第2章电气控制线路基础概要

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1、第2章 电气控制线路基础,主要内容： 电气图的绘制 基本控制线路 三相笼型号异步电动机常用控制线路 电气控制线路的设计方法 基本要求： 掌握常用电器元件的图形及文字符号 掌握电气原理图的绘制 了解电气位置图、接线图绘制 掌握常用基本控制线路的设计 掌握三相笼型异步电动机常用控制线路的设计 掌握三相笼型异步电动机常用保护环节 掌握电气控制线路的两种设计方法,2.1 基本电气控制电路,电气控制系统：把各种有触点的电气元件（如接触器、继电器、按钮、行程开关等），用导线按一定方式连接起来组成电气控制电路。 电气控制系统用于实现对电力拖动系统的控制和过程控制。电气控制系统也称继电器接触器控制系统。,2.

2、1.1 电气符号,电气控制系统图的图形符号和文字符号 国家标准： “ 电气简图用图形符号” GB47282008 “电气技术中的文字符号制订通则” GB715987 “电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则” GB402683 “电气制图” GB698887,2.1.2 电气图,电气图：表达设备的电气控制系统的组成、分析控制系统工作原理以及安装、调试、检修控制系统。 常用的电气图：电气原理图、电器布置图、电气安装接线图,1.电气原理图,电气原理图用于详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑各电器元件的实际安装位置和实际接线情况。 电气系统中应用最多 制图原则

3、： 便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰的原则。采用电气元件展开的形式绘制而成。 内容： 以电气元件的导电部分和接线端点，不按电气元件的实际位置来画，也不反应电气元件的形状、大小和安装位置。 特点： 结构简单、层次分明、适于研究、分析电路的工作原理等优点。,1、电气原理图,（1）绘制电气原理图时应遵循的原则,1）原理图分主电路和辅助电路两部分 主电路从电源到电动机等大的电流通过的通路。 辅助电路包括控制回路、照明电路、信号电路、保护电路等，由继电器、接触器的线圈、继电器的触头、接触器的辅助触头、按扭、照明灯、控制变压器等电器元件组成。 2）采用国家规定的统一标准 元件图、文字符号。 3）各个

4、电气元件、部件在控制线路中的位置 根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部分根据需要可以不画在一起，但文字符号要相同。 4）图中所有电器触点按没有通电和不受外力作用时的初始开闭状态画出。 5）主电路、辅助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，可水平布置或垂直布置。 6）有直接电联系交叉导线连接点要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。,电动机正反向运行控制电路,（2）画图区域的划分,图纸上方的1、2、3 等数字是图区编号（也可以设置在图的下方）。 图纸编号下方的“电源开关及保护 ”等字样表明对于区域下方元件或电路的功能。,（3）接线端子标记,电气图中各电器的接

5、线端子用规定的字母数字符号标记。电气元器件接线端子标记由拉丁字母和阿拉伯数字组成，如U1、1U1，也可不用字母而简化成1、1.1或11的形式。 按国家标准GB402683电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则规定：,三相交流电源的引入线用L1、L2、L3、N标记。 直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L与M标记。 三相动力电器（如电动机）的引出线分别按U、V、W顺序标记。 保护接地：PE,接地：E。 单个元器件的两个端点用连续的两个数字表示。,（4）符号位置的索引,用图号、页次、图区编号的组合索引法，索引代号的组成如下：,左栏 中栏 右栏 主触点 辅助动合触点 辅助动断触点

6、所在图形区 所在图形区 所在图形区,KM1 2 4 X 2 X X 2,图中的 KM1线圈下方的表示是接触器 KM1 相应触头的索引：,左栏 右栏 动合触点 动断触点 所在图形区号 所在图形区号,KA 7 11 9 X 11 X X X,前图中的 KA 线圈下方的表示是继电器 KA 相应触头的索引：,（5）电气原理图中技术数据的标注,电气元件的数据和型号，一般用小号字体注在电器代号下面，如图中是热继电器动作电流值范围和整定值的标注。,2.电气设备位置图,含义位置图是指用正投法绘制的图。位置图是表示成套装置和设备中各个项目的布局、安装位置的图。位置简图一般用图形符号绘制。 作用为生产机械电气控制

7、设备的制造、安装、 维修提供必要的资料。 组成电气设备布置图、电气控制柜、控制板电气 设备布置图、操作台。 注意表达线型。,一般电气元件应放在控制柜内,控制板电气设备布置图,电气控制柜,操作台,3.电气设备接线图,表示成套装置、设备、电气元件的连接关系，用以进行安装接线、检查、试验与维修的一种简图或表格，称为接线图或接线表。 绘制接线图时应： 把各电气元件的各个部分（如触点与线圈）应画在一起； 文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电路图一致。 电气设备接线图和电气设备位置图是用于安装接线、检查维修和施工的。,2.1.3 电气识图,1）了解设备生产过程和工艺对电路提出的要求，了解各种用电

8、设备和控制电器的位置及用途，了解图中的图形符号及文字符号的意义。,2）进行主电路的识别： 先看主电路中的用电器（如，电动机、电弧炉等），弄清它们的类别、用图、接线方式等。再看各用电器是由那些（个）元件所控制。 其次，弄清主电路是否还有其他元器件，以及这些元器件所起的作用。 最后，观察电源。,2.1.3 电气识图,3）分析控制电路 看控制电路的电源 弄清控制电路中每个控制元件的作用。 弄清控制电路中各个控制元件之间的制约关系 4）分析辅助电路 阅读保护、照明、信号指示、检测等部分,任何复杂的控制线路都是由基本控制线路组成，掌握基本控制线路的设计、分析方法至关重要！,2.2 基本控制线路,1.三相

9、鼠笼型异步电动机全压启动控制线路 单向点动控制线路 单向自锁控制线路 单向点动、自锁控制电路 2.三相鼠笼型异步电动机正反转运行控制线路 自动停止控制线路 自动往返控制线路 自动延时往返控制线路 3.三相鼠笼型异步电动机降压起动控制线路 星形三角形降压起动 自耦变压器降压起动 软启动 4.三相鼠笼型异步电动机制动控制线路 反接制动 能耗制动 5.三相鼠笼型异步电动机调速控制线路 变极调速 变压调速 变频调速,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路,全压起动也称直接起动，是最常用的起动方式，它是将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。全压起动时电流大，而起动转矩不大。优点是操

10、纵控制方便，维护简单，而且比较经济。 主要用于小功率电动机的起动，一般电动机小于10KW的可以直接启动。,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路,电动机直接启动对自己危害： 1、绕组发热，绝缘提前老化，降低使用寿命； 2、突然受力过大，绕组松动或者变形； 3、对自身的其他机械损伤等。 对于大容量的电动机：一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网稳定运行不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 单向点动控制线路,用闸刀开

11、关、转换开关或断路器控制电动机启动和停止，是最简单的手动单向控制线路。 只能适用于容量较小、起动不频繁的电动机，且不能实现远距离控制。如：小型台钻、砂轮机、冷却泵的电动机。,1、开关控制线路,2、接触器控制线路,起动： 合上刀开关QS 按下启动按钮SB接触器KM线圈得电KM主触点闭合电动机M起动运行。 停止： 松开按钮SB接触器KM线圈失电KM主触点断开电动机M失电停转。,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 单向点动控制线路,自锁触点,热继电器 热元件,热继电器 常闭触点,保护环节,短路保护：FU1、FU2,过载保护：FR,自锁：依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现象

12、,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 单向自锁控制线路（连续）,单向自锁控制线路工作原理演示,开关切换,按钮切换,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 点动与连续混合控制线路,点动控制：SA断开,开关切换,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 点动与连续混合控制线路,点动控制：SA断开,连续控制：SA闭合,开关切换,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 点动与连续混合控制线路,按钮切换,连续控制按钮：SB1,点动控制按钮：SB3,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 点动与连续混合控制线路,多点控制是指能在多个地点对同一台

13、电动机实现控制，以方便操作。,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 多点控制线路,接线要点： 起动按钮并联； 停止按钮串联。,SB4、SB5、SB6：启动 SB1、SB2、SB3：停止,A地,B地,C地,采用时间继电器按时间原则顺序启动,2.2.1 三相鼠笼型异步电动机全压启动控制线路- 顺序控制线路,M1启动后才能启动M2,采用接触器互锁原则顺序启动,2.2.2三相鼠笼型异步电动机正反转运行控制线路,电路形式:,电动机正反转原理：,改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向,转换开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转 位置控制,1.转换开关控制正反转控制电路,5.5K

14、W以下的电动机电路 直接控制电动机正反转,特点:,应用:,主电路,控制电路,用转换开关实现电源调相,转换开关,1,2,3,4,5,6,7,8,2.按钮、接触器控制的正反转,KM2,正转按钮,反转按钮,缺点： 如果在按下SB1时不小心按下SB2, KM1和KM2将同时得电,主电路电源被短路！,按钮控制正反转控制电路,2.按钮控制正反转控制电路,接触器联锁控制,互锁：两个接触器常闭辅助触头串接在对方线圈电路中，形成互相制约的控制。,优点：,工作安全可靠,缺点：,操作不便,优点：,按钮联锁控制,操作方便,缺点：,易产生故障,2.按钮控制正反转控制电路,优点：,接触器、按钮双重联锁控制,安全可靠，操作

15、方便,2.按钮控制正反转控制电路,双重互锁正反转控制电路演示,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。,工作台自动立即往返控制,启动：SB1闭合KM1线圈得电KM1辅助常开触点闭合(自锁)KM1线圈得电电机正转小车运动到1地 SQ1常闭触点断开KM1线圈失电电机正转停止。 SQ1常开触点闭合KM2线圈得电电机反转小车运动到2地 SQ2常闭触点断开KM2线圈失电电机反转停止。 SQ2常开触点闭合KM1线圈得电电机正转小车运动到1地循环,工作台自动延时往返控制,2.3 三相鼠笼型异步电动机的降压启动控制线路,常用降压启动的方法,自耦变压器降压启动,Y降压启动,软启动,降压启动的实质：,启动时减小加在定子绕组上的电压， 以减小启动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。,1.星形(Y)-三角形()降压启动,Y型单独接法 相电压= 线电压 相电流=线电流,型单独接法 相电压=线电压 相电流= 线电流,所以启动电流（线电流）是Y启动电流（线电流）的3倍,降压降流原理：,Y启动工作原理：指电动机启动时，把定子绕组接成星形，以降低启动电压，减小启动电流；待电动机启动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。Y启动只能用于正常运行时为形接法的电动机。,优点： 一、保护电机线圈延长寿命