1、 第二章第二章 3/13/2022 第二章第二章 3/13/20222.1.1 常用電氣圖的圖形符號和文字符號常用電氣圖的圖形符號和文字符號(表表2.1)2.1.2電氣線路圖電氣線路圖 第二章第二章 3/13/2022繪制電氣原理圖的原則：繪制電氣原理圖的原則：（1）圖中所有的元器件都應(yīng)采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖）圖中所有的元器件都應(yīng)采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號。形符號和文字符號。（2）電氣原理圖的組成）電氣原理圖的組成 電氣原理圖由主電路和輔助電氣原理圖由主電路和輔助電路組成。電路組成。（3）在原理圖中，同一個電路的不同部分分散圖中，）在原理圖中，同一個電路的不同部分分散圖中，為了表示同一

2、個元件，要在電器的不同部分使用同一為了表示同一個元件，要在電器的不同部分使用同一文字符號文字符號（4）所以電器的可動部分均以自然狀態(tài)畫出）所以電器的可動部分均以自然狀態(tài)畫出 （5）原理圖中應(yīng)盡可能減少線條和避免線條交叉）原理圖中應(yīng)盡可能減少線條和避免線條交叉 第二章第二章 3/13/20222.1.3 閱讀和分析電路圖的方法閱讀和分析電路圖的方法（1）查線讀圖法）查線讀圖法 第二章第二章 3/13/2022圖2.1 主拖動電機與潤滑泵電機的聯(lián)鎖控制 第二章第二章 3/13/20223）分析控制電路）分析控制電路根據(jù)主電路找控制電路中相關(guān)的控制環(huán)節(jié)以及環(huán)節(jié)根據(jù)主電路找控制電路中相關(guān)的控制環(huán)節(jié)以及

3、環(huán)節(jié)中的相互聯(lián)系。中的相互聯(lián)系。查線讀圖法的優(yōu)點是直觀性強，容易掌握，因而得到查線讀圖法的優(yōu)點是直觀性強，容易掌握，因而得到廣泛采用。其缺點是分析復(fù)雜線路時易出錯，敘述也廣泛采用。其缺點是分析復(fù)雜線路時易出錯，敘述也較冗長。較冗長。 第二章第二章 3/13/2022 2.2 三相異步電動機的起動控制線路三相異步電動機的起動控制線路2.2.1 鼠籠式異步電動機全壓起動控制鼠籠式異步電動機全壓起動控制特點特點結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、堅固耐用。結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、堅固耐用。組成組成控制線路控制線路繼電器、接觸器、按鈕等；繼電器、接觸器、按鈕等；電路的保護環(huán)節(jié)電路的保護環(huán)節(jié)（a）短路保護）短路保護熔斷器；

4、熔斷器；（b）過載保護）過載保護熱繼電器；熱繼電器；（c）欠壓、失壓保護）欠壓、失壓保護接觸器本身。接觸器本身。 第二章第二章 3/13/2022（1）單向長動控制）單向長動控制圖2.2 鼠籠式電機單向運行電氣控制線路 第二章第二章 3/13/2022起動起動合上合上QS,QS,引入三相電源。按下引入三相電源。按下SB2SB2，交流接，交流接 觸器觸器KMKM的吸引線圈通電，接觸器主觸頭閉的吸引線圈通電，接觸器主觸頭閉 合，電動機運轉(zhuǎn)。與合，電動機運轉(zhuǎn)。與SB2SB2并聯(lián)的并聯(lián)的KMKM閉合，閉合，使使 接觸器吸引線圈經(jīng)兩條路通電。當(dāng)接觸器吸引線圈經(jīng)兩條路通電。當(dāng)SB2SB2復(fù)復(fù)位位 時，接觸

5、器時，接觸器KMKM的線圈仍通過其觸頭通電，的線圈仍通過其觸頭通電， 保持電動機運行。保持電動機運行。停止停止運轉(zhuǎn)則按運轉(zhuǎn)則按SB1SB1，KMKM斷電釋放，其常開主觸頭斷電釋放，其常開主觸頭 切斷三相電源，電動機停止運轉(zhuǎn)。松開切斷三相電源，電動機停止運轉(zhuǎn)。松開SB1SB1 后接觸器線圈不能通過自鎖觸頭通電，因后接觸器線圈不能通過自鎖觸頭通電，因 其已隨接觸器的斷電而斷開。其已隨接觸器的斷電而斷開。 第二章第二章 3/13/2022概念：概念： 自鎖自鎖依靠接觸器（繼電器）自身輔助觸依靠接觸器（繼電器）自身輔助觸頭而使其線圈保持通電的現(xiàn)象。頭而使其線圈保持通電的現(xiàn)象。 互鎖互鎖依靠兩個接觸器（

6、繼電器）的輔助依靠兩個接觸器（繼電器）的輔助 常閉觸頭起相互控制作用，即一個接通時，常閉觸頭起相互控制作用，即一個接通時，利用其常閉輔助觸頭的斷開來鎖住對方線圈利用其常閉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（繼電器）的的電路。這種利用兩個接觸器（繼電器）的常閉觸點互相控制的方法叫互鎖象。常閉觸點互相控制的方法叫互鎖象。 第二章第二章 3/13/2022欠壓、失壓保護的優(yōu)點欠壓、失壓保護的優(yōu)點1、防止電壓嚴(yán)重下降時電動機低壓運行；、防止電壓嚴(yán)重下降時電動機低壓運行；2、避免電動機同時起動造成的電壓嚴(yán)重降；、避免電動機同時起動造成的電壓嚴(yán)重降； 3、防止電源電壓恢復(fù)時，電動機突然

7、起動、防止電源電壓恢復(fù)時，電動機突然起動 運轉(zhuǎn)造成設(shè)備和人身事故。運轉(zhuǎn)造成設(shè)備和人身事故。 第二章第二章 3/13/2022（2）單向點動控制）單向點動控制圖2.3 實現(xiàn)點動的控制線路 第二章第二章 3/13/2022工作原理工作原理：點動（：點動（a）起動：起動：QSSBKM M停止：停止：SBKM M 工作原理工作原理：連動（：連動（b）起動：起動：QSSB2 KAKM M點動起動：點動起動：QSSB3 KM M停止：停止：SB1KM M 第二章第二章 3/13/2022（2）單向點動控制）單向點動控制圖2.3 實現(xiàn)點動的控制線路 第二章第二章 3/13/2022工作原理工作原理：點動（：

8、點動（C）起動：起動：QS QSB2KM M停止：停止：SB2KM M 工作原理工作原理：連動（：連動（C）起動：起動：QSQSB2KM M停止：停止：SB1KM M 第二章第二章 3/13/2022工作原理工作原理：點動（：點動（d）起動：起動：QSSB3KM M停止：停止：SB3KM M 工作原理工作原理：連動（：連動（d）起動：起動：QSSB2KM M停止：停止：SB1KM M 第二章第二章 3/13/2022結(jié)論由以上分析可知：點動與連續(xù)控制的區(qū)別：主要在自鎖觸頭上。點動：無自鎖觸點，點動按鈕兼起停止作用。連續(xù)：必須有自鎖，并另設(shè)停止按鈕。兩者結(jié)合構(gòu)成既有點動又有連續(xù)的控制電路 第二章

9、第二章 3/13/20222.2.2 鼠籠式異步電動機降壓起動控制鼠籠式異步電動機降壓起動控制 電動機全壓起動時，起動電流可達額定電流的47倍。 一般：10KW以下可直接起動，10KW以上根據(jù)以下經(jīng)驗公式來評估。滿足公式，可直接起動，否則采用降壓起動。)4KVA43KVAIIeq電動機容量（）電源變壓器的容量（ 第二章第二章 3/13/2022常用的降壓起動的方法常用的降壓起動的方法：定子電路串電阻定子電路串電阻( (電抗）降壓起動電抗）降壓起動自耦變壓器減壓起動自耦變壓器減壓起動Y Y 減壓起動減壓起動減壓起動等減壓起動等 第二章第二章 3/13/2022（1 1）定子電路串電阻）定子電路串

10、電阻( (電抗）降壓起動電抗）降壓起動 1 1）線路設(shè)計思想）線路設(shè)計思想 在電動機起動過程中，常在三相定子電路在電動機起動過程中，常在三相定子電路中串電子或電抗來降低定子繞組上的電壓，使中串電子或電抗來降低定子繞組上的電壓，使電動機在降低了的電壓下起動，以達到限制起電動機在降低了的電壓下起動，以達到限制起動電流的目的。動電流的目的。 2 2）典型線路介紹）典型線路介紹 a a、手動控制、手動控制 b b、自動控制、自動控制 第二章第二章 3/13/2022圖2.4 定子串電阻降壓起動控制線路(a)手動控制運行線路 (b)自動控制運行線路 第二章第二章 3/13/2022串電阻起動的串電阻起動

11、的優(yōu)點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低、動作可靠，：結(jié)構(gòu)簡單，成本低、動作可靠，提高了功率因數(shù)，有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。提高了功率因數(shù)，有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。缺點缺點：起動電流隨定子電壓成正比下降，而起動轉(zhuǎn)：起動電流隨定子電壓成正比下降，而起動轉(zhuǎn)矩則按電壓下降比例的平方倍下降。能量消耗大。矩則按電壓下降比例的平方倍下降。能量消耗大。僅僅適用適用中小容量電機起動。中小容量電機起動。結(jié)論： 第二章第二章 3/13/20221 1）線路設(shè)計思想）線路設(shè)計思想 在自耦變壓器降壓起動的控制線路中，限制電動機起動電流是依靠自耦變壓器的降壓作用來實現(xiàn)的。自耦變壓器的初級和電源相接，自耦變壓器的次級與電動機相連。2 2）典型

12、線路介紹）典型線路介紹 第二章第二章 3/13/2022圖2.5 定子串自耦變壓器降壓起動控制線路 第二章第二章 3/13/2022結(jié)論： 第二章第二章 3/13/2022Y1 1）線路設(shè)計思想）線路設(shè)計思想 在起動時將電動機定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓（220V），減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。而在起動后期則按預(yù)先整定的時間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓（380V），電動機進入正常運行。2 2）典型線路介紹）典型線路介紹 第二章第二章 3/13/2022 第二章第二章 3/13/2022結(jié)論： 第二章第二章 3/13/20221 1）線路設(shè)計思想）線路

13、設(shè)計思想 在電動機起動時，將電動機定子繞組一部分接成星形，另一部分接成三角形。待起動結(jié)束后，再轉(zhuǎn)換成三角形接法，其轉(zhuǎn)換過程仍按照時間原則來控制。 第二章第二章 3/13/20222 2）典型線路介紹）典型線路介紹 第二章第二章 3/13/2022圖2.8 -降壓起動控制線路 第二章第二章 3/13/2022結(jié)論： 第二章第二章 3/13/2022 起動轉(zhuǎn)距比采用Y降壓起動大，并且可以在一定范圍內(nèi)進行選擇，也不需要專門的起動設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單。單與自耦變壓器降壓起動時的最高轉(zhuǎn)距相比，還存在較大的差距；且引出線多，制造費時，在一定程度上限制了使用范圍。 第二章第二章 3/13/20222.2.3 繞線

14、式異步電動機起動控制線路繞線式異步電動機起動控制線路 在大、中容量電動機重載起動時，增大起動轉(zhuǎn)距和限制起動電流兩者之間的矛盾十分突出。利用上述的鼠籠式異步電動機降壓起動，也難以解決這個問題。為此常采用繞線式異步電動機。 繞線式異步電動機優(yōu)點：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串接外加電阻或頻敏變阻器進行起動，由此達到減小起動電流，提高轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)和增加起動轉(zhuǎn)距的目的 第二章第二章 3/13/2022繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串接對稱電阻后，其人為特性如圖：圖2.9 轉(zhuǎn)子串接對稱電阻時的人為特性 第二章第二章 3/13/2022（1）線路設(shè)計思想 轉(zhuǎn)子繞組串電阻后，起動時轉(zhuǎn)子電流減小。但由于轉(zhuǎn)子加入電阻，轉(zhuǎn)子功率

15、因數(shù)提高，只要電阻值大小選擇合適，轉(zhuǎn)子電流的有功分量增大，電動機的起動轉(zhuǎn)距也增大，從而具有良好的起動特性。 線路的設(shè)計思想，既可按時間原則組成控制線路，也可按電流原則組成控制線路。 第二章第二章 3/13/2022（2）典型線路介紹圖2.10 按時間原則組成的繞線式異步電動機起動控制線路 第二章第二章 3/13/2022 第二章第二章 3/13/20222.2.4 用電子式軟起動器進行起動控制線路用電子式軟起動器進行起動控制線路 傳統(tǒng)異步電動機起動特點：控制電路簡單，起動轉(zhuǎn)距不可調(diào)，起動過程中存在較大的沖擊電流，使被拖動負(fù)載受到較大的機械沖擊。且易受電網(wǎng)電壓波動的影響，一旦出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動，會

16、造成起動困難甚至使電機賭轉(zhuǎn)。 第二章第二章 3/13/2022 當(dāng)電動機軟起動結(jié)束后，K合上，運行電流將通過K送至電動機。若要求電動機軟停車，一旦發(fā)出停車信號，先將K分?jǐn)啵缓笤儆绍浧饎悠鲗﹄妱訖C進行軟停車。（1）軟起動器與旁路接觸器 第二章第二章 3/13/2022（2）單臺軟起動器起動多臺電動機 第二章第二章 3/13/20222.3.1 電動機可逆運行的手動控制線路（1）線路設(shè)計思想 可逆運行控制線路，實質(zhì)上是兩個方向相反的單向運行電路的組合。為此，采用兩個交流接觸器分別給電動機定子送人A、B、C相序和C、B、A相序的電源。（2）典型線路介紹 第二章第二章 3/13/20221）“正停反

17、“手動控制圖2.14 電動機可逆運行控制線路(a)輔助觸頭作聯(lián)鎖 (b)按鈕作聯(lián)鎖 第二章第二章 3/13/20222）“正反停”手動控制圖2.15 電動機“正-反-停”手動控制線路 第二章第二章 3/13/20222.3.2 電動機可逆運行的自動控制線路（1）線路設(shè)計思想 自動控制的電動機可逆運行電路，可按行程控制原則來設(shè)計。實質(zhì)上就是利用行程開關(guān)來檢測機件往返運動的位置，自動發(fā)出控制信號，進而控制電動機的正反轉(zhuǎn)，使機件往復(fù)運動。 第二章第二章 3/13/2022（2）典型線路介紹 下圖是一個刀架自動循環(huán)的控制電路，行程開關(guān)SQ1和SQ2安裝在指定位置。 第二章第二章 3/13/2022圖2

18、.16 刀架自動循環(huán)的控制線路 第二章第二章 3/13/2022圖2.17 自動往復(fù)循環(huán)控制線路 第二章第二章 3/13/2022 在實際生產(chǎn)中，為了保證工作設(shè)備的可靠性和人身安全，為了實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確停車，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率，對要求停轉(zhuǎn)的電動機采取措施，強迫其迅速停車，這叫“制動” 第二章第二章 3/13/2022 第二章第二章 3/13/20222.4.1電磁機械制動（1）電磁抱閘制動線路 設(shè)計思想：利用外加的機械作用力，使電動機迅速停止轉(zhuǎn)動。由于這個外力的機械作用力，是靠電磁制動閘緊緊抱住與電動機同軸的制動輪來產(chǎn)生的，所以叫做電磁抱閘制動。 又分為：斷電電磁抱閘制動和通電電磁抱閘制

19、動 第二章第二章 3/13/20221）斷電電磁抱閘制動 1是電磁鐵，2是制動閘，3是制動輪，4是彈簧 這種斷電抱閘制動的結(jié)構(gòu)形式，在電磁鐵線圈一旦斷電或未通電時電動機都處于制動狀態(tài)，故稱為斷電制動方式。 第二章第二章 3/13/20222）通電電磁抱閘制動圖2.19 通電電磁抱閘制動控制線路 第二章第二章 3/13/2022圖2.20 電磁離合器制動控制線路（2）電磁離合器制動線路 第二章第二章 3/13/20222.4.2反接制動控制線路（1）線路設(shè)計思想）線路設(shè)計思想 利用改變電動機電利用改變電動機電源電壓相序，使電動機源電壓相序，使電動機迅速停止轉(zhuǎn)動的一種電迅速停止轉(zhuǎn)動的一種電氣制動方

20、法。氣制動方法。（2）典型線路介紹）典型線路介紹 第二章第二章 3/13/20221）單向反接制動控制線路圖2.22 電機單向反接制動控制線路 第二章第二章 3/13/2022圖2.23 可逆運行的反接制動控制線路2）可逆反接制動線路 第二章第二章 3/13/2022結(jié)論： 上圖可逆反接制動的缺點是：當(dāng)停車檢修時，檢修人員認(rèn)為地轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)子，如果轉(zhuǎn)速達到100r/m左右，KAZ或KAF的常開觸點就有可能閉合，從而使KM1或KM2接通得電，電動機因短時接通而引起意外事故。 下圖克服了上圖的缺點，在線路中間增加了一個中間繼電器KA，不會因電動機轉(zhuǎn)子的人為轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致電動機意外接通而引起事故。 第二

21、章第二章 3/13/2022圖2.24 可逆反接制動控制線路 第二章第二章 3/13/2022圖2.25 定子串對稱電阻可逆反接制動控制線路 第二章第二章 3/13/20222.4.3能耗制動控制線路（1）線路設(shè)計思想 該線路的設(shè)計思想是在電動機脫離三相交流電源以后，立即將直流電源接入定子繞組，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)距，從而達到制動目的。（2）典型線路介紹 第二章第二章 3/13/2022按時間原則控制的單向能耗制動圖2.26 按時間原則控制的單向能耗制動控制線路 第二章第二章 3/13/2022圖2.27 按速度原則控制的單向能耗制動控制線路按速度原則控制的單向能耗制動控

22、制 第二章第二章 3/13/2022圖2.28 按時間原則控制的可逆運行能耗制動控制線路2) 可逆運行能耗制動控制可逆運行能耗制動控制按時間原則控制的可逆能耗制動 第二章第二章 3/13/2022圖2.29 按速度原則控制的可逆能耗制動控制線路按速度原則控制的單向能耗制動控制 第二章第二章 3/13/2022結(jié)論： 能耗制動的優(yōu)點：把電動機轉(zhuǎn)子所儲存的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽矣窒脑陔妱訖C轉(zhuǎn)子的制動上，與反接制動相比，能量損耗少。在制動時磁場靜止不動，不會產(chǎn)生有害的反轉(zhuǎn)，停車準(zhǔn)確，制動過程平穩(wěn)。 缺點：需要整流電路，制動速度較反接制動慢些。適用電動機容量較大，要求制動平穩(wěn)頻繁的場合。 第二章第二章

23、3/13/20222.5.1 變更極對數(shù)的調(diào)速控制線路變更極對數(shù)的調(diào)速控制線路)1 (60SPfn（1）線路設(shè)計思想 第二章第二章 3/13/2022（2）變更繞組極對數(shù)原理 常用的變極調(diào)速方法有兩種：一種是改變定子繞組的接法，即變更定子繞組每相的電流方向；另一種是在定子上設(shè)置不同極對數(shù)的兩套互相獨立的繞組。以雙速為例 第二章第二章 3/13/2022圖2.30雙速電動機定子繞組接線示意圖(a)/YY變換 (b)Y/YY變換 第二章第二章 3/13/2022（3）典型線路介紹 1)雙速電動機控制線路 圖2.31 雙速電動機調(diào)速控制線路 第二章第二章 3/13/2022 雙投開關(guān)Q合向“低速”

24、，KM3得電，電動機接成三角形，低速運轉(zhuǎn)雙投開關(guān)Q合向置于“空擋”，電動機停轉(zhuǎn)。 雙投開關(guān)Q合向置于“高速”，時間繼電器KT得電，其瞬動常開觸點閉合，使KM3線圈得電，繞作接成三角形，電動機低速起動。 經(jīng)過一段時間延時，KT的常開觸點延時閉合，常閉觸點延時斷開，使KM3失電，KM2和KM1線圈得電，定子繞組接線自動從三角形切換為雙星形，電動機高速運轉(zhuǎn)。工作原理： 第二章第二章 3/13/20222）三速電動機控制線路 第二章第二章 3/13/2022 第二章第二章 3/13/2022工作原理： 如組合開關(guān)SA的手柄扳在位置2，按下起動按鈕SB2，HL1亮，KM1、KM2吸合，電動機第一套繞組D1D2D3接向電源連成三角形，呈8極，電動機低速起動。同時KT1得電。 經(jīng)過一段時間， D1D2D3失電，電動機第二套繞組D7D8D9接向電源，電動機呈6極。 再經(jīng)一段時間，D4D5D6接電源，電動機呈4極高速運轉(zhuǎn)。 第二章第二章 3/13/20223.6.1 多地點控制線路 多地點控制是指在兩地或兩個以上地點進行的控制操作，多用于規(guī)模較大的設(shè)備，為了操作方便常要求能在多個地點進行操作。 第二章第二章 3/13/20222.6.2 順序起停控制線路 具有多臺電動機拖動的機械設(shè)備，在操作時為了保證設(shè)備的運行和工藝