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1、第二章 基本的电气控制系统o第一节 电气工程图及绘制o第二节 基本的电气控制线路一、电动机的起停控制二、电动机的正反转控制三、顺序控制四、多点控制五、工作台的自动往返控制第一节 电气工程图及绘制电气控制线路是由许多控制电器按一定要求连接而 成的。为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理 等设计意图，同时也为了便于电器元件的安装、接 线、运行、维护，将电气控制系统中各控制电器的连 接用一定的图形符号表示出来，这种图就是电气工程 图。常用的有三种：o 电气原理图o 电器元件布置图o 电气安装接线图电气工程图的一般特点： 1.主要表达方式:简图(用图形符号表示,与外形结构无关) 2.主要表达内容:元
2、件和连接线 连接线：单线法和多线法 元件:集中表示法、半集中表示法、分开表示法 3.主要组成部分：图形符号和文字符号一、电气原理图o 概念 电气原理图是为了便于阅读与分析控制线路， 采用控制电器元件展开的形式绘制而成的一种电路 图样。图样用规定的图形符号经线条连接而成，包 括了控制电器元件所有的导电部分和接线端子，但 并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反 映电器元件的形状大小。其作用是便于了解控制线 路的工作原理。电气原理图是设计、调试时的主要图纸。某机床的电气原理图图区编号图区功能表触点检索图绘制原则(1)电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。主电路：电气控制线路中大电流通过的部分
3、。画在左侧辅助电路：包括控制、照明、信号和保护电路。右侧（可横/竖） （2）图形、文字符号严格遵守国标规定。 （3）采用易读原则，一般采用电器元件分开表示法，但同一器件 文字符号要相同。同类器件用加数字序号区别，如KM1，KM2。 （4）所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态 画出。 （5）元件的排列方式一般按动作顺序为从上到下，从左到右排列，可水平、垂直布置。一般主回路-垂直，辅助回路-水平。 电气原理图区域划分和符号位置索引为方便检索、阅读，在图中设置了图区编 号，如1，2，3可放在上面或下面，对应文字 如“主电机”表示对应区域下面元件名称或电 路功能，便于理解全电路的工作原
4、理。二、电器元件布置图表示电气设备上所有电器的实际位置，为生 产机械电气控制设备的制造、安装提供必要的技 术资料。（如电控柜内、面板的电器元件布置图）电器不画实形，采用简化外形（方形、矩 形等）表示，但应成比例。控制柜面板电器布置实物图例控制柜电器布置实物图例电器元件布置图例三、电气安装接线图是安装设备和对电器进行配线和检修故障的主要依 据。它是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘 制的实际接线图，它清楚地表示了各电器元件的相对位 置和它们之间的电路连接，所以同一电器的各个部件要 画在一起，而且各部件的布置应尽可能符合该电器的实 际情况。但对比例和尺寸没有严格要求。o导线标号和文字符号要与
5、原理图中的一致，以便核对 。o同一柜内各电器间连接采用直接连接，不同柜内器件 要通过接线端子连接。控制柜电器安装接线实物图例1控制柜电器安装接线实物图例2电气安装接线图例第二节 基本的电气控制线路一、电动机的起、停控制二、电动机的正反转控制三、顺序控制四、多点控制五、工作台的自动往返控制一、电动机的起、停控制一、电动机的起、停控制1.用刀开关直接起动适用场合 小容量(0.75KW以下)、 起动不频繁的笼型电动机工作过程合上刀开关QS，电动机M 接通电源开始旋转；断开刀开关QS，电动机M 断电停止旋转。2.采用接触器控制o点动控制 工作过程 启动：合上刀开关QS引入三相 电源。按下起动按钮SB1
6、， 接触器KM线圈通电，KM主 触点闭合，电动机M通电起 动运转。 停止：松开按钮SB1，KM线圈 断电，KM主触点断开，电 动机M断电停转。动画演示一、电动机的起、停控制2.采用接触器控制o连续控制 工作过程 启动:合上QS 按下SB1 KM线圈 通电 KM主触点闭合 M起动 KM辅助常开触点闭合自锁 松 开SB1 电机M继续运行。停止:按下SB2 KM线圈断电KM主触点断开 M断电停转KM辅助常开触点断开 松开 SB2使触点闭合 KM线圈不得电。主电路控制电路一、电动机的起、停控制动画演示线路短路电动机过载供电线路断电、欠压造成设备停机要设置必要的保护确保线路和设备的安全！3.对线路和设备
7、的保护短路保护: 熔断器FU1、 FU2分别实现主电路和控制 电路的短路保护。 过载保护: 热继电器FR在 电路长期过载时，热继电 器动作，FR常闭触点断开 ，接触器KM线圈释放，各 触头复位，断开电动机电 源，实现过载保护。 欠压、零压保护：由 接触器本身的电磁机构实 现。动画演示用断路器进行保护如果不考虑与辅助回路联动，则在选择合适的QF 后可省去FR，同样能起到过载保护（选过载和短路保 护的脱扣器）。一般在工厂应用中均加FR（60次/h以上频繁起 动的电机不用FR保护）此电路从逻辑及功能上已能满足要求,但在实际使用 中需增加”故障报警”处理部分，即增加工作状态指示 灯。控制电路如下：4.
8、设备运行指示和故障报警处理动画演示二、电动机的正反转控制应用场合:工作台的往 返，吊钩的上下等。方法：任意对调电动机 三相电源中的两相。实质：是两个方向相反 的单向运行电路。电路的缺点：KM1、 KM2同时动作会造成电源 的相间短路。解决办法：二者之间 要互锁，即一个动作时另 一个不能动作。利用两个接触器 的辅助常闭触点 互相控制的方法 称为电气互锁， 两对起互锁作用 的触头称为互锁 触头.工作过程分析：1.电气互锁的正反转控制线路 _停止-反转控制线路动画演示缺点：正反转不能直接切换。总结互锁控制规律o当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工 作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲 接触器的常
9、闭触点。o当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作， 而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时 应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的 常闭触点。应用：抢答器的设计。利用复合按 钮的常闭触点互 相控制的方法称 为机械互锁。工作过程分析优点：正反转可 以直接切换，操 作方便，提高了 生产效率。2.机械互锁的正反转控制线路_直接反转控制线路动画演示拓展思考: 复合按钮能否代替电气互锁触点的作用?答：不能。当主电路中正转接触器KM1的主触点发生 熔焊（即静触点和动触点烧蚀在一起）现象 时，由于相同的机械连接，KM1的辅助触点 在线圈断电时不复位，KM1的辅助常闭触点 处于断开状态，可防止反转接触器KM2通
10、电 使KM2的主触点闭合而造成电源短路故障， 这种保护作用仅采用复合按钮是做不到的。思考:复合按钮能否代替电气互锁触点的作用?请学生分析: 哪些线路可以实现电机的起停控制?请学生分析下列控制线路的功能应用举例o两人抢答器设计思考：三人抢答器控制线路如何设计?启动：合上空气开关QF1/QF2 按下启动按钮SB2 接触器KM线圈通电 KM主触点闭合 电动机M启动运转KM辅助常开触点闭合自锁 松开SB2 电机M继续运行。 停止：按下停止按钮SB1 接触器KM线圈断电KM主触点断开 电动机M断电停止运转KM辅助常开触点断开 松开SB1使触点闭合 KM线圈不得电。电动机的连续控制线路三、顺序控制有的生产
11、机械和设备需要多台电动机拖动，而各台电动 机的起动与停止需要有一定的顺序控制关系。例如：在车床主轴转动时要求润滑油泵先给齿轮箱供油润滑，即 要求润滑油泵电机M1起动后主电机M2才允许启动。控制要求：起动时，M1先起动，M2后起动；停止时，M2先停止，M1后停止。电路优点：启动时满足顺序控制要求 电路缺点：停止时不能满足要求顺序启、停控制线路动画演示总结顺序控制规律o当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作 ，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的 常开触点。o当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器 线圈断电，则将乙接触器的常开触点并联在 甲接触器的停止按钮两端。手动顺序启动的控制线路按设定时间自动
12、顺序启动的控制线路 P66四、多点控制 思考：如何设计一个电机起停的三地控制线 路?五、工作台的自动往返控制注意：应设置 极限位置保护补充:电气控制线路设计时的注意问题1.电气控制原理应满足工艺的要求2.控制电路电源种类与电压数值要求3.确保电气控制电路工作的可靠性和安全性(1)元器件工作要稳定可靠，动作时间的配合不致引起 竞争。(2)实际接线时应注意：*正确连接电器线圈。两个相同的交流电压线圈不 能串联使用，也不能接在两倍线圈额定电压的电源 上，以免电压分配不均引起工作不可靠。*合理安排电器元件和触头位置。对于串联回路，元器件或触头位置互换，并不影 响其工作原理，但在实际运行中，会影响电路安全并 关系到导线长短。 4.控制电路力求简单、经济尽量选用标准电气控制环节和电路，缩减电器数 量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器。不正确 正确 返回不合理 合理 返回举例说明:返回作业题思考： 1. 试设计一个三人抢答器的控制线路 2.观察学院门口电动门的动作，设计其控制线 路。 完成: 习题：1、5、6、8 补充题：在机械互锁的正反转控制线路中,复合 按钮能否代替电气互锁触点的作用?为什么？本章内容结束！返回 主页
