第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 1 1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制 22 ．． 2 2 三相异步电动机直接启动控制三相异步电动机直接启动控制 22 ．． 3 3 三相笼型电动机降压启动控制三相笼型电动机降压启动控制 22 ．． 4 4 三相绕线转子电动机启动控制三相绕线转子电动机启动控制 22 ．． 5 5 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 22 ．． 6 6 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 22 ．． 7 7 三相异步电动机的调速控制三相异步电动机的调速控制 22 ．． 8 8 其它基本环节其它基本环节

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 电气控制线路：电气控制线路：将各种有触点的继电器、接触器、按钮、行程开关等将各种有触点的继电器、接触器、按钮、行程开关等

电器元件，按一定方式连接起来组成的控制线路。电器元件，按一定方式连接起来组成的控制线路。 作用：作用：实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速控制，实现对实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速控制，实现对

拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。 本章内容：本章内容：主要介绍组成电气控制线路的基本环节，电气控制线路的主要介绍组成电气控制线路的基本环节，电气控制线路的

分析阅读方法。分析阅读方法。 22 ．． 1 1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制 表达电气控制系统的结构、原理，便于进行电器元件的安装、调整、表达电气控制系统的结构、原理，便于进行电器元件的安装、调整、

使用和维修。使用和维修。 使用统一规定的电气图形符号和文字符号。使用统一规定的电气图形符号和文字符号。 22 ．． 11 ．． 1 1 常用电气图形、文字符号 常用电气图形、文字符号 规定从规定从 19901990 年年 11 月月 11 日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须采日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须采

用新标准。用新标准。 GB4728—1984GB4728—1984 《《电气图用图形符号》电气图用图形符号》 GB6988—1987GB6988—1987 《《电气制图》电气制图》 GB7159—1987GB7159—1987 《《电气技术中的文字符号制定通则》电气技术中的文字符号制定通则》

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 常用电气图形、文字符号常用电气图形、文字符号 :: 新旧对照表新旧对照表 2—1(2—1(P45).P45). 22 ．． 11 ．． 2 2 电气原理图 电气原理图 表示电路的工作原理、各电器元件的作用和相互关系，而不考虑电路表示电路的工作原理、各电器元件的作用和相互关系，而不考虑电路

元器件的实际安装位置和实际连线情况。元器件的实际安装位置和实际连线情况。 绘制原则：绘制原则： 11 ．线路分为主电路和控制电路。．线路分为主电路和控制电路。主电路画在左侧，用粗实线绘出；主电路画在左侧，用粗实线绘出；

控制电路画在右侧控制电路画在右侧 , , 用细实线绘出。用细实线绘出。 2. 2. 同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）通常不画在一起，同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）通常不画在一起，

但需用同一文字符号标明但需用同一文字符号标明 ;; 同种类电器元件，可在文字符号后面加数同种类电器元件，可在文字符号后面加数字序号下标表示字序号下标表示 ..

33 ．所有电器元件的触点均按“平常”状态绘出。．所有电器元件的触点均按“平常”状态绘出。如按钮、行程开关，如按钮、行程开关，是指没有受到外力作用时的触点状态是指没有受到外力作用时的触点状态 ..

44 ．主电路标号由文字符号和数字组成。．主电路标号由文字符号和数字组成。如三相交流电源引入线用如三相交流电源引入线用LL11 、、 LL22 、、 LL33 标号，电源开关后的三相主电路分别标标号，电源开关后的三相主电路分别标 UU 、、 VV 、、 WW 。。

55 ．控制电路标号由三位或三位以下数字组成。．控制电路标号由三位或三位以下数字组成。交流控制电路一般以交流控制电路一般以主要压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；主要压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流控制电路中，电源正极按奇竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流控制电路中，电源正极按奇

数标号，负极按偶数标号数标号，负极按偶数标号。。

图图 2-1 2-1 笼型电动机启动、停止控制线路笼型电动机启动、停止控制线路 22 ．． 11 ．． 3 3 电气安装接线图 电气安装接线图 表示电器元件在设备中的实际安装位置和接线情况。表示电器元件在设备中的实际安装位置和接线情况。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 绘制原则绘制原则 :: 1.1. 同一电器元件的各部件必须同一电器元件的各部件必须 画在一起画在一起 .. 各电器元件在图中的各电器元件在图中的 位置，应与实际安装位置一致。位置，应与实际安装位置一致。 2.2. 不在同一控制柜或配电屏上不在同一控制柜或配电屏上 的电器元件的电气连接必须通的电器元件的电气连接必须通 过端子排进行。过端子排进行。电器元件的文电器元件的文 字符号及端子排的编号应与原字符号及端子排的编号应与原 理图一致理图一致 .. 3. 3. 走向相同的多根导线可用单走向相同的多根导线可用单 线表示。线表示。 4. 4. 连接导线应标明规格、型号、连接导线应标明规格、型号、 根数和穿线管的尺寸根数和穿线管的尺寸 ..

图图 2-2 2-2 笼型电动机启动、停止控制线路安装接线图 笼型电动机启动、停止控制线路安装接线图

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 2 2 三相异步电动机直接启动控制 三相异步电动机直接启动控制 直接启动也称全压启动直接启动也称全压启动 .. 启动时，电源电压全部加在定子绕启动时，电源电压全部加在定子绕

组上。电动机的启动电流达到额定电流的组上。电动机的启动电流达到额定电流的 44 ～～ 77 倍，对电网倍，对电网具有大的冲击，主要用于小容量电动机的启动。具有大的冲击，主要用于小容量电动机的启动。

22 ．． 22 ．． 1 1 采用刀开关直接启动控制采用刀开关直接启动控制 适用于冷却泵、小型台钻、砂轮机适用于冷却泵、小型台钻、砂轮机 电动机的启动电动机的启动 ..

图图 2-3 2-3 刀开关直接启动控制线路刀开关直接启动控制线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 22 ．． 2 2 三相笼型电动机单向运转控制 三相笼型电动机单向运转控制 1.1. 电路组成电路组成 见图见图 2-12-1 示示 ,, 具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路。主具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路。主

电路由电源隔离开关电路由电源隔离开关 QSQS 、、熔断器熔断器 FUFU11、、接触器接触器 KMKM 的主触头、热的主触头、热继电器继电器 FRFR 的发热元件、电动机的发热元件、电动机 MM 组成。控制电路由熔断器组成。控制电路由熔断器FUFU22、、接触器接触器 KMKM 的常开辅助触头和线圈、停止按钮的常开辅助触头和线圈、停止按钮 SBSB11、、起动按起动按钮钮 SBSB22、、热继电器热继电器 FRFR 的常闭触头组成。的常闭触头组成。

2.2. 工作过程工作过程 (1)(1) 启动 启动 KMKM 自锁触头闭合；自锁触头闭合； 合上合上 QS,QS, 按下按下 SBSB KM KM 线圈得电线圈得电 KMKM 主触头闭合 电动机主触头闭合 电动机 MM 通电启动通电启动

运行。运行。 (2)(2) 停止停止 KMKM 自锁触头断开 自锁触头断开 按下按下 SBSB1 1 KM KM 线圈断电 主电路断电线圈断电 主电路断电 ,, 电动机电动机 MM 停转。 停转。 KMKM 主触头断开 主触头断开

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 短路保护：短路保护：由熔断器由熔断器 FUFU 实现。实现。 过载保护：过载保护：由热继电器由热继电器 FRFR 实现。实现。 欠电压、失电压保护：欠电压、失电压保护：通过接触器通过接触器 KMKM 的自锁环节实现。的自锁环节实现。 22 ．． 3 3 三相笼型电动机降压启动控制三相笼型电动机降压启动控制 直接启动直接启动 :: 控制线路简单、经济、操作方便。但对容量较大的电动机，控制线路简单、经济、操作方便。但对容量较大的电动机，

起动电流大，电网电压波动大起动电流大，电网电压波动大 .. 降压启动降压启动 :: 启动时将电源电压适当降低，启动完毕再将电压恢复到额定启动时将电源电压适当降低，启动完毕再将电压恢复到额定值运行，以减小启动电流对电网和电动机本身的冲击。值运行，以减小启动电流对电网和电动机本身的冲击。

分类分类 :: 定子绕组串电阻降压启动；定子绕组串电阻降压启动； Y-ΔY-Δ 换接降压启动；自耦变压器降压换接降压启动；自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动等。启动、延边三角形降压启动等。

22 ．． 33 ．． 1 1 定子绕组串电阻降压启动定子绕组串电阻降压启动 启动时，在三相定子电路串接电阻启动时，在三相定子电路串接电阻 RR ，，使加在电动机绕组上的电压降低，使加在电动机绕组上的电压降低，

启动完成后将电阻启动完成后将电阻 RR 短接，电动机加额定电压正常运行短接，电动机加额定电压正常运行 .. 按时间原则控制按时间原则控制 :: 利用时间继电器延时动作来控制各电器元件的先后顺利用时间继电器延时动作来控制各电器元件的先后顺

序动作序动作 .. 线路工作过程线路工作过程 ::

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-4 2-4 定子绕组串电阻启动控制线路定子绕组串电阻启动控制线路 11 ．启动．启动 KMKM11 自锁触头闭合； 自锁触头闭合； 合上电源开关合上电源开关 QSQS,, 按下按下 SBSB22 KM KM11 线圈得电 线圈得电 KMKM11 主触头闭合 电动机串联电阻主触头闭合 电动机串联电阻 RR 后启动；后启动；

KMKM11 常开触头闭合常开触头闭合 KTKT 线圈得电线圈得电 KMKM22 线圈线圈得电得电

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 KMKM22 自锁触头闭合；自锁触头闭合； KMKM22 主触头闭合（短接电阻主触头闭合（短接电阻 RR ）） 电动机电动机 MM 全压运行；全压运行； KMKM22 常闭触头断开 常闭触头断开 KMKM11 、、 KTKT 线圈断电释放。线圈断电释放。 2.2. 停止停止 按下按下 SB1 KM2SB1 KM2 线圈断电释放 线圈断电释放 MM 断电停止。断电停止。 特点特点 :: 不受电动机接线形式限制，线路简单。常用于中小型机床不受电动机接线形式限制，线路简单。常用于中小型机床

中限制点动调整电流，如中限制点动调整电流，如 C650C650 型车床、型车床、 T68T68 型卧式镗型卧式镗床、床、 T612T612 型卧式镗床等型卧式镗床等 ..

22 ．． 33 ．． 2 2 YY （（星形）－星形）－ ΔΔ （（三角形）降压启动三角形）降压启动 只适用于正常工作时定子绕组作三角形联接的电动机。只适用于正常工作时定子绕组作三角形联接的电动机。 方法方法 :: 启动时，先将定子绕组接成星形，使每相绕组电压为额定启动时，先将定子绕组接成星形，使每相绕组电压为额定

电压的 ，启动完成再恢复成三角形接法，使电动机在额定电压的 ，启动完成再恢复成三角形接法，使电动机在额定电压下运行。电压下运行。

特点特点 :: 启动设备成本低，方法简单，容易操作，但启动转矩只有启动设备成本低，方法简单，容易操作，但启动转矩只有额定转矩的额定转矩的 11 ／／ 3.3.

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-5 2-5 Y-ΔY-Δ 降压启动控制线路 降压启动控制线路 线路工作过程：线路工作过程： 11 ．启动．启动 KMKM11 自锁触头闭合自锁触头闭合 ;; 合上合上 QS,QS, 按下按下 SBSB22→→KMKM11 线圈得电 线圈得电 KMKMYY 线圈得电，主触头闭合 电动机线圈得电，主触头闭合 电动机 MM 星形启动星形启动 ;; KMKM11 主触头闭合主触头闭合 KMKMYY 线圈断电线圈断电 ;; KTKT 线圈得电线圈得电延时延时 KMKMΔΔ 线圈得电 线圈得电 KMKM11 线圈仍得电 线圈仍得电 MM 接成三角形运行。接成三角形运行。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 2.2. 停止停止 按下按下 SB1 KM1SB1 KM1 、、 KMKMΔΔ 线圈断电释放 线圈断电释放 MM 断电停止断电停止 .. 图图 2-52-5是利用时间继电器实现自动控制 是利用时间继电器实现自动控制 ,, 图图 2-62-6是手动是手动

控制的控制的 YY －－ ΔΔ降压启动线路。降压启动线路。

图图 2-6 2-6 手动手动 YY －－ ΔΔ启动器结构及控制线路启动器结构及控制线路 特点特点 :: 结构简单，操作方便。不需控制电路，直接用手结构简单，操作方便。不需控制电路，直接用手

动方式扳动手柄，切换主电路达到降压启动的目的动方式扳动手柄，切换主电路达到降压启动的目的 ..

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 33 ．． 33 自耦变压器降压启动 自耦变压器降压启动 依靠自耦变压器的降压作用限制电动机的启动电流。依靠自耦变压器的降压作用限制电动机的启动电流。 方法方法 :: 自耦变压器次级与电动机相联，启动时，定子绕组得自耦变压器次级与电动机相联，启动时，定子绕组得

到电压是自耦变压器二次电压，启动完毕将自耦变压器切除，到电压是自耦变压器二次电压，启动完毕将自耦变压器切除，电动机直接接电源，全电压运行。电动机直接接电源，全电压运行。

图图 2-7 2-7 定子串自耦变压器降压启动控制线路定子串自耦变压器降压启动控制线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 线路工作过程：线路工作过程： 11 ．启动 ．启动 合上电源开关合上电源开关 QS.QS. KM1KM1 线圈得电线圈得电 KM1KM1 主触头和辅助触头闭合主触头和辅助触头闭合 MM 定子串自耦变压器降压启动；定子串自耦变压器降压启动；

按下按下 SB2 KTSB2 KT 延时断开的常闭触头断开 延时断开的常闭触头断开 KM1KM1 线圈断电 切除自耦变压器；线圈断电 切除自耦变压器； KTKT 线圈得电线圈得电延时延时 KTKT 延时闭合常开触头闭合 延时闭合常开触头闭合 KM2KM2 线圈得电 线圈得电 KM2KM2 主触头闭合 主触头闭合 MM

加全电压运行。加全电压运行。

22 ．停止．停止 按下按下 SB1 KTSB1 KT 和和 KM2KM2 线圈断电释放 线圈断电释放 MM 断电停止。断电停止。 特点特点 :: 在获取同样启动转矩情况下，从电网获取电流相对电阻降压启动在获取同样启动转矩情况下，从电网获取电流相对电阻降压启动

要小得多，对电网冲击小，功率损耗小。但自耦变压器价格高，主要用要小得多，对电网冲击小，功率损耗小。但自耦变压器价格高，主要用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机启动于容量较大、正常运行为星形接法的电动机启动 ..

22 ．． 33 ．． 4 4 延边三角形降压启动延边三角形降压启动 比较比较 ::Y—△Y—△ 降压启动优点多，但启动转矩太小。延边三角形降压启动兼降压启动优点多，但启动转矩太小。延边三角形降压启动兼取星形联接启动电流小、三角形联接启动转矩大的优点取星形联接启动电流小、三角形联接启动转矩大的优点 ..

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 适用于定子绕组特别设计的适用于定子绕组特别设计的 电动机。定子每相绕组有三电动机。定子每相绕组有三 个端子，整个定子绕组共有个端子，整个定子绕组共有 九个出线端，其端子联接方九个出线端，其端子联接方 式如图式如图 2-82-8 示。示。

图图 2-8 2-8 延边三角形—三角形端子的联接方式延边三角形—三角形端子的联接方式 方法方法 :: 启动时，将电动机定子绕组接成延边三角形，启动结启动时，将电动机定子绕组接成延边三角形，启动结束后，再换成三角形接法束后，再换成三角形接法 ..

线路工作过程线路工作过程 ::

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-9 2-9 延边三角形降压启动控制线路延边三角形降压启动控制线路 11 ．启动．启动 合上电源开关合上电源开关 QSQS 。。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 KMKM 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KMKM 主触点闭合主触点闭合 MM 定子绕组端子定子绕组端子 11 、、 22 、、 33 接接

电源；电源； 按下按下 SB2 KMSB2 KMYY 线圈得电线圈得电 KMKMYY 主触点闭合主触点闭合 MM 绕组端子（绕组端子（ 4-84-8)) 、（、（ 5-95-9 ）、（）、（ 6-6-

77 ）联接，）联接， MM 接成延边三角形降压启动；接成延边三角形降压启动； 延时断开的常闭触点断开 延时断开的常闭触点断开 KMKMYY 线圈断电线圈断电 KTKT 线圈得电 线圈得电 延时延时 KMKM△△线圈得线圈得 延时闭合的常开触点闭合 延时闭合的常开触点闭合 电 电 KMKM△△ 主触点闭合 主触点闭合 MM 绕组端子（绕组端子（ 1-61-6 ）、）、（（ 2-42-4 ）、（）、（ 3-53-5 ）相连接成三角形，全电）相连接成三角形，全电

压运行。压运行。 22 ．停止．停止 按下按下 SB1 KMSB1 KM 、、 KMKM△△ 、、 KTKT 线圈断电 线圈断电 MM 断电停止。断电停止。 特点：特点：启动转矩大于启动转矩大于 Y—△Y—△ 降压启动，不需专门启动设备，线路结构简单，降压启动，不需专门启动设备，线路结构简单，

但电动机引出线多，制造难度大。但电动机引出线多，制造难度大。 22 ．． 4 4 三相绕线转子电动机启动控制三相绕线转子电动机启动控制 鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机在容量较大且需重载启动场合，增大启动转矩与限制启在容量较大且需重载启动场合，增大启动转矩与限制启

动电流矛盾突出。动电流矛盾突出。 绕线转子电动机绕线转子电动机可在转子绕组中串接外加电阻或频敏变阻器启动，达到减可在转子绕组中串接外加电阻或频敏变阻器启动，达到减

小启动电流、提高转子电路功率因数和增大启动转矩的目的。小启动电流、提高转子电路功率因数和增大启动转矩的目的。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 44 ．． 1 1 绕线转子电动机串电阻启动控制绕线转子电动机串电阻启动控制 常用按电流原则和按时间原则二种控制线路。常用按电流原则和按时间原则二种控制线路。

图图 2-10 2-10 按电流原则控制的绕线转子电动机串电阻启动线路按电流原则控制的绕线转子电动机串电阻启动线路 方法：方法：启动电阻接成星形，串接于三相转子电路中。启动前，电阻全部启动电阻接成星形，串接于三相转子电路中。启动前，电阻全部

接入电路。启动过程中，电流继电器根据电动机转子电流接入电路。启动过程中，电流继电器根据电动机转子电流

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 大小的变化控制电阻的逐级切除。大小的变化控制电阻的逐级切除。 KA1~KA3KA1~KA3 为欠电流继电器，为欠电流继电器，吸合电流值相同，但释放电流不一样。吸合电流值相同，但释放电流不一样。 KA1KA1 释放电流最大，释放电流最大， KA2KA2次之，次之， KA3KA3 释放电流最小。刚启动时，电流较大，释放电流最小。刚启动时，电流较大， KA1~KA3KA1~KA3同时吸合动作，全部电阻接入。随着转速升高，电流减同时吸合动作，全部电阻接入。随着转速升高，电流减小，小， KA1~KA3KA1~KA3依次释放，分别短接电阻，直到转子串接的电依次释放，分别短接电阻，直到转子串接的电阻全部短接。阻全部短接。

线路工作过程：线路工作过程： 11 ．启动．启动 合上电源开关合上电源开关 QSQS 。。 KMKM 主触点闭合 主触点闭合 MM 转子串接全部电阻启动；转子串接全部电阻启动； 按下按下 SB2 KMSB2 KM 线圈得电并自锁 中间继电器线圈得电并自锁 中间继电器 KAKA 得电，为得电，为 KM1~KM3KM1~KM3 通电作通电作

准备 随着转速升高，转子电流逐渐减小 准备 随着转速升高，转子电流逐渐减小 KA1KA1 最先释放，其常闭触点闭合 最先释放，其常闭触点闭合 KM1KM1 线圈得电，主触点闭合 短接第线圈得电，主触点闭合 短接第一级电阻一级电阻 R1 MR1 M 转速升高，转子电流又减转速升高，转子电流又减小小 KA2KA2 释放，其常闭触点闭合释放，其常闭触点闭合 KM2KM2 线圈得电，主触点闭合线圈得电，主触点闭合 短接第二级电短接第二级电阻阻 R2 MR2 M 转速再升高，转子电流再减小转速再升高，转子电流再减小 KA3KA3 最后释放，常闭触点闭合最后释放，常闭触点闭合 KM3KM3 线圈得电，主触点闭合 短接最后一段电阻线圈得电，主触点闭合 短接最后一段电阻 R3R3 ，， MM 启动过程结束。启动过程结束。

22 ．． 44 ．． 2 2 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制 转子串电阻起动：转子串电阻起动：电阻逐级切除，起动电流和转矩突变，产生机电阻逐级切除，起动电流和转矩突变，产生机械冲击，且电阻本身粗笨，体积较大，能耗大，控制线路复杂。械冲击，且电阻本身粗笨，体积较大，能耗大，控制线路复杂。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 频敏变阻器启动：频敏变阻器启动：阻抗随电动机转速上升而自动平滑地减小，使电动机阻抗随电动机转速上升而自动平滑地减小，使电动机平稳启动。平稳启动。

结构和等效电路结构和等效电路：：

图图 2-11 2-11 频敏变阻器的结构和等效电路 频敏变阻器的结构和等效电路 由铁心和绕组二个主要部分组成。一般做成三柱式，每个柱上有一个绕由铁心和绕组二个主要部分组成。一般做成三柱式，每个柱上有一个绕

组，实际是一个特殊的三相铁心电抗器，通常接成星形。组，实际是一个特殊的三相铁心电抗器，通常接成星形。 RRdd为绕组直流电阻，为绕组直流电阻， RR 为铁损等效电阻，为铁损等效电阻， LL 为等效电感，为等效电感， RR 、、 LL 值与值与

转子电流频率有关。转子电流频率有关。 启动过程中，转子电流频率随转速变化。刚启动时，转速为零，启动过程中，转子电流频率随转速变化。刚启动时，转速为零，

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 转差率转差率 ss=1=1 ，，转子电流频率转子电流频率 ff22 与电源频率与电源频率 ff11 的关系为的关系为 ff22==sfsf11==ff11，，频频敏变阻器的电感和电阻均为最大，转子电流受到抑制。随着转速升敏变阻器的电感和电阻均为最大，转子电流受到抑制。随着转速升高，高， ss 减小，减小， ff22 下降，频敏变阻器的阻抗随之减小，实现平滑的无级下降，频敏变阻器的阻抗随之减小，实现平滑的无级启动。启动。

图图 2-12 2-12 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制线路绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制线路 线路工作过程：线路工作过程： 11 。启动。启动

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 合上电源开关合上电源开关 QSQS 。。 按下按下 SB2 SB2 KM1KM1 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KM1KM1 主触点闭合主触点闭合 MM 转子电路串入频敏变阻器转子电路串入频敏变阻器

启动；启动； KTKT 线圈得电线圈得电 延时闭合的常开触点闭合延时闭合的常开触点闭合 KAKA 得电并自锁得电并自锁 KM2KM2 得电得电

KM2KM2 主触点闭合，短接频敏变阻器；同时，主触点闭合，短接频敏变阻器；同时， KM2KM2 辅助触点断开，辅助触点断开， KTKT 断电，起动结束。断电，起动结束。 22 ．停止．停止 按下按下 SB1 KM1SB1 KM1 、、 KM2KM2 、、 KAKA 线圈断电释放 线圈断电释放 MM 断电停止。断电停止。 电流互感器电流互感器 TATA ：：将主电路中的大电流变换成小电流进行测量。将主电路中的大电流变换成小电流进行测量。 KAKA 的常闭触点：的常闭触点：启动时将启动时将 FRFR 加热元件短接，启动结束才将加热元件短接，启动结束才将 FRFR 的加热元的加热元

件接入电路，避免因起动时间较长而使热继电器件接入电路，避免因起动时间较长而使热继电器 FRFR 误动作。误动作。 22 ．． 5 5 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 用于生产机械改变运动方向。如工作台的前进、后退，电梯的上升、下用于生产机械改变运动方向。如工作台的前进、后退，电梯的上升、下

降等。降等。 方法：方法：利用两个接触器改变电动机定子绕组的电源相序。利用两个接触器改变电动机定子绕组的电源相序。 22 ．． 55 ．． 1 1 电动机的正、反转控制电动机的正、反转控制 线路工作过程：线路工作过程：

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-13 2-13 电动机正反转控制线路电动机正反转控制线路 合上电源开关合上电源开关 QSQS 。。 11 。正转 。正转

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 按下正转按钮按下正转按钮 SBSB11→→KMKM11 线圈得电 线圈得电 KMKM11 自锁触头闭合；自锁触头闭合； KMKM11 主触头闭合→电动机主触头闭合→电动机 MM 正转。正转。 22 ．反转．反转 按下反转按钮按下反转按钮 SBSB22 KM KM22 线圈得电 线圈得电 KMKM22 自锁触头闭合；自锁触头闭合； KMKM22 主触头闭合 电动机主触头闭合 电动机 MM 反转。反转。 33 ．停止．停止 按下按下 SB KM1SB KM1 （（ KM2KM2 ））线圈断电，主触点释放 线圈断电，主触点释放 MM 断电停止。断电停止。 联锁或互锁联锁或互锁 :: 两个接触器各自把常闭触点串接在对方线圈的供电线路两个接触器各自把常闭触点串接在对方线圈的供电线路

上，使得任何情况下不会出现两个线圈同时得电。这种互相制约的联上，使得任何情况下不会出现两个线圈同时得电。这种互相制约的联接关系称为联锁或互锁。如图接关系称为联锁或互锁。如图 2-132-13 （（ bb ））中中 KMKM11 的常闭辅助触头与的常闭辅助触头与反转接触器反转接触器 KMKM22 的线圈串联；的线圈串联； KMKM22 的常闭辅助触头与正转接触器的常闭辅助触头与正转接触器 KMKM11的线圈串联。的线圈串联。

利用复合按钮组成“正—反—停”或“反—正—停”的互锁控制利用复合按钮组成“正—反—停”或“反—正—停”的互锁控制 :: 见见图图 2-132-13 （（ c)c) 。。

22 ．． 55 ．． 2 2 正反转自动循环控制正反转自动循环控制 通过电动机正反转来实现，如龙门刨工作台的前进、后退。通过电动机正反转来实现，如龙门刨工作台的前进、后退。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-14 2-14 正反转自动循环控制线路正反转自动循环控制线路 SQ1SQ1 、、 SQ2:SQ2: 分别为工作台后退、前进限位开关分别为工作台后退、前进限位开关 .. SQ3SQ3 、、 SQ4:SQ4: 分别为工作台后退、前进终端保护限位开关，防止分别为工作台后退、前进终端保护限位开关，防止

SQ1SQ1 、、 SQ2SQ2 失灵时工作台从床身上冲出。失灵时工作台从床身上冲出。 行程控制行程控制 :: 利用行程开关，根据生产机械运动位置变化所进行的利用行程开关，根据生产机械运动位置变化所进行的

控制控制 .. 线路工作过程线路工作过程 ::

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 合上电源开关合上电源开关 QSQS 。。 按下按下 SB2 KM1SB2 KM1 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KM1KM1 主触点闭合主触点闭合 MM 正转，拖动工作台前进正转，拖动工作台前进 工作台前进到工作台前进到

预定位置，挡块压动预定位置，挡块压动 SQ2 SQ2SQ2 SQ2 常闭触点断开常闭触点断开 KM1KM1 断电断电 MM 断电，工作台停止前进；断电，工作台停止前进； SQ2SQ2 常开触点闭合常开触点闭合 KM2KM2 得电并自锁得电并自锁 MM 改变电源相序而反转，改变电源相序而反转，

工作台后退工作台后退 工作台退到设定位置，挡块压动工作台退到设定位置，挡块压动 SQ1 SQ1SQ1 SQ1 常闭触点断开常闭触点断开 KM2KM2 断电断电 ,, MM 停止后退；停止后退； SQ1SQ1 常开触点闭合常开触点闭合 KM1KM1 得电得电 MM

又正转，工作台又前进。如此往复循环，直至按下停止按钮又正转，工作台又前进。如此往复循环，直至按下停止按钮 SB1 KM1SB1 KM1 （（或或 KM2KM2 ））断电断电 MM停止转动。停止转动。

22 ．． 6 6 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 制动方式制动方式 :: 机械制动、电气制动机械制动、电气制动 电气制动：电气制动：反接制动和能耗制动反接制动和能耗制动 22 ．． 66 ．． 1 1 机械制动机械制动 利用机械装置使电动机断电后立即停转。利用机械装置使电动机断电后立即停转。 电磁抱闸：电磁抱闸：主要工作部分是电磁铁和闸瓦制动器。电磁铁由电主要工作部分是电磁铁和闸瓦制动器。电磁铁由电磁线圈、静铁心、衔铁组成；闸瓦制动器由闸瓦、闸轮、弹簧、磁线圈、静铁心、衔铁组成；闸瓦制动器由闸瓦、闸轮、弹簧、杠杆等组成。杠杆等组成。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-15 2-15 电磁抱闸结构示意图电磁抱闸结构示意图 工作过程：工作过程：按下启动按钮按下启动按钮 SB2SB2 ，，接触器接触器 KMKM 线圈通电，其自锁触线圈通电，其自锁触头和主触头闭合，电动机头和主触头闭合，电动机 MM 通电。与此同时，抱闸电磁线圈通电，通电。与此同时，抱闸电磁线圈通电，电磁铁产生磁场力吸合衔铁，衔铁克服弹簧弹力，带动制动杠杆电磁铁产生磁场力吸合衔铁，衔铁克服弹簧弹力，带动制动杠杆动作，推动闸瓦松开闸轮，电动机启动运转。停车时，按下停车动作，推动闸瓦松开闸轮，电动机启动运转。停车时，按下停车按钮按钮 SB1SB1 ，， KMKM 线圈断电，主触头释放，电动机绕组和电磁抱闸线圈断电，主触头释放，电动机绕组和电磁抱闸线圈同时断电，电磁铁衔铁释放，弹簧弹力使闸瓦紧紧抱住闸轮，线圈同时断电，电磁铁衔铁释放，弹簧弹力使闸瓦紧紧抱住闸轮，闸瓦与闸轮间强大的摩擦力使惯性运动的电动机立即停转。闸瓦与闸轮间强大的摩擦力使惯性运动的电动机立即停转。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-16 2-16 电动机的电磁抱闸制动控制线路电动机的电磁抱闸制动控制线路 用途：用途：适用于要求断电时能进行制动的生产机械和其它机械装置。适用于要求断电时能进行制动的生产机械和其它机械装置。

如起吊重物的卷扬机，客、货电梯。如起吊重物的卷扬机，客、货电梯。 22 ．． 66 ．． 2 2 电气制动电气制动 通过电路的转换或改变供电条件使其产生与实际运转方向相反的通过电路的转换或改变供电条件使其产生与实际运转方向相反的

电磁转矩――制动力矩，迫使电动机迅速停止转动。电磁转矩――制动力矩，迫使电动机迅速停止转动。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 11 ．反接制动．反接制动 实质：实质：改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方

向相反的转矩，迫使电动机迅速停转。向相反的转矩，迫使电动机迅速停转。 （（ 11 ）单向运行反接制动控制线路）单向运行反接制动控制线路

图图 2-17 2-17 单向运行反接制动控制线路单向运行反接制动控制线路 线路工作过程：线路工作过程：

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 ① ① 启动启动 KM1KM1 自锁触头闭合；自锁触头闭合； 合上合上 QSQS ，，按下按下 SB2SB2→→KM1KM1 线圈得电线圈得电 KM1KM1 互锁触头断开；互锁触头断开； KM1KM1 主触头闭合→电动机主触头闭合→电动机 MM 正转运行，正转运行， KSKS 常开触点常开触点

闭合闭合 ,, 为停车时反接制动作好准备。为停车时反接制动作好准备。 ② ② 制动停车制动停车 KM1KM1 线圈断电线圈断电 KM1KM1 主触点释放主触点释放 MM 断电断电 ,, 惯性运转惯性运转 ;; 按下停车按钮按下停车按钮 SB1→ KM2SB1→ KM2 自锁触头闭合； 自锁触头闭合； KM2KM2 线圈得电线圈得电 KM2KM2 互锁触头断开互锁触头断开 ;; KM2KM2 主触头闭合，串入电阻主触头闭合，串入电阻 RR 反接制动。当电动机转速反接制动。当电动机转速

nn≈≈00 时，时， KSKS 复位复位→→ KM2KM2 断电，制动结束。断电，制动结束。 速度继电器速度继电器 KSKS ：：与电动机同轴联接，“判断”电动机的停与转。当电与电动机同轴联接，“判断”电动机的停与转。当电

动机转动时，其常开触头闭合；电动机停止时，其常开触头打开。 动机转动时，其常开触头闭合；电动机停止时，其常开触头打开。 （（ 22 ））可逆运行反接制动控制线路可逆运行反接制动控制线路 线路工作过程：线路工作过程： 合上电源开关合上电源开关 QSQS 。。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-18 2-18 可逆运行的反接制动控制线路可逆运行的反接制动控制线路 ① ① 正向启动正向启动 按下按下 SB2 KM1SB2 KM1 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KM1KM1 主触点闭合主触点闭合 MM 正向起动运行；正向起动运行； KM1KM1 互锁触点断开互锁触点断开 速度继电器速度继电器 KS-ZKS-Z 的常闭的常闭

触点断开，常开触点闭合触点断开，常开触点闭合 为为 KM2KM2 线圈参加反接制动作好准备。线圈参加反接制动作好准备。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 ②② 正向运行时的制动正向运行时的制动 按下按下 SB1 KM1SB1 KM1 线圈断电释放 由于惯性，线圈断电释放 由于惯性， MM 仍转动 仍转动 KS-ZKS-Z 常开触点仍闭合 常开触点仍闭合

KM2KM2 线圈得电 线圈得电 MM 定子绕组电源改变相序，定子绕组电源改变相序， MM 进入正向反接制动状态 当进入正向反接制动状态 当 MM 转速转速n≈0n≈0 时，时， KS-ZKS-Z 的常闭触点和常开触点均复位 的常闭触点和常开触点均复位 KM2KM2 线圈断电，正向反接制动结线圈断电，正向反接制动结束。束。

③③ 反向启动反向启动 按下按下 SB3 KM2SB3 KM2 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KM2KM2 主触点闭合主触点闭合 MM 反向起动运行；反向起动运行； KM2KM2 互锁触点断开互锁触点断开 速度继电器速度继电器 KS-FKS-F 的常闭的常闭

触点断开，触点断开， 常开触点闭合常开触点闭合 为为 KM1KM1 线圈参加反接制动作好准备。线圈参加反接制动作好准备。 ④④ 反向运行时的制动反向运行时的制动 按下按下 SB1 KM2SB1 KM2 线圈断电释放线圈断电释放 由于惯性，由于惯性， MM 仍转动仍转动 KS-FKS-F 常开触点仍闭合常开触点仍闭合

KM1KM1 线圈得电线圈得电 MM 定子绕组电源改变相序，进入反向反接制动状态定子绕组电源改变相序，进入反向反接制动状态 当当 MM 转速转速n≈0n≈0 时，时， KS-FKS-F 的常闭触点和常开触点均复位的常闭触点和常开触点均复位 KM1KM1 线圈断电，反向反接制动结束。线圈断电，反向反接制动结束。

（（ 33 ）图）图 2-182-18 线路的改进线路的改进 图图 2-182-18 线路缺点：线路缺点：停车时，人为转动电动机转子，且转速达到停车时，人为转动电动机转子，且转速达到 1010

00r/minr/min 左右，左右， KS-ZKS-Z 或或 KS-FKS-F 的常开触点就可能闭合，使的常开触点就可能闭合，使 KM1KM1 或或KM2KM2 得电，电动机因短时接通而引起意外事故。得电，电动机因短时接通而引起意外事故。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 改进线路：改进线路：加入中间继电器加入中间继电器 KAKA ，，不再因速度继电器常开触点不再因速度继电器常开触点

KS-ZKS-Z 或或 KS-FKS-F 的闭合导致电动机意外接通而反向启动。的闭合导致电动机意外接通而反向启动。

图图 2-19 2-19 图图 2-182-18 线路的改进线路的改进 特点：特点：制动力矩大，制动效果好。但制动时旋转磁场的相对速度制动力矩大，制动效果好。但制动时旋转磁场的相对速度很大，对传动部件冲击大，能量消耗大，只适于不经常启动、制很大，对传动部件冲击大，能量消耗大，只适于不经常启动、制动的设备。动的设备。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．能耗制动．能耗制动 方法方法 :: 停车时，在切除三相交流电源的同时，将一直流电源接入电动机停车时，在切除三相交流电源的同时，将一直流电源接入电动机

定子绕组的任意两相，以定子绕组的任意两相，以 获得大小和方向不变的恒定磁获得大小和方向不变的恒定磁 场，从而产生一个与电动机原场，从而产生一个与电动机原 转矩方向相反的电磁转矩以实转矩方向相反的电磁转矩以实 现制动。当电动机转速下降到现制动。当电动机转速下降到 零时，再切除直流电源零时，再切除直流电源 .. （（ 11 ）按时间原则控制的单向）按时间原则控制的单向 能耗制动控制线路能耗制动控制线路

图图 2-20 2-20 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路按时间原则控制的单向能耗制动控制线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 整流装置整流装置 :: 由变压器和整流元件组成，提供制动用直流电。由变压器和整流元件组成，提供制动用直流电。 KM2:KM2: 制动用接触器制动用接触器 .. KT:KT: 时间继电器，控制制动时间的长短。时间继电器，控制制动时间的长短。 线路工作过程：线路工作过程： ① ① 启动启动 KM1KM1 常闭辅助触头断开；常闭辅助触头断开； 合上合上 QS,QS, 按下按下 SB1SB1→→KM1KM1 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KM1KM1 主触头闭合→电动机主触头闭合→电动机 MM 起动运行。起动运行。 ② ② 制动停车制动停车 KM1KM1 主触头断开主触头断开→→电动机电动机 MM 断电，惯性运转；断电，惯性运转； KM1KM1 线圈断电线圈断电 按下按下 SB2 KM2SB2 KM2 线圈得电→线圈得电→ KM2KM2 主触头闭合→直流电通入主触头闭合→直流电通入 MM 定定

子绕组子绕组 电动机能耗制动；电动机能耗制动； KTKT 线圈得电 线圈得电 延时 延时 →→ KTKT 常闭触头延时断开→常闭触头延时断开→ KM2KM2 线圈断电→线圈断电→ KM2KM2 主触头断主触头断

开，切断电动机直流电源，制动结束。开，切断电动机直流电源，制动结束。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 （（ 22 ）按速度原则控制的单向能耗制动控制线路）按速度原则控制的单向能耗制动控制线路

图图 2-21 2-21 按速度原则控制的单向能耗制动控制线路按速度原则控制的单向能耗制动控制线路 与图与图 2-202-20 比较比较 ,, 速度继电器速度继电器 KSKS取代了时间继电器取代了时间继电器 KT,KT,其它基本相其它基本相

同同 .. 线路工作过程：线路工作过程：

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 1.1. 启动启动 合上合上 QSQS,, 按下按下 SB2 KM1SB2 KM1 得电并自锁 得电并自锁 KM1KM1 主触点闭合 主触点闭合 MM 起动起动

运行；运行； KM1KM1 互锁的常闭触点断开，互锁的常闭触点断开， KSKS

常开触点闭合，为能耗制动作好准备。常开触点闭合，为能耗制动作好准备。 2.2. 制动停车制动停车

（（ 33 ）按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路）按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路 制动工作过程制动工作过程

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-22 2-22 按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路 （（ 44 ）无变压器单相半波整流能耗制动控制线路）无变压器单相半波整流能耗制动控制线路 前面介绍的几种能耗制动控制线路所需设备多，投资成本高。前面介绍的几种能耗制动控制线路所需设备多，投资成本高。 对对 1010KWKW 以下的电动机，如果制动要求不高，可采用无变压器单相半以下的电动机，如果制动要求不高，可采用无变压器单相半波整流能耗制动控制线路波整流能耗制动控制线路 ..

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-23 2-23 无变压器单相半波整流能耗制动控制线路无变压器单相半波整流能耗制动控制线路 线路工作过程线路工作过程 :: 1 1 启动启动 2 2 停止停止

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 制动作用的强弱制动作用的强弱与通入直流电流大小和电动机的转速有关。与通入直流电流大小和电动机的转速有关。 优点优点 :: 相对反接制动，制动准确、平稳，能量消耗较小，常用于对制动相对反接制动，制动准确、平稳，能量消耗较小，常用于对制动

要求较高的设备要求较高的设备 .. 3.3. 回馈制动回馈制动 又叫再生发电制动，适用于电动机又叫再生发电制动，适用于电动机 转子转速转子转速 nn 高于同步转速高于同步转速 nn11 的场合。的场合。

图图 2-24 2-24 回馈制动原理示意图回馈制动原理示意图 原理原理 :: 电动机转子转速电动机转子转速 nn 与定子旋转磁场的旋转方向相同，且转子转速与定子旋转磁场的旋转方向相同，且转子转速比旋转磁场的转速高，即比旋转磁场的转速高，即 nn ＞＞ nn11。。转子绕组切割旋转磁场，产生感应电转子绕组切割旋转磁场，产生感应电流的方向与原来电动机状态时相反，则电磁转矩方向也与转子旋转方向流的方向与原来电动机状态时相反，则电磁转矩方向也与转子旋转方向相反，电磁转矩变为制动转矩，使重物不致下降太快。相反，电磁转矩变为制动转矩，使重物不致下降太快。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 7 7 三相异步电动机的调速控制 三相异步电动机的调速控制 调速方法调速方法 :: 改变定子绕组联接方式的变极调速、改变转子电路中改变定子绕组联接方式的变极调速、改变转子电路中串联电阻调速、变频调速和串级调速等。串联电阻调速、变频调速和串级调速等。

22 ．． 77 ．． 1 1 变极调速控制变极调速控制 1.1. 双速异步电动机定子绕组的联接双速异步电动机定子绕组的联接

图图 2-25 2-25 双速异步电动机三相定子绕组双速异步电动机三相定子绕组 ΔΔ ／／ YYYY 接线图接线图 图图 2-252-25 （（ aa ）） :: 出线端出线端 U1U1 、、 V1V1 、、 W1W1 接电源，接电源， U2U2 、、 V2V2 、、 W2W2

端子悬空，绕组为三角形接法，每相绕组两个线圈串联，成四个端子悬空，绕组为三角形接法，每相绕组两个线圈串联，成四个极，磁极对数极，磁极对数 PP ＝＝ 22 ，，其同步转速其同步转速 nn ＝＝ 15001500rr ／／ minmin ，，电动机为电动机为低速低速 ..

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 图图 2-252-25 （（ bb ）） :: 出线端出线端 U1U1 、、 V1V1 、、 W1W1 短接，而短接，而 U2U2 、、 V2V2 、、 W2W2 接电接电 源，绕组为双星形联接，每源，绕组为双星形联接，每 相绕组两个线圈并联，成两相绕组两个线圈并联，成两 个极，磁极对数个极，磁极对数 PP ＝＝ 11 ，，同步同步 转速转速 nn ＝＝ 3000r/min3000r/min ，，电动机电动机 为高速。为高速。 2.2. 用按钮控制的双速电动机用按钮控制的双速电动机 高、低速控制线路高、低速控制线路

电路组成电路组成 :: 图图 2-26 2-26 用按钮控制的双速电动机高、低用按钮控制的双速电动机高、低速控制线路速控制线路

SB2SB2 为低速启动按钮，为低速启动按钮， SB3SB3 为高速启动按钮。主电路中，电动机为高速启动按钮。主电路中，电动机绕组接成三角形，从三个顶角处引出绕组接成三角形，从三个顶角处引出 U1U1 、、 V1V1 、、 W1W1 ，，与与 KM1KM1 主主触头联接；在三相绕组各自的中间抽头引出触头联接；在三相绕组各自的中间抽头引出 U2U2 、、 V2V2 、、 W2W2 ，，与与KM2KM2 的主触头联接；在的主触头联接；在 U1U1 、、 V1V1 、、 W1W1 三者之间又与三者之间又与 KM3KM3 主触头主触头联接联接 ..

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 线路工作过程线路工作过程 :: (1)(1) 低速运转低速运转

(2)(2) 高速运转高速运转

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 33 ．用时间继电器控制的双速电动机高、低速控制线路．用时间继电器控制的双速电动机高、低速控制线路

图图 2-27 2-27 用时间继电器控制的双速电动机高、低速控制线路用时间继电器控制的双速电动机高、低速控制线路 ““ 低速”挡低速”挡 ::KM1KM1 主触点闭合，主触点闭合， KM2KM2 、、 KM3KM3 主触点断开，电动机主触点断开，电动机

定子绕组为三角形接法；定子绕组为三角形接法； ““ 高速”挡高速”挡 ::KM1KM1 主触点断开，主触点断开， KM2KM2 、、 KM3KM3 主触点闭合，电动机主触点闭合，电动机

定子绕组为双星形接法。定子绕组为双星形接法。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 SA:SA: 转换开关转换开关 ,, 有三个挡位。有三个挡位。“中间”位“中间”位为“停止”位，电动机为“停止”位，电动机

不工作；不工作；“低速”位“低速”位，， KM1KM1 线圈得电动作，主触点闭合，电动机线圈得电动作，主触点闭合，电动机定子绕组三个出线端定子绕组三个出线端 U1U1 、、 V1V1 、、 W1W1 与电源相接，定子绕组接成与电源相接，定子绕组接成三角形，低速运转；三角形，低速运转；“高速”位“高速”位，时间继电器，时间继电器 KTKT 线圈先得电，其线圈先得电，其瞬动常开触点闭合，瞬动常开触点闭合， KM1KM1 线圈得电，电动机定子绕组接成三角形线圈得电，电动机定子绕组接成三角形低速起动。经延时，低速起动。经延时， KTKT延时断开的常闭触点断开，延时断开的常闭触点断开， KM1KM1 线圈断线圈断电释放，电释放， KTKT延时闭合的常开触点闭合，延时闭合的常开触点闭合， KM2KM2 线圈得电。紧接着，线圈得电。紧接着，KM3KM3 线圈也得电，电动机定子绕组被线圈也得电，电动机定子绕组被 KM2KM2 、、 KM3KM3 的主触头换接成的主触头换接成双星形，以高速运行双星形，以高速运行 ..

22 ．． 77 ．． 2 2 变更转子外串电阻的调速控制变更转子外串电阻的调速控制 适用于绕线转子电动机。改变转子外串电阻阻值，使电动机工作适用于绕线转子电动机。改变转子外串电阻阻值，使电动机工作

在不同的人为特性上，可获得不同的转速在不同的人为特性上，可获得不同的转速 .. 采用凸轮控制器进行调速控制采用凸轮控制器进行调速控制 :: 在电动机转子电路中，串接三相在电动机转子电路中，串接三相

不对称电阻，在起动和调速时，由凸轮控制器的触头进行控制。不对称电阻，在起动和调速时，由凸轮控制器的触头进行控制。 凸轮控制器触头展开图凸轮控制器触头展开图 :: 见图见图 2-282-28（（ cc ））。列上虚线表示“正”、。列上虚线表示“正”、“反”五个档位和中间““反”五个档位和中间“ 0”0”位，每一根行线对应凸轮控制器的位，每一根行线对应凸轮控制器的一个触头。黑点表示该位置触头接通，没有黑点则表示不通。一个触头。黑点表示该位置触头接通，没有黑点则表示不通。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节

图图 2-28 2-28 凸轮控制器控制电动机正、反转和调速的线路凸轮控制器控制电动机正、反转和调速的线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环章 电气控制线路的基本环节节

线路工作过程：线路工作过程： 将将 SA1SA1 手柄置“手柄置“ 0”0” 位，位， SA1-10SA1-10 、、 SA1-11SA1-11 、、 SA1-12SA1-12 三对触头接三对触头接

通。合上电源开关通。合上电源开关 QS.QS. 按按 SB2 KMSB2 KM 线圈得电并自锁线圈得电并自锁 KMKM 主触头闭合主触头闭合 将凸轮控制器手柄扳将凸轮控制器手柄扳

到正向“到正向“ 11”” 位位 触头触头 SA1-12SA1-12 、、 SA1-8SA1-8 、、 SA1-6SA1-6 闭合闭合 MM 定子接通定子接通电源，转子串入全部电阻（电源，转子串入全部电阻（ R1+R2+R3+R4R1+R2+R3+R4 ））正向低速启动正向低速启动 将将 SA1SA1 手手柄扳到正向“柄扳到正向“ 22”” 位位 SA1-12SA1-12 、、 SA1-8SA1-8 、、 SA1-6SA1-6 、、 SA1-5SA1-5 四对触头闭四对触头闭合合 切除电阻切除电阻 R1R1 ，， MM 转速上升转速上升 当当 SA1SA1 手柄从正向“手柄从正向“ 22”” 位依次转向位依次转向““ 33”” 、“、“ 44”” 、“、“ 55”” 位时，触头位时，触头 SA1-4~SA1-1SA1-4~SA1-1 先后闭先后闭合，合， R2R2 、、 R3R3 、、 R4R4 被依次切除，被依次切除， MM 转速逐步升高至额定转速运行转速逐步升高至额定转速运行 ..

将将 SA1SA1手柄由“手柄由“ 0”0”位扳到反向“位扳到反向“ 1”1”位，触头位，触头 SA1-10SA1-10 、、 SA1-SA1-99 、、 SA1-7SA1-7闭合，闭合， MM 因电源相序改变而反向启动因电源相序改变而反向启动 ;; 将手柄从“将手柄从“ 1”1”位位依次扳向“依次扳向“ 5”5”位，位， MM 转子所串电阻被依次切除转子所串电阻被依次切除 ,,MM 转速逐步升高转速逐步升高 ,,其其过程与正转相同。过程与正转相同。

SQ1SQ1 、、 SQ2:SQ2:限位开关限位开关 ,, 分别与凸轮控制器触头分别与凸轮控制器触头 SA1-10SA1-10 、、 SA1-12SA1-12串接，在电动机正、反转时，对运动机构进行终端位置保护。串接，在电动机正、反转时，对运动机构进行终端位置保护。

22 ．． 77 ．． 33 电磁调速控制电磁调速控制 变极调速不能连续平滑调速，电磁转差离合器能够连续无级调速变极调速不能连续平滑调速，电磁转差离合器能够连续无级调速 ..

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 11 ． 电磁转差离合器的结构及工作原理． 电磁转差离合器的结构及工作原理 电磁转差离合器调速系统电磁转差离合器调速系统 :: 在普通鼠笼式异步电动机轴上安装一个在普通鼠笼式异步电动机轴上安装一个

电磁转差离合器，由晶闸管（又名可控硅）控制装置控制离合器绕电磁转差离合器，由晶闸管（又名可控硅）控制装置控制离合器绕组的励磁电流实现调速。组的励磁电流实现调速。

电动机本身不调速，调节的是离合器的输出转速电动机本身不调速，调节的是离合器的输出转速 ..

图图 2-29 2-29 电磁转差离合器结构及工作原理电磁转差离合器结构及工作原理 结构结构 :: 电枢和磁极两个旋转部分。电枢用铸钢材料制成圆筒形，相电枢和磁极两个旋转部分。电枢用铸钢材料制成圆筒形，相当无数多根鼠笼条并联，直接与异步电动机相联接，一起转动或当无数多根鼠笼条并联，直接与异步电动机相联接，一起转动或

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 停止。磁极用铁磁材料制成铁心，装有励磁线圈，成爪形磁极。爪停止。磁极用铁磁材料制成铁心，装有励磁线圈，成爪形磁极。爪

形磁极的轴与被拖动的工作机械相联接，励磁线圈经集电环通入直形磁极的轴与被拖动的工作机械相联接，励磁线圈经集电环通入直流电励磁。离合器主动部分（电枢）与从动部分（磁极）间无机械流电励磁。离合器主动部分（电枢）与从动部分（磁极）间无机械联系。联系。

原理原理 :: 电动机运行时，离合器电枢随之同速旋转，转速为电动机运行时，离合器电枢随之同速旋转，转速为 nn ，，转向转向设为顺时针方向。若励磁绕组通入励磁电流设为顺时针方向。若励磁绕组通入励磁电流 IILL=0, =0, 则电枢与磁极则电枢与磁极间既无电联系也无磁联系，磁极不转动，相当于负载被“离开”；间既无电联系也无磁联系，磁极不转动，相当于负载被“离开”；若励磁电流若励磁电流 IILL≠0≠0 ，，磁极产生磁场，与电枢间有磁联系。电枢与磁磁极产生磁场，与电枢间有磁联系。电枢与磁极的相对运动，在电枢鼠笼导条中产生感应电动势和感应电流。根极的相对运动，在电枢鼠笼导条中产生感应电动势和感应电流。根据右手定则，对着磁极据右手定则，对着磁极 NN 极的电枢导条电流流出纸面⊙，对着极的电枢导条电流流出纸面⊙，对着 SS 极极的则流入纸面⊕。这些电枢导条中的感应电流又形成新的磁场，根的则流入纸面⊕。这些电枢导条中的感应电流又形成新的磁场，根据右手螺旋定则可判定其极性，如图据右手螺旋定则可判定其极性，如图 2-292-29 （（ bb ））中的中的 N’N’ ，， S’S’ 。。电枢上的磁极与爪形磁极电枢上的磁极与爪形磁极 NN 、、 SS 相互作用，使爪形磁极受到与电枢相互作用，使爪形磁极受到与电枢转速转速 nn 同方向的作用力，进而形成与转速同方向的作用力，进而形成与转速 nn 同方向的电磁转矩同方向的电磁转矩 MM ，，使爪形磁极与电枢同方向旋转，转速为使爪形磁极与电枢同方向旋转，转速为 nn22, , 相当于负载被“合相当于负载被“合上”。上”。

nn22 必然小于必然小于 n.n. 正是它们之间存在转速差才产生感应电流和转矩，正是它们之间存在转速差才产生感应电流和转矩，故称为电磁转差离合器。故称为电磁转差离合器。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 转差离合器从动部分转速转差离合器从动部分转速 nn22 与励磁电流强弱有关。调节励磁电流，就与励磁电流强弱有关。调节励磁电流，就

可调节转差离合器的输出转速。可调节转差离合器的输出转速。 优点：优点：结构简单、维护方便、运结构简单、维护方便、运 行可靠、能平滑调速。行可靠、能平滑调速。 缺点缺点 :: 调速效率低，低速时尤为突调速效率低，低速时尤为突 出，且控制功率小。出，且控制功率小。 2.2. 电磁调速异步电动机的控制电磁调速异步电动机的控制

线路工作原理：线路工作原理： 图 图 2-30 2-30 电磁调速异步电动机控制线路电磁调速异步电动机控制线路 按下按下 SB1SB1 ，，接触器接触器 KMKM 线圈得电并自锁，主触点闭合，电动机线圈得电并自锁，主触点闭合，电动机 MM 运转。同时接运转。同时接

通晶闸管控制器通晶闸管控制器 VCVC 电源，电源， VCVC 向电磁转差离合器爪形磁极的励磁线圈提供励向电磁转差离合器爪形磁极的励磁线圈提供励磁电流，由于离合器电枢与电动机磁电流，由于离合器电枢与电动机 MM 同轴联接，爪形磁极随电动机同向转动，同轴联接，爪形磁极随电动机同向转动，调节电位器调节电位器 RR ，，可改变转差离合器磁极的转速，从而调节拖动负载的转速。可改变转差离合器磁极的转速，从而调节拖动负载的转速。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 测速发电机测速发电机 TG:TG:与磁极联接，将输出转速的速度信号反馈到控制装置与磁极联接，将输出转速的速度信号反馈到控制装置 VCVC，，起速度负反馈作用，起速度负反馈作用，稳定转差离合器输出转速。稳定转差离合器输出转速。

22 ．． 8 8 其它基本环节其它基本环节 22 ．． 88．． 1 1 点动控制点动控制 长动长动 ::电动机连续不断的工作。电动机连续不断的工作。 点动点动 ::按下按钮时，电动机启动工作；松开按钮，电动机停止工作。按下按钮时，电动机启动工作；松开按钮，电动机停止工作。 实现点动控制的方法有多种实现点动控制的方法有多种 ::

图图 2-31 2-31 点动控制线路点动控制线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 88 ．． 2 2 多点控制多点控制 在多个地点进行控制。在多个地点进行控制。 图图 2-322-32 （（ aa ）） :: 启动按钮并联联接，启动按钮并联联接， 停止按钮串联联接，分别安装在停止按钮串联联接，分别安装在 三个地方，实现三地控制。三个地方，实现三地控制。 图图 2-322-32 （（ bb ）） :: 几个操作者都按下几个操作者都按下 启动按钮，设备才能工作启动按钮，设备才能工作 ..

图图 2-32 2-32 多点控制线路多点控制线路 22 ．． 88 ．． 3 3 顺序启、停控制顺序启、停控制 11 ． 顺序启动、同时停止控制线路． 顺序启动、同时停止控制线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 KM1KM1 、、 KM2KM2 分别控制电动机分别控制电动机 M1M1 、、 M2M2 。。 由于由于 KM2KM2 线圈接在线圈接在 KM1KM1 自锁触点后自锁触点后 面，只有面，只有 KM1KM1 得电，即得电，即 M1M1 启动之后，启动之后， M2M2 才可能启动。而按下停止按钮才可能启动。而按下停止按钮 SB1SB1 ，， KM1KM1 、、 KM2KM2 均断电，均断电， M1M1 、、 M2M2 同同 时停止。时停止。 图图 2-33 2-33 顺序启动、同时停止控制线路顺序启动、同时停止控制线路 2.2. 顺序启动、顺序停止控制线路顺序启动、顺序停止控制线路 KM1KM1 、、 KM2KM2 分别控制电动机分别控制电动机 M1M1 、、 M2M2 。。 KM1KM1 的一个辅助常开触点与的一个辅助常开触点与 M2M2 的启的启 动按钮动按钮 SB4SB4 串联，另一个辅助常开串联，另一个辅助常开 触点与触点与 M2M2 的停止按钮的停止按钮 SB2SB2 并联。只并联。只 有在有在 KM1KM1 得电吸合后，得电吸合后， M2M2 才能启动。才能启动。 停止时，只有停止时，只有 KM1KM1 先断电，先断电， KM2KM2 才才 能断电，即先停能断电，即先停 M1M1 ，，再停再停 M2M2 。。 图图 2-34 2-34 顺序启动、顺序停止控制线路顺序启动、顺序停止控制线路

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 3.3. 顺序启动、逆序停止控制线路顺序启动、逆序停止控制线路 KM1KM1 、、 KM2KM2 分别控制电动机分别控制电动机 M1M1 、、 M2.M2. KM1KM1 的一个常开触点串联在的一个常开触点串联在 KM2KM2 线线 圈的供电线路上，圈的供电线路上， KM2KM2 的一个常开的一个常开 触点并联在触点并联在 KM1KM1 的停止按钮的停止按钮 SB1SB1 上。上。 启动时，必须启动时，必须 KM1KM1 先得电，先得电， KM2KM2 才才 能得电；停止时，必须能得电；停止时，必须 KM2KM2 先断电，先断电， KM1KM1 才能断电。才能断电。 图图 2-35 2-35 顺序启动、逆序停止控制线路顺序启动、逆序停止控制线路 设计顺序启、停控制线路规律：设计顺序启、停控制线路规律： 将控制电动机先启动接触器的常开触点，串联在控制后启动电动机的将控制电动机先启动接触器的常开触点，串联在控制后启动电动机的

接触器线圈电路中，用若干个停止按钮控制电动机的停止顺序，或者接触器线圈电路中，用若干个停止按钮控制电动机的停止顺序，或者将先停接触器的常开触点与后停的停止按钮并联。将先停接触器的常开触点与后停的停止按钮并联。

第第 22 章 电气控制线路的基本环节章 电气控制线路的基本环节 22 ．． 88 ．． 4 4 多台电动机同时启、停控制多台电动机同时启、停控制 对多台电动机既能实现同时对多台电动机既能实现同时 启动又能实现单独调整。启动又能实现单独调整。 KM1KM1 、、 KM2KM2 、、 KM3:KM3: 分别控制三台分别控制三台 电动机电动机 M1M1 、、 M2M2 、、 M3M3 的启、停的启、停 .. SA1SA1 、、 SA2SA2 、、 SA3:SA3: 分别用于三台分别用于三台 电动机单独调整。电动机单独调整。 SB2:SB2: 启动按钮启动按钮 .. SB1:SB1: 停止按钮。停止按钮。 图图 2-36 2-36 多台电动机同时启、停控制线路多台电动机同时启、停控制线路 扳动扳动 SA1SA1 ～～ SA3SA3 中相应的开关中相应的开关 ,, 可对某台电动机控制的部件可对某台电动机控制的部件

进行单独调整。 进行单独调整。