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1、电子信息及电气工程系电子信息及电气工程系2.1电气线路的绘制及国标一、电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求一、电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求一、电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求一、电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成。主要分为：连接而成。主要分为：连接而成。主要分为：连接而成。主要分为：电气原理图：电气原理图：电气原理图：电气原理图：根据电气设备的工作原理绘制而成，根据电气设备的工作原理绘制而成，根据电气设备的工作原理绘制而成，根据电气设备的工作原理绘制而成，有便于研究和分析电路的工作原理等优点；有便于研究和分析电路的工作原理等优点；有便于研究和分析电路的工作
2、原理等优点；有便于研究和分析电路的工作原理等优点；安装图：安装图：安装图：安装图：按照电器实际位置和实际接线线路，用给按照电器实际位置和实际接线线路，用给按照电器实际位置和实际接线线路，用给按照电器实际位置和实际接线线路，用给定的符号画出来的，以便于安装为目的。定的符号画出来的，以便于安装为目的。定的符号画出来的，以便于安装为目的。定的符号画出来的，以便于安装为目的。本课程主要涉及绘制电气原理图，应按国家标准：本课程主要涉及绘制电气原理图，应按国家标准：本课程主要涉及绘制电气原理图，应按国家标准：本课程主要涉及绘制电气原理图，应按国家标准： GB472885GB472885、GB715987G
3、B715987、 GB698886GB698886二、二、二、二、 电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则 1 1、原理图采用电气元件展开的形式绘制，它包括所、原理图采用电气元件展开的形式绘制，它包括所、原理图采用电气元件展开的形式绘制，它包括所、原理图采用电气元件展开的形式绘制，它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。元件的实际位置来绘制，
4、也不反映电气元件的大小。元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。2 2、所有电器触点，都按无激励状态画出。控制器按、所有电器触点，都按无激励状态画出。控制器按、所有电器触点，都按无激励状态画出。控制器按、所有电器触点，都按无激励状态画出。控制器按手柄处于零位时的状态画。手柄处于零位时的状态画。手柄处于零位时的状态画。手柄处于零位时的状态画。3 3无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上倒下、从左到右依次排列。
5、顺序从上倒下、从左到右依次排列。顺序从上倒下、从左到右依次排列。顺序从上倒下、从左到右依次排列。4 4、同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必、同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必、同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必、同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必须采用同一文字符号标明。须采用同一文字符号标明。须采用同一文字符号标明。须采用同一文字符号标明。 电源电路用水平线绘制电源电路用水平线绘制 其其余余垂垂直直绘绘制制三、三、三、三、 图面区域的划分和图面区域的划分和图面区域的划分和图面区域的划分和 符号位置的索引：符号位置的索引：符号位置的索引：符号位置的索引： 图面区域
6、的划分图面区域的划分图面区域的划分图面区域的划分 主电路、控制电主电路、控制电主电路、控制电主电路、控制电路、信号电路、照明路、信号电路、照明路、信号电路、照明路、信号电路、照明电路及保护电路等电路及保护电路等电路及保护电路等电路及保护电路等 符号位置的索引符号位置的索引符号位置的索引符号位置的索引2.2 基本电气控制方法一、起保停电路：一、起保停电路：一、起保停电路：一、起保停电路： 1 1、起动、运行、停、起动、运行、停、起动、运行、停、起动、运行、停止的自动控制；止的自动控制；止的自动控制；止的自动控制；2 2、短路保护、过载、短路保护、过载、短路保护、过载、短路保护、过载保护、零压保护
7、；保护、零压保护；保护、零压保护；保护、零压保护；3 3、自锁电路。、自锁电路。、自锁电路。、自锁电路。系统基本环节：系统基本环节：系统基本环节：系统基本环节：按钮发布命令信号按钮发布命令信号按钮发布命令信号按钮发布命令信号接触器进行控制；接触器进行控制；接触器进行控制；接触器进行控制；热继电器测量控制热继电器测量控制热继电器测量控制热继电器测量控制二二二二多多多多地地地地点点点点控控控控制制制制 三三三三连连连连续续续续工工工工作作作作与与与与点点点点动动动动控控控控制制制制 四四四四异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机的的的的正、正、正、正、反反反反转转转转电电电电路路路路 五五五五顺
8、顺顺顺序序序序起起起起动动动动控控控控制制制制2.3 异步电机的基本控制电路 一、异步电动机的起动控制电路一、异步电动机的起动控制电路一、异步电动机的起动控制电路一、异步电动机的起动控制电路1 1、直接起动、直接起动、直接起动、直接起动 对不经常起动的异步电动机，容量不超过电源对不经常起动的异步电动机，容量不超过电源对不经常起动的异步电动机，容量不超过电源对不经常起动的异步电动机，容量不超过电源容量的容量的容量的容量的30%30%； 对于频繁起动的异步电动机，其容量不超过电对于频繁起动的异步电动机，其容量不超过电对于频繁起动的异步电动机，其容量不超过电对于频繁起动的异步电动机，其容量不超过电源
9、容量的源容量的源容量的源容量的20%20%时可以直接起动；时可以直接起动；时可以直接起动；时可以直接起动； 如果动力和照明共用一台变压器，起动时电网如果动力和照明共用一台变压器，起动时电网如果动力和照明共用一台变压器，起动时电网如果动力和照明共用一台变压器，起动时电网电压降不超过其额定电压的电压降不超过其额定电压的电压降不超过其额定电压的电压降不超过其额定电压的5%5% 特点：控制最简单。特点：控制最简单。特点：控制最简单。特点：控制最简单。 2 2、降压起动、降压起动、降压起动、降压起动特点：可以减少起动电流，但起动转矩小。特点：可以减少起动电流，但起动转矩小。特点：可以减少起动电流，但起动
10、转矩小。特点：可以减少起动电流，但起动转矩小。1 1）星形三角形换接起动（）星形三角形换接起动（）星形三角形换接起动（）星形三角形换接起动（YY）特点：起动电流是原来三角形接法的特点：起动电流是原来三角形接法的特点：起动电流是原来三角形接法的特点：起动电流是原来三角形接法的1 13 3，简单、，简单、，简单、，简单、便宜。适用于空载或轻载状态下起动，要求电动便宜。适用于空载或轻载状态下起动，要求电动便宜。适用于空载或轻载状态下起动，要求电动便宜。适用于空载或轻载状态下起动，要求电动机具有六个接线端子，且只能用于正常运转时定机具有六个接线端子，且只能用于正常运转时定机具有六个接线端子，且只能用于
11、正常运转时定机具有六个接线端子，且只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的鼠笼电动机。子绕组接成三角形的鼠笼电动机。子绕组接成三角形的鼠笼电动机。子绕组接成三角形的鼠笼电动机。2 2）和自耦变压器起动）和自耦变压器起动）和自耦变压器起动）和自耦变压器起动特点：特点：特点：特点： 使用范围广，复杂，价高。使用范围广，复杂，价高。使用范围广，复杂，价高。使用范围广，复杂，价高。总结：控制原则？总结：控制原则？总结：控制原则？总结：控制原则？按时间控制原则按时间控制原则按时间控制原则按时间控制原则二、制动电路二、制动电路二、制动电路二、制动电路目的：目的：目的：目的：使停车时精确定位、尽可能缩短停车时
12、间或使停车时精确定位、尽可能缩短停车时间或使停车时精确定位、尽可能缩短停车时间或使停车时精确定位、尽可能缩短停车时间或 者为了工作安全。者为了工作安全。者为了工作安全。者为了工作安全。分类：分类：分类：分类：机械制动（用电磁铁操纵机械进行制动）；机械制动（用电磁铁操纵机械进行制动）；机械制动（用电磁铁操纵机械进行制动）；机械制动（用电磁铁操纵机械进行制动）； 电气制动（用电气的方法产生反向力矩）。电气制动（用电气的方法产生反向力矩）。电气制动（用电气的方法产生反向力矩）。电气制动（用电气的方法产生反向力矩）。1 1、 反接制动控制线路反接制动控制线路反接制动控制线路反接制动控制线路 控制：当反
13、接制动到转子转速接近于零时，必控制：当反接制动到转子转速接近于零时，必控制：当反接制动到转子转速接近于零时，必控制：当反接制动到转子转速接近于零时，必须及时切除电源，以防止反向再起动。须及时切除电源，以防止反向再起动。须及时切除电源，以防止反向再起动。须及时切除电源，以防止反向再起动。 特点：制动电流和力矩大，迅速，但对设备冲特点：制动电流和力矩大，迅速，但对设备冲特点：制动电流和力矩大，迅速，但对设备冲特点：制动电流和力矩大，迅速，但对设备冲击大，适用于击大，适用于击大，适用于击大，适用于1010KWKW以下的小容量电动机，而且不以下的小容量电动机，而且不以下的小容量电动机，而且不以下的小容
14、量电动机，而且不频繁起、制动、对停车位置无准确要求的场合。频繁起、制动、对停车位置无准确要求的场合。频繁起、制动、对停车位置无准确要求的场合。频繁起、制动、对停车位置无准确要求的场合。 可在电动机定子电路中串接一定的电阻（反接可在电动机定子电路中串接一定的电阻（反接可在电动机定子电路中串接一定的电阻（反接可在电动机定子电路中串接一定的电阻（反接制动电阻）制动电阻）制动电阻）制动电阻） 正向正向BVF常开常开正向正向BVF常闭常闭反向反向BVB常闭常闭正向正向BVB常开常开正向正向 反向反向分析：分析：分析：分析：正向起动正向起动正向起动正向起动：SB2 KM1SB2 KM1自锁自锁自锁自锁此时
15、此时此时此时BVB BVBBVB BVB，BVFBVF BVFBVF ， KM1 KM2KM1 KM2线圈线圈线圈线圈 ；制动：制动：制动：制动：按下按下按下按下SB1SB1KM1KM2KM1KM2此时仍此时仍此时仍此时仍BVFBVF BVFBVF ；当当当当N N100rmin 100rmin 时时时时BVFBVFKM2BVFBVFKM2当当当当N N接近零时接近零时接近零时接近零时BVF BVF 但但但但KM2KM2不会再通电。不会再通电。不会再通电。不会再通电。2 2 、能耗制动控制线路、能耗制动控制线路、能耗制动控制线路、能耗制动控制线路原理原理原理原理：电机刚切除电源时在定子绕组中接
16、入直流电源：电机刚切除电源时在定子绕组中接入直流电源：电机刚切除电源时在定子绕组中接入直流电源：电机刚切除电源时在定子绕组中接入直流电源 电机的动能电机的动能电机的动能电机的动能电能电能电能电能消耗在转子制动上。消耗在转子制动上。消耗在转子制动上。消耗在转子制动上。控制：控制：控制：控制：当转子转速为零时，应切除直流电源。当转子转速为零时，应切除直流电源。当转子转速为零时，应切除直流电源。当转子转速为零时，应切除直流电源。 一般一般一般一般I= 3-4 II= 3-4 I空载空载空载空载特点：特点：特点：特点：制动缓和、平稳、准确、功耗小，但制动能力制动缓和、平稳、准确、功耗小，但制动能力制动
17、缓和、平稳、准确、功耗小，但制动能力制动缓和、平稳、准确、功耗小，但制动能力 较弱，低速时制动不十分迅速，复杂。较弱，低速时制动不十分迅速，复杂。较弱，低速时制动不十分迅速，复杂。较弱，低速时制动不十分迅速，复杂。应用：应用：应用：应用：适用于电动机容量较大，要求制动平稳准确和适用于电动机容量较大，要求制动平稳准确和适用于电动机容量较大，要求制动平稳准确和适用于电动机容量较大，要求制动平稳准确和 起、制动频繁的场合。起、制动频繁的场合。起、制动频繁的场合。起、制动频繁的场合。 3 3、电磁抱闸制动、电磁抱闸制动、电磁抱闸制动、电磁抱闸制动原始状态原始状态原始状态原始状态：拉力弹簧：拉力弹簧：拉
18、力弹簧：拉力弹簧： 制动闸平时一直处于制动闸平时一直处于制动闸平时一直处于制动闸平时一直处于“ “松开松开松开松开” ”状态（如机床）；状态（如机床）；状态（如机床）；状态（如机床）；压力弹簧：压力弹簧：压力弹簧：压力弹簧： 制动闸平时一直处于制动闸平时一直处于制动闸平时一直处于制动闸平时一直处于“ “抱住抱住抱住抱住” ”状态（如电梯）。状态（如电梯）。状态（如电梯）。状态（如电梯）。特点：特点：特点：特点：体积较大，简单。体积较大，简单。体积较大，简单。体积较大，简单。使用：使用：使用：使用：可将电磁抱闸制动与能耗制动同时使用，以弥可将电磁抱闸制动与能耗制动同时使用，以弥可将电磁抱闸制动与
19、能耗制动同时使用，以弥可将电磁抱闸制动与能耗制动同时使用，以弥 补能耗制动制动转矩较小的缺点，加强制动效补能耗制动制动转矩较小的缺点，加强制动效补能耗制动制动转矩较小的缺点，加强制动效补能耗制动制动转矩较小的缺点，加强制动效 果。果。果。果。分析：分析：分析：分析：三、三、三、三、 双速异步电动机控制电路双速异步电动机控制电路双速异步电动机控制电路双速异步电动机控制电路1 1、原理：、原理：、原理：、原理：n=(1-S)nn=(1-S)n0 0=(1-S)60f=(1-S)60fp p 磁极对数磁极对数磁极对数磁极对数p p 变变变变 n n变变变变 2 2、/ /YYYY接法接法接法接法：恒
20、功率调速：恒功率调速：恒功率调速：恒功率调速电机电机电机电机4 4极极极极/2/2极：极：极：极：1 1、2 2、3 3接电源，接电源，接电源，接电源，4 4、5 5、6 6 悬空悬空悬空悬空串联，串联，串联，串联，4 4极极极极( (p=2)p=2)， 1500 r/min 1500 r/min，低速低速低速低速4 4、5 5、6 6接电源，接电源，接电源，接电源，1 1、2 2、3 3 短接短接短接短接YYYY，并联，并联，并联，并联，2 2极极极极( (p=1) p=1) ，3000r/min3000r/min，高速高速高速高速3 3Y/YYY/YY接法：接法：接法：接法：恒转矩调速恒转
21、矩调速恒转矩调速恒转矩调速1 1、2 2、3 3接电源，接电源，接电源，接电源，4 4、5 5、6 6 悬空悬空悬空悬空Y Y低速低速低速低速4 4、5 5、6 6接电源，接电源，接电源，接电源，1 1、2 2、3 3 短接短接短接短接YYYY高速高速高速高速分析：分析：分析：分析：四、位置控制四、位置控制四、位置控制四、位置控制 电路电路电路电路往复运动电路：往复运动电路：往复运动电路：往复运动电路： 利用运动利用运动利用运动利用运动部件的行程来部件的行程来部件的行程来部件的行程来实现。实现。实现。实现。应注意应注意应注意应注意的问题的问题的问题的问题？2.4 电气控制线路的逻辑分析法一、一
22、、一、一、 逻辑代数的基本逻辑关系逻辑代数的基本逻辑关系逻辑代数的基本逻辑关系逻辑代数的基本逻辑关系1 1、逻辑变量、逻辑变量、逻辑变量、逻辑变量 继电器、接触器线圈得电状态为继电器、接触器线圈得电状态为继电器、接触器线圈得电状态为继电器、接触器线圈得电状态为“ “1”1”状态状态状态状态 线圈失电状态为线圈失电状态为线圈失电状态为线圈失电状态为“ “0”0”状态；状态；状态；状态； 继电器、接触器控制按钮触点闭合状态为继电器、接触器控制按钮触点闭合状态为继电器、接触器控制按钮触点闭合状态为继电器、接触器控制按钮触点闭合状态为“ “1”1”状状状状态态态态 断开状态为断开状态为断开状态为断开状
23、态为“ “0”0”状态。状态。状态。状态。 常开触点的状态用相同字符；常开触点的状态用相同字符；常开触点的状态用相同字符；常开触点的状态用相同字符； 常闭触点的状态用常闭触点的状态用常闭触点的状态用常闭触点的状态用“ “非非非非” ”表示（如表示（如表示（如表示（如KMKM）。）。）。）。 若元件为若元件为若元件为若元件为“ “1”1”状态：状态：状态：状态： 线圈线圈线圈线圈“ “得电得电得电得电” ”，吸合，吸合，吸合，吸合， 其常开触点其常开触点其常开触点其常开触点“ “闭合闭合闭合闭合” ”， 常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点“ “断开断开断开断开” ”。 反之亦然反之亦然反之亦然反之
24、亦然 二、电路的逻辑表示二、电路的逻辑表示二、电路的逻辑表示二、电路的逻辑表示 执行元件作为逻辑函数的输出变量，主令信号、检执行元件作为逻辑函数的输出变量，主令信号、检执行元件作为逻辑函数的输出变量，主令信号、检执行元件作为逻辑函数的输出变量，主令信号、检测信号、中间单元及输出变量的反馈触点作为逻辑变量测信号、中间单元及输出变量的反馈触点作为逻辑变量测信号、中间单元及输出变量的反馈触点作为逻辑变量测信号、中间单元及输出变量的反馈触点作为逻辑变量，按一定规律列出逻辑函数表达式，按一定规律列出逻辑函数表达式，按一定规律列出逻辑函数表达式，按一定规律列出逻辑函数表达式=KA=KA1+KA2 =KA1
25、KA2 三、逻辑代数的基本性质及其应用三、逻辑代数的基本性质及其应用 用途：分析电路的工作或进行控制电路的设计用途：分析电路的工作或进行控制电路的设计。 KA1KA1（KA1KA1 KA2 KA2 ） KA2 KA2 （KA1KA1KA2KA2） KA1 KA1 KA1 KA2KA1 KA2 KA2 KA2 KA2 KA2 KA1 KA1 KA2KA2 KA1 KA1 KA2KA2作业：作业： P45 2.5 2.6 2.7 2.8 2.10KV VKV K K K K值的调节值的调节值的调节值的调节：调释放弹簧：调释放弹簧：调释放弹簧：调释放弹簧 紧紧紧紧X1X1X1X1，X2 K X2 K
26、 X2 K X2 K 调非磁性垫片调非磁性垫片调非磁性垫片调非磁性垫片 厚厚厚厚X1KX1KX1KX1K（X2X2X2X2不变）不变）不变）不变）K=X1/X2K=X1/X2P45 2.6 P45 2.6 试没计可以从两地控试没计可以从两地控试没计可以从两地控试没计可以从两地控制一台电动机，实现点动工作和制一台电动机，实现点动工作和制一台电动机，实现点动工作和制一台电动机，实现点动工作和连续运转工作的控制线路。连续运转工作的控制线路。连续运转工作的控制线路。连续运转工作的控制线路。 2.7 2.7 某某某某水泵由水泵由水泵由水泵由笼型三笼型三笼型三笼型三相异步相异步相异步相异步电动机电动机电动
27、机电动机拖动，拖动，拖动，拖动，采用降采用降采用降采用降压启动，压启动，压启动，压启动，要求在要求在要求在要求在三处都三处都三处都三处都能控制能控制能控制能控制起停，起停，起停，起停，设计主设计主设计主设计主电路和电路和电路和电路和控制电控制电控制电控制电路。路。路。路。 KM2KM22.8 2.8 有两有两有两有两台鼠笼台鼠笼台鼠笼台鼠笼式电机式电机式电机式电机M1M1和和和和M2M2要求要求要求要求1 1）M1M1起动后起动后起动后起动后M2M2才能才能才能才能起动起动起动起动2 2）M2M2先停车先停车先停车先停车然后然后然后然后M1M1才能停才能停才能停才能停车；车；车；车；2 23
28、3）M2M2能实现正反转；能实现正反转；能实现正反转；能实现正反转；4 4）具有短路、过载及失压保护；）具有短路、过载及失压保护；）具有短路、过载及失压保护；）具有短路、过载及失压保护；试设计主电路和控制电路。试设计主电路和控制电路。试设计主电路和控制电路。试设计主电路和控制电路。 3 32.9 2.9 试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要求：（求：（求：（求：（1 1）星形三角形起动；（）星形三角形起动；（）星形三角形起动；（）星形三角形起动；（2 2）
29、能耗制动；（）能耗制动；（）能耗制动；（）能耗制动；（3 3）电）电）电）电路具有短路、过载及失压保护。路具有短路、过载及失压保护。路具有短路、过载及失压保护。路具有短路、过载及失压保护。（此图有错）（此图有错）（此图有错）（此图有错）2 21 12 21 12.10 2.10 试设试设试设试设计一个往复计一个往复计一个往复计一个往复运动的主电运动的主电运动的主电运动的主电路和控制电路和控制电路和控制电路和控制电路。要求：路。要求：路。要求：路。要求：（1 1）向前）向前）向前）向前运动到位停运动到位停运动到位停运动到位停留一段时间留一段时间留一段时间留一段时间再返回；再返回；再返回；再返回；
30、（2 2）返回）返回）返回）返回到位立即向到位立即向到位立即向到位立即向前；（前；（前；（前；（3 3）电路具有短电路具有短电路具有短电路具有短路、过载及路、过载及路、过载及路、过载及失压保护失压保护失压保护失压保护2.10 2.10 试设试设试设试设计一个往复计一个往复计一个往复计一个往复运动的主电运动的主电运动的主电运动的主电路和控制电路和控制电路和控制电路和控制电路。要求：路。要求：路。要求：路。要求：（1 1）向前）向前）向前）向前运动到位停运动到位停运动到位停运动到位停留一段时间留一段时间留一段时间留一段时间再返回；再返回；再返回；再返回；（2 2）返回）返回）返回）返回到位立即向到位立即向到位立即向到位立即向前；（前；（前；（前；（3 3）电路具有短电路具有短电路具有短电路具有短路、过载及路、过载及路、过载及路、过载及失压保护失压保护失压保护失压保护加入时间加入时间加入时间加入时间继电器继电器继电器继电器
