第6章 生产机械的电气自动控制

1、6.1 常用控制电器常用控制电器6.2 电气控制系统线路图电气控制系统线路图6.3 三相异步电动机的基本控制电路三相异步电动机的基本控制电路6.4 配电箱（柜）电气控制系统配电箱（柜）电气控制系统6.5 拓展与应用拓展与应用第第6 6章章 生产机械的电气自动控制生产机械的电气自动控制6.1.1 刀开关刀开关1. 作用作用起接通电源的作用。起接通电源的作用。2. 分类分类单刀：用在某一相线上单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上双刀：用在两相上三刀三刀: : 用在三相上用在三相上3. 符号符号6.1 6.1 常用控制电器常用控制电器1. 作用作用短路保护。短路保护。6.1.2 低压熔断器低压熔断器

2、 瓷插式熔断器瓷插式熔断器 6.1.2 低压熔断器低压熔断器 保险管保险管 又称转换开关，是一种通过操作手柄左右转动进行通断控又称转换开关，是一种通过操作手柄左右转动进行通断控制的特殊刀开关。制的特殊刀开关。 6.1.3 组合开关组合开关 电路原理图电路原理图 6.1.3 组合开关组合开关6.1.4 按钮按钮1. 作用作用 用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。2. 按钮结构按钮结构复合按钮复合按钮 2. 按钮结构按钮结构复合按钮复合按钮 常闭按钮常闭按钮（动断按钮）（动断按钮）常开按钮常开按钮（动合按钮）（动合按钮）3. 符号符号 举例：举例：用指示灯表示其

3、工作状态用指示灯表示其工作状态SB上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节1. 作用作用接通或断开电路，利用电磁吸力的作用而动作的。接通或断开电路，利用电磁吸力的作用而动作的。2. 结构结构6.1.5 交流接触器交流接触器(KM)3. 原理图原理图4. 符号符号电动机的点动控制电动机的点动控制（1 1）工作原理）工作原理（2 2）主电路）主电路/ /辅助电路辅助电路M3启动按钮启动按钮线圈线圈动铁芯动铁芯动合主触点动合主触点按下启动按钮按下启动按钮放开启动按钮放开启动按钮举例举例-按钮和交流接触器应用按钮和交流接触器应用电动机的长动控制电动机的长动控制M3启动按钮启动按钮动合

4、主触点动合主触点动合辅触点动合辅触点自锁（自保）自锁（自保）长动控制结构图长动控制结构图M3启动按钮启动按钮停止按钮停止按钮动合主触点动合主触点动合辅触点动合辅触点按停止按钮按停止按钮撤消自锁（自保）撤消自锁（自保）绘制原理图绘制原理图6.1.6 继电器继电器1.中间继电器中间继电器 作用：用于辅助电路，弥补触点的不足。作用：用于辅助电路，弥补触点的不足。工作原理：与交流接触器相同。工作原理：与交流接触器相同。2. 热继电器（热继电器（KR）(1) 作用：作用： 用于过载保护，靠电流热效应产生保护动作。用于过载保护，靠电流热效应产生保护动作。(2) 结构与动作原理结构与动作原理:(3) 符号符

5、号KRKR6.1.7 自动空气断路器自动空气断路器(空气开关空气开关) 1. 1. 作用作用兼具刀开关和熔断器的作用，兼具刀开关和熔断器的作用，具有短路、过载、失压保护等功能。具有短路、过载、失压保护等功能。 2. 工作原理图工作原理图锁钩主触点过流 脱扣器欠压 脱扣器衔铁连杆装置释放弹簧3. 符号符号举例 1. 电气控制线路的电气控制线路的3种表示方法种表示方法 电气安装接线图、电器元件布置图、电气原理图。电气安装接线图、电器元件布置图、电气原理图。 (1) 电气接线图电气接线图 用来表明所有电器元件、电器设备的联接方式，为电气控用来表明所有电器元件、电器设备的联接方式，为电气控制设备的安装

6、和检修调试提供必要的资料。制设备的安装和检修调试提供必要的资料。 (2) 电器元件布置图电器元件布置图 用于表明电气原理图中所有电器元件、电器设备的实际位用于表明电气原理图中所有电器元件、电器设备的实际位置，为电气控制设备的制造、安装提供必要的资料。置，为电气控制设备的制造、安装提供必要的资料。 (3) 电气原理图电气原理图 用于表达设备电气控制系统的组成及工作原理，可用于安用于表达设备电气控制系统的组成及工作原理，可用于安装、调试、检修控制系统。装、调试、检修控制系统。6.2 电气控制系统线路图电气控制系统线路图 2. 电器原理图的绘制原则及读图方法电器原理图的绘制原则及读图方法 (1) 按

7、国家标准规定的电工图形符号和文字符号画图。按国家标准规定的电工图形符号和文字符号画图。 (2) 由主电路和辅助电路组成的控制线路，画图时习惯由主电路和辅助电路组成的控制线路，画图时习惯上将主电路画在原理图的左侧或上方，辅助电路画在原理图上将主电路画在原理图的左侧或上方，辅助电路画在原理图的右侧或下方。的右侧或下方。 (3) 同一电器元件的不同部分同一电器元件的不同部分(如接触器、继电器的线圈如接触器、继电器的线圈和触点和触点)按其功能和所接线路的不同分别画在不同的电路中，按其功能和所接线路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。若有多个同类电器，可在文字但必须标注相同的文字符号。

8、若有多个同类电器，可在文字符号后加数字序号，如符号后加数字序号，如KM1、KM2等。等。 (4) 原理图中元器件和设备的可动部分（如按钮、触点原理图中元器件和设备的可动部分（如按钮、触点等）均按没有动作时的原始状态画出。等）均按没有动作时的原始状态画出。 (5) 控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，有直接联系的交叉导线连接点要用黑圆点表示；无直接列，有直接联系的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。联系的交叉导线连接点不画黑圆点。 (6) 与线路无关的部件与线路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等如铁心、支架、弹

9、簧等)在控制电在控制电路原理图中不需要画出。路原理图中不需要画出。3.分析和设计控制电路时应注意的问题分析和设计控制电路时应注意的问题 (1) 使控制电路简单，电器元件少，工作准确可靠。使控制电路简单，电器元件少，工作准确可靠。 (2) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。的控制电路。 (3) 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。 4. 部分电机和电器图形符号部分电机和电器图形符号名称名称图形符号图形符号文字符文字符号号名称名称图形符号图形符号文字符文字符号号三相

10、笼型异步三相笼型异步电动机电动机M交交流流接接触触器器线圈线圈KM刀开关刀开关Q动合动合主触点主触点KM熔断器熔断器FU动合辅助动合辅助触点触点KM断路器断路器Q动断辅助动断辅助触点触点KM 4. 部分电机和电器图形符号部分电机和电器图形符号按按钮钮动合动合SB热热继继电电器器发热元件发热元件KR动断动断SB动断触点动断触点KR复合复合SB时时间间继继电电器器延时闭合动延时闭合动合触点合触点KT延时断开动延时断开动合触点合触点KT行行程程开开关关动合触点动合触点SQ延时闭合动延时闭合动断触点断触点KT动断触点动断触点SQ延时断开动延时断开动断触点断触点KT6.3.1 单向直接起动控制单向直接起

11、动控制 一、点动控制电路一、点动控制电路1. 电路组成电路组成6.3 三相异步电动机的基本控制电路三相异步电动机的基本控制电路 2. 工作原理工作原理 合上断路器合上断路器Q，电路，电路通电。通电。 (1) 起动过程起动过程 按下按钮按下按钮SBKM线线圈通电圈通电 KM主触点闭合主触点闭合电动机接入三相电源、电动机接入三相电源、起动运转；起动运转； (2) 停车过程停车过程 松开按钮松开按钮SB KM线圈断电线圈断电 KM主触点主触点断开断开电动机切断三相电电动机切断三相电源、停止运转。源、停止运转。3. 点动控制电路的特点点动控制电路的特点一点就动，一松即停。一点就动，一松即停。4. 画电

12、路图的方法画电路图的方法(1) 先主后辅；先主后辅；(2) 用展开法。用展开法。【思考与讨论【思考与讨论】如何实现连续运转？如何实现连续运转？主电路主电路控制电路控制电路二、连续运转二、连续运转(长动长动)控制电路控制电路主电路主电路控制电路控制电路 1. 电路组成电路组成 2. 工作原理工作原理 合上断路器合上断路器Q，电路，电路通电。通电。 按下按钮按下按钮SBKM线线圈通电圈通电 KM主触点闭合主触点闭合电动机运转；电动机运转； 同时，同时， KM辅助触点辅助触点闭合闭合(自锁自锁) 。 松开按钮松开按钮SB KM辅辅助触点仍闭合助触点仍闭合连续运转。连续运转。3. 完整的连续运转完整的

13、连续运转(长动长动)控制电路控制电路主电路主电路控制电路控制电路 该电路具有短路保该电路具有短路保护、过载保护和失压保护、过载保护和失压保护的功能。护的功能。KRKR三、三、 既能点动又能长动控制电路既能点动又能长动控制电路1. 电路组成电路组成KRKR三、三、 既能点动又能长动控制电路既能点动又能长动控制电路2. 长动控制长动控制KR三、三、 既能点动又能长动控制电路既能点动又能长动控制电路3. 点动控制点动控制复合按钮的动作顺序是：复合按钮的动作顺序是：按下时动断触点先断开，动合触点后闭合；按下时动断触点先断开，动合触点后闭合；松开按钮时，动合触点先断开，动断触点后闭合。松开按钮时，动合触

14、点先断开，动断触点后闭合。这样就能保证电路可靠断开。这样就能保证电路可靠断开。KR三、三、 既能点动又能长动控制电路既能点动又能长动控制电路3. 点动控制点动控制复合按钮的动作顺序是：复合按钮的动作顺序是：按下时动断触点先断开，动合触点后闭合；按下时动断触点先断开，动合触点后闭合；松开按钮时，动合触点先断开，动断触点后闭合。松开按钮时，动合触点先断开，动断触点后闭合。这样就能保证电路可靠断开。这样就能保证电路可靠断开。保护环节保护环节:短路保护短路保护过载保护过载保护KR 1. 控制要求控制要求: 要求分别在两地有控制电动机的起停。要求分别在两地有控制电动机的起停。四、两地直接起动和停止控制电

15、路四、两地直接起动和停止控制电路3. 保护功能保护功能短路保护、过载保护。短路保护、过载保护。KR练习题练习题 下列电路能否控制电机起停下列电路能否控制电机起停? ?能起动能起动,不能停止不能停止不能起动不能起动,且造成电源短路且造成电源短路能起动能起动,且不能停止且不能停止只能点动只能点动6.3.2 正反转控制正反转控制 1.1. 工作原理工作原理 将电动机接到电源的任意将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动两根线对调一下，即可使电动机由正转变为反转。机由正转变为反转。 注意问题：注意问题： 正转接触器和反转接触器不能正转接触器和反转接触器不能同时通电闭合，否则会造成电源短路。同时

16、通电闭合，否则会造成电源短路。 2. 电路组成电路组成 2. 电路组成电路组成 电气互锁电气互锁 3. 具有双重互锁保护的正反转控制电路具有双重互锁保护的正反转控制电路该电路电气互锁由该电路电气互锁由KM1和和KM2的动断辅助触点实现。的动断辅助触点实现。该电路的机械互锁由复合按钮的动作实现。该电路的机械互锁由复合按钮的动作实现。6.3.3 顺序联锁控制顺序联锁控制 例如：皮带运输例如：皮带运输起动要求起动要求: 1#电机电机M1先起动，先起动，2#电机电机M2才能起动。才能起动。停车要求停车要求: 2#电机电机M2先停止，先停止，1#电机电机M1才能停止。才能停止。上一页上一页返返 回回下一

17、节下一节下一页下一页上一节上一节 顺序联锁控制电路顺序联锁控制电路 【例题【例题6.3.1】 两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动, 用用一套起停一套起停按钮控制它们的起停按钮控制它们的起停, 为了避免物体堆积在运输机上为了避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序起动和停止要求电动机按下述顺序起动和停止: 起动时起动时,M1 起动后起动后, M2 才才随之起动随之起动; 停止时停止时, M2 停止后停止后, M1 才随之停止。才随之停止。解：解：按下按下SB1KM1通电通电M1起动起动KM1触点闭合触点闭合 KM2通电通电M2起动起动按下按下SB2K

18、M2断电断电M2停止停止KM2触点断开触点断开KM1断电断电M1停止停止6.3.4 行程控制行程控制 行程开关行程开关(ST) (ST) 也称限位开关也称限位开关原理原理: :运动部件撞击产生动作。运动部件撞击产生动作。行程控制电路行程控制电路6.3.5 时间控制时间控制 时间控制是指按照所需要设定的时间间隔来接通、断开时间控制是指按照所需要设定的时间间隔来接通、断开控制电路，以实现生产机械在时间进程中的某些特定动作，控制电路，以实现生产机械在时间进程中的某些特定动作，通常由时间继电器实现时间控制。通常由时间继电器实现时间控制。时间继电器时间继电器(KT)空气阻尼式时间继电器原理示意图空气阻尼

19、式时间继电器原理示意图星形星形- -三角形起动控制电路三角形起动控制电路6.4 配电箱（柜）电气控制系统配电箱（柜）电气控制系统 配电箱（柜）是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、配电箱（柜）是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通构成低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。当发生故障或运行异常时借助保护电器切断电或分断电路。当发生故障或运行异常时借助保护电器切断电路或报警。借助测量仪表可显示运行中的各种参数，还可以路

20、或报警。借助测量仪表可显示运行中的各种参数，还可以对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或对某些电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。发出信号。配电箱按供电系统的要求可分为以下种类配电箱按供电系统的要求可分为以下种类（1 1）一级配电设备（动力配电中心）一级配电设备（动力配电中心）（2 2）二级配电设备（动力配电柜和电动机控制中心）二级配电设备（动力配电柜和电动机控制中心）（3 3）末级配电设备（照明动力配电箱）末级配电设备（照明动力配电箱）按结构特征和用途可分为以下种类按结构特征和用途可分为以下种类 （1 1）固定面板式开关柜，常称开关板或配电屏）固定面板式开关柜，常称开关板或配电屏 （2 2）防护式（即封闭式）开关柜）防护式（即封闭式）开关柜 （3 3）抽屉式开关柜）抽屉式开关柜 （4 4）动力、照明配电控制箱）动力、照明配电控制箱6.5 拓展与应用拓展与应用