设备10电气控制2

1、v电气控制电路读图电气控制电路读图v基本控制基本控制v常用基本控制电路常用基本控制电路v三相异步电动机控制线路三相异步电动机控制线路q 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。由于它们的用途不器布置图和电气安装接线图。由于它们的用途不同，绘制原则也有差别。根据学习的实际需要，同，绘制原则也有差别。根据学习的实际需要，这里重点介绍电气原理图。这里重点介绍电气原理图。q 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元

2、件展开形式绘制。它包括所有电器元件用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。大小。v以下图所示的某机床的电气原理图为例，以下图所示的某机床的电气原理图为例，来说明电气原理图的规定画法和应注意来说明电气原理图的规定画法和应注意的事项的事项v图2-1q电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。分。q主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电主电路是电气控制线路中大

3、电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。成。q辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保

4、护电器触点等组成。等组成。q电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。定的图形符号和文字符号表示。q电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方。原则安排。主电路安排在图面左侧或上方。q辅助电路安排在图面右侧或下方。辅助电路安排在图面右侧或下方。q无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。能按动作顺序从上到下，从左到右排列。q电气原理图中，当同一电器元件的不同部

5、件（如电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用数字序号来区别。如两个接触器，可用KM1、KM2文字符号区别。文字符号区别。q对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出；状态画出；q控制器按手柄处于零位时的状态画出；控制器按手柄处于零位时的状态画出；q对于按钮

6、、行程开关等触点按未受外力作用时的状对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。态画出。v电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。交叉。v各导线之间有电联系时，在导线交点处画实各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。心圆点。v根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转制，一般逆时针方向旋转90度，但文字符号度，但文字符号不可倒置。不可倒置。q图纸上方的图纸上方的1、2、3等数字是图区的编号，等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析它是为了便于检索电气线路，方便阅读分

7、析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。图的下方。q图区编号下方的的文字表明它对应的下方元图区编号下方的的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。电路的工作原理。交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关按钮开关按钮开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气

8、开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器空气开关空气开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器空气开关空气开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器空气开关空气开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关1交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关12交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电

9、器空气开关空气开关123交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关1234交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关12345交机电机交机电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热热继继电器电器空气开关空气开关123454363第一节第一节 基本控制基本控制v自锁控制自锁控制v互锁控制互锁控制v顺序控制顺序控制v工作正常与点动连锁控制工作正常与点动连锁控制v多点控制连锁控制多点控制连锁控制v自动循环控制自动循环控制一、一、起动、自锁控制起动、自锁控制v依靠接触器自身辅依靠接触器自身辅助触点而使其线圈助触点而使其线圈保持通电的现象保持通

10、电的现象 -自锁自锁v为什么加为什么加自锁？自锁？v为什么用为什么用点动开关？点动开关？v3。2。1工作过程工作过程合上合上QS，按下，按下SB2，KM线线圈吸合，圈吸合，KM 主触点闭合，主触点闭合，电动机运转。电动机运转。KM辅助常开触点闭合，自辅助常开触点闭合，自锁。锁。按下按下SB1，KM线圈断电，主线圈断电，主触点、辅助触点断开，电动触点、辅助触点断开，电动机停止。机停止。自锁另一作用：实现欠压和自锁另一作用：实现欠压和失压保护失压保护v3。2。1二、互锁控制二、互锁控制v控制要求：控制要求： 正、反转；正、反转；v如何实现？如何实现？v缺点缺点v3。2。2解决解决v加互锁加互锁-在

11、同在同一时间里两个一时间里两个接触器只允许接触器只允许一个工作的控一个工作的控制作用称为互制作用称为互锁。锁。v缺点缺点v3。2。3解决解决v联锁联锁复合联锁正、复合联锁正、反转控制反转控制v3。2。4控制规律控制规律v当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。接触器的动断触点。v当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的

12、应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的动断触点。动断触点。451234531234531234533三、顺序控制三、顺序控制v控制要求：控制要求：电机电机1启动以启动以后才容许电后才容许电机机2启动；启动；v改变控制要改变控制要求：求：三、顺序控制三、顺序控制v控制要求：控制要求：A、电机、电机1启动以后才启动以后才容许电机容许电机2启动；启动；B、电机、电机2停止以后才停止以后才容许电机容许电机1停止；停止；v控制规律思考控制规律思考v3。2。5控制规律控制规律v当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作，当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的动则在乙接触器

13、线圈电路中串入甲接触器的动合触点。合触点。v当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的动合触点并联在线圈断电，则将乙接触器的动合触点并联在甲接触器的停止按钮两端。甲接触器的停止按钮两端。四、工作常动与点动四、工作常动与点动v控制要求：控制要求：SB3点动点动SB2长动长动v3。2。6五、多点控制连锁控制五、多点控制连锁控制v结论：结论：v两点控制两点控制v三点控制如何实现？三点控制如何实现？v3。2。7六、自动循环控制六、自动循环控制六、自动循环控制六、自动循环控制v控制要求：电机运行T1后，停止T2,然后继续循环。v图2-21控制过程

14、控制过程v图2-21v表2-8行程控制工艺要求行程控制工艺要求v可逆行程可逆行程自动往返循环控制自动往返循环控制第二节第二节 常用基本控制电路常用基本控制电路v笼型异步电动机起动控制线路笼型异步电动机起动控制线路v电动机制动控制线路电动机制动控制线路v电机的制动电机的制动v电机的调速电机的调速v顺序控制顺序控制 v控制系统实例控制系统实例 1. 单向旋转单向旋转 2. 可逆转动可逆转动 3. 点动控制点动控制 4. 自动往返运动自动往返运动 v三相笼型电动机单向旋转可用开关或接触器控制，图1.12为接触器控制电路。v接触器控制电路图中，Q为开关，FU1、FU2为主电路与控制电路的熔断器，KM为

15、接触器，KR为热继电器，SB1、SB2分别为起动按钮与停止按钮，M为笼型感应电动机。L1L2L3QMFU1KMKRPEFU2SB1KMSB2KMKRFU2UVW图图1.12单向旋转单向旋转v其中的保护环节为：其中的保护环节为：v1）短路保护。）短路保护。 v2）过载保护。）过载保护。 v3）欠压保护。）欠压保护。 v生产过程中，不仅要求生产机械运动部件连生产过程中，不仅要求生产机械运动部件连续运动，还需要点动控制。下图为电动机点续运动，还需要点动控制。下图为电动机点动控制电路。图中的控制电路既可实现点动动控制电路。图中的控制电路既可实现点动控制，又可实现连续运转。控制，又可实现连续运转。SB3

16、为连续运转为连续运转的停止按钮，的停止按钮，SB1为连续运转起动按钮，为连续运转起动按钮，SB2为点动起动按钮。为点动起动按钮。 L1L2L3QMFU1KMPEUVWKRFU2SB1KMSB3KMFU2SB2SB2KR点动控制电路点动控制电路v1.工作过程工作过程 下图是采用自动控制自耦变压器降压起下图是采用自动控制自耦变压器降压起动的控制电路。是由交流接触器、热继动的控制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮和自耦变压器电器、时间继电器、按钮和自耦变压器等元件组成。图中等元件组成。图中KM1为正常运转接触为正常运转接触器，器，KM2为降压起动接触器，为降压起动接触器，KA为起为起动

17、中间继电器，动中间继电器，KT为降压起动时间继电为降压起动时间继电器。器。 自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动L1L2L3QMFU1KM1PEKM2KRFU2SB1KRTKM1KM2FU2KM2KAKM2SB2KTKTKAKAKAKM1123456789v工作原理工作原理星形启动，三角型运星形启动，三角型运行，就是所谓的行，就是所谓的星星角启动角启动。星形接法。星形接法时，在电动机的一时，在电动机的一个极相组上的电压个极相组上的电压是三角形接法的是三角形接法的3分之根号分之根号3倍倍，约，约0.5773倍，相当于倍，相当于降压启动，可以降降压启动，可以降低启动电流。低启动电流。 v3。3。2

18、v凡是正常运行时三相定子绕组接成三角形运转的三相笼型感应电动机，都可采用Y-D降压起动。起动时，定子绕组先接成Y联结，接入三相交流电源，起动电流下降到全压起动时的3/3，（对于Y系列电动机直接起动时起动电流为额定电流IN的5.57倍。）当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组改成D联结，电动机进入正常运行。v这种方法简便、经济，可用在操作较频繁的场合，但其起动转矩只有全压起动时的1/3，Y系列电动机起动转矩为额定转矩的1.42.2倍。下图为用于13kW以上电动机的起动电路，由三个接触器和一个时间继电器构成。Y-D起动起动L1L2L3QMFU1KM1PEU1V1W1KM2KRKM1FU2SB1KM

19、1W2U2V2KM3KM3KM2KTKRKM2KM3KM1KTKTSB2123456789FU2.3。3。3工作过程工作过程 利用机械装置使电动机在断电后迅速停止的方式。利用机械装置使电动机在断电后迅速停止的方式。 最常用的是最常用的是电磁抱闸电磁抱闸。 电磁抱闸分为断电磁抱闸分为断电制动和通电制动两电制动和通电制动两种。通电制动是指线种。通电制动是指线圈通电时，闸瓦紧紧圈通电时，闸瓦紧紧抱住闸轮。而断电制抱住闸轮。而断电制动是指当线圈断电时，动是指当线圈断电时，闸瓦紧紧抱住闸轮。闸瓦紧紧抱住闸轮。 电磁抱闸断电制动控电磁抱闸断电制动控制电路制电路：按下起动按钮：按下起动按钮SB1SB1，KM

20、KM线圈通电，三线圈通电，三相主触点闭合，电磁铁相主触点闭合，电磁铁YBYB通电，吸引衔铁克服通电，吸引衔铁克服弹簧力使杠杆向上移动，弹簧力使杠杆向上移动，闸瓦和闸轮分开，电动闸瓦和闸轮分开，电动机起动。需要停止时，机起动。需要停止时，按下按下SB2SB2，KMKM线圈断电，线圈断电， YBYB断电，杠杆在弹簧作断电，杠杆在弹簧作用下向下移动，闸瓦抱用下向下移动，闸瓦抱住闸轮，使电动机迅速住闸轮，使电动机迅速停止。停止。杠杆衔铁闸瓦弹簧线圈YBL1L2L3QSFU1KMFRFRSB1SB2KMKMFU2M3广泛运用到起重设备广泛运用到起重设备: : 定位准确；防止定位准确；防止由于电动机突然断

21、电，使重物自行下由于电动机突然断电，使重物自行下落而造成事故。落而造成事故。 4.2. 4.2. 反接制动控制电路反接制动控制电路 改变电动机定子绕组上的电源相序来产生制动改变电动机定子绕组上的电源相序来产生制动力矩，使电动机迅速停止；并利用速度继电器、力矩，使电动机迅速停止；并利用速度继电器、反接制动电阻等使速度下降到一定值后电动机自反接制动电阻等使速度下降到一定值后电动机自行断电。行断电。反接制动控制电路反接制动控制电路v图为电动机单向旋转电机反接制动控制电路。当电动机转速接近零时应迅速切断三相电源，否则电动机将反向起动。为此采用速度继电器来检测电动机的转速变化，并将速度继电器调整在n13

22、0r/min时触点动作，而当nKM1SB1KM2KVKM1SB2KM1SB2KM2KRFU2KV v下图是D-YY反转向方案变极调速电动机接线方法及控制电路。它是通过改变定子绕组的半相绕组电流方向来实现变极的。将三相绕组的首尾端依次相接，构成一个封闭三角形，从首端引出线接电源，中间抽头悬空着，构成D联结。若将三个首尾端相接构成一个中性点N，而将各绕组中间抽头接电源，构成YY联结。使每相的两个半相绕组并联，从而使其中一个半相绕组电流方向反了，于是电动机极对数减小一半，即pD=2pYY。 电机变极调速电机接线方法电机变极调速电机接线方法L1L2L3U1V1W1U3V3W3U2V2W3L1L2L3U

23、3V3W3U1U2V1V2W1W2 用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好； 无转差损耗，效率高； 接线简单、控制方便、价格低； 有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。L1L2L3QMFU1KM1PEKM2KM3U1 V1 W1U3 V3 W3FU2SB1KTKM2KM1KM1KTKTKM3KM1KTSB2KM3KM2KM1KM3KM2FU2电机变极调速控制电机变极调速控制

24、v图2-12 v顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。v下图是顺序控制原理图，其中G1G4分别表示第一至第四程序的执行电路，可根据每一程序的具体要求设计，K1K4分别表示G1G4程序执行完成时发出的控制信号，SB5、SB6分别为起动和停止按钮。顺序控制原理图顺序控制原理图SB5SB6KM5KM1KM2G1KM1K1KM1KM2KM3G2KM2K2KM2KM3KM4G3KM3K3KM3KM4KM5G4KM4K4KM4KM5KM5 下面以镗下面以镗床为例，床为例，分析其控分析其控制线路的制线路的应用和控应用和控制系统的制系统的组成。

25、图组成。图1.25为镗为镗床电气控床电气控制原理图。制原理图。T68镗床控制原理图镗床控制原理图L1L2L3FU1MKSMnnQKM1KM2FU2KM3RRKM3KRKM4KM5KM5KM6KM7TELFU4Q1XS XPHLSQ5SQ6SBSB1FU3FRKA1KA1KA2SB2KA1KA2KA2SQ3SQ1KM3KA1KA2KTSQKVSB3KM2KM1KVSQ4SQ2KM3SB4KM1KM2KVKM1KM2KT1KM5KM4KM4KM5KM6KM7KM7KM6KT1SQ7SQ8SQ9SQ10SQ9SQ1012n. vM1电动机的正反转控制 v高速与低速的转换 v3M1电动机的停车制动 v

26、4点动控制 v5主轴及进给变速控制 v（1）停车变速 v（2）运行中变速 v主轴、工作台和主轴箱的快速移动，由快速手柄并联动行程开关SQ9、SQ10，控制接触器KM6、KM7，从而控制M2 快速移动电动机来实现的。快速手柄扳到中间位置，SQ9、SQ10不被压下，M2 电动机停止转动；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9断开，KM6通电，M2电动机正转；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10断开，KM7通电，M2 电动机反转。 v为防止主轴箱或工作台机动进给时出现将花盘刀架或主轴扳到机动进给的误操作，一般都安装一个行程开关SQ5以便与主轴箱和工作台操纵手柄有机械联动，另外在主轴箱上再设置一个行程开关S

27、Q6以便与主轴进给手柄和花盘刀架进给手柄有机械联动。如果主轴箱或工作台的操纵手柄在机动进给时，SQ5断开，此时若将花盘刀架或主轴进给手柄也扳到机动进给位置，SQ6也断开，这样切断了控制电路的来源，所以M1电动机停转，同时，M2电动机也无法开动，从而起到联锁保护的作用。 1. 用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算 v（1）“与”运算（逻辑乘）v逻辑代数中运算符号“”或“”读作“与”。“与”运算的真值表如表1.2所示。 表表1.2与运算与运算v实现逻辑乘的器件叫做“与”门，它的逻辑符号如图1.18（a）所示，图1.18（b）显示出了继电控制线路中“与”运算的实例，它表示触点的串联。若规定触点接

28、通为“1”，断开为“0”，线圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写出KMKA1KA2，只有触点KA1、KA2均接通，接触器线圈KM能通电。ABJKA1KA2KM（a）逻辑符号）逻辑符号 （b）控制线路实例）控制线路实例图图1.18 逻辑逻辑“与与”v（2）“或”运算（逻辑加）v逻辑代数中运算符号“+”读作“或”。“或”运算的真值表如表1.3所示。 表表1.3或运算或运算v实现逻辑乘的器件叫做“或”门，它的逻辑符号如图1.19（a）所示，图1.19（b）显示出了继电控制线路中“或”运算的实例，它表示触点的并联，可写成KMKA1KA2，当触点KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通时，接触器线圈都可通电。图图1.19