1、第2讲 基本的电气控制电路,2.1 三相笼型异步电动机的直接起动控制 2.2 三相笼型电动机降的减压起动控制 2.3 电气控制的保护环节,2.1 三相笼型异步电动机的直接起动控制 2.1.1 手动直接起动控制电路 2.1.2 采用接触器直接起动控制电路 2.1.3 三相异步电动机的正反转控制电路,2.1.1 手动直接起动控制线路对小型三相笼型异步电动机如冷却泵、小台钻、砂轮机和风扇等 可采用胶盖闸刀开关或转换开关和熔断器直接控制三相笼型异步电动机起动和停止。但使用这种手动控制方法不方便, 不能进行自动控制，更不安全，应采用按钮、接触器等电器来控制。,2.1.2 采用接触器直接起动控制线路对中小
2、型普通机床的主电机采用接触器直接控制起动和停止。主电路由刀开关QK、熔断器FU1、交流接触器KM的主触头和笼型电动机M组成；控制电路由起动按钮SB和交流接触器线圈KM组成。主电路如图2-6所示。 1.点动控制 2.长动控制,1.点动控制点动控制线路常用在电动机短时运行控制,比如调整机床的主轴、快速进给、镗床和铣床的对刀、试车等。点动控制如图2-7所示。运行过程:先合上刀开QK，按下起动按钮SB ，接触器KM线圈通电，KM主触头闭合，电动机M得电直接起动。停机过程:放开SB，KM线圈断电，KM主触头断开 ，M断电电动机停转。,2.长动控制在实际生产中需要电动机实现长时间连续转动, 即长动控制线路
3、,如图2-8所示。工作过程：合上电源开关QK后,按下启动按钮SB2,接触器KM线圈获电吸合,KM三个主触头闭合,电动机M得电起动, 同时又使与SB2并联的一个常开辅助触点闭合, 这个触头叫自锁触头,触点的自锁作用在电路中叫做“记忆功能”。放开SB2,控制线路通过KM自锁触头使线圈仍保持状态吸合。如需要电动机停止,只需按一下停止按钮SB1,则接触器KM线圈断电,KM主触头断开,电动机M断电停转。,图2-6主电路,图2-7点动控制线路,图2-8长动控制线路,3. 能点动又能长动控制如果要求电动机既能实现点动又能实现长动。控制线路如图2-9所示。图2-9(a)为主电路。图2-9（b）点动控制时,断开
4、钮子开关SA；长动控制时, 合上钮子开关SA。图2-9（c）点动控制时,按动复合按钮SB3；长动控制时,按起动按钮SB2。图2-9（d）是利用中间继电器实现的长动和点动控制线路。图2-9（e）利用中间继电器实现的长动和点动控制线路。,(a) (b) (c),(d) (e),图2-9长动和点动控制,如图2-10所示为电动机正、反转控制线路。图中KM1为正向接触器,控制电动机M正转； KM2为反向接触器, 控制电动机反转。图2-10(a) 主电路 。工作过程:正转控制，合上刀开关QK，按下正向起动按钮SB2，正向接触器KM1得电，KM1主触头和自锁触头闭合，电动机M正转。如图图2-10(b)所示
5、。反转控制，合上刀开关QK，按下反向起动按钮SB3，反向接触器KM2得电，KM2主触头和自锁触头闭合，电动机M反转。停止：按停止按钮SB1，KM1(或KM2)断电，M停转。,2.1.3 三相异步电动机的正反转控制电路,(a ) ( b),(c) (d ),图2-l0 电动机正、反转控制线路,图2-10(c)所示控制线路工作过程：把一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中,这样连接可保证一个接触器先通电后, 即使按下相反方向的起动按钮,另一个接触器也无法通电, 这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方式,就是电气的互锁控制。图2-l0(d )所示控制线路工作过程：利用复合按钮的常闭触头
6、同样可以起到互锁的作用, 该线路具有电气互锁和机械互锁的双重互锁，安全可靠，操作也方便。,2.2 三相笼型电动机降的减压起动控制,2.2.1 定子电路串电阻降压起动控制 2.2.2 星形-三角形降压起动控制,图2-11是定子绕组串接电阻降压起动控制电路。为了在电动机串接电阻降压起动完成之后,再将电压恢复到额定值。即在电动机起动时,在三相定子电路串接电阻,使电动机定子绕组电压降低,起动结束后再将电阻短接,电动机在额定电压下正常运行。,2.2.1 定子电路串电阻减压起动控制,图2-11（b）起动过程: 当按下起动按钮SB2后，接触器KM1 常开主触头闭合,常开辅助触头闭合自锁，电动机定子绕组串电阻
7、R降压起动；与此同时, 时间继电器KT线圈得电吸合。图2-11（c）起动过程:当按下起动按钮SB2后，接触器KM1首先得电,经延时后接触器KM2得电自锁, 由于KM2常闭触头分别串接在KM1和KT的线圈电路中，因此KM1和KT的线圈电路同时断电, 这样,在电动机起动后,只有KM2通电工作，断开了KM1和KT的线圈。使电动机在额定电压下投入正常运行。,（a） (b),(c) (d),图2-11定子绕组串电阻起动控制线路,图2-11（d）起动过程: 与图2-11（c）所不同是KT线圈串接的是KM1的常开触头，当按下起动按钮SB2后，KM1线圈得电，KT线圈基本上与KM1线圈是同时得电，经延时后接触
8、器KM2得电自锁, 接触器KMl线圈断电, KT的线圈也基本上是同时断电，在电动机起动后, 使电动机在额定电压下投入正常运行。 图2-11（e）起动过程: 当按下起动按钮SB2后，接触器KM2得电自锁, KM2常闭触头串接在KM1和KT的并联电路中，KM2常闭触头将KM1和KT的线圈电路断电。在电动机起动后, 使电动机在额定电压下投入正常运行。图2-11（f）自己分析（提示：可以改变主电路）。,星形-三角形降压起动（Y-）起动用于正常工作时定子绕组作三角形连接的电动机。 在电动起动时将定子绕组接成星形,实现减压起动。加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的1/ 3,从而减小了起动电流。待起动后按
9、预先设定的时间把电动机换成三角形联结,使电动机在额定电压下运行。如图2-12所示,2.2.2 星形-三角形降压起动控制,图2-12星形-三角形降压起动控制电路,起动运行:按下起动按钮SB2，KM1、KT、KM3线圈同时得电并自锁, 即KM1、KM3主触点闭合时,绕组接成星形，KM1、KM2主触点闭合时,接为三角形进行减压起动。当电动机转速接近额定转速时, 时间继电器KT常闭触头断开, KM3线圈断电，同时时间继电器KT常开触头闭合,KM2线圈得电并自锁 ,电动机绕组接成三角形全压运行。两种接线方式的切换要在很短的时间内完成,在控制电路中采用时间继电器定时自动切换。KM2、KM3常闭触头为互锁触
10、头,以防同时接成星形和三角形造成电源短路。停止运行:按下停止按钮SB1，KM1、KM2线圈失电，电机停止运转。,2.3 电气控制的保护环节,在电气控制系统中，为满足生产机械长期、正常、无故障地运行外, 还需要各种保护措施。保护环节是所有生产机械电气控制系统不可缺少的组成部分,用来保护电动机、电网、电气控制设备以及人身安全等。电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、欠电压保护、零电压保护、过电流保护及超速保护等。,1.短路保护当电动机绕组、导线的绝缘损坏或者控制电器及线路发生故障时, 若不迅速切断电源, 会产生很大的短路电流,使电动机、电器、导线等电气设备损坏。因此在发生短路故障时,保
11、护电器必须迅速将电源切断。2.过载保护当电动机起动操作频繁、缺相运行或长期超载运行时, 会使电动机的工作电流超过允许值,电动机绕组过热, 绝缘材料就要变脆,寿命降低,过载电流越大,达到允许温升的时间就越短，严重时会使电动机损坏。常用的过载保护电器是热继电器(或断路器),当电动机过载电流较大时, 热继电器则经过较短的时间就会切断电源,使电动机停转,避免电动机在过载下运行。,3.欠电压保护欠压保护是指当电网电压下降到某一数值时, 电动机便在欠电压下运行,电动机转速下降,接触器电磁吸力将小于复位弹簧的反作用力,动铁心被释放,带动主触点、自锁触点同时断开,自动切断主电路和控制电路,电动机失电停止,避免了电动机欠压运行而损坏。4.零电压保护零电压保护是指电动机在正常运行中, 当电网因某种因突然停电时,能自动切断电动机电源。当电源电压恢复正常时, 则电动机不会自行起动，实现了零电压保护。,5.过电流保护不正确的起动和过大的负载转矩常常引起电动机过电流。过电流保护主要用于直流电动机或绕线式异步电动机, 对三相笼型异步电动机采用短路保护, 过电流保护通常采用过电流继电器和接触器合动。6.超速保护当机械设备运行速度超过规定允许的速度时,将会造成设备损坏，甚至还会造成人身危险,所以要设置超速保护装置来控制电动机转速或及时切断电动机电源。,
