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1、第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,在工业生产中广泛使用的机械设备、自动化生产线等，一般都是由电动机拖动的。采用电动机作为原动机拖动生产机械运动的方式叫做电力拖动。电气控制是指对拖动系统的控制，最常见的是继电器-接触器控制方式，也称继电接触器控制。电气控制线路是由各种接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件组成的控制电路，复杂的电气控制线路由基本控制电路（环节）组合而成。电动机常用的控制电路有起停控制、正反转控制、降压起动控制、调速控制和制动控制等基本控制环节。 本章主要介绍继电接触器控制系统的基本控制环节及典型线路。由于涉及到电气制图，因此首先介绍电气制图的类型、画法及国家标准。,第二章
2、 继电器-接触器控制电路基本环节,2.1电气图中的图形符号和文字符号,电力拖动控制系统由电动机和各种控制电器组成。为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统的工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一的图形符号和文字符号来表达。国家标准GB/T 4728-85电气图常用图形符号规定了电气简图中图形符号的画法，国家标准GB/T7159-87电气技术中的文字符号制定通则规定了电气工程图中的文字符号的画法。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.1.1图形符号,图形符号通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。电气控制系统图中的图形符号必须按国家标准绘制。 图形
3、符号含有符号要素、一般符号和限定符号。 1.符号要素 是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形组合才构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触点的符号就由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。 2.一般符号 用以表示一类产品和此类产品特 征的一种简单的符号。如电动机可用一个圆圈 表示。 3.限定符号 用于提供附加信息的一种加在其 他符号上的符号。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.1.2. 文字符号,文字符号适用于电气技术领域中技术文件的编制，用以标明电气设备、装置和元器件的 名称及电路的功能、状态和特征。 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号，必要时还需添加补充文字符
4、号。 1.基本文字符号 有单字母符号与双字母符号两种。 单字母符号按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如“C”表示电容器类，“Q”表示开关类等。 双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保护器件类，“FU”则表示为熔断器。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.辅助文字符号 用来表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征的。 如RD表示红色，“L”表示限制等。辅助文字符号也可以放在表示种类的单字母符号之后组成双字母符号，如SP表示压力传感器，“YB”表示电
5、磁制动器等。为简化文字符号，若辅助文字符号由两个以上字母组成时，允许只采用其第一位字母进行组合，如“MS表示同步电动机。辅助文字符号还可以单独使用，如“ON”表示接通，“M”表示中间线等。 3.补充文字符号 用于基本文字符号和辅助文字符号在使用中仍不够用时进行补充，但要按照国家标准中的有关原则进行。 例如，有时需要在电气原理图中对相同的设备或元器件加以区别时，常使用数字序号进行编号，如“G1”表示1号发电机，“T2”表示2号变压器。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2 电气控制系统图,电气控制系统是由电气控制元件按一定要求联接而成。为了清晰地表达生产机械电气控制系统的工作原理，便于
6、系统的安装、调整、使用和维修，将电气控制系统中的各电气元器件用一定的图形符号和文字符号来表示，再将其联接情况用一定的图形表达出来，这种图形就是电气控制系统图，也称电气工程图或电气图。电气控制系统图包括电气原理图、电器元件布置图、电气接线图、功能图和电器元件明细表等，常用的有电气原理图、电器元件布置图与电气接线图。电气控制系统图是根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制。各种图的图纸尺寸一般选用297210、297420、297 630和297840(mm)四种幅面. (特殊需要可按GBl26-74机械制图国家标准选用其他尺寸。),第二章 继电器-接触器控制电路基本环节
7、,2.2.1 电气原理图,电气原理图用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接关系和电气系统的工作原理。由于电气原理图结构简单、层次分明、适用于研究和分析电路工作原理，在设计部门和生产现场得到广泛的应用。 原理图中的所有电器元件不画出实际外形图，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号。(参见本书附录1)原理图注重表示电气电路各电气元件间的连接关系，而不考虑其实际位置，甚至可以将一个元件分成几个部分绘于不同图纸的不同位置，但必须用相同的文字符号表注。 电气原理图的绘制规则由国家标准GB6988.4给出。图2-1为CW6132型普通车床电气原理电路图的具体实例。,第二章 继电器-接触器控制电路基
8、本环节,电气原理图,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.1 电气原理图,一般工厂设备的电气原理图绘制规则简述如下。 (1)电器应是未通电时的状态；二进制逻辑元件应是置零时的状态；机械开关应是循环开始前的状态。 (2)原理图上的动力电路、控制电路和信号电路应分开绘出。 (3)原理图上应标出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数；某些元、器件的特性(如电阻、电容的数值等)；不常用电器(如位置传感器、手动触点等)的操作方式和功能。 (4)原理图上各电路的安排应便于分析、维修和寻找故障，原理图应按功能分开画出。 (5)动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置(电动机)及其保护电器支路，
9、应垂直电源电路画出。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.1 电气原理图,(6)控制和信号电路应垂直地绘在两条或几条水平电源线之间。耗能元件(如线圈、电磁铁、信号灯等)，应直接接在接地的水平电源线上。而控制触点应连在另一电源线。 (7)为阅图方便，图中自左至右或自上而下表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。 (8)在原理图上方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用；在继电器、接触器线圈下方列有触点表以说明线圈和触点的从属关系。图2-1为CW6132型普通车床电气原理电路图。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.2 电器元件布置图,电器元件布置图中绘出机械设
10、备上所有电气设备和电器元件的实际位置，是生产机械电气控制设备制造、安装和维修必不可少的技术文件。电器元件布置图根据设备的复杂程度可集中绘制在一张图上，控制柜、操作台的电器元件布置图也可以分别绘出。图2-2为CW6132型普通车床电器元件布置图。图中FU1FU4为熔断器、KM为接触器、FR为热继电器、TC为照明变压器、XT为接线端子板。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,图2-2 CW6132型普通车床电器元件布置图,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.3 电气接线图,电气接线图又称电气互连图，用来表明电气设备各单元之间的连接关系。它清楚地表明了电气设备外部元件的相对位置及它们
11、之间的电气连接，是实际安装接线的依据，在具体施工和检修中能够起到电气原理图所起不到的作用，在生产现场得到广泛应用。 图2-3是根据图2-1电气原理图绘制的电气接线图。图中标明了CW6132型普通车床电气控制系统的电源进线、用电设备和各电器元件之间的接线关系，并用虚线分别框出了电气柜、操作台等接线板上的电气元件，画出了虚线框之间的连接关系。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,图2-3 为CW6132型普通车床电气互连图,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.4 电气控制线路的逻辑代数表示法,逻辑代数又叫布尔代数，开关代数。逻辑变量及其函数只有“1”、“0”两种取值，用来表示两种不
12、同的逻辑状态。继电器接触器控制线路的元件都是两态元件，它们只有“通”和“断”两种状态，如开关的接通或断开，线圈的通电或断电，触点的闭合或断开等均可用逻辑值表示。因此，继电器-接触器控制线路的基本规律是符合逻辑代数的运算规律的，是可以用逻辑代数来帮助设计和分析的。随着技术的发展，逻辑代数已成为分析电路的重要数学工具。本节介绍电气控制线路的逻辑代数表示法。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.4.1电器元件的逻辑表示,电气控制系统由开关量构成控制时，电路状态与逻辑函数之间存在对应关系，为将电路状态用逻辑函数式的方式描述出来，通常对电器做出如下规定。 用KM、KA、SQ分别表示接触器、继
13、电器、行程开关等电器的动合（常开）触点；用、表示动断（常闭）触点。 1.线圈状态 KA =1 继电器线圈处于通电状态。 KA =0继电器线圈处于断电状态。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.4.1电器元件的逻辑表示,2. 触点处于激励或非工作的原始状态 KA 继电器处于动合触点状态。 继电器处于动断触点状态。 SB 按钮处于动合触点状态。 按钮处于动断触点状态。 3.触点处于激励或工作状态 KA 继电器处于动合触点状态。 继电器处于动断触点状态。 SB 按钮处于动合触点状态。 按钮处于动断触点状态。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.4.2 电路状态的逻辑表示,电路
14、中触点的串联关系可用逻辑“与”即逻辑乘（ ）的关系表达；触点的并联关系可用逻辑“或”即逻辑加（+）的关系表达。图2-4为一起动控制电路中接触器KM线圈的起动控制电路，其逻辑函数式可写为：,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.4.3 电路化简的逻辑法,用逻辑函数表达的电路可用逻辑代数的基本定律和运算法则进行化简。图2-5中（a）图的逻辑式为：,函数式化简为:,=,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.2.4.3 电路化简的逻辑法,因此，图2-5（a）化简后得到图2-5（b）所示电路，并且图2-5（a）电路与图2-5（b）电路在功能上等效。,图2-4 起动控制电路 图2-5 两个
15、相等的函数及其等效电路,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.3 交流电动机的基本控制电路,由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制电路有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地点与多条件控制、顺序控制及自动循环控制等。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.3.1 自锁与互锁的控制,自锁控制与互锁控制统称为电气的联锁控制，在电气控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。 图2-6为三相笼型异步电动机全压起、停控制电路。电动机起动时，合上电源开关Q，接通控制电路电源，按下起动按钮SB2，其常开触头闭合，接触器线圈通电吸合，KM常开主触头与常开辅助触头同时闭合，前者使电动机接人
16、三相交流电源起动旋转；后者并接在起动按钮SB2两端，从而使KM线圈经SB2常开触头与KM自身的常开辅助触头两路供电。松开起动按钮SB2时，虽然SB2这一路已断开，但KM线圈仍通过自身常开触头这一通路而保持通电，使电动机继续运转，这种依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触头称为自锁触头，这段电路称为自锁电路。,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.3.1 自锁与互锁的控制,图26 三相笼型异步电动机全压起、停控制电路,第二章 继电器-接触器控制电路基本环节,2.3.1 自锁与互锁的控制,各种生产机械常要求具有上下左右前后等相反方向的运动，这就要求电动机能够正反向运转。对于三相交流异步电动机可借助正反相接触器改变定子绕组相序来实现。图2-7为三相异步电动机正反转控制电路。图2-7a是将两个单向旋转控制电路组合而成。主电路由正、反转接触器KM1、KM2的主触头来实现电动机三相电源任意
