电气控制基础可编程控制器教学课件PPT

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1、GE可编程控制器李荣茂李荣茂常用电气控制基础 第第第第1 1 1 1节节节节 常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器第第第第2 2 2 2节节节节 电气控制系统的基本控制环节和控制规律电气控制系统的基本控制环节和控制规律电气控制系统的基本控制环节和控制规律电气控制系统的基本控制环节和控制规律第第第第3 3 3 3节节节节 三相异步电动机控制电路三相异步电动机控制电路三相异步电动机控制电路三相异步电动机控制电路第第第第4 4 4 4节节节节 电器控制线路的设计方法电器控制线路的设计方法电器控制线路的设计方法电器控制线路的设计方法 第第第第5 5 5 5节节节节 梯形图梯形图梯形图梯形图

2、 第第1节节 常用低压电器常用低压电器接触器刀开关断路器行程开关熔断器主令开关继电器按钮气动阀电磁阀电电器器是是对对电电能能的的生生产产、输输送送、分分配配和和应应用用起起着着控控制制、调调节节、检检测测及及保保护护的的作作用用。如如开开关关、熔熔断断器器、变变压器等都属于电器。压器等都属于电器。1 1能能够够按按照照外外界界指指定定信信号号手手动动或或自自动动地地接接通通和和断断开开电电路路，实实现现对对电电路路控控制制的的电电器器称称为为控控制制电电器器。如如熔熔断器、开关、电磁铁等都属于控制电器。断器、开关、电磁铁等都属于控制电器。由由控控制制电电器器组组成成的的自自动动控控制制系系统统

3、, ,称称为为继继电电器器- -接接触触器控制系统器控制系统。第第1节节 常用低压电器常用低压电器 简而言之：电器就是一种能控制电的工具电器就是一种能控制电的工具第第1节节 常用低压电器常用低压电器一、电器的分类一、电器的分类按按工作电压等级工作电压等级分：分：高压电器和低压电器（高压电器和低压电器（交流电压交流电压1200V1200V，直流电压，直流电压1500V1500V。）。）2 2按按动作原理动作原理分分 ：手动电器和自动电器：手动电器和自动电器按按用途用途分：控制电器、主令电器、保护电器、执行电器分：控制电器、主令电器、保护电器、执行电器和配电电器和配电电器 按按工作原理工作原理分：

4、电磁式电器和非电量控制电器。分：电磁式电器和非电量控制电器。按按有无触点有无触点分：有触点电器和无触点电器分：有触点电器和无触点电器 二、电器的作用二、电器的作用 控制作用控制作用 保护作用保护作用 测量作用测量作用 调节作用调节作用 指示作用指示作用 转换作用转换作用如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等 能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护 利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等 低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温

5、湿度的调节、照度的自动调节等 利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等 在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等 三、电磁式控制电器的工作原理三、电磁式控制电器的工作原理 电磁式控制电器一般由两个部分组成：电磁式控制电器一般由两个部分组成：感测部分感测部分（电（电磁机构）和磁机构）和执行机构执行机构（触点系统）。（触点系统）。1.1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作将电磁能转换为机械能并带动触头动作，接通或分断电路。接通或分断电路。 组成

6、组成3 3 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。 铁芯铁芯衔铁衔铁吸引线圈吸引线圈交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢直动式直动式转动式转动式电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。衔铁沿棱角转动的衔铁

7、沿棱角转动的拍合式铁心拍合式铁心 衔铁沿轴转动的衔铁沿轴转动的拍合式铁心拍合式铁心 双双E型直动式铁心型直动式铁心 1-1-衔铁衔铁2-2-铁心铁心3-3-吸引线圈吸引线圈2.2.触头系统：触头系统： 通过触头的开合控制电路通、断。触头也叫触点。通过触头的开合控制电路通、断。触头也叫触点。 类型：类型： 按其所控制的电路分主触点和辅助触点。按其所控制的电路分主触点和辅助触点。 按其原始状态分常开触点和常闭触点。按其原始状态分常开触点和常闭触点。 按起结构形式分桥式触点和指形触点。按起结构形式分桥式触点和指形触点。 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银材料：一般采用铜材料制成；对于小容

8、量电器常用银 质材料制成质材料制成 桥式触头桥式触头指形触头指形触头第第1节节 常用常用低压电器低压电器组合开关分类n低压配电电器低压配电电器：刀开关、组合开关、负荷开关、熔断器n低压保护电器低压保护电器：断路器、熔断器、电压继电器、电流继电器、避雷器n低压控制电器低压控制电器：接触器、继电器、控制器n低压主令电器低压主令电器：按钮、主令开关、行程开关、万能转换开关n低压执行电器低压执行电器：电磁阀、电磁铁、气动阀接触器，是一种用来自动接通或断开大电流电路的接触器，是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并电器。它可以频繁地接通或分断交直流电路，并可实现远距

9、离控制。可实现远距离控制。其主要控制对象是电动机，其主要控制对象是电动机，也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负也可用于电热设备、电焊机、电容器组等其它负载。它还具有低电压释放保护功能，接触器具有载。它还具有低电压释放保护功能，接触器具有控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经控制容量大、过载能力强、寿命长、设备简单经济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广济等特点，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。泛的电器元件。 3可分为可分为交流交流和和直流直流接触器。接触器。 四、接触器四、接触器 触头系统：触头系统：主触头、辅助触头主触头、辅助触头 常开触头（动合触头）常开触头（动

10、合触头） 常闭触头（动断触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧灭弧罩及灭弧栅片灭弧其他部件：其他部件：包括反作用弹簧、传动机构及外壳等。包括反作用弹簧、传动机构及外壳等。1 1、交流接触器的结构、交流接触器的结构1-灭弧罩 2-触头压力弹簧片3-主触头 4-反作用弹簧 5-线圈 6-短路环 7-静铁心 8-弹簧9-动铁心10-辅助常开触头 11-辅助常闭触头 交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置172 2、工作原理、工作原理 K

11、M常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM3 3、 接触器的符号接触器的符号 2五、继电器五、继电器继电器继电器是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动切换电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动切换电器。用于控制小电流电路，触点额定电流不大于器。用于控制小电流电路，触点额定电流不大于5A5A，通常接在控制回路中。通常接在控制回路中。1 1继电器种类：继电器种类：按按输入信号分输入信号分可分为可分为电压电压继电器、继电器、电流电流继电器、继电器、时间时间继继电器、电器、速度速度继电器、继电器、压力压力继

12、电器等。继电器等。按按工作原理工作原理可分为可分为电磁式电磁式、感应式感应式、电动式电动式、电子式电子式等。等。按按输出形式输出形式可分为可分为有触点有触点继电器和继电器和无触点无触点继电器。继电器。按按用途用途可分为可分为控制控制继电器、继电器、保护保护继电器等。继电器等。1 1、电磁式继电器的结构与工作原理电磁式继电器的结构与工作原理继电器是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。2继电器的结构与接触器类似。与接触器不同的是，继电器用于通断控制电路，因此触头容量小，无灭弧系统；其动作参数可调节，全部触头接于控制电路。工作原理也与接触器类似。1-铁心铁心 2-旋转棱角旋转棱角 3-释

13、放弹簧释放弹簧4-调节螺母调节螺母 5-衔铁衔铁 6-动触头动触头7-静触头静触头 8-非磁性垫片非磁性垫片 9-线圈线圈 继电器的主要特性是继电器的主要特性是输入输入输出特性输出特性，又称，又称为为继电特性继电特性。X输入量Y输出量吸合值释放值2 2、电磁式继电器的特性、电磁式继电器的特性X2 - 继电器吸合值，欲使继电器动作，输入量需大于此值。X1 - 继电器释放值，欲使继电器释放，输入量需小于此值。继电器符号KA常开触点KA常闭触点KA线圈（1 1）电压继电器）电压继电器 电压继电器的输入信号是电路的电压大小，电压继电器根据电压继电器的输入信号是电路的电压大小，电压继电器根据输入电压大小

14、而动作。电压继电器分为输入电压大小而动作。电压继电器分为欠电压继电器欠电压继电器和和过电压继过电压继电器电器两种。两种。过电压继电器过电压继电器-吸合整定值为保护线路额定电压的吸合整定值为保护线路额定电压的1.05-1.21.05-1.2倍，倍，利用其常闭触点切断控制电路。利用其常闭触点切断控制电路。欠电压继电器欠电压继电器-释放整定值为线路额定电压的释放整定值为线路额定电压的0.1-0.60.1-0.6倍，利用倍，利用其常开触点切断控制电路。其常开触点切断控制电路。3 3 电压继电器的图形符号和文字符号电压继电器的图形符号和文字符号DY-20CE系列电压继电器系列电压继电器2 2、电磁式继电

15、器的类型、电磁式继电器的类型线圈线圈并并联接入主电路联接入主电路线圈匝数多，线径细，阻抗大线圈匝数多，线径细，阻抗大（2 2）电流继电器）电流继电器电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作电流继电器的输入量是电流，它是根据输入电流大小而动作的继电器。的继电器。DL-20CDL-20C电流继电器电流继电器 分类：分类：过电流继电器、欠电流继电器过电流继电器、欠电流继电器过电流继电器过电流继电器-吸合整定值：直流（吸合整定值：直流（1.1-41.1-4）IeIe，交流，交流（1.1-41.1-4）IeIe，利用其常闭触点切断控制电路。，利用其常闭触点切断控制电路。欠电流继电器欠电流继电

16、器-释放整定值：（释放整定值：（0.1-0.20.1-0.2）IeIe，利用其常开，利用其常开触点切断控制电路。欠电流继电器只有直流产品。触点切断控制电路。欠电流继电器只有直流产品。4 4第第1节节 常用常用低压电器低压电器线圈线圈串串联接入主电路联接入主电路线圈匝数少，线径粗，阻抗小线圈匝数少，线径粗，阻抗小电流与电压继电器的区别： 主要是线圈N。电压继电器 ： 多 导线细 检测负载电压 并联接入电路。电流继电器 ： 少 导线粗 检测负载电流 串联接入电路。中间继电器符号中间继电器符号中间继电器符号中间继电器符号电流继电器电流继电器电流继电器电流继电器过电流过电流过电流过电流继电器继电器继电

17、器继电器欠电流欠电流欠电流欠电流继电器继电器继电器继电器电压继电器符号电压继电器符号电压继电器符号电压继电器符号过电压过电压过电压过电压继电器继电器继电器继电器欠电压欠电压欠电压欠电压继电器继电器继电器继电器4 4、电磁式、电磁式、电磁式、电磁式 继电器继电器继电器继电器 的符号的符号的符号的符号（3 3）时间继电器）时间继电器凡是感测元件通电或断电后，其触点要延迟一段凡是感测元件通电或断电后，其触点要延迟一段时间才动作的电器叫做时间才动作的电器叫做时间继电器时间继电器。时间继电。时间继电器在电路中起着控制时间的作用。器在电路中起着控制时间的作用。分类：分类： 按构成原理分按构成原理分：电磁式

18、、空气阻尼式、电动式：电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式。和电子式。 按延时方式分按延时方式分：通电延时型和断电延时型。：通电延时型和断电延时型。 空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号 通电延时型通电延时型JS7JS7型空气阻尼式时间继电器型空气阻尼式时间继电器断电延时型断电延时型 空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号空气阻尼式时间继电器示意图及图形符号图示是通电延时继电器；线圈位置调换180度，就是断电延时继电器。（4 4）中间继电器）中间继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相

19、同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。的数量。另外其触头的额定电流较大。 JZ7系列中间继电器系列中间继电器 JZY1系列中间继电器系列中间继电器 六、常用非电磁式继电器六、常用非电磁式继电器 非电磁式继电器的感测元件接受非电量信号(如：温度、转速、位移及机械力等)。 常用的非电磁式继电器有：热继电器、速度继电器、干簧继电器等。 1 1、热继电器、热继电器 热继电器主要是用于电气设备的热继电器主要是用于电气设备的过载保护过载保护，热继电器是一种利用热继电器是一种利用电流热效应原理电流热效应原理工作工作

20、的电器，它主要与接触器配合使用，用于的电器，它主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的对三相异步电动机的过载保护。过载保护。结构：由结构：由发热元件发热元件、双金属片双金属片和和触头触头及及动动作机构作机构等部分组成等部分组成 。1-热元件 2-双金属片 3-导板 4-常闭触头双金属片式1电流调节凸轮电流调节凸轮 2a、2b 簧片簧片. 3 手动复位按钮手动复位按钮 4 弓簧弓簧 5 主双金属片主双金属片 6 下导板下导板 7 上导板上导板 8 常闭静触头常闭静触头9 动触头动触头 10 杠杆杠杆 11 复位调节螺钉复位调节螺钉 12 补偿双金属片补偿双金属片13 推杆推杆 14 连杆连杆

21、 15 压簧压簧 热继电器的连接：热元件串接于电动机的主电路中，常闭触点串接于电动机的控制电路中。 热继电器的选择原则热继电器的选择原则热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机热继电器主要用于电动机的过载保护，使用中应考虑电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素，具体应按以下几的工作环境、起动情况、负载性质等因素，具体应按以下几个方面来选择。个方面来选择。(1)(1)热继电器热继电器结构型式结构型式的选择：星形接法的电动机可选用两相的选择：星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相或三相结构热继电器，三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结

22、构热继电器。保护装置的三相结构热继电器。(2)(2)热继电器的热继电器的动作电流整定值动作电流整定值一般为电动机额定电流的一般为电动机额定电流的1.051.05到到1.11.1倍。倍。(3)(3)对于重复短时工作的电动机对于重复短时工作的电动机( (如起重机电动机如起重机电动机) )，由于电动，由于电动机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机机不断重复升温，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此，不绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。因此，不宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或能反宜选用双金属片热继电器，而应选用过电流继电器或

23、能反映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。映绕组实际温度的温度继电器来进行保护。2 2、速度继电器、速度继电器速度继电器又称为速度继电器又称为反接制动继电器反接制动继电器，主要用于三相鼠笼型异步，主要用于三相鼠笼型异步电动机的反接制动控制。电动机的反接制动控制。它的任务是当三相电源的相序改变它的任务是当三相电源的相序改变以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生制动力矩制动力矩 图图1-17 1-17 速度继电器的原理示意图及图形符号速度继电器的原理示意图及图形符号JY-1型速度继电器型速度继电器 3 3、干簧继电器、干簧继电器 1

24、.舌簧片 2.线圈 3.玻璃管 4.骨架 干簧继电器干簧继电器是一种具有是一种具有密封触点密封触点的非电磁式继的非电磁式继电器。干簧继电器可以反映电压、电流、功电器。干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号，在检测、自动控制、率以及电流极性等信号，在检测、自动控制、计算机控制技术等领域中应用广泛。计算机控制技术等领域中应用广泛。七、刀开关与低压断路器七、刀开关与低压断路器 1 1、低压刀开关、低压刀开关刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作作电源隔离开关电源隔离开关，也可用来，也可用来非频繁非频繁地接通和分地接通和分断容量较小的低压配

25、电线路。断容量较小的低压配电线路。 分类：分类： 按刀的按刀的级数级数分分: :单极、双极和三极单极、双极和三极 按刀的转换按刀的转换方向方向分为：单投和双投分为：单投和双投 按有无按有无熔断器熔断器分：带熔断器和不带熔断分：带熔断器和不带熔断器器QS(1).开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）(2). 带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关(3). 负荷开关负荷开关开启式负荷开关开启式负荷开关封闭式负荷开关（铁壳开关）封闭式负荷开关（铁壳开关）接线时应将电源线接在上端，负载接在下端接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事这样

26、拉闸后刀片与电源隔离，可防止意外事故发生。故发生。 安安装装时时，手手柄柄要要向向上上，不不得得倒倒装装或或平平装装。安安装装正正确确，作作用用在在电电弧弧上上的的电电动动力力和和热热空空气气的的上上升升方方向向一一致致，就就能能使使电电弧弧迅迅速速拉拉长长而而熄熄灭灭，反反之之，两两者者方方向向相相反反电电弧弧将将不不易易熄熄灭灭，严严重重时时会会使使触触头头、刀刀片片烧烧伤伤，甚甚至至造造成成极极间间短短路路。另另外外如如果果倒倒装装，手手柄柄可可能能因因自自动动下下落落而而引引起起误误动动作作合合闸闸，将将可可能能造造成成人人身身和和设设备备安安全全事事故。故。刀开关安装注意事项刀开关安

27、装注意事项: :低低压压断断路路器器也也称称为为自自动动空空气气开开关关，可可用用来来接接通通和和分分断断负负载载电电路路，也也可可用用来来控控制制不不频频繁繁起起动动的的电电动动机机。它它功功能能相相当当于于闸闸刀刀开开关关、过过电电流流继继电电器器、失失压压继继电电器器、热热继继电电器器及及漏漏电电保保护护器器等等电电器器部部分分或或全全部部的的功功能能总总和和，是是低低压压配配电网中一种重要的保护电器。电网中一种重要的保护电器。低压断路器具有多种保护功能低压断路器具有多种保护功能( (过载、短路、过载、短路、欠电压保护欠电压保护等等) )、动作值可调、分断能力高、动作值可调、分断能力高、

28、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。用。 2 2、低压断路器、低压断路器特点特点 当电路发生短路、过载、欠电压等故障时，当电路发生短路、过载、欠电压等故障时， 能够自动切断电路，起到保护作用。能够自动切断电路，起到保护作用。 结构结构 主要由触点系统、操作机构和保护元件三部分主要由触点系统、操作机构和保护元件三部分组成。组成。 原理原理主触点靠操作机构（手动或电动）来闭合。主触点靠操作机构（手动或电动）来闭合。电磁脱扣器起短路保护和过流保护的作用。电磁脱扣器起短路保护和过流保护的作用。欠压脱扣器起欠压保护作用。欠压脱扣器起欠压保护作用。热脱扣器起过载

29、保护的作用。热脱扣器起过载保护的作用。1弹簧弹簧9弹簧弹簧2主触点主触点3传动杆传动杆4锁扣锁扣5轴轴7杠杆杠杆6电磁脱扣器电磁脱扣器8衔铁衔铁10衔铁衔铁11欠压脱扣器欠压脱扣器12双金属片双金属片13发热元件发热元件三、低压断路器三、低压断路器三、低压断路器三、低压断路器欠压脱扣器欠压脱扣器欠压脱扣器欠压脱扣器正常时，正常时，正常时，正常时，衔铁是衔铁是衔铁是衔铁是吸住吸住吸住吸住的；的；的；的；欠压时，欠压时，欠压时，欠压时，衔铁释放往上而衔铁释放往上而衔铁释放往上而衔铁释放往上而顶开锁扣。顶开锁扣。顶开锁扣。顶开锁扣。低压断路器低压断路器低压断路器低压断路器结构示意图结构示意图结构示意

30、图结构示意图电磁脱扣器电磁脱扣器电磁脱扣器电磁脱扣器正常时，正常时，正常时，正常时，衔铁是释放的；衔铁是释放的；衔铁是释放的；衔铁是释放的；短路时，短路时，短路时，短路时，衔铁往上吸而顶衔铁往上吸而顶衔铁往上吸而顶衔铁往上吸而顶开锁扣。开锁扣。开锁扣。开锁扣。热脱扣器热脱扣器热脱扣器热脱扣器正常时，正常时，正常时，正常时，双金属片不弯曲；双金属片不弯曲；双金属片不弯曲；双金属片不弯曲；过载时，过载时，过载时，过载时，双金属片往上而双金属片往上而双金属片往上而双金属片往上而顶开锁扣。顶开锁扣。顶开锁扣。顶开锁扣。（2 2）低压断路器的选择原则）低压断路器的选择原则(1) (1) 断路器类型的选择

31、：断路器类型的选择：应根据使用场合和保护要求来选应根据使用场合和保护要求来选择。如一般选用择。如一般选用塑壳式塑壳式；短路电流很大选用；短路电流很大选用限流型限流型；额；额定电流比较大或有选择性保护要求选定电流比较大或有选择性保护要求选框架式框架式；控制和保；控制和保护含有半导体器件的直流电路应选护含有半导体器件的直流电路应选直流快速断路器直流快速断路器等。等。(2) (2) 断路器额定电压、额定电流断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。的正常工作电压、工作电流。(3) (3) 断路器极限通断能力断路器极限通断能力大于或等于电路最大短路电

32、流。大于或等于电路最大短路电流。(4) (4) 欠电压脱扣器额定电压欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。等于线路额定电压。(5) (5) 过电流脱扣器的额定电流过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载大于或等于线路的最大负载电流。电流。熔断器是一种利用物质过热熔化的性质制作的保护电器。熔断器是一种利用物质过热熔化的性质制作的保护电器。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。当电路正常即电流为熔体的额定电流时，熔体长期不熔断；当电路正常即电流为熔体的额定电流时，熔体长期不熔断；当电路发生短路时，熔体能在瞬间熔断。当电路发生短路时

33、，熔体能在瞬间熔断。当电路发生严重过载时，熔体在较短时间内熔断；当电路发生严重过载时，熔体在较短时间内熔断；熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性电流与熔断时间的关系曲线称为电流与熔断时间的关系曲线称为安秒特性。安秒特性。 流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。 I Ir r为熔体的额定电流即熔体长期不熔断电流。为熔体的额定电流即熔体长期不熔断电流。八、熔断器八、熔断器（1 1）常用的熔断器）常用的熔断器瓷插式熔断器：瓷插式熔断器：常用于常用于380V380V以下电压等级的线路末以下电压等级的线路末端，作为支路或电气设备的短路

34、保护用。端，作为支路或电气设备的短路保护用。1熔丝熔丝2动触头动触头3瓷盖瓷盖4石棉带石棉带5静触头静触头6瓷座瓷座 螺旋式熔断器：螺旋式熔断器：熔体上的上端盖有一熔断指示器，熔体上的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽上的玻璃孔观察到，常用于机车电气控制设备中。的玻璃孔观察到，常用于机车电气控制设备中。500V500V以下，以下，200A200A以下。以下。 封闭式熔断器：封闭式熔断器：分为有填料和无填料两种。前者分为有填料和无填料两种。前者500V500V，1KA1KA以下；后者以下；后者500V500V，600A600A

35、以下。以下。 快速熔断器：快速熔断器：它主要用于半导体整流元件或整流装它主要用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。置的短路保护。 自复熔断器：自复熔断器：采用金属钠作熔体，在常温下具有较采用金属钠作熔体，在常温下具有较高电导率。当电路发生短路故障时，短路电流产高电导率。当电路发生短路故障时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，气态钠呈现高阻态，从而生高温使钠迅速汽化，气态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失，温度下降，限制了短路电流。当短路电流消失，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。金属钠恢复原来的良好导电性能。（2 2）熔断器的选择）熔断器的选择熔断器的安秒特性熔断器的安秒特性

36、熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的，当电流较大熔断器的动作是靠熔体的熔断来实现的，当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小时，时，熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。因熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。因此对熔体来说，其此对熔体来说，其动作电流动作电流- -动作时间特性动作时间特性即安即安- -秒秒特性为一特性为一反时限特性反时限特性，如图所示。，如图所示。熔断器只能起到短路保护作用，不能起过载保熔断器只能起到短路保护作用，不能起过载保护作用。护作用。如确需在过载保护中使用，必须降如确需在过载保护中使用，必须降低其使用的额定电流，

37、如低其使用的额定电流，如8A8A的熔体用于的熔体用于10A10A的的电路中，作短路保护兼作过载保护用，但此电路中，作短路保护兼作过载保护用，但此时的过载保护特性并不理想。时的过载保护特性并不理想。 熔体的额定电流可按以下方法选择：熔体的额定电流可按以下方法选择：保护无启动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时，熔保护无启动过程的平稳负载如照明线路、电阻、电炉等时，熔体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流体额定电流略大于或等于负荷电路中的额定电流。保护单台长期工作的电动机时，熔体电流可按最大启动电流选保护单台长期工作的电动机时，熔体电流可按最大启动电流选取，也可按下式选取：取，也可按下式选

38、取：保护多台长期工作的电动机。保护多台长期工作的电动机。熔断器的选择（熔断器的选择（主要依据负载的保护特性和短路电流的大小主要依据负载的保护特性和短路电流的大小）熔断器的级间配合：熔断器的级间配合：为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、为防止发生越级熔断、扩大事故范围，上、下级下级( (即供电干、支线即供电干、支线) )线路的熔断器间应有良好配合。线路的熔断器间应有良好配合。控制系统中，控制系统中，主令电器是一种专门发布命令、主令电器是一种专门发布命令、直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路的电器的电器，常用来控制电力拖动系统中电动机，常用来控制电力拖动系

39、统中电动机的起动、停车、调速及制动等。的起动、停车、调速及制动等。常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接近开关，万能转换开关、主令控制器及其它近开关，万能转换开关、主令控制器及其它主令电器如脚踏开关、倒顺开关、紧急开关、主令电器如脚踏开关、倒顺开关、紧急开关、钮子开关等。钮子开关等。八、主令电器八、主令电器 1 1、按钮、按钮按钮按钮是一种最常用的的主令电器，按钮为是一种最常用的的主令电器，按钮为手动控手动控制制，用于在控制电路中发布控制命令。，用于在控制电路中发布控制命令。1.按钮帽按钮帽2.复位弹簧复位弹簧3.动触头动触头 4.常闭静触头常闭静触头

40、 5.常开静触头常开静触头 按钮是发出控制指令和信号按钮是发出控制指令和信号的电器开关，是一种手动且一般的电器开关，是一种手动且一般自动复位的主令电器。自动复位的主令电器。按钮结构示意图按钮结构示意图按钮结构示意图按钮结构示意图1按钮帽按钮帽2复位弹簧复位弹簧3动触头动触头4常闭触头常闭触头5常开触头常开触头按钮的图形符号及文字符号按钮的图形符号及文字符号按钮的图形符号及文字符号按钮的图形符号及文字符号复式复式触头触头常开常开触头触头常闭常闭触头触头1 1、按钮、按钮按钮按钮按钮按钮LA2LA2、LA4LA4系列按钮开关系列按钮开关LA19LA19系列按钮开关系列按钮开关LA18LA18系列按

41、钮开关系列按钮开关一个按钮既可作常开按钮，也可作常闭一个按钮既可作常开按钮，也可作常闭按钮。按钮。常开按钮作常开按钮作起动按钮起动按钮，绿色绿色或或黑色黑色。常闭按钮作常闭按钮作停止按钮停止按钮，红色红色。在外力作用下，常闭触点先断开，常开在外力作用下，常闭触点先断开，常开触点后闭合。复位时（外力作用消失触点后闭合。复位时（外力作用消失时），常开触点先断开，常闭触点后时），常开触点先断开，常闭触点后闭合。闭合。2 2、行程开关（限位开关）、行程开关（限位开关） 用于机械设备运动部件的位置检测，是利用用于机械设备运动部件的位置检测，是利用生产机械某些运动部件的碰撞生产机械某些运动部件的碰撞来发出

42、控制来发出控制指令，以控制其运动方向或行程的主令电指令，以控制其运动方向或行程的主令电器。器。按运动形式可分为按运动形式可分为直动式直动式、微动式微动式、滚轮式滚轮式和组合式和组合式等；按触点的性质分为等；按触点的性质分为有触点式有触点式和和无触点式无触点式。3 3、万能转换开关、万能转换开关转换开关是一种多挡位、多触点、能够控制多回路转换开关是一种多挡位、多触点、能够控制多回路的主令电器。的主令电器。用于各种控制设备中线路的换接、遥用于各种控制设备中线路的换接、遥控和电流表、电压表的换相测量等；也可用于控制控和电流表、电压表的换相测量等；也可用于控制小容量电动机的起动、换向、调速。小容量电动

43、机的起动、换向、调速。九、低压执行电器1、电磁阀 电磁阀电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀是用电磁的效应进行控制，主要的控制方式由继电器控制。 最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。 电磁阀工作原理电磁阀工作原理 电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆杆带动机械装置动。这样通过控

44、制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。2.电磁铁电磁铁电磁铁是将电能转化为机械能的一种装置，利用线圈通电后使铁心磁化产生的电磁吸力，通过衔铁操作和牵引装置完成各种事先拟定的动作。3.气动阀气动阀 气动调节阀由执行机构和调节机构组成。执行机构是调节阀的推力部件，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动调节机构动作。阀体是气动调节阀的调节部件，它直接与调节介质接触，调节该流体的流量。 由低压控制电器所组成的控制线路叫做由低压控制电器所组成的控制线路叫做电气控电气控制线路。制线路。第第第第2 2 2 2节节节节 电气控制系统的基本控制环节和控制规律电气控制系统的基本控制环节和控制规律电气控制系统的基

45、本控制环节和控制规律电气控制系统的基本控制环节和控制规律 由于生产机械的种类繁多，所要求的电气控由于生产机械的种类繁多，所要求的电气控制线路也是千变万化、多种多样的。制线路也是千变万化、多种多样的。但无论是比但无论是比较简单的，还是很复杂的电气控制线路，都是由较简单的，还是很复杂的电气控制线路，都是由一些基本环节组合而成。一些基本环节组合而成。本章着重阐明组成这些本章着重阐明组成这些电气控制线路的基本规律和典型线路环节。这样，电气控制线路的基本规律和典型线路环节。这样，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握电气控再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握电气控制线路的分析和设计方法。制线路的分析和设计

46、方法。 一、一、 电气控制系统的电路图及绘制原则电气控制系统的电路图及绘制原则 电气控制系统中用国家规定的统一符号、电气控制系统中用国家规定的统一符号、文字和图形的形式来表示各电器元件及其文字和图形的形式来表示各电器元件及其相互连接关系，这就是相互连接关系，这就是电气控制系统的电电气控制系统的电路图。路图。 电气原理图电气原理图 电气安装图电气安装图 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，它具有结构简单、层次分明；便于研究它具有结构简单、层次分明；便于研究和分析电路的工作原理等优点。和分析电路的工作原理等优点。 按照电器实际位置和实际接线线路，按照电器实际位置和实际接

47、线线路，用给定的符号画出来的，这种电路图用用给定的符号画出来的，这种电路图用于电气设备的安装和维修。于电气设备的安装和维修。 电气控制系统的电路图绘制规律如下：电气控制系统的电路图绘制规律如下： 1 1元件、器件和设备的图形符号和文字符号元件、器件和设备的图形符号和文字符号应符合国家规范。应符合国家规范。2 2主电路和辅助电路分开。主电路和辅助电路分开。 3 3用平行线绘制，少交叉，并尽可能按照动用平行线绘制，少交叉，并尽可能按照动作顺序先后排列。作顺序先后排列。 4 4原理图中各电气元件和部件在控制线路中原理图中各电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。的位置，应根据便于

48、阅读的原则安排。 元器件和设备的可动部分在图中通常应元器件和设备的可动部分在图中通常应表示成：表示成： 触点为非激励状态，即电器没有通电和没触点为非激励状态，即电器没有通电和没有外力作用时触点的状态；有外力作用时触点的状态；接触器和电磁式继电器等系指线圈不加电接触器和电磁式继电器等系指线圈不加电压时的触点状态；压时的触点状态；按钮、行程开关等指未被压合时触点状态，按钮、行程开关等指未被压合时触点状态，也就是动合触点开启、动断触点闭合的状也就是动合触点开启、动断触点闭合的状态。态。 为安装和维护方便，各接线端子应编号，规为安装和维护方便，各接线端子应编号，规则见则见GB4026GB4026电器接

49、线端子的识别和用字母电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则数字符号标志接线端子的通则。一般主电。一般主电路用字母加数字来表示接线端子；辅助电路路用字母加数字来表示接线端子；辅助电路用数字编号，以单双数区分电源极性（以每用数字编号，以单双数区分电源极性（以每一回路中电压降为最大的元件为界，如以接一回路中电压降为最大的元件为界，如以接触器的线圈为界）。触器的线圈为界）。 举例：电气原理图刀开关 熔断器 接触器 热继电器 的热元件热继电器的常闭触点 辅助常开触点常闭触头常开触头二、二、 电气控制系统的基本环节电气控制系统的基本环节1 1点动控制环节点动控制环节电气原理图：电气原理图：工

50、作原理：工作原理： 用用用用表示有驱动力，表示有驱动力，表示有驱动力，表示有驱动力，表表表表示无驱动力。示无驱动力。示无驱动力。示无驱动力。X=1X=1X=1X=1表示常开（动表示常开（动表示常开（动表示常开（动合）触点合）触点合）触点合）触点X X X X闭合，常闭（动断）闭合，常闭（动断）闭合，常闭（动断）闭合，常闭（动断）触点触点触点触点X X X X闭合。闭合。闭合。闭合。X=0X=0X=0X=0表示常开触点表示常开触点表示常开触点表示常开触点X X X X断开，常闭触点断开，常闭触点断开，常闭触点断开，常闭触点X X X X闭合。闭合。闭合。闭合。 SBKMKM =1M SBKMKM

51、 =1M SBKMKM =1M SBKMKM =1M 起动起动起动起动 SBKMKM =0M SBKMKM =0M SBKMKM =0M SBKMKM =0M 停止停止停止停止 只有在按下按钮只有在按下按钮SBSB时电动机时电动机M M才能通电起动运行，故才能通电起动运行，故称为称为点动控制电路点动控制电路。按钮。按钮SBSB和接触器和接触器KMKM的这种组合称为的这种组合称为点点动控制环节动控制环节。 2 2启保停控制环节启保停控制环节电气原理图：电气原理图：工作原理：工作原理：SB1KMKM=1M SB1KMKM=1M 起动起动SB2KMKM=0M SB2KMKM=0M 停止停止 接触器接

52、触器KM的辅助的辅助动合触点称为动合触点称为自锁自锁触点触点 线路设有以下几种保护线路设有以下几种保护: :1 1短路保护短路保护 熔断器熔断器2 2过载保护过载保护 热继电器热继电器3 3欠压保护和欠压保护和失压保护失压保护 自锁触点自锁触点1.2.31.2.3 电气控制系统的基本控制规律电气控制系统的基本控制规律1 1联锁的控制规律联锁的控制规律（1）互斥联锁）互斥联锁无互锁无互锁电气互锁电气互锁机械互锁机械互锁SB1KM1KM1=1M 正转正转 SB3KM1KM1=0M 停止停止 SB2KM2KM2=1M 反转反转 KMKM1 1K KM M2 2S SB B2 2SBSB3 3SBSB

53、1 1K KM M1 1F FR RKMKM2 2KMKM1 1K KM M2 2互斥联锁互斥联锁SB1KM1KM1=1M 正转正转 KM1 =0 (互锁互锁)SB2 KM2 不会通电不会通电 机械互锁机械互锁电气互锁电气互锁（2 2）顺序联锁）顺序联锁 起动联锁起动联锁 停止联锁停止联锁 M1 M1先起动，先起动，M2M2后起动，后起动，将将KM1KM1常开触头串入常开触头串入KM2KM2线圈回路中。线圈回路中。 M2 M2先停止，先停止，M1M1后停止，后停止，将将KM2KM2常开触头并在常开触头并在M1M1停止按钮旁。停止按钮旁。（3 3）长动与点动联锁）长动与点动联锁 长动与点动联锁是

54、长动与点动联锁是既能正常起保停控制，又既能正常起保停控制，又能进行点动控制。能进行点动控制。方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KAKA） 长动与点动的区别就在于长动与点动的区别就在于有无有无自锁触点自锁触点的作用。的作用。 例如：甲、乙两地同时控制一台电机。例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。(4) 多地点控制多地点控制甲地甲地乙地乙地KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB3乙乙SB4乙乙KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB3乙乙SB4乙乙KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB3乙乙SB4乙乙SB4乙乙电气互锁规律：电气互锁规

55、律：欲使两接触器不能同时工作，只欲使两接触器不能同时工作，只需将两接触器的常闭触点互相串入对方的线圈需将两接触器的常闭触点互相串入对方的线圈电路中即可。电路中即可。顺序控制规律：顺序控制规律：要求甲接触器得电后，乙接触器要求甲接触器得电后，乙接触器方可得电，只需将甲的常开触点串在乙的线圈方可得电，只需将甲的常开触点串在乙的线圈电路中；要求乙接触器失电后，甲接触器方可电路中；要求乙接触器失电后，甲接触器方可失电，只需将乙的常开触点并在甲的停车按钮失电，只需将乙的常开触点并在甲的停车按钮上。上。实现多地控制的原则：实现多地控制的原则：控制按钮的常开触点并联，控制按钮的常开触点并联，常闭触点串联。常

56、闭触点串联。小结小结 联锁控制的关键是正确地选择联锁触点。 练习题练习题1.设计一个采用两地操作的既可点动又可连续运行的电机控制电路。2.画出能自动正反转且具有接触器和按钮双重互锁的电路。3.有两台电动机M1、M2，要求只有在M1起动后，M2才允许起动，它们可分别停车或同时停车。设计一个采用两地操作的既可点动又可连设计一个采用两地操作的既可点动又可连续运行的电机控制电路。续运行的电机控制电路。画出能自动正反转且具有接触器和按钮双画出能自动正反转且具有接触器和按钮双重互锁的电路。重互锁的电路。有两台电动机有两台电动机M1、M2，要求只有在，要求只有在M1起动后，起动后，M2才允许起动，它们可分别

57、停车或同时停车。才允许起动，它们可分别停车或同时停车。 控制过程的变化参量很多，通过测量元件反应参量的变化，并将这一变化参量反馈回来作用与控制装置，实现自动控制，这就是参量控制规律。 2 2参量的控制规律参量的控制规律 常用的变化参量有行程、时间、速度、电流等 （1）行程控制 利用行程开关（极限开关）实现限位控制利用行程开关（极限开关）实现限位控制 。SB1KM1KM1=1M右右移，至右终端位置，移，至右终端位置，SQ2KM1M，停止。，停止。（2）自动循环控制 正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节。自动电动机的循环控制线路如图所示。 控制线路按照行程控制原则，利用生产机械运动的行程位置

58、实现控制，通常采用限位开关。 （二）保护：（二）保护：1.短路保短路保护护FU；2.过载保护过载保护FR；3.自锁、互锁自锁、互锁保护；保护；4.欠压保护欠压保护（接触器）。（接触器）。自动循环控制线路 SQSQ1 1、SQSQ2 2起往复运动控制作用起往复运动控制作用SQSQ3 3、SQSQ4 4起终端限位保护作用起终端限位保护作用工作过程如下： 合上开关合上开关QK按下按钮按下按钮SB2KM1通电通电M正转，工作台向前正转，工作台向前工作台前进到工作台前进到一定位置，撞块压动限位开关一定位置，撞块压动限位开关SQ2SQ2常闭触头断开常闭触头断开KM1断电断电M停止向前停止向前 SQ2常开触

59、头闭合常开触头闭合KM2通电通电电动电动机机M 改变电源相序而反转，工作台向后改变电源相序而反转，工作台向后工作台向后退到一定位置，撞块压动限位工作台向后退到一定位置，撞块压动限位开关开关SQ1SQ1常闭触头断开常闭触头断开KM2断电断电M停止后退停止后退 SQ1常开触头闭合常开触头闭合KM1通电通电电动机电动机M又正转，工作台又向前，又正转，工作台又向前， 如此往复循环工作，直至按下停止按钮如此往复循环工作，直至按下停止按钮SB1KM1（或（或KM2）断电）断电电动机停转。电动机停转。 另外，另外，SQ3、SQ4分别为反、正向终端保护限位开关，防止限位开关分别为反、正向终端保护限位开关，防止

60、限位开关SQ1和和SQ2失灵时造成工作台从床身上冲出的事故。失灵时造成工作台从床身上冲出的事故。 （3）时间控制 利用时间继电器实现由降压起利用时间继电器实现由降压起动至全压运行的切换，即用时间继动至全压运行的切换，即用时间继电器的延时来控制降压起动时间。电器的延时来控制降压起动时间。（4）速度控制 如下图所示为单向运行电如下图所示为单向运行电动机反接制动控制电路。利用速动机反接制动控制电路。利用速度继电器实现对反接制动的控制。度继电器实现对反接制动的控制。 一旦开始制动时，由控制系统的联锁触点和速度继电器的备用的闭合触点，形成一个电动机相序反接（俗称倒相）电路，使电动机在反接制动下停车。而当

61、电动机的转速接近零时，速度继电器的制动常开触点分断，从而切断电源，使电动机制动状态结束。 1.起动性能 起动时定子起动电流与额定电流之比值大约57。起动电流大对线路有影响，将造成较大的电压降落，影响其他负载正常工作。2.起动方法直接起动-小(轻)负载降压起动：起动时降低加在电动机定子绕组上的电起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流，减少对线路电压的影响，起压，以减小起动电流，减少对线路电压的影响，起动后再将电压恢复到额定电压。动后再将电压恢复到额定电压。1.3 三相异步电动机控制电路例例 三相异步电动机的启动控制电路三相异步电动机的启动控制电路Y-起动控制电路电动机在工作时其定子

62、绕组是联接成三角形的，那电动机在工作时其定子绕组是联接成三角形的，那么在起动时可把它联成星形，等到转速接近额定么在起动时可把它联成星形，等到转速接近额定值时再换成三角形。这样，在起动时就把定子每值时再换成三角形。这样，在起动时就把定子每相绕组上的电压降到正常工作电压的相绕组上的电压降到正常工作电压的 。n星形星形n三角三角形形 按钮操作的按钮操作的Y-起动控制电路起动控制电路时间继电器延时自动切换的时间继电器延时自动切换的Y-起动控制电路起动控制电路 星形-三角形降压起动控制的主电路绕线型异步电动机起动控制电路绕线型异步电动机起动控制电路三相绕线型异步电动机的转子回路可以通过滑环外串接可变电阻

63、来减小起动电流，以达到提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。在一般要求起动转矩较高的场合下 。调节转子回路电阻的方法很多，有分段调节和连续调节两种。分段调节有时间原则调节，电流原则调节，速度原则调节以及综合原则调节等。连续调节有频敏变阻器、变阻器、水电阻器调节等多种方式。绕线转子异步电动机转子绕组串附加电阻起动控制实现方案一实现方案一: 时间控制，利用时间继电器延时间控制，利用时间继电器延时，将附加电阻逐段切除时，将附加电阻逐段切除二：利用起动过程中电流的变化，用电流二：利用起动过程中电流的变化，用电流继电器逐段将附加电阻切除。继电器逐段将附加电阻切除。时间原则转子回路串接电阻起动控制电路 时

64、间原则转子回路串接电阻起动控制电路 电流原则转子回路串接电阻起动控制电路例例1 行程、时间控制实现动力头滑台钻孔加行程、时间控制实现动力头滑台钻孔加工自动循环电器控制线路工自动循环电器控制线路 分析：分析：（一）工作：（一）工作：1.合刀开合刀开关关QS；2.按下启动按钮按下启动按钮SB1；接触器线圈；接触器线圈KM1上电，进给加工开始，上电，进给加工开始，到到SQ2切换状态，时间切换状态，时间继电器继电器KT得电延时开始得电延时开始即进行无进给切削；同即进行无进给切削；同时时KM1失电复位；失电复位；KT时间到触点切换，时间到触点切换，KM2得电，返回，到得电，返回，到SQ1切切换，换，KM

65、2失电，释放失电，释放;KM1得电得电,重复前面的重复前面的过程过程.（二）保护：（二）保护：1.短路保短路保护护FU；2.过载保护过载保护FR；3.自锁、互锁保护；自锁、互锁保护；4.PE接地保护；接地保护；5.欠压欠压保护（接触器）。保护（接触器）。 例例2 行程、时间控制实现动力头滑台钻孔加行程、时间控制实现动力头滑台钻孔加工的电器控制线路工的电器控制线路 (对例对例2进行改造进行改造)分析：分析：（一）工作：（一）工作：1.合刀合刀开关开关QS；2.按下启按下启动按钮动按钮SB1；接触器；接触器线圈线圈KM1上电，进给上电，进给加工开始，到加工开始，到SQ2切切换状态，时间继电器换状态

66、，时间继电器KT得电延时开始即进得电延时开始即进行无进给切削；同时行无进给切削；同时KM1失电复位；失电复位；KT时间到触点切换，时间到触点切换，KM2得电，返回，到得电，返回，到SQ1切换，切换，KM2失失电，释放。电，释放。（二）保护：（二）保护：1.短路短路保护保护FU；2.过载保过载保护护FR；3.自锁、互锁自锁、互锁保护；保护；4.PE接地保护；接地保护；5.欠压保护（接触器）欠压保护（接触器）。 3普通车床的控制电路普通车床的控制电路前面已经对常用的基本电路进行了分析，机床电路就是由这些基本控制电路所组成的。作为基本控制电路的一个综合应用实例，本节拟对普通车床的控制电路作一简单介绍

67、。 普通车床的结构如图 3 - 32 所示，它主要由床身、主轴箱、挂轮箱、溜板箱、进给箱、光杠、丝杠、刀架、尾架等部分组成。 C620-1 型普通车床电气控制电路如图所示。对它的要求有： (1) 主轴电动机M1要求正、反转控制，以便加工螺纹。 对于C620-1型普通车床的正、反转是由机械实现的。 普通车床的结构示意图 (2) 主轴电动机的起动、停止实现自动控制。C620-1型普通车床主轴电动机的容量较小，所以采用直接起动, 停车时采用机械制动。 (3) 在车削加工时，由于温度高，需要冷却，为此，设有一台冷却泵电动机M2。冷却泵电动机只需要单方向运行， 且要求须在主轴电动机起动后方可起动；当主轴

68、电动机停止时，要求冷却泵电动机也立即停止。 (4) 电路应有保护环节和安全的局部照明。 C620-1 型普通车床控制电路的工作原理如下: 图 3 33 C620-1型普通车床电器控制电路 合上刀开关Q，按下起动按钮SB2，接触器KM线圈通电，自锁触点闭合自锁，主轴电动机M1通电旋转。若要使用冷却， 可合上Q1，冷却泵电动机M2通电旋转。 需要停止时，按下停止按钮SB1， KM线圈断电， 电动机停止。 电路中用熔断器FU1、FU2、FU3来实现短路保护；用FR1、 FR2来实现过载保护。同时，接触器KM还具有失压和欠压保护的作用。照明变压器T给照明灯EL提供了一个安全电压，由开关Q2、Q3控制。

69、 第4节电器控制线路的设计方法 人们希望在掌握了电器控制的基本原则和基本控制环节后，不仅能分析生产机械的电器控制线路的工作原理，而且还能根据生产工艺的要求，设计电器控制线路。 电器控制线路的设计方法通常有两种：经验设计法和逻辑设计法。 经验设计法 经验设计是根据生产机械的工艺要求和加工过程，利用各种典型的基本控制环节，加以修补、补充、完善，最后得出最佳方案。若没有典型的控制环节可采用，则按照生产机械的工艺要求逐步进行设计。 经验设计法比较简单，但必须熟悉大量的控制线路，掌握多种典型线路的设计资料，同时具有丰富的实践经验。 通常是先采用一些典型的基本环节，实现工艺基本要求，然后逐步完善其功能，并

70、加上适当的联锁与保护环节。 采用经验设计法，一般应注意以下几个问题： 1. 保护控制线路工作的安全和可靠性 1 1）线圈的连接。在交流控制线路中，不能串联接入）线圈的连接。在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线圈，如图所示。即使外加电压是两个线圈两个电器线圈，如图所示。即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的。额定电压之和，也是不允许的。不能串联接入两个电器线圈 2 2）电器触头的连接。同一个电器的常开触头和常闭）电器触头的连接。同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。触头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。 电器触头的连接 3 3）线路中应尽量

71、减少多个电器元件依次动作后才能接）线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接通另一个电器元件，如图所示。在图通另一个电器元件，如图所示。在图a a中，线圈中，线圈KAKA3 3的接的接通要经过通要经过KAKA、KAKA1 1、KAKA2 2三对常开触头。若改为图三对常开触头。若改为图b b，则每，则每一线圈的通电只需经过一对常开触头，工作较可靠。一线圈的通电只需经过一对常开触头，工作较可靠。减少多个电器元件依次通电 4 4）应考虑电器触头的接通和分断）应考虑电器触头的接通和分断能力能力，若容量不够，若容量不够，可在线路中增加中间继电器，或增加线路中触头数目。可在线路中增加中间继电器，或增加线

72、路中触头数目。增加接通能力用多触头并联连接；增加分断能力用多增加接通能力用多触头并联连接；增加分断能力用多 触头串联连接。触头串联连接。5 5）应考虑电器元件触头）应考虑电器元件触头“竞争竞争”问题。同一继电器问题。同一继电器的常开触头和常闭触头有的常开触头和常闭触头有“先断后合先断后合”型和型和“先合后先合后断断”型。型。 “先断后合先断后合”型：型：通电时常闭触头先断开，常开触头通电时常闭触头先断开，常开触头后闭合；断电时常开触头先断开，常闭触头后闭合。后闭合；断电时常开触头先断开，常闭触头后闭合。 “先合后断先合后断”型：型：通电时常开触头先闭合，常闭触通电时常开触头先闭合，常闭触头后断

73、开；断电时常闭触头先闭合，常开触头后断开。头后断开；断电时常闭触头先闭合，常开触头后断开。 如果触头动作先后发生如果触头动作先后发生“竞争竞争”的话，电路工作则的话，电路工作则不可靠。不可靠。 2. 控制线路力求简单、经济 1 1）尽量减少触头的数目。尽量减少电器元件和触头）尽量减少触头的数目。尽量减少电器元件和触头的数目，所用的电器、触头越少，则越经济，出故障的数目，所用的电器、触头越少，则越经济，出故障的机会也越少，如图的机会也越少，如图2-372-37所示。所示。 2 2）尽量减少连接导线。将电器元件触头的位置合理）尽量减少连接导线。将电器元件触头的位置合理安排，可减少导线根数和缩短导线

74、的长度，以简化接安排，可减少导线根数和缩短导线的长度，以简化接线，如图所示，起动按钮和停止按钮同放置在操作台线，如图所示，起动按钮和停止按钮同放置在操作台上，而接触器放置在电气柜内。从按钮到接触器要经上，而接触器放置在电气柜内。从按钮到接触器要经过较远的距离，所以必须把起动按钮和停止按钮直接过较远的距离，所以必须把起动按钮和停止按钮直接连接，这样可减少连接线。连接，这样可减少连接线。 不合理不合理 合理合理 3 3）控制线路在工作时，除必要的电器元件必须长期）控制线路在工作时，除必要的电器元件必须长期通电外，其余电器应通电外，其余电器应尽量不长期通电尽量不长期通电，以延长电器元，以延长电器元件

75、的使用寿命和节约电能。件的使用寿命和节约电能。 3. 防止寄生电路 控制线路在工作中控制线路在工作中出现意外接通的电路出现意外接通的电路叫寄生电路。如图，叫寄生电路。如图，电动机正转时过载，电动机正转时过载，则热继电器动作时会则热继电器动作时会出现出现寄生电路寄生电路，图中，图中虚线所示，使接触器虚线所示，使接触器KMKM1 1不能断电，起不不能断电，起不了保护作用。了保护作用。 寄生电路 4. 应具有必要的保护环节 1 1）短路保护）短路保护 在电器控制线路中，通常采用熔断器在电器控制线路中，通常采用熔断器或断路器作短路保护。或断路器作短路保护。2 2）过流保护）过流保护 过电流一般比短路电

76、流要小。采用过过电流一般比短路电流要小。采用过电流继电器和接触器配合使用。电流继电器和接触器配合使用。3 3）过载保护）过载保护 通常采用热继电器作笼型电动机的长通常采用热继电器作笼型电动机的长期过载保护。期过载保护。4 4）零电压保护）零电压保护 零电压保护通常采用并联在起动按零电压保护通常采用并联在起动按钮两端的接触器的自锁触头来实现。钮两端的接触器的自锁触头来实现。逻辑设计法 逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来设计电器控制线路，同时也可以用于线路的简化。 把电器控制线路中的接触器、继电器等电器元件线圈的通电和断电、触头的闭合和断开看成是逻辑变量，通过简单的“逻辑与”、“逻辑或”、“逻

77、辑非”等基本运算，得出其运算结果，此结果即表明电器控制线路的结果。 对逻辑函数式进行化简，然后由简化的逻辑函数式画出相应的电气原理图，最后再进一步检查、完善，以期得到既满足工艺要求，又经济合理、安全可靠的最佳设计线路。 1. 逻辑与 000100010011图2-46 逻辑与电路 表2-4 逻辑与的真值表 2. 逻辑或 000101011011图2-47 逻辑或电路 表2-5 逻辑或的真值表 3. 逻辑非 图图2-482-48表示与继电器常开触头表示与继电器常开触头 相对应的常闭触相对应的常闭触头头 与接触器线圈串联的逻辑非电路。与接触器线圈串联的逻辑非电路。 逻辑非电路 1001表2-6 逻

78、辑非的真值表 习题与思考题u1. 分析图所示线路中，哪种线路能实现电动机正分析图所示线路中，哪种线路能实现电动机正常连续运行和停止，哪种不能？为什么？常连续运行和停止，哪种不能？为什么？ 2. 试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续运行的混合控制电路。 3. 电器控制线路常用的保护环节有哪些？各采用什么电器元件？4. 在有自动控制的机床上，电动机由于过载而自动停车后，有人立即按启动按钮，但不能开车，试说明可能是什么原因？5. 简化如图所示控制电路。 梯形图语言：为了区别常规控制电路和PLC控制电路(通常叫梯形图)，PLC一般用专用图形符号来表示，其中可编程序控制器的继

79、电器线圈可有多种画法。常规电器和可编程序控制器的图形符号对照 第5节 PLC梯形图与电气控制线路 PLC的接线图和梯形图的绘制方法梯形图采用水平布置画法，梯形图最左边的竖线叫作左母线，右边的竖线叫作右母线，右母线可以省略不画，左右母线相当于电源线。画梯形图时应注意 ：1 梯形图中的连接线(相当于导线)不能相互交叉，并且只能 水平或垂直绘制;2 只有常开（ ）和常闭（ ）两种接点。3 梯形图中的接点一般只能水平绘制，不能垂直绘制， 接点可任意进行串并联，每一接点可以任意反复使用。4 各种继电器线圈只能并联、不能串联，线圈的一端必须与右母线连接。不能与左母线连接，接点不能与右母线连接，内部电器不能

80、直接作输出，只能用输出继电器输出完成控制动作。5 接点中的“电流”只的从左向右单方向流动，不能出现反向流动的现象。6 最后必须用“END”表示控制程序的结束。自耦变压器降压起动控制电路PLC控制的接线图和梯形图 X400X401X402Y430Y431Y430Y430T450K5T450M100M100M100Y432Y433Y434Y430Y431Y430Y431FRSB1SB2COM X400X401X402COM1220VKM1KM2Y430Y431Y432Y433Y434COM2KM1KM2HL1HL2HL36V(b)PLC接线图(c)PLC控制梯形图UVWML1L2L3KM1KM2Q

81、SFUFRKM2T(a)主电路图串行工作方式对梯形图控制结果的影响梯形图中继电器线圈的接点在线圈之前和在线圈之后，对它的控制结果可能是有影响的。接点前后顺序对梯形图控制的影响X401X402X401Y430Y431Y430Y431X401X402X401Y430Y431Y430Y431(a)(b)先执行先执行后执行后执行举例说明：点动控制的电路图和梯形图点动控制的电路图和梯形图接点顺序的调整 KMKMSB1SB2SB3(a)点动控制电路图(b)点动控制梯形图X401X402X403Y430X403Y430X401X402M100Y430X403Y430X403M100用用PLC控制电动机降压控制电动机降压起动控制动控制用用用用PLCPLC控制电动机降压起动控制等效电路图控制电动机降压起动控制等效电路图控制电动机降压起动控制等效电路图控制电动机降压起动控制等效电路图 PLC等效控制电路PLC等效电路工作过程示意图