2.2 基本控制环节

2.2.1 点动控制与长动控制

不同型号、功率和负载的电动机，往往采用不同的起动方法，因而控制电路也不同。三相异步电动机一般有直接起动和减压起动两种方法。直接起动又称为全压起动，即起动时电源电压全部施加到电动机定子绕组上。减压起动即起动时将电源电压降低到一定的数值后再施加到电动机的定子绕组上，待电动机的转速接近额定转速后，再使电动机在电源电压下运行。

在供电变压器容量足够大时，较小容量笼型电动机可直接起动，一般用于10kW以下容量三相异步电动机的起动。

直接起动的优点是电气设备少、电路简单，缺点是起动电流大，会引起供电电路电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。

图2-5～图2-7为直接起动的几种控制电路。

图2-5为采用刀开关直接起动控制。工作过程如下：合上开关QK，电动机M接通电源，全压直接起动。断开开关QK，电动机M断电停转。这种电路适用于小容量、起动不频繁的笼型电动机如小型台钻、冷却泵等。熔断器起短路保护作用。

图2-6为点动控制。工作过程如下：闭合断路器QF，按下点动按钮SB时，接触器KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机M通电起动运行。松开按钮SB时，接触器KM线圈断电，KM主触点断开，电动机M失电停转。这种控制称为点动控制，它能实现电动机短时转动，常用于机床的对刀调整等。

图2-7为三相异步电动机连续控制，实现电动机的起保停功能。工作过程如下：闭合断路器QF，按下起动按钮SB2，接触器KM线圈通电吸合，主触点闭合，电动机M得电起动；同时接触器常开辅助触点闭合，使KM线圈绕过SB2触点经KM自身常开辅助触点通电，当松开SB2时，KM线圈仍通过自身常开辅助触点继续保持通电，从而使电动机连续运转。依靠接触器自身辅助触点保持线圈通电称为自保或自锁。与SB2并联的常开辅助触点称为自保触点（或自锁触点）。停止运转时，按下停止按钮SB1，接触器KM线圈断电释放，KM常开主触点及常开辅助触点均断开，电动机M失电停转。当松开SB1时，由于KM自锁触点已断开，所以接触器线圈不能通电，电动机继续断电停机。在实际生产中往往要求电动机长时间连续转动，实现此控制的电路称为连续控制或长动控制电路。

图2-7连续控制电路具有以下保护环节：

1）短路保护。发生短路时，断路器QF自动跳闸，切断电源。

2）过载保护。采用热继电器FR作电动机长期过载保护。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值的电流，热继电器也不会立即动作。只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，其常闭触点断开而切断控制电路电源。

3）欠电压、失电压保护。该保护功能由接触器KM的自锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压（如停电）时，接触器KM断电释放，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，电动机也不会自行起动，只有在操作人员重新按下起动按钮后，电动机才能起动。

在生产实践中，要求电动机既能点动又能长动运转。点动和长动联合控制如图2-8所示，其中图2-8a为主电路，图2-8b、c、d是3种控制电路。

图2-8b点动控制时按复合按钮SB3，长动控制时按起动按钮SB2。

图2-8c的电路比较简单，采用开关SA实现控制。点动控制时，先将SA断开，断开自锁电路，接着按下SB2，接触器KM线圈通电，电动机M点动运转；长动控制时，闭合SA，按下按钮SB2，KM线圈通电，自锁触点起作用，实现电动机M长动运转。

图2-8d采用中间继电器KA控制的电路实现长动和点动。按下按钮SB3，接触器KM线圈通电，电动机M点动运转。按下按钮SB2，中间继电器KA线圈通电并自锁，其常开触点使接触器KM线圈通电，实现电动机M长动运转。

2.2.2 双向控制与互锁控制

在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台前进、后退，电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现正、反转，对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序实现。

图2-9为电动机正、反转控制电路，其中图2-9a为主电路。

图2-9b中，按下正向起动按钮SB2，正向接触器KM1线圈通电，KM1的主触点和自锁触点闭合，电动机M正转。按下反向起动按钮SB3，反向接触器KM2线圈通电，KM2的主触点和自锁触点闭合，电动机M反转。按下停止按钮SB1，KM1（或KM2）断电，电动机M停转。上述控制电路必须保证KM1与KM2不能同时通电，即按钮SB2、SB3不能同时按下，否则会引起主电路电源短路，因此该控制电路没有实用价值，不能实际使用。

图2-9c中，电路设置必要的互锁环节，将其中一个接触器的常闭触点串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向起动按钮，另一个接触器也无法通电，这种互锁关系自动保证一个接触器断电释放后，另一个接触器才能通电动作。这种利用两个接触器的辅助触点互相控制的方式，称为电气互锁或电气联锁。起互锁作用的常闭触点叫互锁触点。另外，该电路必须按下停止按钮后再反向或正向起动，这对需要频繁改变电动机运转方向的设备来说很不方便。

图2-9d中，除了接触器互锁外，还有利用复合按钮实现的互锁控制。SB1的常闭触点串接在KM2的线圈电路中，SB2的常闭触点串接在KM1的线圈电路中，由于采用按钮互锁，需要改变电动机转向时，直接按正向按钮SB1或反向按钮SB2就可实现。这种利用复合按钮的常闭触点实现的互锁叫机械互锁。该电路既有接触器的电气互锁，也有复合按钮的机械互锁，即具有双重互锁功能。双重互锁使电路更安全、运行更可靠、操作更方便，故应用十分广泛。

2.2.3 顺序工作的联锁控制

在生产实际中，有时要求一个系统中多台电动机按一定顺序实现起动和停止，如磨床上的电动机就要求先起动液压泵电动机，再起动主轴电动机。有的生产机械除要求按顺序起动外，还要求按一定顺序停止，如传送带运输机，前面的第一台运输机先起动，再起动后面的第二台，停车时应先停第二台，再停第一台，这样才不会造成物料在传送带上的堆积和滞留。

顺序起停控制有顺序起动、同步停止，顺序起动、正序停止和顺序起动、逆序停止。

图2-10为两台电动机顺序控制电路，其中图2-10a为主电路图。

图2-10b为顺序起动、同步停止控制电路。按下起动按钮SB2，KM1线圈通电并自锁，电动机M1起动旋转，同时串在KM2控制电路中的KM1常开辅助触点也闭合，此时再按下按钮SB3，KM2线圈通电并自锁，电动机M2起动旋转。如果先按下SB3，因KM1常开辅助触点断开，电动机M2不可能先起动，从而达到按顺序起动M1、M2的目的。直接按下SB1，M1、M2同时停止。

图2-10c为顺序起动、正序停止控制电路。将接触器KM1的常开辅助触点并接在停止按钮SB2的两端，则即使先按下SB2，由于KM1线圈仍通电，电动机M2不会停转，只有按下SB1，电动机M1先停后，再按下SB2才能使M2停转，满足了先停M1后停M2的要求。

图2-10d为顺序起动、逆序停止控制电路，工作过程可自行分析。

2.2.4 多地点控制

在一些大型生产机械和设备如大型机床、起重运输机等中，为了操作方便，常要求操作人员在不同方位进行操作与控制，图2-11为三地点控制电路。图2-11a把一个起动按钮和一个停止按钮组成一组，并把3组起动、停止按钮分别放置三地，即能实现三地控制。电动机若要三地起动，可按按钮SB4、SB5或SB6，若要三地停止，可按按钮SB1、SB2或SB3。图2-11b中起动按钮和停止按钮也是分别放在三地，由于起动按钮间是串联，属于“逻辑与”，所以起动时必须三地起动按钮同时接通才能实现电动机的起动，而三地的停止按钮也是串联连接，只要有一个按钮断开，KM就断电，电动机停止工作。

2.2.5 自动循环控制

图2-12为机床工作台前进、后退自动循环工作的示意图，工作台由电动机驱动。图2-13为正、反转自动循环控制电路。

工作过程：按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电并自锁，电动机M正转起动，工作台向前，当工作台移动到位置B时，撞块压下SQ2，其常闭触点断开，常开触点闭合，这时KM1线圈断电，KM2线圈得电并自锁，电动机由正转变为反转，工作台向后退，当后退到位置A时，撞块压下SQ1，使KM2断电，KM1得电，电动机由反转变为正转，工作台变后退为前进，在预定的距离内自动往复运动。SQ3、SQ4为左右两侧限位保护继电器，以防止位置开关SQ1和SQ2失灵，工作台继续运动而造成事故。

停止过程：按下按钮SB1时，电动机停止，工作台停下。 mcF7wOtMV89NjpyetD37pZixEsGpW1hrO5ajtmBxOxvdHQApYYoztGhIFmV7olaE