第二章电器控制线路的基本规律(新)

上章内容回顾第七节低压执行电器第六节主令电器第五节熔断器第四节继电器第三节接触器第二节开关电器第一节低压电器的基本知识第五节熔断器第四节继电器欠电流继电器KAI<KAKA过电流继电器>IKAKAKA欠电压继电器KAU<KAKA过电压继电器>UKAKAKAKAKAKA第四节继电器第五节熔断器第六节主令电器常开（动合）触点常闭（动断）触点SQSQ复合触点第六节主令电器第二章电器控制线路的基本规律

第一节电器控制线路的绘制原则第二节

电器控制线路中的基本环节第三节三相交流电动机的启动控制线路第四节三相交流电动机的制动控制线路本章小结第五节电器控制线路中的保护环节1、什么是电气控制线路图？为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图。（由低压控制电器所组成的控制线路叫做电气控制线路。）电气系统线路图有三种：电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。2、什么是电气控制线路？用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。第一节电气控制线路的绘制原则3、电气控制线路常用的图形、文字符号根据GB4728-1984《电气图用图形符号》；GB6988-1987《电气制图》；GB7159-1987《电气技术的文字符号制订通则》。主电路标号由文字符号和数字组成，如：电源引入线用L1、L2、L3标号；电源开关后用U、V、W标号；用下标数字，表示哪一相、哪一接点。第一节电气控制线路的绘制原则一、电气原理图电器原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路工作原理等优点。（一）绘制电器原理图应遵循的原则：1、主电路和控制电路分开画。主电路包括从电源到电动机的电路，大电流通过的部分，用粗线条画在原理图左边。控制电路通过小电流，由按钮、触头、线圈等组成，用细线条画在原理图的右边。2、电器元件的图形、文字符号采用国家统一标准。3、同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。第一节电气控制线路的绘制原则4、全部触头都按“平常”状态画出。5、控制电路的分支线路，按动作先后顺序排列，交叉连接点用黑点标出。第一节电气控制线路的绘制原则（二）图面区域划分如右图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下方为图区号（也可在上方）。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以说明线圈和触点的从属关系。一、电气原理图第一节电气控制线路的绘制原则（三）符号位置的索引当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用。接触器、继电器的线圈、触点的索引方法接触器继电器一、电气原理图第一节电气控制线路的绘制原则表示电气控制系统中各电器元件的实际位置。50505050320360线槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132型车床电器位置图二、电器元件布置图第一节电气控制线路的绘制原则D65电气互连图：原则：外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置尽可能符合电器实际情况。各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电气原理图为准，并保持一致。不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接，必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用线束表示，连接导线应注明导线规格（数量、截面积），一般不表示实际走线途径。对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示清楚，并注明电源的引入点。表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据三、电气安装接线图第一节电气控制线路的绘制原则电器接线图示例

EL0HL23142423103×2.5mm22M1M2413×2.5mm23×1mm25×0.75mm23×0.75mm23×2.5mm2QSQS1CW6132型车床电气互连图第一节电气控制线路的绘制原则图中左方的点划线方框表示CW6132车床的电气控制柜、中间小方框表示照明灯控制板、右方小方框则表示机床运动操纵板。D65电动机常见的基本控制线路：点动控制线路正转控制线路正反转控制线路顺序控制线路多地控制线路降压启动控制线路制动控制线路位置控制线路第一节电气控制线路的绘制原则第二节电器控制线路中的基本环节一、单向旋转控制1．手动控制D65QFM3～开启式负荷开关控制自动空气开关控制FUM3～QS控制方式简单特点:电气原理图：应用:控制三相电风扇和砂轮机等小容量电动机2.点动控制工作原理：一、单向旋转控制启动：按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M启动运行。停止：松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM主触头断开→电动机M失电停转。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2电气原理图：第二节电器控制线路中的基本环节2.点动控制应用：常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速移动的电机控制保护环节：短路保护控制电路短路保护主电路短路保护工作原理：电气原理图：一、单向旋转控制QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2第二节电器控制线路中的基本环节电气原理图3.接触器自锁控制自锁触点热继电器热元件热继电器常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1一、单向旋转控制第二节电器控制线路中的基本环节电气原理图3.接触器自锁控制工作原理保护环节L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3～FRKMFRSB2一、单向旋转控制第二节电器控制线路中的基本环节短路保护过载保护欠压、失压保护工作原理第二节电器控制线路中的基本环节开关切换点动控制：SA断开4．连续与点动混合控制FU1KMM3～FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路一、单向旋转控制连续控制：SA闭合

第二节电器控制线路中的基本环节第二节电器控制线路中的基本环节按钮切换4．连续与点动混合控制工作原理：连续控制：松开按钮SB3点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3～FRQL1L3L2主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路一、单向旋转控制第二节电器控制线路中的基本环节4．连续与点动混合控制第二节电器控制线路中的基本环节中间继电器切换4．连续与点动混合控制一、单向旋转控制第二节电器控制线路中的基本环节主电路实现顺序控制5．顺序控制控制电路实现顺序控制

要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式一、单向旋转控制顺序启动同时停止控制顺序启动逆序停止控制第二节电器控制线路中的基本环节顺序启动同时停止控制特点:电气原理图：FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主电路控制电路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1第二节电器控制线路中的基本环节

顺序控制第二节电器控制线路中的基本环节顺序启动逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2电气原理图：特点:主电路控制电路第二节电器控制线路中的基本环节一、单向旋转控制５．多地控制特点：工作原理：在两地或多地控制同一台电动机的控制方式启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联第二节电器控制线路中的基本环节三地控制第二节电器控制线路中的基本环节二、可逆旋转控制电路形式:电动机原理：改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向倒顺开关控制的正反转按钮、接触器控制的正反转位置控制第二节电器控制线路中的基本环节1.倒顺开关控制正反转控制电路5.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转特点:电气原理图：应用:SB1KMFU2FRKMSB2M3~L1L2L3KMFRQSFU1SA主电路控制电路用倒顺开关实现电源调相倒顺开关第二节电器控制线路中的基本环节2.按钮控制正反转控制电路主电路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主电路控制电路：控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮反转按钮工作原理：缺点：基本控制电路第二节电器控制线路中的基本环节2.按钮控制正反转控制电路控制电路：工作原理：接触器联锁控制联锁接触器联锁按钮联锁控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器联锁第二节电器控制线路中的基本环节接触器联锁正反转控制电路第二节电器控制线路中的基本环节2.按钮控制正反转控制电路控制电路：工作原理：接触器联锁控制联锁接触器联锁按钮联锁控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上电源开关按下按钮SB1KM1线圈通电M正转启动按下停止按钮SB3KM1线圈断电电动机M停止按下按钮SB2反向启动第二节电器控制线路中的基本环节2.按钮控制正反转控制电路控制电路：工作原理：优点：接触器联锁控制联锁接触器联锁按钮联锁控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠缺点：操作不便第二节电器控制线路中的基本环节2.按钮控制正反转控制电路控制电路：工作原理：优点：按钮联锁控制操作方便控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：易产生故障第二节电器控制线路中的基本环节2.按钮控制正反转控制电路控制电路：工作原理：优点：接触器、按钮双重联锁控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图第二节电器控制线路中的基本环节3.位置开关控制

有些生产机械如万能铣床，要求工作台在一定距离内能自动往返，通常利用行程开关控制电动机正反转实现。工作台自动往返控制第二节电器控制线路中的基本环节第三节三相交流电动机启动控制线路降压启动的方法定子绕组串电阻（电抗）启动自耦变压器降压启动

Y—△降压启动延边三角形降压启动降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制1.定子串电阻降压自动启动控制线路(加上两个动画）FU1KM1QS主电路M3～FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制电路电气原理图工作原理合上电源开关按下按钮SB1KM1、KT线圈通电M串电阻降压启动KT延时KM2线圈通电，KM1、KT线圈断电M全压运行一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制2.手动、自动启动控制线路FU1KM1QS主电路M3～FRL1L3L2KM2R电气原理图工作原理FU2FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM2KM1SAASB3AMM控制电路1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主电路电气原理图正常运行接触器变压器星点接触器变压器电源接触器1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制电路电气原理图降压启动按钮全压运行按钮中间继电器1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制M3~FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主电路电气原理图SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制电路工作原理2.时间继电器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制电气原理图工作原理M3~FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主电路FU2FRSB4SB1KM1SB2KM1KAKM1KM1KAKAKAKTSB3控制电路KT三、星形——三角形降压启动控制

指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。Y—△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。时间 继电器控制Y—△降压起动－－－三个接触器控制三、星形——三角形降压启动控制电气原理图1234A电源接触器星形接法接触器三角形接法接触器QSFRV1MU1W2FU1V23～KM2KM3KM1W1U2L1L2L3主电路工作原理Y—△降压启动控制四、延边三角形降压启动控制

延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接“△”形，而另一部分接成“Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成“△”形全压运行。定子绕组的连接方式：延边△形接法△形接法四、延边三角形降压启动控制电气原理图FU1KM1QS主电路M3～FRL1L3L2KM3KM2U1V1W1W2U2V2U3V3W3FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM3KM3控制电路KM3KTKM2FU2

停机制动类型：第四节三相交流电动机的制动控制线路常用的电气制动：反接制动能耗制动电磁机械制动--电磁铁操纵机械进行制动电气制动--电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动制动电阻的接线方法:一、反接制动控制原理：要求：

对称接法不对称接法改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋转磁场，形成制动转矩。10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防止反向再起动。第四节三相交流电动机的制动控制线路1.单向反接制动的控制一、反接制动控制电气原理图：速度继电器

关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。

一、反接制动控制1.单向反接制动的控制工作原理：

电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭合，为反接制动作准备。按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。2.可逆运行的反接制动控制一、反接制动控制特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。二、能耗制动控制原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场，达到制动的目的。1.单向能耗制动控制二、能耗制动控制按时间原则控制单向运行接触器能耗制动接触器整流变压器桥式整流电路1.单向能耗制动控制二、能耗制动控制按速度原则控制2.电动机可逆运行能耗制动控制

二、能耗制动控制正转接触器反转接触器3.单管能耗制动控制二、能耗制动控制单管半波整流第五节电器控制线路中的保护环节

电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、零压、欠压保护及弱磁保护。2.5.1短路保护

电机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。短路电流可能使电器设备损坏，因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切断电源。常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。2.5.2过电流保护

电动机不正确地起动或负载转矩剧烈增加会引起电动机过电流运行。一般情况下这种过电流比短路电流小，但比电动机额定电流却大得多。在电动机运行过程中产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转起动的重复短时工作制的电动机中更是如此。过电流的危害虽没有短路那么严重，但同样会造成电动机的损坏。原则上，短路保护所用元件可以用作过电流保护，不过断弧能力可以要求低些，完全可以利用控制电动机的接触器来断开过电流，因此常用瞬时动作的过电流继电器与接触器配合起来作过电流保护，过电流继电器作为测量元件，接触器作为执行元件断开电路。2.5.3过载保护

电动机长期超载运行，绕组温升将超过其允许值，造成绝缘材料变脆，寿命减少，严重时会使电机损坏。过载电流