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文档简介

第2章电气制图和电气控制线路2.1电气图的类型及相关标准2.1.1电气图的一般特点2.1.2电气图中的图形符号和文字符号2.1.3常用电气图的绘制原则2.2基本电气控制线路2.2.1三相异步电动机2.2.2三相鼠笼式异步电动机的直接启动2.2.3三相鼠笼式异步电动机的降压启动2.2.4三相鼠笼式异步电动机的制动2.2.5三相鼠笼式异步电动机的调速2.3电气控制线路的分析与设计方法2.4典型设备的电气控制线路分析2.1电气图的类型及相关标准

电气控制线路是由许多控制电器按一定要求连接而成的。为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图,同时也为了便于控制电器的安装、接线、运行、维护,将电气控制系统中各控制电器的连接用一定的图形符号表示出来,这种图就是电气工程图。常用的有三种:电路图布置图接线图电气图的一般特点:1.主要表达方式:简图(用图形符号表示,与外形结构无关)2.主要表达内容:电气元件和连接线连接线:单线法和多线法元件:集中表示法、半集中表示法、分开表示法3.主要组成部分:图形符号和文字符号电气制图相关标准:GB/T6988-2008《电气技术用文件的编制》(原《电气制图》

)GB/T4728-2008《电气简图用图形符号》(原《电气图用图形符号》

)GB/T5465-2009《电气设备用图形符号》GB/T5094-2005《工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号》GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》GB/T4025-2003《指示器和操作器的编码规则》

(原《指示灯和按钮的颜色》

电气标准是从事电气行业人员的设计操作依据,须符合电气规程规范。新、老标准会有所不同。在制图时应采用新标准,但要求能看到采用老标准绘制的图。常用电气图的绘制原则

也称为电气原理图,它是为了表达设备的功能和工作原理,用规定的符号并依据电器元件动作顺序原则所绘制的电气简图,反映了电气系统的构成元器件及相互连接关系,而不反映电器元件的形状、大小、安装方式或位置。为了便于阅读、分析和理解设备的功能,电气原理图一般采用电器元件展开的形式绘制而成,包括了电器元件所有的导电部分和接线端子,是设备设计和调试时的主要技术图纸。1.电路图某机床的电气原理图图区编号图区功能表触点检索图绘制原则

(1)电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。主电路:设备的驱动电路,大电流通过的部分。画在左侧辅助电路:包括控制、照明、信号和保护电路。右侧(可横/竖)(2)图形、文字符号严格遵守国标规定。(3)采用易读原则,电器元件一般采用分开表示法,但同一器件文字符号要相同。同类器件用加数字序号区别,如KM1,KM2。(4)所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。(5)元件的排列方式一般按动作顺序为从上到下,从左到右排列,可水平、竖直布置。一般主回路-竖直,辅助回路-水平。电气原理图区域划分和符号位置索引

为方便检索、阅读,在图中设置了图区编号,如1,2,3可放在上面或下面,对应文字如“主电机”表示对应区域下面元件名称或电路功能,便于理解全电路的工作原理。

也称为电器元件布置图,表示电气设备上所有电器元件的实际位置,是生产机械电气控制设备的制造、安装、维修时的重要技术文件。绘图原则:根据各电器元件的安装位置不同进行划分,如电控柜内、面板的布置图。

电器不画实形,采用简化外形(方形、矩形等)表示,并成比例绘制。如采用线槽布线,还应画出线槽位置。选择进出线方式,画出接线端子板位置。2.布置图控制柜面板电器布置实物图例控制柜电器布置实物图例电器元件布置图例

也称为电气安装接线图,是用规定的图形符号并采用集中表示法,按照电器元件实际相互位置绘制的接线图,它清楚地表示了各电器元件的物理连接关系,是设备电气系统安装接线、线路检修和故障处理的主要技术依据。绘图原则:

同一电器的各个部件要画在一起,但对比例和尺寸没有严格要求。导线标号和文字符号要与原理图中的相一致,以便核对。同一柜内各电器间连接采用直接连接,不同柜内器件要通过接线端子连接。3.接线图控制柜电器安装接线实物图例1控制柜电器安装接线实物图例2电气安装接线图例返回2.2基本电气控制线路2.2.1三相异步电动机2.2.2三相鼠笼式异步电动机的直接启动一、电动机的启停控制

二、电动机的正反转控制

三、自动往返行程控制

四、顺序控制

五、多点控制2.2.3三相鼠笼式异步电动机的降压启动2.2.4三相鼠笼式异步电动机的制动2.2.5三相鼠笼式异步电动机的调速返回用以下实物,如何使电动机动起来?一、电动机的启停控制一、电动机的启停控制1.用刀开关直接起动适用场合小容量(0.75KW以下)、起动不频繁的笼型电动机工作过程合上刀开关QS,电动机M接通电源开始旋转;断开刀开关QS,电动机M断电停止旋转。用以下实物,如何实现对电动机的起停控制?2.采用接触器控制点动控制工作过程启动:合上刀开关QS引入三相电源。按下起动按钮SB1,接触器KM线圈通电,KM主触点闭合,电动机M通电起动运转。停止:松开按钮SB1,KM线圈断电,KM主触点断开,电动机M断电停转。动画演示一、电动机的启停控制用以下实物,如何实现对电动机的起停控制?2.采用接触器控制连续控制工作过程启动:合上QS按下SB1KM线圈通电KM主触点闭合M起动

KM辅助常开触点闭合自锁松开SB1电机M继续运行。停止:按下SB2KM线圈断电

KM主触点断开M断电停转

KM辅助常开触点断开松开SB2使触点闭合KM线圈不得电。主电路控制电路一、电动机的启停控制动画演示线路或设备出故障了,怎么办?线路短路电动机过载供电线路断电、电压过低造成设备停机要设置必要的保护确保线路和设备的安全!3.对线路和设备的保护短路保护:

熔断器FU1、FU2分别实现主电路和控制电路的短路保护。过载保护:

热继电器FR在电路长期过载时,热继电器动作,FR常闭触点断开,接触器KM线圈释放,各触头复位,断开电动机电源,实现过载保护。欠压/失压保护:由接触器本身的电磁机构实现。动画演示用断路器进行保护

如果不考虑与辅助回路联动,则在选择合适的QF后可省去FR,同样能起到过载保护(选过载和短路保护的脱扣器)。一般在工厂应用中均加FR(60次/h以上频繁起动的电机不用FR保护)

此电路从逻辑及功能上已能满足要求,但在实际使用中需增加”故障报警”处理部分,即增加工作状态指示灯。控制电路如下:4.设备运行指示和故障报警处理动画演示二、电动机的正反转控制应用场合:工作台的往返,吊钩的上下等。方法:任意对调电动机三相电源中的两相。实质:是两个方向相反的单向运行电路。电路的缺点:KM1、KM2同时动作会造成电源的相间短路。解决办法:二者之间要互锁,即一个动作时另一个不能动作。

利用两个接触器的辅助常闭触点互相控制的方法称为电气互锁,两对起互锁作用的触头称为互锁触头.工作过程分析:1.电气互锁的正反转控制线路

__停止-反转控制线路

动画演示缺点:正反转不能直接切换。总结互锁控制规律当要求甲接触器工作时,乙接触器就不能工作,此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的常闭触点。当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作,而乙接触器工作时甲接触器不能工作,此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的常闭触点。应用:抢答器的设计。

利用按钮的复合触点互锁控制的方法称为机械互锁。工作过程分析优点:正反转可以直接切换,操作方便,提高了生产效率。2.机械互锁的正反转控制线路

__直接反转控制线路

动画演示拓展思考:按钮复合触点的互锁能否代替接触器电气互锁触点的作用?

答:不能。当主电路中正转接触器KM1的主触点发生熔焊(即静触点和动触点烧蚀在一起)现象时,由于相同的机械连接,KM1的辅助触点在线圈断电时不复位,KM1的辅助常闭触点处于断开状态,可防止反转接触器KM2通电使KM2的主触点闭合而造成电源短路故障,这种保护作用仅采用复合按钮是做不到的。思考:按钮复合触点的互锁能否代替接触器电气互锁触点的作用?

请学生分析:哪些线路可以实现电机的起停控制?请学生分析下列控制线路的功能应用举例两人抢答器设计思考:三人抢答器控制线路如何设计?

三、自动往返行程控制注意:应设置极限位置保护正向向反返回四、顺序控制

有的生产机械和设备需要多台电动机拖动,而各台电动机的起动与停止需要有一定的顺序控制关系。例如某设备的控制要求:

起动时

M1先起动,M2后起动;

停止时

M2先停止,M1后停止。电路优点:启动时满足顺序控制要求电路缺点:停止时不能满足要求顺序启停控制线路动画演示总结顺序控制规律当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作,则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常开触点。当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电,则将乙接触器的常开触点并联在甲接触器的停止按钮两端。按设定时间自动顺序启动的控制线路

五、多点控制思考:如何设计一个电机起停的三地控制线路?返回2.3电气控制线路的分析方法P65分析的一般原则:化整为零、顺藤摸瓜、先主后辅、集零为整、安全保护和全面检查。常用的分析方法:查线读图法、逻辑代数法。

查线读图法(即直接读图法)是按照电气控制线路图,根据生产过程的工作步骤依次读图,一般按照以下步骤进行。1.了解生产工艺与执行电器的关系2.分析主电路3.分析控制电路4.分析其它辅助电路5.分析联锁和保护环节6.总体检查一、查线读图法

逻辑代数法(间接读图法)是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析电路的,其关键是正确写出电路的逻辑表达式。控制电路的基本组成:输入元件:是控制电路的输入逻辑变量,用于对电路的控制,包括主令元件和检测元件。中间逻辑元件:是控制电路的中间逻辑变量,用于对电路中变量的逻辑变换和记忆等。输出执行元件:用于对电路控制结果的执行,是控制电路的输出逻辑变量。分有记忆和无记忆功能两种。二、逻辑代数法控制电器的状态和值控制电路的逻辑表示式

逻辑代数法读图的优点是各电气元器件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中一目了然,通过对逻辑函数的运算,一般不会遗漏或看错电路的控制功能,而且为电气线路的计算机辅助分析提供方便。逻辑代数法读图的主要缺点是对于复杂的线路,其逻辑表达式很烦锁。返回前期准备

阅读设备技术说明和使用说明书分析线路具体步骤

1.看电路图中的说明和备注,有助于了解该电路的具体作用。

2.分清电气控制线路中的主电路、控制电路及其它辅助电路。

3.从主电路入手,根据每台电动机的控制要求去分析控制功能。

4.将电气原理图、电气安装接线图和电器元件布置图结合起来,进一步研究电路的整体控制功能。2.4典型设备的电气控制线路分析

P69以CA6140车床为例分析1-带轮;2-进给箱;3-挂轮架;4-带轮;5-主轴箱;6-床身;7-刀架;8-溜板;9-尾座;10-丝杠;11-光杠;12-床腿CA6140普通车床结构示意图控制要求:①主电动机M1完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动,电动机为不调速

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