基本电气控制线路
§ １ 组成电气控制线路的基本电路
一个完整的控制电路包括了电源电路、主电路、
控制电路和辅助电路四部分 。
一、基本电路
1、电源电路：按规定绘成水平线与电源保护和电
源开关组成。
2、主电路：该电路的通电状态决定了电机的状态。
3、控制回路：该电路的通电状态决定了线圈的状
态。
4、辅助电路：起照明、信号显示、报警等作用。
二、控制过程
1、实现弱电控制强电，使操作安全可靠。
2、便于实现远距离控制和自动控制。
三、电气原理图的绘制原则
1、电器是未通电时的状态，二进制逻辑元件是置零
时的状态，机械开关是循环开始前的状态。
2、电源电路电路一般绘成水平线，主电路用垂直线
绘在图面左侧，控制线路用垂直线绘在图面右侧。
3、在垂线左侧的触点是常开触点，右侧是常闭触
点，水平线上方为常闭触点，下方为常开触点。
用途栏：说明相对应电路的用途
分区栏：便于看图，查找元器件触点
垂线左边为常开触点，右边为常闭触点
§ ２ 三相异步电动机的启动控制线路
启动基本要求：
1,足够的起动转矩以加快起动过程 。
2、起动电流要小。
起动方法有全压起动和降压起动
起动方法要根据电网容量的大小，电动机的功率
大小和种类以及工作特性和要求等因素决定。
一、全压起动
利用闸刀开关或接触器直接把电动机接到电网上。
优点：起动设备简单，成本低，起动时间短，起动方
便可靠 。
缺点：起动电流大，对电动机和电网有一定的冲击 。
仅适用不频繁
起动的小容量
电动机
（一）开关控制电路
（二）接触器控制 SB2－启动按钮
SB1－停止按钮
点动 长动
KM－自锁触点
电路保护环节：
1,短路保护 (FU)
2,过载保护 (FR)
3、欠压和失压保护（ KM）
SA+— 长动 SA－ — 点动 SB2 +— 长动 SB3 +— 点动
（三）正反转控制
机械互锁 电气互锁
从主电路上看 KM1和 KM2同时通电会造成主电路电源短路
注意,KM1和 KM2不能同时通电或闭合
电气互锁的作用：防止接触器主触点熔焊或机械结构失
灵使主触点不能断开。若另一接触器动作会造成事故 。
工作台自动往返控制
SQ3和 SQ4为超程
限位开关
除去 SQ1是怎样一
个工作过程？？
（四）多地点控制电路
（五）顺序起、停控制电路
二、降压起动
电动机的定子加上了降低了的电压进行起动，起动
后再将电压恢复至额定值,目的是减少较大的起动电流
以减少对电网的冲击。
（ 一 ）, Y－ △ 降压起动 在正常运行时, 电机定子
绕组联成 △ 形, 起动时联结成 Y形, 起动完毕后再恢复
为 △ 形 。
问题：
电机定子绕组有接成 Y形和△形，正常工作接成 Y
形的电机是否可以采用 Y-△ 降压起动？ Y-△ 降压起动
的特点？
u 2
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1
w
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KMY与 KMΔ不能同时通电
（二）、控制电路
（二）串联电阻降压起动
电动机起动时，在三相定子电路上串接电阻，使加在
电动机绕组上电压降低，起动后再将电阻短接，电动机仍
然在额定电压下正常运行。
特点：起动方式不受电动机接线形式的限制，设备
简单 。
§ ３、制动控制
停机制动有两种类型：一是电磁铁操纵机械进行
制动的 电磁机械制动 ；二是 电气制动 使电动机产生一
个与转子原来转动方向相反的力矩来进行制动，常用
的电气制动有 反接制动和能耗制动 。
（ 一 ）, 电磁式机械制动控制电路
应用较普遍的机械制动装置有电磁抱闸和电磁离
合器两种。
1、电磁抱闸结构
弹 簧
制 动 轮
制 动 闸
M
3 ～制动轮和电机同轴
安装, 当制动闸紧紧
抱住制动轮, 电动机
转子便会迅速停止旋
转 。
（ １ ） 断电制动控制电路
保证制动闸松开后再启
动电机, KM2失电电机
停转时抱闸 。
优点是不至于因电
路中断或电气故障
的影响而造成事故 。
如吊车, 电梯, 卷
扬机等机械常采用 。
缺点是切断电源
后电动机就被制动刹
住不能转动不便调整。
（ ２ ） 通电制动控制电路
优点是只有停止按
钮 SB1按到底,KM2线
圈才能通电制动，如只
要停车而不需制动，停
止按钮 SB1不按到底，
故可根据实际需要掌握
制动与否，延长电磁抱
闸寿命。
（二）、电气制动控制线路
１、反接制动
原理,反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定于
绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一
种制动方法。
特点,制动力矩大，制动迅速，效果好，但冲击效应较
大，制动准确性差。通常仅适用于 10kw以下的小容量电
动机。
要求 1,通常要求在电动机主电路中串接反接制动电阻电
阻以限制反接制动电流。反接制动电阻的接线方法有对
称和不对称两种接法。
要求 2,在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，
以防止反向再起动。
（ 1）单向反接制动控制电路
（为反接制动作好准备）
（ 2）可逆运行反接制动控制电路
2、能耗制动控制
原理,在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕
组上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场
的作用以达到制动的目的。
优点,停车准确可靠，
制动平稳、能耗小。对
电网无冲击,缺点,需
要直流电源。
在一些重型机床中，
常常将能耗制动与电磁抱
闸配合使用，先进行能耗
制动，当转速降至某值时，
令抱闸动作，可以有效地
实现准确快速停车。
（为制动作好准备）
在制动要求
不高，电动机功
率在 10KW以下时
可采用无变压器
的单管能耗制动
电路。它是无变
压器的单管采用
半波整流器作为
直流电源，这种
电源体积小，成
本低。
§ ４、三相异步电动机的调速电路
调速方法以下几种：
1、改变转差率
2、改变电动机磁极对数
3、改变供电电源频率
一、双速电动机控制电路（变极调速）
（一）变极原理
方法 1：在定子上装两套各具有不同极数的独立绕组
方法 2：在一个绕组上用改变绕组的连接方式来改变磁
极对数
磁极 4极，磁极对数 P＝ 2 磁极 2极，磁极对数 P＝ 1
1、△ /YY接法
低速 --△ 接法：３个电
源线连接在接线端Ｕ、Ｖ、
Ｗ每根绕组的中点接出的接
线端空着不接，此时磁极为
４，电机同步转速为 1500
r/min
高速 --YY接法：接线端
Ｕ、Ｖ、Ｗ短接，Ｕ ″、Ｖ ″、
Ｗ ″三个接线端接上电源，此
时磁极为２，同步转速为
3000 r/min
注,为保证转向一致，两种接法切换时，应将电源相序反过来。
特点,当电机转速从低速切换到高速时，转速升高一倍，功率
只提高 15℅，可近似看成恒功率调速，高速时输出转矩比低速时几
乎减少一半。金属切削机床宜采用。
2,Y/YY接法
特点,两种转速下电动机的额定转速近似不变，而高
速时输出功率将比低速时增大一倍，在轻工业系统中的运
输带、起重机负载是恒定的，宜采用 Y/YY接法。
（二）、双速电动机△ /YY接法控制电路
二、变频器（变频调速）
（一）变频器的基本类型
对交流电动机实现变频调速的装置叫变频器。变
频器按其结构可分为两种基本类型：交 — 交变频器和
交 — 直 — 交变频器
交 — 交变频器没有明显的中间滤波环节，电网交流电被
直接变成可调频调压的交流电。而交 — 直 — 交变频器先将电
网交流电变换为直流电，经中间滤波环节之后，再进行逆变
转换为变频变压的交流电。
交 — 交变频器的特点是属于一次换能，效率较高，但整
个装置元件数较多，调频范围仅为电网频率的 1／ 3～ 1／ 2，
适用于低速大功率拖动。交一直一交变频器是二次换能，效
率略低，装置元件数较少，频率调节范围较宽，适用于各种
拖动装置。
（二）、交一直一交变频器
1、单相交一直一交变频器
晶闸管整流器将交流电整流为幅值可调的直流电 U d,
直流电压 U。通过电容 C滤波，以减小波纹 。
2、三相交一直一交变频器
由电感 L和电容 C构成滤波环节，以减小整流以后的电压
和电流的波纹。
根据中间滤波环节是电容性或是电感性，可以将交一
直一角变频器分为电压型或电流型变频器。
（三）、变频调速的条件
要求改变定子供电频率 f1的同时改变供电电压 U1的大小。
（四）、变频器电气控制线路
KM控制变频器接通或断开电源
KA1正转； KA2反转
30C,30B报警
复 习
1、机床电气控制线路的组成？
一个完整的控制电路包括了电源电路、主电路、
控制电路和辅助电路四部分 。
2、电动机启动的基本要求？
1,足够的起动转矩以加快起动过程 。
2、起动电流要小。
3、电动机如何实现正反转？
将接至电动机的三相电源进线中任意的两相对调，
即可实现正反转。
4、电机正反转电气互锁的作用？
防止接触器主触点熔焊或机械结构失灵使主触点不能断
开。若另一接触器动作会造成事故 。
5、降压启动的目的？
目的是减少较大的起动电流以减少对电网的冲击。
6、电机定子绕组有接成 Y形和△形，正常工作接成 Y
形的电机是否可以采用 Y-△ 降压起动？ Y-△ 降压起动
的特点？
星形起动时起动电流和起动转矩只有三角形起动
的三分之一。
7、制动电阻的作用？制动电阻的接法？
限制制动电流，对称接法（限制了制动电流又限
制了制动扭矩）和不对称接法（只限制了制动电流）
8、能耗制动的原理？
在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕组
上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的
作用以达到制动的目的。
9、电动机的调速方法？
1、改变转差率 2、改变电动机磁极对数；
3、改变供电电源频率
10、△ /YY接法 和 Y/YY接法 的特点？
△ /YY接法恒功率调速； Y/YY接法恒扭矩调速
11、下图是按电流原则和行程原则控制的机床横梁夹
紧机构的自动控制线路，其中 KM1控制电动机 M正转
为夹紧,KM2控制电动机 M反转为放松。试说明此线
路的工作原理。
12、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，试
说明其工作原理，并说明中间继电器 KA和按钮 SB
的作用。
§ １ 组成电气控制线路的基本电路
一个完整的控制电路包括了电源电路、主电路、
控制电路和辅助电路四部分 。
一、基本电路
1、电源电路：按规定绘成水平线与电源保护和电
源开关组成。
2、主电路：该电路的通电状态决定了电机的状态。
3、控制回路：该电路的通电状态决定了线圈的状
态。
4、辅助电路：起照明、信号显示、报警等作用。
二、控制过程
1、实现弱电控制强电，使操作安全可靠。
2、便于实现远距离控制和自动控制。
三、电气原理图的绘制原则
1、电器是未通电时的状态，二进制逻辑元件是置零
时的状态，机械开关是循环开始前的状态。
2、电源电路电路一般绘成水平线，主电路用垂直线
绘在图面左侧，控制线路用垂直线绘在图面右侧。
3、在垂线左侧的触点是常开触点，右侧是常闭触
点，水平线上方为常闭触点，下方为常开触点。
用途栏：说明相对应电路的用途
分区栏：便于看图，查找元器件触点
垂线左边为常开触点，右边为常闭触点
§ ２ 三相异步电动机的启动控制线路
启动基本要求：
1,足够的起动转矩以加快起动过程 。
2、起动电流要小。
起动方法有全压起动和降压起动
起动方法要根据电网容量的大小，电动机的功率
大小和种类以及工作特性和要求等因素决定。
一、全压起动
利用闸刀开关或接触器直接把电动机接到电网上。
优点：起动设备简单，成本低，起动时间短，起动方
便可靠 。
缺点：起动电流大，对电动机和电网有一定的冲击 。
仅适用不频繁
起动的小容量
电动机
（一）开关控制电路
（二）接触器控制 SB2－启动按钮
SB1－停止按钮
点动 长动
KM－自锁触点
电路保护环节：
1,短路保护 (FU)
2,过载保护 (FR)
3、欠压和失压保护（ KM）
SA+— 长动 SA－ — 点动 SB2 +— 长动 SB3 +— 点动
（三）正反转控制
机械互锁 电气互锁
从主电路上看 KM1和 KM2同时通电会造成主电路电源短路
注意,KM1和 KM2不能同时通电或闭合
电气互锁的作用：防止接触器主触点熔焊或机械结构失
灵使主触点不能断开。若另一接触器动作会造成事故 。
工作台自动往返控制
SQ3和 SQ4为超程
限位开关
除去 SQ1是怎样一
个工作过程？？
（四）多地点控制电路
（五）顺序起、停控制电路
二、降压起动
电动机的定子加上了降低了的电压进行起动，起动
后再将电压恢复至额定值,目的是减少较大的起动电流
以减少对电网的冲击。
（ 一 ）, Y－ △ 降压起动 在正常运行时, 电机定子
绕组联成 △ 形, 起动时联结成 Y形, 起动完毕后再恢复
为 △ 形 。
问题：
电机定子绕组有接成 Y形和△形，正常工作接成 Y
形的电机是否可以采用 Y-△ 降压起动？ Y-△ 降压起动
的特点？
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KMY与 KMΔ不能同时通电
（二）、控制电路
（二）串联电阻降压起动
电动机起动时，在三相定子电路上串接电阻，使加在
电动机绕组上电压降低，起动后再将电阻短接，电动机仍
然在额定电压下正常运行。
特点：起动方式不受电动机接线形式的限制，设备
简单 。
§ ３、制动控制
停机制动有两种类型：一是电磁铁操纵机械进行
制动的 电磁机械制动 ；二是 电气制动 使电动机产生一
个与转子原来转动方向相反的力矩来进行制动，常用
的电气制动有 反接制动和能耗制动 。
（ 一 ）, 电磁式机械制动控制电路
应用较普遍的机械制动装置有电磁抱闸和电磁离
合器两种。
1、电磁抱闸结构
弹 簧
制 动 轮
制 动 闸
M
3 ～制动轮和电机同轴
安装, 当制动闸紧紧
抱住制动轮, 电动机
转子便会迅速停止旋
转 。
（ １ ） 断电制动控制电路
保证制动闸松开后再启
动电机, KM2失电电机
停转时抱闸 。
优点是不至于因电
路中断或电气故障
的影响而造成事故 。
如吊车, 电梯, 卷
扬机等机械常采用 。
缺点是切断电源
后电动机就被制动刹
住不能转动不便调整。
（ ２ ） 通电制动控制电路
优点是只有停止按
钮 SB1按到底,KM2线
圈才能通电制动，如只
要停车而不需制动，停
止按钮 SB1不按到底，
故可根据实际需要掌握
制动与否，延长电磁抱
闸寿命。
（二）、电气制动控制线路
１、反接制动
原理,反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定于
绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一
种制动方法。
特点,制动力矩大，制动迅速，效果好，但冲击效应较
大，制动准确性差。通常仅适用于 10kw以下的小容量电
动机。
要求 1,通常要求在电动机主电路中串接反接制动电阻电
阻以限制反接制动电流。反接制动电阻的接线方法有对
称和不对称两种接法。
要求 2,在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，
以防止反向再起动。
（ 1）单向反接制动控制电路
（为反接制动作好准备）
（ 2）可逆运行反接制动控制电路
2、能耗制动控制
原理,在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕
组上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场
的作用以达到制动的目的。
优点,停车准确可靠，
制动平稳、能耗小。对
电网无冲击,缺点,需
要直流电源。
在一些重型机床中，
常常将能耗制动与电磁抱
闸配合使用，先进行能耗
制动，当转速降至某值时，
令抱闸动作，可以有效地
实现准确快速停车。
（为制动作好准备）
在制动要求
不高，电动机功
率在 10KW以下时
可采用无变压器
的单管能耗制动
电路。它是无变
压器的单管采用
半波整流器作为
直流电源，这种
电源体积小，成
本低。
§ ４、三相异步电动机的调速电路
调速方法以下几种：
1、改变转差率
2、改变电动机磁极对数
3、改变供电电源频率
一、双速电动机控制电路（变极调速）
（一）变极原理
方法 1：在定子上装两套各具有不同极数的独立绕组
方法 2：在一个绕组上用改变绕组的连接方式来改变磁
极对数
磁极 4极，磁极对数 P＝ 2 磁极 2极，磁极对数 P＝ 1
1、△ /YY接法
低速 --△ 接法：３个电
源线连接在接线端Ｕ、Ｖ、
Ｗ每根绕组的中点接出的接
线端空着不接，此时磁极为
４，电机同步转速为 1500
r/min
高速 --YY接法：接线端
Ｕ、Ｖ、Ｗ短接，Ｕ ″、Ｖ ″、
Ｗ ″三个接线端接上电源，此
时磁极为２，同步转速为
3000 r/min
注,为保证转向一致，两种接法切换时，应将电源相序反过来。
特点,当电机转速从低速切换到高速时，转速升高一倍，功率
只提高 15℅，可近似看成恒功率调速，高速时输出转矩比低速时几
乎减少一半。金属切削机床宜采用。
2,Y/YY接法
特点,两种转速下电动机的额定转速近似不变，而高
速时输出功率将比低速时增大一倍，在轻工业系统中的运
输带、起重机负载是恒定的，宜采用 Y/YY接法。
（二）、双速电动机△ /YY接法控制电路
二、变频器（变频调速）
（一）变频器的基本类型
对交流电动机实现变频调速的装置叫变频器。变
频器按其结构可分为两种基本类型：交 — 交变频器和
交 — 直 — 交变频器
交 — 交变频器没有明显的中间滤波环节，电网交流电被
直接变成可调频调压的交流电。而交 — 直 — 交变频器先将电
网交流电变换为直流电，经中间滤波环节之后，再进行逆变
转换为变频变压的交流电。
交 — 交变频器的特点是属于一次换能，效率较高，但整
个装置元件数较多，调频范围仅为电网频率的 1／ 3～ 1／ 2，
适用于低速大功率拖动。交一直一交变频器是二次换能，效
率略低，装置元件数较少，频率调节范围较宽，适用于各种
拖动装置。
（二）、交一直一交变频器
1、单相交一直一交变频器
晶闸管整流器将交流电整流为幅值可调的直流电 U d,
直流电压 U。通过电容 C滤波，以减小波纹 。
2、三相交一直一交变频器
由电感 L和电容 C构成滤波环节，以减小整流以后的电压
和电流的波纹。
根据中间滤波环节是电容性或是电感性，可以将交一
直一角变频器分为电压型或电流型变频器。
（三）、变频调速的条件
要求改变定子供电频率 f1的同时改变供电电压 U1的大小。
（四）、变频器电气控制线路
KM控制变频器接通或断开电源
KA1正转； KA2反转
30C,30B报警
复 习
1、机床电气控制线路的组成？
一个完整的控制电路包括了电源电路、主电路、
控制电路和辅助电路四部分 。
2、电动机启动的基本要求？
1,足够的起动转矩以加快起动过程 。
2、起动电流要小。
3、电动机如何实现正反转？
将接至电动机的三相电源进线中任意的两相对调，
即可实现正反转。
4、电机正反转电气互锁的作用？
防止接触器主触点熔焊或机械结构失灵使主触点不能断
开。若另一接触器动作会造成事故 。
5、降压启动的目的？
目的是减少较大的起动电流以减少对电网的冲击。
6、电机定子绕组有接成 Y形和△形，正常工作接成 Y
形的电机是否可以采用 Y-△ 降压起动？ Y-△ 降压起动
的特点？
星形起动时起动电流和起动转矩只有三角形起动
的三分之一。
7、制动电阻的作用？制动电阻的接法？
限制制动电流，对称接法（限制了制动电流又限
制了制动扭矩）和不对称接法（只限制了制动电流）
8、能耗制动的原理？
在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕组
上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的
作用以达到制动的目的。
9、电动机的调速方法？
1、改变转差率 2、改变电动机磁极对数；
3、改变供电电源频率
10、△ /YY接法 和 Y/YY接法 的特点？
△ /YY接法恒功率调速； Y/YY接法恒扭矩调速
11、下图是按电流原则和行程原则控制的机床横梁夹
紧机构的自动控制线路，其中 KM1控制电动机 M正转
为夹紧,KM2控制电动机 M反转为放松。试说明此线
路的工作原理。
12、下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，试
说明其工作原理，并说明中间继电器 KA和按钮 SB
的作用。
