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1、2.2电气原理图的画法,2.1.1电气原理图及其绘制原则 电气原理图是根据电路工作原理绘制而成的，它采用规定的图形符号和文字符号，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有点，在电气设计和现场维护中都得到了广泛的应用。,电气原理图的绘制原则,1）电器控制线路原理图按所规定的图形符号、文字符号和回路标号进行绘制。 2）电器应是未通电时的状态；二进制元件应是置零时的状态；机械开关应是循环开始前的状态； 3）通常将主电路放在线路图的左边，垂直电源线路，控制电路电源线路绘成水平线，控制电路应垂直地绘在水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁，信号灯）直接连接在接地的水平电源线上，触点连接
2、在上方水平线与耗能元件之间。,电气原理图的绘制原则,4）采用器件的各部件分别绘在它们完成作用的地方，并不按照其实际的布置情况绘在线路上。 5）每个器件及它们的部件用一定的图形符号表示，且每个器件有一个文字符号。属于同一个器件的各个部件采用同一文字符号表示。 6）为了看图方便，电路应按动作顺序和信号流自左向右的原则绘制。,电气控制原理图的绘制,7）应将图面分成着干区域，区域编号一般写在图的下部；图的上部要有标明每个电路用途的用途栏。 8）尽可能减少线条和避免线条交叉。图中两条以上导线相通的交接处要打一圆点。 9）图中每个接点要按分区及节点顺序编号。 10）万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动
3、作位置。,电气控制原理图的绘制,11）原理图中应标出下列数据： 各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。 某些元件的特性（电阻、电容的量值等）。 图中的全部电机、电器元件的型号、文字符号、用途、数量、技术数据，均应填写在一览元件明细表内。,2.2.2 图形符号和文字 电气原理图中各个电器元件及其部件用一定的图形符号表示，并用一定的文字符号标明其名称，而且图形符号和文字必须复合国家标准。,2.3 异步电动机的启动控制线路,鼠笼式异步电动机启动控制线路：1、直接启动，2、降压启动（ Y -降压启动、自耦变压器降压启动、定子绕组串电阻降压启动、延边三角形降压启动 ） 绕线式异步电动机启动控制线：转子
4、电路串电阻启动、转子电路串频敏变阻器启动 软启动控制线路：斜坡恒流升压启动、脉动阶跃启动、减速软停控制、节能特性、制动特性,机座,端盖,风扇,接线盒,定子绕组,鼠笼转子,端环,散热筋,轴,轴承,三相感应电机的结构图,三相感应电机的结构图,鼠笼型转子,导体用铜条或铝条，两头用端环联接。结构可靠简单，但是转子电阻固定。,绕线式转子,接成Y型的三相绕组通过滑环和电刷与外电路联接，便于串入电阻改善电动机的运行性能。,1,2,3,4,5,6,e2, i2,三相感应式电动机的工作模型,规定,电流从首端流入、末端流出时为正。,4、转子绕组在磁场中受力，产生电磁转矩，驱动转子旋转。,旋转磁场,1、在三相对称绕
5、组中通入三相对称的电流会在气隙中形成一个旋转磁场。,2、旋转磁场的转速（同步速）:,3、改变通入电流的相序（对调任意两根电源线）就可以改变旋转磁场的转向，从而改变电机的转向。,转差率,1、三相感应电动机的转速恒小于磁场转速，即n n1，故称异步电机。,2、转差,即转子与旋转磁场之间存在相对,运动，是感应电动机稳定运行的必要条件。,3、转差率定义为转差与同步速之比,其大小反映了电机的转速，即, ,KM,1,2,FR,FU,SB2,KM,FR,控制电路,主电路,SQ,闭合开关 SQ 接通电源,按 SB2 KM 线圈得电, KM 主触点闭合 M 运转,松 SB2 KM 线圈失电,动作次序,鼠笼式电动
6、机点动控制线路,“一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控制电路。 点动控制电路常用于调整机床，对刀操作等。因短时工作，电路中不设热继电器,KM,1,2,FR,FU,SB2,KM,FR,控制电路,主电路,S,闭合开关 S 接通电源,按 SB2 KM 线圈得电, KM 主触头闭合 M 运转,松 SB2 KM 线圈失电, KM 主触头恢复 M 停转,动作次序,鼠笼式电动机点动控制线路,鼠笼式电动机直接起动的控制线路原理图, ,KM,1,2,FR,FU,SB1,SB2,KM,KM,FR,控制电路,主电路,S,也为单向自锁控制，电路若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。,时间控制,时
7、间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动 机的 Y 起动。,在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。其结构 及原理见动画。,KM,FU,QS,KH,A,x,B,y,C,z,降压启动：,主电路,（1）电机的Y起动,时间继电器触头类型,通 电 式,瞬 时 动 作,延 时 动 作,常闭触点,常开触点,常开 通电后 延时闭合,常闭 通电后 延时断开,Y 转换完成,星形-三角形启动的特点在于星形启动电流只是原来三角形接法的1/3，启动电流特性好、结构简单、价格低。 缺点：是启动转矩也相应下降为原来三角形接法的1/3，转矩特性差，因而本线路适用于电网电压380V，额定电压660/380V，用于Y/
8、接法的电动机轻载启动的场合。,定子串电阻降压起动控制电路,自耦变压器降压起动控制电路, 降压原理：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，运行时电动机定子绕组接三相交流电源，并将自耦变压器从电网切除。 主电路：起动时，KM1主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，KM2主触点闭合，电动机接三相交流电源，KM1主触点断开，自耦变压器被切除。 讨论： KM2与KM1的控制要求； KM1主触点的容量。 控制电路：起动过程分析 按动SB2KM1线圈通电自锁电动机M自耦补偿起动； KT线圈通电延时-KA线圈通电自锁KM1、KT线圈断电-KM2线圈通电电动机M全压运行。,串自耦变压器降压启动的控制线路如图
9、所示这一线路的设计思想和串电阻启动线路基本相同，也是采用时间继电器完成按时动作，所不同是启动时串入自耦变压器，启动结束时自动切除。 串联自耦变压器启动和串电阻启动相比，其优点是在同样的启动转矩时，对电网的电流冲击小，功率损耗小。 缺点是自耦变压器相对电阻结构复杂，价格较高。这种线路主要用于启动较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的影响。,2.3.2 三相绕线转子异步电动机启动控制线路,一、转子回路串接电阻起动的控制线路 起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。 多段式，使得起动过程更加平滑。 控制方式： 1、按时间原则控制图2-15 2、按电流原则控制图2-16
10、,（a）基本电路,图2-15时间原则控制转子电路串电阻起动控制线路,1、按时间原则控制,KT1 KT2 KT3,基本电路的动作时序,图2-15(b) -(a)电路之改进：,起动完成后退出KM2、KM3、KT1、KT2、KT3,(b)电路的动作时序,图2-15（c）,(b)电路之改进：逐步退出KT1、 KM2、 KT2、 KM3、KT3,KT1 KT2 KT3,(c)电路的动作时序,图2-16电流原则控制转子电路串电阻起动控制线路,2、按电流原则控制,二、转子串频敏变阻器 启动控制电路,频敏变阻器的工作原理： 随nf2，转子等效铁耗电阻自动减小，从而达到无级自动切除的目的。 主电路： KM1引入
11、电源。转子RF为频敏变阻器等效电阻，KM2用于起动结束后切除频敏变阻器RF。 绕线式异步电动机通常采用过流继电器进行保护，本图采用热继电器做过载保护。 电动机功率及电流很大，热继电器可经电流互感器接入。为提高保护精度，起动时将热元件FR短接，运行时投入。 控制电路起动过程分析： 按动SB2KM1线圈通电自锁M串RF起动。同时，KT通电延时时间到，KA线圈通电自锁KM2线圈通电 KT线圈断电复位，转子切除RF， M进入运行状态。,（1）工频起动 缺点：起动过程很短，对某些负载将产生严重的后果；起动电流过大，虽然不足于使电动机发热而烧毁，但对电网却可能形成干扰。 （2）软起动器（Soft Star
12、ter） 软起动器实际上是一种电压自动连续上升的降压起动器。 优点：起动时的动态转矩不大，传动机构之间的机械撞击大为减轻；转速的上升过程减慢了，且起动时间一般都可以设定，故可以应用于要求缓慢起动的场合。 缺点：起动转矩较小，不能满足重载起动或满载起动的场合。,2.3.2 软启动控制线路,软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电动机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。软启动器实际上是个调压器，用于电动机启动时，输出只改变电压并没有改变频率。 软启动器用于需降压启动和停止的场合。 软
13、启动只改变输出电压，不改变频率，也就是不改变电动机运行曲线上的n1，而是加大该曲线的陡度，使电动机特性变软。当n1不变时，电动机的各个转矩（额定转矩、最大转矩、堵转转矩）均正比于其端电压的平方，因此用软启动时大大降低了电动机的启动转矩，所以软启动并不适用于重载启动的电动机。,软启动器，主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。 运用不同的方法，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，就可实现不同的功能。,软起动器与变频器 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。 变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率； 软起动
14、器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。 变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。,2.4笼型电动机正反转的控制线路,FR,FU,KMF,S,KMR,要使电动机给够实现反转，只要把接到电源的任意两根联线对调一头即可。为此用两个接触器来实现这一要求。,设 KMF 为实现电机正转的接触器， KMR 为实现电机反转的接触器。,A,B,C,U,V,W,合上 S ,接通电源,其主触点闭合,让 KMF 线圈通电 ,三相电源 ABC 分别通入电机三相绕组 UVW ，电动机正转。,其主触点闭合,让 KMR 线圈通电 ,三相电源 ABC 通入电机三相绕组
15、变 为 A U 未变，但 B W ，C V。,电动机将反转,KMF 线圈断电，主触点打开，电机停。, 电机正转并自锁, ,主电路,笼型电动机正反转的控制线路,KMF,FR,FU,SB1,SBF,KMF,KMF,FR,S,KMR,KMR,SBR,KMR,KMF,KMR,控制电路,动作次序,按SBF, KMF通电,动合触点闭合,实现互锁功能,合上 S 接通电源,动断触点打开,按SB1 KMF断电 电机停转,按 SBR, KMR 通电,动合触点闭合, 实现互锁功能,动断触点打开, 电机反转并自锁,缺点：要 想改变电机转 向，必须先按 停止按钮。, ,采用复式按钮笼型电动机正反转的控制线路,KMF,FR,FU,SB1,SBF,KMF,KMF,FR,S,KMR,KMR,SBR,KMR,KMF,KMR,此电路要想改变电机转向，可不必先按 停止按钮。请自已分析线路的动作次序。,速度控制,速度继电器,2.5 异步电动机的制动控制线路,一、反接制动控制线路 二、能耗制动控制线路
