电气设备二次控制单元电气原理

1、低压低压电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器.1 低压电器元件简介低压电器元件简介1.1 刀闸开关刀闸开关控制对象：控制对象：380V， 5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：闸的额定电流值应如下选择：（35)*异步电机额定电流异步电机额定电流电路符号电路符号QS1.2 熔断器熔断器作用：用于短路保护。作用：用于短路保护。电路符号电路符号FU熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：FI异步电机的起动电流异步电机的起动电流

2、 Ist=(57) 额定额定电流。电流。stFII315.212. 空载电机空载电机LFII（稍大）（稍大）1. 无冲击电流的场合无冲击电流的场合（如电灯、电炉）（如电灯、电炉）stFII216 .113. 频繁起动频繁起动 的电机的电机安秒特性安秒特性tIF1.3 控制按钮控制按钮常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB复合按钮复合按钮电路符号电路符号SB1.4 行程开关行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作要由机械撞击。

3、常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机1.5 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源380M3 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 220380接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助

4、触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。1.6 继电器继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主

5、触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型： 发热元件发热元件功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器结构结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片工作原理：工作原理： 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被烤热。因双金属

6、片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等） 电机正反转控制电机正反转控制 行程控制行程控制 时间控制时间控制 速度控制速度控制 .2 基本控制环节基本控制环节2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动M3ABCKMFUQSBCKMSB一、点动控制一、点动控制动作过程动作过程触头（触头（K

7、M）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB） 线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；控制电路控制电路主电路主电路简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持自保持停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮二、电动机连续运行二、电动机连续运行自保持自保持KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KM注意：接触器线圈电压注意：接触器线圈电压380V时，时，采用此种接线方式。采用此种接线方式。KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQSFR电流成回

8、路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。三、异步机的直接起动三、异步机的直接起动 + 过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头例如：甲、乙两地同时控制一台电机。例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。四、多地点控制四、多地点控制KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB3乙乙SB4乙乙乙地乙地甲地甲地QSFRM3AB CKMFU方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。五、点动五、点动+连续运行连续运行SB3：点动：点动SB2：连续运行：连续运行控制控制关系关系该电路缺点：动作不够可靠。该电路缺点：动作不

9、够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路主电路控制电路控制电路SBKASB1KASB2FRKMKAM3AB CKMFU方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KA）。）。控制控制关系关系SB：点动：点动SB2：连续运行：连续运行FR2.2 电机的正反转控制电机的正反转控制KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3ABCKMFFUQSFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程： SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1正

10、转正转电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制电机的正反转控制双重互锁双重互锁KMRM3A BCKMFFUQSFR电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（

11、互锁触头）2.3 行程控制行程控制 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BAKMRM3ABCKMFFUQSFR行程控制电路（行程控制电路（1 1）正程正程限位开关限位开关STASTB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析） 控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关行程控制行程控制(2) -(2) -自动自动往复运动往复运动正程正

12、程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1. 能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回到位后能自动返回电机电机STaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合式采用复合式开关。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb时间继电器时间继电器定时类型：定时类型：钟表式钟表式空气式空气式电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式2.4 定时控制定时控制。空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理

13、常开触头常开触头延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头延时打开延时打开 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下） 连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程时间继电器触头类型时间继电器触头类型断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开KMFUQSFR电机电机绕组绕组AxByCzKM -YABCXYZYZBYXCAKM- 主电路主电路定时控

14、制例定时控制例一：一： 电机的电机的Y 起动起动KM -Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM- 闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSFR电机AxByCzKM -YKM- 主电路接通电源主电路接通电源延时延时KT KM- KM- Y Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM- KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起动起动控制电路控制电路FR1 电机电机M1控制要求：控制要求： 1. M1 1. M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2. M2 2. M2 可单独停可单独停2 电机电机M2定时控制

15、例定时控制例二：二：顺序控制顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序， 没有延时要求没有延时要求。 FUKM2FR2AB CFUM3AB CKM1FR1M3主电路主电路控制电路控制电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。FRSB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制电路控制电路KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM

16、2KT 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的延时起动的顺序控顺序控制，用以下电路可不可以？制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 M2起动起动 不可以不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。3 电动机的保护电动机的保护 电动机保护电动机保护的类型：的类型：失压保护失压保护：采用继电器、接触器控制：采用继电器、接触器控制短路保护短路保护：加熔断器：加熔断器过载保护过载保护：加热继电器：加热继电器M3ABCKMFUQS主主电电路路3.1 失压保护失压保护 采用继电器、接触器控制后，电采

17、用继电器、接触器控制后，电源电压源电压85%时，接触器触头自动时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。电机自动起动而伤人。方法：方法：采用继电器、接触器控制。采用继电器、接触器控制。ACKMSB1KMSB2控制电路控制电路AC线圈电压线圈电压380V3.2 短路保护短路保护stFII216 .11频繁起动频繁起动 的电机：的电机：FI 异步电动机的起动电流异步电动机的起动电流 （ Is t）约为额定电流（约为额定电流（IN）的的 (57）倍。）倍。选择熔体额定电流选择熔体额定电

18、流 （ ）时，必须）时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通常用以下关系：常用以下关系：stFII315.21 一般电机：一般电机：方法：方法：加熔断器。加熔断器。3.3 过载保护过载保护KMSB1KMSB2FR电机工作时，若因负载过重电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。应加热继电器，进行过载保护。M3A B CKMFUQSFR热继电器热继电器的热元件的热元件热继电热继电器触头器触头方法：方法：加热继电器。加

19、热继电器。作用：作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器（自动开关）自动空气断路器（自动开关）结构：结构：过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器工作原理：工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。例一：例一：运料小车的控制运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动： 到到A地后停

20、地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。 到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。小车可停在任意位置。 正程正程逆程逆程电机电机BA4 控制电路综合举例控制电路综合举例运料小车控制电路运料小车控制电路STa 、STb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa 、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 M3A BCKMFFUQ SFRKMR主回路主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSB

21、R该电路的问题：该电路的问题：小车在两极端位置时，不小车在两极端位置时，不 能停车。能停车。动作过程动作过程SBFKMF小车正向运行小车正向运行至至A端端撞撞STa KTa 延时延时2分钟分钟KMR 小车小车反向运行反向运行至至B端端撞撞STb KTb 延时延时2分钟分钟KMF 小车正小车正向运行向运行如此往如此往反运行。反运行。KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBRKMFKMFSBFKMRFRSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器加中间继电器（KA）实现实现任意位置

22、停车的要求任意位置停车的要求SBR例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求： (1) 运动部件运动部件A从从1到到2 (2)运动部件运动部件B从从3到到4(3)运动部件运动部件A从从2回到回到1(4)运动部件运动部件B从从4回到回到3自动循环自动循环BM1AM2ST3ST4ST2ST11234正转正转反转反转工作台位置控制电路工作台位置控制电路(1)根据动作顺序根据动作顺序 设计控制电路。设计控制电路。(2)检查有无互锁。检查有无互锁。(3)检查能否正确检查能否正确 启动启动 、停车。、停车。设计步骤：设计步骤：A正转正转12B反转反转34A反转反转21B正转正转43KMAFFRST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST3工作台位置控制电路工作台位置控制电路ST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMARKMBFST1K