一、点动控制

所谓点动，即按下按钮时，电动机运行工作，松开按钮时，电动机停止工作。某些生产机械如张紧器、电动葫芦等常要求此类实时控制，它能实现电动机短时控制，整个运行过程完全由操作人员决定。其控制线路如图2-19 所示。

图2-19　电动机点动控制线路

主电路由开关QS、交流接触器KM 的主触头和笼型电动机M 组成，控制电路由启动按钮SB 和交流接触器线圈KM 组成。

线路的工作原理为：合上开关QS，按下启动按钮SB，接触器KM 线圈通电，主触头闭合，电动机M 通电直接启动。松开SB，KM 线圈断电，主触头断开，电动机M 停止运行。

点动运行的另一典型电路一般为控制电动机正反转的电路，如图2-20 所示。以张紧类机构为例，其工作过程一般为：如果毛布较松弛，需要张紧时按下SB1，电动机正转进行张紧，根据张紧程度，适时松开按钮停止张紧；若希望停机检修或更换毛布时，需要松弛毛布，按下SB2，电动机反转，毛布松弛。此类电路应用灵活，可根据实际需要随时调整装置状态。

图2-20　电动机点动正反转控制电路

二、自锁控制

依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电的现象，称为自锁或自保持，即电动机控制回路启动按钮按下松开后，电动机仍能保持运转工作状态。

图2-18 所示的电路是三相异步电动机连续运转的控制线路。主电路刀开关QS 起隔离作用，熔断器FU1 对主电路进行短路保护，接触器KM 的主触头控制电动机启动、运行和停车，热继电器FR 用作过载保护。控制电路中的FU2 作短路保护，SB2 为启动按钮，SB1 为停止按钮。

电路工作原理如下：先合上电源开关QS，按下启动按SB2，KM 线圈通电吸合，KM常开辅助触头闭合自锁，KM 主触头闭合，电动机M 得电运转。此时松开SB2，由于KM的常开辅助触头闭合，控制电路仍然保持接通，所以KM 线圈继续得电，电动机M 实现连续运转。这种利用接触器KM 本身常开辅助触头而使其线圈保持得电的控制方式叫作自锁，与启动按钮SB1 并联起自锁作用的常开辅助触头也叫作自锁触头。按下停止按钮SB1，KM 线圈断电释放，KM 主触头、常开辅助触头断开，电动机M 失电停止运行。当松开SB1，其常闭触头恢复闭合，因接触器KM 的自锁触头在切断控制电路时已断开，解除了自锁，SB2 也是断开的，所以接触器KM 不能得电，电动机M 也不会工作。

在电动机运行过程中，当电动机出现长期过载而使热继电器FR 动作时，其动断触头断开，KM 线圈断电，电动机停止运转，实现电动机的过载保护。

自锁控制并不局限在接触器上，在控制线路中电磁式中间继电器也常用自锁控制。自锁控制的另一个作用是实现欠压保护和失压保护。在图2-21 中，当电网电压消失后又重新恢复供电时，如不重新按启动按钮，电动机及其拖动的机构不能自行启动，这就构成了失压保护。它可防止在电源电压恢复时，电动机突然启动而造成设备和人身事故。当电网电压降低到接触器的释放电压时，接触器的衔铁释放，主触头和辅助触头均断开，电动机停止运行，它可以防止电动机在低压下运行，实现欠压保护。

图2-21　电动机自锁控制电路

三、互锁控制

在生产加工过程中，生产机械的运动部件往往要求实现上、下、左、右、前、后等相反方向的运动，如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转等，这就要求拖动电动机可以正反转运行。对于三相交流异步电动机而言，可以把三相电源中的任意两相对调接线来实现正反转运行。

如图2-22 所示，KM1、KM2 分别为正、反转用接触器，分别由SB2 和SB3 控制。这两个接触器的主触头接线的相序不同：KM1 按U-V-W 相序接线；KM2 按V-U-W 相序接线，即将U、V 两相对调，两个接触器分别工作时，电动机的旋转方向不一样，实现了电动机的可逆运转。

合上电源开关QS，按下正转启动按钮SB2，KM1 线圈得电，其触头闭合并自锁，电动机得电正转。先按下停止按钮SB1，KM1 线圈失电，其主触头断开，电动机断电停止运转，再按下反转启动按钮SB3，KM2 线圈得电，主触头闭合并自锁，电动机反向运转。

该电路虽然可以完成电动机的正反转控制，但有缺陷。在按下正转按钮SB2 时，KM1线圈通电并且自锁，接通正序电源，电动机正转。若操作有误，在按下SB2 的同时又按下反转按钮SB3，KM2 线圈通电并自锁，此时在电路中将发生U、V 两相电源短路事故。为了避免上述事故的发生，要求保证两个接触器不能同时工作，在同一时间里两个接触器只允许其中一个工作，如图2-23（a）所示。其原理如下：

图2-22　三相交流异步电动机的正反转运行控制电路

按下正转启动按钮SB2，KM1 线圈得电，其主触头闭合并自锁，电动机接通正向电源开始正转，KM1 的辅助常闭触头断开，切断了反转接触器KM2 的线圈电路。此时，即使按下反转启动按钮SB3，也不会使KM2 的线圈通电工作。

由以上分析可以得出如下规律：当要求甲接触器工作时，乙接触器不能工作；而乙接触器工作时甲接触器不能工作，只需在两个接触器线圈电路中互串对方的动断触头。

图2-23（a）所示的接触器互锁控制电路也有个缺点，即在正转过程中要求反转时必须先按下停止按钮SB1，让KM1 线圈断电，联锁触头KM1 闭合，这样才能按反转按钮使电动机反转，这给操作带来了不方便。为了解决这个问题，可采用复式按钮和触头互锁控制线路，如图2-23（b）所示。

图2-23（b）所示电路在接触器动断触头组成的互锁电气联锁的基础上添加了由按钮SB2 和SB3 动断触头组成的机械联锁。这样，当电动机需要反转时，只需按下反转按钮SB3，SB3 的动断触头便会断开KM1 电路，KM1 起互锁作用的触头闭合，接通KM2 线圈控制电路，电动机反转。

复式按钮不能代替联锁触头的作用，如图2-23（c）所示。当主电路中正转接触器KM1 的触头发生熔焊时，由于相同的机械连接，KM1 的辅助动合触头在线圈断电时不能复位，这时按下反转启动按钮SB3，使KM2 得电，会造成电源短路故障。因此这种保护作用仅采用复式按钮是无法实现的。

三相异步电动机的全压启动控制线路

图2-23　互锁控制电路

（a）接触器互锁控制电路；（b）复式按钮和触头互锁控制电路；（c）联锁触头控制电路

四、制动控制

三相感应电动机断电后，由于惯性作用，停车时间较长，这往往不能满足某些生产机械的工艺要求，也影响生产率的提高并会造成运动部件停位不准确、工作不安全，这就要求对电动机进行强迫制动。制动控制的方式有机械制动和电气制动两种，机械制动是采用机械抱闸制动，电气制动是产生一个与原来转动方向相反的制动力矩。电气制动有能耗和反接两种方式。

1.能耗制动控制

将正在运转的三相笼型异步电动机从交流电源上切除，在定子绕组任意两相通入直流电流，在空间产生静止的磁场，此时电动机转子因惯性而继续运转，切割磁力线，产生感应电动势和转子电流，转子电流与静止磁场相互作用，产生制动力矩，使电动机迅速减速制动停车，制动结束时必须及时切除直流电源。由于能耗制动是使用直流电源的，故也称为直流制动。

三相异步电动机制动控制电路

1）按时间原则控制

图2-24 所示为按时间原则控制的单向能耗制动控制线路。图中变压器TC、整流装置VC 提供直流电源。接触器KM1 的主触头闭合接通三相电源，KM2 将直流电源接入电动机定子绕组。(www.daowen.com)

图2-24　按时间原则控制的单向能耗制动线路

该控制线路的工作原理如下：按下启动按钮SB2，接触器KM1 通电吸合并自锁，其主触头闭合，电动机启动运行。停车时，按下停止按钮SB1，其动断触头断开使KM1 线圈断电，切断三相交流电源。同时，接触器KM2 和KT 的线圈通电并自锁，KM2 的主触头闭合，直流电源被引入定子绕组，电动机进行能耗制动。KT 延时结束时，其延时常闭触头断开KM2 的线圈回路，切断直流电源，并且将KT 线圈断电，为下次制动做准备。图中KT 的瞬时常开触头主要用于KT 线圈断线或发生机械故障卡死的情况，按下SB1，电动机能迅速制动，防止两相的定子绕组长期接入能耗制动的直流电流，这就相当于手动控制能耗制动。

能耗制动的制动转矩大小与通入直流电流的大小以及电动机的转速n 有关，转速越大，制动作用越强。一般接入的直流电流为电动机空载电流的3～5 倍，直流电流过大会烧坏电动机的定子绕组。电路采用在直流电源回路中串接可调电阻的方法，从而调节制动电流的大小。

2）按速度原则控制

图2-25 所示为按速度原则控制的单向能耗制动控制线路。图中KM1 为正常运行时的接触器，KM2 为制动接触器，KS 为速度继电器。

线路的工作原理为：启动时，合上电源开关QS，按下正转启动按钮SB2，接触器KM1 线圈得电并自锁，电动机启动运行，当速度上升到一定值时，速度继电器KS 闭合。

停车时，按下停止按钮SB1，KM1 线圈断电，SB1 的动合触头闭合，接触器KM2 通电并自锁，电动机定子绕组接入直流电源进行能耗制动，转速迅速下降。当转速下降到一定值时，速度继电器KS 的动合触头断开，KM2 线圈失电，能耗制动结束，此后电动机自由停车。

图2-25　按速度原则控制的单向能耗制动控制线路

3）可逆运行能耗制动控制线路

图2-26 所示为电动机按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路。KM1、KM2 分别为正、反转接触器，KM3 为制动接触器，SB2 为正向启动按钮，SB3 为反向启动按钮，SB1 为停止按钮。

启动时，合上电源开关QS，根据需要按下正转启动按钮SB2 或反转启动按钮SB3，相应的接触器KM2 或KM1 线圈通电并自锁，电动机正转或反转，此时速度继电器KS1 或KS2 闭合。

在正向运转过程中，需要停止时，按下SB1，KM1 或KM2 断电，KM3 线圈通电并自锁，KM3 常闭触头断开并锁住电动机启动电路；KM3 常开主触头闭合，电动机定子绕组接入直流电源进行正向能耗制动，转速迅速下降，当转速接近零时，KS 延时常闭触头断开，KM3 线圈断电，电动机正向能耗制动结束。反向能耗制动的过程与上述正向情况相同。

电动机可逆运行能耗制动也可以按时间原则，用时间继电器取代速度继电器，同样能达到制动的目的。

图2-26　可逆运行能耗制动控制线路

4）单管能耗制动控制线路

在制动要求不高的场合，可采用单管能耗制动控制线路，该线路省去了带有变压器的桥式整流电路，设备简单、体积小、成本低，常在10 kW 以下的电动机中使用，电路如图2-27 所示。

能耗制动电流小，能量损耗小，制动准确，适用于平稳制动的场合，但其制动力矩较弱，特别在低速时制动效果差，并且还需提供直流电源。

2.反接制动控制

反接制动是改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组旋转磁场反向，从而产生制动转矩，实现制动。反接制动要求在电动机转速接近零时及时切断反相序的电源，以防止电动机反向启动。

反接制动的优点是制动能力强、制动时间短，缺点是能量损耗大、制动时冲击力大、制动准确度差。一般采用以转速为变化参量，用速度继电器检测转速信号，能够准确地反映转速，达到很好的制动效果。反接制动适用于生产机械的迅速停车与反向。

图2-27　单管能耗制动控制线路

反接制动时，电动机定子绕组流过的电流相当于全电压直接启动时电流的两倍，为了防止制动电流对电动机转轴的机械冲击力，必须在定子电路中串入制动电阻。

1）单向反接制动控制

主电路中，接触器KM1 的主触头用来提供电动机的工作电源，接触器KM2 的主触头用来提供电动机停车时的制动电源。

图2-28（a）所示的控制线路的工作原理为：启动时，合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，接触器KM1 线圈通电吸合且自锁，其主触头闭合，电动机启动运行。当电动机转速上升到一定值时，速度继电器KS 的常开触头闭合，为反接制动作准备。

制动时，按下停止按钮SB1，KM1 线圈断电，其主触头断开电动机的工作电源，接触器KM2 线圈通电吸合，其主触头闭合，串入电阻R 进行反接制动，电动机转速下降，当转速降至100 r/min 以下时，KS 的常开触头复位断开，使KM2 线圈断电释放，切断电动机的电源，防止电动机反向启动。

图2-28（a）所示产线路存在一个问题，即停车期间，为了调整工件，需要用手转动机床主轴，此时速度继电器会发生误动作而闭合，KM2 得电，电动机接通反向电源进行制动，这样不利于调整工作。图2-28（b）所示的反接制动控制线路便解决了这个问题，控制线路中停止按钮采用复合按钮SB1，并在其常开触头上并联KM2 的常开触头，使KM2能自锁。这样在用手转动电动机时，虽然KS 的常开触头闭合，但只要不按复合按钮SB1，KM2 就不会通电，电动机也就不会反接，只有按下SB1，KM2 通电后制动电路才能接通。

图2-28　单向反接制动控制线路

2）电动机可逆运行反接制动控制

图2-29 所示为笼型异步电动机以速度原则进行控制的双向启动反接制动控制线路。图中KM1、KM2 为正、反转接触器，KM3 为短接电阻用接触器，K1～K4 为中间继电器，电阻R 既能限制反接制动电流，又能限制启动电流。

图2-29　双向启动反接制动控制线路

该线路的工作原理如下：按下启动按钮SB2，中间继电器K3 线圈通电并自锁，其动合触头闭合使接触器KM1 线圈通电，KM1 的主触头闭合，电动机串接电阻R 降压启动，限制启动电流。当转速上升到一定值时，速度继电器KS 动作，动合触头KS1 闭合，中间继电器K1 线圈通电动作并自锁，K1 的动合触头闭合，KM3 线圈得电，其主触头闭合，切除电阻R，电动机在全压下正转运行。

停车时，按停止按钮SB1，K3 及KM1 线圈断电，触头复位，电动机正向电源被断开，此时电动机转速还较高，速度继电器的动合触头KS1 仍保持闭合，中间继电器K1 线圈保持通电状态。KM1 断电后，动断触头的闭合使反转接触器KM2 线圈通电，接通电动机反向电源，进行反接制动。同时，由于中间继电器K3 线圈断电，接触器KM3 断电，电阻R被串入主电路，起限制制动电流的作用。电动机转速迅速下降，当转速下降到一定值时，KS 的动合触头KS1 断开，K1、KM2 线圈断电，反接制动结束。

按反向启动按钮SB3，其启动和制动过程与正转时相似，这里不再分析。

热继电器发热元件接于图中位置，可避免启动电流和制动电流对过载保护的不利影响。