第三篇 电气控制线路分析ppt课件

1、第三篇 电气控制线路分析一1 电气线路图根本知识2 电气控制根本环节与原那么3 异步电动机的根本控制线路4 直流电机常用的控制线路.1 电气图根本知识电气图：用电气图形符号绘制的工程图，是电气工程领域中提供信息的最主要方式，提供的信息内容可以是功能、位置、设备制造及接线等。 电气图的命名：根据其所表达信息的类型和表达方式确定，包括系统图与框图、电路图、接线图与接线表、功能表图、逻辑图、位置图等。电气控制系统图：根据国家电气制图规范规定的图形符号、文字符号以及规定的画法，用工程图的方式，将电气设备及电气元件按照一定的控制要求衔接，表达设备电气控制系统的组成构造、任务原理及安装、调试、维修等技术要

2、求等。 电气控制系统图内容及类型：电气原理图电气接线图电器元件布置图 .一、电气元器件的图形符号与文字符号1990年前采用1964年公布的 “电工系统图图形符号 GB31264 “电工设备文字符号编制通那么 GB31564 1990年后采用1984年公布的 “电气图用图符号 GB472884 “电气制图 GB698887 “电气技术中的文字符号制定通那么GB715987电气图形符号：用于表达工程设计原理的图型符合与文字符号应采用规范的规范。符号要素；限定符号；普通符号；非电操作动作符号电气文字符号：根本文字符号： 表示电气设备、安装和元器件的类型、特性等。辅助文字符号： 表示电气设备、安装和元

3、器件的功能、形状特征等如以下图所示：.图形符号组合例如 .二、电气原理图电气原理图：根据电气控制系统的任务原理，采用电器元件展开的方式绘制的电气图。作用是：用于分析研讨系统的组成和任务原理，为寻觅电气缺点提供协助，同时也是编制电气接线图的根据。特点是：构造简单，层次清楚。1主电路：设备的驱动电路，包括从电源到用电设备的电路，是大电流经过的部分。2辅助电路： 控制电路：由按钮、接触器和继电器的线圈、各种电器的常开、常闭触点等组合构成的控制逻辑电路，实现所需求的控制功能，电流相对较小。 信号指示电路；缺点报警电路、维护电路等。主电路用粗实线，控制电路和辅助的信号指示及维护电路用细实线。.图形符号布

4、置方式：程度布置：电源线垂直画，其他电路程度画，控制电路中的耗能元件如接触器的线圈画在电路的最右端。垂直布置：电源线程度画，其他电路垂直画，控制电路的耗能元件画在电路的最下端。 电器元件不画实践外形图，采用电气图形符号和文字符号表示。同一电器的各个部件可画在不同的地方，用一样的文字符号标注。多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号加以区分。电器元件的可动部分以非鼓励或不任务的形状和位置的方式表示： 继电器和接触器的线圈在非鼓励形状； 断路器和隔分开关在断开位置； 零位操作的手动控制开关在零位形状，不带零位的手动控制开关在图中规定的位置； 图形符号绘制原那么：. 机械操作开关和按钮在非

5、任务形状或不受力形状； 维护类元器件处在设备正常任务形状，特别情况加以阐明。元器件的数据和型号，用小号字体标注在电器元件符号的附近，需求标注的元器件的数量比较多时，可以采用设备表的方式一致给出。例：.坐标表示法：在线圈位置标示该电器对应常开与常闭触点在原理图中的坐标位置；在触点常开或常闭位置标出该电器对应线圈的位置。通常采用线圈位置标注，便于分析输入变化引发的动作变化例：CW6132型普通车床电气原理图.三、电器元件布置图： 阐明电气设备上一切电器和用电设备的实践位置，是电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。如电气控制柜与操作台箱内部布置图；电气控制柜与操作台箱面板布置图；控制

6、柜与操作台箱外形轮廓用细实线绘出；电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实践的安装位置；电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用的代号一致。 1体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。 2强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。电器元件的布置应留意以下几方面： 3需求经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。.4电器元件的布置应思索整齐、美观、对称。外形尺寸与构造类似的电器安装在一同，以利安装和配线。 5电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。 例：CW6132型车床控制盘电器布

7、置图 .例：CW6132型车床电气设备安装布置图 .四、电气接线图：表示电气设备或安装衔接关系的简图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修和缺点处置。 根据电气原理图和电器元件布置图编制，与电气原理图和电器元件布置图配合运用。 表示出电气设备和电器元件的相对位置、工程代号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等情况。例：.安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和缺点处置，通常接线图与电气原理图和元件布置图一同运用。电气接线图的绘制原那么是： 1各电气元件均按实践安装位置绘出，元件所占图面按实践尺寸以一致比例绘制。 2一个元件中一切的带电部件均画在一同，并用点划

8、线框起来，即采用集中表示法。 3各电气元件的图形符号和文字符号必需与电气原理图一致，并符合国家规范。 4各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必需与电气原理图上的导线编号相一致。 5绘制安装接线图时，走向一样的相邻导线可以绘成一股线。.五 电气图纸规范 图 幅 尺 寸 (mm)图幅尺寸选择：电气图的规模与复杂程度；可以明晰地反映电气图的细节； 整套图纸的幅面尽量坚持一致；便于装订和管理； CAD 绘制时，输出设备打印机、绘图仪等对于输出幅面的限制。幅面A0A1A2A3A4长1189841594420297宽841594420297210幅面A33A34A43A4

9、4A45长89111896308411051宽420420297297297.图框线：根据图纸能否需求装订以及图纸幅面的大小确定。 需求装订的图纸的图框线A0、A1、A2：a25mm，c10mm其它： a25mm，c5mm不需求装订的图纸的图框线A0、A1：e20mm其它： e15mm.图幅分区：对各种幅面的图纸进展分区表示电气图中各个组成部分在图上的位置，便于直观反映绘图的范围及确定相互之间的关系。 分区数普通为偶数，每一分区的长度为2575mm，分区在程度和垂直两个方向的长度可以不同；分区的编号，程度方向用阿拉伯数字，垂直方向用大写英文字母。编号从图纸的左上角开场，分区代号用行与列两个编号

10、组合而成。 .标题栏：画在图框的右下角，绘制方向应该与看图方向一致。规范A3图纸，标题栏可以绘制成通长的格式。内容：设计单位称号、用户单位称号、专业名、设计阶段、比例尺、设计人、审核人、图纸称号、图纸编号、日期、页次等。标题栏格式式样 .图线：线型：粗实线、细实线、虚线、点划线、双点划线、加粗实线、较细实线、波浪线、双折线等。线宽：0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.4mm。常用图线上加限定符号或文字符号可表示用途，构成新的图线符号。同一套图纸绘制时，应事先确定23种线宽及平行线距，平行线距不小于粗线宽的两倍，且不小于0.7mm。.字体：汉字、字母及数字，书写端

11、正、清楚，陈列整齐，间距均匀。 汉字引荐用长仿宋简化汉字字体、斜体右倾与程度线成75角等。字母、数字用直体。字体大小视幅面大小而定。字高：20mm、14mm、10mm、7mm、5mm、3.5mm、2.5mm等。字宽为字高的2/3。汉字字粗为字高的1/5，数字及字母的字粗为字高的1/10。尺寸标志：设备制造加工和工程施工的重要根据，包括尺寸线、尺寸界限、尺寸起止点实心箭头或45斜短划线构成及尺寸数字。比例：所绘图形与实物大小的比值。设备布置图、平面图、构造详图按比例绘制。电气图多不按比例画出。比例号：前面的数字通常为1，后面的数字为实物尺寸与图形尺寸的比例倍数。平面图常用比例：1:10、1:20

12、、1:50、1:100、1:200、1:500等.注释：图示不够清楚时的补充解释。两种方式：直接放在阐明对象附近；加标志，注释放在图面的适当位置。详图：表示安装中的部分构造、做法、安装措施的单独部分放大图，被放大部分加以索引标志，置于被放大部分的原图上。技术数据：元器件、设备等的技术参数。三种方式：标注在图形侧；标注在图形内；加序号以表格的方式列出。 .2 电气控制根本环节与原那么 控制电器组成的电气控制电路，有一些经典的根本控制环节，这些环节有：自锁、互锁、联锁控制、点动与延续运转的控制、多地点控制等。 另一方面，作为电器控制线路的馈电维护。也有一些经典的隔离电源、短路与过载维护、漏电与防失

13、压自起动维护。 在动作程序的切换方面，常用的控制原那么有：时间原那么、行程原那么、电流原那么、速度原那么等。一 起停保控制线路自锁环节 三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路为例，如以下图所示。这是最根本的控制环节，包含起动、停顿、自坚持自锁。合上隔分开关QS按下按钮SB1控制电路接触器KM线圈得电，常开主触头KM接通主电路，电机M旋转，控制电路辅助一、根本环节.常开触头KM闭合实现自锁。保证SB1放开时KM继续得电，实现电机延续得电运转。 停顿时，按下停顿按钮SB1，KM失电，主电路断开，翻开QS，正常任务终了。 维护环节：熔断器过载与短路维护；接地漏电维护与馈电线路中的断路器配合，图中

14、没有画出；热继电器FR的过载维护；QS与自锁环节的防失压自起动维护。动画演示.二 三相异步电动机正反转全压起动控制互锁环节互锁环节：指的是两个或以上的电器不能同时得电；方法是将一个电器的常开触点串在另一电器的线圈支路上。 图A正反转切换应先经过停转按下SB1；图B可直接按下SB2或SB5切换，但对电机冲击较大。 动画演示1动画演示2.三 顺序得电的联锁环节顺序得电的联锁环节：一个电器只能在另一电器得电之后才干得电，方法是先得电的电器常开触点串于后得电的线圈支路中。 图中KM2只能是在KM1得电之后才干得电。即湍油泵电机起动后才干起动主轴电机。动画演示.四 点动与延续控制 所谓点动，按钮按下时电

15、器得电，放开时的电，实践上是没有自锁环节。实践运用中如设备安装，检修，或人工微运动形状等。 图A与图C： SB3点动按钮，SB2为起动按钮；图B：点动或延续功能经过选择开关切换。.五 多地点起停控制 有些设备需求起停控制按钮设在不同的支配位置上，如大型设备，此时需求多地点控制。 图A起停控制，不同地点是逻辑或的关系，图B停顿是或；起动是与的关系。 图A的设计原那么是起动得电条件以常开的方式并于起动环节中，停顿失电以常闭的方式串于线圈支路中。这也是阅历设计法的普通原那么。动画演示.二 根本原那么 在设备自动运动形状下，不同的动作自动切换根据的原那么，常见的有：时间原那么、行程原那么、电流原那么、

16、速度原那么等。下面以行程原那么为例，其它原那么在根本控制线路中会涉及到。 图中SQ3与SQ4是起限位维护作用。以防SQ1、SQ2失灵时，发生任务台从床身上滑出的危险。 思索：假设在SQ1与SQ2停一段时间再往复，如何设计。动画演示.3 异步电动机的根本控制线路 三相异步电动机在工业上得到最广泛的运用，其控制线路包括起动、制动与调速三个主要方面，不同的方案有不同的控制战略。一、异步电动机减压起动控制线路 鼠笼式异步电动机采用全压直接起动时，控制线路简单，维修任务量较少，如前起停保根本控制线路。如何判别一台电动机能否全压起动呢?普通规定，电动机容量在10 kW以下者，可直接起动。 10 kW以上的

17、异步电动机能否允许直接起动，要根据电动机容量和电源变压器容量的比值来确定。对于给定容量的电动机，普通用下面的阅历公式来估计。对于笼型与绕线型异步电动机，有多种不同的起动控制方案。.一笼型异步电动机定子串电阻(或电抗)降压起动控制线路 在电动机起动过程中，常在三相定子电路中串接电阻(电抗)来降低定子绕组上的电压，使电动机在降低了的电压下起动， 以到达限制起动电流的目的。 图中KM1得电开场起动，KM2得电起动过程终了，进入全压起动并运转。图A减压与全压起动的切换依托人工察看按下SB3；图B采用时间原那么控制，由通电延时时间继电器KT实现。动画演示. 串电阻起动的优点是控制线路构造简单， 本钱低，

18、 动作可靠， 提高了功率因数， 有利于保证电网质量，假设仅思索能耗，可将电阻换为电抗器。二自耦变压器降压起动控制线路 限制电动机起动电流是依托自耦变压器的降压作用来实现的。 图中KM1得电时，降压起动阶段，KM1失电，KM2得电进入全压起动并运转，采用时间原那么控制。思索：假设起动动作切换采用电流或速度原那么应如何设计？动画演示.三Y-降压起动控制线路 Y-降压起动即星三角降压起动。 如图，起动时KM1，KM3得电，电机绕组接成Y降压起动，并计时。时间到，KM3失电，KM2得电进入全压起动并运转。采用时间原那么。动画演示1动画演示2.四延边三角形起动 起动时，将电动机定子绕组一部分接成星形，另

19、一部分接成三角形。待起动终了后，再转换成三角形接法，其转换过程仍按照时间原那么来控制。从图示中的绕组接线看，就是一个三角形3条边的延伸，故也称为延边三角形。延边三角形绕组接法. 起动时，KM、KMY得电，笼型异步电动机定子接成如上图b延边三角形方式，同时通电延时时间继电器得电；延时时间到， KMY失电KM 得电，电机进入 起动并运转。.五绕线式异步电动机转子绕组串电阻起动 绕线式异步电动机转子串接对称电阻后，其人为特性如下图。从图中的曲线可以看出，串接电阻RQ值愈大，起动转矩也愈大；RQ愈大，临界转差率Si也愈大，特性曲线的倾斜度愈大。 三相绕线式异步电动机可采用转子串接电阻和转子串接频敏变阻

20、器两种起动方法。转子绕组串接电阻后，起动时转子电流减小。控制线路设计既可按时间原那么组成控制线路，也可按电流原那么组成控制线路。. 起动时KM得电，转子串最大电阻起动，KT1得电计时。KT1时间到，KM1得电，旁路切断1RQ电阻，KT2得电计时；KT2时间到，KM2得电， 对于按电流原那么，如以下图所示。按下起动按钮SB2，接触器KM和中间继电器KA4线圈相继吸合。当电动机速度升高后，转子电流逐渐减少， KA1首先释放，其控制电路中的常闭触点闭合，使接触器.KM1得电吸合，把第1级起动电阻1RQ切除。 当1RQ被切除后，转子中电流又增大，随着电动机转速升高，转子电流又减小，电流继电器KA2释放

21、，其常闭触点闭合，使接触器KM2得电吸合，把第2级起动电阻2RQ短接。如此继续下去，直到将转子全部电阻短接，电动机起动终了。中间继电器KA4是为保证起动时接入全部电阻而设计的。串二级电阻动画演示.二、三相异步电动机制动控制线路 异步电动机停电后，由于惯性力作用不会立刻停转，可采取措施，强迫其迅速停车，这就叫“制动。三相异步电动机的制动方法分为两类：机械制动和电气制动。机械制动有电磁抱闸制动、电磁离合器制动等。电气制动有反接制动、能耗制动、回馈制动等。一电磁机械制动控制线路电磁机械制动有电磁抱闸制动、电磁离合器制动等。1、电磁抱闸制动线路 电磁抱闸制动是机械制动，其设计思想是利用外加的机械作用力

22、，使电动机迅速停顿转动。由于这个外加的机械作用力，是靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同轴的制动轮来产生的，所以叫做电磁抱闸制动。电磁抱闸制动又分为两种制动方式 ，即断电电磁抱闸制动和通电电磁抱闸制动。.1断电电磁抱闸制动 合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1得电吸合，电磁铁绕组接入电源，电磁铁芯向上挪动，抬起制动闸，松开制动轮。KM1得电后，KM2顺序得电，吸合，电动机接入电源，起动运转。 按下停顿按钮SB1，接触器KM1、KM2失电释放，电动机和电磁铁绕组均断电，制动闸在弹簧作用下紧压在制动轮上，依托摩擦力使电动机快速停车。 右图是断电电磁抱闸的制动控制线路原理图。图中1是电磁铁，

23、2是制动闸，3是制动轮，4是弹簧。线路任务原理为：.2通电电磁抱闸制动 按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，电动机起动运转。 按停顿按钮SB1，接触器KM1失电复位，电动机脱离电流。接触器KM2线圈得电吸合，电磁铁线圈通电，铁芯向下挪动，使制动闸紧紧抱住制动轮，同时时间继电器KT得电。 当电动机惯性转速下降至零时，时间继电器KT的常闭触点经延时断开，使KM2和KT线圈先后失电，从而使电磁铁绕组断电，制动闸又恢复了“松开形状。.图A电磁抱闸是断电型的，即通电松开。图B那么为通电型的。.2、电磁离合器制动线路 电磁离合器任务时，相当于提供一个负载，让电机迅速停转。按下停顿按钮SB1，SB

24、1的常闭触点断开，将电动机定子电源切断，SB1的常开触点闭合，使电磁离合器YC得电吸合，将摩擦片压紧，实现制动，电动机惯性转速迅速 下降。 松开按钮时，电磁离合器线圈断电，终了强迫制动，电动机停转。.二、反接制动控制线路 反接制动是利用改动电动机电源电压相序，使电动机迅速停顿转动的一种电气制动方法。 反接制动的关键是，当电动机转速接近零时，能自动地立刻将电源切断，以免电动机反向起动。为此采用按转速原那么进展制动控制，即借助速度继电器来检测电动机速度变化,当制动到接近零速时 (100 r/min )，由速度继电器自动切断电源。 改动电动机电源相序的反接制动，其优点是制动效果好，其缺陷是能量损耗大

25、，为防止对电动机及机械传动系统的过大冲击，延伸其运用寿命，普通在10 kW以上电动机的定子电路中串接对称电阻或不对称电阻，以限制制动转矩和制动电流。这个电阻称为反接制动电阻。反接制动有单向运转的反接制动与双向运转的可逆反接制动.1 单向反接制动控制线路 按下起动按钮 SB2，接触器KM1线圈得电吸合，电动机起动运转。在电动机正常运转时，速度继电器KA的常开触点闭合，为反接制动接触器KM2线圈通电预备了条件。 按下停顿按钮SB1，接触器KM1线圈失电，切断电动机三相电源。此时电动机的惯性转速依然很高，KA的常开触点仍闭合，接触器KM2线圈得电吸合，使定子绕组得到改动相序的电源，电动机进入串制动电

26、阻R的反接制动形状。当电动机转子的惯性转速接近零速 (100 r/min)时，速度继电器KA的常开触点恢复常态，接触器KM2线圈断电释放，制动 终了。动画演示.2 可逆反接制动控制线路 正向运转后，按停顿按钮SB1， KM1线圈失电，转子惯性速度仍很高， KA-Z常开触点仍闭合， KM2线圈得电，使定子绕组电源相序改动为C、A、B，电动机进入正向反接制动形状。速度接近零时， KA-Z常开触点复位为常开形状，KM2线圈失电，正向反接制动终了。 反向运转后，当按停顿按钮SB1，KA-F常开触点仍闭合， KM2线圈失电，KM1得电进入反向反接制动。速度接近零，KA-Z常开触点断开，KM2线圈失电，正

27、向反接制动终了。.图A为单向反接制动，图B为双向可逆反接制动。.定子串对称电阻可逆反接制动控制线路.三能耗制动控制线路 能耗制动在电动机脱离三相交流电源以后，立刻将直流电源接入定子绕组，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩，从而到达制动的目的。在制动时磁场静止不动，制动停车准确，制动过程平稳，不会产生有害的反转 。因此可采用时间原那么，也可采用速度原那么。1、单向能耗制动控制线路采用时间原那么制动时KM2得电，KT计时，时间到KM2失电，制动过程终了。动画演示.按速度原那么控制的单向能耗制动控制线路： 起动运转后，速度继电器KA常开闭合为KM2得电作预备。按下停顿按钮SB1后，KM2得

28、电进入能耗制动阶段，当速度接近0时，KA常开翻开，KM2失电，制动终了。 .2、可逆运转能耗制动控制线路时间原那么：.速度原那么：.三、三相异步电动机变极调速控制线路电动机转速公式为： 对应的调速方法有：变转差率S、变频调速与变极调速。在一些要求较低的场所，经常采用变极的双速或多速调速方案。变极调速是有级调速，速度变换是阶跃式的。一双速电动机调速控制线路 以下图 (a)示出了/YY接线的变换，它属于恒功率调速。 变卦电动机定子绕组的/YY接线，就改动了极对数。接线具有四极，对应低速；YY接线具有两极，对应高速，由此改动了电动机的转速。 图 (b)示出了Y/YY的接线变换。它属于恒转矩调速。定子

29、绕组的磁场极数从四极变为二极，对应电动机的低速和高速两个速度等级。.双速电动机定子绕组接线表示图(a)/YY变换 (b)Y/YY变换.双速电动机调速控制线路选择开关中间位置为停转形状。投向高速时，时间继电器KT瞬时触头使KM3得电，电机先低速运转，当时间到，KM3失电，KM2得电，后KM1得电进入高速运转。.二三速异步电动机控制线路 普通三速电动机的定子绕组具有两套绕组，其中一套绕组衔接成/YY，另一套绕组衔接成Y：D1、D2、D3接电源为8极最低速；D7、D8、D9接入电源为6极，第二档速度；D1、D2、D3短接同时D4、D5、D6接入电源为4极最高速。.例：SA手柄2位置，按SB2起动，从最低速经2次延时达自动到达最高速。1位置为三档速度分别直接起动单独运转。.4 直流电机常用的控制线路一、直流电动机电枢串电阻单向旋转起动电路 合上隔分开关Q1、Q2；当励磁电流正常，欠电流继电器KA2动作，