機(jī)床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題1 三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路

【項(xiàng)目分析】

掌握三相異步電動(dòng)機(jī)常用控制電路的原理和讀圖方法，學(xué)會(huì)安裝三相異步電動(dòng)機(jī)的繼電器-接觸器控制電路。項(xiàng)目1

常用電動(dòng)機(jī)控制電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】應(yīng)知

1.了解三相異步電動(dòng)機(jī)的繼電器-接觸器控制電路的構(gòu)成和電氣原理圖的讀圖方法。2.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)各種常用控制電路的工作原理。3.理解三相異步電動(dòng)機(jī)各種常用控制電路所使用的低壓電器的結(jié)構(gòu)、原理、主要用途和使用方法。應(yīng)會(huì)1.學(xué)會(huì)識(shí)別、安裝、使用在電路中用到的各種低壓電器。2.能夠識(shí)讀三相異步電動(dòng)機(jī)各種基本控制電路原理圖。3.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行和正反轉(zhuǎn)控制電路的安裝和接線方法。項(xiàng)目1

常用電動(dòng)機(jī)控制電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】

1.本課程在本專業(yè)知能結(jié)構(gòu)中的位置與作用。2.本課程的基本內(nèi)容與本學(xué)期教學(xué)安排。3.本課程學(xué)習(xí)方法（特點(diǎn)）與要求。4.簡(jiǎn)略介紹教材“項(xiàng)目1”的主要教學(xué)內(nèi)容與10～14學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。5.簡(jiǎn)略介紹本次課（教材“任務(wù)1.1”）的主要教學(xué)內(nèi)容與6～8學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社項(xiàng)目1

常用電動(dòng)機(jī)控制電路任務(wù)1.1三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路【基礎(chǔ)知識(shí)】

一、三相交流電動(dòng)機(jī)的基本控制電路

為了使電動(dòng)機(jī)能夠按照設(shè)備的要求運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)主要由各種低壓電器組成，稱為繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。圖1-1是一個(gè)最簡(jiǎn)單的三相電動(dòng)機(jī)控制電路（圖(a)為實(shí)物示意圖，圖(b)

為電氣原理圖（有關(guān)電氣原理圖的

構(gòu)成與讀圖方法見P21的二維碼資

源）。用一個(gè)閘刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)

的起動(dòng)和停機(jī)，用三相熔斷器對(duì)電

動(dòng)機(jī)進(jìn)行短路保護(hù)，這個(gè)簡(jiǎn)單的電

路就具有對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制和保護(hù)

的基本功能。

（P2）圖1-1一個(gè)最簡(jiǎn)單的三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社一、三相交流電動(dòng)機(jī)的基本控制電路圖1-1的電路只能對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行手動(dòng)控制，自動(dòng)控制電路由各種開關(guān)、繼電器、接觸器等電器組成，它能夠根據(jù)人所發(fā)出的控制指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制、保護(hù)和監(jiān)測(cè)等功能。電動(dòng)機(jī)的繼電器-接觸器控制電路由各種低壓電器所組成。所謂“電器”，是指可以根據(jù)控制指令，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)的電氣設(shè)備，如各種開關(guān)、繼電器、接觸器、熔斷器等。而“低壓電器”是指工作電壓在交流1200V或直流1500V以下的電器。根據(jù)其動(dòng)作原理的不同，電器可分為手控電器和

自動(dòng)電器；而根據(jù)其功能的不同，又可以分為控制電

器和保護(hù)電器。我國(guó)低壓電器型號(hào)是按照產(chǎn)品的種類

編制的，具體可查閱有關(guān)資料，下面將在介紹電動(dòng)機(jī)

控制電路時(shí)結(jié)合介紹電器的型號(hào)、功能和使用方法。

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二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路圖1-1所示的就是用刀開關(guān)控制三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路，該電路的工作原理是：合上電源開關(guān)QS→三相異步電動(dòng)機(jī)通電→電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；斷開QS→電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)。該電路除電動(dòng)機(jī)外，使用的電器有刀開關(guān)和熔斷器兩種：

1.刀開關(guān)刀開關(guān)屬于手動(dòng)電器，可用作不頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘坎淮蟮牡蛪汗╇娋€路，也可以用來直接起動(dòng)小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)；其主要用途是作為電源隔離開關(guān)。刀開關(guān)的文字符號(hào)為QS，電氣圖形符號(hào)如圖1-2(b)、(c)所示（FU為刀開關(guān)所附熔斷器的文字符號(hào)）。常用的刀開關(guān)有開啟式負(fù)荷開關(guān)、封閉式負(fù)荷開關(guān)和組合開關(guān)三種。

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㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

1.刀開關(guān)

(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)開啟式負(fù)荷開關(guān)又稱為膠蓋瓷底刀開關(guān)，其實(shí)物圖如圖1-2(a)所示。由刀開關(guān)和熔斷器兩部分組成，外面罩上塑料外殼，作為絕緣和防護(hù)。刀開關(guān)有雙刀和三刀兩種，可用作單相和三相線路的電源隔離開關(guān)。刀開關(guān)的主要缺點(diǎn)是動(dòng)作速度慢，帶負(fù)荷動(dòng)作時(shí)容易產(chǎn)生電弧，不安全，而且體積較

大，現(xiàn)已普遍被斷路器所取代。例如，用三刀開

關(guān)直接控制三相異步電動(dòng)機(jī)不頻繁地起

動(dòng)和停機(jī)，則電動(dòng)機(jī)的功率一般不能超

過5.5kW。

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㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

1.刀開關(guān)(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)常用開啟式負(fù)荷開關(guān)的HK系列其型號(hào)的含義如下：

HK□—□／□開啟式負(fù)荷開關(guān)──┘││└───極數(shù)設(shè)計(jì)序號(hào)──────┘└────────額定電流/A例如：HK2-15/3型—HK2系列，額定電流15A，3極（三刀）。（P3）圖1-2開啟式負(fù)荷開關(guān)

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㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

⑴刀開關(guān)

(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)封閉式負(fù)荷開關(guān)因其早期產(chǎn)品都有一個(gè)鑄鐵的外殼，所以也稱為鐵殼開關(guān)，如今這種外殼已被結(jié)構(gòu)輕巧、強(qiáng)度更高的薄鋼板沖壓外殼或工程塑料所取代。封閉式負(fù)荷開關(guān)的外型和結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，其結(jié)構(gòu)上有3個(gè)特點(diǎn)：一是裝有儲(chǔ)能作用的速斷彈簧，提高了開關(guān)的動(dòng)作速度和滅弧性能；二是設(shè)有箱蓋和操作手柄的聯(lián)鎖裝置，保證在開關(guān)合閘時(shí)不能打開箱蓋，在箱蓋打開時(shí)也不能合閘；三是有滅弧裝置。因此與閘刀開關(guān)相比，封閉式負(fù)荷開關(guān)使用更加安全，可用于分?jǐn)噍^大的負(fù)荷，如用于電力排灌、電熱器和電氣照明的配電設(shè)備中作不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，也可以不頻繁地直接起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)。封閉式負(fù)荷開關(guān)內(nèi)也帶有熔斷器。

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

1.刀開關(guān)

(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)封閉式負(fù)荷開關(guān)的系列代號(hào)為HH，例如HH3-30/3型（HH3系列、額定電流30A、三刀）。（P4）圖1-3封閉式負(fù)荷開關(guān)

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㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

1.刀開關(guān)

(3)組合開關(guān)組合開關(guān)又稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)，其實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖如圖1-4(a)和(b)所示。與前面介紹的兩種開關(guān)不同的是，組合開關(guān)是用旋轉(zhuǎn)手柄左右轉(zhuǎn)動(dòng)使開關(guān)動(dòng)作的，且不帶有熔斷器；組合開關(guān)在轉(zhuǎn)軸上也裝有儲(chǔ)能彈簧，使開關(guān)動(dòng)作的速度與手柄旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)。組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)較緊湊，體積較小，便于裝在電氣控制面板上和控制箱內(nèi)，一般用于不頻繁地接通和分?jǐn)嘈∪萘康挠秒娫O(shè)備和三相異步電動(dòng)機(jī)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

1.刀開關(guān)

(3)組合開關(guān)組合開關(guān)的系列代號(hào)為HZ，例如：HZ10-60型（HZ10系列、額定電流為60A）。(a)實(shí)物圖

（P5）圖1-4

組合開關(guān)

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㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

2.熔斷器各種熔斷器的實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖如圖1-5(a)和(b)所示，熔斷器的文字符號(hào)為FU，電氣圖形符號(hào)如圖1-5(c)所示。熔斷器是一種使用廣泛的短路保護(hù)電器，將它串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路因發(fā)生嚴(yán)重過載或者短路而流過大電流時(shí)，由低熔點(diǎn)合金制成的熔體由于過熱迅速熔斷，從而在設(shè)備和線路被損壞前切斷電路。不僅電動(dòng)機(jī)控制電路采用熔斷器作短路保護(hù)，一般照明電路及許多電器設(shè)備上都裝有熔斷器作短路保護(hù)。熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓、額定電流和熔體（熔絲）的額定電流，選用時(shí)應(yīng)保證熔斷器的額定電壓大于或等于線路的額定電壓，熔斷器的額定電流大于或等于熔體的額定電流，而熔體的額定電流則根據(jù)不同的負(fù)載及其負(fù)荷電流的大小來選定。

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路RT18圓筒形帽熔斷器RTO系列有填料封閉管式熔斷器RM10無填料封閉管式熔斷器(a)實(shí)物圖RL1系列螺旋式熔斷器(b)螺旋式熔斷器的實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖(c)電氣圖形符號(hào)（P5）圖1-5熔斷器

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㈠用刀開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路

2.熔斷器

在電動(dòng)機(jī)控制電路上常用的熔斷器是螺旋式熔斷器，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-5(b)所示，由熔管及其支持件（瓷底座、瓷套和帶螺紋的瓷帽）組成。熔體裝在熔管內(nèi)并填滿滅弧用的石英砂，熔管上端的色點(diǎn)是熔斷的標(biāo)志，熔體熔斷后，色標(biāo)脫落，需要更換熔管。在裝接時(shí)，注意將熔管的色點(diǎn)向上，以便觀察。同時(shí)注意將電源進(jìn)線接瓷底座的下接線端，負(fù)荷線接與金屬螺紋殼相連的上接線端。螺旋式熔斷器體積小，熔管被瓷帽旋緊不容易因震動(dòng)而松脫，所以常用在機(jī)床電路中。其系列代號(hào)為RL，常用的有RL1、RL6、RL7等系列。其他類型的熔斷器還有半封閉式插入式熔斷器、有填料的和無填料的封閉管式熔斷器、快速熔斷器等。

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二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路采用刀開關(guān)控制的電路僅適用于不頻繁起動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)，如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制，就要采用接觸器控制電路。1.接觸器控制電路使用的低壓電器除前面介紹的刀開關(guān)和熔斷器外，接觸器控制電路使用的還有接觸器、熱繼電器和按鈕開關(guān)三種低壓電器。交流接觸器熱繼電器按鈕開關(guān)

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路

(1)接觸器接觸器是一種自動(dòng)控制電器，它可以用作頻繁地遠(yuǎn)距離接通或切斷交直流電路及大容量控制電路。接觸器的主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用作控制其他電力負(fù)載，如電焊機(jī)、電阻爐等。按照?qǐng)D1-6交流接觸器結(jié)構(gòu)原理示意圖所通斷電流的種類，接觸器分為交流接觸器和直流接觸器兩大類，使用較多的是交流接觸器。交流接觸器從結(jié)構(gòu)上可分為電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置三大部分。圖1-6為交流接觸器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。接觸器的工作原理是：當(dāng)電磁線圈通電后，產(chǎn)生的電磁吸力將動(dòng)鐵心往下吸，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開、動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，從而分?jǐn)嗪徒油娐贰．?dāng)線圈斷電時(shí)，動(dòng)鐵心在復(fù)位彈簧的作用下向上彈回原位，動(dòng)斷觸點(diǎn)重新接通、動(dòng)合觸點(diǎn)重新斷開。由此可見，接觸器實(shí)際上是一個(gè)電磁開關(guān)，它由電磁線圈電路控制開關(guān)（觸點(diǎn)系統(tǒng)）的動(dòng)作。

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路(1)接觸器接觸器的觸點(diǎn)又分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)一般為三極動(dòng)合觸點(diǎn)，可通過的電流較大，用于通斷三相負(fù)載的主電路。輔助觸點(diǎn)有動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn)，用于通斷電流較小的控制電路。由于主觸點(diǎn)通過的電流較大，一般配有滅弧罩，在切斷電路時(shí)產(chǎn)生的電弧在滅弧罩內(nèi)被分割、冷卻而迅速熄滅。

（P7）圖1-7交流接觸器

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路

(1)接觸器接觸器的實(shí)物圖如圖1-7(a)所示，其文字符號(hào)為KM，電氣圖形符號(hào)如圖1-7(b)所示。常用的接觸器有CJ10、CJ12、CJ20系列產(chǎn)品。型號(hào)的含義是：“C”表示接觸器，“J”表示交流，數(shù)字為產(chǎn)品序列代號(hào)，短杠后的數(shù)字則表示主觸點(diǎn)的額定電流，例如CJ20-63型（CJ20系列交流接觸器，主觸點(diǎn)額定電流為63A）。此外還有許多新產(chǎn)品，如3TB和3TF系列、LC1-D系列、B系列等，這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)和材質(zhì)有所改進(jìn)，體積小，并采用“積木式”組合結(jié)構(gòu)，可與多種附件組裝以增加觸點(diǎn)數(shù)量及擴(kuò)大使用功能，使用更加靈活方便。

P6

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路

(2)熱繼電器繼電器是一種根據(jù)外界輸入的信號(hào)來控制電路通斷的自動(dòng)切換電器。繼電器種類很多，應(yīng)用廣泛，按照用途可分為控制繼電器和保護(hù)繼電器，若按照輸入的信號(hào)分，有電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器與溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等等。各種繼電器

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路

(2)熱繼電器

熱繼電器是繼電器中的一種，主要用作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)。熱繼電器是根據(jù)電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)需要而設(shè)計(jì)的，它利用電流熱效應(yīng)的原理，當(dāng)熱量積聚到一定程度時(shí)使觸點(diǎn)動(dòng)作，從而切斷電路以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。按照動(dòng)作的方式，熱繼電器可分成雙金屬片式、熱敏電阻式、易熔合金式、電子式[圖1-8(a)]等幾種，使用最普遍的是雙金屬片式，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，且具有良好的反時(shí)限特性（即電流越大動(dòng)作時(shí)間越短，電流與動(dòng)作時(shí)間成反比）。雙金屬片式熱繼電器如圖1-8(b)所示，其基本工作原理是：雙金屬片是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬材料壓合而成；繞在雙金屬片外面的發(fā)熱元件串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的主電路中；當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，過載電流產(chǎn)生的熱量大于正常的發(fā)熱量，雙金屬片受熱彎曲；電流越大，過載時(shí)間越長(zhǎng)，雙金屬片就彎曲程度越大，在達(dá)到一定程度時(shí)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使觸點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)作。熱繼電器動(dòng)作后，要等一段時(shí)間，待雙金屬片冷卻后，才能按下復(fù)位按鈕，使觸點(diǎn)復(fù)位。熱繼電器動(dòng)作電流值的大小可用位于復(fù)位按鈕旁邊的旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社~發(fā)熱元件接入電動(dòng)機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。發(fā)熱元件杠桿結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片動(dòng)斷觸點(diǎn)熱繼電器的工作原理機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

(2)熱繼電器

熱繼電器的文字符號(hào)為KR，電氣圖形符號(hào)如圖1-8(c)所示。常用的熱繼電器有JR0、JR15、JR16、JR20等系列。其中JR15為兩相結(jié)構(gòu)，其余大多為三相結(jié)構(gòu)，并可帶斷相保護(hù)裝置。型號(hào)中的“J”表示“繼電器”，“R”表示“熱”，例如JR16-20/3D型表示其為JR16系列熱繼電器，額定電流20A，三相結(jié)構(gòu)，“D”表示帶斷相保護(hù)裝置。一種型號(hào)的熱繼電器可配有若干種不同規(guī)格的熱元件，并有一定的調(diào)節(jié)范圍，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來選擇熱元件，并用調(diào)節(jié)旋紐將其整定在電動(dòng)機(jī)額定電流的0.95～1.05倍左右，在使用中再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的過載能力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（P8）圖1-8

熱繼電器(a)雙金屬片式熱繼電器(b)電子式熱繼電器

(c)電氣圖形符號(hào)

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路

(2)熱繼電器需要指出的是：現(xiàn)已介紹的熔斷器和熱繼電器這兩種保護(hù)電器，都是利用電流的熱效應(yīng)原理作過流保護(hù)的，但它們的動(dòng)作原理不同，用途也有所不同。熔斷器是由熔體直接受熱而在瞬間迅速熔斷，主要用作短路保護(hù)；為避免在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)熔斷，應(yīng)選擇熔體的額定電流大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，因此在電動(dòng)機(jī)過載量不大時(shí)，熔斷器不會(huì)熔斷，所以熔斷器不宜作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。而熱繼電器動(dòng)作有一定的慣性，在過流時(shí)不可能迅速切斷電路，所以絕不能用作短路保護(hù)。

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【相關(guān)鏈接】交流異步電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的功率因數(shù)比較低，因此要避免將電動(dòng)機(jī)的容量選得過大，造成所謂“大馬拉小車”的狀況。但是在實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)載的功率是經(jīng)常地、甚至是無規(guī)律地變化的，如果電動(dòng)機(jī)的容量選得過小，又容易出現(xiàn)“小馬拉大車”的超載狀況，電動(dòng)機(jī)會(huì)因經(jīng)常過載發(fā)熱而使絕緣老化，工作壽命縮短。因此，為了充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，既要允許電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載，又要防止電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過載運(yùn)行，這就是對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的目的和要求。

P8機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路(3)按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)也稱作控制按鈕。作為一種典型的主令電器，按鈕主要用于發(fā)出控制指令，接通和分?jǐn)嗫刂齐娐?。按鈕的文字符號(hào)是SB，其實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖及電氣圖形符號(hào)如圖1-9所示。(a)外形(b)內(nèi)部結(jié)構(gòu)(c)電氣圖形符號(hào)P9圖1-9按鈕開關(guān)

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路(3)按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)是一種手動(dòng)電器，由圖1-9(b)可見：當(dāng)按下按鈕帽時(shí)，上面的動(dòng)斷觸點(diǎn)先斷開，下面的動(dòng)合觸點(diǎn)后閉合；當(dāng)松開時(shí)，在復(fù)位彈簧作用下觸點(diǎn)復(fù)位。按鈕開關(guān)的種類很多，有單個(gè)的，也有兩個(gè)或數(shù)個(gè)組合的；有不同觸點(diǎn)類型和數(shù)目的；根據(jù)使用需要還有帶指示燈的和旋鈕式、鑰匙式的，等等。常用的有LA10、LA18、LA19、LA20、LA25、LAZ等系列。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】三相交流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路2.接觸器控制電路采用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向

起動(dòng)的電路如圖1-10所示。

（P9）圖1-10用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路圖1-10電路的工作原理和操作過程如下：⑴合上電源開關(guān)QS；⑵起動(dòng)：

⑶停機(jī)：

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㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路在電路中，接觸器KM的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)與起動(dòng)按鈕SB2并聯(lián)，當(dāng)松開SB2后，KM的電磁線圈仍能依靠其輔助動(dòng)合觸點(diǎn)保持通電，使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)運(yùn)行，這一作用稱為“自鎖”（或自保），KM的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)也稱為自鎖觸點(diǎn)。顯然，如果沒有接自鎖觸點(diǎn)，當(dāng)按下SB2時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，一旦松手電動(dòng)機(jī)即停轉(zhuǎn)，這稱為“點(diǎn)動(dòng)”控制。

（P9）圖1-10用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路自鎖觸點(diǎn)機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路

㈡用接觸器控制電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)的電路圖1-10電路對(duì)電動(dòng)機(jī)有4種保護(hù)功能：

(1)短路保護(hù)——由熔斷器FU1、FU2分別對(duì)主電路和控制電路實(shí)行短路保護(hù)。

(2)過載保護(hù)——由熱繼電器KR實(shí)現(xiàn)。KR的熱元件串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的主電路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載達(dá)一定程度時(shí)，KR的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，KM因線圈斷電而釋放，從而切斷電動(dòng)機(jī)的主電路。

(3)失電壓保護(hù)——圖1-10電路每次都必須按下起動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)運(yùn)行，這就保證了在突然停電而又恢復(fù)供電時(shí)，不會(huì)因電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)而造成設(shè)備和人身事故。這種在突然停電時(shí)能夠自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源的保護(hù)稱為失壓（或零壓）保護(hù)。

(4)欠電壓保護(hù)——如果電源電壓過低（如降至額定電壓的85%以下），則接觸器線圈產(chǎn)生的電磁吸力不足，接觸器會(huì)在復(fù)位彈簧的作用下釋放，從而切斷電動(dòng)機(jī)電源。所以接觸器控制電路對(duì)電動(dòng)機(jī)有欠壓保護(hù)的作用。

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㈢用低壓斷路器控制電動(dòng)機(jī)

單向運(yùn)行的電路

低壓斷路器也被稱為空氣斷路器、

自動(dòng)空氣開關(guān)等，簡(jiǎn)稱斷路器。它相

當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠

電壓繼電器的組合。是一種既有手動(dòng)

開關(guān)作用又能自動(dòng)進(jìn)行欠電壓、失電

壓、過載和短路保護(hù)的電器。圖1-11

所示為低壓斷路器控制三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路。由圖1-11可以大致了解低壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理。低壓斷路器的3對(duì)主觸點(diǎn)串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)的主電路中，在合閘后，搭鉤將鎖鍵鉤住，使主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)通電起動(dòng)運(yùn)行。板動(dòng)手柄于“分”的位置（或按下“分”的按紐），搭鉤脫開，主觸點(diǎn)在復(fù)位彈簧的拉力作用下斷開，切斷電動(dòng)機(jī)電源。（P11）圖1-11低壓斷路器控制三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路除手動(dòng)分?jǐn)嘀?，斷路器還可以分別由3個(gè)脫扣器自動(dòng)分?jǐn)啵孩胚^流脫扣器——由圖1-11可見，過電流脫扣器的線圈與主電路串聯(lián)，當(dāng)線路電流正常時(shí)，所產(chǎn)生的電磁吸力不足以吸合銜鐵；只有當(dāng)線路過流時(shí)，其電磁吸力才能將銜鐵吸合，將杠桿往上頂，使搭鉤脫開，主觸點(diǎn)復(fù)位切斷電源。⑵熱脫扣器——熱脫扣器原理與前述雙金屬片式熱繼電器一樣，主電路的過流使雙金屬片向上彎曲，達(dá)到一定程度即可推動(dòng)杠桿動(dòng)作。⑶欠電壓脫扣器——與過電流脫扣器相反，欠電壓脫扣器的線圈并聯(lián)在主電路中，當(dāng)線路電壓正常時(shí)，所產(chǎn)生的電磁吸力足以吸合銜鐵；當(dāng)線路電壓下降到電磁吸力小于彈簧的反作用力時(shí)，銜鐵釋放將杠桿往上頂而切斷主電路。與刀開關(guān)和熔斷器相比較，低壓斷路器具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能完善、操作安全且方便等優(yōu)點(diǎn)，而且其脫扣器可重復(fù)使用，不必更換，因而使用廣泛。除用在電動(dòng)機(jī)控制電路外，還在各種低壓配電線路中使用。

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路低壓斷路器種類很多，主要有萬能式斷路器和塑料外殼式斷路器。萬能式斷路器又稱為框架式斷路器，其主要產(chǎn)品有DW10、DW15系列。塑料外殼式斷路器的產(chǎn)品型號(hào)為DZ系列。常用的有保護(hù)電動(dòng)機(jī)用的DZ5、DZ15型；配電及保護(hù)用的DZ10型；照明線路保護(hù)用的DZ12、DZ13、DZ15型等，此外還有C45、S250S、S060等系列，它可以單極開關(guān)為單元組合拼裝成雙極、三極、四極，拼裝的多極開關(guān)需在手柄上加一聯(lián)動(dòng)罩，以使其同步動(dòng)作。各種低壓斷路器的實(shí)物圖和電氣圖形符號(hào)如圖1-12所示。單極二線三極四線三極三線三極四線帶漏電保護(hù)功能(a)實(shí)物圖(b)電氣圖形符號(hào)（P12）圖1-12低壓斷路器

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三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈠用按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路

圖1-10所示的電路只能控制電動(dòng)機(jī)朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，而許多機(jī)械設(shè)備要求實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，如機(jī)床主軸的正反轉(zhuǎn)、工作臺(tái)的前進(jìn)與后退、提升機(jī)構(gòu)的上升與下降、機(jī)械裝置的夾緊與放松等，因此都要求拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)。根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理，

只要將電動(dòng)機(jī)主

電路3根電源線的其

中2根對(duì)調(diào)就可以實(shí)

現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

圖1-13所示的電路中，

使用兩個(gè)交流接觸器

控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。

（P12）圖1-13用按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈠用按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路

圖1-13(a)所示電路中，接觸器KM1和KM2的主觸點(diǎn)使三相電源的其中兩相調(diào)換，因此KM1和KM2分別控制電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，SB2和SB3分別為正、反轉(zhuǎn)控制按鈕，SB1為停止按鈕。

圖1-13(a)電路存在的問題是：按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)后，如需要使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，若未按停止按鈕SB1而直接按反轉(zhuǎn)按鈕SB3，則將使KM1和KM2同時(shí)接通，造成電動(dòng)機(jī)主電路兩相電源短路。也就是說，KM1和KM2兩個(gè)接觸器在任何時(shí)候只能接通其中一個(gè)，因此在接通其中一個(gè)之后就要設(shè)法保證另一個(gè)不能接通。這種相互制約的控制稱為互鎖（或聯(lián)鎖）控制。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈠按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路

圖1-13的(b)、(c)兩圖為互鎖控制電路（只畫出控制電路，其主電路與圖(a)相同）。在圖1-13(b)電路采取的方法是：將KM1、KM2的輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串聯(lián)在對(duì)方線圈的支路之中。顯然，在其中一個(gè)接觸器通電后，由于其動(dòng)斷觸點(diǎn)的斷開，保證了另一個(gè)接觸器不能再通電。兩個(gè)實(shí)現(xiàn)互鎖控制的動(dòng)斷觸點(diǎn)稱為互鎖觸點(diǎn)?；ユi觸點(diǎn)互鎖觸點(diǎn)機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈠按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路

但是，圖1-13(b)的控制電路在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，必須先按下停機(jī)按鈕SB1，操作不夠方便。此外，如果互鎖觸點(diǎn)損壞而無法斷開，同樣可能會(huì)造成KM1和KM2同時(shí)通電。圖1-13(c)的電路對(duì)此作了進(jìn)一步的改進(jìn)，除了用KM1、KM2的輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)作互鎖之外，還串入了正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2、SB3的各一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)，起雙重保險(xiǎn)作用，因此稱為“雙重聯(lián)鎖”控制電路。該電路可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的直接正反轉(zhuǎn)，但在操作時(shí)應(yīng)注意不要使電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)過于頻繁（特別是大容量的電動(dòng)機(jī)）。反轉(zhuǎn)直接起動(dòng)按鈕正轉(zhuǎn)直接起動(dòng)按鈕機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈡用行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路許多機(jī)械設(shè)備需要對(duì)其運(yùn)動(dòng)部件的行程位置進(jìn)行控制，較典型的如電梯行駛到一定位置要停下來，起重機(jī)將重物提升到一定高度要停止上升。又如圖1-14所示的機(jī)床工作臺(tái)，需要控制在行程開關(guān)SQ1、SQ2所限制的區(qū)間內(nèi)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其極限不能超越行程開關(guān)SQ3、SQ4所限制的區(qū)間。實(shí)現(xiàn)行程位置控制的電器主要是行程開關(guān)。（P13）圖1-14機(jī)床工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)示意圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈡用行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路圖1-15所示為行程開關(guān)的實(shí)物圖、結(jié)構(gòu)圖和電氣圖形符號(hào)。行程開關(guān)的原理與按鈕開關(guān)相同，所不同的是它不是手動(dòng)操作，而是靠機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件撞擊其推桿或滾輪，使內(nèi)部的觸點(diǎn)動(dòng)作，從而對(duì)控制電路發(fā)出位置控制的信號(hào)。行程開關(guān)有按鈕式（又稱直動(dòng)式）、旋轉(zhuǎn)式（又稱滾動(dòng)式）和微動(dòng)式等幾種，常用的產(chǎn)品有LX19、LX21、LX23、JLXK1等系列。(a)實(shí)物圖(b)結(jié)構(gòu)圖(c)電氣圖形符號(hào)（P14）圖1-15行程開關(guān)機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈡用行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)起碼反轉(zhuǎn)的電路實(shí)現(xiàn)圖1-14所示機(jī)床工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制電路如圖1-16所示，與圖1-13(c)電路相對(duì)比，不同之處在于用行程開關(guān)SQ1、SQ2取代了正反

轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2、SB3；此外，

還在KM1、KM2支路中分別

串入了SQ3、SQ4的動(dòng)斷觸點(diǎn)，

其作用是在因SQ1、SQ2損壞

而超越行程時(shí)作極限位置保護(hù)。

在掌握?qǐng)D8-22電路工作原理

的基礎(chǔ)上，不難分析圖1-16

電路的工作原理和過程。（P14）圖1-16用行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

㈡行程位置控制電路

行程開關(guān)因經(jīng)常受機(jī)械撞擊而容易損壞，因此常用干簧管繼電器或電子接近開關(guān)代替。電梯使用的干簧管繼電器（左圖）和電子接近開關(guān)（右圖）外形機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路

四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈠三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)“起動(dòng)”是指電動(dòng)機(jī)通電后轉(zhuǎn)速?gòu)牧汩_始逐漸加速到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程。異步電動(dòng)機(jī)在開始起動(dòng)的瞬間，定子繞組已接通電源，而轉(zhuǎn)子因慣性仍未轉(zhuǎn)動(dòng)起來，此刻n=0，s=1，轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)出很大的電流，定子繞組的起動(dòng)電流也可達(dá)到額定電流的5～7倍。雖然起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流很大，但因?yàn)檗D(zhuǎn)子功率因數(shù)卻最低，所以起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大，最大也只有額定轉(zhuǎn)矩的兩倍左右。因此，異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的主要問題是：起動(dòng)電流大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不大。在正常情況下，異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間很短（一般為幾秒到十幾秒），短時(shí)間的起動(dòng)大電流一般不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成損害（但對(duì)于頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)則需要注意起動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)工作壽命的影響），但它會(huì)在電網(wǎng)上造成較大的電壓降從而使供電電壓下降，影響在同一電網(wǎng)上其它用電設(shè)備的正常工作，同時(shí)又會(huì)造成正在起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小、起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)甚至無法起動(dòng)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路

四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈠三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)另一方面，由于異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，因此有的用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械可讓電動(dòng)機(jī)先空載或輕載起動(dòng)，待升速后再用機(jī)械離合器加上負(fù)載。但有的設(shè)備（如起重機(jī)械）要求電動(dòng)機(jī)能帶負(fù)載起動(dòng)，因此要求電動(dòng)機(jī)有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但過大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩又可能會(huì)使電動(dòng)機(jī)加速過猛，使機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而容易損壞，所以有時(shí)又要求電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)先減小其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，以消除轉(zhuǎn)動(dòng)間隙，然后再過渡到所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有載起動(dòng)。綜上所述，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求是：在保證有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的前提下盡量減小起動(dòng)電流，并盡可能采取簡(jiǎn)單易行的起動(dòng)方法。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈠三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)在一般情況下，如果電動(dòng)機(jī)的容量不超過供電變壓器容量的20%，則可以把電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上進(jìn)行起動(dòng)，稱為“直接起動(dòng)”。在此之前介紹的電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)或正反轉(zhuǎn)控制電路，都是直接起動(dòng)的電路。直接起動(dòng)方法簡(jiǎn)單易行、工作可靠且起動(dòng)時(shí)間短，但要求能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)起動(dòng)所造成的電網(wǎng)電壓降控制在許可范圍以內(nèi)（一般不超過線路額定電壓的5%）。一般20kW以下的電動(dòng)機(jī)允許直接起動(dòng)。如果電動(dòng)機(jī)的容量相對(duì)供電變壓器的容量較大，就不能采取直接起動(dòng)，而需要采用降壓起動(dòng)。所謂“降壓起動(dòng)”，就是在起動(dòng)時(shí)采用各種方法先降低電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓，以減小起動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)升速后再加上額定電壓運(yùn)行。降壓起動(dòng)的主要問題是造成起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減小，所以應(yīng)考慮保證有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的降壓起動(dòng)方法有串電阻（電抗）降壓起動(dòng)和星－三角降壓起動(dòng)。此外，還有自耦變壓器降壓起動(dòng)和三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈡串電阻（電抗）降壓起動(dòng)控制電路

串電阻降壓起動(dòng)控制電路如圖1-17所示。在起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組先串入三相電阻（或電抗）降壓，待升速后再用刀開關(guān)（或接觸器）將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。在操作時(shí)應(yīng)注意不要過早將電阻短接，否則不能達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的。

這種降壓起動(dòng)方法僅適用于容量較小的電動(dòng)機(jī)，且由于在電阻（電抗）上有一定的能量損耗，所以目前已基本上被淘汰了。起動(dòng)電阻（三相）機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社（P15）圖1-17串電阻降壓起動(dòng)控制電路【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈢星－三角降壓起動(dòng)控制電路

1.星－三角降壓起動(dòng)的原理如果三相異步電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接法，而在起動(dòng)時(shí)先將定子繞組接成星形，則定子相電壓僅為額定電壓的1/，因此起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均降至全壓起動(dòng)時(shí)的1/3。起動(dòng)結(jié)束時(shí)再改為三角形聯(lián)結(jié)運(yùn)行。星－三角降壓起動(dòng)方法比較簡(jiǎn)單，不需要附加設(shè)備，而且沒有串電阻起動(dòng)時(shí)的能量損耗。目前功率在4kW以上的國(guó)產(chǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)均為三角形連接，就是為了便于采用星－三角降壓起動(dòng)方法。但由于起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩下降得較多，所以僅適用于空載或輕載起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈢星－三角降壓起動(dòng)控制電路

2.星－三角降壓起動(dòng)自動(dòng)控制電路星－三角降壓起動(dòng)自動(dòng)控制電路如圖1-18所示，電路由三個(gè)交流接觸器、一個(gè)熱繼電器、二至三個(gè)按鈕開關(guān)和一個(gè)時(shí)間繼電器組成。該電路已有定型產(chǎn)品，裝在金屬箱內(nèi)，有的還帶有指示燈和主電路電流表，和控制按鈕一道裝在箱蓋上，稱為“自動(dòng)星－三角起動(dòng)器”。

（P16）圖1-18星－三角降壓起動(dòng)自動(dòng)控制電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈢星－三角降壓起動(dòng)控制電路

圖1-18電路的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程為：

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

圖1-18電路使用了時(shí)間繼電器KT作電動(dòng)機(jī)起動(dòng)延時(shí)控制。時(shí)間繼電器的感測(cè)部分接收到輸入信號(hào)后，需要經(jīng)過一段時(shí)間（延時(shí)），執(zhí)行部分才會(huì)動(dòng)作。時(shí)間繼電器主要用作時(shí)間控制，在電動(dòng)機(jī)控制電路中也很常用。目前常用的時(shí)間繼電器有空氣式、電動(dòng)式、電子式，其實(shí)物圖和電氣圖形符號(hào)如圖1-19所示。在使用中應(yīng)按照需要調(diào)節(jié)時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，如果延時(shí)時(shí)間過短，會(huì)使電動(dòng)機(jī)未升到額定轉(zhuǎn)速就加上全壓，達(dá)不到降壓起動(dòng)的目的；如果延時(shí)時(shí)間過長(zhǎng)，又會(huì)造成電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間星形聯(lián)結(jié)運(yùn)行，容易過載。

P16

(a)實(shí)物圖(b)電氣圖形符號(hào)（P17）圖1-19時(shí)間繼電器機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈢星－三角降壓起動(dòng)控制電路

2.星－三角降壓起動(dòng)自動(dòng)控制電路

在圖1-18電路中采用的是通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)KM2接通電動(dòng)機(jī)三角形聯(lián)結(jié)全壓運(yùn)行后，KM2的互鎖動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，切斷了KM3和KT的線圈電路，KT斷電，避免了在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)KT長(zhǎng)時(shí)間通電。

㈣自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路

三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)的另一種方法是采用自耦變壓器降壓起動(dòng)。它是利用自耦變壓器二次繞組的不同抽頭降壓（匝數(shù)比一般有65%、73%和85%），既能適應(yīng)不同負(fù)載起動(dòng)的需要，又能獲得比星形－三角形降壓起動(dòng)更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（在起動(dòng)電流減小倍數(shù)相同的情況下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)較大），因此應(yīng)用較為廣泛，常被用來起動(dòng)容量較大的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路

㈣自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路

自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路已經(jīng)形成定型產(chǎn)品，稱為自耦減壓起動(dòng)器（或稱補(bǔ)償器），有手動(dòng)式和自動(dòng)式兩種。圖1-20所示為QJ10系列手動(dòng)自耦減壓起動(dòng)器的電路，由圖可見手動(dòng)自耦減壓起動(dòng)器的操作手柄有起動(dòng)、停機(jī)、運(yùn)行3個(gè)位置，并設(shè)有機(jī)械連鎖機(jī)構(gòu)，使手柄未經(jīng)過“起動(dòng)”位置不能扳到“運(yùn)行”位置。自耦變壓器二次繞組有65%和85%兩擋電壓抽頭，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況選擇起動(dòng)電壓。圖1-20電路的工作原理是：當(dāng)手柄置于“停機(jī)”位置時(shí)，起動(dòng)器所有的觸點(diǎn)都斷開，電動(dòng)機(jī)斷電。起動(dòng)時(shí)，將手柄向上扳至“起動(dòng)”位置，圖中左右兩組（各3個(gè)）觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組接入自耦變壓器降壓起動(dòng)。將近升至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，可將手柄向下扳至“運(yùn)行”位置，左、右兩組觸點(diǎn)斷開，將自耦變壓器從線路中切除；中間一組觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。要停機(jī)時(shí)，只須按下停機(jī)按鈕SB，使失壓脫扣器的線圈斷電而造成銜鐵釋放，通過機(jī)械脫扣裝置將運(yùn)行一組觸點(diǎn)斷開，同時(shí)手柄會(huì)自動(dòng)跳回“停機(jī)”位置，為下一次起動(dòng)作準(zhǔn)備。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社（P18）圖1-20自耦變壓器降壓控制電路【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路【基礎(chǔ)知識(shí)】三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路四、三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

㈤三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路

與籠型異步電動(dòng)機(jī)不同，繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)可以通過電刷在轉(zhuǎn)子繞組中串接外加電阻，當(dāng)改變轉(zhuǎn)子電路電阻（電源電壓不變）時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖1-21所示，可見隨著轉(zhuǎn)子電阻的增大機(jī)械特性變軟，在一定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL下轉(zhuǎn)速下降，這樣可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。而且在減小起動(dòng)電流的同時(shí)可以獲得較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電路電阻的控制方法一般有3種：用時(shí)間繼電器或電流繼電器自動(dòng)控制、采用頻敏變阻器控制和采用凸輪控制器或主令控制器手動(dòng)控制。P18

機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社（P18）圖1-21繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電路電阻的機(jī)械特性

工作步驟步驟一：實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備

⒈由指導(dǎo)老師講解實(shí)訓(xùn)教室的規(guī)章制度和操作規(guī)程、安全規(guī)則。

⒉觀察教室的布置，如實(shí)驗(yàn)桌上電源的類型、儀表的種類、電源開關(guān)的位置等。

⒊完成本任務(wù)所需要的工具與器材、設(shè)備見表1-1（推薦器材，僅供參考，下同），對(duì)照?qǐng)D1-10的電氣原理圖（圖中的組合開關(guān)QS可用低壓斷路器QF替代），檢查和認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)教室提供的儀表、工具與器材、設(shè)備（可先由指導(dǎo)教師介紹、講解和示范操作這些工具、儀表的使用方法和注意事項(xiàng)）。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟（P19）表1-1完成任務(wù)1.1所需工具與器材、設(shè)備明細(xì)表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社步驟二：電路安裝與配線⒈先閱讀【二維碼資源】中的電氣安裝接線圖構(gòu)成規(guī)則，圖1-10電路的電氣安裝接線圖如圖1-22(a)所示（供參考）。⒉按照?qǐng)D1-22(a)所示的電氣安裝接線圖將電器安裝在控制板上。

【注意】①在控制板上安裝電器要注意定位準(zhǔn)確，使電器排列整齊；②安裝要牢固，擰緊螺釘時(shí)用力要適中，注意不要擰得過緊導(dǎo)致電器的底座（如熔斷器的陶瓷底座）破裂。⒊配線。接好線后的控制板如圖1-22(b)所示。

【注意】①在接線前先閱讀【二維碼資源】中的“㈠電動(dòng)機(jī)控制電路配線的方法與工藝要求”；②接線不要接錯(cuò)（特別是有穿過軟管的接線），應(yīng)該接一個(gè)線頭就套上一個(gè)編碼套管，并隨后即在接線圖上做標(biāo)記。

P20P21P21P21機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社（P20）圖1-22電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行控制電路安裝接線圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社步驟三：通電試運(yùn)行

⒈先閱讀【二維碼資源】中的“㈡電動(dòng)機(jī)控制電路通電試運(yùn)行的步驟與要求”。⒉進(jìn)行通電前的檢查。因圖1-10電路比較簡(jiǎn)單，檢查的主要內(nèi)容有：⑴檢查電路的接線是否正確、牢固；⑵檢查電器的接線端有無接錯(cuò)，主要有：①Q(mào)F與FU的進(jìn)線端與出線端②KM的主觸點(diǎn)與輔助觸點(diǎn)③KM的輔助觸點(diǎn)中的動(dòng)合與動(dòng)斷觸點(diǎn)④FR的熱元件接點(diǎn)與動(dòng)斷觸點(diǎn)；⑶調(diào)整熱繼電器的整定值；

(4)檢查各熔斷器是否已裝上熔體和熔體是否符合規(guī)格。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社步驟三：通電試運(yùn)行

⒊通電試運(yùn)行：⑴先拆開與SB2并聯(lián)的KM輔助動(dòng)合

觸點(diǎn)的接線；合上QS接通電源；按下SB2，

觀察電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行的情況；⑵接上與SB2并聯(lián)的KM輔助動(dòng)合觸點(diǎn)；按下SB2，觀察電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的情況；起動(dòng)結(jié)束后，按下SB1，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。⑶如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程正常，再重新起動(dòng)一次，用鉗形電流表測(cè)量起動(dòng)瞬間和穩(wěn)定運(yùn)行后電動(dòng)機(jī)的電流值（可重復(fù)測(cè)量2～3次取其平均值），記錄于表1-2中。(P)表1-2電流測(cè)量記錄表電路起動(dòng)電流/A穩(wěn)定運(yùn)行電流/A反轉(zhuǎn)電流/A圖1-10

—圖1-13c

—

測(cè)量起動(dòng)電流和反轉(zhuǎn)電流高等教育出版社

工作步驟

步驟四：安裝正反轉(zhuǎn)控制電路⒈在上一步的基礎(chǔ)上，按圖1-13(c)接線（可試自行繪制安裝接線的草圖）。⒉經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，合上QS接通電源。⒊操作SB1、SB2和SB3，觀察電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和反轉(zhuǎn)的情況（可操作電動(dòng)機(jī)直接反轉(zhuǎn)）。⒋用鉗形電流表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn)電流并記錄于表1-2中。

步驟五：總結(jié)和討論

學(xué)生分組討論：1.學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路安裝、接線與試運(yùn)行的結(jié)果與記錄。2.口述操作方法；再交換角色，反復(fù)進(jìn)行。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】電動(dòng)機(jī)控制電路的電氣原理圖與安裝接線圖

㈠電動(dòng)機(jī)控制電路電氣原理圖的構(gòu)成與讀圖的基本方法

電氣原理圖用圖形和文字符號(hào)表示電路中各個(gè)電器元件的連接關(guān)系和電氣工作原理，它并不反映電器元件的實(shí)際大小、安裝位置和連線情況，在讀圖時(shí)應(yīng)注意：⑴電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是大電流通過的部分（如在圖1-13中，主電路為從三相電源經(jīng)刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件到三相異步電動(dòng)機(jī)的電路），應(yīng)畫在圖的左邊?？刂齐娐芬话銥槔^電器、接觸器的線圈電路，包括各種主令電器、繼電器、接觸器的觸點(diǎn)（在圖1-13中控制電路為接觸器KM的電磁線圈回路）。輔助電路一般為照明、信號(hào)指示、檢測(cè)等電路?？刂齐娐泛洼o助電路通過的電流相對(duì)較小，應(yīng)畫在主電路的右邊，且各電路均應(yīng)盡可能按動(dòng)作順序由上至下、由左至右畫出。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】電動(dòng)機(jī)控制電路的電氣原理圖與安裝接線圖⑵電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號(hào)必須采用國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在電氣原理圖中，電器元件采用分離畫法，即同一電器的各個(gè)部件可以不畫在一起，但必須用同一文字符號(hào)標(biāo)注。對(duì)于同類電器，應(yīng)在文字符號(hào)后加數(shù)字序號(hào)以示區(qū)別(如圖1-13中，接觸器KM的主觸點(diǎn)、輔助動(dòng)合觸點(diǎn)和電磁線圈就分別畫在主電路和控制電路中，熱繼電器KR的熱元件和動(dòng)斷觸點(diǎn)也是如此)。⑶在電氣原理圖中，所有電器的可動(dòng)部分均按原始狀態(tài)畫出。即：對(duì)于繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，應(yīng)按其線圈不通電時(shí)的狀態(tài)畫出；對(duì)于控制器，應(yīng)按其手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫出；對(duì)于按鈕、行程開關(guān)等主令電器，應(yīng)按其未受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出。⑷動(dòng)力電路的電源線應(yīng)水平畫出；主電路應(yīng)垂直于電源線畫出；控制電路和輔助電路應(yīng)垂直于兩條或幾條水平電源線之間，耗能元件(如線圈、電磁閥、照明燈和信號(hào)燈等)應(yīng)接在下面一條電源線一側(cè)，而各種控制觸點(diǎn)應(yīng)接在另一條電源上。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】電動(dòng)機(jī)控制電路的電氣原理圖與安裝接線圖

⑸應(yīng)盡量減少線條數(shù)量和避免線條交叉。各導(dǎo)線之間有電聯(lián)系時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)線交叉處畫實(shí)心圓點(diǎn)。根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號(hào)旋轉(zhuǎn)繪制，一般按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，但其文字符號(hào)不可倒置。⑹在電氣原理圖上應(yīng)標(biāo)出各個(gè)電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)；對(duì)某些元器件還應(yīng)標(biāo)注其特性(如電阻、電容的數(shù)值等)；不常用的電器(如位置傳感器、手動(dòng)開關(guān)等)還要標(biāo)注其操作方式和功能等。⑺為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖分成若干個(gè)圖區(qū)，并標(biāo)明各圖區(qū)電路的用途或作用（可見圖2-3、圖2-6等）。圖區(qū)號(hào)機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】電動(dòng)機(jī)控制電路的電氣原理圖與安裝接線圖

㈡電氣安裝接線圖

設(shè)備的電氣圖紙包括電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖三種。與電氣原理圖不同，電器布置圖反映各電器元件的實(shí)際安裝位置，而電氣安裝接線圖反映電氣設(shè)備各控制單元內(nèi)部元件之間的接線關(guān)系。下面介紹電氣安裝接線圖主要的構(gòu)成規(guī)則：⑴各電器零件必須用規(guī)定的圖形和文字符號(hào)繪制。同一電器的各部分必須畫在一起，其圖形、文字符號(hào)和端子板的編號(hào)必須與原理圖相一致。⑵不在同一控制柜、控制屏等控制單元上的電器零件之間的電氣連接必須通過端子板進(jìn)行。⑶在電氣安裝接線圖中走線方向相同的導(dǎo)線用線束表示，連接導(dǎo)線應(yīng)注明導(dǎo)線的規(guī)格（數(shù)量、截面積等）；若采用線管走線時(shí)，須留有一定數(shù)量的備用導(dǎo)線。還應(yīng)注明線管的尺寸和材料。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】電動(dòng)機(jī)控制電路的電氣原理圖與安裝接線圖

㈡電氣安裝接線圖車床電路的安裝接線圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】電動(dòng)機(jī)控制電路的電氣原理圖與安裝接線圖

另外，在布置電器時(shí)應(yīng)注意：⑴體積較大和較重的電器一般裝在控制板（箱）的下方。⑵熔斷器一般裝在上方，有發(fā)熱元件的電器也應(yīng)裝在上方或裝在易于散熱的位置，并注意使感溫元件和發(fā)熱元件隔開。⑶經(jīng)常需要調(diào)節(jié)或更換的電器和部件應(yīng)考慮裝在便于操作的位置。⑷應(yīng)注意使用不同電壓的電器分開安裝，例如由電源直接供電的電器和經(jīng)變壓器降壓供電的電器應(yīng)分別裝在一起。⑸電器之間、電器與控制板邊緣之間應(yīng)有一定距離（通常為15-25mm），以便于布線和維修。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】

電動(dòng)機(jī)控制電路配線與通電試運(yùn)行的基本方法㈠電動(dòng)機(jī)控制電路配線的方法與工藝要求

要按照接線圖確定的走線方向進(jìn)行接線。接線的順序一般是先接主電路，后接控制和輔助電路；先接箱（板）內(nèi)后接箱（板）外?？刂葡洌ò澹﹥?nèi)電器間的配線方法一般有三種：在板的正面用線槽配線或用明敷線、板后配線。第一種方法使用最多；第二種方法僅適用于電器數(shù)較少、線路較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)；第三種方法已較少采用?，F(xiàn)將在控制板正面用線槽配線的具體方法和工藝要求介紹如下：電線槽機(jī)床電氣及PLC控制高等