第二章电气控制线路的基本规律40学时改

1电气控制线路的绘制原则电气控制线路的绘制原则2.1电气控制线路中的基本环节电气控制线路中的基本环节2.2三相交流电动机启动控制线路三相交流电动机启动控制线路2.3三相交流电动机制动控制线路三相交流电动机制动控制线路2.4电气控制线路中的保护环节电气控制线路中的保护环节2.52即继电即继电接触器控制线路。接触器控制线路。指由按钮、继电器、接触器，熔指由按钮、继电器、接触器，熔断器、行程开关等低压控制电器用导线连接起来组成的控制断器、行程开关等低压控制电器用导线连接起来组成的控制线路。线路。电气控制线路电气控制线路线路简单、便于掌握、价格低廉等，多年来在各种生产机械线路简单、便于掌握、价格低廉等，多年来在各种生产机械的电气控制领域中获得广泛的应用。的电气控制领域中获得广泛的应用。定义：定义：特点：特点：实现对电力拖动系统的动作的控制和保护，实现生产过程自实现对电力拖动系统的动作的控制和保护，实现生产过程自动化，以满足生产工艺对拖动控制的要求。动化，以满足生产工艺对拖动控制的要求。作用：作用：3电气控制线路图：电气控制线路图：用以描述电气控制设备电气原理及安装、调试用的用以描述电气控制设备电气原理及安装、调试用的工艺性图纸。工艺性图纸。电气控制线路图的分类电气控制线路图的分类：1、电气原理图，、电气原理图，2、电器元件布置图，、电器元件布置图，3、电气安、电气安装接线图装接线图4一、电气原理图一、电气原理图它是为了便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰原它是为了便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰原则，采用电器元件展开的形式绘制而成的图样。则，采用电器元件展开的形式绘制而成的图样。51.由主电路、控制电路、辅助回路组成。由主电路、控制电路、辅助回路组成。主电路主电路包括从电源到电机的电路，是强电流通过的部分，包括从电源到电机的电路，是强电流通过的部分，一般由一般由QSQS、FUFU、FRFR的热元件、的热元件、KMKM主触点和电动机组成，用主触点和电动机组成，用粗线条画在原理图的粗线条画在原理图的左面左面。控制电路控制电路是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用细线线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用细线条画在原理图的条画在原理图的右面右面。辅助回路：辅助回路：其他如信号、保护、测量、照明等，也是小电其他如信号、保护、测量、照明等，也是小电流的线路。用细线条画在原理图的流的线路。用细线条画在原理图的右面右面。基本原则是按电路画图基本原则是按电路画图6三相交流电源引入线采用三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记（分别对应以前的标记（分别对应以前的A、B、C三相，即对应色标黄、绿、红），中性线为三相，即对应色标黄、绿、红），中性线为N，接，接地端为地端为PE。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W 顺序进行标记。顺序进行标记。直流回路：正电源回路采用直流回路：正电源回路采用“1”标记；负电源回路采用标记；负电源回路采用“2”标记。标记。（2）控制电路和辅助电路中，连接在一点上的所有导线具）控制电路和辅助电路中，连接在一点上的所有导线具有同一电位，因而标注相同的线号有同一电位，因而标注相同的线号（通常在线圈、指示灯等（通常在线圈、指示灯等以上线号标奇数，线圈、指示灯等以下线号标偶数）。以上线号标奇数，线圈、指示灯等以下线号标偶数）。73.按按GB规定的规定的图形符号图形符号和和文字符号文字符号表示各电器元件。表示各电器元件。2.电气原理图表示电气控制线路的工作原理、以及各电电气原理图表示电气控制线路的工作原理、以及各电气元件的作用和相互关系，而不考虑电气设备的实际安气元件的作用和相互关系，而不考虑电气设备的实际安装位置和实际接线情况。装位置和实际接线情况。4.属同一电器元件的不同部分属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。但必须标注相同的文字符号。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，如如SB1、SB2等。等。87.尽可能减少线条和避免线条交叉。两线交叉连接时的尽可能减少线条和避免线条交叉。两线交叉连接时的电气连接点须用实心圆点标出。可拆接或测试点用空心电气连接点须用实心圆点标出。可拆接或测试点用空心圆点表示。圆点表示。6.无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。从上到下、从左到右依次排列。5.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出，即常状态画出，即按原始状态绘制按原始状态绘制。9u图区编号表示图面图区编号表示图面划分的各个区域，一划分的各个区域，一般写在图的下部（般写在图的下部（1 1，2 2，3 3等）；等）；u图的上方设有用途图的上方设有用途栏，用文字注明该栏栏，用文字注明该栏对应下方电路或元件对应下方电路或元件的功能。的功能。10电气原理图中用符号位置索引来表示接触器和继电器线圈电气原理图中用符号位置索引来表示接触器和继电器线圈与触点的位置，索引表位于电气原理图中相应的线圈的下与触点的位置，索引表位于电气原理图中相应的线圈的下方，给出触头的文字称号，并在其下面注明相应触头的索方，给出触头的文字称号，并在其下面注明相应触头的索引代号，接触器和继电器及其相应的从属关系图如下：引代号，接触器和继电器及其相应的从属关系图如下：对未用的触点用对未用的触点用“叉叉”表示表示接触器接触器KM：左栏左栏中中栏栏右右栏栏主触点所主触点所辅助常开触点辅助常开触点辅助常闭触点辅助常闭触点在图区号在图区号所在图区号所在图区号所在图区号所在图区号继电器继电器K：左栏左栏右栏右栏常开触点常开触点常闭触点常闭触点所在图区号所在图区号所在图区号所在图区号11 KM2 4 2 2 AAA12电器元件布置图：电器元件布置图：表明电气设备上所有电器和用表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位置，是电气控制设备制造、装配、电设备的实际位置，是电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。调试和维护必不可少的技术文件。电器元件的布置原则：电器元件的布置原则：1.1.体积大和较重的电器元件应装在元件安装板的下方，发体积大和较重的电器元件应装在元件安装板的下方，发热元件应装在上方热元件应装在上方2.2.强弱电分开，弱电应屏蔽强弱电分开，弱电应屏蔽3.3.需经常维护、检修、调整的元件的安装位置不宜过高或需经常维护、检修、调整的元件的安装位置不宜过高或过低过低4.4.布置应整齐、美观、对称布置应整齐、美观、对称5.5.元件之间应留有一定间距元件之间应留有一定间距1314电器接线图：电器接线图：表示电气设备或装置连接关系的简表示电气设备或装置连接关系的简图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修和故障处理。和故障处理。根据电气原理图和电器元件布置图编制根据电气原理图和电器元件布置图编制同一电器元件的各部件必须画在一起。同一电器元件的各部件必须画在一起。表示出电气设备和电器元件的相对位置、项目代号、端子表示出电气设备和电器元件的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等情号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等情况况与电气原理图和电器元件布置图配合使用与电气原理图和电器元件布置图配合使用151161.电动机的起动电动机的起动直接起动直接起动降压起动降压起动软起动软起动2.电动机的运行电动机的运行点动点动连续运行连续运行往返运行往返运行两地控制两地控制173.电动机的调速电动机的调速有级调速有级调速无级调速无级调速4.电动机的制动电动机的制动反接制动反接制动能耗制动能耗制动18优点：它结构简单，制造方便，价格低廉，而且优点：它结构简单，制造方便，价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，很少需要维护，坚固耐用，惯量小，运行可靠，很少需要维护，可用于恶劣环境等优点，在实际生产生活中得到可用于恶劣环境等优点，在实际生产生活中得到广泛的应用。广泛的应用。三相鼠笼异步电机三相鼠笼异步电机、启动、点动和停止控制环节、启动、点动和停止控制环节1、单向全压启动控制线路、单向全压启动控制线路19直接将三相对称交流电接入电动机的三相定子绕组直接将三相对称交流电接入电动机的三相定子绕组相应的出线端上相应的出线端上？L1L2L3M3UVW 控制？控制？20刀开关：在低压电路中作为刀开关：在低压电路中作为不频不频繁繁接通和分断电路用，主要用来接通和分断电路用，主要用来将电路与电源隔离将电路与电源隔离。M3UVWQS21断路器：主要用于低压配电电断路器：主要用于低压配电电路路不频繁不频繁通断控制，在电路发通断控制，在电路发生短路、过载、欠压和漏电等生短路、过载、欠压和漏电等故障时能分断故障电路。故障时能分断故障电路。M3UVWQF22接触器：用来接触器：用来频繁频繁接通或断开电动接通或断开电动机或其他设备的机或其他设备的主电路主电路，每小时可，每小时可开闭好几百次。开闭好几百次。M3UVWQSKM23M3UVWQSKM当接触器的常开触点（当接触器的常开触点（KM）闭合，电机接通电源开始转闭合，电机接通电源开始转动；动；当接触器的常开触点（当接触器的常开触点（KM）断开，电机停止运行。断开，电机停止运行。24接触器的工作原理？接触器的工作原理？KM只要控制交流接触器线圈电路只要控制交流接触器线圈电路的通断就能控制电机的起停的通断就能控制电机的起停。M3UVWQSKM25、启动、点动和停止控制环节、启动、点动和停止控制环节1、单向全压启动控制线路、单向全压启动控制线路KM自锁环节自锁环节自锁：这样利用输出信号自锁：这样利用输出信号KM 本身本身的联锁来保持输出，又称的联锁来保持输出，又称“自保持自保持”262、电动机的点动控制线路、电动机的点动控制线路“一按（点）就动，一松（放）就停一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控的电路称为点动控制电路。制电路。这种控制方法常用于电动机检修后试车或生产这种控制方法常用于电动机检修后试车或生产机械的位置调整（如机床上的手动调校控制）。机械的位置调整（如机床上的手动调校控制）。(a)最基本的点动控制线路最基本的点动控制线路(b)带旋转开关带旋转开关SA的点动控制线路的点动控制线路27(c)利用中间继电器实现点动的控制线路利用中间继电器实现点动的控制线路(d)用复合按钮用复合按钮SB3实现点动的控制线路实现点动的控制线路28以下控制电路能否实现既能点以下控制电路能否实现既能点动、又能连续运行动、又能连续运行 KMSB1KMSB2FRSB3思考思考不能点动！不能点动！29P75：题：题2-2 下列各图能否实现点动和连续控制？为什么？下列各图能否实现点动和连续控制？为什么？30按下启动按钮后，控制回路自保持，设备运行；按下停止按下启动按钮后，控制回路自保持，设备运行；按下停止按钮后，设备停止。按钮后，设备停止。3、起、起-保保-停控制电路停控制电路下图所示是两个典型的启下图所示是两个典型的启-保保-停控制电路停控制电路SB2KMKMSB1b）启动优先的自保持电路）启动优先的自保持电路a）停止优先的自保持电路）停止优先的自保持电路KMKMSB1SB2启启-保保-停控制电路又分为启动优先的自保持电路和停止优先的停控制电路又分为启动优先的自保持电路和停止优先的自保持电路，判断方法是启动和停止的按钮自保持电路，判断方法是启动和停止的按钮同时按下同时按下，看设备，看设备是启动还是停止。是启动还是停止。电动机启动、停止控制电路电动机启动、停止控制电路补充补充31控制电路控制电路(a)：起动按钮并联起动按钮并联连接，停止按钮串联连接，分连接，停止按钮串联连接，分别安置在三个地方，就可实现别安置在三个地方，就可实现三地操作。三地操作。控制电路控制电路(b)：几个操作者都几个操作者都按起动按钮发出主令信号，设按起动按钮发出主令信号，设备才能起动，停止时则任一点备才能起动，停止时则任一点都可以操作，都可以操作，4、多地点控制电路、多地点控制电路电动机启动、停止控制电路电动机启动、停止控制电路补充补充32二、可逆控制和互锁环节二、可逆控制和互锁环节可逆控制的应用：可逆控制的应用：机械设备的正向和反向运动、机械设备的正向和反向运动、电梯上下行、电梯上下行、机床工作台前进和后退、机床工作台前进和后退、起重设备的上下运动等。起重设备的上下运动等。可逆：指电动机做正转或反转运动可逆：指电动机做正转或反转运动图图2-5三相异步电动机可逆控制线路三相异步电动机可逆控制线路（a）主电路）主电路33（b）无互锁的控制线路）无互锁的控制线路或在或在KM2有电时按下有电时按下SB2会怎样？会怎样？问题：若在问题：若在KM1有电时按下有电时按下SB3会怎样？会怎样？（a）主电路）主电路图图2-5 三相异步电动机可逆控制线路三相异步电动机可逆控制线路KM1和和KM2同同时闭合会造成电时闭合会造成电源短路！源短路！34.通电通电断开断开无电无电闭合闭合自锁自锁（c）互锁控制线路）互锁控制线路35KM1KM1（d）采用复合按钮的互锁控制线路）采用复合按钮的互锁控制线路36动作序列图介绍动作序列图介绍1）元件线圈的）元件线圈的得电得电和和失电失电：分别用：分别用“”和和“”作为元件作为元件文字符号的上角标。文字符号的上角标。2）元件触点的）元件触点的闭合闭合和和断开断开：分别用：分别用“”和和“”作为作为元件文字符号的上角标。元件文字符号的上角标。3）分析控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从）分析控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从左至右的顺序表述各元件的状态。左至右的顺序表述各元件的状态。37电动机电动机M1和和M2各由热继电器各由热继电器FRl、FR2进行保进行保护护,接触器接触器 KMl 控制电动机控制电动机M1的起动、停止，的起动、停止，接触器接触器 KM2 控制电动机控制电动机M2的起动、停止，的起动、停止，KMl、KM2 经熔断器经熔断器FU和开关和开关QS与电源连接与电源连接。三、顺序控制环节（联锁控制）三、顺序控制环节（联锁控制）生产设备或自动生产线都由许多运动部件构成，而这些运动部件生产设备或自动生产线都由许多运动部件构成，而这些运动部件之间存在互相联系和制约的关系，因此常要求电动机或其他电器有一之间存在互相联系和制约的关系，因此常要求电动机或其他电器有一定的得电顺序。定的得电顺序。1)主电路：主电路：两台电动机顺序控制电路两台电动机顺序控制电路QS38按下按下SB2+KM1KM1+主触点吸合，主触点吸合，M1起动。起动。KM1+辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。按下按下SB3+KM2KM2+主触点吸合，主触点吸合，M2起动。起动。KM2+辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。两台电机都起动之后，要使电机停止运行，可如下操作：两台电机都起动之后，要使电机停止运行，可如下操作：按下按下SB1-KM1KM1-主触点释放脱开，主触点释放脱开，M1停止运转。停止运转。KM2KM2-主触点释放脱开，主触点释放脱开，M2停止运转。停止运转。注意：能否先起动注意：能否先起动M2？按下按下SB3+KM1-KM2，M2电机无法起动。电机无法起动。KM2（a）a)先先M1，后，后M2顺序起动，同时停车顺序起动，同时停车2)控制电路控制电路39SB2SB1FR1FR2动画动画40FR1SB1SB2FR2断开断开断开断开41 先先M1，后，后M2顺序起动顺序起动,先先M2，后，后M1顺序停顺序停车车KM2（b）起动操作：起动操作：SB2+KM1KM1+主触点吸合，主触点吸合，M1起动。起动。KM1+辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。SB4+KM2KM2+主触点吸合，主触点吸合，M2起动。起动。KM2+辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。停车操作：停车操作：SB3-KM2KM2-主触点释放脱开，主触点释放脱开，M2停止运转。停止运转。SB1-KM1KM1-主触点释放脱开，主触点释放脱开，M1停止运转。停止运转。42 YA（a）图图2-8 两位四通电磁阀点动、起动控制线路两位四通电磁阀点动、起动控制线路（a）主电路）主电路 （b）电磁阀控制电路）电磁阀控制电路 YA（b）KA SB1 SB2 KA四、执行元件为电磁阀时的控制线路四、执行元件为电磁阀时的控制线路43三个继电器三个继电器KA1、KA2、KA3，要求在开关，要求在开关SA闭合后继闭合后继电器能顺序地接通，然后再按同一顺序断开，在电器能顺序地接通，然后再按同一顺序断开，在SA保持保持闭合时，工作循环重复运行：闭合时，工作循环重复运行：时序开关控制电路时序开关控制电路不仅与触点组合有关，而且和组合过程的次序有关，这不仅与触点组合有关，而且和组合过程的次序有关，这类控制电路称为时序开关控制电路。类控制电路称为时序开关控制电路。常用电气控制电路常用电气控制电路1KA1KA1KA3KA2KA3KA2SA44要求要求KM1控制的电动机控制的电动机M1起动起动t秒后，秒后，KM2控制的电动机控制的电动机M2才起动（可用通电延时时间继电器来实现），按下停才起动（可用通电延时时间继电器来实现），按下停止按钮后止按钮后M1和和M2都停止：都停止：按时间的顺序控制电路按时间的顺序控制电路KM1KM1KTKTKM2KM2SB1SB2KM2t常用电气控制电路常用电气控制电路2453、试设计一个控制电路，一台由接触器、试设计一个控制电路，一台由接触器KM控制的电控制的电动机，在按下启动按钮动机，在按下启动按钮SB后，只运行后，只运行 t 秒就停止。秒就停止。2、题、题2-3 图图2-24所示的电器控制线路能实现什么功能？所示的电器控制线路能实现什么功能？（可以用动作序列图描述）（可以用动作序列图描述）1、题、题2-2 （b）、（）、（d）、（）、（f）？）？46 10KW10KW以下的三相异步电动机，通常采用全压起动，以下的三相异步电动机，通常采用全压起动，即起动时电动机的定子绕组直接接在额定电压的交即起动时电动机的定子绕组直接接在额定电压的交流电源上。流电源上。10KW10KW以上的电动机，因起动电流大，线路压降大，以上的电动机，因起动电流大，线路压降大，负载端电压降低，影响起动电动机附近电气设备正负载端电压降低，影响起动电动机附近电气设备正常运转，故采用减压起动。常运转，故采用减压起动。减压起动：起动时，降低加在电动机定子绕组上的减压起动：起动时，降低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机起动后再将电压恢复到额定值，使电压，待电动机起动后再将电压恢复到额定值，使之在额定电压下运转。之在额定电压下运转。47一、直接启动控制线路一、直接启动控制线路开关直接起动电路、各种点动运行电路。开关直接起动电路、各种点动运行电路。二、降压启动控制线路二、降压启动控制线路定子串电阻降压启动、定子串电阻降压启动、Y降压启动、降压启动、自耦变压器降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动、延边三角形降压启动、软启动软启动48动作序列图：动作序列图：1、定子串电阻降压、定子串电阻降压 启动控制线路启动控制线路定子串入电阻降压启动定子串入电阻降压启动开始计时开始计时时间到，将电阻短路，全压运行时间到，将电阻短路，全压运行（KM2闭合）闭合）KM1闭合，闭合，491、定子串电阻降压启动控制线路、定子串电阻降压启动控制线路b）控制线路）控制线路50动作序列图：动作序列图：2、Y 降压降压 启动控制线路启动控制线路Y形降压启动（形降压启动（KM3断开）断开）开始计时开始计时时间到，时间到，形全压运行形全压运行(KM2断开，断开，KM3闭合闭合)KM1闭合，闭合，KM2闭合闭合51动作序列图：动作序列图：3、自耦变压器降压、自耦变压器降压 启动控制线路启动控制线路自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动开始计时开始计时时间到，时间到，全压运行全压运行(KM1断开，断开，KM2闭合闭合)KM1闭合，闭合，52什么是制动？为什么要制动？什么是制动？为什么要制动？异步电动机制动方法异步电动机制动方法反接制动反接制动能耗制动能耗制动机械制动机械制动电气制动电气制动机械制动机械制动是利用机是利用机械装置使电动机在械装置使电动机在切断电源后迅速停切断电源后迅速停转，比如电磁抱闸转，比如电磁抱闸制动。制动。KM1MQSFUL1L1 L2L2 L3L3电磁铁电磁铁制动瓦制动瓦弹簧弹簧制动轮制动轮FR3机械制动机械制动53一、反接制动控制一、反接制动控制运行时（运行时（速度继电器动作）速度继电器动作）速度继电器复位，使速度继电器复位，使KM2断开断开速度接近速度接近0改变电动机电源的相序改变电动机电源的相序（KM1 断开，断开，KM2闭合）闭合）定子绕组产生相反方向的定子绕组产生相反方向的旋转磁场旋转磁场产生制动转矩产生制动转矩反接制动反接制动54二、能耗制动控制二、能耗制动控制55一、一、短路保护短路保护:常用熔断器和低压断路器常用熔断器和低压断路器.二、二、过载保护过载保护:常用热继电器也可用低压断路器常用热继电器也可用低压断路器.三、三、过电流保护过电流保护:常用低压断路器、过电流继电器与常用低压断路器、过电流继电器与 接触器配合使用接触器配合使用四、四、零电压保护零电压保护:常用零电压继电器与接触器配合常用零电压继电器与接触器配合五、五、欠电压保护欠电压保护:常用欠电压继电器常用欠电压继电器、低压断路器低压断路器六、六、弱磁保护：弱磁保护：弱磁保护器弱磁保护器保护目的保护目的:消除有害因素消除有害因素;保障设备和人身安全保障设备和人身安全.保护环节保护环节:56考虑启动电流考虑启动电流的过流保护的过流保护57交流电动机常用保护类型示意图交流电动机常用保护类型示意图 U V W N KM2 KM1 SB2 KA SB1 FU2 FU1KM1 KM2 KM2KM1 KM2KI1 KI2 KI1 KI2SB3 KAKVKAFRI I U M3FRKVQSKM1短路保护短路保护熔断器熔断器FU1FU1、FU2FU2过载保护过载保护热继电热继电器器FRFR过流保护过流保护过电流过电流继电器继电器KI1KI1、KI2KI2零压保护零压保护1 1按钮按钮SB2SB2、SB3SB3并接并接KM1KM1、KM2KM2常开辅助触点常开辅助触点欠压保护欠压保护欠压继欠压继电器电器KVKV互锁保护互锁保护接触器接触器KM1KM1和和KM2KM2互锁互锁58零压保护零压保护2 2 采用不能复位的开关时，将零电压继电器与采用不能复位的开关时，将零电压继电器与接触器配合使用接触器配合使用工作位置工作位置零位零位591.1.熟悉电气原理图的绘制方法熟悉电气原理图的绘制方法2.2.掌握电气控制电路的基本控制环节掌握电气控制电路的基本控制环节3.3.掌握三相异步电动机的起动、制动控制电路掌握三相异步电动机的起动、制动控制电路4.4.掌握电气控制系统常用的保护环节掌握电气控制系统常用的保护环节