1、第二章 电气线路的基本控制原则和 基本控制环节,第一节 电气控制系统图的类型及有关标准第二节 三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制第五节 三相异步电动机的制动控制第六节 三相笼型异步电动机的有级调速控制第七节 直流电动机的控制第八节 电气控制系统的保护环节,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、序号或线路的功能、状况和特征，采用不同的线号或接点编号来表示导
2、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、使用和维修的重要资料。一、电气控制系统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有统一的国家标准。近年来，我国采用GB4728-84“电气图用图形符号”、GB6988-87“电气制图”和GB7159-87“电气技术中的文字符号制定通则”等新标准，在绘制电气控制系统图时必须严格遵循。,第一节 电气控制系统图的类型及有关标准,二、电气控制系统图,电气原理图,电器布置图,电气安装接线图,（一）电气原理图用规定的图形符号，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
3、则所绘制的线路图，称为电气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，不表示电气元件的形状、大小和安装方式。,某机床的电气控制原理图,1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。2）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。3）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有受外力作用时的状态绘制。,5）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，控制电路绘制在图的右侧。控制
4、电路中的耗能元件画在电路的最下端。6）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。2. 原理图区域划分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。,3. 符号位置的索引符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号组如下：当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：,在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在其下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用“”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：,
5、对继电器，上述表示法各栏的含义如下：,是接触器KM相应触头的索引。,例图中 KM1线圈下方的,（二）电器元件布置图电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档案资料。,某机床的电器元件布置图,（三）电气安装接线图电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。在具体施工和检修中能起到原理图所起不到的作用，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，它清楚地表示各电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
6、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，不在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。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。,例如，车床的电气安装接线图,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20%。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30%。,第二节 三相笼型异步电动机全压起动 和正反转控制,全压起动 额定电压直接加到电动机的定子绕组。,优点：电路简单,缺点：起动电流大,通常对容量小于10kW的笼型异步电动机采用直接起动方法
7、。,右图为三相笼型异步电动机单向全压直接起动控制电路。,一、单向全压直接起动控制电路,1.工作原理,起动过程：,停车过程：,自锁,2、电路的保护环节,（1）短路保护 由熔断器实现电路短路保护。（2）过载保护 通过热继电器实现电动机长期过载保护。（3）欠压和失压保护 由接触器本身的电磁机构实现。,二、电动机的点动控制电路,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、 电动机就停止转动。,右图为几种点动控制电路。,图(a)是最基本的点动控制线路。,电动机点动控制电路,图(b)是既可以实现点动又可以实现连续运行的控制线路。,点动：手动开关SA打开,连续工作：,合上SA，,自锁触头接
8、入，,即可实现连续控制。,图 (c) 复合按钮SB3来实现点动控制按钮SB2实现连续控制,连续运行：,点动运行：,图 d)是利用中间继电器实现点动的控制线路。,点动运行：,连续运行：,在电动机正反转控制线路中，利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头叫做互锁触头。,三、电动机的正、反转控制电路,1、电动机“正-停-反”控制电路,停车：,如图 a）所示：,a）正-停-反电路,2、电动机“正-反-停”控制电路,其控制电路如图2-6b）所示。,按下SB2,KM1得电自锁,M正转,合QS,正转：,停车：,反转：,按下SB2,KM2得电自锁,M反转,按下SB2,KM1或
9、KM2失电,M停车,互锁,联锁,四、自动往返行程控制电路,右图为自动往返循环控制典型电路。,SQ1为正向转反向行程开关,SQ2为反向转正向行程开关,如此周而复始。,上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，电动机要进行两次制动过程，会出现较大的制动电流和机械冲击。因此，这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外，在选择接触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。,第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制,较大容量的笼型异步电动机（大于10kW）因起动电流较大，不允许用全压直接起动，应采用降压起动控制。有时为了减小起动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直
10、接起动的电动机，也往往采用降压起动。降压起动时，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待起动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。 由于电枢电流和电压成正比，所以降低电压可以减小起动电流，这样不致在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影响。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）降压起动、星-三角（Y-D）降压起动、自耦变压器降压起动及延边三角形降压起动。,一、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
11、形式的限制，设备简单、经济，在中小型生产机械中应用较广。a）自动切换的降压起动电路原理：合上电源开关QS，接入三相电源，按下SB2，KM1、KT线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻R降压起动，当电动机转速接近额定值时，时间继电器KT动作，其延时闭合的常开触点闭合，KM2线圈得电并自锁。KM2主触点短接电阻R，KM2的常闭触点断开，使KM1、KT线圈断电释放，电动机经KM2主触点在全压下进入稳定正常运转。,b）自动/手动短接电阻降压起动电路原理：SA为自动/手动选择开关，当SA置于自动时，电路与图a）相同。若SA置于手动时，KT被切除，此时按下起动按钮SB2后，电动机串电阻R降压起动。再按下加速按钮
12、SB3，电阻R被短接，电动机全压运行。,二、星-三角（Y-D）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，可采用星-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，故起动电流下降到全压起动时的1/3，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。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1/3，适用于空载或轻载。,星-三角起动电路有多种，现介绍两个有代表性的电路:1、用于13kW以下电动机的起动电路2、用于13kW以上电动机的起动电路,按下起动按钮SB2， KM1、KT线圈同时
13、通电吸合并自锁，KM1主触点闭合接入电源，电动机接为三角形，降压起动。当时间继电器KT动作，,KM1线圈断电释放，切断电动机电源；KT上延时闭合的常开触点闭合，使KM2线圈通电并自锁，KM2的主触点将电动机定子接为三角形，常闭触点KM2断开，使KT断电，KM1线圈重新通电吸合，电动机三角形运行。,1、用于13kW以下电动机的起动电路,按下SB2，KM1、KT、KM3线圈同时通电吸合自锁，星形降压起动，当KT动作，KM3线圈断电释放，KM2线圈通电吸合，电动机三角形连接，进入正常运行。 常用的自动星-三角起动器有QX3系列，控制电动机的最大功率有13、30kW两种。,2、用于13kW以上电动机的
14、起动电路,三、自耦变压器降压起动控制电路,按下SB2，KM1、KT线圈同时得电并自锁，KM1主触点闭合，电动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开始降压起动。当KT动作，使接触器KM1线圈断电，KM1主触点断开，将自耦变压器从电网上切除；同时使接触器KM2线圈得电，电动机直接接到电网上，全压运行。,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，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1/K2，由于TU2，此时的起动转矩降为直接起动时的1/K2。所以，自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动。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
15、三角形的较大容量电动机，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。常用的自耦变压器起动产品是成套的补偿降压起动器。包括手动、自动操作两种形式。手动操作的补偿器有QJ3、QJ5等型号，自动操作的有XJ01型和CTZ系列等。,降压起动。HL3灭。当KT动作，KA线圈得电并自锁，KM1、KM3、KT线圈断电释放，KM2线圈得电，自耦变压器切除，电动机在额定电压下运行。同时，HL2灭，HL1亮，指示电动机全压正常运行。,合上电源开关QS，HL2亮（从上电至降压期间亮）、HL3亮（上电至未起动期间亮），按下SB2，KM1、KM3、KT线圈得电自锁，,
16、XJ01型补偿降压起动器产品电路（适用1428kW）,四、延边三角形降压起动控制电路延边三角形降压起动是一种既不用增加起动设备，又能提高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。,延边三角形电动机定子绕组联结图 电动机绕组有9个接线端。 出线头编号： U（U1、U2、U3） V（V1、V2、V3） W（W1、W2、W3） U3、V3、W3为绕组中间抽头。,表2-2 不同抽头比时的延边三角形起动特性,按下SB2，KM1、KM2、KT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，KT动作，KM1线圈断电释放，KM3线圈通电并自锁，KM3主触点闭合
17、，电动机成三角形联结正常运转。,延边三角形降压起动控制电路,第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制,三相绕线转子异步电动机的转子绕组可以通过滑环串接起动电阻以达到减小起动电流、提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。在一般要求起动转矩较高的场合，绕线转子异步电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串电阻和串频敏变阻器两种装置进行起动。一、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不平衡短接法和三相电阻平衡短接法两种。仅介绍用接触器控制的平衡短接法
18、起动控制。,按下SB2，KM1、KT1线圈得电，电动机转子接入三段电阻起动；当KT1延时到，KM2得电，短接电阻R1，KT2得电； 当KT2延时到，KM3得电，短接电阻R2，KT3得电；KT3延时到，KM4得电，短接电阻R3，电动机起动过程结束。,时间原则控制的起动电路,电流原则短接起动电阻的控制电路,按下起动按钮SB2，KM1得电，电动机起动，起动电流大，KI1、KI2、KI3同时吸合动作，KM2、KM3、KM4线圈全断电，电阻全部接入。随转子电流减小，KI1首先释放，短接第一段转子电阻R1，再KI2释放，短接R2，如此下去，直到将转子全部电阻短接，电动机起动过程结束。,*KI1、KI2、K
19、I3欠电流继电器，吸合电流相同，释放电流不同， KI1最大，KI2次之，KI3最小。,二、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路三相绕线转子异步电动机转子串接电阻起动时存在一定的机械冲击，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。从20世纪60年代开始，我国开始应用和推广自己独创的频敏变阻器。频敏变阻器的阻抗能够随着转子电流频率的减小而自动减小，它是绕线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片E形钢板叠成铁心，外面再套上绕组的三相电抗器，它有铁心、线圈两个部分，采用星形接线，其铁心损耗非常大。相当于一个铁损较大的电抗器。频敏变阻器等效电路：,自动控制时将开关SA
20、扳向“自动”，按下SB2，KM1、KT得电，当KT到，KA得电，KM2得电，频敏变阻器短接，完成电动机的起动。手动时SA板“手动”，断开KT，按下SB2，串频敏变阻器起动，按下SB3，短接RF，起动过程结束。起动中，KA将热继电器的发热元件FR短接，以免起动时间长而使热继电器误动作。,采用频敏变阻器的起动控制电路,当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过一段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工艺的要求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会造成运动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生产效率。因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车。一般采取的制动方法有两大类：机械
21、制动和电气制动。机械制动是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动机迅速停车；电气制动是使电动机工作在制动状态，使电动机的电磁转矩方向与电动机的旋转方向相反，从而起制动作用。电气制动控制电路包括反接制动和能耗制动。,第五节 三相异步电动机的制动控制,一、反接制动控制电路反接制动有两种情况：一种是倒拉反接制动，如起重机下放重物的情况；另一种是电源反接制动，这里讨论第二种情况。使用电源反接制动方法的注意事项：*为防止转子降速后反向起动，当转速接近于零时应迅速切断电源；*转子与突然反向的旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，为了减小冲击电流，通常在电动机主电路中串接电阻来限制反接制动电流。反接制动电阻的接
22、线方法有对称和不对称两种接法。反接制动特点是制动迅速，效果好，冲击大，通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。,按下SB2，KM1得电，全压起动。在电动机正常运转时，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动作好准备。 停车时，按下停止按钮SB1，KM1断电，由于惯性，电动机的转速还很高，KS依然动作，因SB1按下，KM2得电，电动机反接制动，转速迅速下降，当速度继电器恢复，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。,1、电动机单向运转的反接制动控制电路,正转起动按 SB2，正转KM1得电，电动机接入正向三相交流电源运转，KS动作，正转常闭触点KS-1断开，常开触点KS-1闭合。为KM2线圈的通电做
23、准备，但不能使KM2线圈立即通电。按停止按钮SB1， KM1断电，KM2通电，正向反接制动。由于速度继电器的常闭触点KS-1已断开，KM2线圈不自锁。当转速接近于零，正转常开KS-1断开， KM2断电，正反接制动结束。,2、电动机可逆运行的反接制动控制电路,电阻R是反接制动电阻，同时也限制起动电流,具有限流电阻的可逆反接制动控制电路,工作原理：按下正转起动按钮SB2，中间继电器KA3得电并自锁， 接触器KM1线圈通电，KM1的主触点闭合，定子绕组经电阻R接通正向三相电源，电动机定子绕组串电阻降压起动。当电动机转速上升到一定值时，KS的正转常开触点KS-1闭合，中间继电器KA1得电并自锁，这时K
24、A1、KA3中间继电器的常开触点全部闭合，接触器KM3线圈得电，KM3主触点闭合，短接电阻R，定子绕组得到额定电压，进入运行。若按下停止按钮SB1，则KA3、KM1、KM3线圈断电。但此时电动机转速仍然很高，速度继电器KS的正转常开触点KS-1还处于闭合状态，中间继电器KA1线圈仍得电，所以接触器KM1常闭触点复位后，接触器KM2线圈得电，KM2常开主触点闭合，使定子绕组经电阻R获得反向的三相交流电源，电动机进行反接制动。当转速小于100rmin时，KS的正转常开触点KS-1复位， KA1 断电， KM2 断电， 反接制动过程结束。,二、能耗制动控制电路1、单向能耗制动控制电路,正常运行后，按
25、下停止按钮 SB1，KM1断电，切断电动机电源，同时KT得电，KM2得电并自锁，直流电源则接入定子绕组，进行能耗制动。当时间继电器延时断开常闭触点KT断开时，KM2断电，直流电源被切除，同时KM2常开辅助触点复位，时间继电器KT线圈断电，能耗制动结束。,时间原则控制的单向能耗制动控制电路,该电路与时间原则控制电路基本相同，控制电路中取消了时间继电器KT，而加装了速度继电器KS，用KS的常开触点代替KT延时断开的常闭触点。制动时，按下停止SB1，KM 断电， 断开三相电源。此时速度仍然很高，KS的常开触点仍然闭合，KM2能够依靠SB1按钮的按下通电，定子绕组通入直流电，能耗制动。当电动机速度接近
26、零时，KS常开触点复位，KM2断电，能耗制动结束。,速度原则控制的单向能耗制动控制电路,正常正向运转中，按下停止按钮SB1，KM1断电，KM3和KT得电并自锁，KM3常开主触点闭合，直流电源加到定子绕组，电动机进行正向能耗制动。当转速接近零时，时间继电器延时断开的常闭触点KT断开KM3线圈电源。KM3主触点断开直流电源，KM3常开辅助触点复位，KT断电，正向能耗制动结束。,2、电动机可逆运行能耗制动控制电路,该电路按时间原则控制,对于10kW以下制动要求不高的电动机可采用。制动时，按SB1， KM1断电，KT、KM2得电，接入整流电源，经整流二极管V构成回路，电动机制动。当时间继电器的常闭触点
27、断开，KM2断电，直流电源切除，能耗制动结束。,与反接制动相比，能耗制动具有消耗能量少、制动电流小等优点，但需要直流电源，控制电路复杂。 通常能耗制动适用于电动机容量较大和起制动频繁的场合，反接制动适用于容量小而制动要求迅速的场合。,3、无变压器的单管能耗制动控制电路,一、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n=60f1(1-s)/p可知，三相异步电动机的调速方法主要有变极对数调速、变转差率调速及变频调速三种。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动机。变频
28、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变极调速的基本控制电路。,第六节 三相笼型异步电动机的有级调速,一般的三相异步电动机极对数是不能随意改变的，必须选用双速或多速电动机。变极对数仅适用于三相笼型异步电动机。,a）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。,42极 双速电机 定子绕组,按下低速起按钮SB2，低速接触器KM1得电，KM1主触点闭合，电动机定子绕组接为三角形，电动机低速运转。按下高速起按钮SB3，低速KM1断电，高速接触器KM2和KM3线圈得电电动机定子绕组联成双星形，电动机高速运转。,二、接触器控制的双速电动机控制电路,
29、开关SA扳到中间位置时，电动机处于停止状态。低速时，把SA扳到“低速”的位置，KM1得电，定子绕组联成三角形，低速运转。高速时，把SA扳到“高速”的位置，KT得电，电动机定子绕组先联成三角形，低速起动。一段延时后，KT动作，电动机定子绕组联成双星形，高速运转。,三、时间继电器自动控制的双速电动机控制电路,第七节 直流电动机的控制,一、直流电动机的基本控制方法1、直流电动机的起动控制直流电动机起动特点之一是起动冲击电流大，可达额定电流的1020倍。除小型直流电动机外一般不直接起动。为了保证起动过程中产生足够大的反电动势以减小起动电流和产生足够大的起动转矩，从而加速起动过程，也为了避免空载失磁飞车
30、事故的发生，他励、并励直流电动机起动时，在接通电枢绕组电源时，必须同时或提前接上额定的励磁电压。串励直流电动机的励磁电流和电枢电流是同时接通的。,2、直流电动机的正反转控制由电磁转矩TCTI，改变直流电动机的转向有两个方法，一种是改变电枢绕组两端电压的极性，使电枢电流反向；另一种是而改变励磁绕组两端电压的极性。改变电枢绕组两端电压极性来改变电动机转向时，由于主电路电流较大，故切换功率较大。采用改变直流电动机励磁电流的极性来改变转向的方法，尽管切换功率较小，但在改变励磁电流方向过程中，如0会造成“飞车”，因此改变励磁电流的同时要切断电枢绕组电源，另外须加设阻容吸收装置来消除励磁绕组因触点断开产生
31、的感应电动势。,3、调速控制直流电动机最突出的优点是能在很大的范围内具有平滑、平稳的调速性能。调速方法主要有电枢回路串电阻调速、改变电枢电压调速、改变励磁调速和混合调速。4、制动控制与交流电动机类似，直流电动机的电气制动方法有能耗制动、反接制动和再生发电制动等。,将SA置“0”位。合上QF1和QF2，欠电流继电器KI2得电动作，其常开触点KI2闭合，KA通过SA1-2得电并自锁。过电流继电器KI1不动作，时间继电器KT1的得电，其延时闭合的常闭触点KT1立即断开，断开KM2和KM3线圈的通电回路，保证起动时串入R1和R2。,二、他励（包括并励）直流电动机的控制电路,1、电枢回路串电阻的起动与调
32、速控制电路,（1）起动前准备,（2）起动 将SA的手柄由“0”位板到“3”位，SA1-2触点断开，其他三对触点闭合。此时KM1线圈得电，其主触点闭合使电动机M串R1、R2起动，同时KM1常闭触点断开，使KT1线圈断电并开始延时。起动电阻R1上的电压降使并联在其两端的KT2线圈得电，其延时闭合的常闭触点断开。当KT1延时到，其延时闭合的常闭触点KT1闭合，KM2线圈得电。KM2的常开触点闭合，切除起动电阻R1，电动机进一步加速，同时KT2线圈被短接，KT2开始延时，延时到，其延时闭合的常闭触点KT2闭合，接触器KM3线圈得电，KM3的主触点闭合，切除电阻R2，电动机再次加速，进入全电压运转 。（
33、3）调速 低速时，将SA扳到“l”或“2”位，电动机在电枢串有两段或一段电阻下运行，其转速低于主令控制器处在“3”位时的转速。例如，将SA扳到1位，KM2、KM3都不能得电，电动机串R1和R2运行。在调速过程中KT1和KT2的延时作用是保证电动机M有足够的加速时间，避免由于电流突变引起传动系统过大的冲击。,（4）保护 电动机发生过载和短路时，主回路过电流继电器KI1立即动作，使电动机脱离电源。欠电流继电器KI2的作用是当励磁线圈断路或励磁电流减小时，KI2动作，电动机断电，进行失磁和弱磁保护。主令控制器SA具有零位保护和零压保护的作用，SA手柄处于“0”位，KA才能接通，避免了电动机的自起动，
34、起零压保护作用；也保证电动机在任何情况下总是从低速到高速的安全加速起动，叫做零位保护。电路中二极管V与电阻R串联构成励磁绕组的吸收回路，防止停车时由于过大的自感电动势引起绕组绝缘击穿。,直流电源采用两相零式整流电路，R兼有起动限流和制动限流作用。R3调节电动机转速。R2吸收自感电动势，KM1为能耗制动接触器，KM2为工作接触器，KM3为切除起动电阻的接触器。,2、变励磁调速及正反转控制电路,工作原理： （1）起动 按下起动按钮SB2，KM2和KT线圈得电并自锁，电动机M串电阻R起动，一段延时后，KT延时闭合的常开触点（21-29）闭合，使KM3线圈得电并自锁，KM3主触点闭合切除起动电阻R，起
35、动过程结束。（2）调速 在正常运行状态下，调节电阻R3，改变励磁电流的大小，从而改变磁通，即可改变电动机的转速。（3）停车及制动 在正常运行状态下，按下停车按钮SB1，接触器KM2和KM3线圈断电，其主触点断开，切断电动机电源，同时KM1线圈得电，通过R接通能耗制动回路，KM1的另一常开触点短接电容C，使电源电压全部加在励磁绕组两端，实现制动过程中的强励磁作用，加强制动效果。松开按钮SB1，制动结束，电路又处于准备工作状态。,3、改变励磁电压极性的正反转控制电路图为MM52125A型导轨磨床的部分电路,（1）正转 按下正转起动按钮SB2，KM18线圈得电，其常开触点闭合，建立励磁KI2闭合；K
36、T得电延时到KM17得电并自锁，KM17主触点闭合，电动机接通电源，KM17的常闭触点使时间继电器KT线圈断电。KT的延时常闭触点闭合，KM18自锁，其主触点闭合，接通电动机的励磁回路，励磁电流由K到J；电动机正转。 （2）停车 按下SB1，KM17线圈断电，其主触点切断电动机的电枢电源，常闭触点闭合，使KT线圈得电。KT延时到，其常闭触点断开，切断KM18的自锁回路。KT延时期间，KM18线圈一直保持通电状态，保证励磁回路的正常供电，停车控制中，先切断电枢电源后切断励磁电源。（3）反转 电动机停止后，即KT延时时间到，按下SB3，KM19和KM17线圈得电并自锁，KM17主触点接通电动机电枢
37、电源，KM19主触点接通电动机励磁电源，励磁电流方向是由J到K，与正转时相反，电动机反转。,4、具有能耗制动的正反转控制线路,（1）起动前的准备 SA置于“0”位。合上QF1和QF2，电动机的并励绕组中流过额定的励磁电流，欠电流继电器KI2得电动作，KA得电并自锁。电流继电器KI1不动作，时间继电器KT1的线圈得电，其延时闭合的常闭触点KT1处于断开状态，断开KM2和KM3线圈的通电回路，保证起动时串入R1和R2。（2）起动与调速 将SA的手柄由“0”位板到“1”位，KML线圈得电，其常开辅助触点闭合使KM1线圈得点，KML、KM1主触点闭合，电动机接通电源，串R1、R2起动，电枢电压为左正右
38、负，电动机正转。同时KML辅助常闭触点断开，KT1断电并开始延时，KML辅助常开触点闭合，使KAL线圈得电，KAL常开触点闭合，为接通KM4线圈做准备。起动电阻R1上的电压使并联在其两端的KT2得电，当KT1延时到，其延时闭合的常闭触点KT1闭合。需要电动机加速时，将SA手柄由“1”搬到“2”位，KM2得电。切除起动电阻R1，电动机进一步加速；同时KT2线圈被短接，KT2开始延时，延时到，其延时闭合的常闭触点KT2闭合，为KM3得电做准备。将SA手柄由“2”搬到“3”位，KM3得电，切除电阻R2，电动机再次加速，进入全电压运转，起动结束。,（3）制动 将SA手柄由左扳回“0”位，KML线圈断电
39、，其主触点断开电动机电源，其辅助常闭触点闭合使KM4线圈得电，其主触电闭合，接通R3在内的能耗制动电路，电动机进入能耗制动。由于电动机的惯性，在励磁保持情况下，电枢导体切割磁场而产生感应电动势，使KAL中仍有电流而不释放，当转速降到一定数值时，KAL断电，制动结束。电路恢复到原始状态，准备重新起动。反转状态停车的制动过程与上述过程相似，不同的是利用中间继电器KAR来控制。,5、反接制动的控制电路R3为反接制动限流电阻，R为电动机停车时励磁绕组的放电电阻,（1）起动 合上电源开关QF，励磁绕组获得额定励磁电压。同时，时间继电器KT1和KT2线圈得电，它们的延时闭合的常闭触点瞬时断开，接触器KM4
40、和KM5线圈处于断电状态，时间继电器KT2的延时时间大于KT1的延时时间，此时电路处于准备工作状态。按下正向起动按钮SB2，接触器KML线圈得电，其主触点闭合，直流电动机电枢回路串入电阻R1和R2降压起动， KML的常闭触点断开，时间继电器KT1和KT2断电，经过一定时间，KT1延时闭合的常闭触点先闭合，然后KT2延时闭合的常闭触点闭合，接触器KM4和KM5线圈先后得电，其主触点先后切除电阻R1和R2，直流电动机正常运行。,（2）制动 由于起动开始时电动机的反电动势为零，电压继电器KV不会动作，所以接触器KM1、KM2（或KM3）都不会动作，当电动机建立反电动势后，电压继电器KV吸合，其常开触
41、点闭合，接触器KM2线圈得电并自锁，其常开触点的闭合为反接制动作好了准备。设电动机原来正转，按下停止按钮SB1，则正向接触器KML断电，切除电源。此时，电动机仍作惯性运转，反电动势较高，电压继电器KV不会释放，因而KML释放后，KM1线圈得电并自锁，KM1常开触点闭合，使接触器KMR瞬时得电吸合，电枢通以反向电流，产生制动转矩。同时接在R3上的KM1常闭触点断开，使电动机在串入R3的情况下进行反接制动。待转速降低到KV释放电压时，KV释放，断开接触器KM1的线圈通电回路， KM1的常闭触点又恢复闭合而短接R3，同时，反接制动接触器KM2和反向接触KMR线圈也断电释放，为下次起动作好准备。,当电
42、动机为额定电流时，电动机为额定温度，热继电器不会动作。,第八节 电气控制系统的保护环节,常用保护环节,短路保护,过载保护,零电压、欠电压保护,弱磁保护,一、短路保护,常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。,二、过载保护,常用的过载保护元件是热继电器。,过流保护,1.过载电流较小时，热继电器要经过较长时间才动作，2.过载电流较大时，热继电器则经过较短时间就会动作。3.通常1.5倍以内过电流，如果过电流时间短的话，对电动机的影响不大，如果过电流时间长，那么用热继电器进行过载保护。作短路保护的熔断器熔体的额定电流不能大于4倍热继电器发热元件的额定电流。,三、过电流保护,直流电动机和绕线转子异步电动机
43、控制线路中，过电流继电器也起着短路保护的作用。,过电流的动作值为起动电流的1.2倍。,四、零电压及欠电压保护,为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。,在电动机的运行过程中，由于电源电压过分的降低（UN的6080以下）将引起一些电器释放，造成控制系统的不正常工作，因此而设置的保护环节称为欠电压保护。,通常采用欠电压继电器或设置专门的零电压继电器来实现。,左图示意了电气控制系统的各种保护环节。短路保护熔断器FU1和FU2；过载保护:热继电器FR； 过电流保护:过电流继电器KI1、KI2；零压保护:中间继电器KA；欠电压保护:欠电压继电器KV；互锁保护:KM1和KM2。,弱磁保护一般由串入电动机励磁回路的欠电流继电器来实现的。,五、弱磁和失磁保护,
