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1、南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 第第2 2章章 电器控制线路的基本电器控制线路的基本 原则和基本环节原则和基本环节 掌掌握握阅阅读读电电气气原原理理图图的的方方法法，培培养养读读图图能能力力并并通通过过读读图图分分析析各各种种典典型型控控制制环环节节的的工工作作原原理理，为为电电气气控控制制的的设设计计及及PLCPLC控控制制线线路路的的设设计计、安装、调试打下良好基础。安装、调试打下良好基础。学习目标：学习目标：南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 电电器器控控制制线线路路图图是是电电气气工工程程技技术术的的通通用用语语言言，为为了了便便于于交交流流与与沟沟通通，在在电电器
2、器控控制制线线路路中中，各各种种电电器元件的图形、文字符号必须符合国家的标准。器元件的图形、文字符号必须符合国家的标准。国国家家标标准准局局参参照照国国际际电电工工委委员员会会（IECIEC）颁颁布布的的有有关关文文件件，制制定定了了我我国国电电气气设设备备有有关关国国家家标标准准，采用新的图形和文字符号及回路标号。采用新的图形和文字符号及回路标号。GB47281984GB47281984电气图用图形符号电气图用图形符号 GB69881987GB69881987电气制图电气制图 GB71591987GB71591987电气技术中的文字符号制订通则电气技术中的文字符号制订通则2 2.1.1 电器
3、控制线路的绘制电器控制线路的绘制 2.1.1 2.1.1 电器控制线路常用的图形、文字符号电器控制线路常用的图形、文字符号南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 国国家家标标准准GB71591987GB71591987电电气气技技术术中中的的文文字字符符号号制制订订通通则则规规定定了了电电气气工工程程图图中中的的文文字字符符号号、它它分分为为基基本本文字符号文字符号和和辅助文字符号。辅助文字符号。各种电气新旧标准的图形、文字符号参见各种电气新旧标准的图形、文字符号参见P40P40表表2-12-1 基基本本文文字字符符号号(P40(P40 表表2-2)2-2)有有单单字字母母符符号号和和双双
4、字字母母符符号号。单单字字母母符符号号表表示示电电气气设设备备、装装置置和和元元件件的的大大类类，例例如如K K为为继继电电器器接接触触器器类类元元件件这这一一大大类类；双双字字母母符符号号由由一一个个表表示示大大类类的的单单字字母母与与另另一一个个表表示示器器件件某某些些特特性性的的字字母母组组成成，例例如如KTKT即即表表示示继继电电器器类类器器件件中中的的时时间间继继电电器器，KMKM表表示继电器类器件中的接触器。示继电器类器件中的接触器。辅辅助助文文字字符符号号(P41(P41 表表2-3)2-3)用用来来进进一一步步表表示示电电气气设设备备、装置和元件的功能、状态和特征。装置和元件的
5、功能、状态和特征。南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 2.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图 一、一、电路绘制电路绘制 电器控制线路图中的支路、接点，一般都加上标号。电器控制线路图中的支路、接点，一般都加上标号。主主电电路路标标号号由由文文字字符符号号和和数数字字组组成成。文文字字符符号号用用以以标标明明主主电电路路中中的的元元件件或或线线路路的的主主要要特特征征；数数字字标标号号用用以以区区别别电电路路不不同同线线段段。三三相相交交流流电电源源引引入入线线采采用用L L1 1、L L2 2、L L3 3标标号号，电电源源开开关关之之后后的的三三相相交交流流电电源源主主电电路路分
6、分别别标标U U、V V、W W。如如U U1111表表示示电电动动机机的的第第一一相相的的第第一一个个接接点点代代号号，U U2121为为第第一相的第二个接点代号，依此类推。一相的第二个接点代号，依此类推。控控制制电电路路由由三三位位或或三三位位以以下下的的数数字字组组成成，交交流流控控制制电电路路的的标标号号一一般般以以主主要要压压降降元元件件（如如电电器器元元件件线线圈圈）为为分分界界，左左侧侧用用奇奇数数标标号号，右右侧侧用用偶偶数数标标号号。直直流流控控制制电电路路中中正极按奇数标号，负极按偶数标号正极按奇数标号，负极按偶数标号。南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 图2-1
7、电动机正反转控制原理图 此此处处以以线线圈圈为为分分界界,右侧用偶数右侧用偶数标标号号以以线线圈圈为为分分界界,左侧用奇数左侧用奇数南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 绘制电气原理图应遵循以下原则：绘制电气原理图应遵循以下原则：1 1 电器控制线路根据电路通过的电流大小可电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路分为主电路和控制电路。主电路包括从电源到电。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条画动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边。控制电路是通过弱电流的电路，在原理图的左边。控制电路是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、
8、接触器的辅助触一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继电器的触头等组成，用细线条画在原理图头、继电器的触头等组成，用细线条画在原理图的右边。的右边。2 2 电气原理图中，所有电器元件的图形、文电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标准。字符号必须采用国家规定的统一标准。南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 3 3 采用电器元件展开图的画法。采用电器元件展开图的画法。同一电器元同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。号标出。若有多个同一种类的电器元件，可在文若有多个同一种类的电器元件，可在文字符
9、号后加上数字序号，如字符号后加上数字序号，如KMKM1 1、KMKM2 2等。等。4 4 所有按钮、触头均按没有外力作用和没有所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。通电时的原始状态画出。5 5 控制电路的分支线路，原则上按照动作先控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉后顺序排列，两线交叉(“+”(“+”字字)连接时的电气连接时的电气连接点须用黑点标出；连接点须用黑点标出；(“T”(“T”字字)不用黑点不用黑点 南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 二、图上元器件位置表示方法图上元器件位置表示方法 电路编号法电路编号法 表格法表格法 横坐标图示法横坐标
10、图示法继电器和接触器的触继电器和接触器的触头位置采用附加图表头位置采用附加图表的方式表示的方式表示（a a）电路图）电路图 （b b）触头位置表示触头位置表示 （1 1）电路编号法：）电路编号法：P44P44电路编号法特别适用电路编号法特别适用于多分支电路于多分支电路1 12 23 34 45 57 76 68 8南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用(2)(2)横坐标图示横坐标图示常闭触头常闭触头常开触头常开触头南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 三、三、阅读和分析控制线路图的方法阅读和分析控制线路图的方法1 1、首先了解工艺过程及控制
11、要求；、首先了解工艺过程及控制要求；2 2、搞搞清清控控制制系系统统中中各各电电机机、电电器器的的作作用用以以及及它们的控制关系；它们的控制关系；3 3、主电路、控制电路分开主电路、控制电路分开阅读或阅读或分析；分析；4 4、控控制制电电路路中中，根根据据控控制制要要求求按按自自上上而而下下、自左而右自左而右的顺序进行读图或分析；的顺序进行读图或分析；5 5、同同一一个个电电器器的的所所有有线线圈圈、触触头头不不论论在在什什么么位置都位置都相同的名字相同的名字；南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 6 6、原原理理图图上上所所有有电电器器，必必须须按按国国家家统统一一符符号号标标注，且均
12、按未通电状态表示；注，且均按未通电状态表示；7 7、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联线圈只能并联，不能串联；8 8、控控制制顺顺序序只只能能由由控控制制电电路路实实现现，不不能能由由主主电电路实现。路实现。记录电器动作和触点状态采用下列符号记录电器动作和触点状态采用下列符号符号符号意义意义 线圈得电线圈得电 线圈断电线圈断电 触点闭合触点闭合 触点断开触点断开 延时动作延时动作 按下按下南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 2.2 2.2 三相异步电动机的启动控制三相异步电动机的启动控制一、控制线路组成一、控制线路组成控制线路控制线路控制线路控制线路电源电路，由电
13、源保护和电源开关组成电源电路，由电源保护和电源开关组成电源电路，由电源保护和电源开关组成电源电路，由电源保护和电源开关组成主电路，它作用于被控对象的电路主电路，它作用于被控对象的电路主电路，它作用于被控对象的电路主电路，它作用于被控对象的电路控制电路，它起逻辑判断、记忆、顺序动作等作用控制电路，它起逻辑判断、记忆、顺序动作等作用控制电路，它起逻辑判断、记忆、顺序动作等作用控制电路，它起逻辑判断、记忆、顺序动作等作用辅助电路，包括保护、显示和报警电路辅助电路，包括保护、显示和报警电路辅助电路，包括保护、显示和报警电路辅助电路，包括保护、显示和报警电路控控制线路的基本制线路的基本电路（补充）电路（
14、补充）南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 二、控制电路二、控制电路 控控制电路一般由逻辑电路、记忆（自锁）电制电路一般由逻辑电路、记忆（自锁）电路、顺序动作电路组成。路、顺序动作电路组成。1 1、基本逻辑电路、基本逻辑电路（1 1）“与与”逻辑电路逻辑电路 由由继电器、接触器、按钮开关等的触点继电器、接触器、按钮开关等的触点和一个继电器线圈串联而和一个继电器线圈串联而构成。构成。SB1SB1SB2SB2KMKM触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB1）和（）和（SBSB2 2）线圈（线圈（KM）通电）通电电机电机转动转动南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用（2 2）“
15、或或”逻辑电路逻辑电路 由由继电器、接触器、按钮开关等的常触点继电器、接触器、按钮开关等的常触点并联后和一个继电器线圈串联而并联后和一个继电器线圈串联而构成。构成。触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB1）或（）或（SBSB2 2）线圈（线圈（KM）通电）通电电机电机转动转动南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用（3 3）“非非”逻辑电路逻辑电路 触触点点SBSB和触点和触点KAKA的的状态相反，具有状态相反，具有“非非”的功能。的功能。触头触头（KA）断开）断开按下按钮按下按钮（SB）线圈线圈（KA）通电通电电电机停止转动机停止转动南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用
16、2 2、自锁电路、自锁电路 由由由由接触器（继电器）、接触器（继电器）自身接触器（继电器）、接触器（继电器）自身接触器（继电器）、接触器（继电器）自身接触器（继电器）、接触器（继电器）自身的常开辅助触点、按钮开关构成。启动按钮按下松的常开辅助触点、按钮开关构成。启动按钮按下松的常开辅助触点、按钮开关构成。启动按钮按下松的常开辅助触点、按钮开关构成。启动按钮按下松开后，接触器（继电器）还保持通电开后，接触器（继电器）还保持通电开后，接触器（继电器）还保持通电开后，接触器（继电器）还保持通电状态，直状态，直状态，直状态，直到按到按到按到按下停止按钮下停止按钮下停止按钮下停止按钮为止。为止。为止。为
17、止。依靠接触器自身辅助触点而使其依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象，称为自锁。线圈保持通电的现象，称为自锁。为什么加自锁？为什么加自锁？为什么用点动开关？为什么用点动开关？触头触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB2）线圈线圈（KM）通电通电电机转动电机转动南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 3 3、互锁、互锁电路电路 在同一时间里两个接触器只允许一个工作在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（联锁）。的控制作用称为互锁（联锁）。为什么加互锁？为什么加互锁？南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 4 4、顺序动作电路顺序动作电路 其其它它的的接接触
18、触器器（继继电电器器）动动作作后后，接接触触器器（继电器）才能动作（继电器）才能动作南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 2.2.1 2.2.1 三相笼型电动机直接启动控制三相笼型电动机直接启动控制一一、直接、直接启动启动1 1、用开用开关直接启动线路关直接启动线路用开关实现电机电源的用开关实现电机电源的接通接通和断开。和断开。缺点：缺点：启启动动电电流流较较大大，可可能能会会干干扰其他设备的正常工作。扰其他设备的正常工作。无法无法实现远控和自控实现远控和自控南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 M3控控制制电电路路主主电电路路a.a.点动控制点动控制触头（触头（KM）打开）打开按
19、钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；2 2、用接触器直接启动线路、用接触器直接启动线路南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 b.b.电动机连续运行电动机连续运行自保自保持持KMSB2CM3AB CKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KM南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 方法一：钮子开关控制方法一：钮子开关控制控制控制关系关系SASA打开，打开，SB2SB2：点动：点动SASA闭合，闭合，SB2SB2：连续：连续运行运行QSFRM3AB
20、CKMFU主电路主电路控制电路控制电路c.c.点动点动+连续运行连续运行南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 方法二：方法二：用复合用复合按钮按钮SB3SB3：点动：点动SB2SB2：连续运行：连续运行控制控制关系关系控制电路控制电路M3AB CKMFUFRSB1SB2SB3FRKMKM南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 M3AB CKMFU方法三：方法三：加中间继电器（加中间继电器（KAKA）控制控制关系关系SB3SB3：点动：点动SB2SB2：连续运行：连续运行FR南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 启、保、停电路启、保、停电路采用的控制保护环节采用的控制保护环节过热
21、保护过热保护短路保护短路保护失压、欠失压、欠压保护压保护特点：特点：启启动动电电流流为为额额定定电流的电流的4 4 8 8倍倍 启启动动转转矩矩为为额额定定转矩的转矩的0.5 0.5 1.5 1.5倍倍南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 2.2.2 2.2.2 三相笼型电动机的减压启动控制三相笼型电动机的减压启动控制定子绕组串电阻减压启动控制线路定子绕组串电阻减压启动控制线路1 1、定子绕组串电阻减压启动控制、定子绕组串电阻减压启动控制 虽然降压启动可以减少启动电流，但也降低了转虽然降压启动可以减少启动电流，但也降低了转矩，因此适合于启动转矩小的场合矩，因此适合于启动转矩小的场合(空载
22、、轻载空载、轻载)南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 2 2、电机的电机的Y Y 起动起动KM2KM2闭闭合，电机接成合，电机接成 Y Y 形形；KM1KM1闭闭合，合，电机接成电机接成 形。形。南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 3 3、延边三角形减压启动控制、延边三角形减压启动控制 形接法形接法延边延边 接法接法定子绕组定子绕组特别设计特别设计具有启动电流小、启动转矩大的特点，但定子绕具有启动电流小、启动转矩大的特点，但定子绕组需特别设计。组需特别设计。延边三角形减压启动控制线路延边三角形减压启动控制线路启动启动 KM1KM1合合 延边延边正常正常 KM2KM2合合 启动启
23、动 KMKM合合南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 特点特点:启动转矩较大启动转矩较大,可在重载下启动。可在重载下启动。绕绕线线转转子子电电动动机机可可以以在在转转子子绕绕组组中中通通过过滑滑环环串串接接外外加加电电阻阻启启动动，达达到到减减小小启启动动电电流流、提提高高转转子电动机电路的功率因数和增大启动转矩的目的。子电动机电路的功率因数和增大启动转矩的目的。串串接接在在转转子子绕绕组组中中的的外外加加电电阻阻，常常用用的的有有铸铸铁铁电电阻阻片片和和用用镍镍铬铬电电阻阻丝丝绕绕制制成成的的板板形形电电阻阻，且且一一般般都都联联成成Y Y结结。在在启启动动前前，外外加加电电阻阻全全部
24、部接接入入转转子子绕绕组组。随随着着启启动动过过程程的的结结束束，外外接接电电阻阻被被逐逐段短接。段短接。2.2.3 2.2.3 三相绕线转子电动机的电路三相绕线转子电动机的电路 利用电流继电器，根据电利用电流继电器，根据电机转子电流大小的变化来控机转子电流大小的变化来控制电阻的分组切除。制电阻的分组切除。KA1KA1、2 2、3 3为欠电流继电器，线圈串为欠电流继电器，线圈串接于转子电路中。接于转子电路中。KA1KA1、2 2、3 3的吸合电流相同；释放电的吸合电流相同；释放电流不同！流不同！KA1KA1释放电流最大，释放电流最大，KA2KA2次之。次之。随着电机转速升高，电流减小，随着电机
25、转速升高，电流减小，KA1-KA3KA1-KA3依次释放，分别短接电阻，直至将电阻依次释放，分别短接电阻，直至将电阻全部短接。全部短接。开机时，开机时，KA1KA1、2 2、3 3全部吸合，全部吸合，R1R1、2 2、3 3全部接入。全部接入。KM1KM1、2 2、3 3失失电！电！1.1.转子绕组串接启动电阻的启动控制转子绕组串接启动电阻的启动控制图图2-15 2-15 频敏变阻器等效电路频敏变阻器等效电路 电机的绕组电机的绕组直流电阻直流电阻 为铁损等效为铁损等效电阻电阻 L L为等效为等效电感电感 2.2.转子绕组串接频敏变阻器起动控制转子绕组串接频敏变阻器起动控制频频敏敏变变阻阻器器实
26、实质质上上是是一一个个特特殊殊的的三三相相电电抗抗器器。将将其其串串接接于于电电动动机机转转子子电电路路中中，相相当当于于接接入入一个铁损较大的电抗器一个铁损较大的电抗器RFRF。电电机机起起动动过过程程中中，转转子子电电流流频频率率是是变变化化的的。刚刚起起动动时时，转转速速等等于于0 0，转转差差率率s=1s=1，转转子子电电流流的的频频率率f2f2与与电电源源频频率率f1f1的的关关系系为为 f2=sf1f2=sf1，所所 以以 刚刚 起起 动动 时时f2=f1 f2=f1，频频敏敏变变阻阻器器的的电电感感和和电电阻阻均均为为最最大大，转转子子电电流流受受到到抑抑制制。随随着着电电动动机
27、机转转速速的的升升高高而而s s减减小小，f2f2下下降降，频频敏敏变变阻阻器的阻抗也随之减小。器的阻抗也随之减小。图图2-16 2-16 转子绕组串接频敏转子绕组串接频敏变阻器的起动控制线路变阻器的起动控制线路 TATA为为电电流流互互感感器器，作作用用是是将将主主电电路路中中的的大大电电流流变变换成小电流进行测量。换成小电流进行测量。在绕线转子电动机转子串接频敏变阻器起动时，随着电动机转在绕线转子电动机转子串接频敏变阻器起动时，随着电动机转速的升高，频敏变阻器阻抗也自动逐渐减小，实现了平滑的无级起速的升高，频敏变阻器阻抗也自动逐渐减小，实现了平滑的无级起动。此种起动方式在桥式起重机和空气压
28、缩机等电气设备中获得广动。此种起动方式在桥式起重机和空气压缩机等电气设备中获得广泛应用。泛应用。为为避避免免启启动动时时间间长长而而使使热热继继电电器器RFRF误误动动作作,用用KAKA将其短接将其短接.自动自动开关开关手动开关手动开关南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3KMFFUQSFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1正转正转2
29、.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、反转控制南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反转控制双重互锁双重互
30、锁KMRM3A BCKMFFUQSFR电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 实例实例 行程控制行程控制 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BAKMRM3ABCKMFFUQSFR南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 行程控制电路（行程控制电路（1 1）正程正程限位开关限位开关STASTB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程SB2
31、正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 行程控制行程控制(2)-(2)-自动自动往复运动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回到位后能自动返回南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 电机电机STaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合式采用复合式开关。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的
32、同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 1 电机电机M1控制要求：控制要求：1.M1 1.M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2.M2 2.M2 可单独停可单独停2 电机电机M2 实例实例：顺序控制顺序控制南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 顺序控制顺序控制电路电路（1）：）：FUKM2FR2AB CFUM3AB CKM1FR1M3主电路主电路控制电路控制电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1南京理
33、工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 顺序控制顺序控制电路电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。FRSB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制电路控制电路南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 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 三相异步电动机的一般调速方法有：三相异步电动机的一般调速方法有：改变电动机定子绕组的磁极对数改变电动机定子绕组的磁极对数P P 这这种种调调速速方方法法是是用用改改变变定定子子绕绕组组的的接接线线方方式
34、式来来改改变变笼型电动机定子极对数，达到调速的目。笼型电动机定子极对数，达到调速的目。改变电源频率改变电源频率 f f变变频频调调速速是是改改变变电电动动机机定定子子电电源源的的频频率率，从从而而改改变变其同步转速的调速方法。其同步转速的调速方法。改变转差率改变转差率 S S绕绕线线式式异异步步电电动动机机转转子子串串入入附附加加电电阻阻；绕绕线线转转子子电电动机串级调速；交流调压调速；电磁离合器调速动机串级调速；交流调压调速；电磁离合器调速 三相异步电动机的转速：三相异步电动机的转速：s s：转差率：转差率f f：电源频率：电源频率p p：定定子子绕绕组组磁极对数磁极对数双速电动机调速的优点
35、是：双速电动机调速的优点是：可以适应不同负载的要求可以适应不同负载的要求2.4.1 2.4.1 三相笼型电动机的变极（三相笼型电动机的变极（P P）调速控制）调速控制图图2-18 2-18 双速电动机三相绕组结联图双速电动机三相绕组结联图图图2-19 2-19 双速电动机调速控制线路双速电动机调速控制线路三角形和双星形联接星形和双星形联接低速：KM3合，三角形高速：先KM3合低速启动,再 KM3断，KM2，KM1合，双星形高速南京理工大学紫金学院 电气控制与PLC应用 2.4.2 2.4.2 绕线转子电动机转子串电阻的调速控制绕线转子电动机转子串电阻的调速控制 绕绕线线转转子子电电动动机机可可
36、采采用用转转子子串串电电阻阻的的方方法法调调速速（见见2.2.3)2.2.3)随随着着转转子子所所串串电电阻阻的的增增大大，电电动动机机的的转转速速降降低低，转转差差率率增增大大，使使电电动动机机工工作作在在不不同同的的人人为为特特性性上上，以以获获得不同的转速，实现调速的目的。得不同的转速，实现调速的目的。图图2-202-20所所示示为为采采用用凸凸轮轮控控制制器器控控制制的的电电动动机机正正、反反转转和和调调速速的的线线路路。在在电电动动机机M M的的转转子子电电路路中中，串串接接三三相相不不对对称称电电阻阻，作作起起动动和和调调速速用用。转转子子电电路路的的电电阻阻和和定定子子电电路相关
37、部分与凸轮控制器的各触头连接。路相关部分与凸轮控制器的各触头连接。图图2-20 2-20 采用凸轮控制器控制采用凸轮控制器控制电动机正、反转和调速的线路电动机正、反转和调速的线路 触头触头KTKT1 1KTKT5 5和转子电和转子电路串接的电阻相连接，用路串接的电阻相连接，用于短接电阻，控制电动机于短接电阻，控制电动机的起动和调速。的起动和调速。限位开关限位开关 SQSQ1 1、SQSQ2 2分分别与触头别与触头KTKT1111、KTKT1212串串接，起限位保护作用接，起限位保护作用 正转加速正转加速反转加速反转加速图图2-21 2-21 电磁离合器结构图电磁离合器结构图1 1电枢电枢 2
38、2磁极磁极 3 3线圈线圈 4 4集电环集电环 图图2-22 2-22 电磁调速异步电动机电磁调速异步电动机的控制线路的控制线路 VCVC是是晶晶闸闸管管可可控控整整流流电电源源，提提供供电电磁磁离离合合器器的的直直流流励励磁磁电电流流，其其大大小小可可通通过过电电位位器器R R进进行行调节。调节。2.4.3 电磁调速异步电动机的控制电磁调速异步电动机的控制 电磁调速异步电动机由电磁调速异步电动机由异步电动机、异步电动机、电磁离合器、控制装置电磁离合器、控制装置三部分组成。三部分组成。对于一定的负载转矩，励磁电流不对于一定的负载转矩，励磁电流不同，转速也不同，是同，转速也不同，是通过改变电磁离合通过改变电磁离合器的励磁电流实现调速的器的励磁电流实现调速的。机械特性软，需加自动调速装置！机械特性软，需加自动调速装置！由由测测速速发发电电机机取取出出转转速速信信号号反反馈馈给给VCVC，起起速速度度负负反反馈馈作作用用，以以调调节节和和稳稳定定电电动动机机转转速速，改善其机械特性改善其机械特性