电气控制与PLC课件

1、第2章 电气控制基本环节和典型线路分析 2.1 电气控制系统图2.2 三相异步电动机的起动控制 2.3 三相异步电动机的正反转控制2.4 三相异步电动机的制动控制2.5 三相异步电动机的调速控制2.6 其它基本环节 2.7 C650型卧式车床电气控制电路 2.8 Z3040型摇臂钻床电气控制电路 2.1 电气控制系统图 常用的电气控制系统图有电气原理图、电气布置图与电气安装接线图。2.1.1 常用电气图形符号和文字符号 常用图形、文字符号见表2-1示（P43） 我国电气设备有关标准：GB/T472819962000电气简图用图形符号、GB/T6988.142002电气技术文件的编制、GB/T6

2、988.61993“控制系统功能图表的绘制”、GB/T71591987电气技术中的文字符号制定通则、GB/T69881997“电气制图”要求。 2.1.2 电气原理图 用来表示电路各电气元件中导电部件的联接关系和工作原理的图。绘制原则： 1分为主电路和辅助电路。主电路：从电源到电动机的电路，用粗实线绘在图面左侧或上方；辅助电路：包括控制电路、照明电路、信号电路、保护电路等，用细实线绘在图面右侧或下方。 2电器元件展开图画法：同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）按电路联接关系画出，用同一文字符号标明。 3电器元件触头画法：均按“平常”状态绘出。 4主电路标号：文字符号和数字组成。文字符号标明

3、主电路中元件或线路的主要特征，数字标号区别电路不同线段。 5控制电路标号：由三位或三位以下数字组成。交流电路以主要压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流电路电源正极按奇数标号，负极按偶数标号。图2-1 三相异步电动机启动、停 止控制线路2.1.3 电器元件布置图 用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。 电器元件的布置应注意以下几方面： 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。 3）需要经常

4、维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。 4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，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。 6）按电器元件外形尺寸绘出，并标明元件间距。 例：CW6132型车床控制盘电器布置图 2.1.4 电气安装接线图 主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。电气接线图的绘制原则： 1）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。 2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划

5、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须与电气原理图一致，并符合国家标准。 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须与电气原理图上的导线编号相一致。 5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。例：电气安装接线图 图2-2 为三相异步电动机启动、停止控制线路安装接线图 22 三相异步电动机的启动控制 221 直接启动1刀开关直接启动 又称全压起动：10KW以下容量。图2-3 刀开关直接启动控制线路2三相异步电动机单向运转控制 见图2-1。具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路。 短路保护：由熔断器FU实现。 过载保

6、护：由热继电器FR实现。 欠电压、失电压保护：通过接触器KM的自锁环节实现。222 降压启动 图2-4 定子绕组串电阻启动控制线路1定子绕组串电阻降压启动 2 Y（星形）（三角形）降压启动 图2-5 Y-降压启动控制线路3自耦变压器降压启动 图2-6 定子串自耦变压器降压启动控制线路 223 三相绕线转子电动机的启动 图2-7 按电流原则控制的绕线转子电动机串电阻启动线路 1绕线转子电动机串电阻启动图2-8 频敏变阻器的结构和等效电路2绕线转子电动机串接频敏变阻器启动图2-9 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制线路23 三相异步电动机的正反转控制图 2-10 时间继电器控制的顺序起动电路23

7、1 电动机的正、反转控制 232 正反转自动循环控制 图 2-11 正反转自动循环控制线路2.4 三相异步电动机的制动控制 241反接制动 图2-12 电动机单向运行反接制动控制线路 1.单向运行反接制动控制线路 图2-13 电动机可逆运行反接制动控制线路 2. 可逆运行反接制动控制线路3. 图2-13线路的改进 图2-14 图2-13线路的改进 242 能耗制动图2-15 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路 1. 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路 图2-16 按速度原则控制的单向能耗制动控制线路 2. 按速度原则控制的单向能耗制动控制线路 图2-17 按时间原则控制的可逆运行能耗制动控

8、制线路 3. 按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路图2-18 无变压器单相半波整流能耗制动控制线路4. 无变压器单相半波整流能耗制动控制线路243 电磁抱闸制动220 电磁抱闸断电制动控制线路 图219 电磁抱闸结构示意图图2-21 双速异步电动机三相定子绕组YY接线 25 三相异步电动机的调速控制251变极调速 1.双速异步电动机定子绕组的联接 2双速电动机高、低速控制线路图2-22 双速电动机高、低速控制线路图2-23 凸轮控制器控制电动机正、反转和调速的线路a）主电路 b）控制电路 c）凸轮控制器触点状态252变更转子外串电阻的调速 252电磁调速控制图2-24 电磁转差离合器结构及

9、工作原理a）结构 b）原理示意图 图2-25 电磁调速异步电动机控制线路 26 其它基本环节 图2-26 点动控制线路261 点动控制 262 多点控制图2-27 多点控制线路 263 顺序启、停控制 图2-29 顺序启动、顺序停止控制线路 1. 顺序启动、同时停止控制线路图2-28 顺序启动、同时停止控制线路 2.顺序启动、顺序停止控制线路 3. 顺序启动、逆序停止控制线路 图2-30 顺序启动、逆序停止控制线路 设计顺序启、停控制线路规律：将控制电动机先启动的接触器的常开触头，串联在控制后启动电动机的接触器线圈电路中，用若干个停止按钮控制电动机的停止顺序，或者将先停的接触器的常开触头与后停

10、的停止按钮并联即可。 264 电气控制系统常用保护措施 1. 短路保护 原因：电器或线路绝缘损坏、负载短路、接线错误等。 危害：瞬时电流可达额定电流的十几倍几十倍，损坏电气设备或配电线路，火灾。 保护元件：熔断器、低压断路器。 2. 过电流保护 区别于短路保护的一种电流型保护。 过电流：超过额定电流，比短路电流小，不超过6倍额定电流。 危害：电器元件不会马上损坏，在达到最大允许温升前可恢复。但过大冲击负载，易损坏电机；过大电机电磁转矩，损坏机械传动部件。 保护：过电流继电器，与接触器配合使用。 常用于直流电机、绕线转子异步电动机。 3过载保护 过电流保护的一种。 过载：运行电流大于额定电流，但

11、在1.5倍Ied以内。 原因：负载突然增大，缺相运行，电源电压降低。 危害：绕组温升超过允许值，使绝缘老化、损坏。 保护：热继电器，具有反时限特性，不因短时过载冲击电流或短路电流影响而瞬时动作。 4失电压保护 防止电压恢复时电动机自行起动或电器元件自行投入工作而设置的保护。 接触器、按钮控制的电动机起、停电路具有失压保护。 对不能自动复位的手动开关控制电路，有专门的零电压继电器。 5. 欠电压保护 当电源电压下降到60%80%额定电压时，切除电动机电源。 危害：电压太低使电动机电流增大，转速下降；使控制电路释放，电路工作不正常。 保护：欠电压继电器。 6. 过电压保护 大电感负载（电磁铁、电磁吸盘）、直流电磁机构等，通断时产生较高感应电动势，击穿绝缘，损坏其它元件。 保护：线圈两端并联电阻、电阻串电容、电阻串二极管形成放电回路。 7. 弱磁保护 一般用于直