第2章基本电气控制电路【第1讲】

2基本电气控制电路(1)电气图形符号2.1.1、图形符号、文字符号2.1、电气控制线路的绘图原则及标准用于图样或其他文件以表示一个设备或概念的图形、标记或字符，主要是一般符号。◆定义一般符号：表示一类产品或此类产品特征的一种通常很简单的符号。一般符号是由各种符号要素和限定符号组成。符号要素：它具有确定意义的简单图形，必须同其他图形组合以构成一个设备或概念的完整符号。限定符号：用以提供附加信息的,一种加在其他符号上的符号。它一般不能单独使用，但一般符号有时也可用作限定符号。2/6/20231机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路限定符号一般符号举例图形符号说明图形符号说明接触器功能接触器动合触点限位开关、位置开关功能限位开关动合触点旋转操作旋转开关接近效应操作接近开关隔离开关功能隔离开关图形符号组合示例2/6/20232机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路(2)电气文字符号基本文字符号:

表示电气设备、装置和元器件的类型、特性等。基本文字符号分为单字母符号和双字母符号。单字母符号表示电气设备、装置和元器件的某一类，如单字母“K”表示接触器、继电器这一类。双字母符号由一个表示大类的单字母后跟另一个表示该器件某些特性的字母组成，例如“KM”、“KT”和“KA”分别表示接触器、继电器类器件中的接触器、时间继电器和中间继电器。图形符号提供了一类设备或元器件的共同符号，为了更明确地区分不同的设备、元器件，尤其是区分同类设备或元器件，还必须在图形符号旁标注相应的文字符号。文字符号通常由基本文字符号、辅助符号和数字组成。2/6/20233机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路(2)电气文字符号图形符号组合示例

辅助文字符号:

用以进一步表示电气设备、装置、元器件以及线路的功能和状态特性，通常用英文单词的前一两个字母表示，例如“ON”表示闭合，“AC”表示交流。文字符号的组成:

组合形式一般为基本符号（或辅助符号）加数字符号，如“KT1”表示第一时间继电器，“FU2”表示第二组熔断器。2/6/20234机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路(3)接线端子标记①三相交流电源引入用L1、L2、L3、N(零线)、PE(接地)标记，直流系统的电源正、负、中间线分别用L+、L-和M标记，三相动力电器引出分别接U、V、W顺序标记。②三相异步电动机的绕组首端分别用U1、V1、W1标记，绕组尾端用U2、V2、W2标记，电动机绕组中间抽头分别用U3、V3、W3标记。③对于数台电动机，可在字母前冠以数字来区别。例如：M1电动机的三相绕组接线端标以1U、1V、1W，M2电动机的三相绕组接线端则标以2U、2V、2W来区别。2/6/20235机电系统与测控技术研究所2基本电气控制线路部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号QSSQFUSBKMKT2/6/20236机电系统与测控技术研究所2基本电气控制线路部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号2/6/20237机电系统与测控技术研究所定义：根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式绘制的电气图。方法：不按电器元件实际布置绘制，而是根据电器元件在电路中所起的作用画在不同的部位上。作用：用于分析研究系统的组成和工作原理，为寻找电气故障提供帮助，同时也是编制电气接线图的依据。特点：结构简单，层次分明。2.1.2、电气原理图2基本电气控制电路2/6/20238机电系统与测控技术研究所2.1.2、电气原理图主电路：设备的驱动电路，包括从电源到用电设备的电路，是强电流通过的部分。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，实现所需要的控制功能，是弱电流通过的部分。信号指示电路保护电路2基本电气控制电路2/6/20239机电系统与测控技术研究所CW6132型车床电气原理图2/6/202310机电系统与测控技术研究所2.1.2、电气原理图主电路用粗实线，控制电路和辅助的信号指示及保护电路用细实线。水平布置：电源线垂直画，其他电路水平画，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：电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路的耗能元件画在电路的最下端。电器元件不画出实际的外形图，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，用相同的文字符号标注。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。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，需要标注的元器件的数量比较多时，可以采用设备表的形式统一给出。2基本电气控制电路2/6/202311机电系统与测控技术研究所CW6132型车床电气原理图2/6/202312机电系统与测控技术研究所2.1.2、电气原理图电器元件布置图：表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位置，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。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，标明实际的安装

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。2基本电气控制电路2/6/202313机电系统与测控技术研究所2.1.2、电气原理图电气接线图：表示电气设备或装置连接关系的简图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修和故障处理。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使用；表示出电气设备和电器元件的相对位置、项目代号、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。2基本电气控制电路2/6/202314机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.1.3、电气图纸的规范图幅尺寸(mm)图幅尺寸选择：电气图的规模与复杂程度；能够清晰地反映电气图的细节；整套图纸的幅面尽量保持一致；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A3×3A3×4A4×3A4×4A4×5长89111896308411051宽4204202972972972/6/202315机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路图框线：根据图纸是否需要装订以及图纸幅面的大小确定。A0、A1、A2：a＝25mm，c＝10mm其它：a＝25mm，c＝5mmA0、A1：e＝20mm其它：e＝15mm2/6/202316机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路图幅分区：对各种幅面的图纸进行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。分区数一般为偶数，每一分区的长度为25~75mm，分区在水平和垂直两个方向的长度可以不同；分区的编号，水平方向用阿拉伯数字，垂直方向用大写英文字母。编号从图纸的左上角开始，分区代号用行与列两个编号组合而成。2/6/202317机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路标题栏：画在图框的右下角，绘制方向应该与看图方向一致。标准A3图纸，标题栏可以绘制成通长的格式。内容：设计单位名称、用户单位名称、专业名、设计阶段、比例尺、设计人、审核人、图纸名称、图纸编号、日期、页次等。标题栏格式式样2/6/202318机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路图线：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，形成新的图线符号。同一套图纸绘制时，应事先确定2~3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。2/6/202319机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路序号图线名称图线形式图线宽度应用说明1粗实线b=0.5~2mm电气线路(主回路、干线、母线)2细实线约b/3一般线路、控制线3虚线约b/3屏蔽线、机械连线、电气暗敷线、事故照明线等4点划线约b/3控制线、信号线、边界线等5双点划线约b/3辅助边界线、36V以下线路等6加粗实线约2~3b汇流排(母线)7较细实线约b/4轮廓线、尺寸线等8波浪线约b/3视图与剖视的分界线等9双折线约b/3断开处的边界线2/6/202320机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路字体：汉字、字母及数字，书写端正、清楚，排列整齐，间距均匀。汉字推荐用长仿宋简化汉字字体、斜体（右倾与水平线成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。2/6/202321机电系统与测控技术研究所2/6/202322机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路尺寸标记：设备制造加工和工程施工的重要依据，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、结构详图按比例绘制。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、1:50、1:100、1:200、1:500等2/6/202323机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路注释：图示不够清楚时的补充解释。两种方式：直接放在说明对象附近；加标记，注释放在图面的适当位置。详图：表示装置中的部分结构、做法、安装措施的单独局部放大图，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。三种形式：标注在图形侧；标注在图形内；加序号以表格的形式列出。2/6/202324机电系统与测控技术研究所2.1.4、绘制电气原理图的基本规则CW6132型车床电气原理图2基本电气控制电路开关，起电源隔离作用熔断器，用于短路保护和严重过载的保护热继电器的发热元件串接在被保护电动机的主电路中，起过载保护的作用机壳接地保护三相笼型异步电动机接触器的主触点电动机功率较大，主电路采用2.5mm^2的绝缘漆包铜线三极刀开关三绕组变压器停止按钮启动按钮热继电器的动断按钮接触器线圈信号指示灯照明灯2/6/202325机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.1.4、绘制电气原理图的基本规则(1)原理图一般分主电路和辅助电路两部分画出。

主电路指从电源到电动机绕组的大电流通过的路径，用粗实线表示，画在左边(或上部)。

辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，由继电器的线圈和辅助触点、按钮、照明灯、控制变压器等电气元件组成，用细实线表示，画在右边(或下部)。(2)各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准来画，文字符号也采用国家标准。(3)各电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部件根据需要可不画在一起，但文字符号要相同。2/6/202326机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.1.4、绘制电气原理图的基本规则(4)所有电器的触点状态，都应按没有通电和没有外力作用时的初始开、关状态画出。(6)有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圈点表示，无直接联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。(5)无论是主电路还是控制电路，各电气元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置。2/6/202327机电系统与测控技术研究所2.1.5、电气元件布置图2基本电气控制电路电气布置图详细绘出了电气设备中各电气元件的相对位置。图中各电器的文字符号应与有关电路图中电气元件的文字符号相同。下图为CW6132型车床的电气位置图。CW6132型车床电气位置图50505050FRKMFU1FU2线槽TCXT320主电路熔断器位置线槽接触器的位置热继电器的位置端子排、线路板与外部设备的接线必须通过端子排绝缘的配电板控制电路的熔断器变压器小端子排2/6/202328机电系统与测控技术研究所2.1.6、电气安装接线图2基本电气控制电路电气布置图详细绘出了电气设备中各电气元件的相对位置。CW6132型车床电气位置图(5×1)mm2(3×1)mm2850HLSB2SB13212807ELQ2XTM2M1Q1Q5(3×2.5)mm2端子排绝缘配电板刀开关，起隔离电源的作用去三相交流电源，采用3根2.5mm^2绝缘漆包铜线三相笼型异步电动机M2电动机的转换开关去启动，终止按钮和信号指示灯，采用1mm^2绝缘漆包铜线(5根)去照明灯和照明转换开关，采用1mm^2绝缘漆包铜线(3根)信号指示灯启动按钮终止按钮照明灯转换照明的转换开关2/6/202329机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路直接启动的主要优点：简单、方便、经济和启动时间短，其启动电流对电网的不利影响会随着电源容量的增加而减小。适用场合：小型台钻、砂轮机、冷却泵的电动机的启动可以采用直接启动。2.2.1、手动直接启动手动直接启动控制是指用手动电器进行电动机直接启动操作，可以使用的手动电器有刀开关、低压断路器、转换开关等，如图所示。2/6/202330机电系统与测控技术研究所2/6/202331机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.1、手动直接启动2/6/202332机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.1、手动直接启动(a)刀开关控制电动机直接启动的手动控制电路三相笼型异步电动机熔断器起短路保护作用三相交流电源刀开关起隔离电源的作用◆当采用胶壳式开关控制时，笼型异步电动机的功率应小于5.5kW；◆若采用铁壳式刀开关，因为铁壳式刀开关的容量较大，触点装有灭弧机构，所以它可以控制28kW以下的笼型异步电动机的直接启动。此时应与熔断器配合使用，以完成短路或严重的过载保护。2/6/202333机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.1、手动直接启动(b)低压断路器控制电动机直接启动的手动控制电路三相交流电源低压断路器利用低压断路器(自动控制开关)控制电路，可以手动或自动实现对电动机的启动和停止控制，并能实现对电路的短路、过载、欠压等保护。2/6/202334机电系统与测控技术研究所2/6/202335机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.1、手动直接启动(c)组合开关控制电动机直接启动的手动控制电路三相交流电源转换开关左图为组合开关控制电动机的正反转电路。倒顺开关有4对触点和3个位置，当SA扳到位置“I”时，电动机正转；当SA扳到位置“II”时，电动机断开电源而停止；当SA扳到位置“III”时，电动机反向运转。倒顺开关是一种专门用于对电动机正反转进行操作的手动电器，由于其触点没有灭弧机构，仅适用于功率小于5.5kW的电动机的慢速正反转控制。2/6/202336机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.1、手动直接启动(a)刀开关控制(b)低压断路器控制(c)组合开关控制电动机直接启动的手动控制电路2/6/202337机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.1、手动直接启动采用手动控制开关的控制电路仅适用于小功率笼型电动机的不频繁启动和停止控制，它不能实现远距离控制，也不能实现零压和欠压保护。用手动电器直接控制电动机启动时，操作人员通过手动电器直接对主电路进行接通和断开操作，安全性能和保护性能较差，操作频率也受到限制，因此电动机启动和停止操作频繁时就应该考虑采用接触器控制。2/6/202338机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.2、带接触器控制的直接启动电路点动控制是指按下按钮时电动机就通电运转，松开按钮时电动机就断电停转的电气控制。主接触器的主触点衔铁启动按钮线圈铁芯反力弹簧三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机主电路主接触器的主触点三相电源控制电路接触器线圈2/6/202339机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.2、带接触器控制的直接启动电路点动控制是指按下按钮时电动机就通电运转，松开按钮时电动机就断电停转的电气控制。按钮松开KM线圈断电KM主触头打开电机停转按下按钮（SB）

KM线圈通电KM主触头闭合电机转动对整个电路起短路保护或严重的过载保护对控制电路起短路保护或严重的过载保护2/6/202340机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.2、带接触器控制的直接启动电路——点动控制2/6/202341机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.3、电动机单向连动启动电路电动机的连续运转控制是相对点动控制而言的，它是指在按下启动按钮启动电动机后，松开按钮时电动机仍能通电连续运转。三相笼型异步电动机热继电器发热元件接触器主触点主电路熔断器刀开关电源接触器线圈接触器动合辅助触点，起自锁作用启动按钮停止按钮热继电器动断触点控制电路熔断器单向连动控制电路2/6/202342机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.3、电动机单向连动启动电路电动机的连续运转控制是相对点动控制而言的，它是指在按下启动按钮启动电动机后，松开按钮时电动机仍能通电连续运转。单向连动控制电路工作过程：按下按钮（SB2）

KM线圈通电KM主、辅助触头闭合电机转动按钮松开KM辅助触点闭合自锁线圈通电电机转动2/6/202343机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.3、电动机单向连动启动电路2/6/202344机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.3、电动机单向连动启动电路单向连动控制电路把自己的动断辅助触点并联在自己的启动按钮两端，使得自己的启动按钮断开后，用自己的动断辅助触点闭合锁住自己的线圈，让自己的线圈连续得电，一般称改动断辅助触点为自锁触点。2/6/202345机电系统与测控技术研究所2基本电气控制电路2.2、三相笼型异步电动机的直接启动控制电路2.2.4、既能点动又能单向连动的控制电路在加工产品时，同一台电动机有时需要点动控制，有时需要单向连动控制，而点动控制(没有自锁)与单向连动控制(有自锁)的主要区别是接触器线圈的控制电路是否含有自锁环节。三相笼型异步电动机热继电器发热元件接触器主触点熔断器，主要起主电路短路保护刀开关电源接触器线圈接触器动合辅助触点，起自锁作用启动按钮停止按钮热继电器动断触点熔断器，起控制电路的短路保护作