电气控制与PLC应用 第二章 电气控制电路的基本环节

第二章第二章 第二章第二章 一、电气图常用的图形符号、文字符一、电气图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记号和接线端子标记二、电气原理图二、电气原理图 第二章第二章 （一）绘制电气原理图的原则：（一）绘制电气原理图的原则：1图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号。图形符号和文字符号。2电气原理图的组成电气原理图的组成 电气原理图由主电路和辅电气原理图由主电路和辅助电路组成。助电路组成。3电源线的画电源线的画 法法4原理图中电气元件的画法原理图中电气元件的画法 5电气原理图中电气触头的画法电气原理图中电气触头的画法 第二章第二章 例：例：CW6132型普通车床电气原理图型普通车床电气原理图 第二章第二章 6原理图的布局原理图的布局 7线路连接点、交叉点的绘制线路连接点、交叉点的绘制 8原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少，头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少，耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导线以及安装、维修方便。线以及安装、维修方便。（二）关于电气原理图图面区域的划分（二）关于电气原理图图面区域的划分 第二章第二章 （三）继电器、接触器触头位置的索引（三）继电器、接触器触头位置的索引 （四）电气图中技术数据的标注（四）电气图中技术数据的标注 第二章第二章 三、电器布置图三、电器布置图 电器元件的布置应注意以下几方面：电器元件的布置应注意以下几方面：1）体积大和较重的电体积大和较重的电器元件应安装在电器安器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板件应安装在电器安装板的上面。的上面。 2）强电、弱电应分开，强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。弱电应屏蔽，防止外界干扰。 第二章第二章 3）需要经常维护、需要经常维护、检修、调整的电器元检修、调整的电器元件安装位置不宜过高件安装位置不宜过高或过低。或过低。4）电器元件的布置电器元件的布置应考虑整齐、美观、应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与对称。外形尺寸与结构类似的电器安结构类似的电器安装在一起，以利安装在一起，以利安装和配线。装和配线。 5）电器元件布置电器元件布置不宜过密，应留有一不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，应加大各排电器间距，以利布线和维修。以利布线和维修。 第二章第二章 例：例：CW6132型车床控制盘电器布置图型车床控制盘电器布置图 第二章第二章 例：例：CW6132型车床电气设备安装布置图型车床电气设备安装布置图 第二章第二章 四、安装接线图四、安装接线图 电气接线图的绘制原则是：电气接线图的绘制原则是： 1）各电气元件各电气元件均按实际安装位置均按实际安装位置绘出，元件所占图绘出，元件所占图面按实际尺寸以统面按实际尺寸以统一比例绘制。一比例绘制。 2）一个元件中所一个元件中所有的带电部件均画有的带电部件均画在一起，并用点划在一起，并用点划线框起来，即采用线框起来，即采用集中表示法。集中表示法。 第二章第二章 3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。原理图一致，并符合国家标准。4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。上的导线编号相一致。 5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。绘成一股线。 第二章第二章 例：电气安装接线图例：电气安装接线图 第二章第二章 一、自锁与互锁的控制一、自锁与互锁的控制 第二章第二章 三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路 第二章第二章 转换开关控制电动机正反转电路转换开关控制电动机正反转电路 第二章第二章 三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电路 第二章第二章 二、点动与连续运转的控制二、点动与连续运转的控制 第二章第二章 三、多地联锁控制三、多地联锁控制 第二章第二章 四、顺序控制四、顺序控制主电路中实现两台电动机顺序起动电路主电路中实现两台电动机顺序起动电路 第二章第二章 按顺序起动与停止的控制电路按顺序起动与停止的控制电路 第二章第二章 时间继电器控制的顺序起动电路时间继电器控制的顺序起动电路 第二章第二章 五、自动往复循环控制五、自动往复循环控制 第二章第二章 w 全压起动全压起动：起动时电动机的定子绕组直接接在：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。适用于容量在额定电压的交流电源上。适用于容量在10kw10kw及及其以下的三相异步电动机。其以下的三相异步电动机。w 减压起动减压起动：启动时降低加在电动机定子绕组上：启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，待电动机起动起来后再将电压恢复到的电压，待电动机起动起来后再将电压恢复到额定值，使之运行在额定电压下。适用于容量额定值，使之运行在额定电压下。适用于容量超过超过10kw10kw的电动机。减压起动减小了起动电流，的电动机。减压起动减小了起动电流，减小线路的电压降，也就能减小起动起动时对减小线路的电压降，也就能减小起动起动时对线路的影响。线路的影响。 第二章第二章 w 减压起动适用于空载或轻载下起动减压起动适用于空载或轻载下起动：原因：原因是电动机的电磁转矩是与定子端电压平方是电动机的电磁转矩是与定子端电压平方成正比，使得电动机起动转矩相应减小。成正比，使得电动机起动转矩相应减小。w 减压起动的方式有减压起动的方式有：w 星型星型三角形减压起动、自耦变压器减压三角形减压起动、自耦变压器减压起动、软起动、延边三角形减压起动、定起动、软起动、延边三角形减压起动、定子串电阻减压起动等。子串电阻减压起动等。 第二章第二章 一、星形一、星形三角形减压起动控制三角形减压起动控制 第二章第二章 第二章第二章 二、自耦变压器减压起动控制二、自耦变压器减压起动控制 第二章第二章 第二章第二章 三、三相绕线型异步电动机的起动控制三、三相绕线型异步电动机的起动控制 第二章第二章 w 三相异步电动机停车时会出现的问题三相异步电动机停车时会出现的问题：从切除电源到：从切除电源到完全停止旋转，由于机械惯性，需要经过一段时间，完全停止旋转，由于机械惯性，需要经过一段时间，这种情况往往不能满足生产机械要求迅速停车的要求，这种情况往往不能满足生产机械要求迅速停车的要求，也会影响生产率的提高。因此应对电动机进行制动控也会影响生产率的提高。因此应对电动机进行制动控制。制。w 制动控制的方法制动控制的方法：机械制动、电气制动：机械制动、电气制动w 机械制动：用机械装置生产机械力来强迫电动机迅速机械制动：用机械装置生产机械力来强迫电动机迅速 停车。停车。w 电气制动电气制动：使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方：使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方向相反，起制动作用。向相反，起制动作用。w 电气制动有电气制动有：反接制动、能耗制动、再生制动、以及：反接制动、能耗制动、再生制动、以及派生的电容制动。派生的电容制动。 第二章第二章 一、电动机单向反接制动控制一、电动机单向反接制动控制 第二章第二章 二、电动机可逆运行反接制动控制二、电动机可逆运行反接制动控制 第二章第二章 三、电动机单向运行能耗制动控制三、电动机单向运行能耗制动控制 第二章第二章 四、电动机可逆运行能耗制动控制四、电动机可逆运行能耗制动控制 第二章第二章 五、无变压器单管能耗制动控制五、无变压器单管能耗制动控制 第二章第二章 w 三相异步电动机转速三相异步电动机转速 n=60fn=60f1 1(1-s)/p(1-s)/p1 1w 调速方法调速方法：有变极对数、变转差率和变频调速三：有变极对数、变转差率和变频调速三种。种。w 变极调速变极调速：通过接触器触头来改变电动机绕组的：通过接触器触头来改变电动机绕组的接线方式，以获得不同的极对数来达到调速的目接线方式，以获得不同的极对数来达到调速的目的。仅适用于笼型异步电动机。的。仅适用于笼型异步电动机。w 变转差率调速变转差率调速：通过调节定子电压、改变转子电：通过调节定子电压、改变转子电路中的电阻以及采用串极调速来实现。路中的电阻以及采用串极调速来实现。w 变频调速变频调速：现代电力传动的一个主要发展方向。：现代电力传动的一个主要发展方向。 第二章第二章 一、三相笼型电动机变极调速控制一、三相笼型电动机变极调速控制 第二章第二章 第二章第二章 二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制 第二章第二章 三、三相异步电动机的变频调速控制三、三相异步电动机的变频调速控制 变频调速原理变频调速原理 11/60)1 (pfsn 第二章第二章 一、直流电动机单向旋转起动控制一、直流电动机单向旋转起动控制 第二章第二章 二、直流电动机可逆运转起动控制二、直流电动机可逆运转起动控制 第二章第二章 三、直流电动机单向运转能耗制动控制三、直流电动机单向运转能耗制动控制 第二章第二章 四、直流电动机可逆旋转反接制动控制四、直流电动机可逆旋转反接制动控制 第二章第二章 第二章第二章 五、直流电动机调速控制五、直流电动机调速控制 第二章第二章 一、短路保护一、短路保护二、过电流保护二、过电流保护故障电流可达额定电流的十几到几十倍。故障电流可达额定电流的十几到几十倍。短路保护要求具有瞬动特性。短路保护要求具有瞬动特性。常用熔断器、低压断路器进行保护。常用熔断器、低压断路器进行保护。 超过额定电流，一般比短路电流小，不超过超过额定电流，一般比短路电流小，不超过6倍倍额定电流。额定电流。常用过电流继电器与接触器配合来实现。常用过电流继电器与接触器配合来实现。 第二章第二章 三、过载保护三、过载保护四、失电压保护四、失电压保护电动机运行电流大于其额定电流，但在电动机运行电流大于其额定电流，但在1.5倍额定倍额定电流以内。电流以内。过载保护装置要求具有反时限特性。过载保护装置要求具有反时限特性。常用热继电器作过载保护。常用热继电器作过载保护。失电压保护：为防止电压回复时电动机自行起动或失电压保护：为防止电压回复时电动机自行起动或电器元件自行投入工作而设置的保护。电器元件自行投入工作而设置的保护。接触器和按钮控制的起动、停止就是失电压保护。接触器和按钮控制的起动、停止就是失电压保护。 第二章第二章 五、欠电压保护五、欠电压保护六、过电压保护六、过电压保护欠电压保护：当电源电压降到欠电压保护：当电源电压降到60%80%额定电压额定电压时，将电动机电源切除而停止工作。时，将电动机电源切除而停止工作。通常有：接触器及按钮控制的方式，还可用欠电通常有：接触器及按钮控制的方式，还可用欠电压继电器进行欠压保护。压继电器进行欠压保护。通常是在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或通常是在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或二极管串电阻，以形成一个放电回路，来实现过二极管串电阻，以形成一个放电回路，来实现过电压保护。电压保护。 第二章第二章 八、其它保护八、其它保护 七、直流电动机的弱磁保护七、直流电动机的弱磁保护通常是在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或通常是在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或二极管串电阻，以形成一个放电回路，来实现过二极管串电阻，以形成一个放电回路，来实现过电压的保护。电压的保护。除以上保护外，还有超速保护、行程保护、油压除以上保护外，还有超速保护、行程保护、油压（水压）保护等。（水压）保护等。装置有离心开关、测速发电机、行程开关、压力继装置有离心开关、测速发电机、行程开关、压力继电器等。电器等。 第二章第二章 w 重点讲述了电动机的起动、制动、调速等控制线路。重点讲述了电动机的起动、制动、调速等控制线路。w 掌握电动机的起动方法及其使用场合和特点。掌握电动机的起动方法及其使用场合和特点。w 掌握电动机的制动方法及其使用场合和特点。掌握电动机的制动方法及其使用场合和特点。w 掌握电动机的控制原则，即时间原则、速度原则、电掌握电动机的控制原则，即时间原则、速度原则、电流原则等。流原则等。w 掌握电力拖动系统中的保护环节：掌握电力拖动系统中的保护环节： 常用的互锁保护：电气互锁和机械互锁。常用的互锁保护：电气互锁和机械互锁。 电动机常用的保护环节：短路保护、过电流保护、电动机常用的保护环节：短路保护、过电流保护、过载保护、失压和欠压保护、过电压保护、弱磁保护过载保护、失压和欠压保护、过电压保护、弱磁保护及超速保护等及超速保护等