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1、第二章 基本电气控制电路,第一节 电气控制系统图的类型及有关规定,第二节 三相笼型异步电动机全压起动控制电路,第三节 三相笼型异步电动机减压起动控制电路,第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制电路,第五节 三相异步电动机电气制动控制电路,第六节 三相异步电动机调速控制电路,第七节 直流电动机的控制电路,学习说明本讲是学习电气控制设计基础，重点掌握：1.电气控制线路的设计、绘制及分析；2. 电气控制线路基本环节：(1) 掌握电气控制原则 时间原则、速度原则与行程原则；(2) 掌握电动机保护环节；(3) 掌握三相异步电动机基本控制环节 起动、正反转、制动、调速等电气控制电路；(4) 掌握电气控制电
2、路的连锁环节。,第一节 电气控制系统图的类型及有关规定,电气控制系统图：电气控制系统中各电气元件及其连接的图形符号表达，用于表示生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，并便于系统安装、调整，使用和维修。 包括：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。,一、电气图的图形符号、文字符号和接线端子标记,1图形符号,所有图形符号应符合GB/T4728-20052008电气简图用图形符号的规定。,2文字符号,文字符号是用来标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征。电气图中的文字符号应符合GB7159-1987电气技术中的文字符号制订通则。,3接线端子标记,接线端子标记是指用以连接器件和外部
3、导电件的标记。根据GB4026-1992电器设备接线端子和特定导线线端 识别及应用字母数字系统的通则规定。,二、电气原理图,系统框图是采用符号（以方框符号为主）或带有注释的框绘制，用于概略表示系统、分系统、成套装置或设备等基本组成部分的主要特征及其功能关系的一种电气图。,1系统框图,2电气原理图,电气原理图又称电路图，是按工作顺序用图形及文字符号排列，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，而不考虑其实际位置的一种电气图。,电气原理图的用途是：详细理解电路、设备或成套装置及其组成部分的作用原理；为测试和寻找故障提供信息；作为编制接线图的依据。,主电路：是电气控制线路中大电流通过的
4、部分，包括从电源到电动机之间相连的电器元件（如：刀开关、热继电器、自动空气开关、接触器主触点等）所组成的线路。 辅助电路：是信号的传输通道。包括： 控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。,电气原理图的组成：,电气控制原理图的图面布置：,上下排列：主电路在上，控制电路在下；左右排列：主电路在左，控制电路在右。主电路用粗线条画控制电路用细线条画,1）电气原理图应布局合理、清晰，准确表达作用原理。2）电气原理图中各电气元器件，一律采用国家标准图形符号绘出，用国家标准文字符号标记。3）电气原理图在布局上采用功能布局法，同一功能的电气元器件应画在一起；电气原理图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路
5、分开绘制。4）电路应按动作顺序和信号流自上而下或自左至右的原则绘制，同一电气元件的各部件可按需要不画在一起。5）电气原理图中的元器件和设备的可动部分以在非激励或不工作的状态或位置来表示。6）电气原理图中各元器件触头图形符号，当图形垂直位置时以“左开右闭”原则绘制，当图形为水平放置时以“上闭下开”原则绘制。,电气原理图的绘制规则：,为便于确定图上的内容、补充、更改和组成部分等的位置，可以各种幅面的图纸上分区。,图面区域的划分：,图面区域的划分：,符号位置索引：指出继电器或接触器的线圈位置和触点的位置。,图号：某台设备的电气原理图不一定是 一本，按照功能不同可能分为几 本。每本的标号，就是图号，一
6、 般用数字表示。页次：说明电器符号在这本图号中的第 几页。图区号：指页次中的图区号。,索引代号所标位置：接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，指出它所对应的线圈的位置。继电器或接触器相应触点的索引：索引代码标在继电器或接触器的线圈下方。,索引代码的格式,继电器触点的索引格式：,接触器触点的索引格式：,图2-2所示为CW6132型车床电路图。,3电器布置图,电器布置图又称位置图，表示成套装置、设备或装置中各个项目位置的一种图。 图2-3所示为CW6132型车床控制盘电器位置图，图2-4所示为CW6132型车床电气设备安装位置图。,图2-3 CW6132型车床控制盘电器
7、布置图,必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图；相同类型的电器元件布置时，应将体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方；发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，如热继电器一般安装在接触器的下方，以方便与电动机的接触器的连接；需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作；强电、弱电应分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入；电器元件的布置应考虑安装间隙，并尽可能作到整齐美观。,位置图的绘制原则：,控制柜电气元件布置示意,4电气接线图,接线图表示成套装置、设备或装置的连接关系，用于安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。 接线图
8、分为单元接线图、互连接线图、端子接线图、电缆配置图等。,图2-5 CW6132型车床电气互连图,必须遵循相关国家标准；各电器元件的位置、文字符号必须和电气原理图中标注的一致，同一电器元件的各部件必须画在一起，各电器元件的位置必须与实际安装位置一致； 不在同一安装板或控制柜中的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接； 走向相同、功能相同的多根导线可以用单线或线束表示；画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。,接线图的绘制原则：,第二节 三相笼型异步电动机全压起动控制电路,直接起动适用于容量小于10kW的三相笼型异步电动机,优点：电气设备少，线路简单,缺点：起动电流大，
9、是额定电流的47倍,全压起动：又称为直接起动，指三相笼型异步电动机定子接上额定电压、额定频率的三相交流电源，电动机由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的起动。,控制要求：按下起动按钮，电动机起动并运行；当松开按钮后，电动机仍连续运行；按下停止按钮，电动机自由停车。,一、单向全压起动控制电路 长动控制,停车按钮,起动按钮,主电路,控制电路,主电路：刀开关QS、熔断器FU、接触器的主触点KM、热继电器发热元件FR、电动机M；控制电路：起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器的常开辅助触点及线圈KM 、热继电器的常闭触点FR。,1、控制过程,起动,按下起动按钮SB2,KM主触点闭合,线圈（KM）通电,电机
10、起动,合上刀开关QS,KM辅助触点闭合,电机继续转动,SB2复位，线圈保持通电,自锁,停车,按下停车按钮SB1,KM主触点断开,线圈（KM）断电,电机断电停车,KM辅助触点断开,SB1复位，线圈保持断电,2、保护措施,KM,熔断器,保护过程：,短路保护：,电路发生短路,FU立即熔断,切断主电路,电机停转,FU,过载保护：,热继电器,保护过程：,过载超过一定程度,主电路中FR热元件发热，双金属片动作,控制电路中常闭触点FR断开,KM线圈断电,KM主触点断开电机停转,欠压（零压）保护：,交流接触器,保护过程：,KM线圈接线电压Ul 当Ul 降低时,接触器衔铁释放（线圈产生的电磁吸力不足以吸合衔铁）
11、,KM主触点断开,电机停转,此时，若不重新按下SB2 ，电机不能自行起动。,总结,电路中任一地方短路，FU熔断，电源切断。,电动机过载，FR常闭触点断开，电源切断。,电路中失压，KM 线圈断电，自锁断开，复电时不能自行起动。,短路保护：,过载保护：,欠压保护：,控制要求：在两处或多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。,SB1甲、SB2甲实现就地控制； SB1乙、SB2乙实现远方控制。,二、异地控制电路,异地控制方法,起动按钮并联,停车按钮串联,思考3,如何实现三地控制？,控制要求：按下启动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动机停转。,三、点动控制电路,主电路：由刀开关QS、熔断器FU、交
12、流接触器的主触点KM、热继电器FR和笼型电动机M组成；控制电路：由起动按钮SB和交流接触器线圈KM组成。,点动控制：按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制，它能实现电动机短时转动，常用于机床的对刀调整和电动葫芦等。,保护环节：短路保护FU；过载保护FR；欠、失电压保护KM。,起动,停车,开关切换,点动：开关SA打开长动：开关SA闭合,SA,四、长动和点动混合控制电路（一）,复合按钮,SB3：点动按钮SB2：长动按钮,SB3,四、长动和点动混合控制电路（二）,松开SB3,按下SB3,电机运转,电机停转,点动,常闭先断开常开后闭合,常开先断开常闭后闭合,自锁触点不起作用,
13、实现点动,连续运转,连续运行,按下SB2,思考1,以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？,不能点动,按SB1,按SB2,思考2,以下控制电路能否实现即能点动又能连续运行？,既能点动又能连续运行,中间继电器,概述：在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现正、反转。实现：对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现。,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,按钮、接触器控制位置控制,五、可逆旋转控制电路正反转控制,主电路：,KM2,控制电路：,正转按钮,反转按钮,
14、基本控制电路,图2-11电动机正反转控制电路,互锁：一个接触器通电时，通过断开对方的线圈电路，锁住对方接触器，使得KM1、KM2不能同时通电，从而避免三相电源相间短路。,控制电路：,工作原理：,电气互锁接触器互锁控制,互锁,电气互锁,机械互锁,电气互锁：将一个接触器的常闭触点串到另一个接触器的线圈电路中，则任一个接触器线圈先带电后，即使按下相反的按钮，另一接触器也无法得电,优点：,工作安全可靠,缺点：,操作不便,图2-12 电动机正反转控制电路,控制电路：,工作原理：,优点：,机械互锁-按钮互锁控制,操作方便,缺点：,易产生故障,互锁,电气互锁,机械互锁,图2-13 电动机正反转控制电路,控制
15、电路：,工作原理：,优点：,接触器、按钮双重互锁控制,安全可靠，操作方便,图2-14 电动机正反转控制电路,正反转（电气机械互锁控制)演示,a） b） c）,思考：分析下列a、b、c控制工作过程？,解：图a、b、c是电动机正、反转控制线路 a)无互锁控制电路 b)具有电气互锁的控制电路 c)具有复合互锁的控制电路（完美）,由行程开关控制的自动往复行程控制线路,第三节 三相笼型异步电动机减压起动控制电路,原因：容量大于10kW的笼型异步电动机直接起动时，起动冲击电流为额定值的47倍，需采用相应措施降低起动电流，从而避免电路中产生过大的电压降，影响电源电压。,方法：定子电路串电阻降压起动、星形三角形(Y-)降压起动、自耦变压器降压起动和延边三角形减压起动。,原理：起动时先降低加在电动机定子绕组上的电压，从而降低起动电流，待起动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。,减压原理：起动时将电动机定子绕组串上电阻，起动后将电阻切除，以减小起动电流对电网的影响。,优点：控制线路简单；起动过程平滑；不受定子绕组的接法的限制。,缺点：起动转矩下降大；电能损耗大。,
