第四章 工作机械的基本 电气控制线路 第一节 二相笼型异步电动机 第二节 常用低压电器 第三节 电气控制原理图的有关知识

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1 第四章 工作机械的基本 电气控制线路 第一节 二相笼型异步电动机 第二节 常用低压电器 第三节 电气控制原理图的有关知识
第四章 工作机械的基本 电气控制线路 第一节 二相笼型异步电动机 第二节 常用低压电器 第三节 电气控制原理图的有关知识 第四节 三相笼型异步电动机的直接起动控制电路 第五节 三相笼型异步电动机的正反转控制电路 第六节 三相笼型异步电动机的正反转控制电路 Company Logo

2 知识目标 1．了解三相笼型电动机的结构，掌握其工作原理。 2．了解常见低压电器的结构和图形符号，掌握其正确的使用方法。。
3．掌握电气控制电路图绘制的方法，能分析简单电气控制电路的工作原理。 4．了解电气控制电路在机械工业中的应用场合。

3 技能目标 1.学会正确使用三相四线制电路，能对电动机进行星形和三角形联结。
2．学会常用常用低压电器的结构、工作原理和用途，并根据工作环境正确选用。 3．能根据电路图正确安装、调试电气控制电路。 4．会使用万用表检查电路，分析和排除电路故障。

4 我们把用电动机来拖动工作机械运动的方式 称为电力拖动 组成框图 电源 控制设备 电动机 传动机构 工作机构 图4-1 电力拖动设备组成框图

5 第一节 三相笼型异步电动机 一、电动机的用途和分类 电动机是根据电磁感应原理，将电能转换成机械能，并输出机械转矩的动力设备。 电动机分类
第一节 三相笼型异步电动机 一、电动机的用途和分类 电动机是根据电磁感应原理，将电能转换成机械能，并输出机械转矩的动力设备。 电动机分类 按电源不同 按工作原理 按电源相数 直流电动机 同步电动机 异步电动机 单相异步电动机 三相异步电动机 交流电动机

6 各种电动机外型 直流电动机 三相异步电动机 步进电动机 直流伺服电动机 交流伺服电动机

7 二、三相笼型异步电动机的基本结构 图4-2 三相笼型异步电动机的组成

8 图4-2 三相笼型异步电动机的组成

9 1．定子 定子是电动机不旋转（静止）的部分，它主要由定子铁心、定子绕组和机座等部件组成。其中定子铁心是电动机磁路的一部分并能放置定子绕组，它所使用的材料是用厚0.35～0.5㎜，表面涂有绝缘漆或氧化膜的硅钢片冲片叠装而成；目的是为了减小定子铁心中的涡流损耗和磁滞损耗，提高导磁能力。铁心片的内圆冲有均匀分布的槽，以嵌放定子绕组，如图4-3所示。 图4-3 未装绕组的定子、转子冲片

10 定子绕组构成电动机的电路部分，由三相对称绕组组成。它的主要作用是通入三相对称交流电，产生旋转磁场。三相绕组的各相绕组匝数相等，几何尺寸相同，且彼此间相互独立，按空间互差120°的电角度嵌放在定子槽内，并与铁心绝缘。 定子绕组在槽内嵌放完毕后，按规律接好线，把三相绕组的六个出线端引到电动机机座的接线盒内，可按需要将三相绕组接成星形连接或三角形连接，如图4-4所示。 图4-4 定子三相绕组的接线方法 a）绕组接法 b）出线盒接法

11 转子是电动机的旋转部分，它主要由转子铁心、转子绕组和转轴等部分组成。
2．转子 转子是电动机的旋转部分，它主要由转子铁心、转子绕组和转轴等部分组成。 转子铁心也是构成电动机磁路的一部分，一般用0.5㎜厚互相绝缘的硅钢片冲制叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的槽，用来安置转子绕组，转子铁心固定在转轴或转子支架上。为了改善电动机的起动及运行性能，笼型异步电动机转子铁心一般采用斜槽结构。 图4-5 笼型铸铝转子结构 a）铸铝转子绕组 b）铸铝转子 转子绕组的作用是产生感生电动势和电流，并在旋转磁场的作用下产生电磁力矩而使转子转动。笼型转子绕组一般采用铸铝或铜条焊接而成，如图4-5和如图4-6所示。 图4-6 笼型铜条转子结构 a）铜条转子绕组 b）铜条转子

12 三、三相笼型异步电动机的工作原理 电动机工作原理实验
当摇动手柄使蹄形磁铁旋转时，笼型转子会跟着磁铁转动，手柄摇得越慢，转子也转得越慢；而手柄摇得越快，转子也转动越快。 结论：转子转动的必要条件是要有一个旋转的磁场。 图4-7 旋转磁场带动笼型转子旋转

13 图4-8 三相（两极）定子绕组的旋转磁场的形成
1．定子旋转磁场的产生 三相笼型异步电动机的定子绕组的结构是完全对称的，它们在空间位置上互差120°电角度。 各相电流的瞬时表达式 图4-8 三相（两极）定子绕组的旋转磁场的形成

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15 图4-8 三相（两极）定子绕组的旋转磁场的形成
从这几个图中可以看出，随着交流电一周的结束，三相合成磁场刚好顺时针旋转了一周。 旋转磁场产生必须要具备以下两个条件 （1）三个绕组必须对称，在定子铁心的空间位置上互差1200电角。 （2）通入三相对称定子绕组的电流也必须对称，大小、频率相同，相位互差1200。 图4-8 三相（两极）定子绕组的旋转磁场的形成

16 2．旋转磁场的旋转速度 式中：n1—— 旋转磁场的转速，也称同步转速，单位为 r/min（转/分） f —— 三相交流电频率，单位为Hz
当旋转磁场具有P对磁极时，每当交流电变化一周，旋转磁场就在空间转过1/P周，即当交流电的频率为f时，具有P对磁极的旋转磁场的转速n1为 图4-9 三相异步电动机的转动原理 式中：n1—— 旋转磁场的转速，也称同步转速，单位为 r/min（转/分） f —— 三相交流电频率，单位为Hz P —— 磁极对数。

17 3．三相异步电动机的转动原理 转子导体受到电磁力F的作用，形成一个顺时针方向的电磁转矩，驱动转子顺时针旋转，与定子的旋转磁场方向相同。这就是三相笼型异步电动机的转动原理。 转子的转速小于同步转速，即n<n1，也就是说，转子转速与旋转磁场转速是异步的，所以也叫异步电动机。 正常运行时转子的转速n称为额定转速，一般额定转速为同步转速的95%~98%。 图4-9 三相异步电动机的转动原理

18 四、旋转磁场的转向 图4-10 旋转磁场转向的改变 电动机的转向是由接入三相绕组的电流相序决定的，只要调换电动机任意两相绕组所接的电源接线（相序），旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。

19 五、三相笼型异步电动机的铭牌 每台电动机上都有一块铭牌，铭牌上简要标出了一些主要技术数据，供正确选用电动机之用。 （1）型号

20 小知识 （2）额定功率（4.0kW） （5）额定转速（1440r/min） （6）接法（ △ ） （3）额定电流（8.8A）
电动机在额定工作状态下，即额定电压，额定负载和规定冷却条件下运行时，转轴上输出的机械功率，单位为W或kW。 （5）额定转速（1440r/min） 电动机在额定状态下运行时的转速，单位为r/min。 （6）接法（ △ ） （3）额定电流（8.8A） 电动机在额定工作状况下运行时定子电路输入的线电流，单位为A。 电动机定子绕组与交流电源的连接方法，小型电动机（3kW以下）多采用星形（Y）连接，大中型电动机（4kW以上）多采用三角形（△）连接。 （4）额定电压（380V） 电动机正常运行时的电源线电压，单位为V。 三相异步电动机在接通电源后由“嗡嗡”声但不能转动，此时应立即停电检查，若时间长了，极易烧毁电机。 小知识

21 按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作
第二节 常用低压电器 一、低压电器的基本知识 控制电器 手动电器 自动电器 刀开关 组合开关 按钮 …… 接触器 继电器 行程开关 1．按动作分 由操作人员手动操纵 按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作

22 2．按用途分 控制电器 控制电器 配电电器 主令电器 保护电器 执行电器

23 考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值一般选择：（3-5）倍异步电机额定电流
二、低压开关 1.刀开关 控制对象： 380V，5.5kW 以下小电机 电路符号 考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值一般选择：（3-5）倍异步电机额定电流

24 想一想 （2）封闭式负荷开关 刀开关是否带有熔断器？ 组成：主要由刀开关、瓷插式熔断器、操作机构和钢板（或铸铁）外壳等组成，
操作机构具有两个特点 一是采用储能合闸方式，在手柄转轴与底座间装有速断弹簧，以执行合闸或分闸，在速断弹簧的作用下，动触刀和静触刀分离，使电弧迅速拉长而熄灭 外形 二是具有机械联锁，当铁壳打开时，刀开关被卡住，不能操作合闸。铁壳合上，操作手柄使开关合闸后，铁壳不能打开。 符号 想一想 图4-13 封闭式开关熔断器组 刀开关是否带有熔断器？

25 2．转换开关 又称组合开关 又称转换开关,是一种转动式的闸刀开关 作用：用作电源引入开关 符号 外形 结构 图4-13 HZ10系列组合开关

26 3．低压断路器 符号 结构 外型 低压断路器是具有一种或多种保护功能的保护电器，同时又具有开关的功能，故又称为自动空气开关（俗称“空开”），
它最大的特点是：当线路中发生短路、过载、欠压等不正常现象时，能自动迅速地切断故障电路。若在低压断路器中加装有漏电保护装置，则称为“漏电断路器”，它除了具备低压断路器的功能外，还多了漏电保护（漏电自动跳闸）的功能。 符号 结构 外型

27 低压断路器有DZ5系列和DZ10系列，其中DZ5系列为小电流系列，其额定电流为10～50A；DZ10系列为大电流系列，其额定电流等级有100A、250A和600A三种。
低压断路器的主要保护装置是电磁脱扣器、欠电压脱扣器和热脱扣器。电磁脱扣器用作短路保护，欠电压脱扣器用作欠电压（零电压）保护，而热脱扣器主要用于过载保护。 小知识 低压断路器跳闸后，应查明原因后再合闸。较大容量的断路器在合闸时，应将操作手柄向上扳动到2/3的位置后再拉下来进行预合闸，然后才将开关推到底即可合上闸。漏电断路器跳闸后,还须按下断路器的试验按钮后方可合上闸。

28 三、主令电器 按钮 外型图 电路符号 用途：主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的操纵电器。 分类：主令电器有按钮和位置开关等。
用途：按钮是用来发手动“指令”去控制接触器、继电器的电器 常开(动合)按钮 常闭(动断)按钮 SB SB 外型图 电路符号

29 复合按钮： 常开按钮和常闭按钮做在一起。 SB 电路符号 外型 结构 作用：接通或断开控制电路

30 按钮帽 4 SB 结 构 符 号 名 称 常闭按钮 (停止按钮) 常开按钮 (起动按钮) 复合按钮 1 2 3 复位弹簧 支柱连杆 常闭静触头 桥式静触头 常开静触头 外壳

31 四、熔断器 结构 符号 外形 分类：最常用的熔断器有瓷插式和螺旋式两种。 用途：用于低压线路中的短路保护。
组成：主要由瓷盖、底座、动触头、静触头及熔丝等组成 1．瓷插式熔断器 FU 结构 符号 外形

32 2．螺旋式熔断器 外形 符号 结构 图4-19 RL1系列螺旋式熔断器

33 熔断器额定电流IF的选择 (1) 电灯、电炉等电阻性负载 IF > IL (2) 单台电机 (3) 频繁起动的电机

34 小知识 当熔体熔断后，应判断其熔断原因是属于短路还是非短路所造成的，属短路状态不能立即更换熔体。 简易判断方法：观察已熔断的熔体，在断口处有明显可见的凝结状态金属球（断口比熔体面积大），属短路故障，若断口处小于或等于熔体原截面，一般为非短路故障。

35 技术指标： 额定工作电压、电流、触点数目等
五、接触器 1．接触器的结构 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。 作用：用来接通或断开电动机 或其他设备的主电路 构成：主要由电磁铁和触点两部分组成， 触点又可分为主触点和辅助触点。 技术指标： 额定工作电压、电流、触点数目等

36 工作原理 结构 外形 分类：接触器一般分为交流接触器和直流接触器。
它主要在机床电气自动控制中用于频繁地接通和分断大电流主电路，具有动作迅速、操作方便和便于远距离控制等优点。 工作原理 外形 结构 图4-20 交流接触器的结构和工作原理

37 交流接触器一般由电磁系统、触头系统、灭弧装置及辅助部件等组成。
（1）电磁系统 交流电磁铁的铁心端面上嵌有短路环，主要目的是用以消除电磁系统在交流电过零点时产生的振动和噪音。 交流接触器的电磁系统主要由线圈、铁心（静铁心）和衔铁（动铁心）三部分组成。 其作用是利用电磁线圈的通电或断电，使衔铁和铁心吸合或释放，从而带动动触头与静触头闭合或断开，实现接通或断开电路的目的。

38 交流接触器的触头按接触情况可分为点接触、线接触和面接触三种，如图4－20所示。
（2）触头系统 交流接触器的触头按接触情况可分为点接触、线接触和面接触三种，如图4－20所示。 图4-21 触头的三种接触形式 若按触头的结构形式划分，可分为桥式触头和指形触头两种，如图4－21所示。 若按触头的通断能力来分，又可分为主触头和辅助触头， 图4-22 触头的结构形式

39 （3）灭弧装置 接触器在分断大电流电路时，在动、静触头之间会产生较大的电弧，它不仅会灼伤触头，缩短触头的使用寿命，延长电路的分断时间，而且严重时甚至会造成弧光短路或引起火灾事故。因而20A以上的接触器中主触头上均装有陶土灭弧罩，以迅速切断触头分断时所产生的电弧。

40 ~ 工作原理 线圈 铁芯 衔铁 主触点 弹簧 辅助 触点 M 3~ 电动机 动作过程 线圈通电 衔铁被吸合 触点闭合 接通电源

41 注意：接触器铭牌上的额定电流是指主触头的额定电流，选用接触器时，主触头的额定电流应稍大于或等于电动机的额定电流。
当接触器线圈断电后或电压显著下降时，由于电磁吸力消失或过小，衔铁在反作用弹簧力的作用下复位，带动各触头恢复到原始状态。 交流接触器起动时，由于铁心气隙大，磁阻大，所以通过线圈的启动电流往往为工作电流的十几倍，所以，衔铁如有卡阻现象将烧坏线圈，交流接触器的线圈电压为额定电压的85%～105%时，能可靠地工作，当线圈电压太低时，吸力不够，衔铁不能吸合，线圈可能烧毁，同时也不能把交流接触器线圈接到直流电源上。 注意：接触器铭牌上的额定电流是指主触头的额定电流，选用接触器时，主触头的额定电流应稍大于或等于电动机的额定电流。

42 接触器有关符号 接触器主触点－用于主电路 (流过的电流大，需加灭弧装置） 接触器辅助触点－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
常开 常闭 线圈 接触器主触点－用于主电路 (流过的电流大，需加灭弧装置） 接触器辅助触点－用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）

43 接触器符号 线圈 主触头 常开触头 常闭触头 小知识 接触器在正常使用中若出现噪声过大现象，属故障状态，应立即检修。其原因一般有电源电压过低，铁心短路环断裂，触头弹簧压力过大，触头表面不平整或铁心极面有油污等。

44 六、继电器 常用的继电器有 继电器是一种根据输入信号（电量或非电量）的变化，接通或断开小电流电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。
热继电器 电继电器 继电器是一种根据输入信号（电量或非电量）的变化，接通或断开小电流电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。 常用的继电器有 时间继电器 速度继电器

45 1. 热继电器 热继电器是利用电流的热效应而进行相应动作的保护电器。 (a) 外形 (b) 结构 热继电器外形与结构

46 （1）结构 热继电器是利用电流的热效应而进行相应动作的保护电器。 发热元件 双金 属片 结构 I 扣板 常闭触点 功能 过载保护

47 （2）工作原理 热元件串联在主电路中，常闭触头串联在控制电路中，当电动机过载电流过大时，膨胀系数不同的双金属片受热弯曲带动相应的动作机构，将串联在控制电路中的常闭触头断开，从而切断电动机的控制电路，使控制电路中的接触器或继电器线圈断电，达到断开主电路，对电动机进行过载保护的目的。热继电器分断电流后，双金属片散热冷却，恢复初态，使机械机构也恢复原始状态，常闭触头重新闭合，线路中的用电设备又可重新启动。另外，也可采用手动的方法，即按一下复位按钮即可。 图4-24 热继电器原理 电动机起动时间过长，热继电器的整定电流调节偏小，电动机操作频率过高等原因，均可造成热继电器误动作。 小知识

48 （3）热继电器的符号 FR 热元件必须串联在主电路中 热元件 FR 常闭触点 常闭触点必须串联在控制电路中

49 2. 中间继电器 作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。 中间继电器 速度继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护）
继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。 中间继电器 速度继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） …... 继电器类型

50 中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。
中间继电器主要适用于控制电路中把信号同时传送给几个有关的控制元件。 在选用中间继电器时，其电磁线圈的额定电压，必须符合供给控制电路的电压，其触头的选择可根据控制电路的需要选取触头对数。 图4-25 JZ7型中间继电器结构

51 3. 速度继电器 外形 工作原理 符号 结构 速度继电器是一种反映转速和转向的继电器。
组成：主要由定子、转子、可动支架、触头系统及端盖等部分组成。 外形 工作原理 符号 结构 图4-26 JY1型速度继电器 1－可动支架 2－转子 3－定子 4－端盖 5－连接头 6－电动机轴 7－转子 8－定子 9－定子绕组 10－胶木摆杆 －簧片（动触头） 12－静触头

52 速度继电器的动作原理是：当电动机旋转时，速度继电器的转子随之同轴转动，在空间产生旋转磁场，这时在定子绕组上产生感应电势及电流。感应电流在永久磁场的作用下产生转矩，使转子随永久磁铁的转动方向旋转并带动杠杆、推动触头、使触头动作。当转速小于一定值时反力弹簧通过杠杆返回复位。 速度继电器的触头动作转速一般不低于100~300 r/min，触头复位转速约在100 r/min以下。使用速度继电器时，应将其转子与被控制电动机连轴安装，使之与电动机同轴转动，而将其常开触头串联在控制电路中，通过控制接触器就能实现反接制动，并对其金属外壳需进行可靠的接地。 用途：是当转速达到规定值后继电器动作，常应用于电动机的反接制动控制线路，又称为反接制动继电器。

53 4. 制动电磁铁 作用：制动电磁铁是操纵制动器作机械制动用的电磁铁，通常与闸瓦制动器配合使用，在电气传动装置中作电动机的机械制动，以达到准确和迅速停止的目的。 组成： 主要由铁心、衔铁和线圈三部分 其中：闸瓦制动器主要由闸瓦、闸轮、杠杆和弹簧等部分组成。 图4-27 MZD1型制动电磁铁与制动器

54 为了减小涡流与磁滞损耗，交流电磁铁的铁心和衔铁用硅钢片叠压铆接而成，并在铁心端部装有短路环。
工作原理 图4-27 MZD1型制动电磁铁符号 当线圈通电后，衔铁绕轴旋转而吸合，衔铁克服弹簧拉力，迫使制动杠杆向外移动，使闸瓦与闸轮脱离松开。当线圈断电后，衔铁释放，在弹簧的拉力作用下，使制动杆同时向里移动，带动闸瓦和闸轮紧紧抱住，完成刹车制动。 为了减小涡流与磁滞损耗，交流电磁铁的铁心和衔铁用硅钢片叠压铆接而成，并在铁心端部装有短路环。

55 第三节 电气控制原理图的 有关知识 原理图必须采用国家统一规定的电气图形符号和文字符号来绘制 电源电路 电气原理图组成 主电路 辅助电路

56 一、电源电路的绘制 电源电路应画成水平线，三相交流电源的相序分别按L1、L2、L3自上而下的顺序依次画出，中性线N和保护地线PE依次画在相线之下。 直流电源的正极端用“+”符号画在上边，而负极端则用“－”符号画在下边。另外，总电源开关也应水平画出。 二、主电路的绘制 组成：主电路主要由主熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件以及电动机组成， 画法：主电路是受电的动力装置及控制、保护电器的支路，是强电流通过的部分，应用粗实线画在原理图的左侧，并垂直于电源电路。

57 三、辅助电路的绘制 画法：绘制时，一般按照控制电路、指示电路和照明电路的顺序依次垂直画在主电路图的右侧，而且电路中与下边电源线相连的耗能元件（如接触器线圈、指示灯、照明灯等）要画在电路图的下方，而电器触头要画在耗能元件与上边电源线之间。识读的原则一般按自左至右，自上而下的排列表示操作顺序。 组成：辅助电路一般由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、指示灯和照明灯等组成，分别表示为控制电路、指示电路和局部照明电路。 注意 在电路图中各电器的触头位置都按电路未接通电时的常态位置；当同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起时，必须标注相同的文字符号；若图中相同的电器较多时，需要在电器文字符号后面加注不同的数字，以示区别（如KM1、KM2）；对于电路图中有直接电联系的交叉导线连接点，要用小黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线不用画小黑点。

58 画图要求 （1）首先了解工艺过程及控制要求，搞清控制系统中 各电动机、控制电器的作用以及它们的控制关系；
（2）在原理图中，同一电器的各部件是分散的，为便 于识别，它们必须按国家规定的统一符号来表示； （3）所有电器的触点均表示在起始情况下的位置，即 在没有通电或没有发生机械动作时的位置； （4）控制电路和主电路要清楚地分开设计和阅读； （5）控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行设计或阅读； （6）继电器、接触器线圈只能并联，不能串联；

59 第四节 三相笼型异步电动机的直接起动控制线路
第四节 三相笼型异步电动机的直接起动控制线路 三相笼型异步电动机的起动方法一般有直接起动（全压起动）和降压起动两种。 所谓电动机的直接起动又称为全压起动，起动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，这种起动方式线路简单，成本低，但起动电流大，适用于小容量的电动机，对于容量较大的电动机，由于电动机起动时电流较大，一方面会引起线路上很大的压降，要影响其他用电设备的正常运行； 另一方面会使电动机绕组发热，加速绝缘老化，大大缩短电动机的寿命，故对容量较大的电动机应采取减压启动的方法。

60 一、手动正转控制线路 工作原理 合上刀开关SA，电动机M接通电源全电压直接启动，断开刀开关SA时，电动机M断电停转。
应用场合：这种线路适用于小容量、启动不频繁的笼型异步电动机，例如小型台钻、冷却泵、砂轮机等。线路中的熔断器起短路保护作用。 图4-28 电动机手动正转控制电路 缺点：不安全、不方便，且操作劳动强度大，也不能实现自动控制。

61 二、点动正转控制线路 电路工作原理 首先合上电源开关QS，引入电源。
（1）起动控制 按下起动控钮SB，接触器KM线圈得电，KM常开主触头闭合，电动机定子绕组接入电源，电动机起动运转。 （2）停止控制 手松开按钮，接触器线圈断电，其常开主触头断开，电动机失电而停转 图4-29 点动正转控制电路 按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制 特点：该电路采用了接触器控制，因此控制过程安全、方便，且可进行远距离频繁控制。

62 三、接触器自锁控制电路 电路组成 主电路由组合开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触头和笼型电动机M组成；
控制电路由停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM的辅助常开触头和线圈组成。 工作原理 首先合上电源开关QS，引入电源。 （1）起动控制：按下启动按钮SB2，接触器KM线圈获电，其主触头闭合，辅助常开触头也同时闭合，电动机M的定子绕组接通电源，电动机运转，起动按钮被接触器辅助常开触头短接。 图4-30 接触器自锁控制电路 当松开按钮SB2时，接触器KM的线圈通过其辅助常开触头仍继续保持通电状态，从而保证电动机的连续运行。 （2）停止控制：按下停止按钮SB1，接触器KM线圈断电，其主触头和辅助常开触头断开复位，致使电动机M定子绕组脱离电源停转。

63 该电路不仅能使电动机连续运转，而且还具有短路保护及失压，欠压保护的功能。
所谓欠压、失压保护就是指当电源电压由于某种原因而严重欠电压（低于85%额定电压）或失电压（如停电）时，接触器因吸力太小或无吸力使衔铁无法吸合，接触器线圈释放，其常开触头为分断状态，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行启动，只有在操作人员重新按下启动按钮后，电动机才能进行二次启动。 电动机的短路保护由熔断器FU实现。 由于该线路中的电动机是连续运转的，如长期负载过大，操作频繁，三相电路易发生断相或引起电动机的定子绕组中流过比额定电流还大的电流（即过载电流），这将引起电动机定子绕组过热，严重时会烧毁电动机。

64 四、具有过载保护的自锁控制电路 零压（失压）保护 零压保护就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。
所谓过载保护就是指当电动机出现过载时能自动切断电动机电源，使电动机停转的一种保护措施。通常用热继电器来进行过载保护。 过载保护原理：在线路中将热继电器FR的热元件串接在主回路中，其常闭触头则串接在控制回路中，当电动机电流超过预定值时，热元件中的双金属片会因电流过大温度升高而受热弯曲，通过动作机构使其常闭触头断开，致使接触器KM线圈断电，使接触器主触头断开，电动机从电源上切除，避免了在过载状态下运转，达到了过载保护的目的。当电动机需要重新启动时，只需要将热继电器的复位按钮按下，使其常闭触头复位，否则将无法启动。 图4-31 具有过载保护的自锁控制电路 零压（失压）保护 零压保护就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。

65 零压保护就是当电源暂时断电或电压严重 下降时，电动机即自动从电源切除。 零压（失压）保护 方法：采用继电器、接触器控制
电源电压<85%时，接触器触点自动 断开，可避免烧坏电机。

66 第五节 三相笼型异步电动机的正反转控制电路
若是改变通入电动机定子绕组中的三相交流电的相序 原理 任意对调接入电动机三相电源进线中的两根相线，即可使电动机的旋转方向改变 具体的方法

67 一、倒顺开关正反转控制线路 工作原理 当手柄板至“顺”的位置时，QS的动触头和左边的静触头相接触，电路按L1－U、L2－V、L3－W相接通，电动机正转 当手柄板至“倒”的位置时，QS的动触头与右边的静触头相接触，电路按L1－W、L2－V、L3－U相接通，电动机反转 图4-32 倒顺开关正反转控制线路

68 二、接触器联锁正反转控制线路 2. 基本要求 必须保证两个交流接触器不能同时工作
1. 基本原理 将接到电源的任意两根联线对调一头即可实现电动机的正反转，为此可用两个交流接触器来实现。 2. 基本要求 必须保证两个交流接触器不能同时工作 图中接触器KM1为正向接触器，控制电动机M正转；接触器KM2为反向接触器，控制电动机M的反转。 图4-32 接触器联锁正反转控制线路

69 缺点：正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮。
3. 工作原理 首先合上电源开关QS，引入电源。 （1）正转控制 按下正转启动按钮SB1，接触器KM1线圈通电，KM1辅助常闭触头断开，切断反转回路，KM1主触头闭合，KM1辅助常开触头也同时闭合，此时电动机定子绕组接通电源，电源相序分别为L1－U、L2－V、L3－W，电动机M正转。 （2）反转控制 按下反转启动按钮SB2，接触器KM2线圈通电，KM2常闭触头断开，切断正转回路，KM2主触头和辅助常开触头同时闭合，此时电动机定子绕组接通电源，电源相序为L1－W、L2－V、L3－U，电动机反转。 （3）停止控制 按下停止按钮SB3，无论是正转还是反转的电动机都会脱离电源而停转。 缺点：正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮。

70 三、按钮联锁正反转控制电路 如图4-34所示的线路就是采用复合按钮联锁控制的电动机正反转控制线路。
该电路中，电动机若要进行正转启动时，只要按下正转启动按钮SB1，其串接在反转控制回路中的常闭触头必先将反转控制回路断开后，才能接通正转控制回路。同理要进行反向启动时，按下反转启动按钮SB2，其常闭触头也必将先断开正转控制回路后，再接通反转控制回路，从而实现正反转的直接切换。 图4-34 按钮联锁正反转控制线路 缺点：这种电路仍不能避免在运行中因接触器主触头熔焊（这时线圈虽然断电，但主触头仍闭合）而引起的两个接触器同时闭合，造成电源相间短路。

71 四、双重联锁正反转控制电路 将接触器联锁正反转控制线路与按钮联锁正反转控制线路复合组成的控制线路就叫双重联锁正反转控制线路，如图4-35所示。 由于采用了双重联锁，该线路既能保证在起动和运行中两个接触器不会同时通电吸合，又可直接进行正反转切换，还可防止因主触头熔焊造成电源相间短路，具有操作方便、切换迅速、安全可靠的特点，在生产实际中广泛应用。 图4-35 双重联锁正反转控制电路

72 第六节 三相笼型异步电动机的制动控制电路 电动机断开电源后，由于电动机本身及带动的生产机械部分的惯性，致使电动机还会因惯性继续旋转一定时间后才完全停转下来。 采取措施使电动机在切断电源后能迅速停车的控制方式称为制动。 制动方法有两大类：机械制动和电力制动。

73 常用的方法有电磁抱闸制动和电磁离合器制动。
一、机械制动控制线路 机械制动就是指利用机械装置使电动机断开电源后迅速停止转动的方法。 常用的方法有电磁抱闸制动和电磁离合器制动。 电磁抱闸制动又分为断电型和通电型两种

74 工作原理 首先合上电源开关QS，引入电源。 （1）起动控制 按下启动按钮SB1，使接触器KM线圈通电，其自锁触头和主触头闭合，电动机M接通电源，同时电磁抱闸线圈YB得电，衔铁吸合，从而使制动器的闸瓦与闸轮分开，电动机正常运转。 （2）制动控制 按下停止按钮SB2，接触器KM线圈失电，KM自锁触头及主触头分断，电动机失电，同时电磁抱闸线圈YB失电，衔铁与铁心分断。在弹簧力的作用下，闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机因制动而立即停转。 图4-36 电磁抱闸断电制动控制电路

75 二、电力制动控制线路 电力制动就是使电动机在切断电源停转过程中，产生一个和电动机实际旋转方向相反的电磁转矩，迫使电动机迅速停转的方法。
图4-37 单向起动反接制动控制电路

76 工作原理：首先合上电源开关SA，引入电源。
（1）单向起动控制 按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，其联锁触头断开对接触器KM2联锁，其自锁触头和主触头闭合，电动机M启动运转，当电动机的转速上升到120 r/min 左右时，速度继电器SR常开触头闭合为反接制动作准备。 （2）反接制动控制 按下复合停止按钮SB1，SB1常闭触头先断，接触器KM1线圈失电，其自锁触头和主触头断开，电动机M暂时脱离电源慢性旋转，，此时由于SB1常开触头和接触器KM1常闭触头都闭合接通，使接触器KM2线圈得电，其联锁触头断开对接触器KM1联锁，其自锁触头和主触头闭合，电动机M串接限流电阻R进行反接制动，当电动机的转速低于120 r/min时，速度继电器KS的常开触头打开，接触器KM2线圈断电，其所有的触头恢复原状，电动机M断电，制动结束。

77 2．能耗制动 能耗制动就是指当电动机切断交流电源后，立即在定子绕组的任意两相中通入直流电，以获得大小方向不变的恒定磁场，从而产生一个与电动机原转矩方向相反的电磁转矩来实现制动的方法 能耗制动具有制动准确、平稳，且能量消耗小的优点，一般用于要求制动准确、平稳的场合，如磨床、立式铣床等的控制线路中，具体控制线路本文不再赘述，读者可参阅有关资料。

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