《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》課件第二章

2.1電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法

2.2電氣控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)

2.3常用的典型控制線路

2.4組成電氣控制線路的基本規(guī)律

第2章

基本電氣控制線路2.1.1電氣控制線路概述

在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)炔块T廣泛使用的各種生產(chǎn)機(jī)械大都是以電動機(jī)作為動力，通過某種自動控制方式來進(jìn)行控制的。最常見的控制方式是繼電接觸器控制方式，又稱為電氣控制。

電氣控制線路是將電機(jī)、電器、儀表等電氣元件用導(dǎo)線按一定方式連接起來，實(shí)現(xiàn)某種要求的電氣線路。它的作用是實(shí)現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動等運(yùn)行性能控制，以及對拖動系統(tǒng)的保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。

2.1電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法

根據(jù)通過電流的大小，可將電氣控制線路分為主電路和輔助電路。主電路是強(qiáng)電流通過的部分，包括從電源到電動機(jī)的電路，由電動機(jī)以及與它相連接的電器元件組

成，如電機(jī)負(fù)載、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電器的熱元件、組合開關(guān)等。輔助電路是通過弱電流的電路，包括控制電

路、照明電路、信號電路和保護(hù)電路。其中，控制電路由按鈕、接觸器、繼電器的吸引線圈和輔助觸點(diǎn)，以及熱繼電器的觸點(diǎn)等組成。這些電路能夠清楚表明電路的功能，對于分析電路的工作原理十分方便。

電氣控制線路的表示方法主要有電氣原理圖、電氣接線圖、電氣布置圖。由于它們的用途不同，繪制原則亦有所差別。本章重點(diǎn)介紹電氣原理圖的繪制。

電氣原理圖根據(jù)電氣控制線路的工作原理進(jìn)行繪制，包括所有電器元件的導(dǎo)電部分和接線端子，具有結(jié)構(gòu)簡

單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。在各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制中，無論在設(shè)計(jì)部門或生產(chǎn)現(xiàn)場，都得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1.2電氣原理圖的繪制原則

1.繪制電氣控制原理圖應(yīng)遵循的原則

在繪制電氣控制原理圖時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則：

(1)主電路用粗實(shí)線繪制在圖面的左側(cè)或上方，輔助電路用細(xì)實(shí)線繪制在圖面的右側(cè)或下方。

(2)無論是主電路還是輔助電路或其元件，均應(yīng)按功能布置，盡可能按動作順序排列，對因果次序清楚的簡圖，尤其是電路圖和邏輯圖，其布局順序應(yīng)該是從左到右和從上到下。

(3)為了突出或區(qū)分某些電路、功能等，導(dǎo)線符號、信號通路、連接線等可采用粗細(xì)不同的線條來表示。

(4)元件、器件和設(shè)備的可動部分通常應(yīng)表示在非激勵(lì)或不工作的狀態(tài)或位置。

(5)所用圖形符號應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB4728—85《電氣圖用圖形符號》的規(guī)定，所用的文字符號應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB7159—87《電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則》的規(guī)定。如果采用上述標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的圖形符號，必須加以說

明。

2.選擇圖形符號應(yīng)遵循的原則

當(dāng)國家標(biāo)準(zhǔn)GB4728—85給出幾種形式時(shí)，選擇圖形符號應(yīng)遵循以下原則：

(1)應(yīng)盡可能采用優(yōu)選形式。

(2)在滿足需要的前提下，盡量采用最簡單的形式。

(3)同一圖號的圖，使用同一種圖形符號形式。

(4)同一電器元件不同部分的線圈和觸點(diǎn)均應(yīng)采用同一文字符號標(biāo)明。

(5)對于幾個(gè)同類電器，在表示名稱的文字符號后或下標(biāo)加上一個(gè)數(shù)字符號，以示區(qū)別，如KA1、KA2等。

(6)在畫原理圖時(shí)，應(yīng)盡可能減少線條和避免線條交叉。表示導(dǎo)線、信號通路、連接線等的圖線都應(yīng)是交叉和折彎最少的直線。各導(dǎo)線之間有電的聯(lián)系時(shí)，在導(dǎo)線的交點(diǎn)處應(yīng)畫一個(gè)實(shí)心的圓點(diǎn)。根據(jù)圖面布置的需要，可以水平布

置，或者垂直布置，也可以采用斜的交叉線，即可以將圖形符號旋轉(zhuǎn)90°或180°或45°繪制。

一般來說，電氣原理圖的繪制要求層次分明，各電器元件以及它們觸點(diǎn)的安排要合理，并應(yīng)保證電氣控制線路運(yùn)行的可靠性，節(jié)省連接導(dǎo)線，以及施工、維修方便。

2.1.3電氣控制線路的一般設(shè)計(jì)方法

電氣控制線路的設(shè)計(jì)通常包括確定拖動方案，選擇電機(jī)容量和設(shè)計(jì)電氣控制電路?？刂凭€路的設(shè)計(jì)又包括主電路和輔助電路的設(shè)計(jì)。電氣控制線路的設(shè)計(jì)通常有兩種，一種是一般設(shè)計(jì)方法，另一種是邏輯設(shè)計(jì)方法。這里著重介紹一般設(shè)計(jì)方法。

一般設(shè)計(jì)方法又稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用各種典型的基本環(huán)節(jié)直接設(shè)計(jì)控制線路，而后再逐步完善其功能，并適當(dāng)配置聯(lián)鎖和保護(hù)等環(huán)節(jié)，使其組合成一個(gè)整體，成為滿足控制要求的完整電路。

1.一般設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)原則

采用一般設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)電氣原理圖時(shí)，需要遵循以下原則：

1)最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制線路的要求

在設(shè)計(jì)前先弄明白設(shè)計(jì)的目的和要求。生產(chǎn)工藝的要求通常是由機(jī)械設(shè)計(jì)人員提供，他們所提供的是一般性的、最初的設(shè)計(jì)要求，將這種要求具體成一個(gè)實(shí)用的方案是由電氣設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)的。因此，電氣設(shè)計(jì)人員需在最初原則、意見的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際、具體產(chǎn)品、現(xiàn)場等各種實(shí)際情況后，形成最終的、具體的、詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求，將此要求作為控制線路設(shè)計(jì)的依據(jù)。

控制線路的基本要求是要滿足啟動、正反轉(zhuǎn)和制動，對有特殊要求的，根據(jù)具體的要求加入，如果已經(jīng)有類似的設(shè)備或設(shè)計(jì)方案，還應(yīng)了解它們的特點(diǎn)及運(yùn)行效果，再進(jìn)行方案的比較、論證。

2)在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)

(1)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、常用的、或經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過的線路和環(huán)節(jié)。

(2)盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度，并考慮各種元件之間實(shí)際接線的合理性，如圖2-1所示。

圖2-1接線合理性的調(diào)整

(3)盡量縮短電器元件的數(shù)量，應(yīng)可能采用標(biāo)準(zhǔn)件，并選用相同的型號。

(4)應(yīng)減少不必要的觸點(diǎn)，以簡化線路。設(shè)計(jì)完畢，應(yīng)將線路用邏輯代數(shù)式進(jìn)行驗(yàn)算。

(5)電氣線路在工作時(shí)，除了必要的電器必須通電外，其余的應(yīng)盡量不通電，以節(jié)約電能，如圖2-2所示。

圖2-2節(jié)約電能的控制電路示例

3)保證控制線路工作的可靠性和安全性

為了保證控制線路工作的可靠性和安全性，最主要的是選用可靠元件，同時(shí)在具體設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意：

(1)正確連接電器元件的觸點(diǎn)。同一電器元件的常開、常閉輔助觸點(diǎn)靠得很近，若分別接在不同相上，當(dāng)觸點(diǎn)不處于等電位的位置時(shí)，如果觸點(diǎn)斷開產(chǎn)生電弧，則可能在兩個(gè)觸點(diǎn)之間形成飛弧而引起電源短路，如圖2-3所示。

(2)正確連接電器元件的線圈。在交流控制線路中不能串入兩個(gè)電器元件的線圈，若兩個(gè)電器元件需要同時(shí)動作，其線圈必須采用并聯(lián)連接，如圖2-4所示。

圖2-3避免飛弧的控制電路

圖2-4線圈并聯(lián)連接的控制電路

這是因?yàn)槊總€(gè)線圈上分配到的電壓與線圈的阻抗成

正比。兩個(gè)電器元件的動作總有先后順序，不可能同時(shí)吸合。當(dāng)兩個(gè)線圈串接時(shí)，若KM1先吸合，由于KM1的磁路閉合，線圈電感增大，則在該線圈上的電壓降也增大，從而使另一個(gè)接觸器KM2的線圈電壓達(dá)不到動作電壓。

(3)避免出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是在控制線路動作中意外接通的電路，又稱假回路，如圖2-5所示的虛線路徑即是寄生電路。

圖2-5寄生電路

(4)避免許多電器元件依次動作才能接通另一個(gè)電器元件的控制線路。

(5)在頻繁操作的可逆線路中，不僅要有必要的電器聯(lián)鎖，還要有機(jī)械聯(lián)鎖。

(6)設(shè)計(jì)的線路應(yīng)適應(yīng)所在電網(wǎng)情況，根據(jù)電網(wǎng)容量的大

小、電壓、頻率的波動范圍以及允許的沖擊電流數(shù)值等，決定電動機(jī)的啟動方式，是直接啟動還是間接啟動。

(7)在用小容量繼電器觸點(diǎn)控制大容量接觸器時(shí)，要計(jì)算繼電器斷開接通容量是否足夠，不夠則需要加小容量接觸器或中間繼電器，否則工作不可靠。

4)盡量使操作和維護(hù)方便

操作機(jī)構(gòu)應(yīng)能夠迅速方便地從一種控制形式轉(zhuǎn)換到另一種控制形式，如將自動切換到手動、多點(diǎn)控制切換到自動控制。操作機(jī)構(gòu)應(yīng)維護(hù)方便、使用安全，并有隔離電

器，以免帶電檢修。

2.一般設(shè)計(jì)方法的基本步驟及其優(yōu)缺點(diǎn)

一般設(shè)計(jì)方法的基本步驟如下：

(1)按工藝要求提出的啟動、制動、反向和調(diào)速等要求設(shè)計(jì)主電路。

(2)根據(jù)所設(shè)計(jì)出的主電路，設(shè)計(jì)控制電路的基本環(huán)節(jié)，即滿足設(shè)計(jì)要求的啟動、制動、反向和調(diào)速等的基本控制環(huán)節(jié)。

(3)根據(jù)各部分運(yùn)動要求的配合關(guān)系及聯(lián)鎖關(guān)系確定控制參量，并設(shè)計(jì)控制電路的特殊環(huán)節(jié)。

(4)分析電路工作中可能出現(xiàn)的故障，加入必要的保護(hù)環(huán)

節(jié)。

(5)綜合審查，仔細(xì)檢查電氣控制電路動作是否正確，關(guān)鍵環(huán)節(jié)可做必要試驗(yàn)，進(jìn)一步完善和簡化電路。

一般設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)方法較簡單，靈活性大。缺點(diǎn)是需要熟悉大量的控制線路，掌握多種典型線路的設(shè)計(jì)資料，要有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中還要經(jīng)過反復(fù)修改、試驗(yàn)，逐步加工完善，使線路符合設(shè)計(jì)要求。最終設(shè)計(jì)出來的方案還不一定是最佳的。

電氣控制線路應(yīng)具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)，如過載、短

路、過流、失壓、過壓、弱磁、超速、極限等，用以保護(hù)電網(wǎng)、電動機(jī)、控制電器以及電路元件，消除不正常工作時(shí)的有害影響，避免因誤操作而發(fā)生事故。有時(shí)還應(yīng)設(shè)有必要的指示信號。下面介紹幾種常用的在電氣控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)。

2.2電氣控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)2.2.1短路保護(hù)

當(dāng)電動機(jī)繞組和導(dǎo)線的絕緣損壞時(shí)，或控制電器及線路發(fā)生故障時(shí)，線路將會出現(xiàn)短路現(xiàn)象，產(chǎn)生很大的短路電流，引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，使電動機(jī)和電路中的各種電氣設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞。因此，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障或電流接近于短路電流時(shí)，必須迅速、可靠地?cái)嚅_電源。

通?？刂凭€路使用的短路保護(hù)電器是熔斷器、(自動)空氣開關(guān)或過電流繼電器。

1.熔斷器的保護(hù)

用熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)時(shí)，熔斷器的熔體與被保護(hù)電路串聯(lián)。當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔斷器中熔體流過正常的電流而不動作，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，其上面的壓降很小，可以忽略不計(jì)；當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，熔體將流過很大的短路電流，使熔體立即熔斷，從而切斷電動機(jī)電源，使電動機(jī)停止運(yùn)行。

對直流電動機(jī)和三相繞線型異步電動機(jī)來說，熔斷器熔體的額定電流值可以按表2-1進(jìn)行估算；對鼠籠型異步電動機(jī)(啟動電流達(dá)7倍額定電壓)，熔斷器熔體的額定電流可以按表2-2進(jìn)行估算。

表2-1熔斷器熔體的估算額定電流值(直流電動機(jī)、三相繞線型異步電動機(jī))

工作制熔體額定電流/電動機(jī)額定電流連續(xù)工作1重復(fù)短時(shí)工作(合匣率?=?25%)1.25表2-2熔斷器熔體的估算額定電流值(鼠籠型異步電動機(jī))

工作制熔體額定電流/電動機(jī)額定電流連續(xù)工作(降壓啟動)2連續(xù)工作(全壓啟動)2.75重復(fù)短時(shí)(全壓啟動)工作(合匣率?=?25%)3.5

主電路采用三相四線制或變壓器采用中點(diǎn)接地的三相三線制供電的電路，須采用短路保護(hù)。若主電動機(jī)容量較小，主電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)；若主電動機(jī)容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)熔斷器。

熔斷器的短路保護(hù)控制線路如圖2-6(a)所示。

2.空氣開關(guān)的保護(hù)

也可用自動空氣開關(guān)作為短路保護(hù)。由于自動空氣開關(guān)具有多項(xiàng)保護(hù)作用，因此，還可以作為過載保護(hù)。自動空氣開關(guān)的短路保護(hù)控制線路如圖2-6(b)所示。

圖2-6短路保護(hù)控制線路圖

2.2.2過載保護(hù)

電動機(jī)長期超載運(yùn)行，其繞組的溫升將超過額定值而損壞，電路中多采用熱繼電器(兩相結(jié)構(gòu)、三相結(jié)構(gòu)、三相結(jié)構(gòu)帶斷相保護(hù)的)作為過載保護(hù)元件。由于熱慣性的關(guān)

系，熱繼電器不會受短路電流的沖擊而瞬間動作。但當(dāng)有8～10倍額定電流通過熱繼電器時(shí)，有可能使熱繼電器的發(fā)熱元件燒壞，所以在使用熱繼電器作過載保護(hù)時(shí)，還必須裝有熔斷器或過電流繼電器配合使用。三相結(jié)構(gòu)熱繼電器的過載保護(hù)控制線路如圖2-7(a)所示，兩相結(jié)構(gòu)熱繼電器的過載保護(hù)控制線路，如圖2-7(b)所示。

圖2-7熱繼電器實(shí)現(xiàn)的過載保護(hù)控制線路圖

2.2.3過流保護(hù)

不正確的啟動和過大的沖擊負(fù)載，常常會引起電動機(jī)出現(xiàn)很大的過電流。過大的電流不僅可能導(dǎo)致電動機(jī)損

壞，也會引起過大的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，使機(jī)械的轉(zhuǎn)動部分受到損壞，因此要瞬間切斷電源。采用過電流繼電器進(jìn)行過流保護(hù)，一般其動作值整定在1.2倍的電動機(jī)啟動電流。圖2-8(a)是繞線式異步電動機(jī)過電流保護(hù)的控制線路，圖2-8(b)是鼠籠式異步電動機(jī)過電流保護(hù)的控制線路。

圖2-8(b)所示電路的保護(hù)過程如下：當(dāng)電動機(jī)啟動時(shí)，時(shí)間繼電器KT的常閉觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)尚未閉合，過電流繼電器KI的線圈不接入電路。啟動結(jié)束后，KT的常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，KI線圈得電，開始其保護(hù)作用。在工作過程中因某種原因引起過電流時(shí)，KI動作，其常閉觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖2-8異步電動機(jī)的過電流保護(hù)控制線路圖

2.2.4失壓保護(hù)

電動機(jī)正常工作時(shí)，如果電源電壓因某種原因消失而使電動機(jī)停轉(zhuǎn)，那么當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)電機(jī)不應(yīng)自行啟

動，否則可能會造成人身事故或設(shè)備事故。

防止電壓恢復(fù)時(shí)電動機(jī)自啟動的保護(hù)稱為失壓保護(hù)。通常采用接觸器的自鎖觸點(diǎn)或零壓繼電器來實(shí)現(xiàn)。

如圖2-9所示的自鎖控制電路。按下SB2按鈕，接觸器線圈得電，其動合觸點(diǎn)閉合。SB2按鈕松開后，接觸器線圈由于動合觸點(diǎn)的閉合仍然通電。當(dāng)電源斷開，接觸器線圈失電，其動合觸點(diǎn)斷開，故當(dāng)恢復(fù)通電時(shí)，接觸器線圈便不可能得電。要使接觸器工作，必須再次按下啟動按鈕SB2。

圖2-9自鎖觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的失壓保護(hù)控制電路

2.2.5欠壓保護(hù)

當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于電壓過分降低，將會引起一些電器元件釋放，造成控制線路工作失調(diào)，可能產(chǎn)生事故。因此，必須在電源電壓降到一定值時(shí)切斷電源，這就是欠壓保護(hù)。

一般常用電磁式電壓繼電器實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓過低或消失時(shí)，電壓繼電器就釋放，從而切斷控制回

路，當(dāng)電壓再恢復(fù)時(shí)，須重新啟動才能工作。

電力拖動是用電動機(jī)作為原動機(jī)來拖動生產(chǎn)機(jī)械，常用的幾種控制線路可以歸結(jié)為點(diǎn)動控制、正反轉(zhuǎn)控制、位置控制、順序控制、多地控制、(降壓)啟動控制、調(diào)速控制、制動控制等。本節(jié)介紹不同類型電動機(jī)的典型控制線路。

2.3常用的典型控制線路2.3.1三相鼠籠式異步電動機(jī)的典型控制線路

由于鼠籠式異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，故得到了廣泛應(yīng)用，在許多工礦企業(yè)中，鼠籠式異步電動機(jī)的數(shù)量占拖動設(shè)備總臺數(shù)的85%左右。另外，繞線式異步電動機(jī)相應(yīng)的控制的基本策略和基本方法與鼠籠式異步電動機(jī)是類似的。因此在這里，我們主要以鼠籠式電動機(jī)為控制對象來介紹幾種典型電路。當(dāng)然，在最后也會介紹幾個(gè)繞線式異步電動機(jī)的控制線路。

1.三相鼠籠式異步電動機(jī)全壓啟動控制線路

對于小功率的電動機(jī)，只要直接接通電源即可啟動，這種方法為全壓啟動。電動機(jī)全壓啟動時(shí)的電流很大，可達(dá)到額定電流的5～7倍，過大的啟動電流會引起線路上很大的壓降，影響其他用電設(shè)備的正常工作，同時(shí)電動機(jī)頻繁啟動還會嚴(yán)重發(fā)熱，加速絕緣老化，縮短電動機(jī)的壽

命，故全壓啟動的電動機(jī)功率受到一定的限制。一般電動機(jī)的容量在10kW以下的，可采用全壓啟動方式。

10kW以上的電動機(jī)，或無法確定是否采用全壓啟動

時(shí)，可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定：

(2.1)

式中：Ist：電動機(jī)啟動電流；IN：電動機(jī)額定電流；

S：電源變壓器的容量(KSA)；PN：電動機(jī)額定規(guī)律(kW)。

若滿足上述公式，則可以采用全壓啟動；否則，必須采用降壓啟動方式。

當(dāng)然，在變壓器容量允許的情況下，對于鼠籠式異步電動機(jī)，應(yīng)盡可能采用全壓直接啟動，這樣，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。

1)手動正轉(zhuǎn)控制線路

利用鐵殼開關(guān)控制電動機(jī)單向的啟動和停止的電氣控制線路，如圖2-10所示。這種控制線路的特點(diǎn)是電器線路簡單，但不安全、不方便，操作勞動強(qiáng)度大，不能進(jìn)行自動控制。適用于容量小，并且工作要求簡單的電動機(jī)，如小型臺鉆、砂輪機(jī)、冷卻泵的電動機(jī)等。

圖2-10電動機(jī)單向啟/停控制線路

2)單向全壓啟動控制線路

具有自鎖的單向全壓啟動控制線路如圖2-11所示，由主電路和控制電路兩部分組成。主電路包括閘刀開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的常開主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件和三相鼠籠式異步電動機(jī)M?？刂齐娐钒▎影粹o

SB2、停止按鈕SB1、接觸器KM的吸引線圈和常開輔助觸點(diǎn)、熱繼電器FR的常閉觸點(diǎn)。

圖2-11三相鼠籠式異步電動機(jī)啟、停、自鎖的電氣控制線路

單向全壓啟動控制電路工作原理如下：閉合電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)接通電源全壓啟動，同時(shí)，與啟動按鈕并聯(lián)的接觸器KM常開輔助觸點(diǎn)也閉合。松開啟動按鈕SB2，KM線圈通過自身的常開輔助觸點(diǎn)繼續(xù)保持通電，從而保證電動機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)要求電動機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，可按下停止按鈕SB1，切斷接觸器KM線圈電路，KM常開觸點(diǎn)斷開，切斷主電路和控制電路，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。

接觸器KM依靠自身輔助觸點(diǎn)保持線圈通電的現(xiàn)象稱為自鎖，具有自鎖作用的常開觸點(diǎn)被稱為自鎖觸點(diǎn)。圖2-11不僅能夠通過接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)使電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且可以通過接觸器電磁機(jī)構(gòu)工作原理實(shí)現(xiàn)失壓、欠壓等的保護(hù)。此外，還可以通過停止按鈕SB1和啟動按鈕SB2的配合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和頻繁操作等控制功能。由于電動機(jī)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，若長期負(fù)載過大、頻繁操作、三相電路發(fā)生斷相等原因，可能會燒壞電動機(jī)，這時(shí)可利用熱繼電器(FR)進(jìn)行過載和斷相的保護(hù)。

3)電動機(jī)的點(diǎn)動控制線路

工業(yè)控制常常需要利用點(diǎn)動工作模式調(diào)整生產(chǎn)過程、生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這就需要控制線路接入具有點(diǎn)動功能的按鈕，按下該按鈕系統(tǒng)開始工作，松開該按鈕，系統(tǒng)停止操作。

(1)最簡單的點(diǎn)動控制線路。圖2-12(a)所示為最簡單的點(diǎn)動控制電路，當(dāng)按下或松開控制電路SB按鈕時(shí)，即接通或斷開了接觸器KM線圈的控制電路，進(jìn)而控制主電路電動機(jī)的運(yùn)行和停止。其特點(diǎn)是通過接觸器KM實(shí)現(xiàn)了以小電流控制大電流的目的。

(2)帶手動開關(guān)Q的點(diǎn)動控制。圖2-12(b)所示的控制電路是利用開關(guān)Q實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制與連續(xù)控制的切換。

(3)帶復(fù)合按鈕的點(diǎn)動控制。圖2-12(c)所示的控制電路是利用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制與連續(xù)控制的切換。

圖2-12三相鼠籠式異步電動機(jī)點(diǎn)動控制線路

電路工作原理如下：未按下復(fù)合按鈕SB3時(shí)，系統(tǒng)可以完成正常的啟動、停止等操作。當(dāng)按下復(fù)合按鈕SB3后，它的常閉觸點(diǎn)動作，使接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)電路斷開，而它的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM的吸引線圈帶電，繼續(xù)帶動電動機(jī)工作。松開復(fù)合按鈕SB3后，其常開觸點(diǎn)復(fù)位，使接觸器KM的吸引線圈電路斷電，進(jìn)而使電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制。

該控制電路存在觸點(diǎn)競爭的現(xiàn)象，復(fù)合按鈕SB3的常閉觸點(diǎn)的恢復(fù)時(shí)間t1與接觸器KM輔助觸點(diǎn)的恢復(fù)時(shí)間t2之間存在一個(gè)配合的問題。若t1?<?t2，則松開SB3后，接觸器KM的銜鐵未釋放，其常開觸點(diǎn)仍閉合，而這時(shí)SB3的常閉觸點(diǎn)已經(jīng)恢復(fù)閉合的狀態(tài)，接觸器KM的線圈電路仍舊接通，不能達(dá)到點(diǎn)動的目的。所以，這一控制電路能夠正常工作的前提是t1?>?t2。

(4)帶中間繼電器的點(diǎn)動控制。為了避免出現(xiàn)如圖2-12(c)所示的觸點(diǎn)競爭現(xiàn)象，可以利用中間繼電器KA常開觸點(diǎn)間接使接觸器KM的吸引線圈電路接通和自鎖，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制與連續(xù)控制之間的切換，控制電路如圖2-12(d)所示。

電路工作原理如下：按下點(diǎn)動按鈕SB2，接通中間繼電器KA的線圈電路，KA常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM線圈電路通電，同時(shí)KA的常閉觸點(diǎn)斷開，切斷KM自鎖觸點(diǎn)電路，同時(shí)KM主觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)啟動。松開點(diǎn)動按鈕SB2，KA線圈電路斷電，KA的常開觸點(diǎn)先恢復(fù)斷開狀態(tài)，KA的常閉觸點(diǎn)再恢復(fù)閉合狀態(tài)，KM線圈電路斷電。KM的主觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的點(diǎn)動控制。

KA常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)在KA線圈斷電后的恢復(fù)初始狀態(tài)的先后順序，保證了KM自鎖觸點(diǎn)電路在整個(gè)點(diǎn)動工作過程中始終處于斷開狀態(tài)。當(dāng)松開點(diǎn)動按鈕SB2后，電動機(jī)能夠可靠地停止運(yùn)行。

通過啟動按鈕SB2和停止按鈕SB1，工作過程如圖2-11所示，實(shí)現(xiàn)基本啟、停、自鎖的控制。在此過程中，中間繼電器KA線圈電路不通電，KA不工作。

2.三相鼠籠式異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

生產(chǎn)機(jī)械常常要求控制對象能夠上下、左右、前后等相反的運(yùn)動方向動作。例如：機(jī)床工作臺的往返運(yùn)動，電梯的上行、下行等，這就要求被控對象“感應(yīng)電動機(jī)”能夠正、反向工作。根據(jù)電機(jī)學(xué)知識，只要改變異步電動機(jī)任意兩相定子繞組的相序，即能實(shí)現(xiàn)正、反向運(yùn)行。因

此，可以借助接觸器來實(shí)現(xiàn)這一功能。

1)簡單的電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

圖2-13(a)所示的控制電路是一種實(shí)現(xiàn)三相鼠籠式異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制的簡單方式。

圖2-13三相鼠籠式異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

電路工作原理如下：只需要通過正向啟動按鈕SB2或反向啟動按鈕SB3即能分別啟動電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。通過停止按鈕SB1切斷接觸器KM1和KM2吸引線圈所在的電路，使接觸器主觸點(diǎn)斷開，斷開電動機(jī)主電路的電源，進(jìn)而使電動機(jī)停止運(yùn)行。

但是，當(dāng)同時(shí)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1和反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時(shí)，接觸器KM1和KM2的吸引線圈同時(shí)帶電，則主電路中相應(yīng)的主觸點(diǎn)同時(shí)閉合，將造成A相、C相兩相電源短路故障。換句話說，在電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的任何時(shí)候都只能允許一個(gè)接觸器處于通電工作狀態(tài)。具體到控制線路就是要使接觸器KM1和KM2互鎖。

2)接觸器互鎖的電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

將接觸器KM1和KM2的常閉輔助觸點(diǎn)分別串接入對方的線圈控制電路中，形成相互制約控制，如圖2-13(b)所

示。這種利用接觸器(或繼電器)常開、常閉觸點(diǎn)的電氣連接實(shí)現(xiàn)在電路中互相制約的方法，稱為“電氣聯(lián)鎖”。

電路工作原理如下：當(dāng)電動機(jī)處于正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，由于KM1常閉觸點(diǎn)的存在，反轉(zhuǎn)的控制電路斷開，KM2的吸引線圈斷電，保證了在正轉(zhuǎn)時(shí)電動機(jī)將無法反轉(zhuǎn)。同理，當(dāng)電動機(jī)處于反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，由于KM2常閉觸點(diǎn)的存在，也保證了在反轉(zhuǎn)時(shí)電動機(jī)將無法正轉(zhuǎn)。

該電路的特點(diǎn)是控制安全，不會因?yàn)橛|點(diǎn)的熔焊造成短

路。但操作不方便，因其正、反轉(zhuǎn)的切換須經(jīng)過“停止”環(huán)節(jié)。它的操作過程是正轉(zhuǎn)→停止→反轉(zhuǎn)→停止→正轉(zhuǎn)→……。

3)按鈕互鎖的電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

在圖2-13(a)的基礎(chǔ)上，將接觸器兩個(gè)常閉的輔助觸點(diǎn)分別用兩個(gè)啟動(復(fù)合)按鈕(SB2、SB3)的常閉觸點(diǎn)來代替。這種利用按鈕的常開、常閉觸點(diǎn)的機(jī)械連接在電路中互相制約的方法，稱為“機(jī)械聯(lián)鎖”。

該電路巧妙利用復(fù)合按鈕“常閉觸點(diǎn)先動作，常開觸點(diǎn)后動作”的特點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的相互制約，又實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)的直接切換，無須經(jīng)過停止按鈕

SB。

該電路的特點(diǎn)是電路控制方便但不安全，若觸點(diǎn)熔焊會造成短路。它的操作過程是正轉(zhuǎn)→反轉(zhuǎn)→正轉(zhuǎn)→……。

4)按鈕與接觸器雙重互鎖的電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

將上述兩個(gè)控制電路合并，即形成電氣與機(jī)械的雙重聯(lián)鎖控制電路，如圖2-13(c)所示。這種具有電氣和機(jī)械的雙重互鎖的控制電路是常用的，它保證了電路的可靠工作，既可實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的“正轉(zhuǎn)→停止→反轉(zhuǎn)→停止→正轉(zhuǎn)→……”的控制，又可實(shí)現(xiàn)“正轉(zhuǎn)→反轉(zhuǎn)→正轉(zhuǎn)→……”的控制，并且它還兼有兩種聯(lián)鎖控制電路的優(yōu)點(diǎn)，線路操作方便，安全可靠，被廣泛地應(yīng)用于電力拖動系統(tǒng)中。3.三相鼠籠式異步電動機(jī)自動往返控制線路

圖2-12(c)和2-12(d)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)動和連續(xù)運(yùn)行之間的相互切換，圖2-13(b)和2-13(c)實(shí)現(xiàn)了正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的相互切換。這兩組控制電路實(shí)現(xiàn)的是對單一運(yùn)動部件不同運(yùn)行狀態(tài)相互制約的互鎖控制模式。但是，隨著自動化技術(shù)的普及與提高，為了提高生產(chǎn)效率降低成本，對整個(gè)生產(chǎn)工藝自動化程度的要求也越來越高，簡單的互鎖控制已經(jīng)不能滿足這一要求。于是，提出了另一種生產(chǎn)過程自動化的控制模式——按控制過程物理量的變化進(jìn)行的控制。自動往返運(yùn)行控制就是利用這一規(guī)律實(shí)現(xiàn)的控制。

實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)往返運(yùn)行對電動機(jī)的基本要求是啟動、停止及正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。特殊的是，當(dāng)運(yùn)動部件運(yùn)行到某一端時(shí)，系統(tǒng)能夠自動改變電動機(jī)轉(zhuǎn)動的方向，也就是要求控制裝置能根據(jù)控制過程的物理量的變化改變或終止控制對象的運(yùn)動。因此，在實(shí)現(xiàn)方法上，是要讓控制裝置能夠直接反映控制過程物理量的變化。實(shí)現(xiàn)這一功能的低壓器件通常采用直接測量位置信號的元件——行程開關(guān)SQ或反映時(shí)間變化的元件——時(shí)間繼電器KT。

1)按行程參量控制的自動往返控制線路

當(dāng)往返的兩點(diǎn)之間有固定位移時(shí)，可以用行程開關(guān)作為往返方向改變的判斷依據(jù)。自動往返運(yùn)行示意圖如圖2-14所示。在行程的兩個(gè)終點(diǎn)位置分別放置一個(gè)行程開關(guān)，即：正向終點(diǎn)處放置一個(gè)行程開關(guān)SQ2、反向終點(diǎn)處放置一個(gè)行程開關(guān)SQ1，作為位置控制。通過停止按鈕使系統(tǒng)最終停止下來。

為了避免工作臺超出限位位置而出現(xiàn)事故，可在行程開關(guān)SQ1、SQ2的外面再分別放置一個(gè)行程開關(guān)SQ3、SQ4作為限位保護(hù)。當(dāng)行程開關(guān)SQ1、SQ2失靈時(shí)，可以由限位保護(hù)的行程開關(guān)SQ3、SQ4實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

按行程參量控制的多行程自動往返控制線路如圖2-15所示，在雙重聯(lián)鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路的基礎(chǔ)上，增加行程開關(guān)SQ1和SQ2的復(fù)合觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多行程往返，以及增加行程開關(guān)SQ3和SQ4的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)限位保護(hù)。

圖2-15按行程原則的三相鼠籠式異步電動機(jī)多行程自動往返控制線路

電路工作原理如下：當(dāng)正向運(yùn)行遇到正向終點(diǎn)位置的行程開關(guān)SQ2時(shí)，其常閉觸點(diǎn)先動作，斷開KM1線圈電路，停止正向運(yùn)行，其常開觸點(diǎn)再動作，接通KM2線圈電路，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，系統(tǒng)反向運(yùn)行；當(dāng)反向運(yùn)行遇到反向終點(diǎn)位置的行程開關(guān)SQ1時(shí)，其常閉觸點(diǎn)先動作，斷開KM2線圈電路，停止反向運(yùn)行，其常開觸點(diǎn)再動作，接通KM1線圈電路，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，系統(tǒng)正向運(yùn)行。如此不斷的往返，直到按下停止按鈕SB1，系統(tǒng)停止運(yùn)行。

當(dāng)工作臺超出正常工作范圍時(shí)，由SQ3或SQ4的常閉觸點(diǎn)分別斷開KM1或KM2的線圈電路，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)停止運(yùn)行，達(dá)到限位保護(hù)的效果。

如果只需要單行程的自動往返控制，則將與KM1自鎖觸點(diǎn)并聯(lián)的SQ1常開觸點(diǎn)去除即可。通過SB2或SB3復(fù)合按鈕啟動正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；通過SQ2常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的自動銜接；通過停止按鈕SB1或反向終點(diǎn)的行程開關(guān)SQ1使單行程的返回操作最終停止下來。

2)按時(shí)間參量控制的自動往返控制線路

當(dāng)往返之間沒有固定的位移時(shí)，可以用時(shí)間作為往返方向改變的判斷依據(jù)，當(dāng)正向運(yùn)行時(shí)間到時(shí)，開始反向操作；反向運(yùn)行時(shí)間到時(shí)開始正向操作，如此不斷的往返。同樣，通過停止按鈕使系統(tǒng)最終停止下來。

按時(shí)間原則的三相鼠籠式異步電動機(jī)多行程自動往返控制線路如圖2-16所示。由通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT1計(jì)算正向運(yùn)行所需的時(shí)間，由KT2計(jì)算反向運(yùn)行所需的時(shí)間。KT1和KT2的延時(shí)型復(fù)合觸點(diǎn)在線路中的作用與圖2-15的SQ1和SQ2復(fù)合觸點(diǎn)在線路中的作用類似。

圖2-16按時(shí)間原則的三相鼠籠式異步電動機(jī)多行程自動往返控制線路

如果只需要單行程的自動往返控制，則將與KM1自鎖觸點(diǎn)并聯(lián)的KT1延時(shí)型常開觸點(diǎn)去除即可。通過SB2或SB3復(fù)合按鈕啟動正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；通過KT2的延時(shí)型常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的自動銜接；通過停止按鈕SB1或反向計(jì)時(shí)時(shí)間繼電器KT1的延時(shí)型常閉觸點(diǎn)，使單行程的返回操作最終停止下來。

4.三相鼠籠式異步電動機(jī)順序控制線路

順序控制是針對多個(gè)運(yùn)動部件的一種控制模式。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常要求多個(gè)控制對象按一定的先后順序工

作。例如：車床主軸轉(zhuǎn)動時(shí)，要求油泵先給齒輪箱供油潤滑，即要求保證潤滑泵電動機(jī)啟動后，主拖動電動機(jī)才允許啟動，這就對控制線路提出了按順序工作的聯(lián)鎖控制要求。順序啟?？刂凭€路可以有順序啟動、同時(shí)停止的控制線路，也可以有順序啟動、順序停止的控制線路。

1)順序啟動、同時(shí)停止的控制線路

兩臺三相鼠籠式異步電動機(jī)順序啟?？刂凭€路，如圖2-17所示。設(shè)異步電動機(jī)M1為潤滑泵電動機(jī)，異步電動機(jī)M2為主軸電動機(jī)，圖2-17(b)實(shí)現(xiàn)的是先M1后M2啟動，停止時(shí)M1和M2同時(shí)停止的控制電路。KM1控制潤滑泵電動機(jī)的啟動，KM2控制主軸電動機(jī)的啟動。

圖2-17兩臺電動機(jī)順序啟?？刂凭€路

電路的工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下潤滑泵電動機(jī)啟動按鈕SB2，接觸器KM1通電并自鎖，潤滑泵電動機(jī)M1啟動運(yùn)行，同時(shí)串接在KM2線圈電路的KM1常開輔助觸點(diǎn)閉合，為主軸電動機(jī)M2的啟動做準(zhǔn)備。按下主軸電動機(jī)啟動按鈕SB4，接觸器KM2通電并自鎖，主軸電動機(jī)啟動運(yùn)行。

由于KM1常開輔助觸點(diǎn)串接在KM2線圈電路，如果先按下SB4，KM2線圈電路也不會通電，主軸電動機(jī)無法先啟動，達(dá)到了順序啟動的控制要求。

2)順序啟動、順序停止的控制線路

生產(chǎn)機(jī)械除了必須按順序啟動外，還要求按照一定的順序停止。如皮帶傳送機(jī)，啟動時(shí)先M1后M2，停止時(shí)先M2后M1，這樣才不會造成物料在皮帶上的堆積。順序啟

動、順序停止的控制線路如圖2-17(c)所示，在圖2-17(b)的基礎(chǔ)上，將接觸器KM2的常開輔助觸點(diǎn)并聯(lián)在停止按鈕SB1兩端。

電路的工作原理如下：啟動時(shí)，先M1后M2的工作過程與圖2-17(b)相同，此處注重分析順序停止的工作過程。當(dāng)按下SB1時(shí)，由于KM2通電，其常開輔助觸點(diǎn)閉合，使KM1線圈電路始終通電，電動機(jī)M1不會停止運(yùn)行。只有按下停止按鈕SB3，電動機(jī)M2停止運(yùn)行，此時(shí)KM2斷電，其觸點(diǎn)均恢復(fù)初始狀態(tài)，與SB1并聯(lián)的KM2常開輔助觸點(diǎn)斷開，此時(shí)再按下SB1才有可能停止M1電動機(jī)，達(dá)到了先停M2后停M1的目的。5.三相鼠籠式異步電動機(jī)降壓啟動控制線路

三相鼠籠式異步電動機(jī)功率在10kW以上或不能滿足經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)，應(yīng)采用降壓啟動的方法進(jìn)行啟動。

三相鼠籠式異步電動機(jī)降壓啟動的方法有：①定子繞組電路中串電阻或電抗器啟動；②Y－△換接啟動；③串自耦變壓器啟動；④延邊三角形啟動。這些啟動方法的實(shí)質(zhì)都是在電源電壓不變的情況下，啟動時(shí)降低加在電動機(jī)定子繞組上的電壓，以限制啟動電流，而在啟動后，再將電壓恢復(fù)至額定值，電動機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。從啟動到運(yùn)行的切換通常都采用時(shí)間原則的方式進(jìn)行控制。這里僅介紹定子繞組串電阻降壓啟動和Y－△換接降壓啟動的控制線路。

1)定子繞組串接電阻的降壓啟動控制線路

圖2-18是用通電延時(shí)型時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)定子回路串電阻的降壓啟動控制線路。其中，接觸器KM2為短接電阻接觸器，時(shí)間繼電器KT為啟動時(shí)間繼電器，R為降壓電阻。R一般采用由電阻絲繞制的板式電阻或鑄鐵電阻，電阻功率大，能夠通過較大的電流，當(dāng)能量損耗大時(shí)，為節(jié)省能

量，可采用電抗器代替電阻，但電抗器的價(jià)格較貴，成本較高。

圖2-18三相鼠籠式異步電動機(jī)定子串電阻降壓啟動控制線路

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM通電并自鎖，電動機(jī)串電阻降壓啟動。接觸器KM1通電的同時(shí)，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT線圈得

電，經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)，KT常開延時(shí)觸點(diǎn)閉合，接通接觸器KM2線圈電路，KM2主觸點(diǎn)閉合，短接位于主電路的電阻R，降壓啟動過程結(jié)束，電動機(jī)全壓運(yùn)行。

通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT延時(shí)時(shí)間的長短是根據(jù)電動機(jī)啟動過程時(shí)間的長短來決定的，通過時(shí)間繼電器KT，按照時(shí)間的原則切除降壓電阻R，使降壓啟動過程的切換動作可靠。

串電阻降壓啟動控制可以提高功率因素，有利于電網(wǎng)質(zhì)量，但啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動時(shí)電阻上的功耗大，頻繁啟動則繞組溫升較高，通常用在中小容量的電動機(jī)，且不經(jīng)常啟、停的控制線路中。

2)?Y-△降壓啟動控制線路

Y-△降壓啟動時(shí)定子繞組接線如圖2-19所示。啟動時(shí)定子繞組先接成Y形，這時(shí)的啟動電壓為220V。待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速Ne時(shí)，將定子繞組的接線由Y形換接成△形，這時(shí)的定子繞組兩端的電壓為380V，電動機(jī)進(jìn)入全壓的正常運(yùn)行狀態(tài)。

圖2-19三相鼠籠式異步電動機(jī)定子繞組接線

圖2-20三相鼠籠式異步電動機(jī)Y-△降壓啟動控制線路

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1通電并自鎖，電動機(jī)接通電源，隨即接觸器KM3通電，電動機(jī)定子繞組接成Y形，實(shí)現(xiàn)降壓啟動；在接觸器KM3通電的同時(shí)，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT通

電，經(jīng)一段時(shí)間延時(shí)后，KT常閉延時(shí)觸點(diǎn)先動作致KM3斷電，KT常開延時(shí)觸點(diǎn)再動作，使接觸器KM2通電并自鎖，電動機(jī)電子繞組換接成△形，電動機(jī)轉(zhuǎn)入全壓運(yùn)行。

當(dāng)KM2通電后，KM2的常閉觸點(diǎn)斷開使KT斷電，避免了時(shí)間繼電器長時(shí)間工作。KM2和KM3的常閉觸點(diǎn)也為互鎖觸點(diǎn)，防止電動機(jī)定子繞組同時(shí)進(jìn)行Y形和△形連接，造成三相電源短路故障。

6.三相鼠籠式異步電動機(jī)的制動控制線路

三相鼠籠式異步電動機(jī)從切除電源到完全停止運(yùn)行，由于慣性的作用，停機(jī)時(shí)間拖得較長，影響生產(chǎn)效率和獲得準(zhǔn)確的停機(jī)位置。因此，必須對拖動電動機(jī)采取有效的制動控制。制動的方法有機(jī)械制動和電氣制動兩大類。機(jī)械制動是電磁鐵操縱機(jī)械，強(qiáng)迫電動機(jī)迅速停機(jī)；電氣制動的實(shí)質(zhì)是在電動機(jī)停機(jī)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與原來旋轉(zhuǎn)方向相反的制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機(jī)迅速停機(jī)。常用的電氣制動有反接制動和能耗制動。

1)反接制動

反接制動是利用改變電動機(jī)電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的一種制動方法。通常要求在電動機(jī)主電路中串接反接制動電阻，以限制反接制動電流。反接制動電阻的接線方法有對稱和不對稱兩種。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近于0時(shí)，計(jì)時(shí)切斷反相序電源，以防止反向再次啟動。

前面提到過，在反接制動時(shí)，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速接近于2倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中的反接制動電流相當(dāng)于全壓啟動時(shí)電流的2倍。為避免對電動機(jī)及機(jī)械傳動系統(tǒng)的過大沖擊，延長其使用壽命，一般在10kW以上電動機(jī)的定子電路中串接對稱電阻或不對稱電阻，以限制制動轉(zhuǎn)矩和制動電流。這個(gè)電阻稱之為反接制動電

阻。當(dāng)電動機(jī)容量不太大時(shí)，可以不串接制動電阻R。這時(shí)可以考慮用比正常使用大一號的接觸器KM，以適應(yīng)較大的制動電流。

(1)速度原則的單向反接制動。采用復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)的單向反接制動的控制線路，如圖2-21所示。KM1是控制單向運(yùn)行的接觸器，KM2是控制反接制動的接觸器，R為反接制動電阻，KS是速度繼電器，用于檢測電動機(jī)速度變化。當(dāng)速度v?>?120?r/min時(shí)，KS觸點(diǎn)動作；當(dāng)速度v?<?100r/min時(shí)，KS觸點(diǎn)回復(fù)原來狀態(tài)。

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1通電并自鎖，電動機(jī)運(yùn)行。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速v?>?120?r/min時(shí)，速度繼電器KS動作，常開觸點(diǎn)閉合為反接制動做準(zhǔn)備。制動時(shí)按下復(fù)合按鈕SB1，接觸器KM1斷

電，電動機(jī)定子繞組脫離三相電源；KS的常開觸點(diǎn)由于電動機(jī)在慣性作用下仍以很高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動而保持閉合狀態(tài)，使接觸器KM2得以通電并自鎖，電動機(jī)定子繞組串電阻反接制動。此時(shí)電動機(jī)為反相序連接。電動機(jī)進(jìn)入反接制動后轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近100?r/min時(shí)，KS的常開觸點(diǎn)恢復(fù)斷開狀態(tài)，KM2線圈斷電，反接制動結(jié)束。

圖2-21復(fù)合按鈕實(shí)現(xiàn)的速度原則單向?qū)又苿涌刂凭€路

(2)可逆反接制動。無限流電阻的可逆反接制動控制線路如圖2-22所示。

在“電氣聯(lián)鎖”正、反轉(zhuǎn)控制線路的基礎(chǔ)上，加入速度繼電器KS的兩組常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，分別檢測電動機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)速度的變化，為分析方便，標(biāo)識為KS正、KS反。接觸器KM1用于控制電動機(jī)定子繞組的正相序連接，接觸器KM2用于控制電動機(jī)定子繞組的反相序連接。

正向反接制動過程的電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下正向啟動按鈕SB2，控制正相序的接觸器KM1線圈通電并自鎖，電動機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機(jī)正轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速v?>?120?r/min時(shí)，速度繼電器KS的常閉觸點(diǎn)KS正斷開，常開觸點(diǎn)KS正閉合，為正向反接制動作準(zhǔn)備。正向制動時(shí)，按下停止按鈕SB，KM1線圈斷電，電動機(jī)定子繞組脫離三相電源，由于慣性電動機(jī)轉(zhuǎn)子仍高速旋轉(zhuǎn)，故速度繼電器KS的常開觸點(diǎn)KS正仍處于閉合狀態(tài)。松開停止停止按鈕SB，控制反相序的接觸器KM2線圈通電并自鎖，電動機(jī)定子繞組接上相序相反的三相交流電源，電動機(jī)進(jìn)入正向反接制動狀態(tài)，轉(zhuǎn)速迅速下降。當(dāng)正向轉(zhuǎn)速接近100r/min時(shí)，速度繼電器KS正的復(fù)合觸點(diǎn)復(fù)位，其常開觸點(diǎn)先斷開，常閉觸點(diǎn)再閉合。KM2線圈電路斷電，相應(yīng)的觸點(diǎn)恢復(fù)原來的狀態(tài)，電動機(jī)脫離三相電源，自然停機(jī)至零，正向反接制動結(jié)束。

由于KS正觸點(diǎn)具有復(fù)合觸點(diǎn)的工作特點(diǎn)，當(dāng)其常開觸點(diǎn)斷開后，常閉觸點(diǎn)不會立即閉合，所以KM2有足夠的時(shí)間使鐵芯釋放、斷電，自鎖觸點(diǎn)斷開。這樣保證了正向反接制動可靠停止，不會造成反接制動后電動機(jī)反向啟動的現(xiàn)象。

同理，反向的反接制動工作過程與正向反接制動類

似，只不過是由KM2接通反相序?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)，KM1接通正相序?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)反向的反接制動，同時(shí)由KS反的一組復(fù)合觸點(diǎn)檢測反轉(zhuǎn)時(shí)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。

反接制動電路中電阻R既能限制制動電流，又能限制啟動電流。電路所用的電器元件較多，但制動力矩較大，制動迅速，效果好，運(yùn)行可靠，操作方便。不足之處在于制動準(zhǔn)確度差，制動中沖擊較大，易損壞傳動機(jī)件，且制動能量損耗較大。通常僅適用于10?kW以下的小容量電動機(jī)。反接制動適用于制動要求迅速，系統(tǒng)慣性大，制動不太頻繁的場合。

2)能耗制動

電動機(jī)脫離三相電源后，可在定子繞組上加一個(gè)直流電源，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用達(dá)到制動的目的。具體來說就是定子兩相繞組內(nèi)通入直流電流，在定子內(nèi)形成一個(gè)固定的定磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子由于慣性仍在旋轉(zhuǎn)時(shí)，其導(dǎo)體切割磁場，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及轉(zhuǎn)子電流。根據(jù)左手定則可以確定轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速n相反，即為制動轉(zhuǎn)矩。簡單來說就是利用直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流的相互作用，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)能耗制動的時(shí)間控制原則可以選用時(shí)間繼電器，一般用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)速較為穩(wěn)定的電動機(jī)，這樣使時(shí)間繼電器的調(diào)整值比較固定。根據(jù)能耗制動的速度控制原則可以選用速度繼電器，它適用于那些能通過傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)負(fù)載速度變換的生產(chǎn)機(jī)械中。

(1)時(shí)間原則的單向能耗制動。時(shí)間原則的能耗制動，如圖2-23所示，KM1為控制電動機(jī)單向運(yùn)行的接觸器，KM2為控制能耗制動的接觸器，VC為橋式整流電路。

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，KM1通電并自鎖，電動機(jī)單向運(yùn)行。當(dāng)需要制動時(shí)，按下復(fù)合按鈕SB1，KM1斷電，電動機(jī)定子繞組脫離三相電源；接觸器KM2和通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT同時(shí)通電并自鎖，將兩相定子繞組接入直流電源進(jìn)行能耗制動。電動機(jī)在能耗制動作用下轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近0時(shí)，時(shí)間繼電器KT的延時(shí)時(shí)間到，其常閉延時(shí)觸點(diǎn)動作，使KM2和KT相繼斷電，制動過程結(jié)束。

圖2-23時(shí)間原則的單向能耗制動控制線路

該電路將時(shí)間繼電器KT的常開瞬動觸點(diǎn)與接觸器KM2自鎖觸點(diǎn)串接，是考慮到如果時(shí)間繼電器斷線或機(jī)械卡住致使觸點(diǎn)不能動作時(shí)，不至于使KM2長期通電，造成電動機(jī)定子繞組長期通入直流電。

(2)無變壓器的半波整流單向能耗。圖2-23所示的單向能耗制動所需的直流電源是通過變壓器橋式整流電路接入的，其制動效果較好，但是所需設(shè)備多，成本高。當(dāng)電動機(jī)功率在10kW以下且制動要求不高時(shí)，可以采用無變壓器的半波整流實(shí)現(xiàn)能耗制動，如圖2-24所示。二極管只允許電流單向通過，所以將其接入交流電路時(shí)，它能使電路中的電流只按單向流動，即所謂的“整流”。圖2-24無變壓器的半波整流單向能耗制動控制線路

(3)速度原則的可逆能耗制動。速度原則的可逆能耗制動控制線路如圖2-25所示，KM1和KM2為控制正、反轉(zhuǎn)的接觸器，KM3為控制能耗制動的接觸器。

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下正向或反向啟動按鈕SB2或SB3，相應(yīng)的接觸器KM1或KM2通電并自鎖，電動機(jī)正向或反向運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)速v?>?120?r/min時(shí)，速度繼電器相應(yīng)的常開觸點(diǎn)KS正或KS反閉合，為能耗制動做好準(zhǔn)備。制動時(shí)，按下停止按鈕SB1，電動機(jī)定子繞組脫離三相電源，同時(shí)接觸器KM3通電，電動機(jī)定子繞組接入直流電源進(jìn)行能耗制動。電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速v?<?100?r/min時(shí)，速度繼電器相應(yīng)的常開觸點(diǎn)KS正或KS反恢復(fù)斷開狀態(tài)，使KM3斷電，能耗制動過程結(jié)束。

圖2-25速度原則的可逆能耗制動控制線路

能耗制動的優(yōu)點(diǎn)是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，利用轉(zhuǎn)子的儲能進(jìn)行的，能量損耗小，對電網(wǎng)無沖擊。缺點(diǎn)是需要附加直流電源裝置，設(shè)備費(fèi)用較高；制動力較弱，在低速時(shí)制動力矩較小，制動速度也較反接制動慢；制動電流小。在一些重型機(jī)床中，常常將能耗制動與電磁抱閘配合使用，先進(jìn)行能耗制動，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至某一數(shù)值時(shí)令抱閘動作，可以有效實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速停車。適用于要求平穩(wěn)制動的場合。

7.三相鼠籠式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制線路

1)三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法

三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速公式：

于是改變異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過3種方法來實(shí)現(xiàn)：①改變電源頻率f1；②改變轉(zhuǎn)差率s；③改變極對數(shù)p。目前主要依靠改變定子繞組的極對數(shù)和改變轉(zhuǎn)子電路的電阻來實(shí)現(xiàn)。

電網(wǎng)頻率固定后，電動機(jī)轉(zhuǎn)速與其極對數(shù)成反比。電動機(jī)繞組的接線方式將使其在不同的極對數(shù)情況下運(yùn)行，其同步轉(zhuǎn)速會隨之改變。繞線式異步電動機(jī)的定子繞組極對數(shù)改變后，其轉(zhuǎn)子繞組必須相應(yīng)的重新組合，這一點(diǎn)就現(xiàn)場來說往往是難以實(shí)現(xiàn)的。而鼠籠式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的極對數(shù)能隨定子繞組的極對數(shù)的變化而變化，即鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組本身沒有固定的極對數(shù)，所以，改變極對數(shù)的調(diào)速方法一般僅適用于鼠籠式異步電動機(jī)。

2)鼠籠式異步電動機(jī)變極對數(shù)的調(diào)速方法

鼠籠式異步電動機(jī)一般采用下列兩種方法來改變繞組的極對數(shù)：①改變定子繞組的接線，或者說改變定子繞組每相電流方向；②在定子繞組上設(shè)置具有具有不同極對數(shù)的兩套互相獨(dú)立的繞組。

以△-YY變換為例，4—極雙速電動機(jī)三相定子繞組接線如圖2-26(a)所示。

圖2-264—極雙速電動機(jī)三相定子繞組接線示意圖

低速運(yùn)行時(shí)，將電動機(jī)定子繞組的U1、V1、W1三個(gè)接線端接三相交流電源，而將U2、V2、W2三個(gè)接線端懸空，三相定子繞組接成三角形，此時(shí)磁極為4，電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500?r/min。此時(shí)，每相繞組中①、②線圈串聯(lián)，電流方向如圖中的虛線所示，電動機(jī)以4極運(yùn)行為低速。

高速運(yùn)行時(shí)，將繞組的U2、V2、W2三個(gè)接線端接三相交流電源，而將U1、V1、W1三個(gè)接線端連在一起，此時(shí)磁極為2，同步轉(zhuǎn)速為3000?r/min。則原來三相定子繞組的接法立即變?yōu)殡p星形(YY)接線，此時(shí)每相繞組中的①、②線圈并聯(lián)，電流方向如圖中實(shí)線所示。于是電動機(jī)以2極高速啟動運(yùn)行。

對于三相定子繞組，變極時(shí)每相繞組的接線方式都相同。但是，當(dāng)改變電動機(jī)定子繞組接線時(shí)，必須同時(shí)倒換電源的相序，以保證調(diào)速前后對電動機(jī)轉(zhuǎn)向不變。

通過改變極對數(shù)，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速先低速啟動后高速運(yùn)行，這樣可以達(dá)到限制啟動電流的目的。雙速電動機(jī)變極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是可以適應(yīng)不同負(fù)載性質(zhì)的要求，需要恒功率調(diào)速時(shí)可以采用△-YY電機(jī)；需要恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)可采用Y-YY電動機(jī)，線路簡單，維修方便。缺點(diǎn)是有極調(diào)速價(jià)格較昂貴。多速電動機(jī)調(diào)速有一定的使用價(jià)值，通常使用時(shí)與機(jī)械變速配合使用，以擴(kuò)大調(diào)速范圍。

3)雙速電動機(jī)調(diào)速控制線路

定子繞組△-YY變換的雙速電動機(jī)調(diào)速控制線路如圖2-27所示，由交流接觸器連接出線端改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速。通過單刀雙擲開關(guān)Q實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行和雙速控制的切換。而雙速控制中低速啟動到高速運(yùn)行又是按照時(shí)間原則，通過時(shí)間繼電器KT來調(diào)節(jié)。

圖2-27雙速電動機(jī)調(diào)速控制線路

電路工作原理如下：

單刀雙擲開關(guān)Q置于“低速”位置，合上電源開關(guān)

QS，接觸器KM3通電，電動機(jī)定子繞組接成三角形，低速運(yùn)行。

單刀雙擲開關(guān)Q置于“空擋”位置，電動機(jī)停止運(yùn)

行。單刀雙擲開關(guān)Q置于“高速”位置，通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT通電，其瞬時(shí)動作的常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM3通電，電動機(jī)定子繞組接成三角形，低速啟動。經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)，KT常開延時(shí)觸點(diǎn)閉合，常閉延時(shí)觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM3斷電，同時(shí)KM2和KM2相繼通電，電動機(jī)定子繞組接線自動換接成YY形，電動機(jī)高速運(yùn)行。

2.3.2三相繞線式異步電動機(jī)啟動控制線路

三相繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子中繞有三相繞組，通過滑環(huán)可以串接外加電阻，以達(dá)到減小啟動電流和提高啟動轉(zhuǎn)矩的目的。在要求啟動轉(zhuǎn)矩較高及需要調(diào)速的場合，三相繞線型異步電動機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。按繞線型異步電動機(jī)啟動過程中轉(zhuǎn)子串接裝置的不同，有串電阻啟動和串頻敏電阻啟動兩種控制線路。

串接在轉(zhuǎn)子回路的啟動電阻一般接成Y形。啟動時(shí)，啟動電阻全部接入，啟動過程中，啟動電阻逐級被短接。短接的方式有三相電阻平衡短接法和三相電阻不平衡短接法。凡是使用接觸器控制被短接電阻的，宜采用平衡短接法。所謂平衡短接，是指每相啟動電阻同時(shí)被短接。

按照繞線式異步電動機(jī)啟動過程中轉(zhuǎn)子電流變化及所需啟動時(shí)間，有電流原則控制和時(shí)間原則控制兩種控制線路。

1.電流原則的控制線路

電流原則的轉(zhuǎn)子串電阻降壓啟動控制線路如圖2-28所示。該電路利用電流繼電器檢測電動機(jī)啟動時(shí)轉(zhuǎn)子電流大小的變化，從而控制轉(zhuǎn)子串接電阻的切除。其中，KM2—KM4為短接轉(zhuǎn)子電阻的接觸器，R1—R3為轉(zhuǎn)子外接電阻，KA為中間繼電器，KI1—KI3為電流繼電器，其線圈串聯(lián)在主電路的電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，三個(gè)電流繼電器的吸合值相同，釋放值不同，KI1最大，KI2次之，KI3最小。

圖2-28電流原則的繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻降壓啟動控制線路

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1通電并自鎖，中間繼電器KA通電。此時(shí)啟動電流很大，電流繼電器KI1—KI3線圈吸合，串入控制電路的電流繼電器的常閉觸點(diǎn)均斷開，接觸器KM2—KM4線圈不動作，接于主電路轉(zhuǎn)子回路的常開觸點(diǎn)均斷開，電阻R1—R3全部接入，以達(dá)到限制啟動電流和提高轉(zhuǎn)矩的目的。

當(dāng)轉(zhuǎn)速升高后轉(zhuǎn)子電流逐漸下降，當(dāng)轉(zhuǎn)子電流等于KI1的釋放電流值時(shí)，KI1線圈斷電，其控制電路中常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合狀態(tài)，使接觸器KM2通電，短接第一級轉(zhuǎn)子外接電阻R1，轉(zhuǎn)子電流上升。隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)子電流再次下降，當(dāng)轉(zhuǎn)子電流等于KI2的釋放電流值時(shí)，KI2線圈斷電，控制電路中KI2的常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合狀態(tài)，接觸器KM3線圈通電，短接第二級轉(zhuǎn)子外接電阻R2。如此繼續(xù)，直到轉(zhuǎn)子外接電阻全部被短接，電動機(jī)啟動結(jié)束。

為保證電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入全部的電阻才能啟動，設(shè)置了中間繼電器KA。若無KA，則當(dāng)轉(zhuǎn)子電流由零上升尚未達(dá)到吸合電流時(shí)，電流繼電器KI1—KI3未吸合動作，接觸器KM2—KM4的線圈同時(shí)通電，將使轉(zhuǎn)子電阻全部被短接，電動機(jī)直接全壓啟動。設(shè)置中間繼電器KA后，在KM1的線圈通電的動作后才使KA的線圈通電，之后KA常開觸點(diǎn)閉合，在這段時(shí)間之前啟動電流已達(dá)到KI1—KI3的吸合值，接于控制電路的電流繼電器的常閉觸點(diǎn)全部斷開，接觸器KM2—KM4線圈電路斷電，確保轉(zhuǎn)子串入所有的外接電

阻，避免了電動機(jī)直接啟動。2.時(shí)間原則的控制線路

時(shí)間原則的轉(zhuǎn)子串電阻降壓啟動控制線路如圖2-29所示。該電路利用時(shí)間繼電器KT1—KT3的依次動作，自動短接轉(zhuǎn)子外接電阻。

電路工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1通電自鎖，電動機(jī)轉(zhuǎn)子接入全部電阻，降壓啟動，同時(shí)時(shí)間繼電器KT1通電。延時(shí)一段時(shí)間，KT1的常開延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM2通電，其主觸點(diǎn)短接第一級轉(zhuǎn)子外接電阻R1，其常開輔助觸點(diǎn)閉合使時(shí)間繼電器KT2通電。延時(shí)一段時(shí)間，KT2的常開延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM3通電，其主觸點(diǎn)短接第二級轉(zhuǎn)子外接電阻R2，其常開輔助觸點(diǎn)閉合使時(shí)間繼電器KT3通電。如此繼續(xù)，直到轉(zhuǎn)子外接電阻全部被短接，電動機(jī)啟動結(jié)束。

當(dāng)KM4通電后，其常閉輔助觸點(diǎn)斷開，切斷時(shí)間繼電器KT1線圈電路，使KT1、KM2、KT2、KM3、KT3依次斷

電。當(dāng)電動機(jī)全壓運(yùn)行時(shí)，線路中只有KM1與KM4是長期通電的。于是，時(shí)間繼電器KT1、KT2、KT3和接觸器

KM2、KM3這5只電壓電器線圈通電時(shí)間均被壓縮到最低限度。一方面可以節(jié)省電能，更重要的是可以延長器件的使用壽命。

2.3.3直流電動機(jī)控制線路

直流電動機(jī)具有良好的啟動、制動和調(diào)速性能，容易實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行狀態(tài)的自動控制。直流電動機(jī)勵(lì)磁方式有串勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)和他勵(lì)四種，其控制線路基本相同。這里僅僅討論他勵(lì)或并勵(lì)直流電動機(jī)的啟動、反轉(zhuǎn)和制動的自動控制的線路。

1.單向運(yùn)行啟動控制線路

直流電動機(jī)啟動控制的要求與交流電動機(jī)類似，即保證在足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩下，盡可能減少啟動電流。直流電動機(jī)啟動特點(diǎn)之一是啟動沖擊電流大，可達(dá)到額定電流的10～20倍，如此大的電流可能導(dǎo)致電動機(jī)換向器和電樞繞組的損壞。因此，一般在電樞回路中串電阻啟動，以減小啟動電流。另一特點(diǎn)是他勵(lì)和并勵(lì)直流電動機(jī)在弱磁或零磁時(shí)會產(chǎn)生“飛車”現(xiàn)象，因而在施加電樞電源前，應(yīng)先接入或至少同時(shí)施加額定勵(lì)磁電壓，這樣一方面可以減少啟動電流，另一方面也可以防止“飛車”事故。為了防止在弱磁或零磁時(shí)產(chǎn)生“飛車”現(xiàn)象，勵(lì)磁回路中設(shè)有欠磁保護(hù)環(huán)節(jié)。

圖2-30為直流電動機(jī)電樞回路串電阻啟動控制電路。電樞串二級電阻，按照時(shí)間原則啟動。圖中，KI1為過電流繼電器，KM1為啟動接觸器，KM2、KM3為短接啟動電阻的接觸器，KT1、KT2為時(shí)間繼電器，KI2為欠電流繼電

器，R3為放電電阻。

電路工作原理如下：合上電源QS1和控制開關(guān)QS2，勵(lì)磁回路通電，KI2通電，其常開觸點(diǎn)閉合，為啟動做好準(zhǔn)

備；同時(shí)，KT1通電，其常閉觸點(diǎn)斷開，切斷KM2、KM3電路，保證串入電阻R1、R2啟動。

圖2-30直流電動機(jī)串電阻啟動控制線路

按下啟動按鈕SB2，KM1通電并自鎖，主觸點(diǎn)閉合，接通電動機(jī)電樞回路，電樞串入二級電阻啟動，同時(shí)KT1線圈斷電，為KM2、KM3通電短接電樞回路電阻作準(zhǔn)備。在電動機(jī)啟動的同時(shí)，并接在R1兩端的時(shí)間繼電器KT2通電，其常閉觸點(diǎn)打開，使KM3不能通電，確保R2電阻串入啟動。經(jīng)過一段延時(shí)時(shí)間后，KT1延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，KM2線圈通電，短接電阻R1，KT2線圈斷電。經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)，KT2常閉觸點(diǎn)閉合，KM3線圈通電，短接電阻R2，電動機(jī)加速進(jìn)入全壓運(yùn)行，啟動過程結(jié)束。