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1、第二章 电气控制电路基本环节,在工业、农业、交通运输等部门中，广泛使用着各种生产机械，它们大都以电动机作为动力来进行拖动。电动机是通过某种自动控制方式来进行控制的，最常见的是继电接触器控制方式。,电气控制线路：是把各种有触头的接触器、继电器、按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路。 作用：实现对电力拖动系统的起动、调速、反转和制动等运行性能的控制，实现对拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产过程自动化。,优点： 电路图直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强，广泛应用于各类生产设备及控制、远距离控制和生产过程自动控制。 缺点： 由于采用固定的接线方式，其通用
2、性、灵活性较差，不能实现系列化生产；由于采用有触头的开关电器，触头易发生故障，维修量较大等。,2-2 电气控制电路的基本环节,2-3 三相异步电动机的启动控制,2-5 三相异步电动机的制动控制,第二章 电气控制电路基本规律,2-1 电气控制系统图,2-6 电气控制系统常用的保护环节,2-4 三相异步电动机的联锁控制,第一节 电气控制系统图,电气控制系统图 ：,为了清晰地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、使用和维护，将电气控制系统中各电气元件及其连接线路用一定的图形符号和文字符号表达出来，这就是电气控制系统图。 电气控制系统图： 电气原理图、安装接线图和电
3、器元件布置图,一、电气原理图,电气原理图是根据工作原理而绘制的，不反映元器件的实际位置、大小，只反映元器件之间的连接关系，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。,CW6132型普通车床电气原理图,（一）绘制电气原理图的原则,1电气原理图的组成 电气原理图可分为主电路和辅助电路。 主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路。 辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，是小电流通过的电路。 主电路用粗线条绘制在原理图的左侧或上方，辅助电路用细线条绘制在原理图的右侧或下方。,2原理图中电气元器件的画法 电路中各电气元器件均不画实际的外形图，只在原理图
4、中表示出其带电部件，同一电气元件的不同带电部件按在电路中的连接关系分别画出，但必须采用国家标准规定的图形符号画出，并采用国家标准中规定的同一文字符号标明。对于几个同类电器，在表示名称的文字符号之后加上数字序号，以示区别。,3原理图中电气触头的画法 原理图中所有电气触头均按无外力作用时或未通电时触头的自然状态画出。 当电气触头的图形符号垂直放置时，以“左开右闭”原则绘制。 当图形符号为水平放置时，以“下开上闭”原则绘制。,4原理图的布局 电气原理图按功能布局法安排，即同一功能的电气元件集中画在一起，且尽可能按电路动作顺序从上而下或自左至右的原则绘制。,5线路连接点、交叉点的绘制 在电路图中，对于
5、需要测试和拆接的外部引线的端子，采用“空心圆”表示。 有直接电联系的导线联接点，用“实心圆”表示。 无直接电联系的导线交叉点不画黑圆点，但在电气图中应尽量避免线条的交叉。,6原理图的绘制要求 原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少，耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导线以及安装、维修方便。,（二）关于图面区域的划分 将图分成若干图区，每个分区竖边用大写的拉丁字母编号，横边用阿拉伯数字编号。 编号的顺序应从与标题栏相对应的图幅的左上角开始，有时为了分析方便，也把数字区放在图的下面。 为了方便读图，利于理解电路工作原理，还常在图面区域对应的原理图上方
6、标明该区域的元件或电路的功能。幻灯片,（三）接触器、继电器触头位置的检索 电气原理图中，在继电器、接触器线圈的下方注有该继电器、接触器相应触头所在图中位置的索引代号，索引代号用图区号表示。左栏为常开触头所在图区号，右栏为常闭触头所在图区号。幻灯片,（四）电气原理图中技术数据的标注 电气原理图中各电气元件的相关数据和型号，常在电气元件文字符号下面标注。如图2-1中热继电器文字符号FR下方标有4.5-7.2A，该数据即为该热继电器的动作电流值范围，而6.8A为该继电器的整定电流值。幻灯片,二、电器元件布置图,电器元件布置图用来表明电气设备上所有电动机和各电器元件的实际位置。电器布置图根据电气元器件
7、的外型尺寸绘出，并标明各元器件间距尺寸。,1.体积大和较重的电器元件应装在元件安装板的下方，发热元件应装在上方。 2.强弱电分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。 3.需经常维护、检修、调整的元件的安装位置不宜过高。 4.布置应整齐、美观、对称。 5.元件之间应留有一定间距。,电器元件的布置原则,相关国家标准,GB472885电气图常用图形符号 GB522685机床电气设备通用技术条件 GB715987电气技术中的文字符号制定通则 GB698886电气制图 GB509485电气技术中的项目代号 ,三、安装接线图,电气设备的安装接线图，是为了进行电器元件的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理而绘制的
8、。该图应表明电气设备中各电器元件的空间位置，各电器元件的联接情况，而电器元件的联接情况应严格按照电气原理图进行。,电气安装接线图的绘制原则：,1）各电气元器件的布置位置均按安装实际情况绘出，元器件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。,2）一个元器件中的带电部件，如接触器的线圈、主触头和辅助触头应画在一起，并用点划线框起来，即采用集中表示法。,3）各电气元器件的图形符号、文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。,4）各电气元器件上凡需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各端子的标号必须与电气原理图上的导线编号一致。 5）安装接线图中走向相同的多根导线可用单线或线束表示。,提问： 1、什么是电
9、气控制系统图？都包括哪些图？答案 2、电气触头绘制的原则是什么？答案,第二节 电气控制电路的基本环节,笼型三相异步电动机的起动、停止控制线路是应用最广泛的、也是最基本的控制线路。笼形异步电动机有直接启动和降压启动两种方式，我们分别介绍相应的电气控制线路。,（一）单向旋转直接启动控制,用闸刀开关、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。,一、直接启动控制,1、开关控制线路,（1）点动控制,工作原理：,2、接触器控制线路,起动： 按下启动按钮SB接触器KM线圈得电KM主触头闭合电动机M起动运行。 停止： 松开
10、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。,电气原理图：,（1）点动控制,工作原理：,2、接触器控制线路,电气原理图：,保护环节：,控制电路 短路保护,主电路 短路保护,短路保护,电气原理图,（2）接触器自锁控制（连续运转）,自锁触点,热继电器 热元件,热继电器 常闭触点,工作原理,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,工作原理,开关切换,（3）连续与点动混合控制,按钮切换,点动控制：SA断开,开关切换,（3）连续与点动混合控制,点动控制：SA断开,连续控制：SA闭合,开关切换,（3）连续与点动混合控制,按钮
11、切换,工作原理：,连续控制按钮：SB1,点动控制按钮：SB3,（3）连续与点动混合控制,二、可逆旋转控制（正反转）,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,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,5.5KW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:,主电路,控制电路,用转换开关实现电源调相,转换开关,1、交流接触器能否串联使用？为什么？ 2、交流接触器的图形符号？ 3、电气控制线路图包含几种？分别是什么？ 4、电气原理图中触点的绘制原则是什么？ 5、电气原理图中的索引代码的含义是什么
12、？ 6、什么是自锁？ 7、画出交流电动机直接起动的电气原理图。,提 问,2.按钮控制正反转控制电路,主电路：,KM2,控制电路：,正转按钮,反转按钮,工作原理：,缺点：,基本控制电路,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,接触器互锁,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。,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,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,工作安全可靠,缺点：,操作不便,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,
13、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,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,双重互锁正反转控制电路,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,二、 降压启动控制线路,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。,（一）自耦变压器降压启动控制,电动机自耦变压器
14、降压启动是将自耦变压器原边接在电网上，启动时定子绕组接在自耦变压器副边上。这样，电动机启动时获得的电压为自耦变压器的二次电压。待电动机转速接近电动机额定转速时，再将电动机定子绕组接在电网上即电动机额定电压上进入正常运转。 此种启动方式适用于较大容量电动机的空载或轻载启动，在自耦变压器二次绕组上有多组抽头，供不同启动场合选用。,通过自耦变压器，从电网吸取的电流降低为:,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,电气原理图,正常运行接触器,变压器星形接触器,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,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
15、启动,电气原理图,工作原理,2.时间继电器控制自耦变压器降压启动,电气原理图,工作原理,FU2,FR,SB1,KM1,KM1,KA,KM2,KM1,KA,KA,KA,KT,SB2,控制电路,KT,XJ01系列自耦降压启动电路,（二）星形三角形降压启动控制,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。,时间继电器控制Y降压启动三个接触器控制,电气原理图,电源接触器,星形接法接触器,三角形接法接触器,工作原理,Y降压启动控制,(三)定子串电阻降压启动控制,启动时，定子电路串
16、接电阻降低绕组电压，限制启动电流；启动后电阻短路，电动机全压下运行。 这种启动电路，由于启动时转矩较小，一般只适用于空载启动的电动机。 串电阻启动方式的优点的设备简单、造价低；缺点是能量损耗较大。机械设备点动调整时也常采用，减轻对电网的冲击。,KM2得电，电动机正常运行。此时，KM1与KT一直得电，浪费电能。,KM2得电，KM1和KT失电，KM2自锁，节能实现控制要求。,（四）固态降压启动器,固态降压启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖的电机控制装置。它可以实现交流异步电动机的软启动、软停止功能，同时还具有过载、缺相、过压、欠压、过热等多项保护功能。,软启动器主回路原理图,软启动控制器的主要结构是一组串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路，利用晶闸管移相控制原理，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，从而实现不同的启动功能。 启动时，使晶闸管的导通角从0开始，逐渐前移，电机的端电压从零开始，按预设函数关系逐渐上升，直至达到满足启动转矩而使电动机顺利启动，再使
