第一章-继电器接触器逻辑控制基础PPT课件

1、1,绪 论,一、“工厂电气控制技术”课程的性质和任务 性 质 实践性强的专业课。 内 容 电机、其他执行电器为控制对 象，介绍电气控制的基本原 理、线路、程序及控制装置的 设计方法。 目 标 1、电气控制线路、程序、技术资料 的阅读分析能力。 2、电气控制线路、程序的设计能力,任 务 ： 1、熟练掌握常用控制电器、电气控制线路的构 成、原理及用途，独立分析和设计能力。 2、掌握可编程序控制器（PLC）的基本构成、 工作原理、特点及其应用发展情况。 3、掌握小型PLC的硬件构成、工作原理、编程 语言、指令系统与编程方法。 4、掌握PLC控制系统的设计方法、设计过程、 步骤、PLC模块选择方法、应

2、用程序设计 与调试方法等,二、电气控制技术的发展 控制方法 手动 自动 控制功能 简单 复杂 操作方式 笨重 轻巧 控制原理 有触点硬接线继电器 微处理器的软件 新 技 术 综合应用电子技术、检测技术、 计算机技术、自动控制理论,5,第一章 继电接触器逻辑控制基础,意 义 继电器、接触器控制技术是进 代先进电气控制基础。 低压电器 电力拖动自动控制系统的基本 组成元件。 介 绍 常用低压电器元件的用途、类 型、符号、选用四方面。 举 例 电气线路的阅读分析方法,6,第一节 电器的基本知识 一、电器的定义及分类 （一）电器的定义 凡是自动或手动接通和 断开电路，以及能实现 对电路或非电对象切 换

3、、控制、保护、检 测、变换和调节目的的 电气元件统称为电器,7,二）电器的分类 1、按工作电压等级分类 （1）低压电器 交流AC 1200V； 直流DC 1500V,8,2、按用途分类 （1）控制电器 用于各种控制电路和控制系统的电器。 （2）主令电器 用于各种控制系统中发送控制指令的电 器。 （3）保护电器 用于保护电路及用电设备的电器。 （4）配电电器 用于电能的输送和分配的电器。 （5）执行电器 用于完成某种动作或传动功能的电器,9,3、按工作原理分类 （1）电磁式电器 依据电磁原理来工作的电器。 （2）非电类控制电器 电器的工作是靠外力或某种非电物理量 的变化而动作的电器,10,二、电

4、磁式电器的工作原理与结构特点 组成： 感测部分电磁机构； 触头系统执行部分。 （一）电磁机构 作用将电磁能量转换为机械能量，带 动触头动作，完成接通和分断电 路。 组成吸引线圈、铁心、衔铁等,11,1、常用的磁路结构（图11） 1）衔铁沿棱角转动的拍合式铁心 广泛应用于直流电器中。 2）衔铁沿轴转动的拍合式铁心 应用触点容量较大的交流电器中。 3）衔铁直线运动的双E形直动式铁心 多用于交流接触器、继电器中。 2、吸引线圈 作用将电能转换成磁场能量。 注意结构、交、直流、热的产生,12,图11 常用的磁路结构,线圈自然状态 没有电,13,图11 常用的磁路结构,线圈通电,14,图11 常用的磁路

5、结构,机械运动,15,图11 常用的磁路结构 通电后动作情况,机械运动,16,二）电磁吸力与吸力特性 电磁吸力 （11） 式中 电磁吸力，单位为N； B 气隙中磁感应强度，单位为T； S 磁极截面积，单位为m2 ； 直流电磁铁时 B恒定值； 交流电磁铁时 BBmsint。 （12,17,将式12代入式11整理得 式中 电磁吸力最大值； 电磁吸力平均值,18,吸力特性吸力Fat与铁心间隙的特性曲 线。 （图12） 直流电磁铁（曲线 1 ） 励磁电流 I 与气隙 无关； 动作过程为 恒磁通势； F21/Rm21/2 吸力大小 随陡峭。 交流电磁铁（曲线 2 ） 设线圈电压U不变，则UE4.44fN

6、， U/4.44fN，由磁路定律NI/Rm 励磁电流 I 与气隙 成正比； 动作过程为 近似恒磁通； 吸力大小 随 平坦,19,图12 电磁铁的吸力特性 1直流电磁铁吸力特性 2交流电磁铁吸力特性 3反力特性,1,2,3,F,0,20,三）反力特性和返回系数 反力特性 反作用力 Fr 与气隙 的关系曲线。 （图12 曲线 3 ） 注意： 吸合 保证吸力特性位于反力特性上方； 释放 保证吸力特性位于反力特性下方。 返回系数（-反映灵敏度的参数） 释放电压 Ure （或电流 Ire ） 与吸合电压 Uat （或电流 Iat ）。 或,21,四）交流电磁机构上短路环的作用,图13 交流电磁机构实际吸

7、力曲线,t,Fat,F 交流分量,F Fatm F0 Fr 0,最大值 恒定分量 反力,22,由上述公式可知交流电磁铁的吸力是一个两倍电源频 率的周期量，即 恒定分量 F0 最大吸力 Fatm 的一半 ； 交变分量 F0cos2t F0 。 所以 Fat 0 Fatm Fat的结果有时 0 则 Fat F0 F0cos2t F0,23,1-衔铁 2-铁心 3-线圈 4-短路环 图1-4 交流电磁铁的短路环,24,三、电器的触点系统和电弧 （一）电器的触点系统 作用起接通和分断电路。 结构型式： 1、桥式触点 （图15a、b） 2、指形触点（图15c,图15 触点的结构型式,a,b,c,25,运

8、动过程,用力按下,26,运动过程结束,产生摩擦动作,产生摩擦动作,27,二）电弧的产生及灭弧方法 I、U 大到某一数值时产生电弧。 U 1220V间； I 几百mA。 原因 触头气体在电场作用下电离放电、 游离现象。 结果 产生高温、发出强光，触头烧毁,28,常用的灭弧方法： 1、电动力灭弧 （图16） 应用 一般交流电路中,图16 电动力灭弧示意图,29,2、磁吹灭弧 （图17） 应用 直流电路中,图17 磁吹灭弧示意图 1次吹线圈 2绝缘套 3铁心 4引弧角 5导磁夹板 6灭弧罩 7动触头 8静触头,30,3、窄缝灭弧 （图18） 应用 交、直流电路中,图18 窄缝灭弧示意图,电弧,窄缝,

9、介质,钢板,31,4、栅片灭弧 （图19） 应用 高压电路中,图19 栅片灭弧示意图,32,第二节 常用低压电器 常 用 开关、熔断器、主令电器、接触器和各种继电器 一、开关电器 开关应用于配电线路作电源的隔离、保护与控制。 （一）、刀开关 应用在低压电路中，作为不频繁接通、断开电路。 原理依靠手动来实现触刀插入插座与脱离插座的控制电路 的通、断。 参数额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电流、热稳 定电流。 类型大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀开关。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定电流 注意安装手柄向上、电源接上端、负载接下端。 产品HD14、HD17、HS13、HK2、H

10、H4、HR3,33,图形符号及文字符号如图110,图1-10 刀开关的符号 a）单极 b）双极 c）三极,QS,或,a） b） c,QS,QS,34,刀开关,HD、HS系列开启式刀开关,HR3熔断器式刀开关,HRW系列户外交流高压跌落式熔断器,35,二）、转换开关 应用在电气设备中，作为非频繁接通、断开电 路、换接电源和负载，测量三相电压以及控 制小容量感应电动机。 原理依靠转动手柄，使动触头与两侧静触头接通 和断开电路。 参数额定电压、额定电流、通断能力、动稳定电 流、热稳定电流。 类型单极、双极和多极。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、 额定电流 产品HZ5、HZ10、HZ15,

11、36,转换开关的 结构示意图,图111 转换开关的结构示意图,L1 L2 L3,U V W,37,图形符号及文字符号如图112,图1-12 转换开关的符号 a）单极 b）三极,QS,a） b,QS,38,转换开关,39,三）、断路器 （自动开关） 应用在低压电气中，作为非频繁接通、断开电 路、换接电源和负载，在电路发生短路、过 载或欠压等故障时，能自动分断故障电路， 是保护电器。 原理依靠手动或电动合闸，触头闭合后，自由脱 扣机构将触头锁在合闸位置上。 保护过电流、欠压、热、分励、自由脱扣。 参数额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型、 整定电流范围、分断能力、动作时间。 类型单极、双极和多极,

12、40,图113 断路器工作原理图,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,负 载,L1、L2、L3无电时的断开状态,41,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,负 载,L1、L2、L3有电的断开状态,42,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,负 载,接 通 状 态,43,断路器过电流脱扣动作,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,运动,负 载,44,断路器过电流脱扣

13、动作,L1 L2 L3,主触头,自由脱扣机构,过电流脱扣器,分励脱扣器,热脱扣器,欠电压脱扣器,按钮,脱开,负 载,45,选择使额定电压、额定电流 电路的额定 电压、通断能力电路的最大短路电 流、场合和保护要求。 产品DZ10、DZ15、C45N、S060等。 调整： 1、过载整定电流使用电流、注意动作时间 2、过电流脱扣器整定电流正常尖峰电流 3、欠电压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压 4、级间保护的配合满足系统要求，避免越级跳闸。 5、定期复校各脱扣器整定动作值,46,图形符号及文字符号如图114,图1-14 断路器的符号,QF,47,DZ20断路器,正泰电气 NB47S-63 脱扣器,

14、48,四）、漏电保护断路器 应用防止触电，安装在电表和熔断器后。 原理电流互感器作用原理。 保护漏电流自动断电。 参数额定电压、额定电流、极数、额定漏 电动作电流、额定频率、额定漏动作 电时间。 类型单极、双极和多极。 原理图1-15,49,原理图如图1-15,图1-15 DZL18-20型漏电保护断路器原理图,a b,SB R,TC,C1 R1,C2 R2,R3,R4,L N,b,a,V,KA,KA,50,漏电保护器,51,二、 熔断器 （一）熔断器的用途 应用配电线路的严重过载和短路保护。 （二）熔断器的结构及工作原理 原理通过流过电路的过大电流产生的热效 应熔断熔丝（安秒特性曲线）而断开

15、 和保护电路。 熔断器的安秒特性曲线见图1-18,52,图1-18 熔断器的安秒特性曲线,0 Imin I/IN,t,熔断区,正 常 工 作 区,过 载 区,53,三）熔断器的类型与技术参数 1、插入式 RC1A系列，低压分支电路，民用 2、螺旋管式 RL6 用于机床，RLS2 用于整流、 晶闸管 3、封闭管式 RT12有填料、无填料、快速，低 压电网 4、新型 （1）自复式 RZ1 不能切断电源，与断路器配 合使用 （2）高分断能力 NT 应用电气装置、配电设备,54,RC1A系列插入式熔断器,RL6系列螺旋式 熔断器,RM10系列封闭管式熔断器,NT系列新型 熔断器,55,四）熔断器的选择

16、 1、类 型 线路要求、使用场合、 安装条件、适用范围； 2、额定电压 使额定电压 线路的额定电压,56,3、额定电流 熔体的额定电流与负载相匹配； 1）阻性负载熔体额定电流略 电路的额定电流； 2）电机负载 单台电机 Ifu （1.52.5）IN 多台电机 Ifu （1.52.5）INmaxIN 式中 IN 电机额定电流； INmax 容量最大的一台电机额定电流； IN 其它电机额定电流的总和。 3）电容负载设备中 熔体的额定电流1.6倍电容额定电流； 4）配电系统中 主回路熔体的额定电流 支路熔体的额定电流,57,4、额定分断能力 额定分断能力 电路中可能最大故障电流 5、选择保护特性 分

17、支故障时故障点最近处动作 熔断器的图形符号及文字符号如图1-19,图1-19 熔断器的符号,FU,58,总结： 应用配电线路的严重过载和短路保护。 原理通过流过电路的过大电流产生的热效应熔断 熔丝（安秒特性曲线）而断开和保护电路。 参数额定电压、额定电流、熔体额定电流、额定 分断能力。 类型插入式、螺旋管式、封闭管式、自复式、高 分断能力。 产品RL1A、RLS2、RM10、RT12、RS3、 RZ1等等,59,三、 主令电器 应用在控制系统中专用于发布控制指令 电器。 （一）控制按钮 应用在低压控制电路中用于发布手动控 制指令。 选择使额定电压、额定电流 电路的额 定电压、额定电流。 结构示

18、意图见图 1-20 图形符号及文字符号如图 1-21,60,图1-20 按钮结构示意图,61,图1-21 按钮符号 a）常开触点 b）常闭触点 C）复式触点,SB,a） b） c,SB,SB,62,LA19系列按钮开关,LA18系列按钮开关,63,二）位置开关 应用在低压控制电路中，用于实现顺序 控制、定位控制和位置状态的检测。 1、行程开关（限位开关） 工作利用运动部件碰撞来发出指令。 应用运动方向、行程大小、位置保护。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定电压、额定 电流。 注意复位方式、触点数量等。 类型直动、滚动直动、杠杆单、双轮旋转式、滚动摆杆 可调式、杠杆可调式，。 产品LXW5、

19、LX9、LXK3、LX32、LXW5等等 。 外形如图1-22 图形符号及文字符号如图1-23,64,a) 单轮旋转式 b) 双轮旋转式 图1-22 LX19系列行程开关,行程开关结构示意图,65,行程开关,66,图1-23 行程开关的符号 a）常开触点 b）常闭触点 C）复式触点,a） b） c,SQ,SQ,SQ,67,2、接近开关（无触点行程开关） 工作是以不直接接触方式进行控制的一种位置 开关。 应用高速计数、测速、检测零件尺寸等。 特点工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度 高、适应恶劣的工作环境等。 选择工作电压、输出电流、动作距离、重复精 度、工作响应频率。 注意电源电压 额定工作电压

20、、 负载电压开关输出电压、 负载电流 输出电流、 计数频率 开关的工作响应频率。 电路如图1-24 图形符号及文字符号如图1-25,68,69,图125 接近开关的符号,SQ,SQ,70,三）万能转换开关 工作是一种多档位、控制多回路的组合开关。 应用发布指令、远距离控制、电压、电流表的 换相开关、小容量电机的启动、调速、换 向控制。 特点触头点数多（60个）。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定 电压、额定电流。 产品LW5、LW6等等 。 结构如图1-26 图形符号及文字符号如图1-27,71,图 1-26 万能转换开关结构示意图,72,图1-27 万能转换开关的符号,左 0 右,SA,

21、1 2 3,SA 开关位置（左、0、右,第三组 引线端子 第三组 引线端子,第二组 引线端子 第二组 引线端子,73,LW5D-16万能转换开关,LW6万能转换开关,74,四）主令控制器与凸轮控制器 1、主令控制器 应用频繁地按预定顺序切换多个控制电路，对 起重机、轧钢机、其它生产机械的远距离 控制。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定 电压、额定电流。 产品LK14、LK15、LK16等 。 结构如图1-28 图形符号及文字符号如图1-27,75,图1-28 主令控制器的结构示意图,76,LK14系列主令控制器,77,2、凸轮控制器 工作是一种大型的手动控制器。 应用起重设备中直接控制中小

22、型绕线式异步电 动机的起动、停止、调速、换向、制动， 也适用于有相同要求的电力拖动场合。 选择使额定电压、额定电流 电路的额定 电压、额定电流。 产品KT10、KT14、KT15等 。 结构如图1-29 图形符号及文字符号如图1-27,78,图1-29 凸轮控制器的结构原理图,79,KT系列凸轮控制器,80,四、 接 触 器 应用频繁地接通、断开交直、流电路， 实现远距离控制。主要用于控制电 动机、电热设备、电焊机、电容器 等的交直流主电路。 类型交流接触器、直流接触器,81,一）交流接触器 （结构如图1-30） 结构： 1、电磁机构线圈、动铁心（衔铁）、静 铁心。 2、触头系统主触头通断主电

23、路； 辅助触头用于控制电路、起电气连锁或 控制作用。 3、灭弧装置纵缝灭弧罩、栅片灭弧结构。 4、其它部件反作用弹簧、缓冲弹簧、触头 压力弹簧、转动机构、外壳,82,交流接触器工作原理示意图,图1-30 CJ10-20型交流接触器,83,交流接触器,84,二）直流接触器 结构 与交流接触器基本相同。 不同处铁心结构、线圈形状、触头形状 和数量、灭弧方式、吸力特性、 故障形式等。 （三）接触器的主要技术参数和类型 产品： 常用交流 CJ10、CJ10X、CJX2等 常用直流 CZ0、CZ18等,85,主要技术参数： 1、额定电压主触头的额定电压。 交流220V、380V、660V； 直流110V

24、、220V、440V。 2、额定电流主触头的额定电流。 10800A。 3、吸引线圈的额定电压。 4、机械寿命和电气寿命。 5、额定操作频率一般 300次/h、 600次/h、 1200次/h。 6、动作值吸合电压、释放电压。 吸合电压 线圈的额定电压的 85； 释放电压 线圈的额定电压的 70,86,交流接触器的型号含义,C J,接触器 交流 设计序号,极数 额定电流 B表示栅片灭弧,87,直流接触器的型号含义,C Z,接触器 直流 设计序号,常闭触点数 常闭触点数 额定电流,88,选择： 1、根据负载性质选类型； 2、额定电压 主电路工作电压； 3、额定电流 被控电路的额定电流； 4、吸引

25、线圈的额定电压与频率 控制电路的选用电压和频率。 （四）接触器常见故障分析 表1-7 接触器图形符号及文字符号如图1-31,89,表1-7 接触器的常用故障及排除方法,90,图131 接触器的符号 a）线圈 b）常开触头 C）常闭触头,KM,a） b） c,KM,KM,91,五、 继 电 器 与接触器的区别： 1、用途：可大、小电流、信号类型； 2、工作原理、I/O接口方式：可电压、电流； 3、类型：过、欠电压、电流； 4、结构：多种形式、无触点等； 5、使用方法：主电路、辅助电路,92,应用频繁地接通、断开小电流控制电路，实现 远距离自动控制和保护的自动控制电器。 输入量电流、电压、温度、时

26、间、速度、压 力。 输出量触头动作或电路参数变化。 种类： （1）按输入电压、电流、时间、温度、速 度、压力等。 （2）按原理电磁式、感应式、电动式、热 式、电子式等。 （3）按输出有触点、无触点。 （4）按用途控制用、保护用,93,一）电磁式继电器 特点：结构简单、价格低廉、使用维护方便。 1、电磁式继电器类型 有交流、直流 （1）电流继电器 线圈与电路“串”联； 匝数少、导线粗、阻抗小。 欠电流式吸引3065额定电流； 释放1020额定电流。 过电流式 额定电流的1.14.0倍,94,2）电压继电器 线圈与电路“并”联； 匝数多、导线细、阻抗大。 欠电压式动作4070的UN。 过电压式动作

27、105120的UN。 零电压式动作525的UN。 （3）中间继电器（电压式） 线圈与电路“并”联； 触头对数多、容量大（IN510A）、动 作灵敏度高,95,2、电磁式继电器的整定（图132） （1）调整弹簧的松紧程度 越紧 需吸引 V、I （2）改变非磁性垫片的厚度 越大 释放 V、I （3）改变初始气隙的大小 越大 吸引 V、I 3、电磁式继电器常用型号 JL、JT、JZ、3TH、JZC系列电磁器 继电图形符号及文字符号如图1-33,96,1-线圈 2-铁心 3-磁轭 4-弹簧 5-调节螺母 6-调节螺钉 7-衔铁 8-非磁性垫片 9-常闭触点 10-常开触点 图1-32 JT3系列直流电

28、磁式继电器结构示意图,97,图1-33 电磁式继电器的符号 a）线圈 b）电流线圈 c）电压线圈 d）触点,KA,a） b） c） d,KA,KA,KI,I,KI,I,KV,U,KV,U,98,二）时间继电器 分类： 原理电磁式、空气阻尼式、电动式、电子 式。 延时通电延时、断电延时。 通电延时型：接受输入信号后，要延迟一段时 间，输出信号才能发生变化。当输入信号消失 后，输出及时复位。 断电延时型：接受输入信号后，立即产生相应 的输出信号。当输入信号消失后，继电器需经 过一定的延时，输出才复位,99,1、直流电磁式时间继电器 铁心上有铜套延时（断电延时 5S） 2、空气阻尼式时间继电器 利用

29、空气阻尼通、断电延时（图1-34）。 3、电动式时间继电器 微型电动机延时（很少用）。（图1-35） 4、电子式时间继电器 电子电路延时（应用广泛）。（图1-36,100,图1-34 JS7-A系列时间继电器原理示意 a,101,运动方向,102,103,图1-34 JS7-A系列时间继电器原理示意图 b,运动方向,104,b)断电延时线圈,a)通电延时,105,时间继电器的选择 1、电源电压(线圈电压和触头电压) 2、控制回路所需要的延时方式(通电延时型还 是断电延时型) 3、延时时间范围及延时误差 4、延时触头和瞬时触头类型、数量级容量 5、时间继电器的类型(电子式、空气阻尼式,106,三

30、）热继电器 利用电流的热效应（表1-8P27）。 1、热继电器的结构和工作原理 （图1-38P26） 2、热继电器的主要技术参数及常用产品 （表1-9P27） 3、热继电器的选用 三角形连接整定电流电动机额定电流 热继电图形符号及文字符号如图1-39,107,1-电流调节凸轮 2a、2b-簧片 3-手动复位机构 4-弓簧 5-主双金属片 6-外导板 7-内导板 8-常闭静触点 9-动触点 10-杠杆 11-复位调节螺钉 12-补偿双金属片 13- 推杆 14-连杆 15-压簧 16-热元件 图1-38 热继电器的结构示意图,108,图1-39 热继电器的符号 a）热元件 b）常闭触点,FR,a

31、） b,FR,109,四）速度继电器 作用反接制动（图140）。 动作转速 120 r/min， 复位转速 100 r/min， 可靠动作 30003600 r/min。 速度继电图形符号及文字符号如图141,110,图1-40 速度继电器的原理示意图 1转轴 2转子 3定子 4绕组 5摆锤 6、9簧片 7、8静触点,1 2 3 4 5 6 7,9 8,111,112,图1-41 速度继电器的符号 a）转子 b）常开触点 c）常闭触点,a） b） c,n,KS,n,KS,KS,113,五）固态继电器 1、种类 1）直流晶体管作开关元件输出； 交流晶闸管作开关元件输出。 2）光耦合隔离； 磁隔离

32、。 3）过零触发、非过零触发； 有源触发、无源触发。 2、工作原理（图1-42 P29） 技术指标如表1-10 P30,114,图1-42 光电耦合式固态继电器的工作原理图,115,固态继电器,5V 输入,交流、直流 输出,SSR,图143 固态继电器的图形及文字符号,116,固态继电器,117,3、固态继电器使用注意事项： 1）过载类型（阻、感） 采用过压吸收保护。 2）输出 采用RC浪涌吸收回路、非线性压敏 电阻吸收瞬变电压。 3）散热片、接地、绝缘。 4）避免负载短路。 5）输出计算值 3倍负载额定电流值。 固态继电器注意参数见表1-10,118,表1-10 DJ型固态继电器的主要技术参

33、数,119,第三节 电气控制系统图的 类型及有关规定,介绍三相异步电动机、直流电动机的起 动、运行、调速、制动的基本线路 常用的检测电路、顺序控制、保护 环节。 电气图的类型、国家标准、规定画 法,120,分类： 1、电气原理图； 2、电器布置图； 3、电气安装接线图。 一、电气控制系统图的图形符号和文字符号 1990年前采用1964年颁布的 “电工系统图图形符号” GB31264 “电工设备文字符号编制通则” GB31564 1990年后采用1984年颁布的 “电气图用图符号” GB472884 “电气制图” GB698887 “电气技术中的文字符号制订通则”GB715987,121,二、电

34、气系统图类型 （一）电气原理图 电气系统中应用最多 制图原则： 便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰 的原则。采用电气元件展开的形式绘制而成。 内容： 所以电气元件的导电部分和接线端点，不按 电气元件的实际位置来画，也不反应电气元 件的形状、大小和安装位置。 特点： 结构简单、层次分明、适于研究、分析电路 的工作原理等优点。 （表补充1 电气图常用图形符号 和文字符号新旧标准对照表,122,1、绘制电气原理图时应遵守的原则 1）原理图分主电路和辅助电路两部分 主电路 从电源到电动机等大的电流通过的通路。 辅助电路包括控制回路、照明电路、信号电路、保护 电路等，由继电器、接触器的线圈、继电器的

35、 触头、接触器的辅助触头、按扭、照明灯、控 制变压器等电器元件组成。 2）采用国家规定的统一标准 元件图、文字符号。 3）各个电气元件、部件在控制线路中的位置 根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部分根 据需要可以不画在一起，但文字符号要相同,123,4）图中所有电器触点 按没有通电和不受外力作用时的初始 开闭状态画出。 5）主电路、辅助电路 各电气元件一般按动作顺序从上到 下，从左到右依次排列，可水平布置 或垂直布置。 6）有直接电联系 交叉导线连接点要用黑圆点表示。无 直接联系的交叉导线连接点不画黑圆 点,124,2、画图区域的划分 图纸上方的1、2、3 等数字是图 区编号（也可以设置

36、在图的下方）。 图纸编号下方的“电源开关及保护 ” 等字样表明对于区域下方元件或电 路的功能。 3、符号位置的索引 用图号、页次、图区编号的组合索引 法，索引代号的组成如下,125,左栏 中栏 右栏 主触头 辅助动合触点 辅助动断触点 所在图形区 所在图形区 所在图形区,KM1 2 7 13 2 X X 2,图补充3中的 KM1 线圈下方的表示是接触器 KM1 相应触头的索引,126,左栏 右栏 动合触点 动断触点 所在图形区号 所在图形区号,KA 7 11 9 X 11 X X X,图补充3中的 KA 线圈下方的表示是继电器 KA 相应触头的索引,127,128,4、电气原理图中技术数据的标

37、注 电气元件的数据和型号，一般用小号字体注在电器代号下面，如图 144 中是热继电器动作电流值范围和整定值的标注,图144 热继电器技术数据标注,FR,4.5 7.2 A 6.8,129,二）电器元件布置图 含义表明电气设备上所有电机电器的实际 位置； 作用为生产机械电气控制设备的制造、安 装、维修提供必要的资料。 组成电气设备布置图、控制柜、控制板电 气设备布置图、操丛台、悬挂操丛箱 电气设备图。 注意表达线型,130,三）电气安装接线图（图补充4） 表达图中可显示出电气设备中元件的空间 位置和接线情况、标注出外部接线。 作用为了安装电气设备和电器元件进行配 线或检修电器故障。 使用可在安装

38、或检修时对照原理图使用,131,M 3,接地铜牌,照明灯,11mm2（红）11mm2（白） 包塑金属软管 10mm2m,电源进线 11mm2（黄绿） 71mm2（红） 11mm2（白,15 包塑金属软管 15mm1m,31mm2（红） 11mm2（黄绿） 包塑金属软管 10mm2m,31.5mm2（黑）11.5mm2（黄绿） 包塑金属软管 20mm1m,按扭板,SA EL 12 13,QS 2 6,W1 V1 U1 PE,SB1 SB2 2 3 6 HL2 16 8 4 7 PE,HL1,图补充4 机床电气接线图,132,第四节 电气控制的基本线路 一、笼型三相异步电动机 全压起动控制线路 特

39、点结构简单、价格便宜、坚固耐用。 组成控制线路继电器、接触器、按钮等； 起动控制全压、减压。 1、单向连续运行控制线路 线路的工作原理 电路的保护环节 （1）短路保护熔断器； （2）过载保护热继电器； （3）欠压、失压保护接触器本身,133,起动合上QS,引入三相电源。按下SB2，交流接 触器KM的吸引线圈通电，接触器主触点闭 合，电动机运转。与SB2并联的KM闭合，使 接触器吸引线圈经两条路通电。当SB2复位 时，接触器KM的线圈仍通过其触点通电， 保持电动机运行。 停止运转则按SB1，KM断电释放，其常开主触 头切断三相电源，电动机停止运转。松开SB1 后接触器线圈不能通过自锁触点通电，因

40、 其已随接触器的断电而断开,134,图1-45 单向全压起动控制线路,135,136,137,138,139,140,141,142,概念： 自锁依靠接触器（继电器）自身辅助 触点而使其线圈保持通电的现 象。 互锁依靠两个接触器（继电器）的辅 助常闭触点起相互控制作用，即 一个接通时，利用其常闭辅助触 头的断开来锁住对方线圈的电 路。这种利用两个接触器（继电 器）的常闭触点互相控制的方法 叫互锁象,143,工作原理： 起动： QS SB2 KM M nn0 （自锁） 停止： SB1 KM M n00,144,欠压、失压保护的优点 1、防止电压严重下降时电动机低压运行； 2、避免电动机同时起动造

41、成的电压严重下 降； 3、防止电源电压恢复时，电动机突然起动 运转造成设备和人身事故,145,2、具有点动的控制线路,图1-46 实现点动的几种控制线路,146,图1-46 实现点动的几种控制线路,147,工作原理：点动（a） 起动： QSSBKM M 停止： SBKM M,148,工作原理：点动（b） 起动： QS SASB2KM M 停止： SB2KM M 工作原理：连动（b） 起动： QSSASB2KM M 停止： SB1KM M,149,工作原理：点动（c） 起动： QSSB3KM M 停止： SB3KM M 工作原理：连动（c） 起动： QSSB2KM M 停止： SB1KM M,1

42、50,工作原理：点动（d） 起动： QSSB2KAKM M 停止： SB2KAKM M 工作原理：连动（d） 起动： QSSB3KM M 停止： SB1KM M,151,3、正、反向运行控制线路,图1-47 三相异步电动机正反转控制线路,152,4、自动往复行程控制线路,图1-48 自动往复循环控制线路,153,二、笼型三相异步电动机 的减压起动控制线路 原因大电动机（ 10kW）起动 IST 过 大，对电路影响大，采用降压起动 方法，减少IST 。 方法定子串电阻（或电抗）、星形三 角形换接、自偶变压器、延边三角 形,154,1、定子串电阻（或电抗）（图1-49）； 2、 星形三角形换接（图

43、1-50）； 3、 自偶变压器（图1-51）； 4、 延边三角形（图1-52、53,155,1、定子串电阻降压起动控制线路,图1-49 定子串电阻减压起动控制线路,156,2、星形三角形换接减压起动控制线路,图1-50 三个接触器的星形三角形减压起动控制线路,157,3、自偶变压器减压起动控制线路,图1-51 自偶变压器减压起动控制线路,158,4、 延边三角形,图1-52 延边三角形起动电动机定子绕组抽头接线方式 a)原始状态 b)起动状态 c)运行状态,159,图1-53 延边三角形减压起动控制线路,160,三、 三相绕线转子异步 电动机限流起动控制线路 特点转子回路可通过滑环外串电阻来达

44、到 减小起动电流，提高转子电路功率因 数和起动转矩的目的。 应用在要求起动转矩较高的场合。 1、转子回路串接电阻起动控制线路 接法星形平衡、不平衡。 原则时间、电流。（图1-54、54补,161,图1-54 时间原则控制转子电路串接电阻起动控制线路,162,图1-54补 电流原则控制转子电路串接电阻起动控制线路,163,2、转子回路串频敏变阻器限流起动控制线路,图1-55 转子回路串频敏变阻器的控制线路,164,四、 三相异步电动机的 变极调速控制线路 特点2/4极双速电动机高、低速运行。 应用在机床中。 方法改变定子绕组的极对数； 改变转子电路中的电阻(绕线式)； 变频调速； （图1-56,

45、165,图1-56 双速电动机控制线路,2、转子回路串频敏变阻器限流起动控制线路,166,五、三相异步电动机的制动控制线路 方法电气制动； 机械制动。 1、反接制动控制线路（10KW） 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产 生制动转矩的一种制动方法。 制动电流是全压起动的两倍。 特点制动迅速、效果好、冲击大,167,为了减小冲击电流： 采用方法通常主电路串接一定的电阻 限制制动电流。 注意防止反向制动出现反向再起动， 应使转速接近零时及时断电。 1、反接制动的控制线路 （1）单向反接制动的控制线路图1-57 （2）可逆运行的反接制动控制线路（略） 图1-58补,168,图

46、1-57 单向反接制动控制线路,169,图1-58补 可逆运行的反接制动控制线路,170,图1-58 具有反接制动电阻的正反向反接制动控制线路,171,图1-58 具有反接制动电阻的正反向反接制动控制线路,172,2、能耗制动控制线路 原理电动机脱离三相交流电源之后， 定子绕组上加一个直流电源。 方法： （1）单向能耗制动控制线路。图1-59 （2）可逆运行能耗制动控制线路。 图1-60 图1-60补,173,图1-59 时间原则控制的单向能耗制动控制线路,174,图1-59 时间原则控制的单向能耗制动控制线路,175,图1-60 可逆运行能耗制动控制线路,176,图1-60 可逆运行能耗制动

47、控制线路,177,六、 直流电动机的控制线路,178,直流电机的工作原理,N,S,n,e,i,Ke电势常数 CM-转矩常数,179,概述： 分类他励、并励、串励、复励。 1、他励,180,2、并励 3、串励,181,4、复励,182,反电动势,转矩,183,一、起动控制线路 起动电流 IST 1020IN（额定电流） 不要直接起动。 他励、并励： 特点先接励磁电源， 后接电枢电源。 原因： 1、产生大的反电动势，减少起动电流。 2、产生足够大的转矩，加速起动过程。 3、避免空载飞车,注意,RaIa 电枢电阻、电流 Ke 电机常数 防止励磁磁通“0,184,2、直流电动机的正反转控制 方向取决于

48、 M = CMI。 方法改变电枢或励磁电压的极性。 手段改变励磁电压 （励磁电流 25%IN 额定电流）。 3、调速控制 1）改变电枢回路电阻值调速； 2）改变励磁电流调速； 3）改变电枢电压调速； 4）混合调速（励磁电流、电枢电压,185,4、制动控制 1）能耗制动； 2）反接制动； 3）再生发电制动 电机转速理想转速， 电枢的反电动势供电电压， 电枢电流反向，产生制动转矩,186,二、他励直流电动机的控制线路 1、电枢回路串电阻的起动与调速控制线路 1）起动前的准备 SA-0位QF1、QF2 KI2KA 、 SA （自锁）KT1 R1、R2串入主电路。 2）起动 SA-3位SA1-2KM1

49、 M （串 R1、R2） KT1KT2 （延时）KM2 R1（短接） KT2 （延时）KM3 R2（短接）M （全速）。 3）调速 SA-1、2位分别串R1和R2、R2（低速,187,4）保护 过载KT1KAKM1 、 KM2、KM3M。 欠电流当励磁断KI2KA。 零位（压）SA-0位KA可避 免M的自起动。 自感电动势V、R 吸收回路防止 励磁绕组的绝缘击穿。 （图1-61,188,图1-61 电枢串电阻起动与调速控制线路,189,190,191,192,图1-61 准备,193,图1-61 低速,194,图1-61 中速,195,图1-61 高速,196,2改变励磁电流方向的正、反转控制

50、线路 采用KT延时以保证在直流电动机停转后才能反向起动。 如图1-62 正向起动运行： 正向励 KT KT+ SB2+ KM18+ KI2+ 磁J K 延时到 KM17+ KT- 正向运行 正向停车： KT SB1+ KM17- KT+ KM18- KI2- n 延时到 n 0 同理，反方向运行按SB3，停车按SB1,197,图1-62 改变励磁方向的正反向控制线路,198,3停车带有能耗制动的正、反向调速控制线路利用改变电枢电流方向实现正反向运行控制线路原理图如图1-63 4停车带有反接制动的正、反向运行控制线路线路原理图如图1-64,199,图1-63 带有能耗制动的正反向控制线路 a,2

51、00,图1-63 带有能耗制动的正反向控制线路 b,201,图1-64 带有反接制动的正、反向运行控制线路,202,一、电气控制分析的内容与要求 分析内容： 1、设备说明书 1）设备的构造，主要技术指标，机械、液压、气动部分 的传动方式与工作原理。 2）电气传动方式，电机及执行电器的数目，规格型号、 安装位置、用途与控制要求。 3）了解设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋纽、指 示装置的布置以及在控制线路中的作用。 4）必须清楚地了解与机械、液压部分直接关联的电器 （行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等）的位 置、工作状态及与机械、液压部分的关系，在控制中 的作用,第五节 电气控制线路分析基

52、础,203,2、电气控制原理图 是控制线路分析的中心内容。 分析电路图时必须与阅读其它技术资料结 合起来。 通过选用电器元件的技术参数，分析出控 制线路的主要参数和技术指标，估算出各部 分的电流、电压值，以便在调试或检修中合 理地使用仪表,204,3、电气设备的总装接线图 分析总装接线图可了解系统的组成分布状况，各部分连接方式，主要电气部件的布置、安装要求，导线和穿线管的规格型号等。 4、电器元件布置图与接线图 是制造、安装、调试和维护电气设备必需的技术资料,205,二、电气原理图的阅读分析方法 原理图阅读分析的基本原则： 化整为零、顺腾摸瓜、先主后辅、 集零为整、安全保护、全面检查。 常用方

53、法是： 查线分析法 化整为零的原则以某一对象开始 从电源开始，自上而下，自左而右，逐一分析其接通断开关系，并区分出主令信号、联锁条件、保护要求,206,1、电气原理图的分析方法与步骤 1）分析主电路 类型、工作方式，起动、转向、调速、制动等控制 要求与保护要求等。 2）分析控制电路 从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制 流程。 3）分析辅助电路 执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、 照明和故障报警等。 4）分析联锁与保护环节。 5）分析特殊控制环节 计数、检测、晶闸管、调温等 6）总体检查 集零为整检查整个控制线路,207,2、分析举例C650 （1）主要结构和运动形式 （2）拖动方式与控制要求 1）主电机 M1（30