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1、1,第二章 电器控制线路的基本原则和基本环节主要内容,1 电器控制线路的绘制 2 三相异步电动机的起动控制 3 三相异步电动机的调速控制 4 三相异步电动机的制动控制 5 其它典型控制环节 6 电器控制线路的设计方法,2,第一节 电器控制线路的绘制 由低压控制电器所组成的控制线路叫做电气控制线路。 一、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。,
2、3,控制线路由三位或三位以下的数字组成。交流控制电路负载左侧用奇数标号，右侧用偶数标号。直流控制电路正极按奇数标号，负极按偶数标号。 二、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。 绘制电器原理图应遵循以下原则： 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。,4,4、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。,绘制电器原理图应遵循以下原则（续）： 2
3、、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。,常见原理图有：轴坐标标注法、横坐标标注法,5,（一） 轴坐标标注法 (一)轴坐标标注法 首先根据线路的繁简程度以及线路中各部分线路的性质、作用和特点，将线路分为交、直流主电路，交、直流控制电路及辅助电路等。 为便于标注坐标，将线路各电器元件均按纵向画法排列，每一条纵向线路为一个线路单元，而每一个线路单元给定一个轴坐标，并用数码表示。这样每一线路单元中的各电器元件具有同一轴坐标。 在选定坐标系统与给定坐标后，下一步就是标注图示坐标。为了阅读，查找方便，可在线路图下方标注“正序图示坐标”
4、和“逆序图示坐标”。,1、正序图示坐标法：以线圈为据找触头。 2、逆序图示坐标法：以触头为据找线圈。,6,M7120平面磨床轴坐标图示电气原理图,交流主电路,直流控制电路,交流主电路轴坐标标号由100110,直流控制电路轴坐标标号由301312,正序图示坐标一般标注在含有接触器或继电器线圈的线路单元的下方。,在该线路单元的下方标注该继电器或接触器各触头分布位置所在线路单元的轴坐标号。,线圈、元件,触头位置,热保护器常闭触电的位置,正序图示坐标法：以线圈为据找触头。,7,交流控制电路,交流辅助电路,交流控制电路轴坐标标号由200211,交流辅助电路轴坐标标号由402410,接触器KM5具有五对常
5、开触头、二对常闭触头，在线路中用上了四对常开触头、一对常闭触头，它们分别位于210、308、309、409、211号线路单元中。,逆序图示坐标一般标注在各线路单元的下方，用来标注该线路单元中的触头的受控线圈所在的轴坐标号。,201线路单元中含有触头SBl、SB2、FR，和KA，其中FRl触头的热元件FRi在101线路单元中，KA控制线圈在307线路单元中(对于按钮SB1、SB2因不受其它单元元件的控制，故无需标注)。,触头,对应元件线圈的位置,8,（二） 横坐标标注法,采用横坐标标注法，线路各电器元件均按横向画法排列。并。例如接触器KM1常开触头在主电路有三对，控制回路2支路中有一对；常闭触头
6、在控制电路3支路中有一对。此种表示法在机床电气控制线路中普遍采用。,各电器元件线圈的右侧，由上到下标明各支路的序号1，2，,在该电器元件线圈旁标明其常开触头(标在横线上方)、常闭触头(标在横线下方)在电路中所在支路的标号,9,三、电气安装接线图 电气接线图是按照电器元件的实际位置和实际接线绘制的，根据电器元件布置最合理、连接导线最经济等原则来安排。它为安装电器设备、电器元件之间进行配线及检修电气故障等提供了必要的依据。,10,绘制电气安装接线图应遵循以下原则： 1、各电器元件用规定的图形、文字符号绘制，同一电器元件各部件必须画在一起。各电器元件的位置，应与实际安装位置一致。 2、不在同一控制柜
7、或配电屏上的电器元件的电气连接必须通过端子排进行。各电器元件的文字符号及端子排的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。 3、走向相同的多根导线可用单线表示。 4、画连接导线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线管的尺寸。,11,U1,V1,W1,12,9,9,13,第二节 三相异步电动机的起动控制 起动主要考虑起动电流，起动转矩问题。在电网容量足够大的条件下，一般30KW以下电机允许直接起动，30KW以上电机应采用降压起动等措施。 一、三相笼型电动机直接起动 （一）采用刀开关直接起动控制,FU,14,（二）采用接触器直接起动控制 1. 点动控制,2. 连续控制 短路保护，过载保护，欠电
8、压，失电压保护。自锁的概念。,SB2,15,3. 既能点动又能长动控制,16,4. 三相异步电动机的正反转控制(互锁的概念),SB3,17,二、三相笼型电动机降压起动 降压起动适用电机轻载或空载起动。,18,（一）定子绕组串电阻降压起动控制（三相笼型电动机）,KM1；KT通电,定子绕组串电阻降压起动,（延时）,KM2通电,电机正常运行,KM1；KT断电。,按SB2,19,按SB2,KM；KMY；KT通电,电机Y形降压起动,（延时）,KMY断电,KM 通电,电机形正常运行,KT断电。,（二）星三角降压起动控制（三相笼型电动机）,20,（三）自耦变压器降压起动控制（三相笼型电动机）,21,三、三相
9、绕线式异步电动机启动控制 （一）转子绕组串接起动电阻控制,KA1KA3吸合电流值相同，但释放电流值不同，KA1的释放电流最大，KA2次之，KA3的释放电流最小。控制线路设置了中间继电器KA，是为了保证转子串入全部电阻后，电动机才能起动。,22,第三节 三相异步电动机的调速控制 三相异步电动机的转速公式：n=60f1（1-s）/p 改变电动机转速有三种方法：改变频率，改变磁极对数，改变转差率。 一、三相笼型电动机的变极调速控制 改变定子绕组极对数的方法： 1、 装有一套定子绕组，改变它的联结方式，得到不同的极对数。 2、定子槽里装有两套极数不一样的独立绕组。 3、定子槽里装有两套极数不一样的独立
10、绕组，而每套绕组本身又可以改变它的联结方式，得到不同的极对数。,23,上述利用变更定子绕组的连接来达到改变电动机极数的原理，可以利用电流产生磁场的现象来加以说明。图 (a)和图(b)表示定子一相绕组两个线圈相互串联和并联时的两种不同磁场。如果电流方向如图所示，应用右螺旋定则就可以判断磁场的方向，并且得出磁极的对数。由图上看出，定子一相绕组的两个线圈相互串联时相当于图 (a)接线，磁场具有四个极：S、N、S、N，即两对极。当定子一相绕组的两个线圈相互并联时相当于图 (b)接线，磁场具有两个极：S、N，即一对极。,24,双速电动机三角形/双星形变换、星形/双星形变换绕组联结图。 1、2、3接电源，
11、4、5、6悬空，P=2，电机低速运行。 4、5、6接电源，1、2、3短接，P=1，电机高速运行。 三角形/双星形变换，适用恒功率负载，星形/双星形变换适用恒转矩负载。,25,上图所示的另外一种常用的双速电动机绕组改接方法是星变双星，其绕组接线如图所示。单星时每相绕组两线圈串联，电动机为四极，改接双星后每相绕组两线圈并联，电动机变为二极。,26,SC在低速,KM3通电,电机联结，低速运行。,SC在高速,KT通电,KM3通电,电机联结，低速运行,（延时）,KM3断电，KM2通电,KM1通电,电机双Y联结，高速运行。,KM3闭合低速运行,KM1，KM2闭合高速运行,27,第四节 三相异步电动机的制动
12、控制 主要解决迅速停车和准确定位问题。 一、机械制动（电磁抱闸制动） 1.（轴抱住）起动 轴松开 运行 停止（ 轴抱住） 2.（轴松开）起动 运行 停止 轴抱住 延时（轴松开） 二、电气制动 （一）三相异步电动机反接制动控制 1. 控制原理,28,2. 单向运行的三相异步电动机反接制动控制,29,3. 可逆运行的三相异步电动机反接制动控制,按起动按钮SB2 ,KM1通电，电机正向运行,n时,KSF闭合,按停钮SB1 ,KM1断电;KA通电;,KM2通电,电机制动,n时,KSF断电,KM2断电,KA断电 电机停,正转：KSF闭合,反转：KSR闭合,30,（二） 三相异步电动机能耗制动控制 1.
13、控制原理 2 . 单方向能耗制动控制线路,3. 正反向能耗制动控制线路,优点：制动较为平稳缺点：制动时间长，增加能耗设备，电路复杂。,TC： 隔离、降压,R：调节直流制动电流。要求：I制动1.5电机额定电流,31,第五节 其它典型控制环节 一、多地点控制 两开两停或三开三停控制线路。,32,二、多台电动机先后顺序工作的控制 1. 电动机顺序起动控制线路,2. 电动机顺序停车控制线路,电动机顺序控制的接线规律是： 1)要求接触器KM1动作后接触器KM2才能动作，故将接触器KM1的常开触头串接于接触器KM2的线圈电路中。 2)要求接触器KM1动作后接触器KM2不能动作，故将接触器KM1的常闭辅助触
14、头串接于接触器KM2的线圈线路中。,问题：当按SB1时，KM1停车，KM2也同时停止了。,冷却水,刀具,33,改进1：,改变KM2的自锁开关位置,改进2：,要求停止时先停KM2，再停KM1。,冷却水,刀具,当KM1停止后，KM2不受影响，可单独控制。,34,线路要求电动机M1起动T(s)后，电动机M2自动起动。可利用时间继电器的延时闭合常开触头来实现。,35,三、自动循环控制,SQ2,SQ4,36,第六节 电器控制线路中的保护环节,电器控制线路中常用的保护环节有短路保护、过载保护、过电流保护、零电压保护和欠电压保护等。,短路保护的常用方法是采用熔断器、低压断路器或专门的短路保护装置。在对主电路
15、采用三相四线制或对变压器采用中性点接地的三相三线制的供电电路中，必须采用三相短路保护。若主电路容量较小，电路中的熔断器可同时作为控制电路的短路保护；若主电路容量较大，则控制电路一定要单独设置短路保护熔断器（FU2）。,一、短路保护,37,二、过载保护,过载是指电动机在大于其额定电流的情况下运行，但过载电流超过额定电流的倍数要小些，通常在额定电流的1.5倍以内。,过载保护特性与过电流保护不同，故不能采用过电流保护方法来进行过载保护。例如，负载的临时增加而引起过载，过一段时间又转入正常工作，对电动机来说，只要过载时间内绕组不超过允许温升是允许的，不需要立即切断电源。下图为三相过载保护，和两相过载保
16、护。,38,三、过电流保护,过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。所谓过电流是指电动机或电器元件在超过其额定电流的状态下运行。引起电动机出现过电流的原因，往往是由于不正确的启动和负载转矩过大。过电流一般比短路电流小；不超过额定电流的6倍。过电流保护可以采用过电流继电器、低压断路器、电动机保护器等,过电流继电器是与接触器配合 使用，实现过电流保护的。将过电流继电器线圈 KI串联在被保护电路中，电路电流达到其整定值 时，过电流继电器动作，串联在控制回路中的常闭触点KI断开，断开了接触器KM线圈的控制支路，使得接触器的主触点脱开释放，以切断电 源。这种控制方法，既可用于保护，也可达到一 定的自动控制目的。,39,四、零电压(失压)保护和欠电压保护,电动机或电器元件都是在一定的额定电压下才能正常工作，电压过高、过低或者工作过程中非人为因素的突然断电，都可能造成生产机械的损坏或人身事故，因此在电器控制线路设计中，应根据要求设置失压保护、过电压保护及欠电压保护。,1零电压(失压)保护,如果是采用接触器和按钮
