2.3　特殊的啟動與控制線路

2.3.1　電動機啟動與運轉熔斷器自動切換線路

電動機啟動與運轉熔斷器自動切換線路如圖2-58所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：防止啟動時因啟動電流過大而燒斷作為過電流保護用的熔斷器。

控制方法：啟動時投入容量大的熔斷器，正常運行時投入正常保護的熔斷器。

保護元件：熔斷器FU₁［電動機過電流保護（后備）］，FU₂（電動機啟動時保護），FU₃（控制電路短路保護）；熱繼電器FR［電動機過電流（過載）保護］。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁及FU₂、接觸器KM₁及KM₂主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU₃、啟動按鈕SB₂、停止按鈕SB₁、接觸器KM₁及KM₂、時間繼電器KT和熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

①初步分析。啟動時，KM₂主觸點閉合，KM₁主觸點斷開，致使KM₂吸合、KM₁釋放。經過一段延時，電動機轉速穩定后，再變成KM₂釋放，KM₁吸合并自鎖。

②順著分析。合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₂，接觸器KM₂得電吸合，其主觸點閉合，電動機經熔斷器FU₂啟動。在KM₂吸合的同時，時間繼電器KT線圈通電，其常開觸點閉合，使KM₂自鎖。當電動機轉速穩定后，KT的延時閉合常開觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，其常閉輔助觸點斷開，KT失電釋放，其常開觸點斷開，KM₂失電釋放，KM₂主觸點斷開，熔斷器FU₂退出運行。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-32。

熔斷器的選擇計算：

①FU₁熔體電流I_er的選擇公式為

I_er=1.05I_ed

式中　I_ed——電動機額定電流，A。

②FU₂熔體電流I_er的選擇公式為

I_er=KI_q

式中　I_q——電動機啟動電流，A；

K——按啟動時間t_q選擇：在t_q<3s時，K=0.25～0.35；在t_q=3～6s時，K=0.4～0.8。

2.3.2　防止啟動時熱繼電器動作的啟動線路

防止啟動時熱繼電器動作的啟動線路如圖2-59所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：啟動時熱繼電器不動作（短接），以便電動機順利啟動；啟動完畢后，熱繼電器再投入工作。

控制方法：啟動時，接觸器KM₂主觸點閉合，KM₁主觸點斷開，使熱繼電器不接入主電路；啟動完畢后，KM₂主觸點斷開，KM₁主觸點閉合，熱繼電器投入工作。

保護元件：斷路器QF（電動機短路保護）；熔斷器FU（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由斷路器QF、接觸器KM₁主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。接觸器KM₂主觸點在主電路中僅在啟動時接入。

②控制電路。由熔斷器FU、啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、接觸器KM₁及KM₂、電容C和熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

合上斷路器QF，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₂得電吸合，其主觸點閉合，短接熱繼電器FR，電動機帶負載啟動。經過一段時間（30s左右），待電動機轉速趨近額定轉速時，松開按鈕SB₁，于是接觸器KM₁得電吸合，其常開主、輔觸點閉合，而KM₂失電釋放，主、輔觸點斷開，電路將熱繼電器FR接入正常運行。

在KM₂線圈上并聯電容C的目的是，利用切換瞬間電容兩端電壓不能突變的性質，保證KM₁常開主、輔觸點閉合后KM₂主觸點才能釋放。

停機時，按下停止按鈕SB₂，接觸器KM₁失電釋放，電動機停轉。

當電動機過載時，熱繼電器FR動作，其常閉觸點斷開，KM失電釋放，電動機停止運行，從而保護了電動機；當主電路（電動機）發生短路事故時，斷路器QF跳閘，電動機停轉；當控制電路發生短路事故時，熔斷器FU熔斷，電動機也停轉。

斷路器QF的熱脫扣整定值為63A，作為電動機過載的后備保護。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-33。

熱繼電器FR的整定，參見第1章1.2.5。

電容C的選擇：

對于額定電流為40～80A的接觸器，可選用2.5μF的電容器；對于額定電流為100～150A的接觸器，可選用3.7μF的電容器；對于額定電流為250A的接觸器，可選用4.7μF的電容器。

2.3.3　單按鈕控制單向啟動線路（一）

控制一臺三相異步電動機的啟動和停止，通常需要用兩只按鈕。一只為啟動按鈕，另一只為停止按鈕。但在某些特殊場合或某些特殊設備上，為減少控制導線及按鈕數目，需采用單按鈕控制。

單按鈕控制單向啟動線路（一）如圖2-60所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：用一只按鈕控制電動機啟動/停止。

控制方法：采用自鎖式按鈕來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU₂、啟動與停止按鈕SB、熱繼電器FR常閉觸點和電容C組成。

（3）工作原理

SB采用自鎖式（又稱鎖扣）按鈕。按下SB，動合觸點閉合并自鎖，接觸器KM得電吸合，電動機啟動運轉。停機時，再按一下SB，觸點復位（斷開），KM失電釋放，電動機停轉。

為防止按鈕觸點被火花燒損或熔連，可在接觸器線圈兩端并聯一只電容器。

須指出的是采用自鎖式按鈕，電動機無欠壓自停功能。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-34。

2.3.4　單按鈕控制單向啟動線路（二）

利用電子線路實現單按鈕控制電動機運轉的控制線路如圖2-61所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：用一只按鈕控制電動機啟動、停止。

控制方法：利用晶閘管及其在反向電壓下會關斷的特性來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由按鈕SB、晶閘管V、繼電器KA、接觸器KM、電阻R₂、電容C₃以及熱繼電器FR常閉觸點組成。

③直流工作電源。由電容C₁、穩壓管VS、二極管VD和電容C₂組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，220V交流電壓經電容C₁降壓、穩壓管VS進行正半波穩壓、負半周對電容C₁放電、二極管VD整流、電容C₂濾波穩壓，得到的直流電壓為晶閘管V和直流繼電器KA提供工作電壓。

啟動時，按下按鈕SB，晶閘管V經電阻R₂觸發導通，繼電器KA得電吸合。由于加在晶閘管陽極與陰極上的電壓是直流電，因此松開SB后，晶閘管仍保持導通狀態。繼電器KA常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合，電動機啟動運行。KA另一常開觸點閉合，為停機做好準備。這時電容C₃上被充電成左正右負的電壓。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB，電容C₃上的電壓給晶閘管V以反向電壓，致使其截止，繼電器KA失電釋放，其常開觸點斷開，接觸器KM失電釋放，電動機停止運行，電路恢復到初始狀態。

第三次按下SB，重復上述過程。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-35。

2.3.5　單按鈕控制單向啟動線路（三）

利用電容特性實現單按鈕控制電動機運轉的控制線路如圖2-62所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：用一只按鈕控制電動機啟動、停止。

控制方法：利用電容儲能及充、放電特性來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由按鈕SB、電容C₁和C₂及電阻R₁～R₃和繼電器KA、接觸器KM以及熱繼電器FR常閉觸點組成。

③直流工作電源。由降壓變壓器T和整流橋VC組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，220V交流電壓經變壓器T降壓、整流橋VC整流后，得到一直流電壓，并經電阻R₂向電容C₁充電。此時按下按鈕SB，C₁立即通過繼電器KA線圈放電，使KA吸合，其常閉觸點斷開，常開觸點閉合，從而維持KA繼續吸合狀態。接觸器KM得電吸合，電動機啟動運行。同時電容C₁向電阻R₁放電，為下一個動作做好準備。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB，直流電壓通過電阻R₃向電容C₁充電，由于此時的C₁兩端電壓已為零，因此R₃兩端電壓降增加，加在繼電器KA線圈上的電壓減小（瞬間為0V），致使KA失電釋放，其常開觸點斷開，接觸器KM失電釋放，電動機停止運行，電路恢復到初始狀態。

第三次按下SB，重復上述過程。

該線路關斷KA后到下一次接通KA，中間需要間隔不足1s，這是因為C₁的充電時間常數（R₁∥R₂）C₁=（470kΩ∥470kΩ）×220×10^-6F=0.52s。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-36。

2.3.6　單按鈕控制單向啟動線路（四）

單按鈕控制單向啟動線路（四）如圖2-63所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：用一只按鈕控制電動機啟動/停止。

控制方法：通過兩個繼電器和一個接觸器的巧妙接線來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU₂、啟動與停止按鈕SB、繼電器KA₁和KA₂、接觸器KM以及熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，按下按鈕SB，中間繼電器KA₁得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運轉。KM的常開輔助觸點閉合，常閉輔助觸點斷開。這時中間繼電器KA₂因KA₁的常閉觸點斷開而斷電，KA₂不能吸合。松開按鈕SB后，KM因自鎖仍吸合，電動機繼續運轉。這時KA₁因SB松開而失電釋放，其觸點復位，為KA₂工作做好準備。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB，這時由于KM的常閉輔助觸點斷開，KA₁不會吸合，而KA₂卻得電吸合。KA₂的常閉觸點斷開，KM失電釋放，電動機停轉。同時，KA₂的常閉觸點切斷KA₁線圈回路，使KA₁在KM復位后仍不能吸合。松開SB后，KA₂釋放，電路恢復到初始狀態。

第三次按下SB，重復上述過程。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-37。

2.3.7　單按鈕控制單向啟動線路（五）

單按鈕控制單向啟動線路（五）如圖2-64所示。

（1）工作原理

啟動時，按下按鈕SB，中間繼電器KA₁得電吸合，其常閉觸點斷開，而常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合，電動機啟動運轉。松開按鈕SB后，雖然KA₁失電釋放，但KM的常開輔助觸點閉合，KM仍繼續吸合。這時，中間繼電器KA₂得電吸合，并為停機做好準備。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB。這時，KA₁再次得電吸合，其常閉觸點斷開，KA₂和KM均失電釋放，電動機停轉，電路恢復到初始狀態。

（2）元件選擇

電氣元件參數見表2-38。

2.3.8　單按鈕控制單向啟動線路（六）

單按鈕控制單向啟動線路（六）如圖2-65所示。

（1）工作原理

合上電源開關QS，控制回路接通電源，中間繼電器KA₁得電吸合。啟動時，按下按鈕SB，中間繼電器KA₂得電吸合并自鎖，其常開觸點閉合，為接觸器KM工作做好準備。松開SB后，其常閉觸點閉合，KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運轉。同時，KM的常閉輔助觸點斷開，KA₁失電釋放，其常開觸點斷開，KA₂失電釋放。KA₂的常閉觸點閉合，KA₁又得電吸合。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB，KA₁和KM失電釋放，電動機停轉。松開按鈕SB，又接通KA₁線圈回路，KA₁吸合，電路恢復到初始狀態。

該線路的特點是，第一次按下按鈕SB，電動機并不啟動，松開按鈕后，電動機才啟動運轉。因此，當按鈕被卡住時，電動機不會被啟動，比較安全。

（2）元件選擇

電氣元件參數見表2-39。

2.3.9　單按鈕控制Y-△降壓啟動線路

單按鈕控制Y-△降壓啟動線路如圖2-66所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機Y-△降壓啟動。

控制方法：啟動時將定子繞組接成Y，啟動完畢，再將定子繞組接成△，全壓運行。要求用一只按鈕控制。

保護元件：斷路器QF（電動機短路保護）；熔斷器FU（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由斷路器QF、接觸器KM₁～KM₃主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU、按鈕（兼作啟動和停止用）、接觸器KM₁～KM₃、中間繼電器KA和熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

合上斷路器QF，啟動時，按下并一直按著按鈕SB，接觸器KM₂得電吸合，其常閉輔助觸點斷開，切斷接觸器KM₃回路，而KM₂常開輔助觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合并自鎖。此時KM₂和KM₁的主觸點均閉合，電動機繞組接成Y降壓啟動。經過一段時間，待電動機轉速趨近額定轉速時，松開按鈕SB，KM₂失電釋放，其常閉輔助觸點閉合，KM₃得電吸合，電動機切換成△連接，在全壓下運行。KM₃的常閉輔助觸點串入KM₂線圈回路，從而保證在KM₃吸合時，不使KM₂也吸合。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB，中間繼電器KA得電吸合，其常閉觸點斷開，KM₁、KM₃失電釋放，電動機停轉。再松開SB時，KA失電釋放，線路恢復到初始狀態。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-40。

2.3.10　單按鈕和行程開關控制正反轉線路

單按鈕和行程開關控制正反轉線路如圖2-67所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機正反轉運行。

控制方法：用一只按鈕，通過行程開關實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM₁和KM₂主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU₂、按鈕SB（兼作正轉和反轉啟動用）、行程開關SQ₁及SQ₂、接觸器KM₁及KM₂和熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，按下按鈕SB，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機啟動正轉，并帶動設備（如小車）向前運行。當達到設定位置時，推動行程開關SQ₁觸點斷開，接觸器KM₁失電釋放，電動機停轉。再次按下按鈕SB，接觸器KM₂得電吸合，其常開輔助觸點閉合實現自鎖，電動機啟動反轉，并帶動設備向后運行，行程開關SQ₁觸點復位。當達到設定位置時，推動行程開關SQ₂觸點斷開，KM₂失電釋放，電動機停轉，電路恢復到初始狀態。如此反復操作。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-41。

2.3.11　單按鈕控制正反轉線路

單按鈕控制正反轉線路如圖2-68所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機正反轉運行。

控制方法：采用自鎖式按鈕和電路的巧妙接線來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM₁和KM₂主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU₂、按鈕SB（兼作正轉和反轉啟動用）、接觸器KM₁及KM₂、中間繼電器KA₁～KA₃、二極管VD、電容C和熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，按下按鈕SB，中間繼電器KA₁得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機啟動正轉運行。KA₁常開觸點閉合，為中間繼電器KA₂吸合做好準備。

欲使電動機停轉，第二次按下按鈕SB，SB復位。由于電容C的作用，按鈕SB復位后，KA₁的線圈延時斷電釋放，KA₁的常開觸點延時斷開，KA₂得電吸合并自鎖。其常開觸點閉合，中間繼電器KA₃得電吸合，其常閉觸點斷開，KM₁失電釋放，電動機停轉。

欲使電動機反轉運行，第三次按下按鈕SB，KA₁得電吸合，其常開觸點閉合，并與已閉合的KA₃常開觸點一起接通接觸器KM₂線圈。KM₂吸合并自鎖，電動機啟動反轉運行。

欲使電動機停轉，第四次按下按鈕SB。SB復位，KA₂得電吸合，其常閉觸點斷開，使KM₂失電釋放，電動機停轉。

第五次按下按鈕SB，重復上述過程。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-42。

2.3.12　一根導線控制啟停的線路

一根導線控制啟停的線路如圖2-69所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：遠距離控制電動機，為節省導線，或者當控制電纜線芯不夠用時，采用單根導線控制電動機的啟停。可就地控制和遠地控制。

控制方法：利用遠地的一相電源線和零線，以及按鈕的巧妙接線來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路就地短路保護），FU₃（控制電路遠地短路保護），熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。就地控制由熔斷器FU₂、啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、接觸器KM、電阻R和熱繼電器FR常閉觸點組成；遠地控制由熔斷器FU₃、啟動按鈕SB₃、停止按鈕SB₄、接觸器KM和熱繼電器FR常閉觸點組成。

（3）工作原理

①就地控制。合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運轉。按下停止按鈕SB₂，電動機停轉。

②遠地控制。合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₃，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運轉。按下停止按鈕SB₄，電動機停轉。

在KM自鎖觸點回路中串接一只電阻R的作用是能在遠地實現安全停機。當按下停止按鈕SB₄時，有一電流從W相經電阻R、遠控導線至N端（零線），從而在R上產生電壓降，這樣就不會造成W相只經過遠控導線而短路。

啟動按鈕SB₁和SB₃均采用雙聯按鈕。SB₁采用雙聯按鈕的目的是，防止在按動按鈕SB₁的同時按動停止按鈕SB₄而造成W相短路事故。SB₃采用雙聯按鈕的目的是，防止按動SB₃時，發生遠地W相電源與零線短路事故。

在接線時必須注意，控制線路就地控制線接哪一相（如U相），遠地控制線的停止按鈕SB₄的常閉觸點也要接哪一相（如U相）。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-43。

電阻R的阻值要選擇合適。阻值過大，啟動時接觸器會產生回跳；阻值過小，在遠地停車時，流過R的電流太大，會燒壞電阻。這就要求電阻的阻值和功率都要大，電阻的體積也必然增大。一般可由試驗決定，即使接觸器能可靠吸合，也要使遠地停車時，流過R的電流不能太大。

2.3.13　多地控制電動機啟停的線路

（1）多地控制電動機單向啟停的線路

線路如圖2-70所示。各控制點之間的連線只需兩條。

圖中，SB₁為啟動按鈕，SB₂為停止按鈕。

工作原理：開機時，按下任一地點的啟動按鈕SB₁，接觸器KM得電吸合，其常開輔助觸點閉合自鎖，電動機啟動運轉。停機時，按下任一地點的停止按鈕SB₂，KM失電釋放，其常開輔助觸點斷開復位，電動機停轉。

（2）多地控制電動機單向啟動、點動、停止的線路

線路如圖2-71所示。各控制點之間的連線只需兩條。

圖中，SB₁為啟動按鈕，按動任一地點的SB₁，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運轉；SB₂為點動按鈕，采用雙聯式，可以避免KM的自鎖觸點；SB₃為停止按鈕。

（3）多地控制電動機正反向啟停的線路

線路如圖2-72所示。各控制點之間的連線需要三條。

圖中，SB₁為正轉啟動按鈕；SB₂為反轉啟動按鈕；SB₃為停止按鈕。正轉接觸器KM₁和反轉接觸器KM₂，分別通過各自的常開輔助觸點和常閉輔助觸點實現自鎖和聯鎖。

工作原理：按下任一地點的正轉啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合，其常開輔助觸點閉合自鎖，電動機啟動正轉運轉。按下停止按鈕SB₃，KM₁失電釋放，電動機停轉。按下任一地點的反轉啟動按鈕SB₂，接觸器KM₂得電吸合，其常開輔助觸點閉合自鎖，電動機啟動反轉運轉。

（4）多地控制電動機正反向啟動、點動、停止的線路

線路如圖2-73所示。各控制點之間的連線需要三條。

圖中，SB₁為正向啟動按鈕；SB₂為正向點動按鈕；SB₃為反向啟動按鈕；SB₄為反向點動按鈕；SB₅為停止按鈕。正轉接觸器KM₁和反轉接觸器KM₂相互聯鎖。

2.3.14　一臺啟動器控制工作電動機和備用電動機啟動的線路

一臺啟動器控制工作電動機和備用電動機啟動的線路如圖2-74所示。該線路是在圖2-41所示線路的基礎上，在自耦降壓啟動器的輸出端加裝一只轉換開關SA和兩只接觸器KM₄、KM₅。圖中，KM₁～KM₃、KT、KA均為原自耦降壓啟動器中的元件。

（1）控制目的和方法

控制目的：用一臺公用啟動器控制多臺電動機啟動運行，可節省設備和資金，并減少場地占用。

控制方法：通過轉換開關和電路的巧妙接線來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM₁～KM₃主觸點、自耦變壓器TAU、熱繼電器FR和電動機M₁、M₂組成。

②控制電路。由熔斷器FU₂、轉換開關SA、啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、接觸器KM₁～KM₄、中間繼電器KA、時間繼電器KT和熱繼電器FR常閉觸點組成。

③指示燈電路。由指示燈H₁～H₃及KM₂、KM₃輔助觸點和KA觸點組成。

H₁——運行指示（綠色）；H₂——降壓啟動指示（黃色）；H₃——控制電源指示（紅色）。

（3）工作原理

若要啟動工作電動機M₁，可將轉換開關SA置于“1”位置；若要啟動備用電動機M₂，可將SA置于“2”位置。

線路工作原理參見圖2-41。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-44。

2.3.15　一臺啟動器啟動兩臺電動機的線路（一）

對于需要同時工作，但不要求同時啟動的兩臺電動機，可采用如圖2-75所示的線路。對照本章2.2.24 XJ01系列自耦降壓啟動器啟動線路可知，該線路是在圖2-43所示線路的基礎上，增加了接觸器KM₄～KM₆，以及中間繼電器KA₂、轉換開關SA等元件。

工作原理：若要啟動電動機M₁，則可將三極轉換開關SA打到圖“1”的位置。按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，其常開輔助觸點閉合，接觸器KM₄得電吸合。KM₄的常開輔助觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合，電動機經自耦變壓器降壓啟動。

在KM₄常開輔助觸點閉合的同時，時間繼電器KT線圈通電。經過一段延時后，其延時閉合常開觸點閉合，中間繼電器KA₁得電吸合并自鎖，其常閉觸點斷開，KM₄、KM₁、KM₂均失電釋放。與此同時，KA₁常開觸點閉合，接觸器KM₃得電吸合，電動機進入全壓正常運行。

若要啟動電動機M₂，可將轉換開關SA打到圖中“2”的位置。此時，KM₃、KM₄不工作，而KM₅、KM₆工作。

2.3.16　一臺啟動器啟動兩臺電動機的線路（二）

一臺啟動器啟動兩臺電動機的線路（二）如圖2-76所示。該線路是在原自耦降壓啟動器的基礎上再增加四只接觸器并變更部分線路而成的。

圖中，KM₁～KM₃、KA、KT為原自耦降壓啟動器中的元件。其中，在原線路中KM₃負責全壓運行。在此圖中KM₃僅利用其輔助觸點。為了節電，KM₃也可改用中間繼電器。

此圖中，負責電動機M₁和M₂全壓運行的接觸器是KM₄和KM₇。接觸器KM₁、KM₂和KM₄控制電動機M₁啟動；KM₅～KM₇控制電動機M₂啟動。為了保證在任何情況下只允許一臺電動機處于啟動狀態，在控制線路中采用聯鎖措施。

工作原理：若要啟動電動機M₁，可按下該電動機的啟動按鈕SB₁，則接觸器KM₁和KM₂得電吸合并自鎖，電動機經自耦變壓器降壓啟動。同時，時間繼電器KT線圈通電，經過一段延時，其延時閉合常開觸點閉合，中間繼電器KA和接觸器KM₃先后得電吸合。KM₃常開輔助觸點閉合，接觸器KM₄得電吸合，其常閉輔助觸點斷開，KM₁、KM₂失電釋放，斷開自耦變壓器，電動機在全壓下正常運行。

若要啟動電動機M₂，可按下啟動按鈕SB₃，工作原理與上述相同。

SB₂、SB₄分別為電動機M₁和M₂的停止按鈕。

2.3.17　一臺啟動器啟動三臺電動機的線路

一臺啟動器啟動三臺電動機的線路如圖2-77所示。此圖是圖2-76所示線路的擴展，其線路結構及工作原理與圖2-76相同。

2.3.18　一臺啟動器啟動多臺電動機的線路

如圖2-78所示為一臺自耦降壓啟動器控制四臺電動機啟動的線路（如果更多臺，則可依次類推）。為了簡潔起見，主回路的三相電路用一根線來表示，接觸器的三副主觸點也用一副表示。該線路是利用繼電器的聯鎖工作原理來實現多臺電動機分別啟動控制的。

工作原理：若要啟動電動機M₁，可按下該電動機的啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，其常開輔助觸點閉合，接觸器KM₀得電吸合，電動機經自耦變壓器降壓啟動。同時，時間繼電器KT₁線圈通電，經過一段延時，其延時閉合常開觸點閉合，中間繼電器KA₁得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合，電動機進入全壓正常運行。與此同時，KA₁、KM₂常閉觸點斷開，KM₁失電釋放，其常開輔助觸點斷開，接觸器KM₀失電釋放，切除自耦變壓器，電動機在全壓下運行。

在控制回路中，KM₁與KM₃、KM₅與KM₇之間，利用各自的常閉輔助觸點互相聯鎖，以避免兩臺電動機同時啟動。KM₁與KM₃、KM₅與KM₇兩組接觸器之間的聯鎖控制，是利用中間繼電器KA₅、KA₆的常閉觸點分別完成的。

多臺電動機啟動用自耦降壓啟動器的容量，應大于電動機群中最大一臺電動機的功率。

2.3.19　排灌站電動機遠方直接啟動的有線集中控制線路

直接啟動的有線集中控制線路如圖2-79所示。每個排灌站都有一根信號線和控制室相連。

（1）控制目的和方法

控制目的：可就地控制，也可集中控制。在控制室內設有接觸器，控制箱簡潔明了。

控制方法：利用氖泡（熒光燈啟輝器）的特性及電路的巧妙接線來實現。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）。

（2）電路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點、熱繼電器FR和電動機M組成。

②控制電路。就地控制：由熔斷器FU₂、接觸器KM、中間繼電器KA、啟動按鈕SB₃、停止按鈕SB₄、氖泡Ne和電阻R₂組成；集中控制：由啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、指示燈H和電阻R₁組成。

（3）工作原理

在控制室啟動電動機時，按下啟動按鈕SB₁，則V相電源經SB₁觸點、電阻R₁、信號線、接觸器KM常閉輔助觸點、中間繼電器KA₁至零線N構成回路。KA₁得電吸合，熒光燈啟輝器Ne（作時間繼電器用）在V、W兩相電源的作用下得到約220V電壓，啟輝器放電，內部觸點接通。于是，W相電源經接觸器KM和KA₁的常開輔助觸點（此時已閉合）、按鈕SB₄、啟輝器Ne、信號線、按鈕SB₂、信號燈H至零線構成回路。KM得電吸合，電動機啟動運轉。同時，KM常閉輔助觸點斷開，KA₁失電釋放。這時，電動機自動保護裝置（圖中未畫出）開始工作，保護裝置中的靈敏繼電器KA₂吸合，使啟輝器Ne延時斷開。

在泵房（現地）啟動時，只要按下泵房內啟動按鈕SB₃即可，動作過程與上述基本相同。

欲使電動機停轉，只要按下控制室內或泵房內的停止按鈕SB₂或SB₄即可。

當電動機出現斷相、過載、水泵不出水等故障時，電動機自動保護裝置中的靈敏繼電器KA₂動作，其常開觸點斷開。接觸器KM失電釋放，電動機停轉，信號燈H熄滅。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-45。

2.3.20　排灌站電動機遠方Y-△降壓啟動的有線集中控制線路

排灌站電動機遠方Y-△降壓啟動的有線集中控制線路如圖2-80所示。

工作原理：合上電源開關QS，按下控制室內的按鈕SB₁或泵房內的按鈕SB₂，時間繼電器KT線圈通電。接觸器KM₃得電吸合，其常開輔助觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合，電動機接成Y降壓啟動。經過一段延時，KT的延時閉合和延時釋放觸點動作，接觸器KM₃失電釋放，接觸器KM₁得電吸合。電動機接成△全壓運行。

若要停機，只要按一下控制室內的按鈕SB₁或泵房內的按鈕SB₂，中間繼電器KA得電吸合，其常閉觸點斷開，切斷控制電源，電動機停止運行。

當電動機出現斷相、過載、水泵不出水等故障時，熱繼電器FR動作，使a、b斷開，a、c接通，中間繼電器KA得電吸合，電動機停轉。同時U相電源經a、c觸點，KA常開觸點（現已閉合），按鈕SB₁和指示燈H至零線N構成回路。指示燈H亮，喇叭B發出報警信號。

須指出，當用于遠距離控制的導線長度超過一定限度時，受控制線路上的電壓降及控制線回路間存在分布電容等因素的影響，交流接觸器有可能失控。如當控制線長度超過200m（或60m）時，220V（或380V）交流接觸器就可能失控。當采用LC1系列交流接觸器時，電纜的允許長度見表2-46。

由表2-46可知，接觸器與控制導線之間有如下關系：其一，接觸器的額定電流越小，即被控制的電動機功率越小，電纜允許長度越短；其二，接觸器線圈額定電壓越高，電纜允許長度越短。

當控制導線長度超過臨界值、釋放信號發出后接觸器不能釋放時，必須采取防分布電容干擾措施。這些措施有：

①調換導線的芯線，以改變線間距離。此法簡單，但效果不一定好。

②選用阻抗小的接觸器，效果好，但增加了接觸器的功耗。

③換用釋放電壓下限高的接觸器，可從同型號接觸器中挑選或調整。

④選用滿足要求的其他型號接觸器。

⑤采用直流控制。

⑥采用低壓控制。但要注意，采用低控制電壓后，線圈啟動電流要增大，控制線路壓降也增大。

⑦接觸器線圈并聯附加負荷。這樣能使通過線圈的電流減小并保持其壓降低于吸持電壓，使接觸器能可靠釋放。并聯負荷的計算方法如下：

a.并聯電阻負荷。電阻參數可按下列公式選擇

R=1000/C_L，C_L=1000I_c/（2πfU_e）

式中　R——并聯電阻的電阻值，Ω；

P——電阻的功率，W；

C_L——控制線路電容，μF；

I_c——實際測量所得的控制線路的雜散電流，mA；

U_e——線圈額定電壓，V。

一般并聯電阻的損耗應小于10W。

b.并聯阻容負荷。此法是將電阻和電容串聯，然后并聯在接觸器線圈上。并聯阻容負荷損耗較小。電容和電阻的參數可按下列公式選擇

C=0.45C_L，R=100Ω
P=R（2πfU_eC×10^-6）²

式中　C——電容，μF；

P——電阻的功率，W。

當U_e=220V、F=50Hz、R=100Ω時，P=0.5C²。

c.并聯電容。一般可并聯一只2～4μF/600V的電容器。具體電容量可由試驗決定。

⑧接觸器釋放時將線圈短路。此方法動作可靠，但需要增加一根控制線。其線路如圖2-81所示。

⑨選用較大容量的接觸器。因為線圈額定功率較大的接觸器允許控制回路臨界電容及導線長度均較大。

2.3.21　在電壓偏低場所使電動機順利啟動的線路（一～三）

（1）線路之一

在遠離供電電源而導致供電電壓偏低的場所啟動電動機，啟動電流很大，線路壓降大，接觸器因得不到足夠的電壓而吸力不足，造成觸點頻繁跳動、跳火，電動機啟動困難。為此可采用如圖2-82所示的線路。由圖可見，該線路在主回路中串入一只電流互感器TA，將互感器次級串入控制回路。

工作原理：合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM得電吸合，啟動電流經電流互感器TA初級，在次級感應出電壓。此電壓與加在KM線圈上的U_UW電壓疊加，使KM線圈上的電壓增大，從而使KM正常吸合，電動機得以順利啟動。當電動機進入正常運行時，主回路中的電流大大地小于電動機的啟動電流，電源電壓也減小，從而使電流互感器次級感應出的電壓也隨之減小。加在KM線圈上的電壓得以保證，KM不會釋放。

電流互感器TA可用40W熒光燈鎮流器鐵芯改制。具體做法是：初級用直徑0.2mm漆包線繞220匝，次級繞3～8匝。實際繞制的匝數視電動機容量而定，容量大取小值，次級線徑由電動機負載電流決定。

（2）線路之二

線路之二如圖2-83所示。該線路在交流接觸器控制回路中串聯一只二極管VD，將交流啟動改為脈動直流啟動、交流運行。這是因為，交流接觸器線圈的直流電阻值較小，故改為直流啟動后，啟動電流較大，能在較低的電壓下可靠吸合。雖然啟動電流較大，但由于啟動時間很短，故不會燒毀線圈。

工作原理：按下啟動按鈕SB₁，交流電源經二極管VD半波整流后，將脈動直流電壓加在交流接觸器KM線圈上，KM吸合。其常開輔助觸點將二極管VD短接，交流接觸器投入交流運行。一般情況下，交流接觸器的釋放電壓為額定電壓的40%～65%。因此，接觸器吸合后不會因電源電壓偏低而跳開。

這種控制線路，對于額定電壓為380V的小容量交流接觸器，當線圈電壓下降到240V左右時，能可靠地吸合；對于額定電壓為220V的交流接觸器，當線圈電壓下降到150V左右時，也能可靠地吸合。

（3）線路之三

線路之三如圖2-84所示。該線路與線路之二的工作原理基本相同，只是在線路中增加了一個轉換開關SA。其目的是，用戶可根據電壓波動大小選擇運行方式。當電網電壓下降較大時，將SA置于“1”位置，這時的線路與線路之二相同，即直流啟動、交流運行；當電網電壓下降不大時，將SA置于“2”位置，恢復交流接觸器原有線路，即交流啟動、交流運行。

2.3.22　冷卻風扇自啟動線路

冷卻風扇自啟動線路如圖2-85所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：當變壓器等設備發熱溫度達到上限值時，冷卻風扇自動開啟為其冷卻；下降到設定值后，風扇自動停止運行。

控制方法：利用電接點溫度計實現。為了保護電接點不被燒毛粘接失控，采用了電子保護電路。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），FU₂（控制電路的短路保護）；三極管VT等（電接點保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、接觸器KM主觸點和電動機M組成。

②控制電路。由熔斷器FU₂、接觸器KM、轉換開關SA，以及自動控制電路（由降壓變壓器T、整流橋VC、電接點溫度計KP、中間繼電器KA、三極管VT、電容C和電阻R₁、R₂及二極管VD組成）組成。

（3）工作原理

當溫度達到上限值（電力變壓器為85℃）時，電接點溫度計KP指針動接點2與上限接點1閉合，開關三極管VT導通。中間繼電器KA得電吸合，其常開觸點閉合。接觸器KM得電吸合，冷卻風扇啟動運行。KA的另一副常開觸點閉合，接通開關三極管的基極回路。這樣，當被冷卻設備（如變壓器）開始降溫、電接點溫度計上限接點斷開時，三極管基極也不會失去電流。只有當溫度下降到下限值（變壓器為65℃）時，溫度計指針動接點2與下限接點3閉合，開關三極管VT才會失去基極電流而截止。繼電器KA失電釋放，KM失電釋放，冷卻風扇停止運行。如此反復，達到自動控制的目的。

由于電接點溫度計接點在臨界狀態時不能迅速分離或接通，因此常常產生火花，燒壞接點，使接點的接觸電阻增大，以致自控失靈。該線路中，電接點溫度計的接點不是直接啟動中間繼電器，而是經過開關三極管去啟動中間繼電器，所以可避免以上情況的發生。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-47。

2.3.23　單相電容啟動異步電動機連續正反轉線路

單相電容啟動異步電動機有兩個繞組：工作繞組和啟動繞組。當繞組按圖2-86（a）連接時為正轉；按圖2-86（b）連接時為反轉。圖中，C為啟動電容，S為裝在電動機轉軸上的離心開關。當電動機低于正常轉速的75%～90%時，離心開關是閉合的，超過這個轉速時斷開。

因為單相異步電動機正常運行后（即S斷開），轉子只在工作繞組的作用下運轉，所以轉向與電源的相位無關。這時如果將接線切換為圖2-86（b）所示線路，電動機也不會反向運轉。只有在電動機轉速降低至開關S閉合甚至停轉時，將啟動線路接成圖2-86（b） 所示的線路重新啟動電動機，電動機才會反轉。

據此，畫出單相電容啟動異步電動機連續正反轉啟動（正向啟動—停止供電—反向啟動）的控制線路如圖2-87所示。圖中，SQ₁為正向限位行程開關，SQ₂為反向限位行程開關。

工作原理：合上電源開關QS，按下正轉啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合，電動機正向啟動運轉，并帶動設備（如小車）運行。當運行到正向限位點時，機械擋鐵碰到行程開關SQ₁。SQ₁觸點動作，KM₁失電釋放。同時，接通時間繼電器KT₂線圈，經過一段延時（小電動機約1s，大電動機長一些，可視實際情況調整），電動機轉速降低甚至停轉，離心開關S閉合，KT₂的延時閉合常開觸點也閉合，接觸器KM₂得電吸合，電動機反向啟動運轉。如此周而復始，達到電動機連續自動正反轉運行的目的。

如果要求電動機正反向運轉的轉換迅速準確，可以在線路中增加電動機制動裝置。制動線路見第4章有關內容。

當然，對于電容啟動電容運轉的單相異步電動機（即沒有離心開關S），正反轉控制線路比較簡單，不需要設時間繼電器來控制間歇供電。

2.3.24　增大單相電容運轉電動機啟動轉矩的線路

單相電容運轉異步電動機的啟動轉矩較小，一般只能空載或輕載啟動。為了提高這類電動機的啟動轉矩，可采用如圖2-88所示的線路。

（1）控制目的和方法

控制目的：增加單相電容運轉電動機的啟動轉矩。

控制方法：啟動時，增加移相啟動電容的容量，啟動完畢，將所增加的電容退出，電動機正常運行。通過電流繼電器控制實現。

保護元件：熔斷器FU（電動機短路保護）。

（2）線路組成

①正常運行電路。由開關SA、熔斷器FU、移相啟動電容C₁和電動機M（包括主繞組和輔助繞組）組成。

②為增大啟動轉矩的附加電路。由電流繼電器KA、電容C₂及二極管VD₁～VD₄和電阻R₁、R₂組成。

（3）工作原理

①初步分析。啟動時，電容C₂投入，啟動完畢，C₂退出運行。C₂的投入與切除由電流繼電器KA動作決定，而KA的動作與否與電動機啟動電流大小有關。

②順著分析。合上電源開關SA，電動機開始啟動，由于啟動電流遠大于額定電流，因此在電阻R₁上產生較大的電壓降，這一壓降經二極管VD₁～VD₄整流后，加于靈敏繼電器KA上，并使其吸合，其常開觸點閉合，電容C₂接入電路。此電容接入，能使電動機啟動轉矩增大到額定轉矩的2～4倍。電動機啟動后，隨著轉速的升高，電流逐漸減小，電阻R₁上的電壓降也減小，直至中間繼電器KA釋放，其常開觸點斷開，電容C₂被切除。

（4）元件選擇

電氣元件參數見表2-48。

（5）電容、電阻的選擇計算

①電容C₂的選擇。容量計算公式為

C₂=（1～2）C₁

式中　C₁——電動機原配的移相電容容量，μF。

耐壓：應大于400V，通常采用CJ41型630V。

②電阻R₁的選擇。當采用工作電壓為U_e（V）的靈敏繼電器時，R₁的計算公式為

式中　R₁——電阻，Ω；

U_e——繼電器KA的額定電壓，V；

I_de——電動機額定電流，A。

【例2-3】　有一臺CO2-90L4型單相電容啟動異步電動機。已知：功率P_e=750W，額定電壓U_de=220V，額定電流I_de=6.77A；采用JQX-4F DC 6V直流靈敏繼電器。試選擇電阻R₁。

解　電阻R₁的阻值為

R₁的功率為

P=R₁=6.77²×0.44=20（W）

電動機正常運行時，R₁上的電壓降為

ΔU=IR₁=6.77×0.44=3（V）

電阻可用3000W或2000W、220V的電爐絲取其一小段制成。如3000W電爐絲，額定電流為13.6A（大于6.77A），電阻約為18Ω，約取其2%作為R₁的阻值。