第2章-电气控制线路基础课件.ppt

1、第第2 2章章 电气控制线路基础电气控制线路基础n 主要内容：主要内容：l 电气图的绘制电气图的绘制l 基本控制线路基本控制线路l 三相笼型号异步电动机常用控制线路三相笼型号异步电动机常用控制线路l 电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法n 基本要求：基本要求：l 掌握常用电器元件的图形及文字符号掌握常用电器元件的图形及文字符号l 掌握电气原理图的绘制掌握电气原理图的绘制l 了解电气位置图、接线图绘制了解电气位置图、接线图绘制l 掌握常用基本控制线路的设计掌握常用基本控制线路的设计l 掌握三相笼型异步电动机常用控制线路的设计掌握三相笼型异步电动机常用控制线路的设计l 掌握三相笼型异步电动

2、机常用保护环节掌握三相笼型异步电动机常用保护环节l 掌握电气控制线路的两种设计方法掌握电气控制线路的两种设计方法2.1 2.1 基本电气控制电路基本电气控制电路 电气控制系统：电气控制系统：把各种有触点的电气元件把各种有触点的电气元件（如接触器、继电器、按钮、行程开关等），（如接触器、继电器、按钮、行程开关等），用导线按一定方式连接起来组成电气控制电用导线按一定方式连接起来组成电气控制电路。路。 电气控制系统用于实现对电力拖动系统的控电气控制系统用于实现对电力拖动系统的控制和过程控制。电气控制系统也称制和过程控制。电气控制系统也称继电器继电器接触器控制系统。接触器控制系统。 2.1.1 2.1

3、.1 电气符号电气符号 2.1.2 2.1.2 电气图电气图n电气图：表达设备的电气控制系统的组成、电气图：表达设备的电气控制系统的组成、分析控制系统工作原理以及安装、调试、检分析控制系统工作原理以及安装、调试、检修控制系统。修控制系统。n常用的电气图：常用的电气图：电气原理图、电气原理图、电器布置图电器布置图、电气安装电气安装接线图接线图1.1.电气原理图电气原理图n 电电气原理气原理图图用于详细表示电路、设备或成套装置的全部基用于详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑各电器元件的实际安装位置本组成和连接关系，而不考虑各电器元件的实际安装位置和实际接线和实际接线情况情

4、况。1.1.电气原理图电气原理图电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路 电气制图相关规定电气制图相关规定L1QSV11U11KMFR1500r/minM13000r/minM2W11Q12AFU23FU54KW0.125KWSB12SB25KMKM4FRTC150W36V1380V406.3V3302AFU32AFU441Q242EL31HLO325AFU1L2L3380V3-50HzU12V12W12UVWU1 V1 W1U2 V2 W2U21V21W21电源开关主轴冷却泵控制电源指示照明6543212A22246-148A2.5mm1.5mm0.75mm222拉线端子标记拉线端子

5、标记n 电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符号标记。电气元器件接电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符号标记。电气元器件接线端子标记由拉丁字母和阿拉伯数字组成，如线端子标记由拉丁字母和阿拉伯数字组成，如U1U1、1U11U1，也可不用字母而，也可不用字母而简化成简化成1 1、1.11.1或或1111的形式。按国家标准的形式。按国家标准GB402683GB402683电器接线端子的识电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则别和用字母数字符号标志接线端子的通则规定：规定： 三相交流电源的引入线用三相交流电源的引入线用L1L1、L2L2、L3L3、N N标记。标记。 直流系统电

6、源正、负极、中间线分别用直流系统电源正、负极、中间线分别用L L+ +、L L与与M M标记。标记。 三相动力电器的引出线分别按三相动力电器的引出线分别按U U、V V、W W顺序标记。顺序标记。 保护接地：保护接地：PE,PE,接地：接地：E E单个元器件的两个端点用连续的两个数单个元器件的两个端点用连续的两个数字表示，如图所示绕组的两个接线端子字表示，如图所示绕组的两个接线端子分别用分别用1 1和和2 2表示；表示；1 1）原理图分主电路和辅助电路两部分）原理图分主电路和辅助电路两部分 主电路主电路从电源到电动机等大的电流通过的从电源到电动机等大的电流通过的通路。通路。 辅助电路辅助电路包

7、括控制回路、照明电路、信号包括控制回路、照明电路、信号电路、保护电路等，由继电器、接触器的线圈、继电路、保护电路等，由继电器、接触器的线圈、继电器的触头、接触器的辅助触头、按扭、照明灯、电器的触头、接触器的辅助触头、按扭、照明灯、控制变压器等电器元件组成。控制变压器等电器元件组成。2 2）采用国家规定的统一标准）采用国家规定的统一标准 元件图、文字符号。元件图、文字符号。3 3）各个电气元件、部件在控制线路中的位置）各个电气元件、部件在控制线路中的位置 根据便于阅读的原则安排，同一电器元根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部分根据需要可以不画在一起，但文字符号件的各部分根据需要可以不画在一

8、起，但文字符号要相同。要相同。4 4）图中所有电器触点）图中所有电器触点按没有通电和不受外力按没有通电和不受外力作用时的初始开闭状态画出。作用时的初始开闭状态画出。5 5）主电路、辅助电路）主电路、辅助电路各电气元件一般按动作各电气元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。垂直布置。6 6）有直接电联系）有直接电联系交叉导线连接点要用黑圆点交叉导线连接点要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路 图纸上方的图纸上方的1 1

9、、2 2、3 3 等数字是图区编号（也可以设置等数字是图区编号（也可以设置在图的下方）。在图的下方）。 图纸编号下方的图纸编号下方的“电源开关及保护电源开关及保护 ”等字样等字样表明对于区表明对于区域下方元件或电路的功能。域下方元件或电路的功能。L1QSV11U11KMFR1500r/minM13000r/minM2W11Q12AFU23FU54KW0.125KWSB12SB25KMKM4FRTC150W36V1380V406.3V3302AFU32AFU441Q242EL31HLO325AFU1L2L3380V3-50HzU12V12W12UVWU1 V1 W1U2 V2 W2U21V21W

10、21电源开关主轴冷却泵控制电源指示照明6543212A22246-148A2.5mm1.5mm0.75mm222 图区号图区号图号图号 图区号图区号页次页次 左栏左栏 中栏中栏 右栏右栏 主触主触头头 辅助动辅助动合合触触点点 辅助动辅助动断断触触点点所在图形区所在图形区 所在图形区所在图形区 所在图形区所在图形区 KM1 2 4 X2 X X 2 左栏左栏 右栏右栏 动动合合触触点点 动动断断触触点点 所在图形区号所在图形区号 所在图形区号所在图形区号KA 7 119 X11 XX X 4.5 7.2 A6.82.2.电气设备位置图电气设备位置图n 一般电气元件应放在控制柜内一般电气元件应放

11、在控制柜内3.3.电气设备接线图电气设备接线图l 表示成套装置、设备、电气元件的连接关系，用以表示成套装置、设备、电气元件的连接关系，用以进行安装接线、检查、试验与进行安装接线、检查、试验与维修维修的一种简图或表的一种简图或表格，称为接线图或接线表格，称为接线图或接线表。l 绘制绘制接线图时接线图时应应： 把把各电气元件的各个部分（如触点与线圈）应画各电气元件的各个部分（如触点与线圈）应画在一起在一起； 文字符号文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电路图一致与电路图一致。 电气设备电气设备接线图和电气设备位置图是用于安装接接线图和电气设备位置图是用于安

12、装接线、检查维修和施工的。线、检查维修和施工的。2.1.3 2.1.3 电气识图电气识图n1 1）了解设备生产过程和工艺对电路提出的要求，了解各种）了解设备生产过程和工艺对电路提出的要求，了解各种用电设备和控制电器的位置及用途，了解图中的图形符号用电设备和控制电器的位置及用途，了解图中的图形符号及文字符号的意义。及文字符号的意义。n2 2）进行主电路的识别进行主电路的识别：先看主电路中的用电器先看主电路中的用电器（如，电动机、电弧炉（如，电动机、电弧炉等），弄清它们的类别、等），弄清它们的类别、用图、接线方式等。再看用图、接线方式等。再看各用电器是由那些（个）各用电器是由那些（个）元件所控制元

13、件所控制。其次，弄清主电路是否其次，弄清主电路是否还有其他元器件，以及这还有其他元器件，以及这些元器件所起的作用。些元器件所起的作用。最后，观察电源。最后，观察电源。2.1.3 2.1.3 电气电气识识图图n 3 3）分析控制电路分析控制电路看控制电路的看控制电路的电源电源弄清控制电路中每个控制元件的弄清控制电路中每个控制元件的作用作用。弄清控制电路中各个控制元件之间的制约弄清控制电路中各个控制元件之间的制约关系关系n 4 4）分析辅助电路）分析辅助电路阅读保护、照明、信号指示、检测等部分阅读保护、照明、信号指示、检测等部分2.2 2.2 基本控制线路基本控制线路1.1.电动机电动机单向点动、

14、自锁单向点动、自锁控制电路控制电路2.2.电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路自动停止控制电路自动停止控制电路自动往返控制电路自动往返控制电路自动延时往返控制电路自动延时往返控制电路3.3.三相笼型异步电动机减压起动控制电路三相笼型异步电动机减压起动控制电路星星- -三角三角4.4.三相绕线转子异步电动机起动控制电路三相绕线转子异步电动机起动控制电路5.5.三相异步电动机的制动控制电路三相异步电动机的制动控制电路6.6.典型控制电路典型控制电路2.2.1 2.2.1 电动机电动机单向点动自锁单向点动自锁控制电路控制电路 “一按（点）就动，一按（点）就动，一松（放）就停一松（放）就停

15、”的的电路称为点动控制电电路称为点动控制电路。点动控制电路常路。点动控制电路常用于调整机床，对刀用于调整机床，对刀操作等。因短时工作，操作等。因短时工作，电路中不设热继电器电路中不设热继电器 单向点动控制电路 依靠接触器自身辅依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保助触点而使其线圈保持通电的现象称为自持通电的现象称为自锁。起自锁作用的辅锁。起自锁作用的辅助触点，则称为自锁助触点，则称为自锁触点触点 单向自锁控制电路 2.2.1 2.2.1 电动机电动机单向点动自锁单向点动自锁控制电路控制电路2.2.1 2.2.1 电动机电动机单向点动自锁单向点动自锁控制电路控制电路（1）（2）SB1-停止按钮停止按

16、钮SB2-连续起动按连续起动按钮钮SB3-点动按钮点动按钮（1 1）中存在不足：点动时，若）中存在不足：点动时，若KMKM触头释触头释放时间放时间 按钮恢复时间，点动结束，按钮恢复时间，点动结束，SB3SB3常闭触点复位时，常闭触点复位时，KMKM常开触点未及时断常开触点未及时断开，开，KMKM继续通电，无法实现点动。继续通电，无法实现点动。2.2.2 2.2.2 联锁控制和顺序控制电路联锁控制和顺序控制电路n 联锁控制是指不同的运动部联锁控制是指不同的运动部件之间互相联系又互相制约件之间互相联系又互相制约，又称，又称互锁互锁控制。控制。 互锁互锁：几个回路之间，：几个回路之间，利用某一回路的

17、辅助触利用某一回路的辅助触点，去控制对方的线圈点，去控制对方的线圈回路，进行状态保持或回路，进行状态保持或功能限制。一般对象是功能限制。一般对象是对其他回路的控制。对其他回路的控制。 电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路按钮、接触器互锁：按钮、接触器互锁：正一反一停正一反一停适用：频繁操作的可逆电路适用：频繁操作的可逆电路接触器互锁：接触器互锁：正停反正停反无互锁无互锁2.2.2 2.2.2 联锁控制和顺序控制电路联锁控制和顺序控制电路u采用时间继电器按时间原则采用时间继电器按时间原则顺序启动顺序启动n联锁可以起到顺序控制的联锁可以起到顺序控制的作用，称为顺序联锁控制。作用，称为顺

18、序联锁控制。2.2.3 2.2.3 多地点控制电路多地点控制电路n 多地点控制多地点控制是指能在多个地点对同一台电动机实现控制，以方便操作。是指能在多个地点对同一台电动机实现控制，以方便操作。n 接线要点接线要点： 起动按钮并联起动按钮并联； 停止停止按钮串联。按钮串联。自动停止控制电路自动停止控制电路2.24 2.24 自动循环电路自动循环电路2.24 2.24 自动自动循环循环电路电路 自动延时循环自动延时循环2.3 2.3 三相鼠笼型异步电动机的启动控制电路三相鼠笼型异步电动机的启动控制电路n 直接启动：直接启动： 由由经验公式，当经验公式，当Ist/IN(3/4+Ps/4PN)时，中小

19、型电动机时，中小型电动机可全电压直接起动可全电压直接起动。 式式中，中，Ist为电动机起动电为电动机起动电流流(A)；IN为电动机额定电流为电动机额定电流(A)；Ps为电源容量为电源容量(kVA)；PN 为电动机额定功率为电动机额定功率(kW)。n 降压启动：降压启动： 笼笼型交流异步电动机起动时的型交流异步电动机起动时的起动电流很大，约为额定值的起动电流很大，约为额定值的4-74-7倍，但由于功率因素较低和主磁倍，但由于功率因素较低和主磁通的减小使起动转矩并不大，一通的减小使起动转矩并不大，一般只有额定转矩的般只有额定转矩的1-21-2倍。过大的倍。过大的起动电流一方面会引起供电线路起动电流

20、一方面会引起供电线路上很大的压降，影响线路上其他上很大的压降，影响线路上其他负载的正常运行；另一方面对于负载的正常运行；另一方面对于频繁起动的异步电动机，大的起频繁起动的异步电动机，大的起动电流会导致严重发热，加速线动电流会导致严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。圈老化，缩短电动机的寿命。2.3.1 2.3.1 直接启动控制电路直接启动控制电路 （a a）用开关直接起动）用开关直接起动 （b b）用接触器直接起动）用接触器直接起动适用场合：对容量较小，并且工作要适用场合：对容量较小，并且工作要求简单的电动机求简单的电动机,如：小型台钻、砂如：小型台钻、砂轮机、冷却泵的电动机，可用手动开轮

21、机、冷却泵的电动机，可用手动开关在动力电路中接通电源直接起动。关在动力电路中接通电源直接起动。一般一般中小型机床的主电动机中小型机床的主电动机采用采用接触器直接起动接触器直接起动2.3.2 2.3.2 降压启动控制电路降压启动控制电路n 异步电动机的降压起动方法异步电动机的降压起动方法: :l星形星形三角形降压起动三角形降压起动l定子绕组串电阻定子绕组串电阻( (或电抗器或电抗器) ) 起动起动l自耦变压器降压起动等自耦变压器降压起动等。1.1.星星- -三角降压启动三角降压启动Y: Y: 每相绕组每相绕组220V 220V : : 每相绕组每相绕组380V380V SBSB2 2 SB SB

22、1 1 KM KM2 2 FU FU1 1 KM KM1 1 KM KM1 1 KM KM2 2 KM KM3 3KMKM3 3KMKM3 3 KM KM1 1MM3 3 KTKT KM KM2 2V V1 1WW1 1U U1 1WW2 2 U U2 2V V2 2KMKM3 3L L3 3L L1 1L L2 2QFQFKTKTuSB2闭合；uKM3主触点闭合，星形起动；uKM2主触点闭合，三角形运行。1.1.星星- -三角降压启动三角降压启动u原理：原理：起动时三相定子绕组串接电阻起动时三相定子绕组串接电阻R，降低定子绕组电压，降低定子绕组电压，以减小起动电流。起动结束应将电阻短接。以减

23、小起动电流。起动结束应将电阻短接。 2.2.定子绕组串电阻减压起动定子绕组串电阻减压起动 降压原理：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级（降低相电压，减降压原理：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级（降低相电压，减少启动电流），运行时电动机定子绕组接三相交流电源，并将自耦变压器少启动电流），运行时电动机定子绕组接三相交流电源，并将自耦变压器从电网切除。从电网切除。 主电路：起动时，主电路：起动时，KM1KM1主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2KM2主主触点闭合，电动机接三相交流电源，触点闭合，电动机接三相交流电源，KM1KM1主触点断开，

24、自耦变压器被切除。主触点断开，自耦变压器被切除。 控制电路：起动过程分析控制电路：起动过程分析按动按动SB2SB2KM1KM1线圈通电自锁线圈通电自锁 电动机电动机M M自耦补偿起动；自耦补偿起动； KTKT线圈通电延时线圈通电延时-KA-KA线圈通电自锁线圈通电自锁KM1KM1、KTKT线圈断电线圈断电-KM2-KM2线线圈通电圈通电 电动机电动机M M全压运行。全压运行。3 3. .自耦补偿起动自耦补偿起动 自耦变压器自耦变压器2.4 2.4 三相鼠笼型异步电动机制动控制线路三相鼠笼型异步电动机制动控制线路电气制动种类：电气制动种类：l反接制动反接制动l能耗制动能耗制动l回馈制动（发电制动

25、）（自学）回馈制动（发电制动）（自学）l电容制动（自学）电容制动（自学） 2.4 2.4 反接制动控制电路反接制动控制电路n 反接制动是通过改变电动机的电源相序，使定子绕组产生反接制动是通过改变电动机的电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与原旋转方向相反，因而产生制动力矩的一种的旋转磁场与原旋转方向相反，因而产生制动力矩的一种制动方法。制动方法。注意注意：当当电动机转速接近于零时电动机转速接近于零时，必须立即断，必须立即断开电源，否则电动机会反向旋转。开电源，否则电动机会反向旋转。2.4 2.4 反接制动控制电路反接制动控制电路其工作过程为：其工作过程为：l 启启动时动时 合合上开关上开关QFQ

26、F 按按下启动按钮下启动按钮SBSB2 2 接触器接触器KMKMl l通电通电 电动机电动机M M启动运启动运行行 速度继电器速度继电器KSKS常开触常开触头闭合，为制动做准备。头闭合，为制动做准备。l 制动制动时时 按下按下停止按钮停止按钮SBSB1 1 KMKMl l断电断电 KM KM2 2通电通电(KS(KS常常开触头尚未打开开触头尚未打开) ) 接触接触器器KMKM2 2主触头闭合，定子绕主触头闭合，定子绕组串入限流电阻组串入限流电阻R R进行反接进行反接制动制动 n n0 0时，时，KSKS常开触常开触头断开头断开 KM KM2 2断电，电动断电，电动机制动结束。机制动结束。2.2

27、.能耗制动控制电路能耗制动控制电路n 三相异步电动机的能耗制动三相异步电动机的能耗制动： 在切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组任意在切断定子绕组的交流电源后，在定子绕组任意两相通入直流电流，形成一固定磁场，该磁场与旋转两相通入直流电流，形成一固定磁场，该磁场与旋转转子中的感应电流相互作用产生制动力矩，制动结束转子中的感应电流相互作用产生制动力矩，制动结束必须及时切除直流电源。必须及时切除直流电源。 这种制动方法实质是把转子原来储存的机械能转这种制动方法实质是把转子原来储存的机械能转变为电能，并消耗在转子的制动上，故称作能耗制动变为电能，并消耗在转子的制动上，故称作能耗制动。2.2.能耗制动控

28、制电路能耗制动控制电路n 变压器变压器TCTC和整流器和整流器VCVC：为制动提供直流电源为制动提供直流电源。KMKM2 2为制动用接触器；使用了时为制动用接触器；使用了时间继电器间继电器KTKT，根据电动机带负载后的制动过程时间长短设定，根据电动机带负载后的制动过程时间长短设定KTKT的定时值，就的定时值，就可以实现制动过程的自动控制。可以实现制动过程的自动控制。n 工作过程：工作过程：启动时启动时 合上开关合上开关QFQF 按下启动按钮按下启动按钮SBSB2 2 接触器接触器KMKMl l通电通电 电动电动机机M M启动运行。启动运行。制动时制动时 按下停止按钮按下停止按钮SBSB1 1K

29、MKM2 2和和KTKT通电、通电、KMKM1 1断电，进行能耗断电，进行能耗制动制动 KT KT延时时间到，其常闭触头断开延时时间到，其常闭触头断开 KM KM2 2断电，电动机制动结束。断电，电动机制动结束。在实际使用时，应根据设备的工作要求选用合适的制动方法。在实际使用时，应根据设备的工作要求选用合适的制动方法。2.5 2.5 三相鼠笼型异步电动机速度控制电路三相鼠笼型异步电动机速度控制电路n 三相异步电动机的调速方法：三相异步电动机的调速方法：l改变电动机的极对数改变电动机的极对数p；l改变电源频率改变电源频率f；l改变转差率改变转差率s。 其中改变转差率调速又包括：异步电动机交其中改

30、变转差率调速又包括：异步电动机交流调压调速；电磁离合器调速；绕线式电动机转流调压调速；电磁离合器调速；绕线式电动机转子串电阻调速；绕线式电动机串级调速。子串电阻调速；绕线式电动机串级调速。60(1)fnspn 三相三相交流交流异步异步电动机电动机2.5.1 2.5.1 变极调速变极调速n 鼠笼型异步电动机改变定子绕组极对数的方法主要有以下鼠笼型异步电动机改变定子绕组极对数的方法主要有以下三种：三种：u（1 1）装有）装有套定子绕组，改变它的连接方式，得到不同的套定子绕组，改变它的连接方式，得到不同的极对数；极对数；u（2 2）定子槽里装有两套极对数不一样的独立绕组；）定子槽里装有两套极对数不一

31、样的独立绕组；u（3 3）定子槽里装有两套极对数不一样的独立绕组，而每套）定子槽里装有两套极对数不一样的独立绕组，而每套绕组本身又可以改变它的连接方式，得到不同的极对数。绕组本身又可以改变它的连接方式，得到不同的极对数。2.5.1 2.5.1 变极调速变极调速三角形连接三角形连接双星形连接双星形连接单单星形连接星形连接双星形连接双星形连接n 当三角形或星形连接时，当三角形或星形连接时，p p2(2(低速低速) )，各相绕组互为，各相绕组互为240240o o电角度电角度n 当双星形连接时，当双星形连接时，p p1 (1 (高速高速) )，各相绕组互为，各相绕组互为120120o o电角电角度度

32、。n 保持变速前后转向不变，改变磁极对数时必须改变电源保持变速前后转向不变，改变磁极对数时必须改变电源相序。相序。2.5.1 2.5.1 变极调速变极调速n 1.1.“低速低速”工作过程：工作过程： SASA置于置于低速位置低速位置 接触器接触器KMKM3 3通电通电KMKM3 3主触头闭合主触头闭合 电动机电动机M M连接成三连接成三角形角形，低速，低速运行。运行。n 2.2.“高速高速”工作过程：工作过程： SASA置于置于高速位置高速位置 时间继电器时间继电器KTKT通电通电 接触器接触器KMKM3 3通电通电 电动机电动机M M连接连接成三角形启动成三角形启动KTKT延时打开常闭触头延

33、时打开常闭触头KMKM3 3断电断电KTKT延时闭合常开触头延时闭合常开触头 接触器接触器KMKM2 2通电通电 接触器接触器KMKMl l通电通电 电动机连接成双星形投入高速运行电动机连接成双星形投入高速运行。2.5.2 2.5.2 变压调速变压调速n 由电机原理可知当转差率由电机原理可知当转差率s s基本保持不变时，基本保持不变时，电动电动机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。机的电磁转矩与定子电压的平方成正比。n UTn220222222022212)SX(RUSRK)SX(RUSRKT 式中，式中，K与电动机结构参数、与电动机结构参数、电源频率电源频率有关的一个常数；有关的一个常数； U

34、1 、U定子绕组电压，电源电压；定子绕组电压，电源电压； R2转子每相绕组的电阻；转子每相绕组的电阻； X20 电动机不动（电动机不动（S=1）时转子每相绕组的感抗。）时转子每相绕组的感抗。异步电动机采用交流调压器异步电动机采用交流调压器调压调速主电路调压调速主电路n改变加在定子上的电压是通过交改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。流调压器实现的。目前广泛采用的目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。交流调压器由晶闸管等器件组成。它是将三个双向晶闸管分别接到三它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间，相交流电源与三相定子绕组之间，通过调整晶闸管通过调整晶闸管导通角导

35、通角的大小来调的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。节加到定子绕组两端的端电压。2.5.2 2.5.2 变压调速变压调速相控交流调压器相控交流调压器当电源电压为正半周时，在控制角为当电源电压为正半周时，在控制角为的时刻触发的时刻触发VSVS1 1使之导通，电压过零时，使之导通，电压过零时，VSVS1 1自行关断。负半周时，在同一控制角自行关断。负半周时，在同一控制角下触发下触发VSVS2 2，如此不断重复，负载上便，如此不断重复，负载上便得到正负对称的交流电压。改变晶闸管控制角得到正负对称的交流电压。改变晶闸管控制角的大小就可以改变交流电压的的大小就可以改变交流电压的大小。大小。2.5.3 2

36、.5.3 电磁转差率离合器调速电磁转差率离合器调速n 电磁调速异步电动机电磁调速异步电动机组成：组成：1)1)笼型异步电动机：拖动电枢旋转。笼型异步电动机：拖动电枢旋转。2)2)电磁转差离合器：电枢，磁极，滑环等。电磁转差离合器：电枢，磁极，滑环等。3)3)可控硅整流电源：将交流电变为直流，提供直流励磁电流。可控硅整流电源：将交流电变为直流，提供直流励磁电流。n 调节电磁转差离合器的励磁来改变转差率进行调速调节电磁转差离合器的励磁来改变转差率进行调速 异步电动机本身并不调速，调节的是异步电动机本身并不调速，调节的是离合器的输出转速离合器的输出转速。电磁转差离合器。电磁转差离合器的基本作用原理就

37、是基于电磁感应原理，实质上就是一台感应电动机。的基本作用原理就是基于电磁感应原理，实质上就是一台感应电动机。电磁离电磁离合器磁极的转速与励磁电流的大小有关合器磁极的转速与励磁电流的大小有关。对于一定的负载转矩，励磁电流不同，。对于一定的负载转矩，励磁电流不同，转速也不同，因此只要改变电磁离合器的励磁电流，就可以调节转速。转速也不同，因此只要改变电磁离合器的励磁电流，就可以调节转速。n 图中图中VCVC是晶闸管可控整流电源，提供电磁离合器的直流励磁电流，其是晶闸管可控整流电源，提供电磁离合器的直流励磁电流，其大小可通过电位器大小可通过电位器R R进行调节。由测速发电机取出转速信号，反馈给进行调节

38、。由测速发电机取出转速信号，反馈给VCVC，以达到调节和稳定电动机的转速，改善异步电动机机械特性的目的。以达到调节和稳定电动机的转速，改善异步电动机机械特性的目的。n 工作过程工作过程: :合上刀开关合上刀开关QSQS 按下启动按钮按下启动按钮SBSB2 2 接触器接触器KMKM通电通电 电动电动机机M M运转运转VCVC输出直流电流给电磁离合器输出直流电流给电磁离合器YCYC，建立磁场，磁极随电动，建立磁场，磁极随电动机和电枢同向转动机和电枢同向转动 调节可变电阻调节可变电阻R R改变励磁电流大小，使生产机械改变励磁电流大小，使生产机械达到所要求的转速。达到所要求的转速。2.5.4 2.5.

39、4 变频调速变频调速n 变频器：把工频交流电（或直流电）变换为电压和频率可变的交流电的电变频器：把工频交流电（或直流电）变换为电压和频率可变的交流电的电气设备称为变频器。变频器的主要用途是用于交流电动机的调速控制。气设备称为变频器。变频器的主要用途是用于交流电动机的调速控制。n 变频器从输入端看：输入的是工频三相交流电，从输出端看：输出的是频变频器从输入端看：输入的是工频三相交流电，从输出端看：输出的是频率和电压可调的交流电，控制电动机工作。率和电压可调的交流电，控制电动机工作。电源电源 380V380V整流器整流器滤波器滤波器逆变器逆变器M变频器变频器补充：电液控制技术补充：电液控制技术控制

40、部件：控制部件： 电磁阀（电磁阀（YVYV）：二位二通液压电磁换向阀；三位五通电磁换向阀；）：二位二通液压电磁换向阀；三位五通电磁换向阀； YAYA：电磁线圈（直流）：电磁线圈（直流） 溢流阀（压力阀）；调速阀（节流阀）；单向阀溢流阀（压力阀）；调速阀（节流阀）；单向阀动力部件：液压泵及电动机动力部件：液压泵及电动机执行部件：液压缸（活塞），液压马达执行部件：液压缸（活塞），液压马达辅助装置：油箱，油管，过滤器辅助装置：油箱，油管，过滤器液压动力滑台电液控制系统液压动力滑台电液控制系统工步一：滑台快进工步一：滑台快进n 按启动按钮，按启动按钮，YV1 YV1 和和YV3 YV3 的线圈通电。的

41、线圈通电。n YV1YV1线圈通电后，三位五线圈通电后，三位五通阀处于左位。通阀处于左位。n 压力油经换向阀进入油缸压力油经换向阀进入油缸左腔，推动活塞右移；左腔，推动活塞右移；n YV3 YV3 的线圈通电时，两位的线圈通电时，两位两通阀也处于左位，使得两通阀也处于左位，使得油缸右腔回油返回液压缸油缸右腔回油返回液压缸左腔，以增大液压缸左腔左腔，以增大液压缸左腔的进油量。使活塞快速向的进油量。使活塞快速向前移动。前移动。工步二滑台工进工步二滑台工进n 碰到行程开关碰到行程开关SQ2SQ2，YV1 YV1 的线的线圈通电。圈通电。n 动力滑台快进到位，到达工进动力滑台快进到位，到达工进起点时，

42、压下行程开关起点时，压下行程开关SQ2,SQ2,进进入工进工步。移动方向不变，入工进工步。移动方向不变，但移动速度改变。但移动速度改变。n YV1YV1线圈通电：三位五通阀处线圈通电：三位五通阀处于左位。于左位。n 压力油经换向阀进入油缸左腔，压力油经换向阀进入油缸左腔，推动活塞右移；推动活塞右移；n YV3 YV3 的线圈断电时，油缸右腔的线圈断电时，油缸右腔回油经过调速阀回到油箱。回油经过调速阀回到油箱。YV3 YV3 的线圈断电，在弹簧力的复位作用下切的线圈断电，在弹簧力的复位作用下切换到右位。换到右位。调速阀节流控制回油的流量，从而限定活塞调速阀节流控制回油的流量，从而限定活塞以给定的

43、工进速度继续向右移动。以给定的工进速度继续向右移动。工步三滑台快退工步三滑台快退n 动力滑台工进到位，动力滑台工进到位，压下终点行程开关压下终点行程开关SQ3,SQ3,进入快退工步。进入快退工步。n YV2YV2线圈通电：三位线圈通电：三位五通阀处于右位。五通阀处于右位。n 压力油经换向阀进入压力油经换向阀进入油缸右腔，推动活塞油缸右腔，推动活塞左移；液压缸左腔的左移；液压缸左腔的回油经该位直接回油回油经该位直接回油箱。箱。工步四滑台停止工步四滑台停止碰到原位行程碰到原位行程开关开关SQ1，YV1YV1、YV2YV2、YV3YV3均失电均失电n 选择开关选择开关SASA合向自动工作位合向自动工

44、作位置的自动循环过程：置的自动循环过程： 按按动动SB1KA1SB1KA1线圈通电自锁线圈通电自锁YA1YA1、YA3YA3线圈通电，滑台快进线圈通电，滑台快进；至压下；至压下SQ2KA2SQ2KA2线圈通电自锁线圈通电自锁YA3YA3线圈断电，滑台工进；压线圈断电，滑台工进；压下下SQ3SQ3滑台逗留；滑台逗留；KTKT线圈通电线圈通电延时延时KA3KA3线圈通电自锁线圈通电自锁YA1YA1，KA2KA2线圈断电线圈断电YA2YA2线圈通电，滑线圈通电，滑台快退；压下台快退；压下SQ1KA3SQ1KA3线圈断电线圈断电YA2YA2线圈断电，滑台在原位停线圈断电，滑台在原位停止。循环过程结束。

45、止。循环过程结束。n 手动操作：手动操作： SA SA在手动位置时，在手动位置时，SB1SB1用于用于工作台手动进给。工作台手动进给。 SB2 SB2用于工作台手动退回用于工作台手动退回。液压动力滑台电液控制系统液压动力滑台电液控制系统2.6 2.6 常用电动机控制的保护环节常用电动机控制的保护环节 短路保护短路保护 熔断器或断路器熔断器或断路器 过过流保护流保护 过流过流继电器继电器 过载保护过载保护 热继电器热继电器 零电压与欠电压保护零电压与欠电压保护 零压保护继电器和零压保护继电器和欠电压继欠电压继电器电器短路保护短路保护n 应用方法是串联在回路中，其应用方法是串联在回路中，其分断作用

46、分断作用是当线路电流超过是当线路电流超过其允许最大电流时熔断或跳保护。其允许最大电流时熔断或跳保护。n 自动空气开关自动空气开关/ /断路器作用：断路器作用：可实现可实现短路短路、过载过载、失压失压保护保护 。应用于要求较高的场合。应用于要求较高的场合n 熔断器作用：熔断器作用：用于短路保护。应用于要求不高和自动化程用于短路保护。应用于要求不高和自动化程度较差的系统中。度较差的系统中。过流保护过流保护n 起动方法不正确起动方法不正确 、负载转矩过大常、负载转矩过大常常常引起电动机引起电动机的过电流故障的过电流故障, ,过电流一般比短路电流要小。过电流一般比短路电流要小。n 过电流保护广泛用于过

47、电流保护广泛用于直流电动机直流电动机或或绕线转子异步电绕线转子异步电动机动机；对于三相笼型电动机，由于其短时过电流不对于三相笼型电动机，由于其短时过电流不会产生严重后果，故不采用过流保护而采用短路保会产生严重后果，故不采用过流保护而采用短路保护。护。保护过程：保护过程： 当电动机启动时，延时继当电动机启动时，延时继电器电器KTKT的常闭触点闭合着，过的常闭触点闭合着，过电流继电器的过电流线圈不接电流继电器的过电流线圈不接入电路，这时，虽然启动电流入电路，这时，虽然启动电流很大，但过电流保护不动作，很大，但过电流保护不动作，启动结束后，启动结束后，KTKT的常闭触点经的常闭触点经过延时已经断开，

48、过电流继电过延时已经断开，过电流继电器开始起保护作用。器开始起保护作用。过载保护过载保护n所谓过载是指电动机的电流大于其额定电流值，但在所谓过载是指电动机的电流大于其额定电流值，但在1.51.5倍倍额定电流以内。额定电流以内。引起电动机过载的原因很多，如负载的突然增引起电动机过载的原因很多，如负载的突然增加、三相异步电动机断相运行或电源电压降低等。若电动机长加、三相异步电动机断相运行或电源电压降低等。若电动机长期过载运行，其绕组温升将超过允许值，造成绝缘材料老化变期过载运行，其绕组温升将超过允许值，造成绝缘材料老化变脆，寿命减少，严重时会使电机损坏。过载电流越大，达到允脆，寿命减少，严重时会使

49、电机损坏。过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。许温升的时间就越短。 n常用的过载保护元件是热继电器。常用的过载保护元件是热继电器。n必须强调指出，短路、过电流、过载保护虽然都是电流保护必须强调指出，短路、过电流、过载保护虽然都是电流保护，但由于故障电流的动作值、保护特性和保护要求以及使用元，但由于故障电流的动作值、保护特性和保护要求以及使用元件的不同，它们之间是不能相互取代的。件的不同，它们之间是不能相互取代的。由于热惯性的关系，热继电器由于热惯性的关系，热继电器不会受短路电流的冲击而瞬时不会受短路电流的冲击而瞬时动作。但当有动作。但当有810倍额定电流倍额定电流通过热继电器时，有可能使热

50、通过热继电器时，有可能使热继电器的发热元件烧坏。继电器的发热元件烧坏。 在使用热继电器作过在使用热继电器作过载保护时，还必须装载保护时，还必须装有熔断器或过流继电有熔断器或过流继电器配合使用器配合使用。原因原因KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1零电压继电器零电压继电器主令控制器主令控制器（b）KVKMSA120KV（a） 对于正常运行的电动机，若电源电压过分地降低，对于正常运行的电动机，若电源电压过分地降低，将引起一些控制电器的释放，造成控制电路工作不将引起一些控制电器的释放，造成控制电路工作不正常，