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1、 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 第二章第二章 电气控制线路的基本原则电气控制线路的基本原则和基本控制环节和基本控制环节重点：重点：电气控制工程图的内容，鼠笼式三相交流异步电气控制工程图的内容，鼠笼式三相交流异步电电动机动机起起、停，正反转，多地、多条件控制电路的基本原理停，正反转，多地、多条件控制电路的基本原理；降压降压起动控制电路起动控制电路；制动控制电路制动控制电路；变极调速变极调速。绕线式异绕线式异步电动机的控制电路步电动机的控制电路；电液控制技术电液控制技术；难点：读懂电气控制线路原理图，能够应用基本的控制环难点：读懂电气控制线路原理图，能够应用基本的控制环节。节。“机
2、床电气控制技术”电子课件 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 第第2章章 电气控制线路的基本原则和基本控制环节电气控制线路的基本原则和基本控制环节2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准2.22.2三相异步电动机起动控制三相异步电动机起动控制2.3 2.3 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制2.4 2.4 三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制2.5 2.5 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制2.6 2.6 其它典型控制环节其它典型控制环节2.7 2.7 液压系统控制液压系统控制 安徽农业大学机电工程系安徽
3、农业大学机电工程系 2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准 电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。电气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电电气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电气元件及其联接关系，图中采用不同的图形符号表示各种电气元件及其联接关系，图中采用不同的图形符号表示各种电器元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号器元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号或线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或接点编号来或线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或
4、接点编号来表示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控表示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，是电气系统安装、调整、制系统的结构、原理等设计意图，是电气系统安装、调整、使用和维修的重要资料。使用和维修的重要资料。2.1.1电气控制线路图中的图形符号和文字符号电气控制线路图中的图形符号和文字符号 电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号都电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文字符号都有统一的国家标准。近年来，我国采用有统一的国家标准。近年来，我国采用GB4728-84GB4728-84“电气图电气图用图形符号用图形符号”、GB6988-8
5、7GB6988-87“电气制图电气制图”和和GB7159-87GB7159-87“电气电气技术中的文字符号制定通则技术中的文字符号制定通则”等新标准，在绘制电气控制系等新标准，在绘制电气控制系统图时必须严格遵循。（见教材表统图时必须严格遵循。（见教材表2-12-1）安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2.1.2 电气控制工程图电气控制工程图 1.1.电气原理图（电气原理图（图图2-12-1、图图2-22-2）用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开并依据各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路图，称并依据各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路
6、图，称为电气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线为电气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，不表示电气元件的形状、大小和安装方式。端点，不表示电气元件的形状、大小和安装方式。2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准电气原理图电气原理图电器位置图电器位置图电气安装接线图电气安装接线图 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则1）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。2）电气原理图中
7、，所有电元件都应采用国家统一规定）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。的图形符号和文字符号来表示。3）电气原理图中，各个电器元件和部件在控制线路中）电气原理图中，各个电器元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各的位置，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各个部件可以不画在一起。个部件可以不画在一起。4）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没）电气原理图中，所有电器的触头都按没有通电和没有受外力作用时的状态绘制。有受外力作用时的状态绘制。安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2.1 2.1 电气控制工程图的内容
8、及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准5）电气原理图中，无论是主电路还是铺助电路都垂直布）电气原理图中，无论是主电路还是铺助电路都垂直布置，电源电路绘成水平线，主电路绘制在图的左侧，控制电置，电源电路绘成水平线，主电路绘制在图的左侧，控制电路绘制在图的右侧。控制电路中的耗能元件画在电路的最下路绘制在图的右侧。控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。端。6）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，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。用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。原理图区域划分原理图区域划分图区编号可以设置
9、在图的上方或下方，对应图区编号下图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下方或上方表明它对应电路的功能。方或上方表明它对应电路的功能。安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 符号位置的索引符号位置的索引符符号号位位置置的的索索引引用用图图号号、页页次次和和图图区区编编号号的的组组合合索索引引法法，索引代号组如下：索引代号组如下：当当某某一一元元件件相相关关的的各各符符号号元元素素出出现现在在不不同同图图号号的的图图纸纸上上，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及
10、有关标准 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 在在原原理理图图中中相相应应线线圈圈的的下下方方，给给出出触触头头的的文文字字符符号号，并并在在其其下下面面注注明明相相应应触触头头的的索索引引代代号号，对对未未使使用用的的触触头头用用“”表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：左栏左栏中栏中栏右栏右栏主触头所主触头所辅助常开触头辅助常开触头辅助常闭触头辅助常闭触头在图区号在图区号所在图区号所在图区号所在图区号所在图区号2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制
11、工程图的内容及有关标准 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 对继电器，上述表示法各栏的含义如下：对继电器，上述表示法各栏的含义如下：左栏左栏右栏右栏辅助常开触头辅助常开触头辅助常闭触头辅助常闭触头所在图区号所在图区号所在图区号所在图区号是接触器是接触器KM相应触头的索引。相应触头的索引。例例图中图中 KM1KM1线圈下方的线圈下方的2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 电器元件布置图电器元件布置图电电器器元元件件布布置置图图是是用用来来表表明明电电气气设设备备上上所所有有电电机机、电电器器的的实实际
12、际位位置置，为为电电气气控控制制设设备备的的制制造造、安安装装、维维修修提提供供必要的档案资料。必要的档案资料。图图2-3 某机床的电器元件布置图某机床的电器元件布置图2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 电气安装接线图（电气安装接线图（图图2-42-4）电电气气安安装装接接线线图图是是用用规规定定的的图图形形符符号号，按按各各电电器器元元件件相相对对位位置置绘绘制制的的实实际际接接线线图图。在在具具体体施施工工和和检检修修中中能能起起到到原原理理图图所所起起不不到到的的作用，在生产现场得到了广泛的应用。作用
13、，在生产现场得到了广泛的应用。安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表示安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表示各电各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接器元件的相对位置和它们之间的电气连接，安装接线图不仅要把同，安装接线图不仅要把同一个电器的各个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合一个电器的各个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件的表示要与原理图一致，以便核对。该电器的实际情况。各电器元件的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电器元件之间的连接可以直接进行，同一控制柜中的各电器元件之间的连接可以直接进行，不在同一个不在
14、同一个控制柜内的各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行控制柜内的各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行。安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引出。还安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引出。还应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。2.1 2.1 电气控制工程图的内容及有关标准电气控制工程图的内容及有关标准 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 对于起动频繁，允许直接起动电动机容量不大于变压器容对于起动频繁，允许直接起动电动机容量不大于变压器容量的量的20%。对于不经常起动者，直接起动电动机容量不大于变压器
15、容对于不经常起动者，直接起动电动机容量不大于变压器容量的量的30%。全压起动全压起动额定电压直接加到电动机的定子绕组。额定电压直接加到电动机的定子绕组。优点：电路简单优点：电路简单缺点：起动电流大缺点：起动电流大通常对容量小于通常对容量小于10kW的笼型异步电动机采用直接起动方法。的笼型异步电动机采用直接起动方法。2.22.2三相异步电动机起动三相异步电动机起动控制控制 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 图图2-52-5为为三三相相笼笼型型异异步步电电动动机机单向全压直接起动控制电路。单向全压直接起动控制电路。2.2.1单向全压直接起动控制电路单向全压直接起动控制电路1.1.工作原
16、理工作原理合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM线圈得电自锁线圈得电自锁M起动起动起动过程：起动过程：停车过程：停车过程：按下按下SB2SB2KMKM线圈断电线圈断电M停车停车自自锁锁图图2-5三相笼型异步电动机单向全压直接起动控制线路三相笼型异步电动机单向全压直接起动控制线路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2 2、电路的保护环节、电路的保护环节 （1 1）短路保护）短路保护 由熔断器实现电路短路保护。由熔断器实现电路短路保护。（2 2）过载保护）过载保护 通过热继电器实现通过热继电器实现电动机长期过载电动机长期过载保护保护。（3 3）欠压和失压保护）欠压和失压保护 由接触器
17、本身的电磁机构实由接触器本身的电磁机构实现。现。2.2.1单向全压直接起动控制电路单向全压直接起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2.2.2电动机的点动、长动控制电路电动机的点动、长动控制电路点动：操作者按下起动按钮后，点动：操作者按下起动按钮后，电动机起动运转，松开起动按钮时、电动机起动运转，松开起动按钮时、电动机就停止转动。电动机就停止转动。右图为几种点动控制电路。右图为几种点动控制电路。图图2-6是是最基本的点动控制线路最基本的点动控制线路。合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM线圈得电线圈得电M起动起动主触头闭合主触头闭合松开松开SB2SB2KMKM线圈失电线
18、圈失电主触头断开主触头断开M停车停车图图2-6电动机点动控制线路电动机点动控制线路1 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 图图2-7是是既可以实现点动既可以实现点动又可以实现连续运行的控制线路又可以实现连续运行的控制线路。点动：手动开关点动：手动开关SA打开打开连续工作：连续工作：合上合上SA，自锁触头接入，自锁触头接入，即可实现连续控制。即可实现连续控制。2.2.2电动机的点动、长动控制电路电动机的点动、长动控制电路图图2-7 2-7 电动机点动控制电路电动机点动控制电路2 2 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 图图2-8复合按钮复合按钮SB3来实现点动控制来实现点动控
19、制按钮按钮SB2实现连续控制实现连续控制合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM得电自锁得电自锁M起动起动主触头闭合主触头闭合连续运行：连续运行：点动运行：点动运行：合合QSQS按下按下SB2SB2KMKM得电得电M起动起动主触头闭合主触头闭合松开松开SB2SB2KMKM失电失电M停车停车2.2.2电动机的点动、长动控制电路电动机的点动、长动控制电路图图2-8 2-8 电动机点动控制电路电动机点动控制电路2 2 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 图图2-9是是利用中间继电器利用中间继电器 实现点动实现点动的控制线路。的控制线路。点动运行：点动运行：连续运行：连续运行：按下按下SB3
20、SB3KMKM得电自锁得电自锁M起动起动按下按下SB2SB2KAKA得电得电M起动起动KMKM得电得电松开松开SB2SB2KMKM断电断电M停车停车KAKA断电断电2.2.2电动机的点动、长动控制电路电动机的点动、长动控制电路图图2-9电动机点动控制电路电动机点动控制电路4 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 较较大大容容量量的的笼笼型型异异步步电电动动机机（大大于于10kW10kW）因因起起动动电电流流较较大大，不不允允许许用用全全压压直直接接起起动动，应应采采用用降降压压起起动动控控制制。有有时时为为了了减减小小起起动动时时对对机机械械设设备备的的冲冲击击，即即便便是是允允许许采
21、采用用直直接接起起动的电动机，也往往采用降压起动。动的电动机，也往往采用降压起动。降降压压起起动动时时，先先降降低低加加在在电电动动机机定定子子绕绕组组上上的的电电压压，待待起起动动后后再再将将电电压压升升高高到到额额定定值值，使使之之在在正正常常电电压压下下运运行行。由由于于电电枢枢电电流流和和电电压压成成正正比比，所所以以降降低低电电压压可可以以减减小小起起动动电电流流，这这样样不不致致在在电电路路中中产产生生过过大大的的电电压压降降，减减少少对对线线路路电电压压的的影影响。响。三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：定子串电三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：定子串电阻（或电抗器）降
22、压起动、星阻（或电抗器）降压起动、星-三角（三角（Y-Y-）降压起动、自）降压起动、自耦变压器降压起动及延边三角形降压起动。耦变压器降压起动及延边三角形降压起动。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 1、定子串电阻降压起动控制、定子串电阻降压起动控制 三相笼型异步电动机定子绕阻串接起动电阻三相笼型异步电动机定子绕阻串接起动电阻时，由于起动电阻的分压，使定子绕组起动电压时，由于起动电阻的分压，使定子绕组起动电压降低，起动结束后再将电阻短接，使电动机在额降低，起动结束后再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常
23、运行，可以减小起动电流。这种起定电压下正常运行，可以减小起动电流。这种起动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单、动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单、经济，在中小型生产机械中应用较广。经济，在中小型生产机械中应用较广。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 自动切换的降压起动电路原理（图自动切换的降压起动电路原理（图2-10）合上电源开关合上电源开关QS，接入三相电源，按下，接入三相电源，按下SB2，KM1、KT线圈得线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻电吸合并自锁，电动机串电阻R降压起动，当电动机转速
24、接近额定值时，降压起动，当电动机转速接近额定值时，时间继电器时间继电器KT动作，其延时闭合的常开触点闭合，动作，其延时闭合的常开触点闭合，KM2线圈得电并自线圈得电并自锁。锁。KM2主触点短接电阻主触点短接电阻R，KM2的常闭触点断开，使的常闭触点断开，使KM1、KT线线圈断电释放，电动机经圈断电释放，电动机经KM2主触点在全压下进入稳定正常运转。主触点在全压下进入稳定正常运转。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-10自动切换的降压起动控制线路自动切换的降压起动控制线路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 自动自动/手动短接电阻降
25、压起动电路原理手动短接电阻降压起动电路原理（图（图2-11）SA为为自自动动/手手动动选选择择开开关关，当当SA置置于于自自动动时时，电电路路与与图图2-10相相同同。若若SA置置于于手手动动时时，KT被被切切除除，此此时时按按下下起起动动按按钮钮SB2后后，电电动动机机串串电电阻阻R降降压压起起动动。再再按按下下加加速速按按钮钮SB3，电电阻阻R被被短短接，电动机全压运行。接，电动机全压运行。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-11自动自动/手动短接电阻降压起动控制线路手动短接电阻降压起动控制线路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工
26、程系 2、星、星-三角（三角（Y-）降压起动控制）降压起动控制 正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机，正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机，可采用星可采用星-三角降压起动三角降压起动。起动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的，故起动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的，故起动电流下起动电流下降到全压起动时的降到全压起动时的1/31/3，电动机起动旋转，当转速接近额定转速时，电动机起动旋转，当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改接成三角形，电动机进入正常运行状态。将电动机定子绕组改接成三角形，电动机进入正常运行状态。这种降压起动方法简单、经济，可用在操作
27、较频繁的场合，但其这种降压起动方法简单、经济，可用在操作较频繁的场合，但其起动转矩只有全压起动时的起动转矩只有全压起动时的1/31/3，适用于空载或轻载适用于空载或轻载。星星-三角起动电路有多种，现介绍两个有代表性的电路三角起动电路有多种，现介绍两个有代表性的电路:、用于、用于13kW13kW以下电动机的起动电路以下电动机的起动电路 、用于、用于13kW13kW以上电动机的起动电路以上电动机的起动电路 2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 按按下下起起动动按按钮钮SB2，KM1、KT线线圈圈同同时时通通
28、电电吸吸合合并并自自锁锁，KM1主主触触点点闭闭合合接接入入电电源源，电电动动机机接接为为三三角角形形，降降压压起起动动。当当时时间间继继电电器器KT动动作作，,KM1线线圈圈断断电电释释放放，切切断断电电动动机机电电源源；KT上上延延时时闭闭合合的的常常开开触触点点闭闭合合，使使KM2线线圈圈通通电电并并自自锁锁，KM2的的主主触触点点将将电电动动机机定定子子接接为为三三角角形形，常常闭闭触触点点KM2断断开开，使使KT断断电电，KM1线线圈圈重重新新通通电电吸吸合，电动机三角形运行。合，电动机三角形运行。、用于、用于13kW13kW以下电动机的起动控制电路（图以下电动机的起动控制电路（图2
29、-122-12）2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-12 用于用于13kW13kW以下电动机的起动控制以下电动机的起动控制线线路路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 按按下下SB2SB2，KM1KM1、KTKT、KM3KM3线线圈圈同同时时通通电电吸吸合合自自锁锁，星星形形降降压压起起动动，当当KTKT动动作作，KM3KM3线线圈圈断断电电释释放放，KM2KM2线线圈圈通通电电吸吸合合，电电动动机机三三角角形形连连接接，进进入正常运行。入正常运行。常用的自动星常用的自动星-三角起三角起动器有动器有QX3QX3系列，控制电系列，控
30、制电动机的最大功率有动机的最大功率有1313、30kW30kW两种。两种。、用于、用于13kW以上电动机的起动控制电路（图以上电动机的起动控制电路（图2-13）2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-13用于用于13kW以上电动机的起动控制以上电动机的起动控制线线路路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 3、自耦变压器降压起动控制电路、自耦变压器降压起动控制电路 按下按下SB2，KM1、KT线圈线圈同时得电并自锁，同时得电并自锁，KM1主触主触点闭合，电动机定子绕组经点闭合，电动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开始自耦变压器二次侧供电
31、开始降压起动。当降压起动。当KT动作，使动作，使接触器接触器KM1线圈断电，线圈断电，KM1主触点断开，将自耦变主触点断开，将自耦变压器从电网上切除；同时使压器从电网上切除；同时使接触器接触器KM2线圈得电，电动线圈得电，电动机直接接到电网上，全压运机直接接到电网上，全压运行。行。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-14自耦变压器降压起动控制自耦变压器降压起动控制线线路路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电压变比为电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电压变比为K=U1/U21
32、，利用自耦变压器降压起动时的电压为额定电压的利用自耦变压器降压起动时的电压为额定电压的1/K，电网供给的起动电流减小到电网供给的起动电流减小到1/K2，由于由于TU2，此时的起动转此时的起动转矩降为直接起动时的矩降为直接起动时的1/K2。所以，所以，自耦变压器降压起动常用于空自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动载或轻载起动。自耦变压器降压起动的方法适用于正常工作时接成星形或三角自耦变压器降压起动的方法适用于正常工作时接成星形或三角形的形的较大容量电动机较大容量电动机，起动转矩可以通过改变自耦变压器抽头的，起动转矩可以通过改变自耦变压器抽头的连接位置而改变，缺点是自耦变压器价格较贵，且不允许频
33、繁起连接位置而改变，缺点是自耦变压器价格较贵，且不允许频繁起动。动。常用的自耦常用的自耦变压变压器起器起动动产品是产品是成套的成套的补偿补偿降降压压起起动动器器。包括手。包括手动动、自、自动动操作两种形式。手操作两种形式。手动动操作的操作的补偿补偿器有器有QJ3、QJ5等型号，等型号，自自动动操作的有操作的有XJ01型和型和CTZ系列等。系列等。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 降压起动。降压起动。HL3HL3灭。当灭。当KTKT动作，动作，KAKA线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，KM1KM1、KM
34、3KM3、KTKT线圈断电释放，线圈断电释放，KM2KM2线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。同时，压下运行。同时，HL2HL2灭，灭，HL1HL1亮，指示电动机全压正常运行。亮，指示电动机全压正常运行。合上电源开关合上电源开关QSQS，HL2HL2亮（从上电至降压期间亮）、亮（从上电至降压期间亮）、HL3HL3亮（亮（上电至上电至未起动期间亮），按下未起动期间亮），按下SB2SB2，KM1KM1、KM3KM3、KTKT线圈得电自锁，线圈得电自锁，XJ01XJ01型补偿降压起动器产品电路（适用型补偿降压起动器产品电路（适用141428kW2
35、8kW）2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-15成套的补偿降压起动器成套的补偿降压起动器降压起动控制降压起动控制线线路路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 4 4、延边三角形降压起动控制电路、延边三角形降压起动控制电路 延延边边三三角角形形降降压压起起动动是是一一种种既既不不用用增增加加起起动动设设备备，又又能能提提高高起起动转矩的起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步电动机。动转矩的起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步电动机。延边三角形电动机定子延边三角形电动机定子绕组联结图绕组联结图电动机绕组有电动机绕组有9 9个接线
36、端。个接线端。出线头编号：出线头编号：U U（U1U1、U2U2、U3U3）V V（V1V1、V2V2、V3V3）W W（W1W1、W2W2、W3W3）U3U3、V3V3、W3W3为绕组中间为绕组中间抽头。抽头。2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-16延边三角形电动机定子绕组联结图延边三角形电动机定子绕组联结图 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 表表2-2 2-2 不同抽头比时的延边三角形起动特性不同抽头比时的延边三角形起动特性N N1 1/N/N2 2每相绕组电压每相绕组电压（V V）起动电流起动电流/额定电流额定电流0.50
37、.52902903.63.64.24.21 12642643 33.53.52 22302302.62.61.11.1 2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 按下按下SB2，KM1、KM2、KT线圈同时得电并自锁，电动机联结为线圈同时得电并自锁，电动机联结为延边三角形降压起动。当电动机转速接近于额定转速时，延边三角形降压起动。当电动机转速接近于额定转速时，KT动作，动作，KM1线圈断电释放，线圈断电释放，KM3线圈通电并自锁，线圈通电并自锁，KM3主触点闭合，电动机主触点闭合，电动机成三角形联结正常运转
38、。成三角形联结正常运转。延边三角形降压起动控制电路延边三角形降压起动控制电路 2.2.3三相笼型异步电动机的降压起动控制电路三相笼型异步电动机的降压起动控制电路图图2-17延边三角形降压起动控制线路延边三角形降压起动控制线路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 三三相相绕绕线线转转子子异异步步电电动动机机的的转转子子绕绕组组可可以以通通过过滑滑环环串串接接起起动动电电阻阻以以达达到到减减小小起起动动电电流流、提提高高转转子子电电路路功功率率因因数数和和起起动动转转矩矩的的目目的的。在在一一般般要要求求起起动动转转矩矩较较高高的的场场合合，绕绕线线转转子子异异步步电电动机得到了广泛的应
39、用。动机得到了广泛的应用。绕线转子异步电动机转子绕组可以绕线转子异步电动机转子绕组可以串电阻串电阻和和串频敏变阻器串频敏变阻器两种装置进行起动。两种装置进行起动。1 1、转子串电阻起动控制电路、转子串电阻起动控制电路 串接在三相转子绕组中的起动电阻一般都接成星形。起动串接在三相转子绕组中的起动电阻一般都接成星形。起动前，起动电阻全部接入，起动过程中将电阻依次短接，起动结前，起动电阻全部接入，起动过程中将电阻依次短接，起动结束时，转子电阻全部被短接。短接起动电阻的方式有三相电阻束时，转子电阻全部被短接。短接起动电阻的方式有三相电阻不平衡短接法和三相电阻平衡短接法不平衡短接法和三相电阻平衡短接法两
40、种。仅介绍用接触器控两种。仅介绍用接触器控制的平衡短接法起动控制。制的平衡短接法起动控制。2.2.4三相绕线式异步电动机的起动控制电路三相绕线式异步电动机的起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 按下按下SB2，KM1、KT1线圈得电，电动机转子接线圈得电，电动机转子接入三段电阻起动；入三段电阻起动；当当KT1延时到，延时到，KM2得得电，短接电阻电，短接电阻R1，KT2得得电；电；当当KT2延时到，延时到，KM3得得电，短接电阻电，短接电阻R2，KT3得得电；电；KT3延时到，延时到，KM4得电，得电，短接电阻短接电阻R3，电动机起动电动机起动过程结束。过程结束。图图2-
41、18 2-18 按时间原则控制的串电阻起动按时间原则控制的串电阻起动线线路路 2.2.4三相绕线式异步电动机的起动控制电路三相绕线式异步电动机的起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 图图2-192-19按电流原则短接起动电阻的控制按电流原则短接起动电阻的控制线线路路 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2，KM1KM1得电，电动机起动，得电，电动机起动，起动电流大，起动电流大，KI1KI1、KI2KI2、KI3KI3同时吸合动同时吸合动作，作，KM2KM2、KM3KM3、KM4KM4线线圈全断电，电阻全部圈全断电，电阻全部接入。接入。随转子电流减小，随转子电流减小，KI1K
42、I1首先释放，短接第首先释放，短接第一段转子电阻一段转子电阻R1R1，再，再KI2KI2释放，短接释放，短接R2R2，如如此下去，直到将转子此下去，直到将转子全部电阻短接，电动全部电阻短接，电动机起动过程结束。机起动过程结束。KI1、KI2、KI3欠电流继电器，欠电流继电器，吸合电流相同，释放电流不同，吸合电流相同，释放电流不同，KI1最大，最大，KI2次之，次之，KI3最小。最小。2.2.4三相绕线式异步电动机的起动控制电路三相绕线式异步电动机的起动控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路 三三相相绕绕线线
43、转转子子异异步步电电动动机机转转子子串串接接电电阻阻起起动动时时存存在在一一定定的的机机械械冲冲击击，起动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。起动线路复杂，而且电阻本身比较笨重、能耗大、控制箱体积大。从从2020世世纪纪6060年年代代开开始始，我我国国开开始始应应用用和和推推广广自自己己独独创创的的频频敏敏变变阻阻器器。频频敏敏变变阻阻器器的的阻阻抗抗能能够够随随着着转转子子电电流流频频率率的的减减小小而而自自动动减减小小，它它是是绕绕线线转子异步电动机较为理想的一种起动设备。转子异步电动机较为理想的一种起动设备。频敏变阻器是一种由数频敏变阻器是一种由数片片E E形钢板叠成
44、铁心，外面再形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它套上绕组的三相电抗器，它有铁心、线圈两个部分，采有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗非用星形接线，其铁心损耗非常大。相当于一个铁损较大常大。相当于一个铁损较大的电抗器。的电抗器。2.2.4三相绕线式异步电动机的起动控制电路三相绕线式异步电动机的起动控制电路图图2-20 2-20 频敏变阻器等效电路频敏变阻器等效电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 自自动动控控制制时时将将开开关关SASA扳扳向向“自自 动动”，按按 下下 SB2SB2，KM1KM1、KTKT得得电电，当当KTKT到到，KAKA得得电电，KM2KM
45、2得得电电，频频敏敏变变阻阻器器短短接接，完成电动机的起动。完成电动机的起动。手手动动时时SASA板板“手手动动”，断断开开KTKT，按按下下SB2SB2，串串频频敏敏变变阻阻器器起起动动，按按下下SB3SB3，短短接接RFRF，起起动动过过程程结结束束。起起动动中中，KAKA将将热热继继电电器器的的发发热热元元件件FRFR短短接接，以以免免起起动动时时间间长长而而使使热热继电器误动作。继电器误动作。采用频敏变阻器的起动控制电路采用频敏变阻器的起动控制电路 2.2.4三相绕线式异步电动机的起动控制电路三相绕线式异步电动机的起动控制电路图图2-21 2-21 频敏变阻器的起动控制线路频敏变阻器的
46、起动控制线路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 在在电电动动机机正正反反转转控控制制线线路路中中，利利用用两两个个接接触触器器的的常常闭闭辅辅助助触触头头互互相相控控制制的的方方法法叫叫做做互互锁锁，而而两两对对起起互互锁锁作作用用的的触头叫做互锁触头。触头叫做互锁触头。2.3电动机的正反转控制电路电动机的正反转控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 1 1、电动机、电动机“正正-停停-反反”控制电控制电路路按下按下SB2SB2KM1KM1得电自锁得电自锁M正转正转合合QS正转：正转：反转：反转：按下按下SB2SB2KM2KM2得电自锁得电自锁M反转反转停车：停车：
47、按下按下SB2SB2KM1KM1失电失电M停车停车 如图如图 2-21 2-21 所示：所示：图图2-22正正-停停-反控制线路反控制线路互锁互锁 2.3电动机的正反转控制电路电动机的正反转控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2 2、电动机、电动机“正正-反反-停停”控制电控制电路路其控制电路如图其控制电路如图2-222-22所示。所示。按下按下SB2SB2KM1KM1得电自锁得电自锁M正转正转合合QS正转：正转：停车：停车：反转：反转：按下按下SB2SB2KM2KM2得电自锁得电自锁M反转反转按下按下SB2SB2KM1KM1或或KM2KM2失电失电M停车停车互互锁锁联联锁
48、锁 图图2-23正正-反反-停控制电路停控制电路2.3电动机的正反转控制电路电动机的正反转控制电路 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 2.4.1 2.4.1 三相笼型异步电动机的有级调速控制原理三相笼型异步电动机的有级调速控制原理 由三相异步电动机的转速公式由三相异步电动机的转速公式n=60fn=60f1 1(1-s)/p(1-s)/p可知，三可知，三相异步电动机的调速方法主要有相异步电动机的调速方法主要有变极对数调速、变转差率调变极对数调速、变转差率调速及变频调速速及变频调速三种。三种。其中变转差率的方法可通过调定子电压、改变转子电路其中变转差率的方法可通过调定子电压、改变转子电
49、路中的电阻以及采用串级调速、电磁转差离合器调速等来实现。中的电阻以及采用串级调速、电磁转差离合器调速等来实现。改变转子电路电阻的调速方法只适用于绕线转子异步电改变转子电路电阻的调速方法只适用于绕线转子异步电动机。动机。变频调速和串级调速比较复杂将在专门的课程中讲授。变频调速和串级调速比较复杂将在专门的课程中讲授。本节仅介绍笼型异步电动机本节仅介绍笼型异步电动机变极调速变极调速的基本控制电路。的基本控制电路。2.4三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 一一般般的的三三相相异异步步电电动动机机极极对对数数是是不不能能随随意意改改变变的的，必
50、必须须选选用用双双速速或或多多速电动机。变极对数仅适用于三相笼型异步电动机。速电动机。变极对数仅适用于三相笼型异步电动机。图图2-2442极双速电机定子绕组极双速电机定子绕组a）三角形连接，电动机四极运行，低速三角形连接，电动机四极运行，低速b）是双星形连接，电动机两极运行，高速。是双星形连接，电动机两极运行，高速。2.4三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制 安徽农业大学机电工程系安徽农业大学机电工程系 按按下下低低速速起起按按钮钮SB2SB2，低低速速接接触触器器KM1KM1得得电电，KM1KM1主主触触点点闭闭合合，电电动动机机定定子子绕绕组组接接为为三三角形，电动机低速运转。