電氣控制與PLC應用技術（西門子S7-200）（第3版）課件全套 單元1-5 三相異步電動機拖動電路分析(帶課堂測試 ) -PLC通訊設計與連接

2026/8/111機床電氣與PLC控制技術機械制造及其自動化專業2026/8/112●緒論本課程的課后學習輔導書：

《現代電氣控制及PLC應用技術》王永華編

北京航天航空大學出版社

《電氣控制與PLC應用技術》田效伍主編

機械工業出版社

考核方式—考試成績60%，平時成績10%小測驗15%實驗15%

平時成績為出勤、作業。2026/8/1131電氣控制技術的發展概況

電氣控制技術是隨著科學技術的不斷發展及生產工藝不斷提出新的要求而得到飛速發展的。

工業生產過程中的電氣控制技術，其主要控制對象是電機19世紀末——直流發電機、交流發電機和直流電動機、異步電動機相繼問世，揭開了電氣控制技術的序幕。20世紀初——電機拖動方式：成組拖動→單機拖動→多電動機拖動。20世紀30年代——電氣控制技術推動電器產品的進步，形成了由繼電器、接觸器等電器元件構成的控制系統稱為繼電接觸器控制系統。20世紀60年代——計算機技術成熟，1968年美國GM提出程序控制的設想，1969年美國DEC研制出第一臺PLC。●緒論2026/8/114●緒論2026/8/115●緒論2026/8/1162本課程的性質與任務

本課程是一門實用性很強的專業課，主要內容是以電動機或其他執行電器為控制對象，介紹繼電—接觸器控制系統和PLC控制系統的工作原理、應用技術，典型機械的電氣控制線路及電氣控制系統的設計方法。本課程的任務是培養學生的實際應用能力，具體要求：

1熟悉常用控制電器的結構原理、用途，具有合理選擇、使用主要控制電器的能力。

2熟悉繼電接觸器控制線路的基本環節，具有閱讀和分析電氣控制線路的能力。

3熟悉典型設備的電氣控制系統。

4掌握PLC的基本原理及編程方法●緒論2026/8/1173課程資源

/●緒論8異步電機主要用作電動機，去拖動各種生產機械。和其他電動機比較，它具有結構簡單、制造容易、價格低廉、運行可靠、維護方便、效率較高等一系列優點。本單元主要介紹如何應用繼電器—接觸器來控制普通三相異步電動機的啟動、停止、連續運行、正反轉、降壓啟動、調速、電氣制動等控制電路。

第一單元:三相異步電動機拖動電路分析9第一單元:三相異步電動機拖動電路分析學習要點：

掌握常用低壓電器的工作原理、圖文符號，能正確選取電器；掌握典型控制環節的工作過程及相關原理圖的繪制；能夠靈活運用繼電器—接觸器典型控制環節的相關控制原理解決類似的控制問題；掌握讀電氣圖的方法，了解常見機床的電氣控制電路。10項目1.1:三相異步電動機的啟保停控制項目1.2:三相異步電動機的正反轉與順序控制項目1.3:三相異步電動機的降壓啟動控制項目1.4:三相異步電動機的調速控制項目1.5:三相異步電動機的制動控制項目1.6:C650臥式車床電氣控制線路及故障分析

第一單元:三相異步電動機拖動電路分析11項目目標項目分析實施步驟知識擴展項目1.1:三相異步電動機的啟保停控制

相關知識12掌握常用低壓電器的分類、作用、符號、規格和選用方法等；掌握三相異步電動機的啟動、保持、停止控制線路；

能熟練進行三相異步電動機的啟保停控制線路的接線、調試及故障排除。項目1.1:三相異步電動機的啟保停控制

項目目標13

異步電動機應用極為廣泛。例如，在工業方面：中小型軋鋼設備、各種金屬切削機床、輕工機械等；在農業方面：水泵、脫粒機、粉碎機及其他農副產品加工機械等都是用異步電動來拖動的。此外，與人民日常生活密切相關的電扇、洗衣機等設備中都用到異步電動機。項目分析項目1.1:三相異步電動機的啟保停控制

14項目分析項目1.1:三相異步電動機的啟保停控制

15項目分析項目1.1：三相異步電動機的啟保停控制在工業應用中首先遇到的是異步電動機的啟動、連續運行和停止控制的問題。本項目的目標是學會三相異步電動機的啟保停控制。

16一、常用低壓電器的定義與分類相關知識凡是自動和手動接通和斷開電路，以及能實現對電路或非電對象進行切換、控制、保護、檢測和調節目的的電器元件統稱為電器。1.1低壓電器的定義低壓電器是指用于交流額定電壓1200V及以下、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節作用的電器產品。17一、常用低壓電器的定義與分類相關知識1.2低壓電器分類18一、常用低壓電器的定義與分類相關知識1.2.1按工作原理分類依據電磁感應原理來工作的電器。如交直流接觸器、各種電磁式繼電器等。電磁式電器非電量控制電器電器的工作是靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。如刀開關、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。19一、常用低壓電器的定義與分類相關知識用于自動控制系統中發送控制指令的電器。如按鈕開關、主令開關、行程開關等。用于保護電路及用電設備的電器。如熔斷器、熱繼電器、避雷針等。用于電能輸送和分配的電器。如斷路器、刀開關等。用于完成某種動作或傳動功能的電器。如電磁鐵、電磁離合器等。用于各種控制電路和控制系統的電器。例如接觸器、各種控制用的繼電器等。控制電器:主令電器:保護電器:配電電器:執行電器:1.2.2按用途分類20在結構上，電磁式低壓電器一般都具有兩個基本組成結構，即：檢測部分：接受外界輸入的信號，通過轉換、放大與判斷做出一定的反應，使執行部分動作，輸出相應的指令，實現控制。執行部分：根據輸入信號，輸出相應的指令，執行動作，實現控制的目的。二、電磁式低壓電器的結構對于有觸點的電磁式電器：檢測部分——電磁機構執行部分——觸頭系統相關知識212.1、電磁機構電磁機構：原理是通過電磁感應原理將電磁能轉換為機械能并帶動觸頭動作。

組成本質：線圈通入電流，產生磁場，經鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。

鐵芯銜鐵線圈交流：硅鋼片疊加直流：整塊軟鋼或純鐵直動式拍合式交流線圈：短而粗，有骨架。直流線圈：細而高，無骨架。二、電磁式低壓電器的結構相關知識22二、電磁式低壓電器的結構相關知識1－鐵芯2－線圈3－銜鐵電磁機構的結構形式23按吸引線圈所通電流種類的不同，線圈可分為直流線圈和交流線圈。直流線圈：鐵心不發熱，只有線圈發熱，線圈做成無骨架、高而瘦型，鐵心和銜鐵都由軟鋼和工程純鐵制成。交流線圈：鐵心和線圈都發熱，線圈做成有骨架，使鐵心和線圈分離，鐵心用硅鋼片疊加而成。二、電磁式低壓電器的結構相關知識24電磁機構工作時，線圈產生的磁通作用于銜鐵，產生電磁吸引力，使銜鐵產生機械位移。斷電后，銜鐵在復位彈簧的作用下回到原位。故作用在銜鐵上的兩個力：電磁吸引力：由電磁機構產生反力：復位彈簧和觸頭彈簧產生二、電磁式低壓電器的結構相關知識25短路環相關知識二、電磁式低壓電器的結構

交流電磁機構在電源電壓變化的一個周期中電磁機構吸合兩次，釋放兩次，電磁機構產生劇烈的振動和噪聲，會使電器結構松散，觸頭接觸不良，容易被電弧火花熔焊與蝕損，因此必須采取有效措施，使得線圈在交流電壓變小和過零時仍有一定的電磁吸力以消除銜鐵的振動。26短路環消除振動和噪聲：在交流接觸器鐵芯和銜鐵的兩個不同端部各開一個槽，槽內嵌裝一個用銅、康銅或鎳鉻合金材料制成的短路環，又稱減振環或分磁環。相關知識二、電磁式低壓電器的結構27短路環Φ1和Φ2的相位不同，即Φ1和Φ2不同時為零，則由Φ1和Φ2產生的電磁吸力Fl和F2不同時為零，這就保證了鐵芯與銜鐵在任何時刻都有吸力，銜鐵將始終被吸住，振動和噪聲會顯著減小。a)磁通示意圖b)電磁吸力圖相關知識二、電磁式低壓電器的結構282.2觸點系統觸頭系統——通過觸頭的開合控制電路通、斷。

觸頭結構

觸點的接觸形式：點接觸、面接觸、線接觸橋式觸頭指形觸頭相關知識二、電磁式低壓電器的結構（a）點接觸（b）線接觸（c）面接觸圖1-5觸頭的接觸形式292.3常用滅弧方法電弧：在自然環境下斷開電路時，如果被斷開電路的電流（電壓）超過某一數值時（根據觸頭材料的不同其值約在0.25~1A，12~20V之間），在觸頭間隙中就會產生電弧。觸頭間會產生藍色的光柱，即電弧。電弧的危害：

延長了電路的分斷時間；

將觸點燒損，縮短電氣的使用壽命；滅弧措施：吹弧、拉弧、分弧、冷卻弧柱等。相關知識二、電磁式低壓電器的結構30滅弧方法：1.電動力吹弧

橋式觸點在分斷時本身具有電動力吹弧能力，當觸頭打開時，在斷口處產生電弧。兩個電弧相當于平行載流導體，產生互相推斥的電動力，使電弧向外運動，電弧被拉長并接觸冷卻介質使電弧冷卻而熄滅。相關知識二、電磁式低壓電器的結構電動力滅弧示意圖31滅弧方法：2磁吹滅弧相關知識二、電磁式低壓電器的結構在觸點電路中串入吹弧線圈，當觸頭分斷產生電弧時，根據左手定則，電弧受到向外拉的電磁力，使電弧拉長迅速冷卻而熄滅。1－磁吹線圈2－鐵心3－導磁夾板4－引弧角5－滅弧罩6－磁吹線圈磁場7－電弧電流磁場8－動觸頭磁吹滅弧原理示意圖323柵片滅弧相關知識二、電磁式低壓電器的結構比滅弧柵更為簡單的是采用一個陶土和石棉水泥做成的耐高溫的滅弧罩。電弧進入滅弧罩后，可以降低弧溫和隔弧。4滅弧罩滅弧滅弧柵是一組薄銅片，彼此間相互絕緣1.總電弧壓降被分成幾段，柵片間的電弧電壓都低于燃弧電壓.2.柵片將電弧的熱量吸收散發，使電弧迅速冷卻，促使電弧盡快熄滅。33二、電磁式低壓電器的結構相關知識電磁機構工作原理的實質34三、接觸器相關知識作用：是一種自動的電磁式開關，適用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他負載。特點：遠距離、自動操作和欠電壓釋放保護功能，控制容量大、工作可靠、操作頻率高、使用壽命長等。在機床電氣控制線路中，主要采用的是交流接觸器。分類：按主觸點通過的電流交流接觸器直流接觸器35相關知識1、交流接觸器三、接觸器1－滅弧罩2－常開主觸點3－常閉輔助觸點4－常開輔助觸點5－銜鐵6－吸引線圈7－鐵芯圖1-10交流接觸器結構及工作原理示意圖36交流接觸器的電磁機構一般采用雙E形銜鐵直動式結構（1）電磁機構相關知識三、接觸器37銜鐵交流接觸器的鐵芯和銜鐵一般用E形硅鋼片疊壓鉚成。是交流接觸器發熱的主要部件。線圈一般做成粗而短的圓筒形，并且繞在絕緣骨架上，使鐵芯與線圈之間有一定間隙，增加散熱，避免線圈受熱燒損E形鐵芯的中柱端面需留有0.1mm～0.2mm的氣隙，以減小剩磁影響，避免線圈斷電后銜鐵粘住不能釋放。相關知識三、接觸器38輔助觸點用以通斷電流較小的控制電路，一般由兩對動合觸點和兩對動斷觸點組成。按通斷能力分類主觸點輔助觸點主觸點用以通斷電流較大的主電路，一般由三對接觸面較大的動合觸點組成。相關知識三、接觸器（2）觸點系統39電弧的影響：1.灼傷觸點，減少觸點的使用壽命；2.使電路切斷時間延長，甚至造成弧光短路或引起火災事故。容量在10A以上的接觸器中都裝有滅弧裝置，滅弧裝置大都采用滅弧罩及柵片滅弧結構。

相關知識三、接觸器（3）滅弧裝置40反作用彈簧線圈斷電后，推動銜鐵釋放，使各觸點恢復原狀態緩沖銜鐵在吸合時對靜鐵芯和外殼的沖擊力緩沖彈簧觸點壓力彈簧增加動、靜觸點間的壓力，從而增大接觸面積，以減小接觸電阻傳動機構及底座、接線柱等銜鐵或反作用彈簧的作用下，帶動動觸點實現與靜觸點的接通或分斷。相關知識三、接觸器（4）輔助部件41結構拍合式整塊鑄鋼或鑄鐵制成不需嵌裝短路環非磁性墊片發熱的主要部件.長而薄的圓筒形；且不設骨架,以利于散熱（1）電磁系統相關知識三、接觸器2、直流接觸器42（2）觸點系統由于主觸點接通和斷開的電流較大，多采用滾動接觸的指形觸點，以延長觸點的使用壽命。在觸點閉合過程中，動觸點與靜觸點先在A點接觸，然后經B點滑動過渡到C點。斷開時作相反方向的運動，這樣就自動清除觸點表面的氧化膜，保證了可靠的接觸。輔助觸點的通斷電流小，多采用雙斷點橋式觸點，可有若干對。相關知識三、接觸器43雙線圈減小運行時的線圈功耗及延長吸引線圈的使用壽命，容量較大的直流接觸器線圈往往采用串聯雙繞組電路剛接通瞬間，保持線圈被動斷觸點短路，可使起動線圈獲得較大的電流和吸力。接觸器動作后，起動線圈和保持線圈串聯通電，由于電壓不變，所以電流較小，但仍可保持銜鐵被吸合，從而達到省電的目的。相關知識三、接觸器44電流流過磁吹線圈在兩導磁夾板間形成磁場在f作用下電弧從磁場強的一邊被拉向弱的一邊1.電弧在向上運動的過程中被迅速拉長并和空氣發生相對運動，使電弧溫度降低.結果：2.電弧被吹進滅弧罩上部時，熱量又被傳遞給滅弧罩，進一步降低了電弧溫度.靜觸點上的弧根將逐漸轉移到引弧角上，從而減輕了觸點的灼傷。引弧角引導弧根向上移動又使電弧被繼續拉長.當電源電壓不足以維持電弧燃燒時，電弧就熄滅.相關知識三、接觸器（3）滅弧裝置直流接觸器一般采用磁吹滅弧裝置結合其他滅弧方法滅弧。磁吹滅弧裝置主要由磁吹線圈、鐵芯、兩塊導磁夾板、滅弧罩和引弧角等部分組成45圖形符號相關知識三、接觸器46相關知識三、接觸器接觸器的選用①額定電壓和額定電流：指主觸點的額定工作電壓和額定工作電流。②線圈額定電壓：選用時一般交流負載用交流接觸器，直流負載用直流接觸器，但交流負載頻繁動作時可采用直流線圈的交流接觸器。選擇時，接觸器的額定電壓和額定電流必須大于或等于負載回路的電壓。47四、開關相關知識1、刀開關刀開關又稱閘刀開關，是一種結構最簡單、應用最廣泛的手動電器。在低壓電路中，作為不頻繁接通和分斷電路用，或用來將電路與電源隔離。低壓開關電器主要用作：電源的隔離、線路的保護與控制。

(a)單極(b)雙極(c)三極48開啟式負荷開關又稱為瓷底膠蓋刀開關，簡稱閘刀開關。生產中常用的是HK系列開啟式負荷開關，適用于照明和小容量電動機控制線路中，供手動不頻繁地接通和分斷電路，并起短路保護作用。（1）開啟式負荷開關HK系列負荷開關由刀開關和熔斷器組合而成.膠蓋防止操作時觸及帶電體或分斷時產生的電弧飛出傷人。結構四、開關相關知識49四、開關相關知識50在開啟式負荷開關的基礎上改進設計的一種開關。作用：用于手動不頻繁的接通和斷開帶負載的電路以及作為線路末端的短路保護，也可用于控制15kW以下的交流電動機不頻繁的直接起動和停止。（2）封閉式負荷開關常用的封閉式負荷開關有HH3、HH4系列，其中HH4系列為全國統一設計產品。它主要由觸頭及滅弧系統、熔斷器及操作機構等三部分組成。結構在操作機構中，手柄轉軸與底座之間裝有速動彈簧，使刀開關的接通與斷開速度與手柄操作速度無關。四、開關相關知識51操作機構上裝有機械聯鎖，它可以保證開關合閘時不能打開防護鐵蓋，而當打開防護鐵蓋時，不能將開關合閘。特點采用了儲能合閘方式，使開關的分合速度與手柄操作速度無關。作用：改善開關的滅弧性能，又能防止觸點停滯在中間位置，從而提高開關的通斷能力，延長其使用壽命；（2）封閉式負荷開關型號四、開關相關知識52四、開關相關知識2、低壓斷路器低壓斷路器即低壓自動空氣開關，又稱自動空氣斷路器。作用：既能帶負荷通斷電路，又能在失壓、短路和過負荷時自動跳閘，保護線路和電氣設備。是低壓配電網絡和電力拖動系統中常用的重要保護電器之一。（1）分類框架式(又稱萬能式)塑殼式(又稱裝置式)按結構形式分類：除用作配電網絡的保護開關外，還用作電動機、照明線路的控制開關主要用作配電網絡的保護開關53四、開關相關知識（2）低壓斷路器的結構

1-主觸點

2-自由脫扣機構

3-過電流脫扣器

4-分勵扣器脫5-熱脫扣器

6-欠電壓脫扣器

7-停止按鈕54四、開關相關知識55低壓斷路器操作手柄的三個位置：

合閘位置：手柄向上扳，跳鉤被鎖扣扣住，主觸點閉合。自由脫扣位置：跳鉤被釋放（脫扣），手柄自動移至中間，主觸點斷開。分閘和再扣位置：手柄向下扳，主觸點斷開，使跳鉤又被鎖扣扣住，從而完成了“再扣”的動作，為下一次合閘做好了準備。如果斷路器自動跳閘后，不把手柄扳到再扣位置（即分閘位置），不能直接合閘。DZ10型低壓斷路器采用鋼片滅弧柵，因為脫扣機構的脫扣速度快，滅弧時間短，一般斷路時間不超過一個周期（0.02s），斷流能力就比較大。四、開關相關知識56四、開關相關知識（3）低壓斷路器的圖形符號

型號:57四、開關相關知識（4）低壓斷路器選擇

①低壓斷路器的額定電壓和額定電流應大于或等于線路、設備的正常工作電壓和工作電流。②低壓斷路器的極限通斷能力應大于或等于電路最大短路電流。③欠電壓脫扣器的額定電壓應等于線路的額定電壓。④過電流脫扣器的額定電流應大于或等線路的最大負載電流。58以下圖形文字符號從左到右分別是（）空氣開關、刀開關，接觸器空氣開關、接觸器、刀開關刀開關、接觸器，空氣開關接觸器、刀開關，空氣開關ABCD提交單選題40分59低壓電器是指工作于_______、________及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節作用的電器產品。直流1200V，交流1500V交流1500V，直流1200V交流額定電壓1200V，直流額定電壓1500V直流額定電壓1200V，交流額定電壓1500VABCD提交單選題30分60低壓器按用途分類，可以為哪幾種（）控制電器、主令電器、保護電器、配電電器、執行電器自動電器，手動電器電磁式電器，非電量控制電器執行電器，自動電器，一般電器ABCD提交單選題30分61五、熔斷器相關知識1、結構作用：主要用作短路保護。優點：結構簡單、價格便宜、使用維護方便等。主要由熔斷管(或蓋、座)、熔體及導電部件等組成。

熔體是熔斷器的主要組成部分。

常用形式：絲狀、片狀或柵狀。熔體的材料：①鉛、鉛錫合金或鋅等低熔點材料，多用于小電流電路；②銀、銅等較高熔點的金屬，多用于大電流電路。62五、熔斷器相關知識2、分類63五、熔斷器相關知識3、工作原理利用金屬導體作為熔體串聯在被保護的電路中，當電路發生過載或短路故障時，通過熔斷器的電流超過某一規定值時，以其自身產生的熱量使熔體熔斷，從而自動分斷電路，起到保護作用。對過載反應很不靈敏。電氣設備發生輕度過載時，熔斷器將持續很長時間才熔斷，有時甚至不熔斷。因此，除在照明電路中外，熔斷器一般不宜用作過載保護，主要用作短路保護。4、圖形符號64五、熔斷器相關知識（1）熔繼器額定電壓選擇應大于或等于線路的工作電壓。（2）熔繼器額定電流必須大于等于所裝熔體的額定電流。熔斷器的選用65六、熱繼電器相關知識原理：電流通過發熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動執行機構動作。作用：主要用于電動機的過載保護、斷相保護、三相電流不平衡運行的保護及其他電氣設備發熱狀態的控制。66（1）結構六、熱繼電器相關知識1-接線端子2,5-雙金屬片3-熱元件4-導板6,9-常閉觸點7-常開觸點8-復位螺釘10-按鈕11-調節旋鈕12-支撐桿13-壓簧14-推桿熱繼電器的結構原理圖67六、熱繼電器相關知識當過載大于1.5倍時，動作時間小于2分鐘。68由于熱繼電器主雙金屬片受熱膨脹的熱慣性及動作機構傳遞信號的惰性原因，熱繼電器從電動機過載到觸點動作需要一定的時間，因此熱繼電器不能作短路保護。但也正是這個熱慣性和機械惰性，保證了熱繼電器在電動機起動或短時過載時不會動作，從而滿足了電動機的運行要求。說明六、熱繼電器相關知識69圖形文字符號六、熱繼電器相關知識BBBB70六、熱繼電器相關知識（1）熱繼電器的額定電流原則上應按電動機的額定電流選擇。但對于過載能力較差的電動機，其配用的熱繼電器（主要是發熱元件）的額定電流要適當小些，可選為60%~80%。熱繼電器選用（2）當電動機為重復短時工作時,要注意確定熱繼電器的操作頻率，因為熱繼電器操作頻率是很有限的。如果操作頻率太高，不能使用。

71七、按鈕相關知識按鈕開關是一種用人力(一般為手指或手掌)操作，并具有儲能(彈簧)復位的一種控制開關。按鈕的觸點允許通過的電流較小，一般不超過5A。一般情況下它不直接控制主電路，而是在控制電路中發出指令或信號去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們去控制主電路的通斷、功能轉換或電氣聯鎖。72七、按鈕相關知識結構73七、按鈕相關知識74型號符號七、按鈕相關知識SF75繪制電氣原理圖應遵循以下原則八、電氣控制線路圖的繪制

相關知識電氣控制電路一般分為主電路和輔助電路。輔助電路又可分為控制電路、信號電路、照明電路和保護電路等。主電路是指從電源到電動機的大電流通過的電路，其中電源電路用水平線繪制，受電動力設備及其保護電器支路應垂直于電源電路畫出。不論主電路還是輔助電路，各元件一般應按動作順序從上到下，從左到右依次排列，電路可以水平布置也可以垂直布置。76八、電氣控制線路圖的繪制

相關知識771.在電氣原理圖中，所有電器元件的圖形、文字符號、接線端子標記必須采用國家規定的統一標準。2.采用電器元件展開圖的畫法。同一電器元件的各部分可以不畫在一起，但需用同一文字符號標出。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數字序號，例如QA1、QA2。繪制電氣原理圖應遵循以下原則八、電氣控制線路圖的繪制

相關知識785.在原理圖中，有直接電聯系的交叉導線連接點，要用黑圓點表示。無直接聯系的交叉導線連接點不畫黑圓點。3.在原理圖中，所有電器按自然狀態畫出。所有按鈕、觸點均按電器沒有通電或沒有外力操作、觸點沒有動作的原始狀態畫出。4.在原理圖上將圖分成若干個圖區，并標明該區電路的用途和作用。在繼電器、接觸器線圈下方列出觸點表，說明線圈和觸點的從屬關系。繪制電氣原理圖應遵循以下原則八、電氣控制線路圖的繪制

相關知識79一、所需工具器材

實施步驟三相異步電動機啟保停控制線路所需設備、工具和材料

80二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機啟保停控制線路81二、控制方案的確定實施步驟斯沃數控軟件仿真控制線路82三、工作過程分析

實施步驟通過自身動合輔助觸點保證線圈繼續通電的電路稱為自鎖電路，起自鎖作用的動合輔助觸點稱為自鎖觸點。83三、工作過程分析

實施步驟84電路具有的保護環節短路保護:由熔斷器FA、低壓斷路器QA0實現。過載保護:由熱繼電器BB實現。三、工作過程分析

實施步驟欠壓保護

當電源電壓由于某種原因而下降時，電動機的轉矩將顯著下降，將使電動機無法正常運轉，甚至引起電動機堵轉而燒毀。采用具有自鎖的控制線路可避免出現這種事故。因為當電源電壓低于接觸器線圈額定電壓的75%左右時，接觸器就會釋放，自鎖觸點斷開，同時動合主觸點也斷開，使電動機斷電，起到保護作用。欠壓保護

當電源電壓由于某種原因而下降時，電動機的轉矩將顯著下降，將使電動機無法正常運轉，甚至引起電動機堵轉而燒毀。采用具有自鎖的控制線路可避免出現這種事故。因為當電源電壓低于接觸器線圈額定電壓的75%左右時，接觸器就會釋放，自鎖觸點斷開，同時動合主觸點也斷開，使電動機斷電，起到保護作用。85失壓保護電動機正常運轉時，電源可能停電，當恢復供電時，如果電動機自行起動，很容易造成設備和人身事故。采用帶自鎖的控制線路后，斷電時由于自鎖觸點已經打開，當恢復供電時，電動機不能自行起動，從而避免了事故的發生。欠壓和失壓保護作用是按鈕、接觸器控制連續運行的控制線路的一個重要特點。電路具有的保護環節三、工作過程分析

實施步驟失壓保護電動機正常運轉時，電源可能停電，當恢復供電時，如果電動機自行起動，很容易造成設備和人身事故。采用帶自鎖的控制線路后，斷電時由于自鎖觸點已經打開，當恢復供電時，電動機不能自行起動，從而避免了事故的發生。欠壓和失壓保護作用是按鈕、接觸器控制連續運行的控制線路的一個重要特點。86四、注意事項實施步驟電動機為Δ連接，電源電壓應該為380V；為了設備的安全，電路應接入熔斷器；控制電路的電壓應與交流接觸器線圈的額定電壓選為一致；4、接線完畢后，注意導線不要碰到聯軸器，以防止電動機旋轉而拉斷導線。

87一、點動控制

知識擴展啟動：合上空氣開關QA0→引入電源；然后按下按鈕SF1→接觸器QA1線圈得電→QA1主觸頭閉合→電動機MA啟動運行。停止：松開按鈕SF1→接觸器QA1線圈失電→QA1主觸頭斷開→電動機MA失電停轉。該電路的特點為按下按鈕SF1電動機就啟動，松開按鈕SF1電動機就停止。由于屬于短時工作，電路中一般不設熱繼電器。

88二、單向點動－連續混合控制

知識擴展主電路點動按鈕連續運行按鈕89二、單向點動－連續混合控制

知識擴展90三、多地與多條件控制知識擴展多地控制電路設置多套起、停按鈕，分別安裝在設備的多個操作位置，故稱多地控制。起動按鈕的常開觸點并聯，停止按鈕的常閉觸點串聯。

91多條件啟動控制和多條件停止控制電路，適用于電路的多條件保護。按鈕或開關的常開觸點串聯，常閉觸點并聯。三、多地與多條件控制知識擴展92下列關于保護電器敘述正確的是（）熱繼電器可以用于短路保護熔斷器通常用于過載保護低壓斷路器可以用于短路保護熔斷器主要用于短路保護ABCD提交單選題20分93下列關于啟保停電路描述錯誤的是（）該電路中含有配電、控制、保護、主令四類電器。合上QA0，按下SF2，電動機開始運行。按下SF1，電動機停止工作。QA1是自鎖觸點，可以使電路保持連續工作。ABCD提交單選題20分94下列關于熱繼電器的說法正確的是（）熱繼電器通過熔斷電熱絲保護電路。電路一發生異常，熱繼電器立刻發生動作。熱繼電器只能使用一次。熱繼電器靠雙金屬片收集熱量，并產生動作。ABCD提交單選題20分95下列關于電氣控制線路圖繪制的說法，錯誤的是（）電氣控制原理圖一般分為主電路、控制電路或輔助電路。主電路中流過的電流較大，一般畫在圖的左邊或上面。控制電路中流過的電流較小，一般畫在右邊或下面。電氣元器件采用分離畫法，同一電器的各個部件可以不畫在一起。在電氣原理圖中，所有電器的可動部分應該按通電狀態畫出。ABCD提交單選題20分96關于下列電路，錯誤的說法是（）圖2中，SF3是轉換開關，分別為斷開或接通兩檔。合上QB，按下SF1，主電路通電連續運行。按下復合按鈕SF3，電機開始運轉，松開SF3電機停止工作。當電路發生過載時，主電路中的BB熱元件發生動作，將控制電路中BB常閉觸點推開。ABCD提交單選題20分9798項目目標項目分析實施步驟知識擴展項目1.2:三相異步電動機的正反轉與順序控制相關知識99掌握三相異步電動機正反轉與順序控制線路的工作原理；掌握接觸器聯鎖和雙重聯鎖的實現辦法；掌握時間繼電器的原理，結構和用途；掌握電氣控制線路的讀圖方法。

項目目標項目1.2:三相異步電動機的正反轉與順序控制100

生產機械的運動部件作正、反兩個方向的運動（例如車床主軸的正向、反向運轉；龍門刨床工作臺的前進、后退；電梯的升降等），均要通過控制電動機的正、反轉來實現。項目分析項目1.2:三相異步電動機的正反轉與順序控制對三相交流電動機，改變電動機電源的相序，其旋轉方向就會跟著改變。為此，采用兩只接觸器分別給電動機送入正序和負序的電源，即對換兩根電源線位置，電動機就能夠分別正轉和反轉。101項目分析

許多生產機械對多臺電動機的啟動和停止有一定的要求，必須按預先設計好的次序先后啟停。比如：具有多臺電動機拖動的機床，在操作時為保證設備的安全運行和工藝過程的順利進行，電動機的啟動、停止，必須按一定順序來控制，這就稱為電動機的聯鎖控制或順序控制。

項目1.2:三相異步電動機的正反轉與順序控制102項目1.2:三相異步電動機的正反轉與順序控制項目分析

例如：全功能車床的主軸，在車削螺紋時，需要正反轉；主軸在旋轉之前，必須確認工件已夾緊，因此卡需要先夾緊動作。103一、如何讀電氣控制線路圖

相關知識

識讀電氣控制線路圖時，首先要分清主電路和控制電路，然后按照先看主電路，再看控制電路的順序進行讀圖。一般讀主電路是從下向上看，即從電氣設備開始，經控制元件順次往電源看。看控制電路一般自上而下，從左向后看，即先看電源再順次看各個回路，分析各條回路的元件的工作情況，以及對主電路的控制關系。

在分析各種控制線路的工作原理時，常常用電氣圖形符號和箭頭配以少量的文字加以說明，來表達電路的工作原理。

104二、聯鎖概念

相關知識將兩個接觸器的常閉觸點串接在對方線圈電路中，使控制正轉反轉的接觸器不能同時得電，形成相互制約的控制，這種相互制約的關系稱為聯鎖控制，聯鎖也稱為互鎖，由接觸器或繼電器常閉觸點構成的聯鎖稱為電氣聯鎖，起聯鎖作用的觸點稱為聯鎖觸點。常見聯鎖方法還有機械聯鎖，是指通過復合按鈕實現正轉反轉兩條控制回路不能同時得電。

105三、時間繼電器相關知識時間繼電器是一種利用電磁原理或機械地動作原理實現觸點延時接通和斷開的自動控制電器。它廣泛用于需要按時間順序進行控制的電氣控制線路中。

主要形式電磁式電動式空氣阻尼式電子式等按延時方式分斷電延時通電延時106三、時間繼電器相關知識電磁式時間繼電器結構簡單，價格低廉，但體積和重量較大，延時較短它利用電磁阻尼來產生延時，只能用于直流斷電延時，主要用在配電系統電動式時間繼電器延時精度高，延時可調范圍大，但結構復雜，價格貴空氣阻尼式時間繼電器延時范圍較大(0.4s～180s)，且不受電壓和頻率波動的影響；結構簡單、壽命長、價格低。缺點：延時誤差大，難以精確地整定延時值且延時值易受周圍環境溫度塵埃等的影響。對延時精度要求較高的場合不宜采用。晶體管式結構簡單、延時范圍廣、精度高、消耗功率小、調整方便及壽命長特點及應用:107三、時間繼電器相關知識1、空氣阻尼式時間繼電器（a）通電延時型（b）斷電延時型1－線圈2－鐵芯3－銜鐵4－反力彈簧5－推板6－活塞桿7－杠桿8－塔形彈簧9－弱彈簧10－橡皮膜11－空氣室壁12－活塞13－調節螺桿14－進氣孔15－微動開關16－微動開關JS7-A系列時間繼電器108三、時間繼電器相關知識1、空氣阻尼式時間繼電器—通電延時型109三、時間繼電器相關知識1、空氣阻尼式時間繼電器—斷電延時型110三、時間繼電器相關知識2、電子時間繼電器電子式時間繼電器又稱為半導體式時間繼電器，它是利用RC電路電容器充電時，電容電壓不能突變，只能按照指數規律逐漸變化的原理來獲得延時的。因此，只要改變RC充電回路的時間常數（改變電阻值），即可改變延時時間。111三、時間繼電器相關知識3、電子時間繼電器的文字圖形符號（a）通電延時線圈（b）斷電延時線圈（c）通電延時閉合常開觸點（d）通電延時斷開常閉觸點（e）斷電延時斷開常開觸點（f）斷電延時閉合常閉觸點（g）瞬動觸點112三相異步電動機正反轉控制線路所需設備、工具和材料序號名稱及說明數量1三相籠型異步電動機（380V，Δ聯接）12熔斷器（3A）23按鈕34交流接觸器25熱繼電器16空氣開關17導線若干一、所需工具器材

實施步驟113一、所需工具器材

實施步驟三相異步電動機順序控制線路所需設備、工具和材料

114二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機正反轉控制線路115

想一想，為什么兩個接觸器不能同時接通？作答正常使用主觀題需2.0以上版本雨課堂主觀題50分二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機正停反控制線路117二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機正反停控制線路118二、控制方案的確定實施步驟斯沃數控軟件仿真控制線路119二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機順序控制線路(a)按動作順序(b)按時間順序二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機順序控制線路(定時器控制)121二、控制方案的確定實施步驟三相異步電動機順序控制線路(手動)122二、控制方案的確定實施步驟斯沃數控軟件仿真控制線路123三、工作過程分析

實施步驟1、正－停－反控制線路分析

該電路的特點為使電機從正轉到反轉，需先按停止按鈕SF1，操作不方便

。

124三、工作過程分析

實施步驟2、正－反－停控制線路分析將QA1、QA2正反轉接觸器的動斷輔助觸點互相串聯接在對方線圈電路中，形成互鎖控制。這種由接觸器（或繼電器）動斷輔助觸點構成的互鎖稱為電氣互鎖。將正轉起動按鈕和反轉起動按鈕的動斷輔助觸點串聯在對方電路中，構成相互制約的關系。這種方式稱為機械互鎖125三、工作過程分析

實施步驟3、接觸器實現的順序控制線路分析合上空氣開關QA0，按下SF2，接觸器QA1線圈得電，QA1主觸點閉合，電動機MA1啟動運轉，同時QA1常輔助開觸點閉合，完成自鎖過程，保證電動機MA1一直運轉；然后，按下SF4，接觸器QA2線圈得電，QA2主觸點閉合，電動機M2啟動運轉，同時QA2常開輔助觸點閉合，完成自鎖過程。

126三、工作過程分析

實施步驟4、時間繼電器實現的順序控制線路分析可以實現：電動機MA1先啟動，5s后MA2自動啟動，且MA1與MA2能同時停止的控制。127四、注意事項實施步驟電動機為Δ連接，電源電壓應該為380V；為了設備的安全，主電路和控制電路都應接入熔斷器；接線完畢后，注意導線不要碰到聯軸器，以防止電動機旋轉而拉斷導線。控制電器的線圈應接在電源的同一端，防止電源短路，同時也便于檢修和安裝接線；交流電器的線圈不能串聯使用，這是因為交流電器線圈的感抗與它的銜鐵吸合間隙有關。由于吸合時間不完全同步，只要有一個電器吸合動作，它的線圈上的壓降就增大，從而使另一個電器達不到所需要的動作電壓。128主令電器的定義和作用定義：主令電器是自動控制系統中用于發送和轉換控制命令的電器。作用：主令電器用于控制電路，不能直接分合主電路。常用的主令電器，除了控制按鈕外，還有行程開關，接近開關，主令控制器，萬能轉換開關等。一、主令電器知識擴展129行程開關作用－用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。表示符號由于機械觸點易磨損，反應速度慢，所以在重要場合已不再使用有觸點的行程開關了。一、主令電器知識擴展130接近開關特點－非接觸、無觸點。作用－不僅用于行程控制和限位保護，還用于高速計數、測速、液面控制、檢測金屬體的存在、零件尺寸以及無觸點按鈕等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命和對惡劣環境的適應能力也優于一般機械式行程開關。產品類型－測量金屬物體和非金屬物體的產品。缺點－測量距離短，抗電磁干擾能力差。一、主令電器知識擴展131光電開關特點－非接觸、無觸點，測量距離長，能方便地檢測非金屬材料。它具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響應速度快、檢測距離遠以及抗電磁干擾能力強等優點。作用－可非接觸、無損傷地檢測和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質的狀態和動作。目前，光電開關已被用作物位檢測、液位控制、產品計數、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信號延時、自動門傳感、色標檢出以及安全防護等諸多領域。產品類型－對射式、反射式等。缺點－對周圍的雜散光的干擾有一定要求。工作原理－利用光源、光敏器件等發射和接收。一、主令電器知識擴展132一、主令電器知識擴展主令控制器主令控制器是用于較為頻繁地轉換復雜的多路控制電路的主令電器。它操作輕便，允許每小時接電次數較多，觸點為雙斷點橋式結構、適用于按順序操作多個控制回路。133轉換開關作用－轉換開關是一種多檔式、控制多回路的主令電器。廣泛應用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉換、電動機遠距離控制等，也常作為電壓表、電流表的換相開關，還可用于控制小容量的電動機。一、主令電器知識擴展134轉換開關結構示意圖表示符號一、主令電器知識擴展135二、往復運動控制知識擴展自動循環控制線路生產實際的需要有些生產機械如萬能銑床，要求工作臺在一定距離內能自動往返，通常利用行程開關控制電動機正反轉實現。工作過程136二、往復運動控制知識擴展137138項目目標項目分析項目實施知識擴展項目1.3：三相異步電動機的降壓啟動控制相關知識139項目目標項目1.3：三相異步電動機的降壓啟動控制掌握三相異步電動機降壓啟動的方法；掌握三相異步電動機各種降壓啟動電路的組成和工作原理；熟練掌握時間繼電器的應用；140

電動機從接通電源開始，轉速由零上升到額定值的過程叫啟動過程。小型電動機的啟動過程經歷的時間在幾秒之內，大型電動機的啟動時間為幾秒到幾十秒，并且大容量籠型異步電動機的啟動電流很大，會引起電網電壓降低，使電動機轉矩減小，甚至啟動困難，而且還要影響同一供電網絡中其他設備的正常工作，所以容量大的籠型異步電動機的啟動電流應限制在一定的范圍內，不允許直接啟動。項目分析項目1.3：三相異步電動機的降壓啟動控制141

生產過程中，電動機可否直接啟動，應根據啟動次數，電網容量和電動機的容量來決定。一般規定是：啟動時，供電母線上的電壓降不得超過額定電壓的10％～15％；啟動時，變壓器的短時過載不超過最大允許值，即電動機的最大容量不超過變壓器容量的20％～30％。因此小容量的三相異步電動機可以采用直接啟動，但當電動機容量較大時，應采用降壓啟動，以減小啟動電流，待電動機轉速上升后，恢復額定電壓，進入正常運行狀態。項目分析項目1.3：三相異步電動機的降壓啟動控制142相關知識一、三相異步電動機的直接啟動直接啟動是最簡單的啟動方法。啟動時用刀開關、電磁啟動器或接觸器將電動機定子繞組直接接到電源上。取熔體的額定電流為電動機額定電流的2.5～3.5倍。一般對于小型籠型異步電動機如果電源容量足夠大時，應盡量采用直接啟動方法。對于某一電網，多大容量的電動機才允許直接啟動，可按經驗公式確定。143相關知識二、三相異步電動機的降壓啟動降壓啟動是指電動機在啟動時降低加在定子繞組上的電壓，啟動結束時加額定電壓運行的啟動方式。降壓啟動雖然能降低電動機啟動電流，但由于電動機的轉矩與電壓的平方成正比，因此降壓啟動時電動機的轉矩也減小較多，故此法一般適用于電動機空載或輕載啟動。降壓啟動的方法有以下幾種。定子串接電阻的降壓啟動星形----三角形降壓啟動自耦變壓器降壓啟動延邊三角形降壓啟動144相關知識二、三相異步電動機的降壓啟動定子串接電抗器或電阻的降壓啟動方法：啟動時，電抗器或電阻接入定子電路；啟動后，切除電抗器或電阻，進入正常運行。三相異步電動機定子串入電抗器或電阻啟動時定子繞組實際所加電壓降低，從而減小啟動電流。但定子繞組串電阻啟動時，能耗較大，實際應用不多。145星形—三角形降壓啟動控制線路方法：啟動時將電動機定子繞組接成星形，加在電動機每相繞組上的電壓為額定值的1/，Y形連接時，加在電動機定子繞組上的電流是Δ連接時的1/3，從而減小了啟動電流對電網的影響。當轉速接近額定轉速時，定子繞組改接成三角形，使電動機在額定電壓下正常運轉。相關知識二、三相異步電動機的降壓啟動146相關知識二、三相異步電動機的降壓啟動方法：自耦變壓器也稱啟動補償器。啟動時電源接自耦變壓器原邊，副邊接電動機。啟動結束后電源直接加到電動機上。與定子串電阻降壓啟動不同的是，定子串電阻降壓啟動時，電動機的啟動電流就是電網電流；而自耦變壓器降壓啟動時，電動機的啟動電流與電網電流的關系則是自耦變壓器一、二次電流的關系。147以下時間繼電器的圖形文字符號中，（）是斷電延時型定時器的線圈，（）通電延時型定時器的延時觸點，（）是定時器的立即觸點。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂此題未設置答案，請點擊右側設置按鈕填空題0分148左邊電路圖中，能實現聯鎖功能的觸點是（），（）。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂此題未設置答案，請點擊右側設置按鈕填空題0分149什么情況下要采用降壓啟動？常用降壓啟動方法有哪些？作答正常使用主觀題需2.0以上版本雨課堂主觀題20分150實施步驟序號名稱及說明數量1三相籠型異步電動機（380V，可進行Y-△變換）12熔斷器（3A）23按鈕24交流接觸器35熱繼電器16低壓斷路器17時間繼電器18導線若干9串接電阻310自耦變壓器1三相異步電動機降壓啟動控制線路所需設備、工具和材料151實施步驟1、定子電路串電阻降壓啟動合上空氣開關QA0，按下SF2，接觸器QA1線圈得電，QA1主觸點閉合，引入三相電源，同時QA1輔助常開觸點閉合，完成自鎖過程；接觸器QA1線圈得電，電動機MA降壓啟動，然后按下SF3，接觸器QA2線圈得電，QA2主觸點閉合，電動機MA全壓運轉。152相關知識2、星形—三角形降壓啟動合上空氣開關QA0，按下啟動按鈕SF2，時間繼電器KF、接觸器QA3的線圈通電，接觸器QA3主觸點閉合，將電動機繞組接成星形。隨著QA3通電吸合，QA1通電并自鎖，電動機繞組在星形連接下啟動起來。待電動機轉速接近額定轉速時，時間繼電器延時完畢，其常閉延時斷開觸點KF斷開，接觸器QA3失電，其常閉觸點復位，接觸器QA2線圈得電，其主觸點閉合，將電動機繞組按成三角形連接，電動機進入全電壓運行狀態。153相關知識2、星形—三角形降壓啟動154星形—三角形降壓啟動控制線路特點和適用場合優點：啟動電流特性好，結構簡單，價格低；缺點：由于啟動轉矩也降低到了原來的1/3，所以轉矩特性差。適合于輕載或空載啟動的場合。相關知識2、星形—三角形降壓啟動155自耦變壓器降壓啟動控制線路降壓啟動原理工作過程

相關知識3、自耦變壓器降壓啟動156相關知識工作過程為：啟動時，合上空氣開關QA0，按下啟動按鈕SF2，接觸器QA1、QA3的線圈和時間繼電器KF的線圈同時得電，接觸器QA1、QA3主觸點閉合將電動機定子繞組經自耦變壓器接至電源，開始降壓啟動。時間繼電器經過一定時間延時后，其延時常閉觸點打開，使接觸器QA1、QA3線圈斷電。QA1、QA3主觸點斷開，從而將自耦變壓器從電網上切除。而延時常開觸點閉合，使接觸器QA2線圈通電，于是電動機直接接到電網上運行，完成了整個啟動過程。3、自耦變壓器降壓啟動157自耦變壓器降壓啟動控制線路特點及適用場合優點：啟動時對電網的電流沖擊小，功率損耗小。缺點：自耦變壓器相對結構復雜，價格較高。這種線路主要用于較大容量的電動機，以減小啟動電流對電網的影響。相關知識3、自耦變壓器降壓啟動158知識擴展一、定子串電阻降壓啟動電路改進原電路圖缺點：若由于某種原因導致QA2不能動作時，電阻不能被短接，電動機將長期在低電壓下運行，嚴重時將燒毀電動機。中間的電路圖：增加了時間繼電器KF，由KF控制QA2將啟動電阻RA自動切除，缺點是電動機啟動結束后，QA1和KF一直得電，會縮短元件的使用壽命。159160項目目標項目分析項目實施知識擴展項目1.4：三相異步電動機的調速控制相關知識161項目1.4：三相異步電動機的調速控制項目目標掌握三相異步電動機的調速方法；掌握三相異步電動機調速控制線路的組成和工作原理；了解變頻器的結構、工作原理等知識。162生產中的機械設備常有多種速度輸出的要求，如立軸圓臺磨床工作臺的旋轉需要高低速進行磨削加工；玻璃生產線中，成品玻璃的傳輸根據玻璃厚度的不同采用不同的速度以提高生產效率。采用異步電動機配機械變速系統有時可以滿足調速需求，但傳動系統結構復雜，體積大，實際中常采用多速電動機進行大范圍的調速，或者采用變頻調速。項目分析項目1.4：三相異步電動機的調速控制163電氣調速方法三相籠型異步電動機轉速公式：調速方法改變p：變極調速－有級調速，簡單，適用于要求不高的一般場合。改變f1：變頻調速－調速性能最好，使用廣泛的調速方法。改變s：其方法有改變定子電壓調速、轉子串電阻調速和串級調速。相關知識調速方法164變極調速控制線路變極方法：改變電動機的極對數，電動機的同步轉速變化，從而改變電動機的轉速相關知識一、變極調速165相關知識一、變極調速在我國多極電動機定子繞組常用聯接方式有兩種：一種是從星形改成雙星形，寫作Y/YY；另一種是從三角形改成雙星形，寫作△/YY。變極調速主要用于各種機床及其他設備上，它所需設備簡單、體積小、質量輕，但電動機繞組引出頭較多，調速級數少，級差大，不能實現無級調速。166相關知識一、變極調速雙速電動機就是采用改變極對數來改變電動機的轉速。低速三角形接法，極數為4，同步轉速為1500r/min；高速雙星形接法，極數為2，同步轉速為3000r/min。167相關知識二、變頻調速1、從基頻向下變頻調速保持磁通量不變，電機的電磁轉矩不變，這種調速稱為變壓變頻（VVVF）。2、從基頻向上變頻調速這是一種降低磁通升速的方法，稱為恒壓變頻。168相關知識三、改變轉差率調速改變定子電壓調速，轉子電路串電阻調速和串級調速都屬于改變轉差率調速。這些調速方法的共同特點是在調速過程中都產生大量的轉差功率，前兩種調速方法都是把轉差功率消耗在轉子電路里，很不經濟，而串級調速則能將轉差功率加以吸收或大部分反饋給電網，提高了經濟性能。169相關知識三、改變轉差率調速1、改變定子電壓調速如：加在定子繞組上的電壓發生改變，則負載TL對應于不同的電源電壓U1、U2、U3，可獲得不同的工作點a1、a2、a3，顯然電動機的調速范圍很寬。缺點是低壓時機械特性太軟，轉速變化大，可采用帶速度負反饋的閉環控制系統來解決該問題。170相關知識三、改變轉差率調速2、轉子串電阻調速轉子串電阻時最大轉矩不變，臨界轉差率加大。所串電阻越大，運行段特性斜率越大。若帶恒轉矩負載，原來運行在固有特性曲線1的a點上，在轉子串電阻R1后，就運行的b點上，轉速由na變為nb。171相關知識三、改變轉差率調速3、串級調速

所謂串級調速，就是在異步電動機的轉子回路串入一個三相對稱的附加電動勢，其頻率與轉子電動勢相同，改變附加電動勢的大小和相位，就可以調節電動機的轉速。它也適用于繞線轉子異步電動機，靠改變轉差率s調速。172實施步驟序號名稱及說明數量1三相籠型異步電動機（380V，Δ聯接，雙速）12空氣開關13按鈕34交流接觸器35熱繼電器16時間繼電器17導線若干三相異步電動機調速控制線路所需設備、工具和材料一、所需工具器材173實施步驟二、控制方案的確定與工作過程低速運行：按下低速啟動按鈕SF2，接觸器QA1線圈得電，動合輔助觸點閉合形成自鎖，動斷輔助觸點斷開形成電氣互鎖，QA1主觸點閉合，電動機接成Δ低速啟動運轉。高速運行：按下高速啟動按鈕SF3，電機通過時間繼電器的延時作用，先低速運行，而后自動進入高速運行。采用時間繼電器實現電機繞組由“Δ”形自動切換為“YY”形。174變頻器的類型根據變流環節分類交－直－交變頻器大多數變頻器都屬于交－直－交型交－交變頻器根據直流電路的濾波方式分類電壓型變頻器電流型變頻器知識擴展變頻器—類型175知識擴展變頻器—結構所有變頻器的基本結構相同，但具體電路各有差異。通用變頻器由主電路和控制電路構成176知識擴展變頻器—結構變頻器主電路包括整流電路、濾波電路、限流電路、制動電路、逆變電路。變頻器控制電路主要以單片機為核心構成，主要由檢測電路、驅動電路、輸入輸出電路等部分組成，具有設定和顯示參數、信號檢測、系統保護、計算與控制、驅動逆變等功能。177知識擴展變頻器—工作原理正弦脈寬調制波（SPWM）是通過一系列等幅不等寬的脈沖來代替等效的波形。將正弦波的一個周期分成N等分，并把每一等份所包圍的面積，用一個等幅的矩形脈沖來表示，且矩形脈沖的中點與相應正弦波等份中點重合，就得到與正弦波等效的脈寬調制波，稱為SPWM波。178U/f控制基本概念開環控制原因：僅改變頻率，將會產生由弱勵磁引起的轉矩不足或由過勵磁引起的磁飽和現象，使電動機功率因數和效率顯著下降。控制機理：改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，在較廣范圍內調速運轉時，電動機的功率因數和效率不下降。這就是控制電壓與頻率之比，所以稱為U/F控制。知識擴展變頻器—工作原理179特點它是最簡單的一種控制方式，不用選擇電動機，通用性優良。與其他控制方式相比，在低速區內電壓調整困難，故調速范圍窄，通常在1∶10左右的調速范圍內使用。急加速、減速或負載過大時，抑制過電流能力有限。不能精密控制電動機實際速度，不適合用于同步運轉場合。知識擴展變頻器—工作原理180矢量控制基本概念產生原因：按照直流電動機電樞電流控制思想，使交流異步電動機達到與直流電動機相同的調速性能。機理：即將供給異步電動機的定子電流在理論上分成兩部分：產生磁場的電流分量（磁場電流）和與磁場相垂直、產生轉矩的電流分量（轉矩電流）。該磁場電流、轉矩電流與直流電動機的磁場電流、電樞電流相當。知識擴展變頻器—工作原理181特點需要使用電動機參數，一般用做專用變頻器。調速范圍在1∶100以上。速度響應性極高，適合于急加速、減速運轉和連續4象限運轉，能適用于任何場合。知識擴展變頻器—工作原理182知識擴展變頻器—MM420MM420通用變頻器屬于基本型通用變頻器，適用于大多數普通用途的電動機變頻調速控制的場合，尤其適用于風機、水泵和傳動帶系統的驅動。它具有完善的控制功能，在設置相關參數后，也可用于較高要求的調速系統中。一般情況下，利用默認的工廠設置參數就能滿足控制要求。183知識擴展變頻器—MM420L3L2/NL1/LUVW向下壓釋放向下推端蓋184知識擴展變頻器—MM420185186項目目標項目分析項目實施知識擴展相關知識項目1.5：三相異步電動機的制動控制187掌握三相異步電動機的制動方法；掌握三相異步電動機制動控制線路的組成和工作原理；掌握速度繼電器的使用方法。項目目標項目1.5：三相異步電動機的制動控制188

電動機自由停車的時間較長，隨慣性大小而不同，而某些生產機械要求迅速、準確地停車，如鏜床、車床的主電動機需快速停車；起重機為使重物停位準確及現場安全要求，也必須采用快速、可靠的制動方式。三相異步電動機各種運行狀態的定義為：當電磁轉矩M與轉速n方向一致時，電動機運行于電動狀態；當M與n的方向相反時，電動機運行于制動狀態。項目分析項目1.5：三相異步電動機的制動控制189

制動有兩個含義：一是使電動機在切斷電源后能迅速停止；二是限制電動機轉速。三相異步電動機的制動方法有下列兩類：機械制動和電氣制動。機械制動是利用機械裝置使電動機從電源切斷后能迅速停轉，應用較普遍的是電磁抱閘，它主要用于起重機械上吊重物時，使重物迅速而又準確地停留在某一位置上。電氣制動是在電動機轉子上加一個與轉向相反的制動電磁轉矩，使電動機轉速迅速下降，或穩定在另一轉速。電氣制動通常形式為能耗制動、反接制動。相關知識項目1.5：三相異步電動機的制動控制190相關知識一、電磁抱閘制動1、電磁抱閘的結構主要由兩部分組成：制動電磁鐵和閘瓦制動器。制動電磁鐵由鐵芯、銜鐵和線圈三部分組成。閘瓦制動器包括閘輪、閘瓦和彈簧等，閘輪與電動機裝在同一根轉軸上。191相關知識一、電磁抱閘制動2、工作原理按下啟動按鈕SF1，接觸器QA線圈得電，接觸器QA主觸點閉合，接觸器常開輔助觸點對SF1形成自鎖，電機接通電源工作，同時電磁抱閘線圈MB得電，銜鐵吸合，克服彈簧的拉力使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機正常運轉；按下停止按鈕SF2，接觸器QA線圈掉電，其主觸點和輔助常開觸點恢復原位，電機失電，同時電磁抱閘線圈MB也失電，銜鐵在彈簧力作用下與鐵芯分開，使制動器的閘瓦緊緊抱住閘輪，電機被制動而停轉。192當定子繞組通入直流電源時，在電動機中將產生一個恒定磁場。轉子因機械慣性繼續旋轉時，轉子導體切割恒定磁場，在轉子繞組中產生感應電動勢和電流，轉子電流和恒定磁場作用產生電磁轉矩，根據右手定則可以判電磁轉矩的方向與轉子轉動的方向相反，為制動轉矩。在制動轉矩作用下，轉子轉速迅速下降，當n=0時，T=0，制動過程結束。這種方法是將轉子的動能轉變為電能，消耗在轉子回路的電阻上，所以稱能耗制動。

相關知識二、能耗制動193相關知識

方法：將運行著的異步電動機的定子繞組從三相交流電源上斷開后，立即接到直流電源上，如圖所示，用斷開QA，閉合QB來實現。

二、能耗制動n194相關知識三、反接制動反接制動方法：改變電動機定子繞組與電源的聯接相序。電源的相序改變，旋轉磁場立即反轉，而使轉子繞組中感應電勢、電流和電磁轉矩都改變方向，因機械慣性，轉子轉向未變，電磁轉矩與轉子的轉向相反，電動機進行制動，此稱電源反接制動。195相關知識三、反接制動制動前，電動機工作在曲線1的a點，電源反接制動時，n1＜0，n＞0，相應的轉差率s＞1，且電磁轉矩T＜0，機械特性。因機械慣性，轉速瞬時不變，工作點由a點移至b點，并逐漸減速，到達c點時n=0，此時切斷電源并停車，如果是位能性負載需使用抱閘，否則電動機會反向啟動旋轉。

196繼電器的定義和分類定義根據某種輸入信號來接通或斷開小電流控制電路，以實現遠距離控制和保護的自動控制電器。

分類按輸入信號的性質分為：電壓、電流繼電器、時間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。按工作原理分為：電磁式繼電器、感應式繼電器、電動式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等。按輸出形式分為：有觸點和無觸點兩類。按用途分為：控制用和保護用繼電器等。相關知識四、繼電器197電磁式繼電器 電壓繼電器：過電壓和欠電壓繼電器電流繼電器：過電流和欠電流繼電器中間繼電器：是一種電壓繼電器表示符號相關知識四、繼電器—電磁式繼電器198相關知識速度繼電器主要由轉子、定子和觸點三部分組成。轉子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環，由硅鋼片疊成、并裝有籠型繞組。其轉子軸與電動機軸相連接，定子空套在轉子上。當電動機轉動時，速度繼電器的轉子（永久磁鐵）隨之轉動，在空間產生旋轉磁場，切割定子繞組，而在其中感應出電流。此電流又在旋轉磁場作用下產生轉矩，使定子隨轉子方向而旋轉一定的角度，與定子裝在一起的擺捶推動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當電動機轉速低于某一值時，定子產生的轉矩減小，動觸點復位。四、繼電器—速度繼電器199相關知識四、繼電器—速度繼電器200電磁式繼電器中間繼電器和接觸器的區別：相同點：輸入信號都是電壓，都是利用電磁機構的工作原理進行工作的。不同點：中間繼電器用于小電流的控制電路，在控制電路中起信號傳遞、放大、翻轉和分路等作用，主要用來擴展觸點數量，實現邏輯控制。接觸器用于頻繁地、遠距離地接通或分斷電動機主電路或其他負載電路。它是一種執行電器。它的觸點分為主觸點和輔助觸點，大部分情況下它還帶有滅弧裝置。相關知識四、繼電器201實施方案一、所需器材序號名稱及說明數量1三相籠型異步電動機（380V，Δ聯接）12空氣開關13按鈕24交流接觸器25熱繼電器16時間繼電器17速度繼電器18能耗制動直流變壓器19導線若干三相異步電動機制動控制線路所需設備、工具和材料202實施方案二、能耗制動

啟動控制時，合上空氣開關QA0，按下啟動按鈕SF2，接觸器QA1線圈獲電吸合，QA1主觸點閉合，電動機M啟動運轉。停止時，進行能耗制動時，按下停止按鈕SF1，接觸器QA1線圈斷電釋放，QA2和時間繼電器KT線圈獲電吸合，QA2主觸點閉合，電動機MA定子繞組通入全波整流脈動直流電進行能耗制動；能耗制動結束后，KT動斷觸點延時斷開，接觸器QA2線圈斷電釋放，QA2主觸點斷開全波整流脈動直流電源。實施方案二、能耗制動204實施方案三、反接制動啟動時，合上空氣開關QA0，按下啟動按鈕SF2，接觸器QA1線圈獲電吸合，QA1主觸點閉合，電動機啟動運轉。當電動機轉速升高到一定數值時，速度繼電器BS的動合觸點閉合．為反接制動作準備。停車時，按停止按鈕SF1，接觸器QA1線圈斷電釋放，而接觸器QA2線圈獲電吸合，QA2主觸點閉合，串入電阻RA進行反接制動，電動機產生一個反向電磁轉矩，迫使電動機轉速迅速下降，當轉速降至100r/min以下時，速度繼電器BS的動合觸點斷開接觸器QA2線圈斷電釋放，電動機斷電，防止了反向啟動。205實施方案三、反接制動206實施步驟四、注意事項1.電氣控制圖要畫的合理和正確。如按照左圖的接法，雖然原理不錯，但不合理。因為按鈕是一起安裝在操縱盒內的，而接觸器是安裝在電氣柜內的，這種把停止按鈕SF1和起動按鈕SF2分開來接線，造成接線來回多次重復。右圖的不合理處是雖然每個接觸器（或繼電器）線圈電壓為110V，但仍不能將兩個線圈串聯在220V電路中（因為線圈在通電使觸點動作的過程中線圈阻抗變化很大）。這樣連接時，兩個線圈控制的兩個電器不可能同時動作。207實施步驟2.合理使用繼電器的觸點在設計控制電路時，應避免許多電器依次動作才能接通另一個電器的現象（有特殊控制要求的除外）。如左圖中中繼電器KF4是在KF1、KF2和KF3相繼動作后才能接通電源，也就是說KF4的接通要經過KF1、KF2和KF3這三對觸點。而右圖中KF4的接通只需經過KF2即可，工作較為可靠。四、注意事項208實施步驟3.適當減少繼電器觸點的數量在控制線路中，應盡量減少觸點的數量，以提高線路工作的可靠性。在簡化、合并觸點的過程中，應注意