控制系統(tǒng)的安裝和接線也增加了麻煩。因此尚未被廣泛使用。圖4.17延邊△形電動(dòng)機(jī)定子繞組接線4.5.2降壓起動(dòng)控制電路5、軟啟動(dòng)器

上述幾張方法都是有級(jí)（一級(jí)）降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)過(guò)程中電流有2次沖擊，其幅值比直接啟動(dòng)時(shí)電流低，而啟動(dòng)過(guò)程時(shí)間略長(zhǎng)。

現(xiàn)代帶電流閉環(huán)的電子控制軟啟動(dòng)器可以限制啟動(dòng)電流并保持恒值，直到轉(zhuǎn)速升高后電流自動(dòng)衰減下來(lái)，啟動(dòng)時(shí)間也短于一級(jí)降壓?jiǎn)?dòng)。還可以實(shí)現(xiàn)“軟停車(chē)”。

現(xiàn)在，采用高性能變頻器對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)供電已日趨廣泛，其啟動(dòng)就變得相當(dāng)容易：只要通過(guò)控制施加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上電壓的頻率和幅值，就可以快速、平滑地啟動(dòng)。按繞線轉(zhuǎn)子起動(dòng)過(guò)程中串接裝置不同，分串電阻起動(dòng)（逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法）和串頻敏變阻器起動(dòng)電路。4.5.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制籠形異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩下，啟動(dòng)電流大，不能滿(mǎn)足某些生產(chǎn)機(jī)械高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低啟動(dòng)電流要求。繞線異步電機(jī)由于能在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻，因此具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的啟動(dòng)電流，即具有較好的啟動(dòng)特性。4.5.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法主要是為了使整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)能保持較大的加速轉(zhuǎn)矩。KM1——線路接觸器，KM2、KM3、KM4——短接電阻起動(dòng)接觸器，KT1、KT2、KT3——短接轉(zhuǎn)子電阻時(shí)間繼電器。圖4.18時(shí)間原則控制轉(zhuǎn)子電阻起動(dòng)電路4.5.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制注意：電路確保在轉(zhuǎn)子全部電阻串入情況下起動(dòng)，且當(dāng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行時(shí)，只有KM1、KM4兩個(gè)接觸器處于長(zhǎng)期通電狀態(tài)，而KT1、KT2、KT3與KM2、KM3線圈通電時(shí)間均壓縮到最低限度，一方面節(jié)省電能，延長(zhǎng)電器使用壽命，更為重要的是減少電路故障，保證電路安全可靠地工作。由于電路為逐級(jí)短接電阻，電動(dòng)機(jī)電流與轉(zhuǎn)矩突然增大，產(chǎn)生機(jī)械沖擊。4.5.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退，需要運(yùn)動(dòng)部件能夠正、反兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，就要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。起重機(jī)吊鉤的上升與下降，需要運(yùn)動(dòng)部件能夠正、反兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，就要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。4.5.4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與后退，主軸的正反轉(zhuǎn)，起重機(jī)吊鉤的升與降等，可以由多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，而利用電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)方式最為常見(jiàn)。由三相異步機(jī)工作原理可知，只要將接至電動(dòng)機(jī)的三相電源線中任意兩相對(duì)調(diào)，即可使電機(jī)反轉(zhuǎn)。由于所采用的主令電器不同，控制方式可分為按鈕控制和行程開(kāi)關(guān)控制這兩大類(lèi)。4.5.4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路1、異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的按鈕控制兩個(gè)接觸器KMl與KM2觸頭接法不同，引入電機(jī)的電源線左、右兩相互換、改變相序，使電機(jī)轉(zhuǎn)向改變。4.5.4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路雙重互鎖：電氣互鎖+機(jī)械互鎖停車(chē)反轉(zhuǎn)控制電路。直接正反轉(zhuǎn)控制電路。4.5.4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路2、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的行程開(kāi)關(guān)控制類(lèi)似按鈕控制直接正反轉(zhuǎn)電路，增加了行程開(kāi)關(guān)的復(fù)合觸頭SQ1及SQ2。適用于龍門(mén)刨、銑床、導(dǎo)軌磨床等場(chǎng)合。4.5.4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路這種利用運(yùn)動(dòng)部件的行程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的稱(chēng)為按行程原則的自動(dòng)控制。圖中行程開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4是用作極限位置保護(hù)的。當(dāng)KMl得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件壓下行程開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，應(yīng)該使KMl失電，而接通KM2，使電機(jī)反轉(zhuǎn)。但若SQ2失靈，運(yùn)動(dòng)部件繼續(xù)前行會(huì)引起嚴(yán)重事故。若在行程極限位置設(shè)置SQ4(SQ3裝在另一極端位置)，則當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件壓下SQ4后，KMl失電而使電機(jī)停止。這種限位保護(hù)的行程開(kāi)關(guān)在行程控制電路中必須設(shè)置。4.5.4異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路

異步電機(jī)除電動(dòng)狀態(tài)外，在下屬情況屬于制動(dòng)狀態(tài)。

在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能轉(zhuǎn)矩的機(jī)械設(shè)備中（例如起重機(jī)下放重物時(shí)，運(yùn)輸工具在下坡運(yùn)行時(shí)），使設(shè)備保持一定的運(yùn)行速度；

在機(jī)械設(shè)備需要減速或停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)減速和停止的情況下。

4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路異步電機(jī)制動(dòng)方法有兩類(lèi)：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。

機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)從電源切斷后能迅速停轉(zhuǎn)。其結(jié)構(gòu)有好幾種形式，應(yīng)用較普遍的是電磁抱閘，主要應(yīng)用于起重機(jī)械上吊重物時(shí)，使重物迅速而又準(zhǔn)確地停留在某一位置上。電氣制動(dòng)是使異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反?？煞譃椋耗芎闹苿?dòng)、反接制動(dòng)和反饋制動(dòng)等3類(lèi)。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路1、能耗制動(dòng)控制電路

異步電機(jī)剛切除三相電源后，立即在定子繞組中接入直流電源，轉(zhuǎn)子切割恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流與恒定磁場(chǎng)的作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能消耗在轉(zhuǎn)子電路中，這種制動(dòng)方式稱(chēng)為能耗制動(dòng)。

當(dāng)轉(zhuǎn)速降為零時(shí)，切除直流電源，制動(dòng)過(guò)程完畢。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路復(fù)合按鈕手動(dòng)控制電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按下停止按鈕SB1，KM1失電的同時(shí)，接通KM2，其動(dòng)合觸頭閉合，把整流電路與定子繞組接通，進(jìn)行能耗制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速降為零時(shí)，手松開(kāi)SB1按鈕，KM2失電而切斷直流電源，能耗制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路由時(shí)間繼電器按時(shí)間原則自動(dòng)控制

由時(shí)間繼電器KT的動(dòng)斷觸頭來(lái)控制能耗制動(dòng)過(guò)程的時(shí)間，動(dòng)斷觸頭斷開(kāi)時(shí)切斷KM2電源，制動(dòng)過(guò)程結(jié)束，同時(shí)KT也失電。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路

優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)力強(qiáng)，作用的強(qiáng)弱與通入定子繞組直流電流的大小及電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速高、電流大則制動(dòng)作用強(qiáng)，一般通入定子繞組的直流電流約為空載電流的3~4倍較為合適；能耗制動(dòng)比較緩和，制動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)沖擊對(duì)機(jī)械設(shè)備無(wú)大的危害，能取得較好的制動(dòng)效果，

缺點(diǎn)：需要一套專(zhuān)門(mén)的直流電源供制動(dòng)用。

適用場(chǎng)合：因此在機(jī)械設(shè)備上應(yīng)用較多。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路2、反接制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)又分為電源反接和倒拉制動(dòng)兩種。

電源反接制動(dòng)通過(guò)改變定子繞組三相電源相序，產(chǎn)生強(qiáng)力制動(dòng)力矩。

直接反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速的兩倍，定子繞組中的反接制動(dòng)電流也相當(dāng)于全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)電流的兩倍。因此制動(dòng)迅速而沖擊大，僅用于小容量電動(dòng)機(jī)上。

4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路

由于反接制動(dòng)時(shí)電流很大，因此鼠籠式電動(dòng)機(jī)應(yīng)在定子電路中串接電阻；繞線式電動(dòng)機(jī)應(yīng)在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻，其認(rèn)為特性曲線為紅色部分。

制動(dòng)時(shí)工作點(diǎn)由a點(diǎn)轉(zhuǎn)換到d點(diǎn)，然后沿特性3減速，至n=0（e點(diǎn)）。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路采用速度繼電器BV按速度原則控制的反接制動(dòng)電路。KM1得電時(shí)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)速度繼電器BV的動(dòng)合觸頭閉合，為反接制動(dòng)作好準(zhǔn)備。停車(chē)時(shí)KM1失電后KM2立即合上，使電機(jī)定子繞組經(jīng)電阻R后與反相序的電源接通，進(jìn)行反接制動(dòng)。圖4.22反接制動(dòng)控制電路4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路電動(dòng)機(jī)與速度繼電器轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min以上時(shí)，速度繼電器常開(kāi)觸頭BV閉合，而當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于100r/min時(shí)，速度繼電器動(dòng)合觸頭BV斷開(kāi)。利用這一特性可使電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)切斷電源，防止反向再啟動(dòng)。圖4.22反接制動(dòng)控制電路4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路

優(yōu)點(diǎn)：反接制動(dòng)的制動(dòng)電流大，制動(dòng)力矩大，制動(dòng)迅速，

缺點(diǎn)：電阻上消耗的能量大、準(zhǔn)確停車(chē)?yán)щy，若要下降重物，若電阻值選擇不當(dāng)，將仍保持以前的上升趨勢(shì)。在制動(dòng)過(guò)程中對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沖擊較大。另外在速度繼電器動(dòng)作不可靠時(shí)，還會(huì)引起反向再啟動(dòng)。

應(yīng)用場(chǎng)合：不頻繁啟動(dòng)，制動(dòng)時(shí)對(duì)停車(chē)位置無(wú)準(zhǔn)確要求而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能承受較大沖擊的設(shè)備中。如用于銑床、鏜床、中型車(chē)床等的制動(dòng)。

4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路倒拉制動(dòng)與電源反接制動(dòng)功率關(guān)系一樣，二者的區(qū)別僅僅在于：電源反接制動(dòng)過(guò)程中：向電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率是負(fù)載釋放的動(dòng)能。倒拉制動(dòng)運(yùn)行中：是位能性負(fù)載減少的位能。即位能性負(fù)載倒拉著電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，稱(chēng)為倒拉制動(dòng)。如右圖，若卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重物時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行在曲線1的點(diǎn)a，欲放下重物，就需在轉(zhuǎn)子電路中串接較大的附加電阻。此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)從a移到b，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL大于電磁轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)減速到點(diǎn)c（n=0）。由于T仍小于TL矩，重物將迫使電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，重物被下放，轉(zhuǎn)速n由正變負(fù)，機(jī)械特性曲線轉(zhuǎn)入第四象限，電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，知道在d點(diǎn)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的制動(dòng)狀態(tài)。3、反饋制動(dòng)

當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度高于它的同步速度，即n>n0時(shí)，進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。這時(shí)T起制動(dòng)作用，稱(chēng)為反饋制動(dòng)。

反饋制動(dòng)的機(jī)械特性曲線是電動(dòng)狀態(tài)機(jī)械特性曲線向第二象限的延伸。反饋制動(dòng)運(yùn)行有兩種情況：1)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為位能性轉(zhuǎn)矩的起重機(jī)在下放重物時(shí)的反饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。2)電動(dòng)機(jī)在變極調(diào)速或變頻調(diào)速過(guò)程中。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路情況1情況24.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路4、電磁抱閘制動(dòng)在制動(dòng)時(shí)，將制動(dòng)電磁鐵的線圈接通，通過(guò)機(jī)械抱閘制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。有時(shí)還可將電磁抱閘抽動(dòng)與能耗制動(dòng)同時(shí)使用，以彌補(bǔ)能耗抽動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的缺點(diǎn)，加強(qiáng)制動(dòng)效果。4.5.5異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電路電機(jī)轉(zhuǎn)速公式：

當(dāng)電源頻率f一定時(shí)，若改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極對(duì)數(shù)p，就可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變。常見(jiàn)的雙速電動(dòng)機(jī)繞組接線方式有/YY及Y/YY兩種。

采用雙速電機(jī)可改善機(jī)械設(shè)備的調(diào)速性能，簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)，因此在車(chē)床、銑床、鏜床中都有應(yīng)用。4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制1、／YY接法

圖(a)所示。當(dāng)繞組的1、2、3號(hào)出線端接電源，而使4、5、6號(hào)出線端懸空時(shí)，電機(jī)繞組接成三角形(四極)作低速運(yùn)轉(zhuǎn)。如果把1、2、3號(hào)端子短接，4、5、6號(hào)端子接電源時(shí)，電動(dòng)機(jī)繞組接成雙星形(兩極)電機(jī)作高速運(yùn)轉(zhuǎn)。4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制在三角形與雙星形轉(zhuǎn)換時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率分別為：4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制由此可知，電機(jī)從接法的低速運(yùn)轉(zhuǎn)變成YY接法的高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速升高一倍，而功率只增加15％，所以這種調(diào)速方法可近似地看成恒功率調(diào)速。它很適合一般金屬切削機(jī)床對(duì)調(diào)速的要求。4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制2、Y/YY接法

圖(b)為Y/YY接法，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加一倍(YY接法)時(shí)，輸出功率也增加一倍，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。它適用于電梯、起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等要求恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的場(chǎng)合。4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制圖為用兩個(gè)按鈕SB2及SB3分別控制KM1及KM2、KM3，實(shí)現(xiàn)低速與高速轉(zhuǎn)換的控制電路，圖(b)是用按鈕SB2及開(kāi)關(guān)SA分別控制KM1及KM2、KM3，實(shí)現(xiàn)低速與高速轉(zhuǎn)換的控制電路。4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制圖4.24(c)是用開(kāi)關(guān)SA轉(zhuǎn)換高、低速控制電路。

對(duì)于功率較小的雙速電動(dòng)機(jī)可采用(a)圖和(b)圖的控制方式，對(duì)于容量較大的雙速電動(dòng)機(jī)，可采用(c)圖的控制方式。4.5.6雙速異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制

時(shí)間控制：利用時(shí)間繼電器，將感測(cè)系統(tǒng)接受的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)一段時(shí)間后，才發(fā)出輸出信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電路切換的時(shí)間控制。

速度控制：利用速度繼電器或測(cè)速發(fā)電機(jī)，間接或直接地檢測(cè)某部件的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)按速度原則的控制。

電流控制：用電流繼電器，它的動(dòng)作反映了某一電路中的電流變化，從而實(shí)現(xiàn)按電流原則的控制。

行程控制：利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件與事先安排好位置的行程開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行相互配合，從而達(dá)到按位置控制的作用。補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖

按下SB2后，KM1線圈得電并自鎖，同時(shí)KT、KM3線圈也得電，KM1、KM3主觸頭同時(shí)閉合，電動(dòng)機(jī)M繞組結(jié)成星形，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。經(jīng)過(guò)KT延時(shí)，其延時(shí)動(dòng)斷觸頭斷開(kāi)，KM3線圈斷電，KT非延時(shí)常閉觸頭閉合，KM2線圈得電，這時(shí)，KM1、KM2主觸頭處于閉合狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)繞組轉(zhuǎn)換為三角形連接，全壓運(yùn)行。

當(dāng)用一段文字來(lái)描述控制電路的動(dòng)作過(guò)程時(shí)，存在文字量大、描述不清、主次關(guān)系不突出、圖文對(duì)照困難等問(wèn)題，嚴(yán)重影響讀者對(duì)電路的理解。為了表述方便、層次突出，下面介紹“動(dòng)作流程圖”的控制電路動(dòng)作過(guò)程表示方法。

定義：用元件符合和線條來(lái)表示元器件的狀態(tài)和由此狀態(tài)而引發(fā)的其它動(dòng)作過(guò)程，從而形成的一條樹(shù)狀結(jié)構(gòu)圖。

優(yōu)點(diǎn)：書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單、表達(dá)清楚、層次突出、便于分析等。補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖一、定義A：A吸合，A：A失電（釋放或恢復(fù)）1、表示元件A動(dòng)作，由于其觸頭的作用使得元件B也動(dòng)作。2、A吸合使得B釋放。補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖3、A或B吸合使得C吸合4、A吸合、B吸合才使得C吸合補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖5、A吸合使得B和C吸合6、A吸合，延時(shí)后使得B吸合補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖7、A吸合、B吸合并且C吸合才使得D吸合和E吸合8、

A吸合使得B吸合，B吸合使得C吸合，C吸合使得D吸合，D吸合使得A吸合。（自保持環(huán)）補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖9、10、A吸合使得B吸合，此時(shí)C處于吸合狀態(tài)。A吸合使得B吸合，B吸合使得C吸合，C吸合使得D吸合，D吸合使得A釋放。（串聯(lián)自身動(dòng)斷觸點(diǎn)的抖動(dòng)電路）補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖（1）盡可能從左到右，分塊清晰；（2）首端以主令元件為主，也可輔以其它元件，但不應(yīng)破壞“樹(shù)”結(jié)構(gòu)，“樹(shù)根”在左，“樹(shù)梢”在右。（3）流程圖最后，應(yīng)突出關(guān)鍵元件的狀態(tài)，并附有被控對(duì)象的簡(jiǎn)單說(shuō)明。關(guān)鍵元件：指對(duì)主回路及被控設(shè)備影響較大的元件，如接觸器等。（4）盡可能從左到右按動(dòng)作時(shí)間先后安排元件位置。（5）簡(jiǎn)明扼要，避免網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖三、動(dòng)作流程圖繪制規(guī)則四、實(shí)例1：Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)

按下SB2后，KM1線圈得電并自鎖，同時(shí)KT、KM3線圈也得電，KM1、KM3主觸頭同時(shí)閉合，電動(dòng)機(jī)M繞組結(jié)成星形，電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。經(jīng)過(guò)KT延時(shí)，其延時(shí)動(dòng)斷觸頭斷開(kāi)，KM3線圈斷電，KT非延時(shí)常閉觸頭閉合，KM2線圈得電，這時(shí)，KM1、KM2主觸頭處于閉合狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)繞組轉(zhuǎn)換為三角形連接，全壓運(yùn)行。補(bǔ)充：

動(dòng)作流程圖

動(dòng)作流程圖繪制KTKM1自鎖SB2按下KM3KTKM3KM2自鎖Y形運(yùn)行Δ形運(yùn)行SB1按下KM1K