1、1第二章 继电器-接触器控制电路基本环节n目的目的：学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机起、停、正反转，多地，多条件控制电路的基本原理；降压起动控制电路；制动控制电路；电液控制技术；变极调速。绕线式异步电动机的控制电路；直流电动机基本控制电路。n要求要求：领会常用控制电路的设计思想，学会分析基础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路。2第二章 继电器-接触器控制电路基本环节n2.1 电气控制线路图的绘制及分析n2.2 三相异步交流电动机基本结构、原理及特性n2.3 全压起动及其主要控制环节n2.4 三相交流异步机降压起动控制电路n2
2、.5 三相交流异步机制动控制电路n2.6 变极调速控制线路n2.7 绕线式异步电动机的控制电路n2.8 电液控制技术n2.9 直流电动机基本控制电路32.1电气图的基本概念及绘制 电气（工程）图是用以描述电气控制设备电气原理及安装、调试用的工艺性图纸，主要包括电气原理图、电气安装位置图、电气安装接线图等。2.1.1 电气原路图2.1.2 电气原理图的读图方法42.1.1 电气线路图电气原理图：用图形符号、文字符号并按工作顺序详细表示电路、设备控制系统的基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图,主要表示电气控制系统的工作原理。电气原理图的分类：n主：强电流通过部分n辅：控制、照明、指示电
3、气原理图的绘制规则：必须使用规定统一的图形符号和文字符号，并按国家电气制图标准绘制。n主：粗实线n辅：细实线 电气符号画法：n一般垂直放置，也可以逆时针转动90水平放置。n图中电器元件的状态为常态（未压动、未通电）5CW6132型车床的电气原理图 6CW6132型车床的电气安装位置图7CW6132型车床的电气安装接线图89102.1.2 电气原理的读图方法1、查线读图法（常用方法）：按照由主到辅，由上到下，由左到右的原则分析电气原理图。较复杂图形，通常可以化整为零，将控制电路化成几个独立环节的细节分析，然后，再串为一个整体分析。2、逻辑代数法 用逻辑代数描述控制电路的工作关系。2.2 2.2
4、三相异步交流电动机三相异步交流电动机 进行机械能与电能互换的旋转机械称为进行机械能与电能互换的旋转机械称为电机电机：将机：将机械能转换为电能的电机称为械能转换为电能的电机称为发电机发电机，将电能转换为机，将电能转换为机械能的电机称为械能的电机称为电动机电动机。电动机分为电动机分为交流电动机交流电动机和和直流电动机直流电动机。交流电动。交流电动机又分为机又分为异步电动机异步电动机和和同步电动机同步电动机。异步电动机有异步电动机有单相单相和和三相三相两种。单相电动机一般两种。单相电动机一般为小容量电机。为小容量电机。三相异步电动机构造简单、价格低廉、工作可靠、三相异步电动机构造简单、价格低廉、工作
5、可靠、易于控制及使用维护方便等。易于控制及使用维护方便等。2.2.1 2.2.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构1、定子部分1 1）定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成）定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成导磁部分。导磁部分。2 2）定子绕组：放在定子铁心内圆槽内，通三相交流电，产生旋转磁场）定子绕组：放在定子铁心内圆槽内，通三相交流电，产生旋转磁场导电导电部分。部分。3 3）机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。）机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。2、转子部分1 1）转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。）转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分
6、。2 2）转子绕组：）转子绕组：切割定子旋转磁场产生感应电动势和电流，并形成电磁转矩使电动切割定子旋转磁场产生感应电动势和电流，并形成电磁转矩使电动机旋转，分鼠笼式和绕线式。机旋转，分鼠笼式和绕线式。静止的磁极和旋转的电枢之间的间隙。大小为机械条件所能允许达到的最小值静止的磁极和旋转的电枢之间的间隙。大小为机械条件所能允许达到的最小值（0.22mm）。）。3、气隙一、一、基本结构基本结构常见外形图常见外形图拆分图拆分图按转子结构分：按转子结构分：绕线型：绕线型：转子绕组为三相对称绕组，转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。嵌放在转子铁心槽内。鼠笼型：鼠笼型：转子铁心的每个槽内插入转子铁心
7、的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。绕组。W1V1U1W2U2V2ABCW1V1U1W2U2V2ABC(a)(b)YY定子三相绕组接线方式定子三相绕组接线方式 Y接法接法 接法接法二、型号和额定值及选用二、型号和额定值及选用1、型号、型号额定值关系有：额定值关系有：3NNNNNPU I cos)VkV(UN或或额额定定电电压压额定运行状态时加在定子绕额定运行状态时加在定子绕组上的线电压组上的线电压.)kW(PN额额定定功功率率额定条件下转轴上输出的机额定条件下转轴上输出的机械功率。械功率。)A(IN额额定定电电流流在额定运行状态下流入定子绕组在额
8、定运行状态下流入定子绕组的线电流的线电流.min)/r(nN额定转速额定转速额定运行时电动机额定运行时电动机的转速的转速.NNf额额定定效效率率额额定定频频率率额额定定功功率率因因数数Ncos2、额定值、额定值其它参数有：绝缘等级、接线方式、温升等其它参数有：绝缘等级、接线方式、温升等3、三相电动机的选择、三相电动机的选择1.功率选择：要防止选择的功率过大；也要防止选择的功率过小（在过载状态下工功率选择：要防止选择的功率过大；也要防止选择的功率过小（在过载状态下工作容易烧坏定子绕组）。作容易烧坏定子绕组）。2.类型的选择：不带负载起动（鼠笼式异步电动机）、带一定负载起动（高起动转类型的选择：不
9、带负载起动（鼠笼式异步电动机）、带一定负载起动（高起动转矩电动机）、起动、制动频繁，且要求起动转矩大（绕线型异步电动机）。矩电动机）、起动、制动频繁，且要求起动转矩大（绕线型异步电动机）。3.结构型式的选择结构型式的选择 安全可靠、环保，根据要求选用适当的防护型式：开启式、防护式、安全可靠、环保，根据要求选用适当的防护型式：开启式、防护式、封闭式和封闭式和防爆式。防爆式。4.转速选择转速选择 根据生产机械的要求选。转速高的电动机，体积小，价格便宜；而转速低的电根据生产机械的要求选。转速高的电动机，体积小，价格便宜；而转速低的电动机，体积大，价格贵。动机，体积大，价格贵。5.电压的选择电压的选择
10、 主要依据电动机运行场所供电网的电压等级，同时兼顾电动机的类型和功率。主要依据电动机运行场所供电网的电压等级，同时兼顾电动机的类型和功率。小容量的电动机额定电压均为小容量的电动机额定电压均为380 V，大容量的电动机有时采用，大容量的电动机有时采用3kV和和6kV的高压电的高压电动机。动机。2.2.2 2.2.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理一、三相绕组基波合成磁动势一、三相绕组基波合成磁动势旋转磁场的产生旋转磁场的产生推出三相的合成磁动势：推出三相的合成磁动势：取取U U相绕组轴线位置作为空间坐标原点、以相序的方向作为相绕组轴线位置作为空间坐标原点、以相序的方向作为x x
11、的参考方向、的参考方向、U U相电相电流为零时作为时间起点，则三相基波磁动势为：流为零时作为时间起点，则三相基波磁动势为：三相合成磁动势是一个三相合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆形旋转磁动势幅值恒定不变的圆形旋转磁动势。交流电机三相对称绕组交流电机三相对称绕组,通入三相对称电流，磁动势是三相的合成磁动势。通入三相对称电流，磁动势是三相的合成磁动势。空间角空间角a a说明各基波磁势在空间分布是正弦函数；而时间角说明各基波磁势在空间分布是正弦函数；而时间角tt说明各基波磁势随时说明各基波磁势随时间作正弦变化。利用三角积化和差公式间作正弦变化。利用三角积化和差公式旋转磁场的旋转方向旋转磁场的旋转方向
12、设三相对称电流按余弦规律变化，设三相对称电流按余弦规律变化，U U 相电流最大时为计时点，电流取首进尾出为正，相电流最大时为计时点，电流取首进尾出为正，电流波形和各时刻旋转磁动势的位置如图所示：电流波形和各时刻旋转磁动势的位置如图所示：U2U1W2V1W1V21n如果将三相电源线任意两相互换，旋转磁场旋转方向改变。如果将三相电源线任意两相互换，旋转磁场旋转方向改变。用图解法分析用图解法分析不同时刻三相合成磁动势不同时刻三相合成磁动势 合成磁动势的转向是从载有超前电流的相转到载有滞后电流的相。由此也可得合成磁动势的转向是从载有超前电流的相转到载有滞后电流的相。由此也可得改变三相异步电动机转向的方
13、法。改变三相异步电动机转向的方法。产生圆形旋转磁动势的条件：产生圆形旋转磁动势的条件：一是三相或多相对称绕组；二是三相或多相对称电流。一是三相或多相对称绕组；二是三相或多相对称电流。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形旋转磁动势。两个条件有一个不满足，即产生椭圆形旋转磁动势。三相对称绕组通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势是一个幅值恒定三相对称绕组通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势是一个幅值恒定不变的圆形旋转磁动势，它有以下主要性质不变的圆形旋转磁动势，它有以下主要性质(1)(1)幅值是单相脉动磁动势最大幅值的幅值是单相脉动磁动势最大幅值的3/23/2倍。倍。(2)(2)转向由电流相序决定
14、转向由电流相序决定,从载有超前电流相转到载有滞后电流相从载有超前电流相转到载有滞后电流相.(3)(3)转速决定于电流的频率和电机的磁极对数转速决定于电流的频率和电机的磁极对数(4)(4)当某相电流达最大值时当某相电流达最大值时,旋转磁动势的波幅位置刚好转到该相绕组的轴线位旋转磁动势的波幅位置刚好转到该相绕组的轴线位置上置上pfn601 静止的转子绕组与旋转磁场之间有相对运动，在转子导体中产生感应电动势。静止的转子绕组与旋转磁场之间有相对运动，在转子导体中产生感应电动势。由由于转子电路为闭合电路，在感应电动势的作用下，于转子电路为闭合电路，在感应电动势的作用下，产生了感应电流。产生了感应电流。载
15、流转子导体受磁力的作用产生一电磁转矩，方向同旋转磁场的旋转方向一载流转子导体受磁力的作用产生一电磁转矩，方向同旋转磁场的旋转方向一致；转子便以一定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动。致；转子便以一定的速度沿旋转磁场的旋转方向转动。当异步电动机的负载增大时，转子电流增大，在电压不变时，定子绕组电当异步电动机的负载增大时，转子电流增大，在电压不变时，定子绕组电流也增大流也增大（消耗功率增加）（消耗功率增加）。二、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的工作原理三、三相异步电动机的转差率三、三相异步电动机的转差率 三相异步电动机转子转速三相异步电动机转子转速n n和定子旋转磁场转速和定子旋转磁场转速
16、n1n1关系：关系：1 1）当）当n=0n=0，转子切割旋转磁场的相对转速最大，转子切割旋转磁场的相对转速最大n1-n=n1n1-n=n1，故转子中感应电动势和电流，故转子中感应电动势和电流最大；最大；2 2）当转子转速）当转子转速n n增加时，增加时，n1-nn1-n下降，感应电动势和电流下降；下降，感应电动势和电流下降；3 3）当）当n=n1n=n1时，则时，则n1-n=0n1-n=0，不切割旋转磁场，不产生转矩。因此转子转速一般情况下，不切割旋转磁场，不产生转矩。因此转子转速一般情况下不可能等于旋转磁场转速（异步得名）。不可能等于旋转磁场转速（异步得名）。转差率：转差率：s=(n1-n)
17、/n1s=(n1-n)/n11 1）电动机启动瞬间（静止），）电动机启动瞬间（静止），n=0n=0，s=1s=12 2）电动机空载，阻力小，转速）电动机空载，阻力小，转速n n很高，很高，s s很小（很小（0.0050.005）3 3）额定状态工作，对中小型电动机，转差率约）额定状态工作，对中小型电动机，转差率约0.010.010.070.07。4 4）负载变化时，）负载变化时，s s也随之改变。也随之改变。2.2.3 2.2.3 三相异步电动机的电磁关系三相异步电动机的电磁关系（1 1）转子感应电动势频率）转子感应电动势频率1111126060)(sfpnnnnnnpf（2 2）转子磁通势幅
18、值）转子磁通势幅值222229.02IpkNmFw（3 3）F2F2的转速与旋转方向的转速与旋转方向 F2F2与与F1F1保持相对静止，即转速相等，旋转方向一致，这是一切电机保持相对静止，即转速相等，旋转方向一致，这是一切电机能够正常运行的必要条件，异步电机负载时在气隙内产生的旋转磁能够正常运行的必要条件，异步电机负载时在气隙内产生的旋转磁场是定、转子的合成磁通势。场是定、转子的合成磁通势。（4 4）电磁关系）电磁关系a)a)定、转子感应电动势：定、转子感应电动势：mkNfjEw111144.4mkNfjEws222244.4b)b)定、转子漏磁电动势：定、转子漏磁电动势：1xsswsxjIk
19、NfjE222222244.4其中其中 表示定子漏电抗，表示定子漏电抗，表示转子漏电抗表示转子漏电抗sx2111111144.4xjIkNfjEwc)c)定、转子回路电压方程：定、转子回路电压方程：1111111111)()()(rIxIjErIEEU22222222)(rIxIjrIEEsss（5 5）转子绕组的折算）转子绕组的折算 异步电动机定子和转子电路之间只有磁的耦合而无异步电动机定子和转子电路之间只有磁的耦合而无电的联系，且定、转子绕组的匝数、电动势频率等电的联系，且定、转子绕组的匝数、电动势频率等均不相同，为了使转子电路与定子电路直接连接起均不相同，为了使转子电路与定子电路直接连接
20、起来，需进行两步折算。来，需进行两步折算。22221rssrsrra a）频率折算）频率折算即用一个频率为即用一个频率为f1f1的等效转子电路代替频率为的等效转子电路代替频率为f2f2的实际转子电路，实际上设的实际转子电路，实际上设法用一个等效的静止转子来代替转速为法用一个等效的静止转子来代替转速为n n转的转子。转的转子。折算结果：转子电阻折算结果：转子电阻并且并且2222122sxxsEEEsEEsssb)b)绕组折算：绕组折算：假设用一个相数、匝数及绕组系数均假设用一个相数、匝数及绕组系数均 和定子绕组一样的新绕组去代替转子绕组和定子绕组一样的新绕组去代替转子绕组电流：电流：221IkI
21、i电动势：电动势：122EEkEe为电流比为电流比ik为电势比为电势比ek阻抗：阻抗：2222xkkxrkkreiei（6 6）功率关系）功率关系输入功率输入功率：1111cos3IUP srIIEppPPFeCuM222222113cos3电磁功率电磁功率：转子回路铜耗转子回路铜耗：MCusPrIp22223总机械功率总机械功率：222213)1(rssIPspPPMCuMmec转子输出功率转子输出功率：smecmecppPP2mecp为摩擦机械损耗，为摩擦机械损耗，sp为高次谐波及漏磁通感应电势和为高次谐波及漏磁通感应电势和电流引起的附加损耗。电流引起的附加损耗。（7 7）转矩关系）转矩关
22、系smecmecppPP2转矩平衡方程式：转矩平衡方程式：022TTTTTTsmec电磁转矩：电磁转矩：1)1(MMmecPPsPT所以，电磁转矩即可以用转子的总机械功率除以转子机械角速度来计算，所以，电磁转矩即可以用转子的总机械功率除以转子机械角速度来计算，也可以用电磁功率除以同步角速度来计算。也可以用电磁功率除以同步角速度来计算。举例：举例：某三相异步电动机的额定数据如下：某三相异步电动机的额定数据如下：,80,45,234,470,827.0cosmin,/962,50,380,5.71WpWpWpWprnHzfVUkWPsmecFeCuNNNNN求额定运行时（求额定运行时（1）转子电流
23、的频率；（）转子电流的频率；（2）效率；（）效率；（3）额）额定电流；（定电流；（4）电磁转矩。）电磁转矩。038.01000962100011nnnSNN解（解（1）HzfSfN9.150038.012（2）WppPPsmecmec76252WsPPNmecM2.7926)1(WppPPFeCuMN2.863011)(2NPP%87%1002.86307500%1001NNNPP（3）AUPINNNN85.15827.038032.8630cos31（4）mNnPTM73.756022.792611第四节第四节 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性一、三相异步电动机机械特性的三种
24、表达式一、三相异步电动机机械特性的三种表达式1、物理表达式、物理表达式 2、参数表达式、参数表达式3、实用表达式、实用表达式电磁转矩电磁转矩T与转子转速与转子转速n之间的之间的 关系，习惯上纵坐标同时表示转速关系，习惯上纵坐标同时表示转速n和转差和转差率率s，横坐标表示电磁转矩，横坐标表示电磁转矩T。22221111221111122211coscos22cos)(4.44602cosICIkNpmpfIkNfmnIEmPTmTmwmwem电磁转矩：电磁转矩：2111wTkNpmC 222222)(cosxsrsr异步电动机的转矩系数：异步电动机的转矩系数：转子电流折算值：转子电流折算值：转子
25、功率因数：转子功率因数：1、物理表达式、物理表达式反映了不同转速时反映了不同转速时T T与主磁通与主磁通mm及转子电流有功分量及转子电流有功分量 I I2 2coscos2 2之间的关系，不能直接反映异步电动机转矩与电动机参数（如定子相之间的关系，不能直接反映异步电动机转矩与电动机参数（如定子相电压电压U U1 1，s s，R R1 1，R R2 2，X X1 1，X X2 2，定子相数，定子相数m m1 1，转子同步机械角速度，转子同步机械角速度W W0 0等）等）；称物理表达式，用于物理上分析异步电动机在各种运转状态下，转矩称物理表达式，用于物理上分析异步电动机在各种运转状态下，转矩T T
26、与磁通与磁通m及转子电流有功分量之间的关系较方便。及转子电流有功分量之间的关系较方便。2、参数表达式、参数表达式2212211221122211232xxsrrfsrpUpfsrImPTem 异步电动机的电磁转矩异步电动机的电磁转矩T T与定子每相电压与定子每相电压U1U1平方成正比，若电源电压波动大，平方成正比，若电源电压波动大，会对转矩造成很大影响。会对转矩造成很大影响。机械特性曲线机械特性曲线 在电压、频率及绕组参数一定的条件下，电磁转矩在电压、频率及绕组参数一定的条件下，电磁转矩T T与转差率与转差率s s之间的关系之间的关系可用曲线表示如图所示。可用曲线表示如图所示。n最大转矩最大转
27、矩TmTm是是T=T=（s s）的极值点，最大转矩为：）的极值点，最大转矩为：221211121)(43xxrrfpUTm221212)(xxrrsm1）最大转矩）最大转矩 最大转矩对应的临界转差率为：最大转矩对应的临界转差率为：两式中两式中“+”为电动状态（特性在第为电动状态（特性在第象限）；象限）；“-”为制动状态（特性在第为制动状态（特性在第象限）。象限）。n通常情况下，通常情况下，可忽略可忽略r1r1，则有：，则有：2）最大转矩近似表达式）最大转矩近似表达式 最大转矩与额定转矩的比值称为过载倍数，其值最大转矩与额定转矩的比值称为过载倍数，其值大小反映电动机过载能力，用大小反映电动机过载
28、能力，用mm表示，即：表示，即：一般异步电动机过载倍数一般异步电动机过载倍数m=1.5m=1.52.22.2。22121)(xxr)(4321121212xxfpUTxxrsmmNmmTTn起动瞬间起动瞬间n=0n=0或或s=1s=1时，电动机相当于堵转，这一时，电动机相当于堵转，这一时刻的电磁转矩称为起动转矩或堵转转矩，用时刻的电磁转矩称为起动转矩或堵转转矩，用TstTst表示，则有：表示，则有：2）起动转矩）起动转矩Tst 起动转矩与额定转矩的比值称为起动转矩倍数或起动转矩与额定转矩的比值称为起动转矩倍数或堵转转矩倍数，用堵转转矩倍数，用k kstst表示，则有：表示，则有：一般普通异步电
29、动机起动转矩倍数为一般普通异步电动机起动转矩倍数为0.80.81.21.2。221221122123xxrrfrpUTstNststTTk3、实用表达式、实用表达式ssrsrssrsrsrsrrsrssrrrTTmmmmmmm21212222122221221222ssssTTmmm2忽略忽略r1r1的：的：12LNmLNmmTTTTss12mmNmss)(min)/()(55.92mNrnWPTTNNNN 临界转差率：临界转差率：当拖动额定负载时，当拖动额定负载时，T TL L=T=TN N临界转差率为：临界转差率为：从产品目录查出该异步电动机的数据从产品目录查出该异步电动机的数据P PN
30、N、n nN N、mm应用实用公式就可方便得出机械特性表达式。应用实用公式就可方便得出机械特性表达式。额定转矩为：额定转矩为：举例举例已知一台三相异步电机，额定功率已知一台三相异步电机，额定功率P PN N=150kW=150kW，额定电，额定电压压380V380V，额定转速，额定转速n nN N=1460r/min,=1460r/min,过载倍数过载倍数2.42.4，当转子，当转子回路不串入电阻时，（回路不串入电阻时，（1 1）求其转矩的使用表达式；）求其转矩的使用表达式；（2 2）问电动机能否带动额定负载起动。）问电动机能否带动额定负载起动。解（解（1）mNnPTNNN2.98114601
31、5095509550最大转矩最大转矩mNTTNmm23552.9814.2根据根据n nN N=1460r/min=1460r/min，可得出同步转速，可得出同步转速n1=1500r/minn1=1500r/min027.011nnnsNN124.0)1(2mmNmss实用表达式实用表达式ssssssssTTmmm124.0124.04710124.0124.0223522（2）电机开始起动时，）电机开始起动时，s=1,T=Ts,代入使用表达式得代入使用表达式得mNTs5751124.0124.014710因为因为TsKM线圈通电并自锁M通电工作。停止按钮SB2，用于切断KM线圈电流并打开自锁
32、电路，使主回路的电动机M定子绕组断电停止工作。66起停控制电路的保护分析n过载保护过载保护：热继电器FR用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触点打开，接触器KM线圈断电，使电动机M停止工作。排除过载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作。n短路保护短路保护：熔断器组FU1用于主电路的短路保护，FU2用于控制电路的短路保护。n零压零压(欠压欠压)保护保护：依靠按钮的复位功能和接触器本身的电磁机构来实现的。672.3.2 正反转控制电路（正-停-反）正反转实现的方法正反转实现的方法：改变电源相序（任意两相调换）主电路主电路：KM1主触点接通正相序电源M正转。KM2主触点接通反相序电源M反转。控
33、制电路控制电路：SB1控制正转，SB2控制反转，SB3用于停止控制。KM1和KM2动断触点为互锁触点68按钮联锁功能(正-反-正)69n工作台移动机构示意 在工作台的移动机构和固定部件上分别装置的行程开关和档铁（压动行程开关用），当移行机构运动到某一固定位置时，压动行程开关，取代人手接动按钮的功能，实现自动循环控制。n 图中SQ1用于正转控制，SQ2用于反转控制，SQ3、SQ4的常闭触点用于极限位置的保护。正反转控制电路举例：工作台自动循环控制70综合综合 电气原理图中电器元件各部分符号与实际位置无关，可根据原理，将电气符号画在任何需要的电路位置。712.3.3 其它环节1 1、点动（在长动基
34、础上的点动）、点动（在长动基础上的点动）用途：适用于电动机短时间调整的操作。按钮操作 转换开关控制 中间继电器KA控制722.多地点控制 定义：定义：多地控制电路设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置，故称多地控制。特点：特点：起动按钮的常开触点并联，停止按钮的常闭触点串联。733.多条件控制n电路用途电路用途：多个条件都满足(动作)后，才可以起动或停止电路,适用于电路的多条件保护。电路特点电路特点：按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联。744.顺序控制 用途：用途：用于实现机械设备依次动作的控制要求。主电路顺序控制：主电路顺序控制：KM2串在KM1触点下，故只有M1工作后M2才有
35、可能工作。754.顺序控制 控制电路的顺序控制：控制电路的顺序控制：a）KM1的辅助常开触点起自锁和顺控的双重作用。b）单独用一个KM1的辅助常开触点作顺序控制触点。c）M1M2的顺序起动、M2M1的顺序停止控制。顺序停止控制分析：KM2线圈断电，SB1常闭点并联的KM2辅助常开触点断开后，SB1才能起停止控制作用，所以，停止顺序为M2M1。76综合综合基本电路的结构特点：1.自锁接触器常开触点与按钮常开触点相并联。2.互锁两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路 中。3.点动无自锁环节。4.多地按钮的常开触点并联、常闭触点串联。5.多条件按钮的常开触点串联、常闭触点并联。772.4 三相交流
36、异步电动机降压起动控制电路n用途用途：三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相交流 异步电动机空载和轻载起动时减小起动电流。n降压启动控制电路降压启动控制电路：2.4.1 Y-降压起动控制电路 2.4.2 自耦补偿降压起动控制电路 2.4.3 延边三角形降压起动控制电路 2.4.4 定子串电阻降压起动控制电路n要求要求：熟记Y-、定子串电阻降压起动控制电路结构和工作原理，掌握自耦补偿起动和延边三角形降压起动电路工作原理的分析方法782.4.1 Y-降压起动 n 降压原理：降压原理：起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时连接。79Y-降压起动控制电路 主电路分析：主电路分析：KM1、KM3Y起
37、动，KM1、KM2运行。讨论：KM1、KM2、KM3容量关系。Y-Y-降压起动过程分析：降压起动过程分析：按下起动按钮SB2KM1线圈通电自锁；KM3线圈通电-M作Y接起动。KT线圈通电延时KM3线圈断电KM2线圈通电自锁 M作接行KM2动断触点断开，KT线圈断电复位。802.4.2 自耦补偿起动 降压原理降压原理：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，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。主电路主电路：起动时，KM1主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2主触点闭合，电动机接三相交流电源，KM1主触点断开，自耦变压器被切除。讨论：KM2与KM1的控制要求；KM
38、1主触点的容量。控制电路：控制电路：起动过程分析 按动SB2KM1线圈通电自锁电动机M自耦补偿起动；KT线圈通电延时-KA线圈通电自锁KM1、KT线圈断电-KM2线圈通电电动机M全压运行。812.4.3 延边三角形降压起动 n 原理原理：绕组连接67、48、59构成延边三角形接法，绕组连接16、24、35为接法。82延边三角形降压起动控制电路 主电路分析主电路分析 KM1、KM3使接点1、2、3接三相电源，67、48、59对应端接在一起构成延边三角形接法，用于降压起动。KM1、KM2使接点16、24、35接在一起，构成连接，用于全压运行。控制电路与Y-起动控制电路相同，不再分析。832.4.4
39、 定子串电阻降压起动每相绕组端电压U=IR，如R=R1+R2，R1为所串电阻，R2为每相绕组电阻，增加R1，U一定，则减少电流，从而每相绕组力矩减小，降压起动，起动后，移除电阻（R被短接），电机全压运行。特点：不受电动机定子绕组接线形式限制，但能耗大。84分析图a存在问题：1.电动机正常运行时，线路中除了KM2得电外，KM1、KT1也始终得电，影响电气元件寿命，也增加电路的故障点。2.当KM1线圈断线时，按钮SB2按下一段时间后，电机发生全压起动。定子串电阻降压起动852.5 三相交流异步机制动控制电路n主要内容主要内容：机械抱闸制动，能耗制动，反接制动。n要求要求：了解各种制动方法的实现电路
40、，以及能耗制动限流电阻的计算原则，掌握能耗和反接制动电路的原理分析。n2.5.1 2.5.1 机械制动机械制动 1、常用方法：电动抱闸制动、电磁离合器制动（多用于断电制动）。2、制动原理：制动原理：断电电磁抱闸制动方式：电磁抱闸的电磁线圈通电时，电磁力克服弹簧的作用，闸瓦 松开，电动机可以运转。电磁离合器制动方式（结构）：电磁离合器的电磁线圈通电，动、静摩擦片分离，无制动作 用，电磁线圈断电，在弹簧力的作用下动、静摩擦片间产生足够 大的摩擦力而制动。862.4.1 机械制动3、控制电路分析控制电路分析 启动时，接触器KM线圈通电时，其主触点接通电动机定子绕组三相电源的同时，电磁线圈YB通电，抱
41、闸（动摩擦片）松开，电动机转动。停止时，接触器KM线圈断电电动机M断电电磁铁线圈YB失电实现抱闸或电磁制动。872.5.2 电气制动 用途：用途：电气制动多用于电动机的快速停车。常用方法有能耗制动和反接制动。1、能耗制动能耗制动 制动原理：制动时，在切除交流电源的同时，给三相定子绕组通入直流电流，产生一个静止不动的直流磁场，此时，电动机的转子切割直流磁通，产生感应电流。在静止磁场和感应电流的作用下，产生一个阻碍转子转动的制动力矩，从而使电动机转速迅速下降，达到制动目的。直流电源的获取方法，交流电源（降压）经整流（半波、全波、桥式）。限流电阻的计算：电路设计时，根据IZ=（1.54）IN的 原则
42、，选取直流电流电压等级，以及限流电阻的功率和 阻值。881、能耗制动控制电路（按时间原则控制）n起动起动：按动起动按钮SB2KM1线圈通电自锁，电动机M作电动运行。n制动制动：按动停车按钮SB1KM1线圈断电复位KM2线圈通电自锁电动机M定子绕组切除交流电源，通入直流电源能耗制动。SB1KT线圈通电延时KM2线圈断电复位KT线圈断电复位。892、反接制动工作原理：反相序电源制动，转速接近零时，切除反相序电源。主电路：KM1电动运行；KM2通入反相序电源，反接制动。限制反接制动电流。控制电路（速度控制原则）起动起动：接动启动按钮SB2KM1通电自锁电动机M通入正相序电源转动。停止停止：按动停车按
43、钮SB1KM1线圈断电复位KM2线圈通电自锁，实现反接制动，转速n接近零时，速度继电器KS常开触点打开KM2线圈断电，反接制动结束。90习题n1、按速度控制原则设计低压直流供电的能耗制动控制电路。n2、设计电路满足：降压启动 可逆运行 反接制动91M3nnnnQF1KM1KM2KM3RPEKSKSZKSFKM1KM3KM2KA1KM2KA1SB2SB1KA1KM1M1KM1(KM1KA1SB3KM2KM2KSZKSFSB4KT1KT2KM3KA1SB2SB3KA1正反停KT1KT2922.6 变极调速控制线路2.6.1 双速电机（鼠笼式三相交流异步电动机）、双速电机的变极方法双速电机的变极方法
44、U1V1W1端接电源，U2V2W2开路，电动机为接法（低速）U1V1W1端短接，U2V2W2端接电源为YY接法（高速）注意注意，变极时，调换相序，以保证变极调速以后，电动机转动方向不变。932.6.1双速电机2、主电路：KM1主触点构成接的低速接法。KM2、KM3用于将U1V1W1端短接，并在UVW端通入三相交流电源，构成YY接的高速接法。3、控制电路 图a电路中，按钮SB1实现低速起动和运行。按钮SB2使KM2、KM3线圈通电自锁，用于实现YY变速起动和运行。图b 电路在高速运行时，先低速起动，后高速（YY）运行，以减少启动电流。944、双速电机控制电路图b分析n选择开关SA合向高速时间继电
45、器KT线圈通电延时KM1线圈通电，电动机M作低速启动。KT延时时间到KM1线圈断电复位KM2、KM3线圈通电电动机M作YY接法高速运行。n选择开关SA合向低速KM1线圈通电，电动机M作低速转动。n选择开关SA合向0位时，电动机停止运行。952.6.2 三速电机控制1、变极原理 三速电机定子有2套绕组，1套可作为接法和YY接法的双速绕组，另1套为Y型接法的中速绕组。2、主电路nKM1主触点（4个）构成低速连接，其中W1U3接到W1点。nKM2主触点构成中速Y连接，此时U3W1断开以避免产生环流。nKM3、KM4主触点构成高速双星形(YY)连接（KM3构成Y点）963、控制电路nSB1用于KM1的
46、起停控制，SB2用于KM2的起停控制，SB3用于KM3和KM4的起停控制。972.7 绕线式异步电动机控制电路n电路类型电路类型：起动（调速）和制动控制电路。n电路特点电路特点：绕线电机过流能力弱，故需要设置过流保护装置，实现过流、过载、短路保护功能。n2.7.1 起动控制 绕线式异步机常用的起动控制有转子串电阻分级起动和转子串频敏变阻器起动。、电流原则控制转子串电阻分级起动 n 控制原则：电流控制型 98、电流原则控制转子串电阻分级起动 n主电路：R1R3转子外串电阻；KA1KA3转子电流检测用电流继电器（欠流复位型）；KM1KM3转子电阻的旁路接触器。n控制电路分析 按动起动按钮SB2KM
47、4线圈通电自锁中间继电器KA4线圈通电、转子串全电阻起动。转速n，电流I过流继电器KA1复位KM1线圈通电切除转子电阻R1、I；随着转速n，电流I过流继电器KA2复位KM2线圈通电切除转子电阻R2、I；转速n，电流I过流继电器K3复位KM3线圈通电切除R3，转速n上升直到电动机起动过程结束。992、时间原则控制转子串电阻分级起动 n起动条件起动条件：KM1、KM2、KM3均为原态时，方可起动。n起动过程起动过程：按动SB2KM4线圈自锁电动机M串全电阻起动，同时KT1线圈通电延时KM1线圈通电切除R1，同时KT线圈通电延时KM线圈通电切除R，同时KT3线圈通电延时KM3线圈通电自锁切除R3，K
48、T1，KM1，KT2，KM2，KT3等线圈依次断电复位，启动过程结束。1003、转子串频敏变阻器起动控制电路 n频敏变阻器的工作原理：随nf2，转子等效铁耗电阻自动减小，从而达到无级自动切除的目的。n 主电路：KM1引入电源。转子RF为频敏变阻器等效电阻，KM2用于起动结束后切除频敏变阻器RF。绕线式异步电动机通常采用过流继电器进行保护，本图采用热继电器做过载保护。电动机功率及电流很大，热继电器可经电流互感器接入。为提高保护精度，起动时将热元件FR短接，运行时投入。n控制电路起动过程分析：按动SB2KM1线圈通电自锁M串RF起动。同时，KT通电延时时间到，KA线圈通电自锁KM2线圈通电 KT线
49、圈断电复位，转子切除RF，M进入运行状态。1012.7.2 绕线机的能耗制动n1、二级起动过程分析：SA合向位置3KM线圈通电M串全电阻起动，同时，KT线圈通电，为制动作准备；KT1线圈通电延时KM1线圈通电切除R1，同时，KT2线圈断电延时KM2线圈通电，电动机转子切除R2，进入运行状态。1022、能耗制动过程分析 能耗过程：停车制动时，将SA扳回0位，KM，KM1，KM2线圈均断电，切除电动机交流供电电源；KM线圈断电KM3线圈通电 KM2线圈通电短接转子电阻，电动机M定子绕组通入直流电流，进行能耗制动；KT线圈断电延时时间到KM3线圈断电KM2线圈断电，能耗制动过程结束。3、能耗制动电路
50、保护措施 过流继电器KA13用于过流时切除交流电源；KA4用于直流能耗制动过流时切除直流制动电源；过电压继电器KV用于过压时切除控制电路和电动机M的供电电源。1032.8电液控制技术重点重点：液压系统的基础，电液控制的方法难点难点：液压部件的认识要求要求：了解液压系统的控制方法及电磁铁的驱动要求，会简单设计液压控制电路。1041、液压系统基础控制部件：电磁阀（YV）：二位二通液压电磁换向阀；三位五通电磁换向阀；YA：电磁线圈（直流）溢流阀（压力阀）；调速阀（节流阀）；单向阀动力部件：液压泵及电动机执行部件：液压缸（活塞），液压马达辅助装置：油箱，油管，过滤器1052、液压动力滑台液压系统工作原
