1、山東理工大學機械工程學院Electrical Control Technology and PLC Programming22:23:551第第2章章 電氣控制線路的基本原則和基本環節電氣控制線路的基本原則和基本環節主要內容主要內容:電氣圖的基本知識；電氣圖的基本知識；電氣控制線路分析基礎；電氣控制線路分析基礎；電氣控制線路設計方法；電氣控制線路設計方法；2.12.1電氣控制線路的繪制電氣控制線路的繪制l電氣控制線路電氣控制線路是由各種有觸點的接觸器、繼電是由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等組成的控制線路。器、按鈕、行程開關等組成的控制線路。l電氣控制線路的作用電氣控制線路的作用:

2、是實現對電力拖動系統的啟動、換向、制動和是實現對電力拖動系統的啟動、換向、制動和調速等的控制；調速等的控制；實現對拖動系統的保護；實現對拖動系統的保護；滿足生產工藝要求，實現生產加工自動化。滿足生產工藝要求，實現生產加工自動化。一、電氣控制線路常用的圖形、文字符號一、電氣控制線路常用的圖形、文字符號l電氣系統圖電氣系統圖有電氣原理圖、電氣設備安裝圖和電氣設備有電氣原理圖、電氣設備安裝圖和電氣設備接線圖三類。接線圖三類。一、電氣控制系統圖中的圖形符號和文字符號一、電氣控制系統圖中的圖形符號和文字符號 要符合國家標準的規定。要符合國家標準的規定。 GB/T 4728:電氣簡圖用圖形符號電氣簡圖用圖

3、形符號，共，共13部分，分別部分，分別于于2005和和2008年頒布。年頒布。 GB/T 5465:電氣設備用圖形符號電氣設備用圖形符號，共，共2部分，部分，1996和和2006年頒布。年頒布。GB/T 20063:簡圖用圖形符號簡圖用圖形符號GB/T 5094：工業系統、裝置與設備以及工業產品工業系統、裝置與設備以及工業產品-結構結構原則與參照代號原則與參照代號GB/T 20939：技術產品及技術產品文件結構原則字母代技術產品及技術產品文件結構原則字母代碼碼-按項目用途和任務劃分的主類和子類按項目用途和任務劃分的主類和子類GB/T 6988：電氣技術用文件的編制電氣技術用文件的編制一、電氣控

4、制線路常用的圖形、文字符號一、電氣控制線路常用的圖形、文字符號二、電氣原理圖二、電氣原理圖l定義：定義：電氣原理圖為了便于閱讀與分析控制線電氣原理圖為了便于閱讀與分析控制線路，根據簡單清晰的原則，采用電氣元件展開路，根據簡單清晰的原則，采用電氣元件展開的形式繪制而成。的形式繪制而成。l特點：特點：它僅表示電氣控制線路的工作原理、以它僅表示電氣控制線路的工作原理、以及各電器元件的作用和相互關系。及各電器元件的作用和相互關系。l電路原理圖應包括下列內容電路原理圖應包括下列內容l圖形符號圖形符號(GB/T 4728.113-2005，2008)；l連接線；連接線；l參照代號參照代號(GB/T 509

5、4.2-2003，GB/T 20939-2007)；l端子代號端子代號(GB/T 18656-2002)；l用于邏輯信號的電平約定；用于邏輯信號的電平約定；l電路尋跡必須的信息電路尋跡必須的信息(如信號代號如信號代號(GB/T 16679-2009)、位、位置信息置信息(GB/T 6988.1-2008)；l了解項目功能必需的補充信息。了解項目功能必需的補充信息。二、電氣原理圖二、電氣原理圖（一）繪制電氣原理圖時應遵循的原則（一）繪制電氣原理圖時應遵循的原則（1）電氣控制線路根據電路通過的電流大小可分）電氣控制線路根據電路通過的電流大小可分為為主電路主電路和和控制電路控制電路。主電路包括從電源

6、到電。主電路包括從電源到電動機的電路，是強電流通過的部分，用粗線條動機的電路，是強電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖的左側。控制電路是通過弱電流的畫在原理圖的左側。控制電路是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電氣元件的線圈、接觸器電路，一般由按鈕、電氣元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸頭等組成，用細線條的輔助觸頭、繼電器的觸頭等組成，用細線條畫在原理圖的右邊。畫在原理圖的右邊。 FRSB1SB2KMKMSB1KMFRKMM3FU L1 L2 L3（一）繪制電氣原理圖時應遵循的原則（一）繪制電氣原理圖時應遵循的原則（2）電氣原理圖中，所有電器元件的圖形、文字符）電氣原理圖中，所有電器元件的圖形

7、、文字符號必須采用國家規定的統一標準。號必須采用國家規定的統一標準。（3）采用電器元件展開圖的畫法。同一電氣元件的）采用電器元件展開圖的畫法。同一電氣元件的各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號標各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號標出。若有多個同一種類的電氣元件，可在文字符出。若有多個同一種類的電氣元件，可在文字符號后加上數字序號。號后加上數字序號。（4）所有按鈕、觸頭均按沒有外力作用和沒有通電）所有按鈕、觸頭均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態畫出。時的原始狀態畫出。（5）控制電路的分支線路，原則上按照動作先后順序排）控制電路的分支線路，原則上按照動作先后順序排列，兩線交叉連接時的

8、電氣連接點須用黑點標出。列，兩線交叉連接時的電氣連接點須用黑點標出。（6）電氣原理圖中，應盡量減少線條和避免線條交叉。）電氣原理圖中，應盡量減少線條和避免線條交叉。各導線之間有電聯系時，對各導線之間有電聯系時，對“T”形連接點，在導線交點處形連接點，在導線交點處可以畫實心圓點，也可以不畫；對可以畫實心圓點，也可以不畫；對“十十”形連接點，必須畫形連接點，必須畫實心圓點。根據圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪實心圓點。根據圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪制，一般逆時針方向旋轉制，一般逆時針方向旋轉90，但文字符號不可倒置。，但文字符號不可倒置。（一）繪制電氣原理圖時應遵循的原則（一）繪制電氣原

9、理圖時應遵循的原則（二）圖面區域的劃分（二）圖面區域的劃分 為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖幅分成若干個圖區，為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖幅分成若干個圖區，圖區行的代號用英文字母表示，一般可省略，列的代號用阿圖區行的代號用英文字母表示，一般可省略，列的代號用阿拉伯數字表示，其圖區編號寫在圖的下面，并在圖的頂部標拉伯數字表示，其圖區編號寫在圖的下面，并在圖的頂部標明各圖區電路的作用。明各圖區電路的作用。 每個分區內豎邊用大寫字母編號，橫邊用數字編號。編號每個分區內豎邊用大寫字母編號，橫邊用數字編號。編號的順序應從左上角開始。的順序應從左上角開始。橫邊從左到右用阿拉伯數字編號。橫邊從左到右用阿

10、拉伯數字編號。（三）符號位置索引（三）符號位置索引 符號位置的索引用圖號、頁次和圖區編號的組合索引法符號位置的索引用圖號、頁次和圖區編號的組合索引法，索引代號的組成如下：，索引代號的組成如下：.圖號圖號頁號頁號圖區號圖區號（1）在繼電器、接觸器線圈下方均列有觸點表以說明線在繼電器、接觸器線圈下方均列有觸點表以說明線圈和觸點的從屬關系，即相應觸點位置索引。也就是在圈和觸點的從屬關系，即相應觸點位置索引。也就是在相應線圈的下方，給出觸點的圖形符號（有時也可省去）相應線圈的下方，給出觸點的圖形符號（有時也可省去），對未使用的觸點用，對未使用的觸點用“ ”表明（或不作表明）。表明（或不作表明）。（三）

11、符號位置索引（三）符號位置索引 7KM（QA）22214對接觸器對接觸器，上述表示法各攔的含義如下：上述表示法各攔的含義如下：左欄：主觸左欄：主觸頭所在區號頭所在區號中欄：輔助中欄：輔助常開觸頭所常開觸頭所在區號在區號右欄：輔助右欄：輔助常閉觸頭所常閉觸頭所在區號在區號KA（KF）117914對繼電器，上述表示法各欄的含義如下：對繼電器，上述表示法各欄的含義如下：左欄：常開觸左欄：常開觸頭所在區號頭所在區號右欄：常閉觸右欄：常閉觸頭所在區號頭所在區號（四）電氣原理圖中技術數據的標注（四）電氣原理圖中技術數據的標注 電氣元件的數據和型號，一般用小號字體標注在電氣元件的數據和型號，一般用小號字體標

12、注在電器代號下面，如圖熱繼電器動作電流。電器代號下面，如圖熱繼電器動作電流。(BB)三、電氣元件布置圖三、電氣元件布置圖 電氣布置圖：電氣布置圖：主要是用來表明電氣設備上所有電機電器的實際位主要是用來表明電氣設備上所有電機電器的實際位置，為生產機械電氣控制設備的制造、安裝、維修置，為生產機械電氣控制設備的制造、安裝、維修提供必要的資料。提供必要的資料。注意：位置合理，尺寸要準確，要求標注公差。注意：位置合理，尺寸要準確，要求標注公差。例如：例如：需經常更換（熔斷器）或操作（開關）的電需經常更換（熔斷器）或操作（開關）的電器，應安裝在什么地方？器，應安裝在什么地方？變壓器應安裝在電氣控制柜的什么

13、地方？變壓器應安裝在電氣控制柜的什么地方？ (1)同一組件中電器元件的布置應注意將體積大和較重的電同一組件中電器元件的布置應注意將體積大和較重的電器元件安裝在電器板的下面，而發熱元件應安裝在電氣箱器元件安裝在電器板的下面，而發熱元件應安裝在電氣箱(柜柜)的上部或后部，但熱繼電器宜放在其下部，因為熱繼電的上部或后部，但熱繼電器宜放在其下部，因為熱繼電器的出線端直接與電動機相連便于出線，而其進線端與接器的出線端直接與電動機相連便于出線，而其進線端與接觸器直接相連接，便于接線并使走線最短，且宜于散熱觸器直接相連接，便于接線并使走線最短，且宜于散熱;(2)強電弱電分開并注意屏蔽，防止外界干擾強電弱電分

14、開并注意屏蔽，防止外界干擾;(3)需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝位置不宜過需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝位置不宜過高或過低，人力操作開關及需經常監視的儀表的安裝位置應高或過低，人力操作開關及需經常監視的儀表的安裝位置應符合人體工程學原理符合人體工程學原理； 三、電氣元件布置圖三、電氣元件布置圖三、電氣元件布置圖三、電氣元件布置圖(4)電器元件的布置應考慮安全間隙，并做到整齊、美觀、電器元件的布置應考慮安全間隙，并做到整齊、美觀、對稱，外形尺寸與結構類似的電器可安放在一起，以利加對稱，外形尺寸與結構類似的電器可安放在一起，以利加工、安裝和配線。若采用行線槽配線方式，應適當加大各工

15、、安裝和配線。若采用行線槽配線方式，應適當加大各排電器間距，以利布線和維護；排電器間距，以利布線和維護；(5)在電器布置圖設計中，還要根據本部件進出線的數量、在電器布置圖設計中，還要根據本部件進出線的數量、采用導線規格及出線位置等，選擇進出線方式及接線端子采用導線規格及出線位置等，選擇進出線方式及接線端子排、連接器或接插件，并按一定順序標上進出線的接線號。排、連接器或接插件，并按一定順序標上進出線的接線號。四、電氣安裝接線圖四、電氣安裝接線圖 電氣控制線路安裝接線圖：電氣控制線路安裝接線圖：是為了安裝電氣設備和電氣元件、進行配線或檢修是為了安裝電氣設備和電氣元件、進行配線或檢修電器故障服務的。

16、在圖中可顯示出各電氣設備中各電器故障服務的。在圖中可顯示出各電氣設備中各元件的空間位置和接線情況，它可在安裝或檢修時元件的空間位置和接線情況，它可在安裝或檢修時對照原理圖使用。對照原理圖使用。原則：電器位置布置合理、經濟。原則：電器位置布置合理、經濟。例：例：應考慮到如何走線最省線。應考慮到如何走線最省線。四、電氣安裝接線圖四、電氣安裝接線圖繪制電氣安裝圖應遵循的主要原則如下：繪制電氣安裝圖應遵循的主要原則如下：（1）必須遵循相關國家標準繪制電氣安裝線路圖。）必須遵循相關國家標準繪制電氣安裝線路圖。（2）各電器元器件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中各電器元器件的位置、文字符號必須和電氣原理圖

17、中的標注一致，同一個電器元件的各部件（如同一個接觸器的標注一致，同一個電器元件的各部件（如同一個接觸器的觸點、線圈等）必須畫在一起，各電器元件的位置應與的觸點、線圈等）必須畫在一起，各電器元件的位置應與實際安裝位置一致。實際安裝位置一致。（3）不在同一安裝板或電氣柜上的電器元件或信號的電氣）不在同一安裝板或電氣柜上的電器元件或信號的電氣連接一般應通過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線連接一般應通過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線編號連接。編號連接。四、電氣安裝接線圖四、電氣安裝接線圖（4）走相相同、功能相同的多根導線可用單線或線束表）走相相同、功能相同的多根導線可用單線或線束表示。畫連接

18、線時，應標明導線的規格、型號、根數和穿示。畫連接線時，應標明導線的規格、型號、根數和穿線管的尺寸。線管的尺寸。電氣控制系統設計應用舉例電氣控制系統設計應用舉例1、電氣原理圖、電氣原理圖 原理設計時以起原理設計時以起停控制電路原理為主，停控制電路原理為主，兼顧電路的工作狀態兼顧電路的工作狀態指示和設備工作點的指示和設備工作點的局部照明電路。局部照明電路。 圖中標注了線號、圖中標注了線號、導線截面積等參數。導線截面積等參數。PE11.5mm2TSRQF電源開關7652M23N342AFU12KM567HLHLEL2AFU2KMVUW3SB2KMSB11主電動機起停控制線路SA1mm2照明和信號2、

19、電氣安裝位置圖、電氣安裝位置圖 電氣安裝位置圖用來表示元器件清單中所有電器元件電氣安裝位置圖用來表示元器件清單中所有電器元件的相對安裝位置。通常，電器元件布置在主配電盤和操的相對安裝位置。通常，電器元件布置在主配電盤和操作面板上。作面板上。 電氣安裝位置圖應考慮電器元件的實際安裝方法和結電氣安裝位置圖應考慮電器元件的實際安裝方法和結構尺寸，最終確定主配電盤和操作面板、以及控制柜結構尺寸，最終確定主配電盤和操作面板、以及控制柜結構和外形尺寸。構和外形尺寸。3、電氣接線圖、電氣接線圖 按照電氣安裝位置圖的設計思想，電氣接線圖也分為主配按照電氣安裝位置圖的設計思想，電氣接線圖也分為主配電盤接線圖和操

20、作面板接線圖兩部分。電盤接線圖和操作面板接線圖兩部分。 圖中線側數字表示線號（圖中線側數字表示線號（17），線端數字表示器件編號），線端數字表示器件編號（1025）。）。2320DZ2L1 L2L322242424RR122117642 3524ST242124QF2325173175217617717249252123 23321電源ST4N PE22125U24 2424M756U V8W2W25V255252010EL7206DZ32023L1N2052523 23L3L2320224FU12122KM12420241L32322FU2DZ112563720201205202032420

21、6171511171410114SB11313 11314131715141131011HL1101711HL2SB2175131711726SA12157 R1*1.5mm（白）3*1.5mm（紅）電源進線1*1.5mm（黃綠）2*1mm（紅）包塑金屬軟管d10mm*2m照明燈接地螺栓包塑金屬軟管d20mm*1m包塑金屬軟管d20mm*2m控制面板9102222STNPE UV W123563*1.5mm（紅）1*1.5mm（黃綠）配電盤底板22圖4 電氣接線圖 4、電氣互連圖、電氣互連圖 電氣互連圖表示電氣控制柜配電盤之間、以及和外部器件之間的接線關系。電氣互連圖表示電氣控制柜配電盤之間、

22、以及和外部器件之間的接線關系。 圖中用導線束將照明燈、操作面板、電動機、電源引入線與控制主盤連接圖中用導線束將照明燈、操作面板、電動機、電源引入線與控制主盤連接起來，并注明了穿線管的規格、電纜線的參數等數據，起來，并注明了穿線管的規格、電纜線的參數等數據， 安裝無誤后，接通三相電源，作空載實驗，通安裝無誤后，接通三相電源，作空載實驗，通過操作按鈕，檢驗電氣裝置動作的準確性及指示的過操作按鈕，檢驗電氣裝置動作的準確性及指示的正確性，空載實驗無誤后，接上負載作負載試驗，正確性，空載實驗無誤后，接上負載作負載試驗，反復調試直至設備正常工作為止。反復調試直至設備正常工作為止。5、安裝調試、安裝調試2.

23、2 三相異步電動機的啟動控制三相異步電動機的啟動控制鼠籠型異步電動機常用鼠籠型異步電動機常用直接啟動和降壓啟動直接啟動和降壓啟動兩種方兩種方式，另外還有軟啟動器、變頻器啟動等方式。式，另外還有軟啟動器、變頻器啟動等方式。 2.2.1三相籠型電動機的直接啟動控制三相籠型電動機的直接啟動控制直接起動直接起動 ：利用閘刀開關或接觸器直接把電動機接到電：利用閘刀開關或接觸器直接把電動機接到電網上。網上。 優點：優點：起動設備簡單，成本低，起動時間短，起動方便可起動設備簡單，成本低，起動時間短，起動方便可靠靠 。缺點：缺點：起動電流大，對電動機和電網有一定的沖擊。起動電流大，對電動機和電網有一定的沖擊。

24、 直接啟動適用場合：電網容量足夠，電動機功率相對較小直接啟動適用場合：電網容量足夠，電動機功率相對較小（小于電網容量的（小于電網容量的10%15%）且電動機啟動不頻繁的場）且電動機啟動不頻繁的場合。是否允許全壓啟動應遵循相關國標和規范的要求（一合。是否允許全壓啟動應遵循相關國標和規范的要求（一般要求電動機啟動時在電網上引起的電壓降不應超過般要求電動機啟動時在電網上引起的電壓降不應超過10%15%）。）。1.采用刀開關直接啟動控制采用刀開關直接啟動控制如：如： 一般小型臺鉆和砂輪機等都直接用開關啟動，一般小型臺鉆和砂輪機等都直接用開關啟動，如圖所示：如圖所示：M3FU L1 L2 L3QK用刀開

25、關控制的啟動控制線路用刀開關控制的啟動控制線路M3FU L1 L2 L3QK用刀開關控制的全壓啟動控制線路用刀開關控制的全壓啟動控制線路用刀開關控制的全壓啟動控制線路用刀開關控制的全壓啟動控制線路FUQKM3 L1 L2 L3用刀開關控制的全壓啟動控制線路用刀開關控制的全壓啟動控制線路FUQKM3 L1 L2 L3M3FU L1 L2 L3QK用刀開關控制的全壓啟動控制線路用刀開關控制的全壓啟動控制線路2.采用接觸器直接啟動控制采用接觸器直接啟動控制（1 1）點動控制）點動控制按下按鈕時，電動機通電起動、運行，松開按鈕時按下按鈕時，電動機通電起動、運行，松開按鈕時電動機斷電、停止。一般用于機器

26、的定位控制，如電動機斷電、停止。一般用于機器的定位控制，如機床上的對刀、工件找正，車間里的行車（吊車）機床上的對刀、工件找正，車間里的行車（吊車）控制等。控制等。起重行車（架空軌道起重機）控制開關FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3F點動控制線路點動控制線路FU2KMM

27、3FU1QSL1 L2 L3點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3點動控制線路點動控制線路FU2KMM3FU1QSL1 L2 L3點動控制線路點動控制線路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1KMQS（2）連續控制線路）連續控制線路FRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM

28、3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQSFRKMM3FU L1 L2 L3SB2SB1KM1KM1FRQS（2）連續控制線路）連續控制線路線路的工作原理：線路的工作原理： 自鎖：這種依靠接觸器自身的輔助觸頭而使其線自鎖：這種依靠接觸器自身的輔助觸頭而使其線圈保持通電的現象。圈保持通電的現象。邏輯連接關系：邏輯連接關系：

29、 啟動按鈕啟動按鈕（常開）與自鎖觸頭并聯連接；（常開）與自鎖觸頭并聯連接； 停止按鈕停止按鈕（常閉）與線圈串聯連接；（常閉）與線圈串聯連接；電路的保護環節：電路的保護環節： 熔斷器熔斷器FU作為電路短路保護，但達不到過載保作為電路短路保護，但達不到過載保護的目的。護的目的。 熱繼電器熱繼電器FR具有過載保護作用。具有過載保護作用。 欠壓保護與失壓保護是依靠接觸器本身的電磁機欠壓保護與失壓保護是依靠接觸器本身的電磁機構來實現的。構來實現的。（2）連續控制線路）連續控制線路（2）連續控制線路）連續控制線路控制線路具備了欠壓和失壓保護能力之后，有如下控制線路具備了欠壓和失壓保護能力之后，有如下三個方

30、面的優點三個方面的優點:第一，防止電壓嚴重下降時電動機欠電壓運行第一，防止電壓嚴重下降時電動機欠電壓運行。第二，防止電源電壓恢復時，電動機自行啟動而第二，防止電源電壓恢復時，電動機自行啟動而造成設備和人身事故。造成設備和人身事故。第三，避免多臺電動機同時啟動而造成電網電壓第三，避免多臺電動機同時啟動而造成電網電壓的嚴重下降。的嚴重下降。（3）點動連續混合控制線路）點動連續混合控制線路 SB1:停止按鈕停止按鈕SB2:連續控制按鈕連續控制按鈕SB3:點動控制按鈕點動控制按鈕FRKMM3FU L1 L2 L3SB1KM1QSFRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSA）簡單

31、控制線路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）復合按鈕控制線路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）復合按鈕控制線路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）復合按鈕控制線路FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3B）復合按鈕控制線路（點動）FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3

32、FRKMM3FU L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FRQSSB3電動機點動和連續動作結合控制電路電動機點動和連續動作結合控制電路 （3）點動連續混合控制線路）點動連續混合控制線路 2.2.2 三相籠型異步電動機減壓啟動控三相籠型異步電動機減壓啟動控制線路制線路常用方法常用方法：減壓啟動有串電阻：減壓啟動有串電阻(或電抗或電抗)、星形一、星形一三角形換接、自藕變壓器及延邊三角形啟動等啟動三角形換接、自藕變壓器及延邊三角形啟動等啟動方法。方法。適用范圍：空載啟動或輕載啟動的電動機適用范圍：空載啟動或輕載啟動的電動機1.定子串電阻減壓啟動控制線路定子串電阻減壓啟動控制線路原理原理：電動機啟動

33、時在三相定子電路中串接電阻：電動機啟動時在三相定子電路中串接電阻，因此電動機定子繞組電壓降低，啟動結束后再將，因此電動機定子繞組電壓降低，啟動結束后再將電阻短接，電動機在額定電壓下正常運行。這種啟電阻短接，電動機在額定電壓下正常運行。這種啟動方式由于不受電動機接線形式的限制，設備簡單動方式由于不受電動機接線形式的限制，設備簡單，因而在中小型生產機械中應用較廣。，因而在中小型生產機械中應用較廣。 機床中也常用這種串電阻降壓方式限制機床中也常用這種串電阻降壓方式限制點動點動及及制制動動時的電流。時的電流。 定子串電阻減壓起動控制電路定子串電阻減壓起動控制電路 2.星形三角形減壓啟動控制線路星形三角

34、形減壓啟動控制線路U1W2W1V2V1U2L1L2L3電動機定子繞組的星形連接電動機定子繞組的星形連接Ua220V2.星形三角形減壓啟動控制線路星形三角形減壓啟動控制線路L1L2L3U1U2V1V2W1W2電動機定子繞組的三角形連接電動機定子繞組的三角形連接Ua380V86接線盒(圖中所示為接法）2.星形三角形減壓啟動控制線路星形三角形減壓啟動控制線路2.星形三角形減壓啟動控制線路星形三角形減壓啟動控制線路電壓：電壓：Y Y形為形為 的的1/1/啟動轉矩：啟動轉矩：Y Y形為的形為的 1/3 1/3啟動電流：啟動電流：Y Y形為的形為的 1/3 1/332.星形三角形減壓啟動控制線路星形三角形

35、減壓啟動控制線路原理原理：對于正常運行時為三角形聯接的電動機，：對于正常運行時為三角形聯接的電動機，在啟動時，定子繞組首先接成星形，待轉速上升到在啟動時，定子繞組首先接成星形，待轉速上升到接近額定轉速時，將定子繞組的接線由星形接成三接近額定轉速時，將定子繞組的接線由星形接成三角形，電動機進入全壓正常運行狀態。因功率在角形，電動機進入全壓正常運行狀態。因功率在4KW以上的電動機均為三角形接法，故都可以采用以上的電動機均為三角形接法，故都可以采用該種接法啟動。該種接法啟動。2.星形三角形減壓啟動控制線路星形三角形減壓啟動控制線路 優點優點：投資少，線路簡單，操作方便。：投資少，線路簡單，操作方便。

36、 缺點缺點：但啟動轉矩小，適用于空載或輕載啟動的：但啟動轉矩小，適用于空載或輕載啟動的電動機。只能用于正常運行時為三角形聯接的電動電動機。只能用于正常運行時為三角形聯接的電動機。機。1.按下啟動按鈕，首先接按下啟動按鈕，首先接成星形連接，即成星形連接，即KM和和KMY同時通電。同時通電。2.延時時間到，斷開星形延時時間到，斷開星形連接，換接到三角形連接連接，換接到三角形連接。即。即KMY斷電、斷電、 KM通通電。電。3.完成換接后，應使完成換接后，應使KT也也斷電。斷電。4.要有互鎖。要有互鎖。 KMY和和KM不能同時通電，否不能同時通電，否則電源短路。則電源短路。FRKMM3FU L1 L2

37、 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYKTFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYKTKTKTKMFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMYKTKTKTKMKMYKMFRKMM3FU L1 L2 L3QSKMYU1V1U2V2W1W2KMSB1SB2KMKMFRKMY

38、KTKTKTKMKMYKMKM自耦變壓器自耦變壓器：初級和次級繞組公用，從中間抽頭接入電壓：初級和次級繞組公用，從中間抽頭接入電壓（增壓）或引出電壓（降壓）。見圖。（增壓）或引出電壓（降壓）。見圖。起動電動機用自耦變壓器又稱為起動電動機用自耦變壓器又稱為起動補償器起動補償器。XYZUVW三相自耦變壓器，Y形接法UVWXYZ次級初級普通三相變壓器，Y形接法3.自藕變壓器減壓起動控制線路自藕變壓器減壓起動控制線路3.自藕變壓器減壓啟動控制線路自藕變壓器減壓啟動控制線路變壓器原理：變壓器原理：U1U2N1N2U1U2=N1N2自藕變壓器自藕變壓器U1U2N1U1U2N1N2三相鼠籠式異步電動機啟動用

39、自耦變壓器實物圖片三相鼠籠式異步電動機啟動用自耦變壓器實物圖片KM1 L1 L2 L3FRKM2M3FUQSKM1T控制要求分析：控制要求分析：1.按下起動按鈕，首先按下起動按鈕，首先電電壓經自藕變壓器進入電動壓經自藕變壓器進入電動機定子繞組機定子繞組，即，即KM1通電通電。2.延時時間到，斷開延時時間到，斷開自藕自藕變壓器變壓器。正常。正常電壓加到電電壓加到電動機定子繞組，動機定子繞組，即即KM1斷斷電、電、KM2通電。通電。KM1 L1 L2 L3FRKM2M3FUQSKM1TFRSB1SB2KM1KTKTKM2KTKT3.自藕變壓器減壓啟動控制線路自藕變壓器減壓啟動控制線路特點特點：自藕

40、變壓器減壓啟動適用于起動較大容量：自藕變壓器減壓啟動適用于起動較大容量的正常工作接成星形或三角形的電動機。起動轉矩的正常工作接成星形或三角形的電動機。起動轉矩可以通過改變抽頭的連接位置得到改變。可以通過改變抽頭的連接位置得到改變。缺點：缺點：是自藕變壓器價格較貴，而且不允許頻繁是自藕變壓器價格較貴，而且不允許頻繁起動。起動。 3.自藕變壓器減壓啟動自藕變壓器減壓啟動4.延邊三角形減壓啟動控制線路延邊三角形減壓啟動控制線路l這一電路的設計思想是兼取星形連接與三角形連接的優這一電路的設計思想是兼取星形連接與三角形連接的優點，以期完成更為理想的啟動過程。其轉換過程仍按照點，以期完成更為理想的啟動過程

41、。其轉換過程仍按照時間原則來控制。時間原則來控制。l設想如果能設想如果能兼取星形接法啟動電流小、而三角形接法啟兼取星形接法啟動電流小、而三角形接法啟動轉矩大動轉矩大的優點，可在啟動時將電動機定子繞組的一部的優點，可在啟動時將電動機定子繞組的一部分接成星形；另一部分接成三角形。在啟動結束以后，分接成星形；另一部分接成三角形。在啟動結束以后，再換接成三角形接法。再換接成三角形接法。4.延邊三角形減壓啟動控制線路延邊三角形減壓啟動控制線路星形接法星形接法L1L2L3220VL1L2L3UU380V三角形接法三角形接法L1L2 L3220380V延邊三角形接法延邊三角形接法4.延邊三角形減壓啟動控制線

42、路延邊三角形減壓啟動控制線路（a a）原始狀態；原始狀態；( (b)b)延邊三角形連接；延邊三角形連接；( (c)c)三角形連接三角形連接星形：星形：17，24，39三角形：三角形： 47，58，69220V264V380V4.延邊三角形減壓啟動控制線路延邊三角形減壓啟動控制線路星型：星型：KM1,KM3三角：三角：KM1,KM22.2.3 三相繞線式異步電動機起動控制三相繞線式異步電動機起動控制 三相繞線式異步電動機的轉子繞組可以通過滑三相繞線式異步電動機的轉子繞組可以通過滑環串接啟動電阻已達到減小啟動電流，提高轉子環串接啟動電阻已達到減小啟動電流，提高轉子電路功率因數和啟動轉矩的目的。電路

43、功率因數和啟動轉矩的目的。種類：種類：串電阻起動串電阻起動串頻敏電阻器起動串頻敏電阻器起動1、 轉子繞組串電阻起動控制線路轉子繞組串電阻起動控制線路 啟動過程啟動過程：啟動時，先把三相繞線異步電動機轉子繞組與：啟動時，先把三相繞線異步電動機轉子繞組與可變起動電阻串接起動；啟動過程中把電阻逐級短路；起可變起動電阻串接起動；啟動過程中把電阻逐級短路；起動結束時，可變電阻也減小到零，轉子繞組被直接短接，動結束時，可變電阻也減小到零，轉子繞組被直接短接，電動機在額定狀態下正常運轉。電動機在額定狀態下正常運轉。特點特點：主要優點是啟動轉矩大，適合于重載啟動，主要應：主要優點是啟動轉矩大，適合于重載啟動，

44、主要應用于橋式起重機、卷揚機、龍門吊車等。主要缺點是啟動用于橋式起重機、卷揚機、龍門吊車等。主要缺點是啟動所需電器多，有級起動產生轉矩波動。所需電器多，有級起動產生轉矩波動。三相電阻短接的方式三相電阻短接的方式：有平衡短接法與不平衡短接法。：有平衡短接法與不平衡短接法。控制方式控制方式：根據繞線式異步電動機起動過程中轉子電流的：根據繞線式異步電動機起動過程中轉子電流的變化及所需起動時間有電流原則與時間原則兩種控制方式變化及所需起動時間有電流原則與時間原則兩種控制方式。電動機內部KM1(QA1)KM2(QA2)滑環電刷【注注】轉子繞組總是閉合的轉子繞組總是閉合的轉子繞組星形接法外接啟動電阻電阻可

45、分多級電動機外部啟動接觸器啟動結束后短接接觸器1、 轉子繞組串電阻起動控制線路轉子繞組串電阻起動控制線路 1、轉子繞組串電阻起動控制線路、轉子繞組串電阻起動控制線路 起動電阻實物圖片起動電阻實物圖片啟動啟動電阻，電阻，9 9個，分個，分3 3級級1、 轉子繞組串電阻起動控制線路轉子繞組串電阻起動控制線路 .按鈕操作控制線路按鈕操作控制線路 1、 轉子繞組串電阻起動控制線路轉子繞組串電阻起動控制線路.時間原則控制時間原則控制繞線式電動機串繞線式電動機串電阻起動控制線電阻起動控制線路路1、 轉子繞組串電阻起動控制線路轉子繞組串電阻起動控制線路.電流原則控制繞線電流原則控制繞線式電動機串電阻起動式電

46、動機串電阻起動控制線路控制線路 2、轉子繞組串頻敏變阻器起動控制電、轉子繞組串頻敏變阻器起動控制電路路 頻敏變阻器是一種由數片頻敏變阻器是一種由數片E形鋼板疊成鐵心形鋼板疊成鐵心,外面再套外面再套上繞組的三相電抗器上繞組的三相電抗器.將其串接在轉子回路中將其串接在轉子回路中,其等效阻抗其等效阻抗隨轉子電流頻率的減少而自動減少，常用于隨轉子電流頻率的減少而自動減少，常用于380V低壓繞線低壓繞線轉子異步電動機的起動控制。轉子異步電動機的起動控制。工作原理：工作原理： R、L值與轉子電流頻率值與轉子電流頻率f2有關，有關， f2等效阻抗等效阻抗 啟動時啟動時n=0, f2=sf1(電網頻率電網頻率

47、)最高最高,等效阻抗最大等效阻抗最大,從從而限流而限流;隨隨nS f2，轉子等效鐵耗電阻自動減小，轉子等效鐵耗電阻自動減小，從而達到無級自動切除的目的；因為等效電阻和電抗從而達到無級自動切除的目的；因為等效電阻和電抗同步變化，功率因數不變，保證足夠起動轉矩同步變化，功率因數不變，保證足夠起動轉矩2、轉子繞組串頻敏變阻器起動控制電、轉子繞組串頻敏變阻器起動控制電路路2、轉子繞組串頻敏變阻器起動控制電、轉子繞組串頻敏變阻器起動控制電路路按動SB2KM1線圈通電自鎖M串RF起動。同時，KT通電延時時間到，KA線圈通電自鎖KM2線圈通電 KT線圈斷電復位，轉子切除RF， M進入運行狀態。2.3電動機的

48、正反轉控制線路電動機的正反轉控制線路生產加工過程中，往往要求電動機能夠實現可逆生產加工過程中，往往要求電動機能夠實現可逆運行。如機床工作臺的前進與后退、主軸的正轉與運行。如機床工作臺的前進與后退、主軸的正轉與反轉、起重機吊勾的上升與下降等等。這就要求電反轉、起重機吊勾的上升與下降等等。這就要求電動機可以正反轉。動機可以正反轉。三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QS三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FR三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動

49、機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動

50、機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRK

51、M2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB31.電動機電動機“正一停一反正一停一反”控制線路控制線路 該圖為利用兩個接觸器的常閉觸頭該圖為利用兩個接觸器的常閉觸頭KM1、KM2起起相互控制作用，即利用一個接觸器通電時，其常閉相互控制作用，即利用一個接觸器通電時，其常閉輔助觸頭的斷開來鎖住對方線圈

52、的電路。輔助觸頭的斷開來鎖住對方線圈的電路。這種利用兩個接觸器的常閉輔助觸頭互相控制對這種利用兩個接觸器的常閉輔助觸頭互相控制對方的方法叫做方的方法叫做互鎖互鎖。而兩對起互鎖作用的觸頭便叫。而兩對起互鎖作用的觸頭便叫互鎖觸頭。互鎖觸頭。 2.電動機電動機“正反停正反停”控制線路控制線路 利用復合按鈕利用復合按鈕三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1F

53、RKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB3三相異步電動機正反轉控制線路三相異步電動機正反轉控制線路FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSSB1SB2KM1KM1FRKM2KM2KM2KM1SB33.自動往返行程控制電路自動往返行程控制電路1、主電路、主電路同電動機正反轉控制線路。同

54、電動機正反轉控制線路。2、控制電路、控制電路接觸器互鎖依然保留，加裝行接觸器互鎖依然保留，加裝行程開關互鎖，以實現自動換向程開關互鎖，以實現自動換向控制。控制。lKM1：前進：前進lKM2：后退：后退lSQ1：末端行程開關：末端行程開關SQ2：始端行程開關：始端行程開關lSB2：正向起動按鈕：正向起動按鈕 SB3：反向起動按鈕：反向起動按鈕SQ2 退退 進進 SQ13、單周期控制電路、單周期控制電路l按下起動按鈕按下起動按鈕SB2，運，運行一周后回到始端自動行一周后回到始端自動停止。停止。l去掉始端去掉始端SQ2的自動起的自動起動環節即可。動環節即可。4、末端延時單周期控制電路、末端延時單周期

55、控制電路 末端末端SQ1的起動控制改的起動控制改為經為經KT后起動反向接觸后起動反向接觸器器KM2。練習：練習：1.設計一小車運行的控制線路，小車由異步電動機設計一小車運行的控制線路，小車由異步電動機拖動其動作程序如下：拖動其動作程序如下：小車由原位開始前進，到終端后自動停止小車由原位開始前進，到終端后自動停止在終端停留在終端停留30S后自動返回原位停止。后自動返回原位停止。要求能在前進或后退途中任意位置都能停止或啟要求能在前進或后退途中任意位置都能停止或啟動。動。FRKM1M3FU L1 L2 L3KM2QSFRSB1SB2KM1KM1SB3KM2KM2KM1KM2SQ1SQ1SQ2KTKT

56、2.4 三相異步電動機的調速控制線路三相異步電動機的調速控制線路調速的目的調速的目的：生產機械在不同的場合，需要不同的速度：生產機械在不同的場合，需要不同的速度。如。如 車床的主軸、進給速度。車床的主軸、進給速度。機床常用的調速方法機床常用的調速方法：（1）機械有級調速。）機械有級調速。（2）電氣和機械配合的有級調速多速電動機）電氣和機械配合的有級調速多速電動機電動機的調速方法：電動機的調速方法：n=(1-s)60f/p 變變s（轉差率）僅適用于繞線式異步電動機。轉差率）僅適用于繞線式異步電動機。 變變p（磁機對數）變級調速（雙速、三速電動機）。磁機對數）變級調速（雙速、三速電動機）。 變變f

57、（電源頻率）變頻調速電源頻率）變頻調速 變極調速變極調速：用改變定子繞組的接線方式來改變電動機定子極：用改變定子繞組的接線方式來改變電動機定子極對數（即改變同步轉速）達到調速目的。對數（即改變同步轉速）達到調速目的。變極調速主要用于鼠籠式三相異步電動機（當然，電動機必變極調速主要用于鼠籠式三相異步電動機（當然，電動機必須是可變極調速的）。（因為繞線式感應電動機定子極數改須是可變極調速的）。（因為繞線式感應電動機定子極數改變，轉子極數也必須隨之改變，以保證轉子極數與定子極數變，轉子極數也必須隨之改變，以保證轉子極數與定子極數相同，所以實現困難。而籠型轉子本身沒有固定的極數，它相同，所以實現困難。

58、而籠型轉子本身沒有固定的極數，它的極數隨定子極數而定。）的極數隨定子極數而定。）特點特點：優點：具有較硬的機械特性，穩定性良好；無轉差損耗優點：具有較硬的機械特性，穩定性良好；無轉差損耗，效率高；，效率高； 接線簡單、控制方便、價格低；接線簡單、控制方便、價格低； 缺點：有級調速，級差較大，不能獲得平滑調速；缺點：有級調速，級差較大，不能獲得平滑調速； 可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用，獲得較高可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調速特性。效率的平滑調速特性。應用應用：本方法適用于不需要無級調速的生產機械，如金屬切：本方法適用于不需要無級調速的生產機械，如金屬切削機

59、床、升降機、起重設備、風機、水泵等。削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。 定子只設置一套繞組，采用改變繞組端子連接方式定子只設置一套繞組，采用改變繞組端子連接方式從而改變極對數，可以得到兩速或兩種以上轉速；從而改變極對數，可以得到兩速或兩種以上轉速； 定子設置兩套極對數不同的繞組得到雙速；定子設置兩套極對數不同的繞組得到雙速； 定子設置兩套繞組，每套繞組采用一種極對數繞組定子設置兩套繞組，每套繞組采用一種極對數繞組或兩種極對數的變極繞組，可以得到三速、四速。或兩種極對數的變極繞組，可以得到三速、四速。 實用的變極調速電動機中，雙速電動機定子一般裝實用的變極調速電動機中，雙速電動機定子一般裝

60、一套繞組，三速和四速電動機一般裝有兩套繞組。一套繞組，三速和四速電動機一般裝有兩套繞組。（如國產（如國產YD系列變極調速三相異步電動機）系列變極調速三相異步電動機）變極調速電動機變極方案變極調速電動機變極方案1.接觸器控制的雙速電動機控制線路。接觸器控制的雙速電動機控制線路。 L1 L2 L3V2KM1M13FUQSKM2KM3U1U2V1W2W1U1U2V1W1V2W2接觸器控制雙速電動機的控制線路接觸器控制雙速電動機的控制線路SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM3KM1SB3KM3KM2三角形連接三角形連接:KM1:KM1雙星形連接雙星形連接:KM2,KM3:KM2,KM3KM1KM2