常用电气控制电路

常用电气控制电路 Prepared on 22 November 2020

常用电气控制电路

1.控制柜内电路的一般排列和标注规律为便于检查三相动力线布置的对错，三相电源

L1、L2、L3在柜内按上中下、左中右或后中前的规律布置。L1、L2、L3三相对应的色标分别为黄、绿、红，在制作电气控制柜时要尽量按规范布线。二次控制电路的线号，一般的标注规律是：用电装置（如交流接触器）的右端接双数排序，左端按单数排序。

二次控制电路的线号编排如图1所示。动力线与弱点信号线要尽量远离，如传感器、PLC、DCS集散控制系统、PID控制器等信号线，如果不能做到远离，要尽量垂直交叉。弱电线缆最好单独放入一个金属桥架内，所有弱电信号的接地端都在同一点接地，且与强电的接地分离。

常用电气控制电路图1 二次控制电路的线号编排

2.电动机起停控制电路该电路可以实现对电动机的起停控制，并对电动机的过载和短

路故障进行保护，电动机起停控制电路如图2所示。

图2 电动机起停控制电路

在图2中，L1、L2、L3是三相电源，信号灯HL1用于指示L2和L3两相电源的有无，电压表V指示L1和L3相之间的线电压，熔断器FU1用于保护控制电路（二次电路）避免电路短路时发生火灾或损失扩大。合上断路器QF1，二次电路得电，按下起动按钮（绿色）SB2，交流接触器KM1的线圈通电，交流接触器的主触点KM1的辅助触头KM1-1闭合，电动机M1通电运转。由于KM1-1触头已闭合，即使起动按钮SB2抬起，KM1的线圈也将一直有电。KM1-1的作用是自锁功能，即使SB2抬起也不会导致电动机的停止，电动机起动运行。按下停止按钮SB1，KM1的线圈断电，KM1-1和KM1触头放开，电动机停止，由于KM1-1已经断开，即使停止按钮SB1抬起，KM1的线圈也仍将处于断电状态，电动机M1正常停止。当电动机内部或主电路发生短路故障时，由于出现瞬间几倍于额定电流的大电流而使断路器QF1迅速跳闸，使电动机主电路和二次电路断电，电动机保护停止。当电动机发生过载时，电动机电流超出正常额定电流一定的百分比，热继电器FR1发热，一定时间后，FR1的常闭触头FR1-1断开，KM1线圈断电，KM1-1和KM1主触头断开，电动机保护停止。KM1线圈得电时，HL2指示灯亮说明电动机正在运行，KM1的线圈断电后HL2灯灭，说明电动机停止运行。当FR1发生过载动作，常开触头FR1-2闭合，HL3灯亮说明电动机发生了过载故障。假设上述的三相交流电动机M1的功率，额定电流为，工作电压为AC380V，则电动机起停控制电路元件清单见表1。

表1 电动机起停控制电路元件清单

3.电动机正、反转控制电路该电路能实现对电动机的正、反转控制，并有短路和过载

保护措施。电动机正、反转控制电路如图3所示。

常用电气控制电路图3 电动机正、反转控制电路

在图3中，接触器KM2线圈吸合后，因为将L1和L3两相电源线进行了对调，实现了电动机的反转运行。信号灯HL1指示电源线L3和零线N之间的相电压。按下正转起动按钮SB2，交流接触器KM1线圈得电吸合，主触头KM1和常开辅助触头KM1-1闭合，电动机M1正向运转。KM1的常闭辅助触头KM1-2断开，此时即使按下反转起动按钮SB3，由于KM1-2的隔离作用，交流接触器KM2的线圈也不会吸合，KM1-2起安全互锁作用。电动机正向起动后，反向控制交流接触器KM2触头不会吸合，避免了由于KM1和KM2的触头同时吸合而出现电源线L1和L3直接短路的现象。按下停止

按钮SB1，交流接触器KM1断电，主触头KM1和辅助触头KM1-1断开，KM1-2闭合，电动机M1停止运行。按下反向起动按钮SB3，交流接触器KM2的触头吸合，主触头KM2和辅助触头KM2-1闭合，由于KM2将电源线L1和L3进行了对调，电动机M1反向运转，KM2的常闭辅助触头KM2-2断开，KM1的线圈电路断开，此时即使正向起动按钮SB2按下，KM1也不会吸合，KM2-2起安全互锁作用。当电动机或主电路发生短路故障时，几倍于电动机额定电流的瞬间大电流使断路器QF1立即跳闸断电。当电动机发生过载故障时，热继电器FR1的常闭触头断开，使KM1或KM2断电，从而使电动机停止。图3中1、2、3、4、5、7、9、11、13为电路连接标记，称为线号，同一线号的电线连接在一起。线号的一般标注规律是：用电装置（如交流接触器线圈）的右端按双数排序，左端按单数排序。假设上述的电动机功率为15kW，则15kW 电动机正、反转控制电路元件清单见表2。

表2 15kW电动机正、反转控制电路元件清单

常用电气控制电路 4.电动机自耦减压起动控制电路在有些场合，如果供电系统中的电力变压器容量裕度不大，或是要起动的电动机的功率在该电源系统中所占比重较大，一般要求电动机的起动要有减压起动措施，避免因电动机直接起动时电流太大造成电网跳闸，减压起动的目的就是为了减少电动机的起动电流。一般在电动机设备独立供电或用电设备较少的情况下，18kW以上的三相交流电动机就需要减压起动；如果大量电气设备工作在同一电网中时，280kW的三相交流电动机可能不需要减压起动。常见的75kW以下三相交流电动机的自耦减压起动控制电路如图4所示。常用电气控制电路图4 常见的75kW以下三相交流电动机的自耦减压起动控制电路在图4中，SA1为电源控制开关，按下起动按钮SB2，KM2、KM2-1、KM3触头吸合，接触器KM2触头吸合给自耦减压变压器通电，随后接触器KM3触头吸合，自耦减压变压器65%（或85%）的电压输出端接到电动机M1上，电动机在低电压下开始起动运行，KM3-1触头吸合后延时继电器KT1开始计时，延时一定时间后，KT1-1触头吸合，中间继电器KA1的线圈得电，KA1-2触头闭合，KA1自保持，KA1-1断开，KM2和KM3线圈断电断开，KM3-1断开，KT1断电断开，KA1-3触头闭合，KM3-2闭合，KM1吸合，交流电动机M1全压运行，至此电动机进入正常运行状态。在图4中，交流表A通过电流互感器TA1随时检测电动机上L3相的交流值，在减压起动过程中，如果发现起动电流已接近额定电流时，也可由人工按下全压切换按钮SB3，提前是把电动机切换到全压运行。延时继电器KT1和KT2的时间设定，以电动机从起动开始到起动电流接近额定电动机的时间为基础，一般不会超过30s。KT2的作用是在KT1出现故障时仍能断开KM2和KM3线圈，切换到KM1运行，一般情况下，KT2可以不要。HL1为电源指示，HL2为减压起动指示，HL3为正常运行指示。以45kW三相交流电动机为例，45kW电动机自耦减压起动控制电路元件清单见表3。

表3 45kW电动机自耦减压起动控制电路元件清单

图5 电动机自耦减压起动电路图5的原理与图4差不多，需要提醒的是当电动机电流大于160A时已经没有这么大的热继电器，这时要利用电流互感器TA1、TA2和

0~5A小功率的热继电器FR1组成电动机过载保护电路。电动机M1的三相电流IU、IV、IW相量之和为零，即IA+IB+IC=0，得IB=-（IA+IC），所以图5中两个电流互感器的电流之和等于中间相的电流。让该电流三次流过热继电器FR1的主端子，产生与三相电流全接入时同样的发热效果，减压起动时KM1-1不吸合，热继电器内不通过起动电流，正常运行后触头KM1-1吸合，热继电器投入运行，电流表A指示中间相的电流值。注意电流互感器要和电流表配对使用，如电流互感器为100/5的，那么电流表就应该选择5/100的，使电流表直接显示电动机的实际电流值。以132kW 电动机为例，132kW电动机自耦减压起动控制电路元件清单见表4