第3章　籠型異步電動機控制及調(diào)速線路

3.1　互投、循環(huán)、順序控制線路

3.1.1　轉(zhuǎn)換開關控制的電動機自動互投線路

轉(zhuǎn)換開關控制的電動機自動互投線路如圖3-1所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：兩臺電動機自動互投。即當一臺工作的電動機發(fā)生故障時，另一臺能自動投入運行。另外，還可以手動控制切換。

控制方法：利用兩只轉(zhuǎn)換開關及電路巧妙接線來實現(xiàn)。

保護元件：斷路器QF（電動機M₁、M₂短路保護）；熔斷器FU₁、FU₂（電動機M₁、M₂短路保護），F(xiàn)U₃（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR₁、FR₂（電動機M₁、M₂過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由斷路器QF、熔斷器FU₁、接觸器KM₁主觸點、熱繼電器FR、電動機M₁以及FU₂、KM₂主觸點、FR和M₂組成。

②控制電路。由開關S₁、S₂，熔斷器FU₃，轉(zhuǎn)換開關SA₁、SA₂，啟動按鈕SB₁、SB₃，停止按鈕SB₂、SB₄，接觸器KM₁、KM₂，中間繼電器KA₁、KA₂和熱繼電器FR₁、FR₂常開常閉觸點組成。

③指示燈及報警電路。由指示燈H、H₁～H₃、電鈴HA和各觸點組成。

H₁——控制電源指示（白色）；H₁，H₃——M₁和M₂運行指示燈（綠色）；H₂，H₄——M₁和M₂故障指示燈（紅色）；HA——電動機故障報警。

（3）工作原理

設M₁為工作電動機，M₂為備用電動機（反之也行）。合上低壓斷路器QF。當轉(zhuǎn)換開關SA₁置于“工作”位置而SA₂置于“備用”位置時，合上開關S₁和S₂，電源指示燈H亮。同時接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機M₁啟動運行，指示燈H₁亮。

當電動機M₁發(fā)生過載故障時，熱繼電器FR₁動作，KM₁失電釋放，電動機M₁停止工作。同時中間繼電器KA₁得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合并自鎖，電動機M₂啟動運行，指示燈H₃亮。在KA₁吸合同時，指示燈H₂亮，表示電動機M₁有故障。KA₁常開觸點閉合，電鈴HA發(fā)出報警聲。操作者得知后，可斷開S₂，停止報警。將SA₂轉(zhuǎn)換至“工作”位置、SA₁轉(zhuǎn)換至“備用”位置，繼電器KA₁復位，可查找M₁的故障原因。

故障消除后，將熱繼電器FR₁復位，將S₂閉合，電動機M₁處于備用狀態(tài)。同理，當電動機M₂發(fā)生過載故障時，通過FR₂和KA₂的動作，處于備用狀態(tài)的電動機M₁自動代替電動機M₂投入運行。

當將轉(zhuǎn)換開關SA₁和SA₂都置于“手動”位置時，則可分別對電動機M₁和M₂進行手動控制。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-1。

3.1.2　采用干簧繼電器直接啟動的電動機自動互投線路

采用干簧繼電器直接啟動的電動機自動互投線路如圖3-2所示。兩臺水泵互為備用。當工作泵發(fā)生故障或其熱繼電器動作時，備用泵即自動投入運行。該線路也可手動操作。水位控制可采用干簧管或電接點壓力表等。

該線路可用于高位水箱自動給水，也可用于自動排水。當用于高位水箱自動給水時，高水位停泵、低水位開泵。

下面以自動給水為例，介紹工作原理。合上電源開關QF，將轉(zhuǎn)換開關SA置于圖中“1號工作2號備用”位置，觸點7-8、9-10、15-16閉合。假設此時水箱中水位處于低水位（下限位），則浮標磁環(huán)將干簧繼電器KR的常開觸點閉合，水位繼電器KA₁得電吸合并自鎖，其常開觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合，1號泵啟動運行給水。當水箱中的水位上升到高水位（上限位）時，浮標磁環(huán)將KR的常閉觸點斷開，KA₁失電釋放，其常開觸點打開，KM₁失電釋放，水泵停止運行。當水箱水位下降到下限位時，水泵又啟動給水。如此重復上述過程，使水箱水位保持在一定的范圍內(nèi)。

如果1號泵在運行中發(fā)生故障使熱繼電器FR₁動作，則接觸器KM₁失電釋放，水泵停轉(zhuǎn)。KM₁常閉輔助觸點閉合，時間繼電器KT線圈通電，電鈴HA發(fā)出報警信號。經(jīng)過一段延時，時間繼電器KT的延時閉合常開觸點閉合，中間繼電器KA₂得電吸合并自鎖，事故指示燈H₅亮。同時，KT的常開觸點閉合，接觸器KA₂得電吸合，2號泵投入運行；KA₂常閉觸點打開，時間繼電器KT失電復位，退出工作，電鈴HA停止報警。

若設2號泵作為工作泵，1號泵作為備用，只要將轉(zhuǎn)換開關SA置于圖中“1號備用2號工作”位置即可。這時，開關觸點1-2、3-4、5-6閉合。其他工作過程同前。

如要手動操作，可將轉(zhuǎn)換開關SA置于“手動”位置。這時，開關觸點11-12、19-20閉合，自動部分退出工作。1號、2號泵分別通過按動各自的按鈕使其啟動和停止。

干簧繼電器KR選用JAG-4-Z（轉(zhuǎn)換型）。

3.1.3　采用電接點儀表Y-△降壓啟動的電動機自動互投線路

采用電接點儀表Y-△降壓啟動的電動機自動互投線路如圖3-3所示。在該線路中，當參數(shù)測量回路的電接點儀表到達下限位時，或當運行電動機發(fā)生故障及其熱繼電器動作時，線路能自動將備用電動機投入運行。兩臺電動機可以互為備用。

在需要用電接點儀表等測量物質(zhì)在傳輸過程中某一參數(shù)（如壓力、流量、溫度等）的場所，可以采用此線路。

工作原理：合上電源開關QS。開始時，電接點儀表KP處于下限位置，其接點閉合。假如M₁為工作電動機，M₂為備用電動機，則將轉(zhuǎn)換開關SA置于圖中“1號工作2號備用”位置。按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₂得電吸合，其常開輔助觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合，電動機M₁接成Y降壓啟動。同時，KM₁常閉輔助觸點斷開，切斷電動機M₂控制回路。在KM₁吸合的同時，時間繼電器KT₁線圈通電。電接點儀表KP的下限位接點斷開，中間繼電器KM₁失電釋放，其常閉觸點閉合，為電動機M₁全壓啟動做好準備。經(jīng)過一段延時，KT₁延時斷開常閉觸點，KM₂失電釋放，其常閉輔助觸點閉合，接觸器KM₃得電吸合，電動機接成△在全壓下運行。

這時自投控制回路中的接觸器KM₃常開輔助觸點閉合，中間繼電器KA₂得電吸合并自鎖，其四對觸點改變狀態(tài)，當電動機M₁因故停止工作后，為電動機M₂自動投入運行做好準備。當因生產(chǎn)設備工作不良，致使傳輸物質(zhì)的參數(shù)測量值為零時，電接點儀表下限位接通。由于KM₃常開輔助觸點已閉合，KA₁得電吸合，其常閉觸點斷開，KM₃失電釋放，隨之KM₁失電釋放，電動機M₁停止運行。此時，雖然KM₃常開輔助觸點已斷開，但與其并聯(lián)的KA₂常開觸點已閉合自鎖。所以繼電器KA₂的四對觸點在第一次改變后的狀態(tài)不變，電動機M₂控制回路供電正常，實現(xiàn)了自鎖和對電動機M₁控制回路的聯(lián)鎖。電動機M₂在電動機M₁停止運行時，即自動投入運行。

如果以M₂作為工作電動機，M₁為備用電動機，應將轉(zhuǎn)換開關SA置于“2號工作1號備用”位置，其他動作過程與前類同。

若要求人工操作實現(xiàn)互投，可按下停止按鈕，使工作電動機停機，備用電動機自動投入運行。若將轉(zhuǎn)換開關SA置于“手動”位置，分別按下SB₁和SB₃，則可實現(xiàn)單臺電動機的手動操作，也可將兩臺電動機同時投入運行。

3.1.4　繼電器控制電動機定時正反轉(zhuǎn)線路

繼電器控制電動機定時正反轉(zhuǎn)線路如圖3-4所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機定時正反轉(zhuǎn)運行。

控制方法：利用繼電器和時間繼電器來實現(xiàn)。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），F(xiàn)U₂（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，啟動按鈕SB₁，停止按鈕SB₂，接觸器KM₁、KM₂，中間繼電器KA₁、KA₂，時間繼電器KT₁、KT₂和熱繼電器FR常閉觸點組成。

③指示燈。H₁——正轉(zhuǎn)指示燈（綠色）；H₂——反轉(zhuǎn)指示燈（黃色）。

（3）工作原理

合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機正轉(zhuǎn)啟動運行，正轉(zhuǎn)運行指示燈H₁亮。同時，時間繼電器KT₁線圈通電，經(jīng)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，其常閉觸點斷開，接觸器KM₁失電釋放，而KA₁常開觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合并自鎖。電動機反轉(zhuǎn)啟動運行，反轉(zhuǎn)運行指示燈H₂亮。同時，時間繼電器KT₂線圈通電。經(jīng)過一段延時，其延時閉合常開觸點閉合，中間繼電器KA₂得電吸合，其常閉觸點斷開，KM₂失電釋放，而KA₂常開觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機又進入正向運行。正反轉(zhuǎn)運行由中間繼電器KA₁和KA₂的常閉觸點進行聯(lián)鎖。

正反轉(zhuǎn)運行時間，分別由時間繼電器KT₁和KT₂的定時決定。

該線路的缺點是，正反轉(zhuǎn)每交替一次，電動機就要經(jīng)受兩次反接制動過程。而每一次反接制動都會在電動機中產(chǎn)生較大的反接制動電流和機械沖擊力。因此這種線路只適用于控制正反轉(zhuǎn)循環(huán)周期較長的設備，否則，應在正反轉(zhuǎn)交替前先制動停機，再啟動電動機。當然，對于力矩電動機，則不存在此問題。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-2。

3.1.5　晶閘管控制電動機定時正反轉(zhuǎn)線路

晶閘管控制電動機定時正反轉(zhuǎn)線路如圖3-5所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：在一些定時控制電動機正反轉(zhuǎn)運行比較頻繁的場所，如果用繼電器進行控制，受反接制動電流的影響，往往容易燒壞繼電器和交流接觸器的觸點。為此，可采用晶閘管作為無觸點開關代替交流接觸器。

控制方法：晶閘管V₁、V₂及V₇、V₈用于正轉(zhuǎn)控制，V₃～V₆用于反轉(zhuǎn)控制；電動機正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行時間，分別由單結晶體管VT₁等構成的延時電路和由VT₂等構成的延時電路控制；電阻R與電容C用于晶閘管保護。

保護元件：熔斷器FU（電動機短路保護兼晶閘管過流保護）；阻容RC（晶閘管V₁～V₈換相保護）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU、晶閘管V₁～V₈和電動機M組成。

②控制電路。由降壓變壓器T、開關SA、整流橋VC、兩組單結晶體管延時電路（單結晶體管VT₁、VT₂，電位器RP₁、RP₂，電阻R₂、R₇，R₃、R₅，R₄、R₆，電容C₂、C₄）、濾波電容C₁、降壓電阻R₁、穩(wěn)壓管VS和繼電器KA組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS和控制回路開關SA，晶閘管V₁、V₂及V₇、V₈控制極經(jīng)二極管VD、限流電阻R_K和繼電器KA常閉觸點獲得觸發(fā)電流而導通，電動機正轉(zhuǎn)運行。同時，由單結晶體管VT₁和電阻R₂～R₄，以及電位器RP₁、電容C₂組成的延時電路（即張弛振蕩器）得到電源，電容C₂經(jīng)R₁、RP₁被充電。當C₂上的電壓達到VT₁的峰點電壓時，VT₁導通，在R₄上產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，小晶閘管V₉被觸發(fā)導通，繼電器KA得電吸合，其常閉觸點斷開，晶閘管V₁、V₂及V₇、V₈截止，而KA的常開觸點閉合，晶閘管V₃～V₆觸發(fā)導通，電動機反轉(zhuǎn)運行。同時，KA的另一副常開觸點閉合，將電容C₂短路放電，為下一次重新充電做好準備。

由于控制回路的電壓是經(jīng)變壓器T降壓、整流橋VC整流、電容C₁濾波、穩(wěn)壓管VS穩(wěn)壓后得到的直流電壓，因此，小晶閘管V₉導通后，即使R₄上已無輸出脈沖，V₉仍導通，繼電器KA仍吸合著。

從V₉導通開始，由單結晶體管VT₂和電阻R₅～R₇以及電位器RP₂、電容C₄組成的另一組張弛振蕩器即得到電源，電容C₄經(jīng)R₇、RP₂及V₉充電。當C₄上的電壓達到VT₂的峰值電壓時，VT₂導通，在電阻R₆上的正電壓脈沖通過C₃加到小晶閘管V₉的陰極，迫使V₉關斷，繼電器KA失電釋放，晶閘管V₃～V₆關斷，而V₁、V₂及V₇、V₈導通，電動機轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)運行。

調(diào)節(jié)電位器RP₁和RP₂，可分別改變電動機正轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行的時間。單結晶體管的振蕩周期（即電路的延時時間）可由公式T=RCln決定。其中，η為單結晶體管的分壓比，一般為0.5～0.7。按圖3-5中所示參數(shù)，正反轉(zhuǎn)運行時間均約為40s。

如果采用雙向晶閘管，則主回路可簡化。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-3。

其他元件參數(shù)見圖3-5（b）。

3.1.6　晶閘管控制電動機正反轉(zhuǎn)及點動線路（一、二）

對于某些在較惡劣環(huán)境（如煤場、大灰場、水泥廠等）使用的電動機，若采用接觸器控制電動機正反轉(zhuǎn)，接觸器觸點容易被粉塵污染而導致觸點接觸不良或粘連，燒毀接觸器。為此，可采用晶閘管控制。

（1）線路之一

線路之一如圖3-6所示。

工作原理：合上電源開關QS，晶閘管V₂、V₄、V₅、V₇的陽極和晶閘管V₁、V₃、V₆、V₈的陰極分別接U相和W相電源。按下正轉(zhuǎn)點動按鈕SB₁，V₁～V₄被觸發(fā)導通，電動機正轉(zhuǎn)運行。

如果需要電動機反轉(zhuǎn)運行，可按下反轉(zhuǎn)點動按鈕SB₂，晶閘管V₅～V₈被觸發(fā)導通，電動機反轉(zhuǎn)運行。

元件選擇。晶閘管的耐壓值不應小于900V，額定電流應根據(jù)電動機的容量決定，一般不小于電動機額定電流的2倍。降壓電阻R₁選大了觸發(fā)不了晶閘管，選小了容易損壞晶閘管，具體數(shù)值可由試驗確定，并要使導通角盡可能大，使晶閘管能全導通。本例R₁取20Ω 0.5W。阻容保護電路，R₂取10Ω 15W，C取0.1μF 630V。

（2）線路之二

線路之二如圖3-7所示。

工作原理：由于采用了雙向晶閘管，線路顯得較簡單。按下正轉(zhuǎn)按鈕SB₁，雙向晶閘管V₁、V₂被觸發(fā)導通，電動機正轉(zhuǎn)運行。按下反轉(zhuǎn)按鈕SB₂，雙向晶閘管V₃、V₄被觸發(fā)導通，電動機反轉(zhuǎn)運行。

由于兩按鈕接線互相聯(lián)鎖，當同時按下SB₁和SB₂時，不會引起短路事故，只會使電動機停轉(zhuǎn)。

3.1.7　雙穩(wěn)態(tài)電路控制電動機正反轉(zhuǎn)線路

雙穩(wěn)態(tài)電路控制電動機正反轉(zhuǎn)線路如圖3-8所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機正反轉(zhuǎn)運行。轉(zhuǎn)換過程中電動機不受沖擊。可手動，也可自動。

控制方法：采用限位開關控制變形的雙穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)自動控制電動機正反轉(zhuǎn)運行。由于在正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時有停機延時過程（時間可調(diào)），從而保護電動機不受沖擊。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），F(xiàn)U₂（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、正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB₁（手動用）、反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB₂（手動用）、停止按鈕SB₃（手動用）、轉(zhuǎn)換開關SA、正轉(zhuǎn)接觸器KM₁、反轉(zhuǎn)接觸器KM₂和熱繼電器FR常閉觸點組成。

在自動控制部分（雙穩(wěn)態(tài)電路），由降壓電容C₃，整流橋VC，濾波電容C₄，穩(wěn)壓管VS₃，三極管VT₁～VT₄，二極管VD₁、VD₂，穩(wěn)壓管VS₁、VS₂，電阻R₁～R₄，電容C₁、C₂，中間繼電器KA₁、KA₂和限位開關SQ₁、SQ₂組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，將開關SA置于“自動”位置。交流電源經(jīng)電容C₃降壓，整流橋VC整流、穩(wěn)壓管VS₃穩(wěn)壓、電容C₄濾波，為雙穩(wěn)態(tài)電路提供12V直流電源。設初始時三極管VT₁、VT₂導通，VT₃、VT₄截止，則中間繼電器KA₁得電吸合，其常閉觸點閉合，接觸器KM₁得電吸合，電動機正轉(zhuǎn)啟動運行。當所帶設備（如小車）運行到設定位置時，限位開關SQ₁動作，三極管VT₂基極失去偏壓而截止，VT₁截止。中間繼電器KA₁失電釋放，繼而接觸器KM₁失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)。此時，VT₂的集電極為高電位，經(jīng)電阻R₂向電容C₂充電。當C₂上的電壓達到穩(wěn)壓管VS₂的擊穿電壓時，VS₂導通，三極管VT₃得到基極電流而導通，VT₄導通，而VT₁、VT₂截止，中間繼電器KA₂得電吸合。其常開觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合，電動機反轉(zhuǎn)啟動運行。當運行到另一設定位置時，另一限位開關SQ₂動作，VT₃、VT₄截止，KA₂失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)。此時，C₁通過 R₁充電，當C₁上的電壓達到穩(wěn)壓管VS₁的擊穿電壓時，VS₁導通，三極管VT₁、VT₂不導通，重復上述過程。于是，電動機進行正轉(zhuǎn)—停機（延時）—反轉(zhuǎn)—停機（延時）—正轉(zhuǎn)……

調(diào)整R₁、R₂、C₁、C₂的數(shù)值以及選擇不同型號、規(guī)格的穩(wěn)壓管VS₁和VS₂，可改變停機（延時）時間。

（4）元件選擇

自動控制電路元件參數(shù)見表3-4。

3.1.8　雙穩(wěn)態(tài)電路作限位開關的自動停機線路

由于機械式限位開關容易損壞而造成失控事故，因此在安全性要求較高的場所，宜采用非機械式限位開關。圖3-9為利用雙穩(wěn)態(tài)電路作限位開關的電動機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)運行及自動停機線路。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機能正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)運行，停機受電子式限位開關控制，安全性高。

控制方法：采用永磁鐵運動部件控制干簧管，進而控制雙穩(wěn)態(tài)電路工作，達到電動機停機的目的。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），F(xiàn)U₂（控制電路短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）；二極管VD（保護三極管免受繼電器KA反電勢而損壞）。

（2）線路組成

①主電路。由開關QS、熔斷器FU₁、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FU₂、正轉(zhuǎn)按鈕SB₁、反轉(zhuǎn)按鈕SB₂、停止按鈕SB₃、正轉(zhuǎn)接觸器KM₁、反轉(zhuǎn)接觸器KM₂、中間繼電器KA觸點和熱繼電器FR常閉觸點組成。

③電子控制電路。由三極管VT₁及VT₂、電阻R₂～R₄、電位器RP、干簧管KR₁及KR₂組成的雙穩(wěn)態(tài)電路，以及中間繼電器KA組成。

④電子控制電路的直流電源。由電容C₁、整流橋VC、電容C₂和穩(wěn)壓管VS組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，220V交流電經(jīng)電容C₁降壓、整流橋VC整流、電容C₂濾波、穩(wěn)壓管VS穩(wěn)壓后，給雙穩(wěn)態(tài)電路提供12V直流電壓。假設永磁鐵的運動部件處于不能使干簧管KR₁（常開型）吸合的地方，12V電壓通過電阻R₂、R₃向三極管VT₂提供基極電流，VT₂導通，中間繼電器KA得電吸合，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這時按反轉(zhuǎn)按鈕SB₂，KM₂不會吸合。

正轉(zhuǎn)時，按下正轉(zhuǎn)按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機帶動設備正轉(zhuǎn)運行。當帶有永磁鐵的運動部件運動到設定位置上的干簧管KR₁處時，KR₁觸點閉合，三極管VT₂失去基極偏壓而截止，其集電極電位升高，三極管VT₁導通，中間繼電器KA失電釋放，其常開觸點斷開，接觸器KM₁失電釋放，達到斷電停機的目的。

反轉(zhuǎn)時，由于KA常閉觸點已閉合，按下反轉(zhuǎn)按鈕SB₂，接觸器KM₂得電吸合并自鎖，電動機反轉(zhuǎn)運動，當永磁鐵的運動部件運行到另一端設定位置上的干簧管KR₂（常閉型）處時，KR₂觸點斷開，雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)，三極管VT₂得到基極偏壓而導通，其集電極電位降低，三極管VT₁截止，中間繼電器KA得電吸合，其常閉觸點斷開，常開觸點閉合，接觸器KM₂失電釋放，電動機停止運行。

這時再按SB₁，電動機又正向運行，到達設定限位位置后，電動機停轉(zhuǎn)，再按SB₂，電動機又反向運行，到達另一端限位位置后，電動機停轉(zhuǎn)。

為了確保電路翻轉(zhuǎn)的可靠性，可將幾個干簧管并接使用。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-5。

3.1.9　用電容換向的電動機正反轉(zhuǎn)線路

用電容換向的電動機正反轉(zhuǎn)線路如圖3-10所示。圖中，C_g為工作電容，C_q為啟動電容，SA為正反轉(zhuǎn)開關。

靈敏繼電器KA從電阻R兩端接出，經(jīng)二極管VD₁～VD₄整流后供電。由于電動機啟動電流較大，R兩端的電壓降能可靠地使繼電器KA吸合。其常開觸點閉合，將啟動電容C_q并入工作電容，電動機啟動運行。隨著轉(zhuǎn)速的升高，電流減小，R兩端的電壓下降。當轉(zhuǎn)速趨近額定值時，KA釋放，其常開觸點斷開，啟動電容C_q退出運行，完成啟動過程。

元件選用：KA可選用額定電壓為6V的交流靈敏繼電器。電阻R的阻值以啟動時能可靠吸合，啟動完畢能可靠釋放為宜。其阻值可由試驗確定，也可先按公式RI_e=3V選取（I_e為電動機額定電流），再在試驗中調(diào)整。

3.1.10　利用時間繼電器防止電動機非正常停機的線路（一）

當電源電壓波動超出允許范圍或瞬間停電時，會造成有些生產(chǎn)設備非正常停機，給生產(chǎn)帶來很大的經(jīng)濟損失。為此，應對電動機控制線路進行改進，以防止非正常停機事故的發(fā)生。

利用時間繼電器防止電動機非正常停機的線路（一）如圖3-11所示。

工作原理：合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM和時間繼電器KT₁得電吸合并自鎖，電動機啟動運行。當電源電壓波動超出允許的范圍或瞬時停電時，接觸器KM和時間繼電器KT₁均會釋放（此時電動機失電做慣性旋轉(zhuǎn)）。但由于時間繼電器KT₁需要經(jīng)過一段延時（1～3s，可調(diào)，應根據(jù)實際情況調(diào)整），其延時斷開常開觸點才能斷開，故在未斷開之前，當電源電壓又恢復正常供電時，KM和KT₁又得到正常電壓而吸合，因此電動機不會停機。

需要停機時，按下停止按鈕SB₂，時間繼電器KT₂線圈通電并自鎖，其常閉觸點斷開，接觸器KM和時間繼電器KT₁失電釋放，電動機停止運行。經(jīng)過一段延時（2～4s，其整定值應較KT₁的整定值稍長，否則不能準確地起到停機作用），其延時斷開常閉觸點斷開，KT₂失電釋放，其常開觸點斷開，電路中的KM、KT₁和KT₂均處于釋放狀態(tài)，電路恢復至初始狀態(tài)。

在電動機運行過程中，若系統(tǒng)停電時間超出設定時間后重新來電，則電動機無法再自動啟動。這時KT₁的延時閉合常閉觸點也已閉合，電鈴HA回路接通（開關SA平時閉合），發(fā)出報警信號，告知操作者前來處理。斷開開關SA，報警解除。

3.1.11　利用時間繼電器防止電動機非正常停機的線路（二）

利用時間繼電器防止電動機非正常停機的線路（二）如圖3-12所示。

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，其常開輔助觸點閉合，時間繼電器KT線圈通電，其延時斷開常開觸點閉合，使KM保持吸合狀態(tài)。

當電源電壓向下波動超過允許范圍或瞬時停電時，KM釋放。由于與啟動按鈕SB₁并聯(lián)的延時斷開常開觸點的延時斷開作用，若電壓在短時間內(nèi)恢復正常，KM、KT便能立即吸合。時間繼電器KT的延時整定值為1～3s（可根據(jù)實際情況調(diào)整）。

當需要停機時，按下停止按鈕SB₂，中間繼電器KA得電吸合，其常開觸點通過按鈕SB₁的常閉觸點形成自鎖。同時，其常閉觸點斷開，接觸器KM失電釋放，電動機停止運行。

中間繼電器KA的常開觸點通過按鈕SB₁常閉觸點，是為了防止KA在電動機停機后仍帶電。另外，當電動機在短時間內(nèi)反復啟動、停止時，即使時間繼電器KT的延時斷開常開觸點來不及斷開，啟動也不受其影響，克服了在啟動或停止過程中需躲過延時的弊病。

3.1.12　利用時間繼電器防止電動機非正常停機的線路（三）

利用時間繼電器防止電動機非正常停機的線路（三）如圖3-13所示。

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，電動機啟動運行。KM常開輔助觸點閉合，中間繼電器KA₁和時間繼電器KT得電吸合，且KA₁的常開觸點閉合自鎖，KT延時斷開常開觸點閉合，使KM自鎖。同時，KA₁的常閉觸點斷開，為電源電壓波動過大或瞬時停電后恢復供電重新自啟動電動機做好準備。

當電源電壓波動過大或瞬時停電時，KA₁、KM、KT同時釋放，電動機失去電源做慣性旋轉(zhuǎn)。由于KA₁釋放，其常閉觸點閉合。但由于時間繼電器KT延時斷開常開觸點需經(jīng)一段延時（1～3s，可調(diào)）才能斷開，故在未斷開之前，若電源又恢復正常供電，接觸器KM則通過小型中間繼電器KA₂的常閉觸點、KA₁的常閉觸點、KT的延時斷開常開觸點（已閉合）形成回路而得電吸合，使電動機立即啟動運行。

當需要停機時，按下停止按鈕SB₂，小型中間繼電器KA₂得電吸合并自鎖，其常閉觸點斷開。接觸器KM失電釋放，電動機停止運行。當電動機過載時，熱繼電器FR動作，其常開觸點閉合，同樣使KA₂得電吸合，KM失電釋放，電動機停止運行。

電動機在運行過程中，若系統(tǒng)停電時間超出時間繼電器設定時間，即使重新來電，電動機也無法再自動啟動。同時，電鈴HA發(fā)出報警信號。

3.1.13　利用直流運行的交流接觸器防止電動機非正常停機的線路

線路如圖3-14所示。直流運行的交流接觸器，具有在電壓降低至額定電壓的40%～60%時也能可靠吸合和釋放時間較長（約0.3s）的特點。該線路正是利用交流接觸器的這一特點，來達到在電源電壓波動過大或瞬時停電時接觸器不會斷開的目的。

圖中，虛線框內(nèi)所示線路為無聲運行節(jié)電器線路。如果電動機為正反轉(zhuǎn)運行，則在反轉(zhuǎn)控制回路中也需如正轉(zhuǎn)控制回路一樣，加裝一套無聲運行節(jié)電器線路。

3.1.14　利用自感電動勢實現(xiàn)瞬間停機保護線路

線路如圖3-15所示。該線路是利用電源瞬時停電時，電動機所產(chǎn)生的自感電動勢來實現(xiàn)瞬間停機保護的。

工作原理：合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運行。KM常閉輔助觸點斷開，直流繼電器KA失電釋放，保護電路不參加工作。

3.1.15　小功率三相電動機用于單相電源的接線（一）

在實際工作中，經(jīng)常遇到手頭有小功率三相異步電動機，但安裝處只有單相電源，若現(xiàn)敷設三相電源不但時間來不及，投資上也不合算。這時，可以用相序變換法將三相電動機用于單相電源。

當電源瞬時停電時，KM失電釋放，電動機做慣性旋轉(zhuǎn)。此時，KM常閉輔助觸點閉合，電動機V、W相間的自感電動勢通過二極管VD向直流繼電器KA供電，KA得電吸合，其常開觸點閉合。若這時電源已恢復供電，則接觸器KM即得電吸合并自鎖，電動機重新接上電源運轉(zhuǎn)。KM常閉輔助觸點斷開，KA失電釋放。電容C的作用是，使繼電器KA可靠動作。

相序變換法，實際上是將單相電源通過L-C電路或通過電容C轉(zhuǎn)換成三相對稱電源。轉(zhuǎn)換的關鍵是正確確定電感值和電容值。

小功率三相電動機用于單相電源的接線（一）如圖3-16所示。

用L-C電路做相序變換。

L、C值的計算公式如下：

式中　L——電感，H；

C——電容，F(xiàn)；

ω——角頻率；

S——電動機的視在功率，V·A；

U_e——電動機的額定電壓，V；

φ——功率因數(shù)電角度，（°）。

【例3-1】　一臺額定電壓為380V、額定功率為1.1kW、功率因數(shù)為0.8的三相異步電動機，欲在單相220V電源上運行，求L-C電路中L、C的值。

由P=1.1kW=1100W，cosφ=0.8得

電動機的視在功率

S=P/cosφ=1100/0.8=1375（V·A）

功率因數(shù)角φ=arccos（cosφ）=arccos0.8≈36.87°

電感的電感量L：

電容的電容量C：

由于自制電感較麻煩，可用40W熒光燈鎮(zhèn)流器代用。因為40W熒光燈鎮(zhèn)流器的工作電壓為165V，工作電流為0.41A，由

U=IX_c=IωL

得

計算結果說明，熒光燈鎮(zhèn)流器的電感量與所需的電感量接近。為了能在380V電壓下運行，可將三只鎮(zhèn)流器串聯(lián)成一組，再將三組鎮(zhèn)流器并聯(lián)即可（共需9只鎮(zhèn)流器）。電容可用10μF 500V洗衣機用電容。為了降低電容的工作電壓，使電容可靠運行，可將兩只電容串聯(lián)成一組，再將四組電容并聯(lián)即可（共需8只電容），電容量為20μF。

3.1.16　小功率三相電動機用于單相電源的接線（二）

小功率三相電動機用于單相電源的接線（二）如圖3-17所示。用電容C做相序變換。圖中，C_g為工作電容，C_q為啟動電容。

工作電容器的電容量按下式計算：

式中　I_e——電動機額定電流，A；

U——電動機額定電壓，V；

cosφ——功率因數(shù)，小功率電動機可取0.7～0.8。

選用接近計算值的標準電容。

啟動電容的電容量C_q可根據(jù)電動機啟動負載而定，一般為工作電容電容量的1～4倍，即

C_q=（1～4）C_g

實際上1kW以下的電動機可以不加啟動電容，只要把工作電容的電容量適當加大一些即可。一般每0.1kW用電容為3.5～6.5μF，耐壓不小于450V。

使用時應注意：當電動機啟動后，轉(zhuǎn)速達到額定值時，應立即切除啟動電容。否則，時間長了會燒壞電動機。因為啟動電容與工作電容并聯(lián)，總?cè)萘吭黾恿撕脦妆叮藭r啟動轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩大1倍左右，定子繞組會發(fā)熱，時間長了會損壞繞組的絕緣層。

經(jīng)此法改造的電動機功率為原來功率的55%～90%，其具體功率大小與電動機本身的功率因數(shù)有關。

【例3-2】　一臺額定功率為600W、額定電壓為220V/380V、額定電流為2.8A/1.6A、額定功率因數(shù)為0.76的三相異步電動機，原運行在380V三相電源（定子繞組為Y接法），欲在單相220V電源下運行，試求工作電容和啟動電容的容量。

解　可不改動繞組接線，也可將Y接線改成△接線。

如果為Y接線，將U_e=380V、I_e=1.6A、cosφ=0.76代入公式，則工作電容的容量為

可選擇容量為12μF的標準電容。

啟動電容的容量為

C_q=（1～4）C_g=（1～4）×10.8=10.8～43.2（μF）

若該機啟動負載不大，可取C_q=35μF。

如果為△接線，則將U_e=220V、I_e=2.8A、cosφ=0.76代入公式即可，所算得的C_g、C_q值與Y接線相同。

實測表明，該電動機單相運行的負載電流為1.82A（Y接法時），折算輸出功率為

P=UI=220×1.82=400（W），相當于原電動機功率的67%。

3.1.17　電動機改轉(zhuǎn)向后低速運行控制線路（一、二）

欲使電動機在運轉(zhuǎn)過程中先停機，再反向低速運行，可采用如圖3-18或圖3-19所示的線路。

（1）線路之一

電動機定子繞組為△連接，改轉(zhuǎn)向低速運行控制線路如圖3-18所示。

工作原理：合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，

電動機三相繞組為△連接啟動正向運轉(zhuǎn)。欲使電動機迅速停機并反向低速運行，則可按下反轉(zhuǎn)按鈕SB₂。這時，接觸器KM₁失電釋放，而接觸器KM₂得電吸合，使電動機三相繞組反相序接上電源，并串入整流二極管VD₁～VD₃。由于整流管的作用，三相繞組流過三相對稱半波整流電流。這種含有直流分量的電流，能使電動機迅速停機，并使其進入低速反向運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

按下停止按鈕SB₃，可使電動機停轉(zhuǎn)。

熔斷器FU₂是用來保護整流二極管的。

（2）線路之二

電動機定子繞組為Y連接改向低速運行控制線路如圖3-19所示。其工作原理與圖3-18完全相同。只是該線路反向低速運行時，繞組以Y連接，經(jīng)整流二極管，反相序接電源。

3.1.18　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（一）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（一）如圖3-20所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：電動機可連續(xù)運行，也可間歇自動循環(huán)運行。

控制方法：連續(xù)運行通過轉(zhuǎn)換開關SA來實現(xiàn)；間歇運行通過轉(zhuǎn)換開關SA和中間繼電器KA及時間繼電器KT₁、KT₂來實現(xiàn)。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），F(xiàn)U₂（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、轉(zhuǎn)換開關SA、啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、中間繼電器KA、時間繼電器KT₁和KT₂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，將轉(zhuǎn)換開關SA置于連續(xù)運行（圖3-20中右邊）位置，則觸點1-2閉合，按下啟動按鈕SB₁，電動機可連續(xù)運行。

將轉(zhuǎn)換開關SA置于間歇運行（圖3-20中左側(cè)）位置，觸點3-4閉合，按下啟動按鈕SB₁，中間繼電器KA得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運行。同時，時間繼電器KT₁線圈通電，經(jīng)過一段延時后，其延時斷開常閉觸點斷開，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。KM常閉觸點閉合，使時間繼電器KT₂通過KT₁的常開閉合觸點得電，經(jīng)過一段延時后，其延時斷開常閉觸點斷開，KT₁失電釋放，其常閉觸點閉合，使KA經(jīng)過KT₂的常開閉合觸點得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM再次得電吸合，電動機又啟動運行。由于KM常閉輔助觸點斷開，KT₂失電，其延時斷開常閉觸點閉合，KT₁又得電吸合，重復上述過程。

調(diào)整時間繼電器KT₁和KT₂，可分別改變電動機的運行時間和停機時間。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-6。

3.1.19　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（二）

電動機間歇式循環(huán)啟停機控制線路（二）如圖3-21所示。該線路利用時間繼電器來實現(xiàn)自動控制，有手動和自動兩種控制方式。

工作原理：合上電源開關QS，將控制開關SA置于“手動”位置，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM得電吸合并自鎖，電動機啟動運行。按下停止按鈕SB₂，則電動機停轉(zhuǎn)。

若要線路自動工作，將SA置于“自動”位置，中間繼電器KA₁得電吸合，其各觸點切換，時間繼電器KT₁線圈通電，經(jīng)過一段延時（該時間為電動機自動循環(huán)的停機時間），其延時閉合常開觸點閉合，中間繼電器KA₃得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合，電動機啟動運行。同時，時間繼電器KT₂線圈通電，其常閉觸點斷開，KT₁失電，其延時閉合常開觸點斷開，KA₃失電釋放。KT₂延時一段時間（該時間為電動機自動循環(huán)的運行時間），其延時閉合常開觸點閉合，KA₂得電吸合，其常閉觸點斷開，KM失電釋放，電動機停止運行。同時，KM的常開輔助觸點斷開，KT₂失電復位。繼而KA₂失電復原，KT₁得電吸合，為下一次循環(huán)做好準備。

時間繼電器KT₁、KT₂的延時時間，分別是電動機自動啟停循環(huán)的停機時間和運行時間。調(diào)整時間繼電器KT₁和KT₂，可分別改變電動機的停機時間和運行時間。

3.1.20　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（三）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（三）如圖3-22所示。該線路由兩組電子延時電路控制。

工作原理：由三極管VT₁和VT₂、電容C₂及電阻R₁、電位器RP₁等組成一組延時電路；由三極管VT₃和VT₄、電容C₃、電阻R₄、電位器RP₂等組成另一組延時電路。合上開關QS，因三極管VT₁、VT₃無基極電流，VT₁～VT₄均截止，繼電器KA₁、KA₂均處于釋放狀態(tài)。當按下按鈕SB后，電容C₂被充電，于是晶體管VT₁、VT₂導通，繼電器KA₁吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM得電吸合，電動機啟動運行（盡管此時已松開按鈕SB，因為電容C₂兩端電壓不能突變，所以VT₁、VT₂仍導通）。同時，KA₁的另一副常開觸點閉合，電容C₃被充電，為第二組延時電路工作做好準備。

當電容C₂通過電阻R₁、RP₁及三極管VT₁、VT₂放電完畢，三極管VT₁、VT₂截止時，繼電器KA₁失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)。同時，KA₁常閉觸點閉合。電容C₃通過它向電阻R₄、RP₂及晶體管VT₃、VT₄放電，VT₃、VT₄導通，繼電器KA₂得電吸合，其常開觸點閉合。于是電容C₂便通過它被充電，為第一組延時電路工作做好準備。

當電容C₃放電完畢，VT₃、VT₄截止時，繼電器KA₂失電釋放，其常閉觸點閉合。電容C₂又通過它向VT₁、VT₂放電，使VT₁、VT₂導通，繼電器KA₁吸合。如此反復循環(huán)。

調(diào)節(jié)電位器RP₁和RP₂的阻值，可分別改變電動機運行和停止時間的長短（在1h內(nèi)任意改變）。

3.1.21　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（四）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（四）如圖3-23所示。其控制部分采用晶體管多諧振蕩器。多諧振蕩器是具有強烈正反饋的放大器，它的兩個耦合支路均為RC定時電路，所以沒有穩(wěn)定狀態(tài)。

工作原理：由三極管VT₁、VT₂構成多諧振蕩器。其振蕩頻率及輸出方波脈沖的占空比，可以通過電位器RP₁和RP₂任意調(diào)節(jié)，從而可任意改變電動機運行時間和停止時間。當多諧振蕩器輸出脈沖為高電平時，三極管VT₃導通，晶閘管V得到觸發(fā)而導通。脈沖變壓器TM初級得電，次級便產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，使主電路中雙向晶閘管V₁、V₂導通，電動機運轉(zhuǎn)。當多諧振蕩器輸出為低電平時，三極管VT₃截止，晶閘管V截止，脈沖變壓器TM沒有觸發(fā)脈沖輸出，雙向晶閘管V₁、V₂截止，電動機停止。

為了使線路簡單，采用了雙向晶閘管正負交流觸發(fā)形式。但采用這種形式，必須注意加在晶閘管控制極上電壓的相位。即當晶閘管處于正向工作電壓時，控制極須加正向觸發(fā)電流；當晶閘管處于反向工作電壓時，控制極必須加負向觸發(fā)電流。在這種狀況下，晶閘管性能最佳，輸出電壓波形比用負脈沖觸發(fā)性能要好，同時電動機運行時噪聲、振動都較小。

3.1.22　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（五）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（五）如圖3-24所示。該線路可以手動控制，也可以自動控制。該線路采用555時基集成電路，可以控制電動機頻繁地啟動、停止、運行，且不會引起大電流干擾。

（1）555時基集成電路簡介

555時基集成電路產(chǎn)品型號很多，其中：國產(chǎn)型號有5G1555、SL555、FX555等；進口型號有NE555、LM555、XR555、CA555、MC14555、KA555、μA555、SN52555、LC555等。它們的內(nèi)部結構和引腳序號都相同，可以互相直接代換。

①555時基集成電路及真值表　555時基集成電路內(nèi)部電路及引腳排列如圖3-25所示。

圖中，A₁為上比較器，A₂為下比較器。555時基集成電路的5腳電位固定在2V_DD/3上（V_DD為時基集成電路的工作電源電壓）；A₂的同相輸入端電位被固定在V_DD/3上，反相輸入端（2腳）為觸發(fā)輸入端。

555時基集成電路真值見表3-7。

②555時基集成電路的主要參數(shù)　常用的幾種555時基集成電路主要性能參數(shù)見表3-8。

（2）圖3-24的工作原理

手動控制。將選擇開關SA置于“手動”位置，按下按鈕SB，其觸點閉合，IC（555）的3腳輸出高電平，三極管VT導通，繼電器KA吸合，其常開觸點閉合，雙向晶閘管V₁～V₃被觸發(fā)導通，電動機M啟動運轉(zhuǎn)。第二次按下按鈕SB其觸點斷開，IC（555）的3腳輸出低電平，三極管VT截止，KA釋放，其常開觸點斷開，雙向晶閘管截止，電動機停止運行。

自動控制。將選擇開關SA置于“自動”位置，這時IC（555）構成極低頻方波振蕩器。當IC（555）的3腳輸出為高電平時，KA吸合，電動機轉(zhuǎn)動；當IC（555）的3腳輸出為低電平時，KA釋放，電動機停轉(zhuǎn)。如此重復循環(huán)。重復周期在100s內(nèi)連續(xù)可調(diào)。調(diào)節(jié)RP₁和RP₂的阻值可改變振蕩頻率和方波脈沖的占空比，可分別改變電動機運行和停止時間的長短。

元件選擇：雙向晶閘管耐壓應在600V以上，額定電流應大于負載電流的3倍以上；繼電器KA選用JZX-17F（4Z24）型，帶四對常開觸點，工作電壓為直流24V；按鈕SB采用自鎖式按鈕，如LA32-ZS、LAY3-ZS型等。

3.1.23　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（六）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（六）如圖3-26所示。該線路利用三極管延時電路來實現(xiàn)啟停機循環(huán)控制。可以采取手動和自動兩種方式操作。

線路主要由電動機運行時間控制電路和停機時間控制電路兩部分組成。其中：電動機運行時間控制線路是由場效應管VT₁、三極管VT₂和VT₃、電阻R₁、電位器RP₁及電容C₂組成的延時電路；電動機停機時間控制線路是由場效應管VT₄、三極管VT₅和VT₆、電阻R₄、電位器RP₂及電容C₃組成的延時電路。

工作原理。合上電源開關QS，當選擇手動操作時，將控制開關SA置于“手動”位置，即可利用啟動按鈕SB₁和停止按鈕SB₂實現(xiàn)電動機啟動和停止。當選擇自動控制時，將SA置于“自動”位置，則接觸器KM的動作由中間繼電器KA來控制。控制過程如下：220V電源經(jīng)變壓器T降壓至12V，再經(jīng)整流橋VC整流、穩(wěn)壓管VS穩(wěn)壓、電容C₁濾波，供給控制回路直流電源。電源經(jīng)電位器RP₂、電阻R₄對電容C₃充電。當C₃上的電壓達到一定值時，場效應管VT₄由截止變?yōu)閷āＳ谑牵瑥秃先龢O管VT₅、VT₆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，電動機啟動運行。KA的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，電源便經(jīng)RP₁、R₁對電容C₂充電。當C₂上的電壓達到一定值時，場效應管VT₁由截止變?yōu)閷āＳ谑牵瑥秃暇w管VT₂、VT₃導通，使C₃迅速放電。VT₄柵極電壓下降，使VT₄～VT₆由導通變?yōu)榻刂梗^電器KA失電釋放，其常開觸點斷開，KM失電釋放，電動機停止運行。同時，KA的另一副常開觸點斷開，而常閉觸點閉合，電容C₂迅速放電，使VT₁～VT₃截止，為下一次循環(huán)做好準備。

調(diào)節(jié)電位器RP₁和RP₂的阻值，可改變電動機運行時間和停止時間。

3.1.24　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（七）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（七）如圖3-27所示。該線路利用555時基集成電路A來實現(xiàn)自動控制啟停和循環(huán)。

工作原理：合上電源開關QS和控制開關SA，220V電源經(jīng)變壓器T降壓、整流橋VC整流、電容C₁濾波、穩(wěn)壓管VS穩(wěn)壓，供給控制回路12V直流電源。由于時基集成電路A（555）的2腳為負脈沖觸發(fā)，因此當開關SA閉合后，2腳處于低電平（即加入一個負脈沖），3腳輸出高電平，使三極管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，電動機啟動運行。同時，KA的常閉觸點斷開，常開觸點閉合，電源經(jīng)電位器RP₁向電容C₂充電。經(jīng)過一段延時，當C₂上的電壓達到2V_DD/3（V_DD為時基集成電路A的電源電壓）時，時基集成電路A（555）的3腳輸出低電平，三極管VT截止，中間繼電器KA失電釋放，隨之接觸器KM失電釋放，電動機停止運行。同時，KA的觸點復位，電容C₂通過電位器RP₂放電。電路恢復到初始狀態(tài)。過一段時間，時基集成電路A的2腳又處于低電平，3腳輸出高電平，三極管VT再次導通，開始第二個循環(huán)。

調(diào)節(jié)電位器RP₁和RP₂的阻值，可分別改變電動機運行和停止時間。

3.1.25　電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（八）

電動機間歇式自動循環(huán)啟停機控制線路（八）如圖3-28所示。電動機M為串勵式小型交流電動機。線路采用555時基集成電路和雙向晶閘管控制。由555時基集成電路A，二極管VD₁、VD₂，電阻R₁、R₂和電容C₁、C₂組成無穩(wěn)態(tài)電路。

工作原理：閉合電源開關SA，220V交流電經(jīng)電容C₄降壓、二極管VD₃半波整流、穩(wěn)壓管VS穩(wěn)壓、電容C₃濾波后，提供給電路12V直流電源V_DD。二極管VD₄的作用是為電源負半波提供一條通路（經(jīng)電容C₄）。由于電容兩端電壓不能突變，當A的2腳為低電平時，3腳輸出為高電平，發(fā)光二極管VL點亮，雙向晶閘管V觸發(fā)導通，電動機啟動運行。同時R₁通過二極管VD₂向C₁充電。當C₁上的電壓達到2V_DD/3（約8V）時，A的3腳輸出低電平，發(fā)光二極管VL熄滅，雙向晶閘管V關閉，電動機停止運行。同時C₁通過R₂、二極管VD₁和時基集成電路A的7腳經(jīng)內(nèi)部放電管放電。當C₁上的電壓降到V_DD/3（4V）時，A又置位，A的2腳為低電平，3腳輸出高電平，觸發(fā)雙向晶閘管導通，發(fā)光二極管VL點亮，電動機又運行。隨后C₁又充電，重復上述過程。

3.1.26　兩臺有啟停順序要求電動機的聯(lián)鎖控制線路

用時間繼電器的兩臺電動機先啟后停的聯(lián)鎖線路如圖3-29所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：保證電動機M₁先開機，M₂后開機；M₂先停機，M₁后停機。

控制方法：通過時間繼電器KT₁、KT₂及中間繼電器KA₁、KA₂及聯(lián)鎖電路來實現(xiàn)。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機M₁、M₂的短路保護），F(xiàn)U₂（控制電路短路保護）；熱繼電器FR₁（電動機M₁過載保護），F(xiàn)R₂（電動機M₂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FR₁和FR₂以及電動機M₁、M₂組成。

②控制電路。由熔斷器FU₃、啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、接觸器KM₁和KM₂、中間繼電器KA₁和KA₂、時間繼電器KT₁和KT₂以及熱繼電器FR₁、FR₂常閉觸點組成。

（3）工作原理

①初步分析。要使電動機M₁先啟動、M₂后啟動，必須使接觸器KM₁先吸合、KM₂后吸合。

要使電動機M₂先停機、M₁后停機，必須使接觸器KM₂先釋放、KM₁后釋放。

為實現(xiàn)上述要求，需用時間繼電器及中間繼電器實現(xiàn)。

②順著分析。啟動時，合上電源開關QS，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機M₁啟動運行。KM₁常開輔助觸點閉合，時間繼電器KT₁線圈通電，經(jīng)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，其常開觸點閉合，接觸器KM₂得電吸合并自鎖，電動機M₂啟動運行。同時，KM₂常閉輔助觸點斷開，KT₁失電釋放。

欲要停機，按下停止按鈕SB₂，中間繼電器KA₂得電吸合并自鎖，其常閉觸點斷開，KM₂失電釋放，電動機M₂停止運行。KA₂常開觸點閉合，時間繼電器KT₂線圈通電，經(jīng)過一段延時后，其延時斷開常閉觸點斷開，KM₁失電釋放，電動機M₁停止運行。

調(diào)整時間繼電器KT₁，可改變兩臺電動機啟動的間隔時間；調(diào)整KT₂，可改變兩臺電動機停機的間隔時間。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-9。

3.1.27　皮帶運輸機電動機工作順序聯(lián)鎖控制線路

有兩臺皮帶運輸機，分別由兩臺異步電動機帶動。為了防止物料在皮帶上堵塞，對兩臺皮帶運輸機的啟動和停止有一定的順序要求。啟動時，只有當?shù)谝慌_皮帶運輸機啟動后，第二臺皮帶運輸機才能啟動；停止時，只有當?shù)诙_皮帶運輸機停止后，第一臺皮帶運輸機才能停止，如圖3-30所示。

兩臺皮帶運輸機聯(lián)鎖控制線路如圖3-31所示。

工作原理：合上電源開關QS₃，按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機M₁啟動，第一臺皮帶運輸機運行。同時，KM₁常開輔助觸點閉合，為電動機M₂啟動做好準備。如果啟動時先按按鈕SB₃，由于KM₁常開輔助觸點是斷開的，因此M₂不能啟動。

再按下啟動按鈕SB₃，接觸器KM₂得電吸合并自鎖，電動機M₂啟動，第二臺皮帶運輸機運行。同時，KM₂常開輔助觸點閉合，使M₁的停止按鈕SB₂失去控制作用，保證在M₂運轉(zhuǎn)期間M₁不會先停下來。

要使皮帶運輸機停止工作，需按停止按鈕SB₄，接觸器KM₂失電釋放，M₂停轉(zhuǎn)，第二臺皮帶運輸機停止運行。同時，KM₂常開輔助觸點斷開，恢復SB₂的作用。按下按鈕SB₁，接觸器KM₁失電釋放，M₁停轉(zhuǎn)，第一臺皮帶運輸機停止運行。

3.1.28　三臺有啟停順序要求電動機的聯(lián)鎖控制線路

三臺有啟停順序要求電動機的聯(lián)鎖控制線路如圖3-32所示。

（1）控制目的和方法

控制目的：保證電動機M₁啟動后，才允許其他兩臺電動機啟動；其他兩臺電動機可單獨停機，也可按下電動機M₁的停止按鈕，三臺電動機同時停機。

控制方法：通過接觸器KM₁～KM₃的聯(lián)鎖回路來實現(xiàn)。

保護元件：熔斷器FU₁～FU₃（分別是電動機M₁～M₃短路保護）；熱繼電器FR₁～FR₃（分別是電動機M₁～M₃過載保護）。

（2）線路組成

①主電路。由總開關QF及熔斷器FU₁、接觸器KM₁主觸點、熱繼電器FR₁和電動機M₁組成第一路；由熔斷器FU₂、接觸器KM₂主觸點、熱繼電器FR₂和電動機M₂組成第二路；由熔斷器FU₃、接觸器KM₃主觸點、熱繼電器FR₃和電動機M₃組成第三路。

②控制電路。由電動機M₁的啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、接觸器KM₁和熱繼電器FR₁常閉觸點組成第一路；由M₂的啟動按鈕SB₃、停止按鈕SB₄、接觸器KM₂和熱繼電器FR₂常閉觸點組成第二路；由M₃的啟動按鈕SB₅、停止按鈕SB₆、接觸器KM₃和熱繼電器FR₃常閉觸點組成第三路。

（3）工作原理

①初步分析。啟動：由于電動機M₁控制的接觸器KM₁的常開輔助觸點斷開，因此接觸器KM₂、KM₃是釋放的，電動機M₂、M₃不可能先于M₁啟動。停機：三只接觸器的控制回路是獨立的，所以按下各自的停止按鈕即可使各電動機單獨停機。而KM₂、KM₃線圈回路串接有KM₁的常開輔助觸點，所以KM₁釋放，也可使電動機M₂、M₃停機。

②順著分析。合上斷路器QF，先按下電動機啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖（由于一般交流接觸器只有兩副常開輔助觸點，而它們都用作聯(lián)鎖了，因此利用主觸點自鎖），電動機M₁啟動運行。

停機時，電動機M₂、M₃可以先停，但只要電動機M₁停機（按下SB₂），則電動機M₂、M₃也同時停機。

調(diào)整時間繼電器KT₁和KT₂，可分別改變電動機的運行時間和停機時間。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-10。

3.1.29　只允許電動機單向運轉(zhuǎn)的自控線路（一）

在某些場合，只允許電動機按一個指定的方向運轉(zhuǎn)，即使當電源相序由于外線路檢修后或其他原因而反相時，也要保證電動機按指定方向運轉(zhuǎn)，否則會造成人身及設備事故。為此可采用如圖3-33所示的自控線路。

（1）控制目的和方法

控制目的：只允許電動機按一個指定的方向運轉(zhuǎn)。

控制方法：利用相序保護電路來實現(xiàn)。

保護元件：熔斷器FU₁（電動機短路保護），F(xiàn)U₂（控制電路的短路保護）；熱繼電器FR（電動機過載保護）；二極管VD₂（保護三極管VT₂免受繼電器KA反電勢而損壞）。

（2）線路組成

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

②控制電路。由熔斷器FU₂、啟動按鈕SB₁、停止按鈕SB₂、接觸器KM₁及KM₂、中間繼電器KA觸點和熱繼電器FR常閉觸點組成。

③相序保護電路。由電阻R₁～R₅、電容C₁、二極管VD₁及VD₂、發(fā)光二極管VL、光電三極管VT₁、三極管VT₂和中間繼電器KA組成。

④相序保護器的直流電源。由變壓器T、整流橋VC和電容C₂組成。

（3）工作原理

合上電源開關QS，380V交流電經(jīng)變壓器T降壓、整流橋VC整流、電容C₂濾波后，給相序保護器提供約12V直流電壓。當電源相序正確時，即為U、V、W相序時，發(fā)光二極管VL點亮，光電三極管VT₁導通，三極管VT₂截止，中間繼電器KA失電釋放，其常閉觸點閉合、常開觸點斷開。按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₁得電吸合并自鎖，電動機正向啟動運行。

如果相序不對，則發(fā)光二極管VL不亮，光電三極管VT₁截止，三極管VT₂導通，繼電器KA得電吸合，其常閉觸點斷開、常開觸點閉合。按下啟動按鈕SB₁，接觸器KM₂得電吸合并自鎖，將電動機改變相序后接入電源，因此電動機仍正向啟動運行。

（4）元件選擇

電氣元件參數(shù)見表3-11。

另外兩種相序判別器電路如圖3-34（a）和圖3-34（b）所示。

如果用圖3-34（a）的相序判別器代替圖3-33中的虛線框部分，只要將中間繼電器KA的常開、常閉觸點分別取代圖3-33中的中間繼電器KA的常開、常閉觸點即可。當電源相序正確時，調(diào)整電阻R₁～R₄的阻值，使KA可靠吸合，當電源反相時，KA可靠釋放。

當采用圖3-34（b）的相序判別器代替圖3-33中的虛線框部分時，則要將中間繼電器KA的常開、常閉觸點分別取代圖3-33中的中間繼電器KA的常閉、常開觸點。當電源相序正確時，KA不吸合，電源相序反相時，KA吸合。調(diào)整電阻R的阻值，使相序為U、V、W時，KA線圈上的電壓最小，KA可靠釋放。

當中間繼電器KA選用JZC-22F型（直流48V 6400Ω）時，相序判別器各元件參數(shù)如圖中所標。

3.1.30　只允許電動機單向運轉(zhuǎn)的自控線路（二）

只允許電動機單向運轉(zhuǎn)的自控線路（二）如圖3-35所示。該線路采用雙感相序保護繼電器。

（1）工作原理

合上電源開關QS。當三相電源為順向相序（U、V、W）時，變壓器T₁的一次側(cè)電壓為88V，二次側(cè)電壓為0.88V。該電壓經(jīng)整流橋VC₁整流后，加在發(fā)光二極管VL上的電壓極小，VL不發(fā)光。變壓器T₂的二次側(cè)電壓為10V。該電壓經(jīng)整流橋VC₂整流、電容C濾波后，加在繼電器KA上的電壓約為直流12V。故KA吸合，其常開觸點閉合，為電動機啟動做好準備。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(zhuǎn)。

當三相電源為逆向相序時，T₁的一次側(cè)電壓為330V，二次側(cè)電壓為3.3V。該電壓經(jīng)整流橋VC₁整流后，使發(fā)光二極管VL發(fā)光報警。同時，變壓器T₂的一次側(cè)僅有88V電壓，二次側(cè)電壓不是2.6V。繼電器KA無法吸合，其常開觸點處于斷開狀態(tài)，接觸器KM無法吸合，電動機不能工作。

（2）元件選擇

變壓器T₁、T₂的變比分別為100∶1和100∶3，其一次側(cè)額定電壓為380V，容量為數(shù)伏·安；整流橋VC₁、VC₂均采用QL型50mA/50V；繼電器KA選用JRX-13F等型號、額定電壓為12V的小型繼電器。

3.1.31　只允許電動機單向運轉(zhuǎn)的自控線路（三）

只允許電動機單向運轉(zhuǎn)的自控線路（三）如圖3-36所示。該線路采用光電耦合相序保護繼電器。

（1）工作原理

合上電源開關QS。當三相電源為順向相序（U、V、W）時，在壓敏電阻RV₂兩端出現(xiàn)有效值為330V的電壓，峰值電壓為×330=467（V）。該電壓大于RV₂的額定電壓（300V），故RV₂導通。整流橋VC輸出約6V的直流電壓，施加于光電耦合器B_U、B_V和B_W的控制端子上，三個光控雙向晶閘管導通，電動機正常運轉(zhuǎn)。

當三相電源為逆向相序時，壓敏電阻RV₁兩端出現(xiàn)有效值為330V的電壓，峰值電壓為×330=467（V）。該電壓大于RV₁的額定電壓（300V），故RV₁導通。發(fā)光二極管VL₁和VL₂發(fā)光。而壓敏電阻RV₂這時僅有×88=124（V）的峰值電壓。該電壓小于RV₂的額定電壓，故RV₂能導通。整流橋VC因無交流輸入而無直流輸出，三個光控雙向晶閘管關閉，三個光控雙向晶閘管不導通，電動機不逆向運轉(zhuǎn)。

（2）元件選擇

電容C₁選用CBB22型0.033μF、630V；C₂選用CD11型470μF、16V電解電容；壓敏電阻RV₁、RV₂均選用MY31型300V、1kA；整流橋VC選用QL型50mA/20V；光電耦合器B_U、B_V、B_W選用TAC型20A、380V；發(fā)光二極管VL₁、VL₂選用BT201型等。