电器控制线路的基本原则和基本环节

1、第二章第二章 电器控制线路的基本原则和基本环节电器控制线路的基本原则和基本环节 第一节第一节 电器控制线路的绘制电器控制线路的绘制 第二节第二节 三相异步电动机的起动控制三相异步电动机的起动控制 第三节第三节 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 第四节第四节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 第五节第五节 电气控制的其它环节电气控制的其它环节 第六节第六节 电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法 第一节第一节 电器控制线路的绘制电器控制线路的绘制 电器控制线路的定义：电器控制线路的定义： 由有触点的低压控制电器所组成的控制线路。由有触点的低压控制电器所组

2、成的控制线路。 电器控制线路的表示方法：电器控制线路的表示方法： 电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。 一、一、电器控制线路常用的图形、文字符号（电器控制线路常用的图形、文字符号（p41表表2-1） 主电路标号和控制电路标号主电路标号和控制电路标号 二、电气原理图二、电气原理图 1、绘制电气原理图应遵循的原则、绘制电气原理图应遵循的原则 电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控 制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的 部分

3、，用粗线条画在原理图的左边；控制电路是通过弱电流的部分，用粗线条画在原理图的左边；控制电路是通过弱电流的 电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继 电器的触点等组成，用细线是画在原理图的右边。如图电器的触点等组成，用细线是画在原理图的右边。如图2-1 电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用 国家规定的统一标准。国家规定的统一标准。 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以 不画在一起，但需用同一文字符号标出

4、。不画在一起，但需用同一文字符号标出。 所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状所有按钮、触头均按没有外力作用和没有通电时的原始状 态画出。态画出。 控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两 线空叉连接时的电气连接点须用黑点标出。线空叉连接时的电气连接点须用黑点标出。 2 2、电气原理图的标注法（、电气原理图的标注法（p44p44） 轴坐标标注法轴坐标标注法 p44p44图图2-22-2 横坐标标注法横坐标标注法 p45p45图图2-32-3 三、电气安装接线图三、电气安装接线图 p46p46图图2-42-4 第二节第二节

5、三相异步电动机的起动控制三相异步电动机的起动控制 三相异步电动机的起动方法：直接起动和减压起动两种。三相异步电动机的起动方法：直接起动和减压起动两种。 一、三相笼型电动机直接起动控制一、三相笼型电动机直接起动控制 直接起动：用于小容量笼型电动机。直接起动：用于小容量笼型电动机。 （一）采用刀开关直接起动控制（一）采用刀开关直接起动控制 （二）采用接触器直接起动控制（二）采用接触器直接起动控制 1 1、点动控制、点动控制 2 2、连续控制、连续控制 3 3、既能点动又能长动控制、既能点动又能长动控制 二、三相笼型电动机减压起动控制二、三相笼型电动机减压起动控制 减压起动：用于容量较大的电动机，且

6、仅适用于空载或轻载起动减压起动：用于容量较大的电动机，且仅适用于空载或轻载起动 减压起动的方法：减压起动的方法：定子绕组串电阻定子绕组串电阻 （或电抗器）起动、自耦变压器减（或电抗器）起动、自耦变压器减 压起动、星压起动、星- -三角形减压起动、三角形减压起动、延延 边三角形起动等。边三角形起动等。 （一）定子绕组串电阻起动控制（一）定子绕组串电阻起动控制 如图如图2-92-9 （二）（二）星星- -三角形减压起动三角形减压起动 （三）（三）自耦变压器减压起动控制自耦变压器减压起动控制 三、三相绕线转子电动机的起动控制三、三相绕线转子电动机的起动控制 绕线转子电动机用于要求起绕线转子电动机用于

7、要求起 动转矩较大的场合动转矩较大的场合 起动的方法：在转子电路中起动的方法：在转子电路中 串接电阻和在转子电路中串接频串接电阻和在转子电路中串接频 敏变阻器两种方法。敏变阻器两种方法。 1 1、转子绕组串接起动电阻控制、转子绕组串接起动电阻控制 电阻被短接的方式：三相电电阻被短接的方式：三相电 阻不平衡短接法（用凸轮控制器）阻不平衡短接法（用凸轮控制器） 和三相电阻平衡短接法（用接触和三相电阻平衡短接法（用接触 器）。器）。 2、转子绕组转子绕组串接频敏变阻器起动控制串接频敏变阻器起动控制 第三节第三节 三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 第四节第四节 三相异步电动机的制动

8、控制三相异步电动机的制动控制 三相异步电动机的制动方法：机械制动和电气制动。三相异步电动机的制动方法：机械制动和电气制动。 电气制动方法：反接制动、能耗制动、发电制动和电容制电气制动方法：反接制动、能耗制动、发电制动和电容制 动等。动等。 一、三相异步电动机反接制动控制一、三相异步电动机反接制动控制 反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的 旋转磁场与转子旋转方向相反，因而产生制动力矩的一种制动旋转磁场与转子旋转方向相反，因而产生制动力矩的一种制动 方法。应注意的是，当电动机转速接近零时，必须立即断开电方法。应注意的是，当电动机转速接

9、近零时，必须立即断开电 源，否则电动机会叵向旋转。源，否则电动机会叵向旋转。 另外，由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中串另外，由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中串 入电阻以限制制动电流。反接制动电阻的接法有两种：对称电入电阻以限制制动电流。反接制动电阻的接法有两种：对称电 阻接法和不对称电阻接法，如下图所示。阻接法和不对称电阻接法，如下图所示。 二、三相异步电动机能耗制动控制二、三相异步电动机能耗制动控制 三相异步电动机能耗制动时，切断定于绕组的交流电源后，三相异步电动机能耗制动时，切断定于绕组的交流电源后， 在定于绕组任意两相通入直流电流在定于绕组任意两相通入直流电流 形成一

10、固定磁场，与旋转着形成一固定磁场，与旋转着 的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。制动结束必须及的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。制动结束必须及 时切除直流电源。时切除直流电源。 电容制动是在切断三相电容制动是在切断三相 异步电动机的交流电源后，异步电动机的交流电源后， 在定于绕组上接入电容器，在定于绕组上接入电容器， 转子内剩磁切割定子绕组产转子内剩磁切割定子绕组产 生感应电流，向电容器充电，生感应电流，向电容器充电， 充电电流在定子绕组中形成充电电流在定子绕组中形成 磁场，此磁场与转子感应电磁场，此磁场与转子感应电 流相互作用，产生与转向相流相互作用，产生与转向相 反的制动力矩，使

11、电动机迅反的制动力矩，使电动机迅 速停转。其控制线路如图所速停转。其控制线路如图所 示。示。 三、三相异步电动机电容制动控制三、三相异步电动机电容制动控制 第五节第五节 电气控制的其它环节电气控制的其它环节 一、多地点控制一、多地点控制 把一个起动按钮和一个停止按钮组成一组，并把三组起动、把一个起动按钮和一个停止按钮组成一组，并把三组起动、 停止按钮分别放置三地，即能实现三地点控制。停止按钮分别放置三地，即能实现三地点控制。 二、多台电动机先后顺序工作的控制二、多台电动机先后顺序工作的控制 电动机顺序控制的接线规律：电动机顺序控制的接线规律： 1）要求接触器）要求接触器km1动作后接触器动作后

12、接触器km2才能动作，才能动作， 故将接触器故将接触器 km1的常开触头串接于接触器的常开触头串接于接触器km2的线圈电路中。的线圈电路中。 2）要求接触器）要求接触器km1动作后接触器动作后接触器km2不能动作，故将接触器不能动作，故将接触器 kmi的的辅助触头串接于接触器的的辅助触头串接于接触器km2的线圈线路中。的线圈线路中。 下图是采用时间继电器下图是采用时间继电器 ，按时间原则顺序起动的控制线路。，按时间原则顺序起动的控制线路。 三、自动循环控制三、自动循环控制 例：小车控制例：小车控制 设计一辆小车运行的控制线路，小车由异步电动机拖动，其设计一辆小车运行的控制线路，小车由异步电动机

13、拖动，其 动作程序如下：动作程序如下： 1、小车由原位开始前进，到终端后自动停止。、小车由原位开始前进，到终端后自动停止。 2、在终端停留、在终端停留2min后自动返回原位停止。后自动返回原位停止。 3、要求能在前进或后退中任意位置都能停止或起动。、要求能在前进或后退中任意位置都能停止或起动。 sq1 起点起点 sq2 终点终点 第六节第六节 电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法 电气控制线路的设计方法通常有两种：电气控制线路的设计方法通常有两种： 经验设计法和逻辑设计法经验设计法和逻辑设计法 一、经验设计法一、经验设计法 经验设计法是根据生产机械的工艺要求和加工过程经验设计法是根据生

14、产机械的工艺要求和加工过程 ，利，利 用用各种典型的基本控制环节各种典型的基本控制环节 加以修改加以修改 补充、完善，最后得出补充、完善，最后得出 最佳方案。若没有典型的控制环节可采用，则按照生产机械的最佳方案。若没有典型的控制环节可采用，则按照生产机械的 工艺要求工艺要求逐步进行设计。逐步进行设计。 采用经验设计法，一般应注意以下几个问题：采用经验设计法，一般应注意以下几个问题： （一）保证控制线路工作的安全和可靠性（一）保证控制线路工作的安全和可靠性 电器元件要正确连接，电器的线圈和触头连接不正确，电器元件要正确连接，电器的线圈和触头连接不正确， 会使控制线路发生误动作，有时会造成严重的事

15、故。会使控制线路发生误动作，有时会造成严重的事故。 1、线圈的连接、线圈的连接 在交流控制线路中，线圈不能串联接入两个电器线圈，在交流控制线路中，线圈不能串联接入两个电器线圈， 如下图。两个电器需要同时动作时，线圈应并联连接。如下图。两个电器需要同时动作时，线圈应并联连接。 ka km1 km2 2、电器触头的连接、电器触头的连接 同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不能分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。如下图所示别接在电源的不同相上。如下图所示 2、线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接通另一、线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能

16、接通另一 个电器元件，如下图所示。个电器元件，如下图所示。 4、应考虑电器触头的接通和分断能力，若容量不够，、应考虑电器触头的接通和分断能力，若容量不够， 可在线可在线 路中增加中间继电器，或增加线路中触头数目。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；增加分断能力用多触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。头串联连接。 5、应考虑电器触头、应考虑电器触头“竞争竞争”问题。问题。 （二）控制线路力求简单、经济（二）控制线路力求简单、经济 1、尽量减少触头的数目，如图、尽量减少触头的数目，如图2-37所示。所示。 2、尽量减少连接导线，如图

17、、尽量减少连接导线，如图2-38所示。所示。 3、尽量减少电器元件的带电时间。、尽量减少电器元件的带电时间。 （三）防止寄生电路（三）防止寄生电路 （四）应具有必要的保护环节（四）应具有必要的保护环节 1、短路保护：熔断器和断路器、短路保护：熔断器和断路器 2、过流保护：过电流继电器、过流保护：过电流继电器 3、过载保护：热继电器、过载保护：热继电器 4、零电压保护：如下图、零电压保护：如下图 5、多功能保护器的使用、多功能保护器的使用 （五）经验设计法的应用举例（五）经验设计法的应用举例 1、工艺简介、工艺简介 右图为钻削加工时刀架的右图为钻削加工时刀架的 自动循环示意图，具体要求自动循环示

18、意图，具体要求 为：为： （1）自动循环：即刀架由位）自动循环：即刀架由位 置置1移动到位置移动到位置2进行钻削加进行钻削加 工后自动退回位置工后自动退回位置1，实现自，实现自 动循环。动循环。 （2）无进给切削，）无进给切削， 即钻头到达位置即钻头到达位置2时不再进给，但钻头时不再进给，但钻头 继续旋转进行无进给切削以提高工件加工精度。继续旋转进行无进给切削以提高工件加工精度。 （3）快速停车。停车时，要求快速停车以减少辅助工时。）快速停车。停车时，要求快速停车以减少辅助工时。 2、控制线路的设计、控制线路的设计 （1）设计主电路）设计主电路 （2）确定控制电路的基本部分）确定控制电路的基本

19、部分 （3）设计控制电路的特殊部分）设计控制电路的特殊部分 刀架的自动循环控制刀架的自动循环控制 无进给切削的实现无进给切削的实现 快速停车的实现快速停车的实现 二、逻辑设计法二、逻辑设计法 逻辑设计法是把电器控制线路中的接触器、继电器等电器逻辑设计法是把电器控制线路中的接触器、继电器等电器 元件线圈的通电和断电、元件线圈的通电和断电、 触头的闭合和断开看成是逻辑变量，触头的闭合和断开看成是逻辑变量， 线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为“1” 态；态； 线圈的断线圈的断 电状态和触头的断开状态设定为电状态和触头的断开状态设定为“0”态。根据工艺要求将这些态。根据工艺要求将这些 逻辑变量关系表示为逻辑函数的关系式，再运用逻辑函数基本逻辑变量关系表示为逻辑函数的关系式，再运用逻辑