电气控制系统的基本控制环节ppt课件

1、电气控制技术与技艺训练电气控制技术与技艺训练 电气控制技术与技艺训练电气控制技术与技艺训练 电子教案电子教案 第2章 电气控制系统的根本控制环节 电气控制系统都是由一些比较简单的根本控制环节按一定的控制原那么组成的。 继电器接触器控制系统仍是最根本的电器控制方式。2.1电气控制系统图的绘制原那么 电气控制系统图有三类：电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。2.1.1 电器控制系统图常用的图形符号、文字符号和接线端子标志 电气控制系统图中，电器元件必需运用国家一致规定的图形符号和文字符号： GB/T 472819962000 GB/T 6988.142000 GB/T 6988.61993

2、 GB/T 71591987 上述各表见附录 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节1.1.图形符号图形符号 图形符号通常指用图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标图形符号通常指用图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。记或字符。 运用图形符号绘制电气控制系统图应留意：运用图形符号绘制电气控制系统图应留意： 一切符号均以无电压，无外力作用的正常形状表示，如按钮未按一切符号均以无电压，无外力作用的正常形状表示，如按钮未按下，继电器、接触器线圈未通电等。下，继电器、接触器线圈未通电等。 同一图中的图形符号应方式一样，大小线条粗细应根本一致。同一图中的图

3、形符号应方式一样，大小线条粗细应根本一致。 在不改动图形符号含义的前提下，可将其旋转或成镜像放置。在不改动图形符号含义的前提下，可将其旋转或成镜像放置。 电源或主信号线用粗实线表示，控制电路、维护电路、照明电电源或主信号线用粗实线表示，控制电路、维护电路、照明电路路用细实线表示。用细实线表示。2.2.文字符号文字符号 文字符号表示元器件的称号、功能、形状和特征，及用于技术文件文字符号表示元器件的称号、功能、形状和特征，及用于技术文件的编制。的编制。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节3.3.接线端子标志接线端子标志 (1) (1)主电路各接线端子标志主电路各接

4、线端子标志 L1 L1、L2L2、L3 L3 三相交流电源引入线。三相交流电源引入线。 U U、V V、W W 电源开关后三相交流电源主电路电源开关后三相交流电源主电路 1U 1U、1V1V、1W1W、2U2U、2V2V、2W 2W 分级三相交流电源主电路。分级三相交流电源主电路。 U1 U1、V1V1、W1 W1 交流异步电动机定子绕组首端。交流异步电动机定子绕组首端。 (2) (2)控制电路各电路衔接点标志控制电路各电路衔接点标志 凡是被线圈、绕组、触点、电阻、电容等元件所间隔的线段，按由凡是被线圈、绕组、触点、电阻、电容等元件所间隔的线段，按由上而下，由左至右的原那么，用数字编号，见图上

5、而下，由左至右的原那么，用数字编号，见图2-12-1。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.1.2 2.1.2 电气原理图电气原理图1.1.绘制电气原理图的原那么绘制电气原理图的原那么(1)(1)电气原理图绘制规范电气原理图绘制规范 一切元器件采用国家一致规定的图形符号与文字符号。一切元器件采用国家一致规定的图形符号与文字符号。(2)(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助电路组成。电气原理图由主电路和辅助电路组成。 辅助电路包括控制电路、维护电路、照明电路和信号电

6、路。辅助电路包括控制电路、维护电路、照明电路和信号电路。 主电路、控制电路与维护电路、照明与信号电路三者要分开绘出。主电路、控制电路与维护电路、照明与信号电路三者要分开绘出。(3)(3)电源线的画法电源线的画法 三相交流电源线程度画在图的上方，主电路垂直于电源线画在图的左三相交流电源线程度画在图的上方，主电路垂直于电源线画在图的左侧；控制电路、维护电路、信号电路和两条程度电源线垂直，画在图的侧；控制电路、维护电路、信号电路和两条程度电源线垂直，画在图的右侧；耗电元器件在下，控制触点在上。右侧；耗电元器件在下，控制触点在上。(4)(4)电气元器件的画法电气元器件的画法 电气元器件不按实践外形画图

7、，同一元器件不同带电部件可以不画在电气元器件不按实践外形画图，同一元器件不同带电部件可以不画在 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节一同，而画在其完成动作功能的地方，但要用同一文字符号阐明。一同，而画在其完成动作功能的地方，但要用同一文字符号阐明。 几个同功能的电器，在文字符号之后加上不同数字序号以示区别。几个同功能的电器，在文字符号之后加上不同数字序号以示区别。如如KM1KM1、KM2KM2。 同一元器件的不同触点在文字符号之后加不同的数字下标加以区别。同一元器件的不同触点在文字符号之后加不同的数字下标加以区别。如如KM11KM11、KM12KM12；或；或K

8、M2-3KM2-3它表示在电路标号它表示在电路标号2-32-3之间接触器之间接触器KMKM的常开辅的常开辅助助触点触点(5)(5)电气触点的画法电气触点的画法 各元器件触点形状均按没有外力或未通电时触点的原始形状画出。各元器件触点形状均按没有外力或未通电时触点的原始形状画出。 常开触点在垂直线左侧或程度线下方，常闭触点在垂直线右侧或水常开触点在垂直线左侧或程度线下方，常闭触点在垂直线右侧或水平线上方，即平线上方，即“左开右闭或左开右闭或“上闭下开。上闭下开。(6)(6)电气原理图的规划电气原理图的规划 按动作顺序从上到下，或从左到右绘制。按动作顺序从上到下，或从左到右绘制。(7)(7)线路衔接

9、点、交叉点的绘制线路衔接点、交叉点的绘制 外部引线端子用空心圆，有电联络的衔接点用实心圆。外部引线端子用空心圆，有电联络的衔接点用实心圆。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节(8)(8)标注标注 电源的电压值、极性、频率、相数；电容、电阻值；人工操作电器电源的电压值、极性、频率、相数；电容、电阻值；人工操作电器的操作方式。的操作方式。2.2.电气原理图图面区域的划分电气原理图图面区域的划分3.3.符号的位置索引符号的位置索引 接触器触点的位置索引接触器触点的位置索引 左栏：主触点图区号左栏：主触点图区号 中栏：辅助常开触点图区号中栏：辅助常开触点图区号 右栏：

10、辅助常闭触点图区号右栏：辅助常闭触点图区号继电器触点的位置索引继电器触点的位置索引 左栏：常开触点图区号左栏：常开触点图区号 右栏：常闭触点图区号右栏：常闭触点图区号 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.1.3 2.1.3 电器元件布置图电器元件布置图 电器元件布置图用来阐明电气原理图中各元器件的安装位置。主要电器元件布置图用来阐明电气原理图中各元器件的安装位置。主要由电器设备安装布置图、控制柜电器元件布置图等组成。由电器设备安装布置图、控制柜电器元件布置图等组成。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.1.42.1.4电气

11、安装接线图电气安装接线图 电气安装接线图为电气控制系统各个单元之间的外部接线图。电气安装接线图为电气控制系统各个单元之间的外部接线图。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.22.2交流三相笼型异步电动机全压启动控制电路交流三相笼型异步电动机全压启动控制电路 启动时额定电压加于电动机定子绕组，称全压启动，或启动时额定电压加于电动机定子绕组，称全压启动，或直接启动。直接启动。但启动电流为额定电流但启动电流为额定电流4 47 7倍。倍。 符合下面阅历公式允许全压其动：符合下面阅历公式允许全压其动： Ist Ist、ININ分别为启动电流和额定线电流分别为启动电流和

12、额定线电流 Ki Ki启动电流倍数启动电流倍数分析电路任务原理的符号：分析电路任务原理的符号： 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.12.2.1单向运动控制电路单向运动控制电路1.1.手动正转控制电路手动正转控制电路2.2.点动正转控制电路点动正转控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节3.3.延续正转控制电路延续正转控制电路特点：自锁自保电路，自锁触特点：自锁自保电路，自锁触点的作用。点的作用。维护环节：短路维护、过载维护、维护环节：短路维护、过载维护、欠压和失压维护。欠压和失压维护。4.4.既能点动又能延续运转的

13、正转控既能点动又能延续运转的正转控制电路制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.32.2.3正反转运动控制电路正反转运动控制电路1.1.倒顺开关控制的正反转运动控制电路倒顺开关控制的正反转运动控制电路2.2.按钮控制的正反转运动控制电路按钮控制的正反转运动控制电路(1)(1)没有互锁的控制电路没有互锁的控制电路留意：先后按下正反转按钮出现两相电源短路留意：先后按下正反转按钮出现两相电源短路景象。景象。(2)(2)具有电气互锁的控制电路具有电气互锁的控制电路 电气互锁的作用电气互锁的作用(3)(3)具有机械互锁的控制电路具有机械互锁的控制电路 机械互锁

14、的作用机械互锁的作用(4)(4)具有电气机械双重互锁的控制电路。具有电气机械双重互锁的控制电路。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.52.2.5多地点控制电路多地点控制电路特点：启动按钮并联，停顿特点：启动按钮并联，停顿按钮串按钮串联。联。2.2.72.2.7顺序控制电路顺序控制电路1.1.主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制特点：特点：KM2KM2主触点串于主触点串于KM1KM1主主触点后触点后 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.控制电路实

15、现顺序控制控制电路实现顺序控制(1)(1)顺序启动、同时停车顺序启动、同时停车特点：特点：KM2KM2的线圈接在的线圈接在KM1KM1自自锁触点后。锁触点后。(2)(2)顺序启动、顺序停车顺序启动、顺序停车特点：特点：KM2KM2的线圈电路串接的线圈电路串接KM1KM1常开辅助触点。常开辅助触点。(3)(3)顺序启动、逆顺停车顺序启动、逆顺停车特点：特点：KM2KM2线圈串接线圈串接KM1KM1常开常开辅助触点，辅助触点，M1M1停顿按钮停顿按钮SB3SB3并接并接KM2KM2的常开辅助触点。的常开辅助触点。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.92.2

16、.9自动往返控制电路自动往返控制电路行程开关行程开关SQ1SQ1、SQ2SQ2的作用；的作用；SQ1SQ1、SQ2SQ2与与SQ3SQ3、SQ4SQ4的区别。的区别。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.32.3交流三相笼型异步电动机减压启动控制电路交流三相笼型异步电动机减压启动控制电路 减压启动限制了启动电流，但也使启动转矩大大减压启动限制了启动电流，但也使启动转矩大大下降，多用于空载下降，多用于空载轻载启动。轻载启动。2.3.1 2.3.1 定子串电阻减定子串电阻减压启动控制的电路压启动控制的电路此法虽然限制了启动电此法虽然限制了启动电流，但在启动电阻上

17、消流，但在启动电阻上消耗了大量电能，显得不耗了大量电能，显得不经济，故运用不广泛。经济，故运用不广泛。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.3.22.3.2星形星形三角形减压启动控制电路三角形减压启动控制电路 正常运转定子绕组接正常运转定子绕组接成三角形的笼型异步电动成三角形的笼型异步电动机，启动时定子绕组接成机，启动时定子绕组接成星形。星形。 此减压启动方法启动此减压启动方法启动电流降至全压启动时的电流降至全压启动时的1/31/3，但启动转矩只需额，但启动转矩只需额定转矩的定转矩的1/31/3，用于空载，用于空载或轻载启动。或轻载启动。1.1.按钮、接触器

18、控制星形按钮、接触器控制星形三角形减压启动控制电路。三角形减压启动控制电路。2.2.时间继电器控制星形时间继电器控制星形三角形减压启动控制电路三角形减压启动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.3.32.3.3自耦变压器减压启动控制电路自耦变压器减压启动控制电路 自耦电压器减压启动对电网的电流冲击小，能耗低，用于容量较大、自耦电压器减压启动对电网的电流冲击小，能耗低，用于容量较大、正常运转星形接法的电动机启动中。正常运转星形接法的电动机启动中。1.1.按钮、接触器控制自耦变压器减压启动控制电路按钮、接触器控制自耦变压器减压启动控制电路2.2.时间继电

19、器控制自耦变压器减压启动控制电路时间继电器控制自耦变压器减压启动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.3.42.3.4延边三角形减压启动控制电路延边三角形减压启动控制电路 此种启动方法适用于异步电动机定子每相绕组有首端、末此种启动方法适用于异步电动机定子每相绕组有首端、末端和中间抽端和中间抽头的特殊电动机中，其启动转矩比星形头的特殊电动机中，其启动转矩比星形三角形减压启动大。三角形减压启动大。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.42.4交流三相绕线型异步电动机启动控制电路交流三相绕线型异步电动机启动控制电路 绕线

20、型异步电动机转子串电阻或频敏变阻器可减绕线型异步电动机转子串电阻或频敏变阻器可减少启动电流、增大少启动电流、增大启动转矩、提高功率因数。启动转矩、提高功率因数。2.4.12.4.1转子绕组串电阻启动控制转子绕组串电阻启动控制电路电路1.1.时间原那么控制绕线型异步电动机时间原那么控制绕线型异步电动机转子绕组串电阻启动控制电路。转子绕组串电阻启动控制电路。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.电流原那么控制绕线型异步电动机转子电流原那么控制绕线型异步电动机转子绕组串电阻启动控制电路绕组串电阻启动控制电路特点：三个欠电流继电器吸合电流即特点：三个欠电流继电器

21、吸合电流即启动最大电流一样。但释放电流即启动启动最大电流一样。但释放电流即启动切换电流不同，切换电流不同，I21I21I22I22I23I23且相互不且相互不能相差太大。能相差太大。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.4.32.4.3转子绕组串频敏变阻器启动控制电路转子绕组串频敏变阻器启动控制电路1.1.频敏变阻器简介频敏变阻器简介构造特点：三柱心铁心由钢板叠构造特点：三柱心铁心由钢板叠成的三相铁心电抗器成的三相铁心电抗器 x2=2f2L f2=sf1 n x2=2f2L f2=sf1 n小小s s大，大，f2f2大大x2x2大，启动电流小，大，启动电流小

22、，nsnsf2x2 f2x2 相当转子串电阻起相当转子串电阻起动，随着启动进展不断切除启动动，随着启动进展不断切除启动电阻。可实现平滑无级启动。电阻。可实现平滑无级启动。2.2.绕线型异步电动机转子绕组绕线型异步电动机转子绕组串频敏变阻器启动控制电路串频敏变阻器启动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.52.5交流三相异步电动机制动控制电路交流三相异步电动机制动控制电路 自在停车自在停车停车停车 机械制动停车刹车电磁抱闸机械制动停车刹车电磁抱闸 制动停车制动停车 能耗制动能耗制动 电气制动停车电磁转矩与电动机电气制动停车电磁转矩与电动机转向相反转向相

23、反 反接制动反接制动2.5.12.5.1机械制动控制电路机械制动控制电路1.1.机械制动安装机械制动安装 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.2.控制电路控制电路2.5.22.5.2能耗制动控制电路能耗制动控制电路1.1.能耗制动原理能耗制动原理要点定子两相通入直流，产生恒定磁场。要点定子两相通入直流，产生恒定磁场。 决议决议N N、S S极下转子导体切割磁力线极下转子导体切割磁力线方向，方向，N N极下导体向右，极下导体向右，S S极下导体向左。极下导体向左。 按右手定那么决议转子导体感应电势按右手定那么决议转子导体感应电势和电流的方向。和电流的方向。 按

24、左手定那么决议转子导体受力方向，按左手定那么决议转子导体受力方向，即可知电磁转矩即可知电磁转矩T T的方向，与转子转速的方向，与转子转速n n相反。相反。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.单向能耗制动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节(1)(1)时间原那么控制的单向运时间原那么控制的单向运动能耗制动控制电路动能耗制动控制电路(2)(2)速度原那么控制的单向运速度原那么控制的单向运转能耗制动控制电路转能耗制动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节3.3.电动机可逆运转能耗制

25、动控制电电动机可逆运转能耗制动控制电路路4.4.单管能耗制动控制电路单管能耗制动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.5.42.5.4反接制动控制电路反接制动控制电路特点：电源相序反接特点：电源相序反接 定子接入制动电阻限制制动电流，笼型电定子接入制动电阻限制制动电流，笼型电动机转子无法外接电阻，转子电流大故电动机每动机转子无法外接电阻，转子电流大故电动机每小时反接制动次数不能太多。小时反接制动次数不能太多。 当电动机转速接近零时，应及时切断电源，当电动机转速接近零时，应及时切断电源，否那么电动机反转。否那么电动机反转。1.1.反接制动原理反接制动原

26、理要点：电动机产生的旋转磁场方向与转子转向要点：电动机产生的旋转磁场方向与转子转向相反。相反。按相对运动原理决议某一时辰按相对运动原理决议某一时辰N N、S S极下转子导极下转子导体切割磁力线方向。体切割磁力线方向。N N极下导体向右，极下导体向右，S S极下导体极下导体向左。向左。按右手定那么决议转子导体感应电势和电流方向。按右手定那么决议转子导体感应电势和电流方向。按左手定那么决议导体受力方向，即可知电磁转按左手定那么决议导体受力方向，即可知电磁转矩矩T T方向，与转子转速方向，与转子转速n n相反。相反。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节 2. 2.单

27、向反接制动控制电路单向反接制动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节3.3.电动机可逆运转的反接制动控制电路电动机可逆运转的反接制动控制电路 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.62.6交流三相异步电动机调速控制电路交流三相异步电动机调速控制电路 异步电动机转速表达式异步电动机转速表达式 n=n1(1-s)=60f1(1- n=n1(1-s)=60f1(1-s)/ps)/p 可见，改动电源频率可见，改动电源频率f1f1、转差率、转差率s s、极对数、极对数p p，均，均可改动电动机的转速。可改动电动机的转速。2.6.1

28、2.6.1交流三相笼型异步电动机变极调速控制电路交流三相笼型异步电动机变极调速控制电路1.1.变极调速原理变极调速原理要点：按绕组流过电流方向，用右手螺要点：按绕组流过电流方向，用右手螺旋定那么决议电动机的磁极极性及极数。旋定那么决议电动机的磁极极性及极数。 变极电动机定子绕组常用的衔接方变极电动机定子绕组常用的衔接方式有两种：式有两种：Y Y变变YYYY，变，变YYYY。 留意：为使电动机转向不变，变极留意：为使电动机转向不变，变极时应把绕组相序改动。时应把绕组相序改动。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制

29、系统的根本控制环节2.2.双速异步电动机变极调速双速异步电动机变极调速/YY/YY控制电路控制电路2.6.32.6.3交流三相绕线型异步电动机转子串电阻调速控制电路交流三相绕线型异步电动机转子串电阻调速控制电路 绕线型异步电动机转子串的电阻越大，在同一负载下，其转速越低，绕线型异步电动机转子串的电阻越大，在同一负载下，其转速越低，但调速是有级的，转子损耗随着转速下降而添加，不经济。但调速是有级的，转子损耗随着转速下降而添加，不经济。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.72.7电液控制电液控制2.7.12.7.1液压传动系统的液压元件及其图形符号液压传动系统

30、的液压元件及其图形符号 液压元件图形符号按国标液压元件图形符号按国标GB78693GB78693绘制绘制液压泵液压泵压力阀又称溢流阀压力阀又称溢流阀节流阀节流阀换向阀换向阀 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.7.22.7.2电液控制实例电液控制实例1.1.主轴挪动和刀架纵向挪动主轴挪动和刀架纵向挪动 2. 2.刀架横向挪动刀架横向挪动 3. 3.刀架纵向刀架纵向和横向合成和横向合成退回退回 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.82.8直流电动机的控制电路直流电动机的控制电路2.8.12.8.1直流电动机的启动控制电路直流

31、电动机的启动控制电路特点：不允许全压直接启动特点：不允许全压直接启动 启启动时，先接励磁电源再接电枢电源动时，先接励磁电源再接电枢电源防止弱磁或零磁出现飞车景象防止弱磁或零磁出现飞车景象 停停车时，先断电枢电源再断励磁电源车时，先断电枢电源再断励磁电源1.1.电路的任务原理电路的任务原理2.2.电路的维护电路的维护2.82.8直流电动机的正反转控制电路直流电动机的正反转控制电路 改动直流电动机转向方法：坚持励磁绕组端电改动直流电动机转向方法：坚持励磁绕组端电压极性不变，改动压极性不变，改动电枢绕组端电压极性或坚持电枢绕组端电压极性不变，电枢绕组端电压极性或坚持电枢绕组端电压极性不变，改动励磁绕组端改动励磁绕组端电压极性，前者多用。电压极性，前者多用。 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节 第第2 2章章 电气控制系统的根本控制环节电气控制系统的根本控制环节2.8.32.8.3直流电动机的制动控制电路直流电动机的制动控制电路制动停车：准确停车用能耗制动制动停车：准确停车用能耗制动 快速停车用电枢极性反接的反接制动，但转速接近快速停车用电枢极性反接的反接制动，但转速接近零时要断开电枢电源。零时要断开电枢电源。1.1.直流电动机的能耗制动控制电路直流电动机的能耗制动控制电路 (1) (1)启动启动