电气控制基础知识课件

2024/7/91熔断器熔断器熔断器熔断器FUFUFUFU交流接触器交流接触器交流接触器交流接触器KMKMKMKM组合开关组合开关组合开关组合开关Q Q Q Q按扭按扭按扭按扭SBSBSBSBSBSB1 1SBSB2 23 3 3 35 5热继电器热继电器热继电器热继电器FRFRFRFRM M M M3 3 3 34 42 21 11.1 1.1 鼠笼式电动机直接起动的控制线路鼠笼式电动机直接起动的控制线路1.1.1.1.直接起动直接起动直接起动直接起动(a)(a)(a)(a)结构图结构图结构图结构图2024/7/922.2.2.2.既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路按下起动按钮，电动按下起动按钮，电动按下起动按钮，电动按下起动按钮，电动机运转，松开起动按机运转，松开起动按机运转，松开起动按机运转，松开起动按钮钮钮钮 ，电动机停转。，电动机停转。，电动机停转。，电动机停转。点动按钮点动按钮点动按钮点动按钮SBSBSBSB3 3 3 3的作用的作用的作用的作用(1)(1)使接触器线圈使接触器线圈KMKM通电；通电；(2)(2)使线圈使线圈KMKM不能自锁。不能自锁。KMKMKMKMSBSBSBSB2 2 2 2FRFRFRFRKMKMKMKMSBSBSBSB1 1 1 1 SBSB3 3复合按钮复合按钮2024/7/93按下按下按下按下SBSBSBSB3 3 3 3电机运转电机运转电机运转电机运转点动时：点动时：点动时：点动时：KMKMKMKMSBSBSBSB2 2 2 2FRFRFRFRKMKMKMKMSBSBSBSB1 1 1 1 SBSB3 3后闭合后闭合后闭合后闭合先断开先断开先断开先断开闭合闭合闭合闭合自锁触点不起作用自锁触点不起作用自锁触点不起作用自锁触点不起作用通电通电通电通电2024/7/94松开松开松开松开SBSBSBSB3 3 3 3电机停转电机停转电机停转电机停转实现点动实现点动KMKMKMKMSBSBSBSB2 2 2 2FRFRFRFRKMKMKMKMSBSBSBSB1 1 1 1 SBSB3 3先断开先断开先断开先断开后闭合后闭合后闭合后闭合断开断开断电断电断电断电2024/7/953 3 3 3、多地控制线路、多地控制线路、多地控制线路、多地控制线路在大型生产设备上，为使操作人员在不同方位均能进行起、停操作，常常要求组成多地控制线路。需要多个起动、停止按钮。启动按钮应并联，停止按钮应串联，分别装在不同地方。2024/7/964 4 4 4、鼠笼式电动机正反转的控制线路、鼠笼式电动机正反转的控制线路、鼠笼式电动机正反转的控制线路、鼠笼式电动机正反转的控制线路 将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。机反转。(即改变电动机定子绕组的电源相序即改变电动机定子绕组的电源相序)需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。线对调一下，电动机反转。线对调一下，电动机反转。线对调一下，电动机反转。2024/7/97按下按下按下按下SBSBSBSB1 1 1 1SBSBSBSB0 0 0 0KMKMKMKM2 2 2 2 利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法成为利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法成为利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法成为利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法成为“互锁互锁互锁互锁”，起互锁作用的两对触头称为互锁触头。利用接触，起互锁作用的两对触头称为互锁触头。利用接触，起互锁作用的两对触头称为互锁触头。利用接触，起互锁作用的两对触头称为互锁触头。利用接触器的触点实现互锁控制称电气互锁（也称电气联锁）。器的触点实现互锁控制称电气互锁（也称电气联锁）。器的触点实现互锁控制称电气互锁（也称电气联锁）。器的触点实现互锁控制称电气互锁（也称电气联锁）。“互锁互锁互锁互锁”触点触点触点触点 缺点：缺点：缺点：缺点：改变转向时必须改变转向时必须改变转向时必须改变转向时必须先按停止按先按停止按先按停止按先按停止按 钮。钮。钮。钮。KMKMKMKM1 1 1 1SBSBSBSB1 1 1 1KMKMKMKM2 2 2 2KMKMKMKM2 2 2 2SBSBSBSBR2R2R2R2KMKMKMKM1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1.通电通电断开断开断电断电电机正转电机正转电机正转电机正转闭合闭合2024/7/98利用复合按利用复合按利用复合按利用复合按钮的触点实钮的触点实钮的触点实钮的触点实现互锁控制现互锁控制现互锁控制现互锁控制称机械互锁。称机械互锁。称机械互锁。称机械互锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路机械互锁机械互锁机械互锁机械互锁电气互锁电气互锁电气互锁电气互锁KMKM2 2KMKMKMKM2 2 2 2SBSBSBSB2 2 2 2SBSBSBSB0 0 0 0KMKMKMKM1 1 1 1SBSBSBSB1 1 1 1KMKM2 2KMKMKMKM1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1既有接触器互既有接触器互锁，又有按钮锁，又有按钮互锁，叫做具互锁，叫做具有双重互锁的有双重互锁的可逆控制电路可逆控制电路2024/7/99当电机正转时，按下反转按钮当电机正转时，按下反转按钮当电机正转时，按下反转按钮当电机正转时，按下反转按钮SBSBSBSB2 2 2 2停止正转停止正转停止正转停止正转电机反转电机反转电机反转电机反转KMKM2 2KMKMKMKM2 2 2 2SBSBSBSB2 2 2 2SBSBSBSB0 0 0 0KMKMKMKM1 1 1 1SBSBSBSB1 1 1 1KMKMKMKM2 2 2 2KMKMKMKM1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1先断开先断开先断开先断开断电断电断电断电闭合闭合闭合闭合通电通电断开断开断开断开闭合闭合闭合闭合2024/7/9105 5 5 5、优先控制电路、优先控制电路、优先控制电路、优先控制电路(分为分为先动作优先先动作优先和和后动作优先后动作优先)先动作优先电路工作状态：先动作优先电路工作状态：无论哪一台设备先动作，其他设备则不能动作，即先动作优先。若首先按下SB1，KM1线圈得电并自锁（电动机M1工作），KM1的动合触点闭合，使中间继电器KA线圈得电，KA的动断触点断开KM2、KM3的线圈电路，因而在KM1未断电之前，KM2、KM3接触器都不能工作。互锁控制电路都属于先动作优先控制电路。SB0SB0KAKAKM1KM1KM1KM1KAKAKM2KM2KM2KM2SB3SB3KAKAKM3KM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2KM3KM3KAKASB1SB1SB2SB2先动作优先电路先动作优先电路2024/7/911后动作优先电路的工作状态：后动作优先电路的工作状态：多台设备，任一台工作，前面所有已动作的设备自动停止工作，即后动作优先。若先按下SB1，则KM1线圈得电并自锁（电动机M1工作），若再按SB2，则KM2线圈得电并自锁（电动机M2工作），KM2的动断触点断开，使KM1断电。后动作优先电路后动作优先电路KM1KM1KM1KM1KM2KM2KM2KM2SB3SB3KM3KM3SB1SB1SB2SB2KM3KM3KM2KM2KM1KM1KM3KM3KM3KM3KM1KM1KM2KM2SB0SB02024/7/912第二节 按联锁控制的规律凡是生产线上某些环节或一台设备的某些部件之间具有互相凡是生产线上某些环节或一台设备的某些部件之间具有互相制约或互相配合的控制，匀称为制约或互相配合的控制，匀称为联锁控制。联锁控制。自锁控制连锁控制连锁控制正常工作与点动的连锁控制互锁控制2024/7/913控制顺序：控制顺序：控制顺序：控制顺序：M M M M1 1 1 1起动后起动后起动后起动后M M M M2 2 2 2才能起动。才能起动。才能起动。才能起动。M M M M2 2 2 2既不能单独起动，也不能单独停车。既不能单独起动，也不能单独停车。既不能单独起动，也不能单独停车。既不能单独起动，也不能单独停车。按下停止按钮两台电动机同时停止工作。按下停止按钮两台电动机同时停止工作。按下停止按钮两台电动机同时停止工作。按下停止按钮两台电动机同时停止工作。1.1.1.1.电机的顺序工作的联锁控制电机的顺序工作的联锁控制电机的顺序工作的联锁控制电机的顺序工作的联锁控制按按按按SBSBSBSB1 1 1 1再按再按再按再按SBSBSBSB2 2 2 2M M M M1 1 1 1转动转动转动转动M M M M2 2 2 2转动转动转动转动KMKMKMKM1 1 1 1FUFUFUFUQ QKM2KM2KM2KM2M M M M1 1 1 1M M M M2 2 2 233333333.SBSBSBSBSBSBSBSB1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1KMKM1 1SBSBSBSB2 2 2 2KMKMKMKM2 2 2 2KMKMKMKM2 2 2 2通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合通电通电通电通电闭闭闭闭合合合合闭合闭合闭合闭合.顺序启动，逆序停止2024/7/9142 2、顺序启动，逆序停止控制线路、顺序启动，逆序停止控制线路KMKMKMKM1 1 1 1FUFUFUFUQ QKMKMKMKM2 2 2 2M M M M1 1 1 1M M M M2 2 2 233333333.SBSBSBSB0 0 0 0SBSBSBSB1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1KMKM1 1KMKMKMKM2 2 2 2通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合通电通电通电通电闭闭闭闭合合合合闭合闭合闭合闭合SBSBSBSB2 2 2 2KMKMKMKM2 2 2 2.SBSBSBSB3 3 3 3KMKM1 1闭合闭合闭合闭合M M M M1 1 1 1转动转动转动转动再按再按再按再按SBSBSBSB2 2 2 2M M M M2 2 2 2转动转动转动转动启动启动：按按按按SBSBSBSB1 1 1 1KMKMKMKM2 2 2 2.闭闭闭闭合合合合停止：按停止：按停止：按停止：按SBSBSBSB3 3 3 3M M M M2 2 2 2停止停止停止停止再按再按再按再按SBSBSBSB0 0 0 0M M M M1 1 1 1停止停止停止停止KM2KM2KM2KM2断电断电断电断电KM2KM2KM2KM2断电断电断电断电2024/7/915控制规律控制规律实现联锁的关键：正确选择和安排联锁实现联锁的关键：正确选择和安排联锁触点。触点。互相制约关系（互锁）由将各自控制电互相制约关系（互锁）由将各自控制电器的常闭触点串接到对方电器的线圈电器的常闭触点串接到对方电器的线圈电路中。路中。顺序动作联锁，将先通电的电器的常开顺序动作联锁，将先通电的电器的常开触点串接在后通电的电器的线圈电路中，触点串接在后通电的电器的线圈电路中，将先断电的电器的常开触点并接在后断将先断电的电器的常开触点并接在后断电的电器的线圈电路中的停止按钮上。电的电器的线圈电路中的停止按钮上。2024/7/916M1M133这样的顺序控这样的顺序控制是否合理？制是否合理？两电机各自两电机各自两电机各自两电机各自要有独立的要有独立的要有独立的要有独立的电源；这样电源；这样电源；这样电源；这样接，主触头接，主触头接，主触头接，主触头(KM1)(KM1)(KM1)(KM1)的负的负的负的负荷过重。荷过重。荷过重。荷过重。KM1KM1KM1KM1KM2KM2KM2KM2M2M233思考思考M M M M1 1 1 133332024/7/917KMKMKMKM2 2 2 2SBSB0 0KMKMKMKM2 2 2 2SBSB1 1KMKMKMKM1 1 1 1FRFR1 1FRFR2 2KMKMKMKM1 1 1 1 例例例例1 1 1 1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：求电动机按下述顺序起动和停止：求电动机按下述顺序起动和停止：求电动机按下述顺序起动和停止：起动时起动时起动时起动时:M M M M1 1 1 1起动后起动后起动后起动后 M M M M2 2 2 2才能起动；才能起动；才能起动；才能起动；停车时停车时停车时停车时:M M M M2 2 2 2停车后停车后停车后停车后M M M M1 1 1 1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？起动：起动：起动：起动：通电通电通电通电通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合2024/7/918SBSBKM1KM1KM1KM1FRFR1 1KM2KM2KM2KM2SBSBKM2KM2KM2KM2FRFR2 2KM1KM1KM1KM1停止：停止：停止：停止：断电断电断电断电断电断电断电断电断开断开断开断开2024/7/919第三节第三节 按控制过程的变化参量进行控制的规律按控制过程的变化参量进行控制的规律一、时间原则控制一、时间原则控制1.1.基本电器：基本电器：时间继电器时间继电器实现：电动机降压启动和制动实现：电动机降压启动和制动 自动间歇自动间歇 各种动作的时间顺序控制各种动作的时间顺序控制2.2.2.2.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是在电动机起动时在三相定子电路串接电阻，使是在电动机起动时在三相定子电路串接电阻，使得加在定子绕组上的电压降低，起动结束后再将得加在定子绕组上的电压降低，起动结束后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。2024/7/9203.3.3.3.鼠笼式电动机能耗制动控制线路鼠笼式电动机能耗制动控制线路鼠笼式电动机能耗制动控制线路鼠笼式电动机能耗制动控制线路在制动过程中，电流、转速和时间三个参量都在制动过程中，电流、转速和时间三个参量都在变化，原则上可以任取其中一个参量作为控在变化，原则上可以任取其中一个参量作为控制信号。制信号。取时间作为变化参量，其控制线路简单，成本取时间作为变化参量，其控制线路简单，成本较低，故实际应用较多。较低，故实际应用较多。2024/7/921正反转控制线路正反转控制线路正反转控制线路正反转控制线路33M MFRFRFRFRFUFUQ Q.KMKMKMKMF F F FFRFRKMKMKMKMR R R RSBSBSBSB1 1 1 1SBSBSBSBF F F FKMKMKMKMF F F FSBSBSBSBR R R RKMKMKMKMR R R RKMKMR RKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMR R R R 下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误，请改正之。有几处错误，请改正之。有几处错误，请改正之。有几处错误，请改正之。2024/7/922二、行程原则控制二、行程原则控制二、行程原则控制二、行程原则控制基本电器：基本电器：行程开关行程开关工作原理：行程开关装在所需的地点，当装在工作原理：行程开关装在所需的地点，当装在运动部件上的撞块碰动行程开关时，行程开关运动部件上的撞块碰动行程开关时，行程开关的触点动作，从而实现电路的切换。的触点动作，从而实现电路的切换。主要用于：机床进给速度的自动换接；主要用于：机床进给速度的自动换接；自动工作循环；自动工作循环；自动定位；自动定位；运动部件的限位保护。运动部件的限位保护。2024/7/923行程控制的限位线路行程控制的限位线路KM1和KM2分别行车向前和向后的接触器。限位线路：限位线路：限位线路：限位线路：SBSBSBSB0 0 0 0KMKMKMKM2 2 2 2SBSBSBSB1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1KMKMKMKM1 1 1 1KMKMKMKM2 2 2 2SQSQSQSQb b b bSQSQSQSQa a a aKMKMKMKM1 1 1 1KMKMKMKM2 2 2 2SBSBSBSB2 2 2 2按按按按SBSBSBSB1 1 1 1时时时时KMKMKMKM1 1 1 1通电通电通电通电电机正转电机正转电机正转电机正转到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，行车撞击行车撞击行车撞击行车撞击SQSQSQSQb b b b(其常闭断开其常闭断开其常闭断开其常闭断开)限位保护作用限位保护作用限位保护作用限位保护作用停止正转停止正转停止正转停止正转KMKM1 1断电断电当行车离开终点位置，按当行车离开终点位置，按SB2SB2时，行程开关自动复位，时，行程开关自动复位，行车继续正常运行。行车继续正常运行。2024/7/924按按按按SBSBSBSBF F F F时时时时KMKMKMKMF F F F通电通电通电通电(其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开，常开闭合常开闭合常开闭合常开闭合)KMKMF F断电断电电机正转电机正转电机正转电机正转工作台前进工作台前进工作台前进工作台前进到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，挡块挡块挡块挡块1 1 1 1撞击撞击撞击撞击SQSQSQSQb b b bKMKMKMKMR R R R通电通电通电通电停止正转停止正转停止正转停止正转 电机反转电机反转电机反转电机反转(工作台后退工作台后退工作台后退工作台后退)SQSQSQSQa a a aSQSQSQSQb b b b前进前进前进前进(正转）正转）正转）正转）后退后退后退后退1 12 2行程开关行程开关行程开关行程开关挡块挡块挡块挡块自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：SBSBSBSBKMKMKMKMR R R RSBSBSBSBF F F FKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMR R R RSQSQSQSQb b b bSQSQSQSQa a a aKMKMKMKMF F F FKMKMKMKMR R R RSBSBSBSBR R R R自动往返循环控制线路自动往返循环控制线路自动往返循环控制线路自动往返循环控制线路2024/7/925运动部件每经过一次自动往复循环，电动机运动部件每经过一次自动往复循环，电动机就要进行两次反接制动过程，这将出现较大就要进行两次反接制动过程，这将出现较大的电流和机械冲击。因此，这种线路只适用的电流和机械冲击。因此，这种线路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、电动机于电动机容量较小、循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统中。转轴具有足够刚性的拖动系统中。2024/7/926三、速度原则控制三、速度原则控制1 1、速度原则控制的单向能耗制动控制电路、速度原则控制的单向能耗制动控制电路取速度为变化参量取速度为变化参量基本电器：基本电器：速度继电器速度继电器，检测电动机的速度变化，检测电动机的速度变化，在在1201203000r/min3000r/min范围内速度继电器触点动作，当范围内速度继电器触点动作，当转速低于转速低于100r/min100r/min时，触点复位。速度继电器要与时，触点复位。速度继电器要与电动机同轴旋转。电动机同轴旋转。实现：电动机反接制动；实现：电动机反接制动；能耗制动；能耗制动；电动机的低速脉动控制。电动机的低速脉动控制。2024/7/927电动机正常工作电动机正常工作KS的常开触头闭合，为制动作准备。的常开触头闭合，为制动作准备。停车时按下停车时按下 KM1线圈断电线圈断电 主触头断开，切断交流电源主触头断开，切断交流电源复合按钮复合按钮SB1 KM2线圈通电线圈通电 主触头闭合，电动机通直流电主触头闭合，电动机通直流电 进入能耗制动进入能耗制动当电动机的转速下降至接近零时，当电动机的转速下降至接近零时，KS的常开触头断开的常开触头断开 KM2线线圈断电圈断电 常开主触头断开常开主触头断开 切除直流电源切除直流电源 能耗制动结束能耗制动结束SB1KM1SB2FRKM1KSKM2FU2FU2nKM1KM2KMKM2 22024/7/9282 2、反接制动控制线路、反接制动控制线路反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的制动产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的制动方法。方法。反接制动常采用反接制动常采用转速转速为变化参量进行控制。为变化参量进行控制。反接制动特点：制动迅速，效果好，冲击大。反接制动特点：制动迅速，效果好，冲击大。适用范围：适用范围：10KW10KW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。为了减少冲击电流，通常在电动机主电路中串接限流为了减少冲击电流，通常在电动机主电路中串接限流电阻。电阻。2024/7/929KM2SB1KM1SB2FRKM1KTKSKM2FU2FU2nKM1KM23MFRKM1QKSKM2 2024/7/930电动机正常工作电动机正常工作KS的常开触头闭合，为制动作准备。的常开触头闭合，为制动作准备。按复合按钮按复合按钮SB1 KM1线圈失电线圈失电 电动机断电惯性运转电动机断电惯性运转 （KS仍闭合）仍闭合）KM1常闭触头闭合常闭触头闭合 KM2线圈得电线圈得电 KM2常开触头闭合自锁常开触头闭合自锁 KM2主触头闭合主触头闭合 电机接电阻反接制动电机接电阻反接制动 KM2常闭触头断开常闭触头断开当电动机的转速下降至接近零时，当电动机的转速下降至接近零时，KS的常开触头断开的常开触头断开 KM2线圈断电线圈断电 常开常开主触头断开反序电源耗制动结束。主触头断开反序电源耗制动结束。SB1KM1SB2FRKM1KSKM2FU2FU2nKM1KM2KMKM2 22024/7/931电动机可逆运行的反接制动控制线路电动机可逆运行的反接制动控制线路FRFRFUFU2 2FUFU2 2SBSB1 1KMKM1 1KSKS1 1KSKS2 2nKMKM1 1SBSB2 2nKMKM2 2KMKM1 1KSKS1 1KSKS2 2nSBSB3 3nKMKM2 2KMKM2 2KS1KS1是速度继电是速度继电器器KSKS的正转触的正转触头，头，KS2KS2反转触反转触头。头。KM1KM1正转接正转接触器，触器，KM2KM2反转反转接触器接触器2024/7/932 当正转接触器当正转接触器KM1KM1闭合，电动机接正相序闭合，电动机接正相序三相电源运转时，速度继电器三相电源运转时，速度继电器KSKS的正转常闭触头的正转常闭触头KS1KS1断开，常开触头断开，常开触头KS1KS1闭合。闭合。由于反转接触器由于反转接触器KM2KM2的线圈电路中串连的起互的线圈电路中串连的起互锁作用的常闭触头锁作用的常闭触头KM1KM1早已断开，所以早已断开，所以KS1KS1 正转常开触点的闭合仅起正转常开触点的闭合仅起KM2KM2准备通电的作用，准备通电的作用，并不能使其线圈立即通电。并不能使其线圈立即通电。按停止按钮按停止按钮SB1SB1时，时，KM1KM1线圈断电，其常闭触头线圈断电，其常闭触头复位使复位使KM2KM2线圈通电，电动机接反相序电源，进入正线圈通电，电动机接反相序电源，进入正向反接制动状态。向反接制动状态。2024/7/933FRFRFUFU2 2FUFU2 2SBSB1 1KMKM1 1KSKS1 1KSKS2 2nKMKM1 1SBSB2 2nKMKM2 2KMKM1 1KSKS1 1KSKS2 2nSBSB3 3nKMKM2 2KMKM2 2由于速度继电器由于速度继电器KS1KS1的常的常闭触头这时是断开的，闭触头这时是断开的，KM2KM2线圈的自锁通路已被线圈的自锁通路已被切断。当电动机转速降到切断。当电动机转速降到接近零时，速度继电器的接近零时，速度继电器的正转常闭和常开触头正转常闭和常开触头KS1KS1均复位，接触器均复位，接触器KM2KM2线圈线圈断电，正向反接制动过程断电，正向反接制动过程结束。结束。反向起动和反向起动和反接制动反接制动2024/7/934四、电流原则控制四、电流原则控制基本电器：基本电器：电流继电器电流继电器工作原理：电流继电器可在线圈中的电工作原理：电流继电器可在线圈中的电流达到某一整定值时动作，或在电流降流达到某一整定值时动作，或在电流降低到某一整定值时释放。低到某一整定值时释放。实现：过电流或欠电流保护实现：过电流或欠电流保护 电动机的分级起动电动机的分级起动 夹紧力的自动控制等。夹紧力的自动控制等。2024/7/93533M MFRFRKMKM1 1IjIjIjKIKI按电流原则和行程原则控制的机床横梁夹按电流原则和行程原则控制的机床横梁夹紧机构的自动控制线路紧机构的自动控制线路FRFRSBSB3 3KMKM2 2QSQSKMKM1 1KM1KM1SBSB1 1KIKIKM2KM2KM2KM2KMKM1 1KMKM1 1SBSB2 22024/7/939FRFRSBSB3 3KMKM2 2QSQSKMKM1 1KM1KM1SBSB1 1KIKIKM2KM2KM2KM2KMKM1 1KMKM1 1SBSB2 2接触器KM1控制电动机正转为夹紧接触器KM2控制电动机反转为放松行程开关SQ为夹紧和放松状态的检查电流继电器KI用于根据电动机的电流大小检查夹紧力。作业：分析具体工作过程并改进电路为全自动控制。2024/7/940第四章 电动机控制的保护环节电动机控制的保护环节是保证设备长期安全，电动机控制的保护环节是保证设备长期安全，可靠、无故障运行的重要部分。可靠、无故障运行的重要部分。保护电动机、电网、电气控制设备及人身安保护电动机、电网、电气控制设备及人身安全。全。常用的保护环节：短路保护、过载保护、零常用的保护环节：短路保护、过载保护、零压、欠压保护、弱磁保护。压、欠压保护、弱磁保护。2024/7/941一、短路保护一、短路保护常用短路保护元件有常用短路保护元件有熔断器熔断器和和自动开关自动开关。熔断器优点熔断器优点：价格便宜、断弧能力强。：价格便宜、断弧能力强。缺点缺点：熔体的品质、老化及环境温度等因素对其动作值：熔体的品质、老化及环境温度等因素对其动作值影响大。用其保护电动机时，可能只有一相熔体烧断而影响大。用其保护电动机时，可能只有一相熔体烧断而造成电动机单相运行。造成电动机单相运行。改进改进：用自动开关作短路保护。当出现短路时，其电流：用自动开关作短路保护。当出现短路时，其电流线圈动作，将整个开关跳闸，三相电源便同时被切断。线圈动作，将整个开关跳闸，三相电源便同时被切断。自动开关还有过载保护和欠压保护的作用。自动开关还有过载保护和欠压保护的作用。自动开关缺点自动开关缺点：结构复杂，价格贵，不宜频繁操作，一：结构复杂，价格贵，不宜频繁操作，一般用在要求高的场合。般用在要求高的场合。2024/7/942二、过电流保护二、过电流保护过电流出现的情况：电动机不正确启动；负载转矩剧烈增加。比电动机的额定电流大的多。常用瞬时动作的过电流继电器与接触器配合起来作过电流保护。过电流继电器作为测量元件，接触器作为执行元件断开电路。过电流保护一般只用在直流电动机和绕线式异步电动机上。整定过电流动作值一般为启动电流的1.2倍。2024/7/943三、过载保护常采用的过载保护元件是热继电器。常采用的过载保护元件是热继电器。由于热惯性的原因，热继电器不会受电动机短时由于热惯性的原因，热继电器不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以用热继电器作过载保护同时必须设有短路保护。以用热继电器作过载保护同时必须设有短路保护。选作短路保护的熔断器熔体的额定电流不应超过选作短路保护的熔断器熔体的额定电流不应超过4 4倍热继电器发热元件的额定电流。倍热继电器发热元件的额定电流。短路、过电流、过载保护都是电流保护，但由于短路、过电流、过载保护都是电流保护，但由于故障电流的动作值、保护特性和保护要求以及使故障电流的动作值、保护特性和保护要求以及使用元件的不同，它们不能互相取代。用元件的不同，它们不能互相取代。2024/7/944四、零电压和欠电压保护四、零电压和欠电压保护为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行启动的保护叫为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行启动的保护叫零电压保护。零电压保护。在电源电压降到允许值以下时，需要采用保护措施，及时在电源电压降到允许值以下时，需要采用保护措施，及时切断电源，这就是欠压保护。通常采用欠电压继电器或设切断电源，这就是欠压保护。通常采用欠电压继电器或设置专门的零电压继电器。置专门的零电压继电器。在控制线路的主电路和控制电路由同一个电源供电时，具在控制线路的主电路和控制电路由同一个电源供电时，具有电气自锁的接触器兼有欠电压和零电压保护作用。有电气自锁的接触器兼有欠电压和零电压保护作用。欠电压继电器的线圈直接跨接在定子的两相电源线上，其欠电压继电器的线圈直接跨接在定子的两相电源线上，其常开触点串接在控制电动机的接触器线圈电路中。常开触点串接在控制电动机的接触器线圈电路中。2024/7/945五、弱磁保护直流电动机在磁场有一定强度情况下才能启动，如果磁场直流电动机在磁场有一定强度情况下才能启动，如果磁场太弱，电动机的起动电流就会很大；太弱，电动机的起动电流就会很大；直流电动机正在运行时磁场突然减弱或消失，电动机转速直流电动机正在运行时磁场突然减弱或消失，电动机转速就会迅速升高，甚至发生就会迅速升高，甚至发生“飞车飞车”，因此需要采用弱磁保，因此需要采用弱磁保护。护。弱磁保护是通过在电动机励磁回路串入欠电流继电器。弱磁保护是通过在电动机励磁回路串入欠电流继电器。在电动机运行中，如果励磁电流消失或降低太多，欠电流在电动机运行中，如果励磁电流消失或降低太多，欠电流继电器就会释放，其触头切断主回路接触器线圈电路，使继电器就会释放，其触头切断主回路接触器线圈电路，使电动机断电停车。电动机断电停车。2024/7/946六、其它保护六、其它保护联锁保护联锁保护行程保护行程保护油压保护油压保护温度保护温度保护2024/7/947 第五章第五章 电气控制设计基础电气控制设计基础电气原理图设计电气原理图设计 为满足生产机械及工艺要求进行的为满足生产机械及工艺要求进行的电气控制电路的设计电气控制电路的设计电气工艺设计电气工艺设计 为电气控制装置的制造、使用、运为电气控制装置的制造、使用、运行、维修的需要进行的生产施工设计行、维修的需要进行的生产施工设计 2024/7/948 第一节第一节 电气控制系统设计的基本原则和内容电气控制系统设计的基本原则和内容一、电气控制设计的原则一、电气控制设计的原则 1)1)最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求求 2 2）在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、）在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠合理、便于操作、维修方便、安全可靠 3 3）电器元件选用合理、正确，使系统能正常工作）电器元件选用合理、正确，使系统能正常工作 4 4）为适应工艺的改进，设备能力应留有裕量）为适应工艺的改进，设备能力应留有裕量2024/7/949二、电气控制系统设计的基本内容二、电气控制系统设计的基本内容1.1.电气原理图设计内容电气原理图设计内容 1 1）拟定电气设计任务书）拟定电气设计任务书:扼要的说明所设计设备的用途、扼要的说明所设计设备的用途、加工工艺、技术性能及工作条件及该设备的拖动特性、控加工工艺、技术性能及工作条件及该设备的拖动特性、控制特性和操作功能等。制特性和操作功能等。2 2）选择电力拖动方案和控制方式：）选择电力拖动方案和控制方式：电力拖动方案电力拖动方案：一般设备采用交流拖动系统。：一般设备采用交流拖动系统。如果设备对起动、制动要求很高，需要无级调速，采用直如果设备对起动、制动要求很高，需要无级调速，采用直流电动机调速系统或交流变频调速系统。流电动机调速系统或交流变频调速系统。控制方式控制方式:继电接触控制、顺序控制、继电接触控制、顺序控制、PLCPLC控制、计算机联控制、计算机联网控制。网控制。2024/7/950 3 3）根据设备的要求，确定电动机的数量、类型、）根据设备的要求，确定电动机的数量、类型、型号、容量、转速。型号、容量、转速。4 4）设计电气控制原理图）设计电气控制原理图 5 5）选择电器元件，制定电机和电器元件清单）选择电器元件，制定电机和电器元件清单 6 6）设计电气柜、操纵台、电气安装板，画出电）设计电气柜、操纵台、电气安装板，画出电机和电器元件的总体布置图。机和电器元件的总体布置图。7 7）绘制电器控制线路装配图及接线图。）绘制电器控制线路装配图及接线图。6 6）编写设计计算说明书和使用说明书。）编写设计计算说明书和使用说明书。2024/7/951 2.2.电气工艺设计内容电气工艺设计内容 1 1）设计电气设备的总体配置，绘制）设计电气设备的总体配置，绘制总装配图和总接线图总装配图和总接线图 2 2）绘制各组件电器元件布置图与安）绘制各组件电器元件布置图与安装接线图，标明安装方式、接线方式装接线图，标明安装方式、接线方式 3 3）编写使用维护说明书）编写使用维护说明书2024/7/952 第二节第二节 电力拖动方案的确定和电力拖动方案的确定和 电动机的选择电动机的选择一、电力拖动方案的确定一、电力拖动方案的确定 1 1、拖动方式的选择、拖动方式的选择根据设备中主要电动机的负载情况、调速范围及对根据设备中主要电动机的负载情况、调速范围及对起动、反向、制动的要求确定拖动方式。起动、反向、制动的要求确定拖动方式。2 2、调速方案的选择、调速方案的选择 3 3、电动机调速性质应与负载特性相适应、电动机调速性质应与负载特性相适应2024/7/953二、拖动电动机的选择（一）电动机选择的基本原则一）电动机选择的基本原则 1 1）电动机的机械特性应满足生产机械的要求，与负载的特）电动机的机械特性应满足生产机械的要求，与负载的特性相适应性相适应 2 2）电动机的容量要得到充分的利用）电动机的容量要得到充分的利用 3 3）电动机的结构形式要满足机械设计的安装要求，适合工）电动机的结构形式要满足机械设计的安装要求，适合工作环境作环境 4 4）在满足设计要求前提下，优先采用三相异步电动机）在满足设计要求前提下，优先采用三相异步电动机2024/7/954（二）根据生产机械调速要求选择电动机（二）根据生产机械调速要求选择电动机 一般一般-三相笼型异步电动机、双速电机三相笼型异步电动机、双速电机 调速、起动转矩大调速、起动转矩大-三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机 调速高调速高-直流电动机、变频调速交流电动直流电动机、变频调速交流电动机机（三）电动机结构形式的选择（三）电动机结构形式的选择 根据工作性质、安装方式、工作环境选择根据工作性质、安装方式、工作环境选择（四）电动机额定电压的选择（四）电动机额定电压的选择（五）电动机额定转速的选择（五）电动机额定转速的选择（六）电动机容量的选择（六）电动机容量的选择2024/7/955第三节第三节 电气控制线路设计的一般要求电气控制线路设计的一般要求一、电气控制应最大限度满足生产机械加一、电气控制应最大限度满足生产机械加工工艺要求工工艺要求二、对控制电路电流、电压的要求二、对控制电路电流、电压的要求三、控制电路力求简单、经济三、控制电路力求简单、经济2024/7/956 1.1.尽量缩短连接导线的长度与导线数量尽量缩短连接导线的长度与导线数量2.2.尽量减少电器元件的品种、数量和规格尽量减少电器元件的品种、数量和规格2024/7/957 3.3.尽量减少电器元件触头的数目尽量减少电器元件触头的数目 4.4.尽量减少通电电器的数目尽量减少通电电器的数目2024/7/958四、确保控制电路工作的安全性和可靠性四、确保控制电路工作的安全性和可靠性1.1.正确连接电器的线圈正确连接电器的线圈 在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线圈。两个在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线圈。两个线圈需要同时动作时应并联连接。线圈需要同时动作时应并联连接。2.2.正确连接电器元件的触头正确连接电器元件的触头同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不能分别同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。接在电源的不同相上。2024/7/959 3.3.防止寄生电路防止寄生电路 不是由误操作意外引起的电流通路称为寄生不是由误操作意外引起的电流通路称为寄生电路。它使正向接触器电路。它使正向接触器KM1KM1可能无法释放，过可能无法释放，过载保护不起作用，而使电机损坏。载保护不起作用，而使电机损坏。2024/7/9604.4.在控制电路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接在控制电路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接通另一个电器元件通另一个电器元件5 5、考虑触头的接通与分断能力、考虑触头的接通与分断能力 若容量不够，可在线路中增加中间继电器，或增加线路若容量不够，可在线路中增加中间继电器，或增加线路中触头数目。增加接通能力用多触头并联连接；增加分断中触头数目。增加接通能力用多触头并联连接；增加分断能力用多触头串联连接。能力用多触头串联连接。2024/7/9616.6.避免触头避免触头“竞争竞争”、“冒险冒险”现象现象 竞争竞争：当控制电路状态发生变换时，常伴当控制电路状态发生变换时，常伴随电路中的电器元件的触头状态发生变换。随电路中的电器元件的触头状态发生变换。由于电器元件总有一定的固有动作时间，对由于电器元件总有一定的固有动作时间，对于一个时序电路来说，往往发生不按时序动于一个时序电路来说，往往发生不按时序动作的情况，触头争先吸合，就会得到几个不作的情况，触头争先吸合，就会得到几个不同的输出状态，这种现象称为电路的同的输出状态，这种现象称为电路的“竞争竞争”。冒险：冒险：对于开关电路，由于电器元件的释对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出，这种现象称为逻辑功能输出，这种现象称为“冒险冒险”。7.7.采用电气连锁与机械连锁的双重连锁采用电气连锁与机械连锁的双重连锁2024/7/962第四节第四节 电气控制电路设计的方法与步骤电气控制电路设计的方法与步骤一、电气控制电路设计方法简介一、电气控制电路设计方法简介 分析设计法：分析设计法：根据生产工艺的要求，选择一些根据生产工艺的要求，选择一些成熟的典型基本环节来实现这些基本要求，而后再逐步完成熟的典型基本环节来实现这些基本要求，而后再逐步完善其功能，并适当配善其功能，并适当配 置联锁和保护等环节，使其组合成置联锁和保护等环节，使其组合成一个整体，成为满足控制要求的完整电路。一个整体，成为满足控制要求的完整电路。逻辑设计法：逻辑设计法：利用逻辑代数这一数学工具设计利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制电路。电气控制电路。在继电接触器控制电路中，把表示触头状态的在继电接触器控制电路中，把表示触头状态的逻辑变量称为输人逻辑变量，把表示继电器接触器线圈等逻辑变量称为输人逻辑变量，把表示继电器接触器线圈等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输人、输出逻辑受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输人、输出逻辑变量之间的相互关系称为逻辑函数关系，这种相互关系表变量之间的相互关系称为逻辑函数关系，这种相互关系表明了电气控制电路的结构。所以，根据控制要求，将这些明了电气控制电路的结构。所以，根据控制要求，将这些逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式，再运用逻辑函数基逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式，再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简，然后根据化简本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简，然后根据化简了的逻辑关系式画出相应的电路结构图，最后再作进一步了的逻辑关系式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检查和优化，以期获得较为完善的设计方案。的检查和优化，以期获得较为完善的设计方案。2024/7/963二、分析设计法的基本步骤二、分析设计法的基本步骤 l l）按工艺要求提出的起动、制动、反向和调速等要）按工艺要求提出的起动、制动、反向和调速等要求设计求设计主电路主电路。2 2）根据所设计出的主电路，设计）根据所设计出的主电路，设计控制电路控制电路的基本环的基本环节，即满足设计要求的起动、制动、反向和调速等的基本节，即满足设计要求的起动、制动、反向和调速等的基本控制环节。控制环节。3 3）根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系，确）根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系，确定控制参量并设计控制电路的定控制参量并设计控制电路的特殊环节特殊环节。4 4）分析电路工作中可能出现的故障，加入必要的）分析电路工作中可能出现的故障，加入必要的保保护环节。护环节。5 5）综合审查，仔细检查电气控制电路动作是否正确）综合审查，仔细检查电气控制电路动作是否正确 关键环节可做必要实验，进一步完善和简化电路。关键环节可做必要实验，进一步完善和简化电路。2024/7/964第六节第六节 电气控制的施工设计与施工电气控制的施工设计与施工一、电气设备总体配置设计一、电气设备总体配置设计 总体配置设计是以电气控制的总装总体配置设计是以电气控制的总装配图与总接线图的形式表达出来的，图中是配图与总接线图的形式表达出来的，图中是用示意方式反映各部分主要组件的位置和各用示意方式反映各部分主要组件的位置和各部分的接线关系、走线方式及使用管线要求。部分的接线关系、走线方式及使用管线要求。2024/7/965二、电气元器件布置图的设计二、电气元器件布置图的设计电柜内的电器可按下述原则布置：电柜内的电器可按下述原则布置：l l）体积大或较重的电器应置于控制柜下方。）体积大或较重的电器应置于控制柜下方。2 2）发热元件安装在柜的上方，并将发热元件）发热元件安装在柜的上方，并将发热元件与感温元件隔开。与感温元件隔开。3 3）强电弱电应分开，弱电部分应加屏蔽隔离，）强电弱电应分开，弱电部分应加屏蔽隔离，以防强电及外界的干扰。以防强电及外界的干扰。4 4）电器的布置应考虑整齐、美观、对称。）电器的布置应考虑整齐、美观、对称。5 5）电器元器件间应留有一定间距，以利布线、）电器元器件间应留有一定间距，以利布线、接线、维修和调整操作。接线、维修和调整操作。6 6）接线座的布置：用于相邻柜间连接用的接）接线座的布置：用于相邻柜间连接用的接线座应布置在柜的两侧；用于与柜外电气线座应布置在柜的两侧；用于与柜外电气 元件连接的接线座应布置在柜的下部。元件连接的接线座应布置在柜的下部。2024/7/966三、电气控制装置接线图的绘制三、电气控制装置接线图的绘制1.1.接线图的绘制应符合接线图的绘制应符合GB6988GB69883 319971997的规定。的规定。2.2.电气元器件相对位置与实际安装相对位置一致。电气元器件相对位置与实际安装相对位置一致。3.3.接线图中同一电器元件中各带电部件，如线圈、接线图中同一电器元件中各带电部件，如线圈、触头等的绘制采用集中表示法，且在一个细实线方触头等的绘制采用集中表示法，且在一个细实线方框内。框内。4.4.所有电器元件的文字符号及其接线端钮的线号标所有电器元件的文字符号及其接线端钮的线号标注均与电气控制电路图完全相符。注均与电气控制电路图完全相符。5.5.电气接线图一律采用细实线绘制，电气接线图一律采用细实线绘制，6.6.接线图中应标明连接导线的型号、规格、截面积接线图中应标明连接导线的型号、规格、截面积及颜色。及颜色。2024/7/967 四、电力装备的施工四、电力装备的施工（一）电气控制柜内的配线施工（一）电气控制柜内的配线施工 1 1）不同性质与作用的电路选用不同颜色导线）不同性质与作用的电路选用不同颜色导线 2 2）所有导线中间不许有接头）所有导线中间不许有接头（二）电柜外部配线（二）电柜外部配线 1 1）所用导线皆为中间无接头的绝缘多股硬导）所用导线皆为中间无接头的绝缘多股硬导线。线。2 2）电柜外部的全部导线一律都要安放在导线）电柜外部的全部导线一律都要安放在导线通道内通道内（三）导线截面积的选用（三）导线截面积的选用 导线截面积应按正常工作条件下流导线截面积应按正常工作条件下流过的最大稳定电流来选择，并考虑环境条件。过的最大稳定电流来选择，并考虑环境条件。2024/7/968 五、检查、调整于试运行五、检查、调整于试运行 1 1检查接线图检查接线图 2 2检查电器元件检查电器元件 对照电器元件明细表对照电器元件明细表 3 3检查接线是否正确检查接线是否正确 4 4进行绝缘试验进行绝缘试验 5 5检查、调整电路动作的正确性检查、调整电路动作的正确性