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电气控制与可编程序控制器主编黄净第二章电气控制系统的基本环节第一节电气控制电路图的绘制第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制第四节三相笼型异步电动机的制动控制第五节其他典型控制环节第六节电气控制保护环节简介第一节电气控制电路图的绘制一、电气图的图形符号和文字符号1.图形符号2.文字符号(1)基本文字符号基本文字符号有单字母符号与双字母符号两种。(2)辅助文字符号辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征的，如“SYN”表示同步，“L”表示限制，“RD”表示红色等。(3)补充文字符号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。二、电气原理图1.绘制原则第一节电气控制电路图的绘制1)原理图一般分主电路和控制电路两部分：主电路包括从电源到电动机的电路，是大电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边；控制电路是通过小电流的电路，一般是由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成的控制回路、照明电路、信号电路及保护电路等，用细线条画在原理图的右边。2)电路图中各电气元器件，一律采用国家标准规定的图形符号绘出，用国家标准规定的文字符号标记。3)需要测试和拆、接外部引出线的端子，应用图形符号“空心圆”表示。4)采用电器元件展开图的画法。5)所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。第一节电气控制电路图的绘制6)控制电路的分支电路，原则上按动作顺序和信号流自上而下或自左至右的原则绘制。7)电路图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。8)当图形垂直放置时，电路中各元器件触点图形符号以“左开右闭”绘制，即垂线左侧的触点为动合触点，垂线右侧的触点为动断触点。图2-1CW6132车床电气原理图第一节电气控制电路图的绘制2.图区的划分3.符号位置的索引三、电气元件布置图四、电气互连图2Z2.tif第一节电气控制电路图的绘制2Z3.tif第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制一、单向直接起动控制1.点动控制2.连续控制24.tif第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制2Z5.tif第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制(1)短路保护当主电路或控制电路短路时，熔断器FU1或FU2的熔体熔断而切断电路，起到保护作用。(2)过载保护采用热继电器FR实现电动机的长期过载保护。(3)欠电压、失电压保护通过接触器KM的自锁环节来实现。二、电动机的正反转控制1.按钮控制的正反转控制电路图2-6正反转控制电路第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制2.自动往返正反转控制图2-7自动往返可逆旋转电路第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制练习1.按图2-4所示的主电路和控制电路进行接线后，按下SB时不能实现点动,请分析故障原因。2.按图2-5所示的主电路和控制电路进行接线后，遇到以下故障，请分析故障原因。(1)控制电路一旦接通电源，即便未按下起动按钮SB2，电动机也立即运转。(2)按下起动按钮SB2后，电动机不能起动。3.按图2-6所示的主电路和图2-6c所示的控制电路进行接线后，依次按下正、反转起动按钮SB2、SB3，电动机旋转方向不发生改变，请分析故障原因。4.分析以下问题(1)在图2-5的主电路中若有一相熔体接触不良，会出现什么情况?第二节三相笼型异步电动机的直接起动控制(2)在图2-5的主电路中若将电源线L2与L3接错(对调)，将会产生什么情况?原因是什么?(3)按图2-6c接线后同时按下SB2和SB3，能否引起电源短路?为什么?(4)按图2-6c接线后，当电动机正常正向运转时，很轻地碰一下反向起动按钮SB3，即未将按钮按到底，电动机运行状况如何?为什么?(5)分析在图2-6c所示的电路中要实现由正向转反向(或由反向转正向)时，是否需要按下停止按钮SB1再操作，为什么？第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制一、定子绕组串接电阻或电抗器减压起动控制图2-8定子串电阻减压起动控制电路第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制二、星形—三角形转换减压起动控制图2-9星形—三角形减压起动控制电路第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制三、自耦变压器减压起动控制图2-10自耦变压器减压起动的控制电路第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制①自耦变压器T接入，减压起动，HL1灯灭，HL2灯亮②延时一段时间后→触点KT(3-7)闭合→KA线圈得电并自锁→触点KA(4-5)断开→KM1线圈失电释放→自耦变压器T切除；在触点KA(4-5)断开的同时，触点KA(10-11)断开→HL2灯灭，而触点KA(3-8)闭合→KM2线圈得电→触点KM2(10-14)闭合，HL3灯亮，电动机全压运行。四、延边三角形减压起动控制第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制211.tif第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制2Z12.tif③延时一定时间后→KT的动断触点断开→KM1线圈失电释放；第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制与此同时，KT的动合触点闭合→KM3线圈得电吸合并自锁，接触器KM1与KM3之间设有电气互锁，此时电动机转入正常运行。五、笼型异步电动机起动方式的小结表2-1笼型异步电动机起动方法及特点练习1.按图2-9所示电路接好线后，按下SB2，KM1和KM3得电动作，电动机起动，但时间继电器延时时间已到时，电路仍无切换动作，故障的原因是什么?如何将故障排除?第三节三相笼型异步电动机的减压起动控制2.分析以下问题(1)若把图2-9中时间继电器的延时动合、动断触点，错接成瞬时动作的动合、动断触点，电路的工作状态如何变化?(2)如果在图2-9中用断电延时的时间继电器进行控制，电路该如何设计？第四节三相笼型异步电动机的制动控制一、反接制动控制图2-13反接制动控制电路第四节三相笼型异步电动机的制动控制图2-14能耗制动控制电路第四节三相笼型异步电动机的制动控制表2-2笼型异步电动机制动方法及特点练习1.按图2-13进行接线后，遇到以下故障：(1)按下SB2电动机正常起动，但按下SB1时电动机断电按惯性继续转动而无制动作用，试分析故障原因？排除故障方法是什么?(2)按下SB1电动机制动，KM1失电后，电动机转速仍较高(比如300r／min)不能很快停车，试分析其原因是什么?２.按图2-14进行接线后，遇到以下故障：二、能耗制动控制第四节三相笼型异步电动机的制动控制(1)电动机正常起动，按下SB1，电动机与三相电源断开，KM2得电进行能耗制动，但SB1松开后制动又立即消失，电动机按惯性转动，试分析故障原因是什么?(2)电动机正常起动，按下SB1，电动机能耗制动，停车后发现定子绕组上仍有直流电，试分析故障原因是什么?如何将故障排除?３.分析以下问题：(1)按图2-13接线后，电动机在运行时想要停车，按下SB1但没按到底，会出现什么情况?(2)按图2-14接线后，改变时间继电器的延时时间对制动效果会有什么影响?第五节其他典型控制环节一、多地点控制起、停的联锁控制二、按顺序工作时的联锁控制图2-15电动机的三地点控制电路第五节其他典型控制环节图2-16两台电动机顺序起动控制电路2.电路的工作过程1.电路的构成第五节其他典型控制环节三、正常工作与点动的联锁控制图2-17点动、连续控制线路四、电液控制第五节其他典型控制环节(一)液压动力滑台的液压系统工作分析图2-18液压动力滑台二次进给液压系统图第五节其他典型控制环节(1)快速趋进油泵电机起动后，压力油沿着管1、辅助油路11，进入阀Ⅳ、管7、单向阀ⅩⅤ、管8、阀Ⅲ的左腔，把三位五通阀推向右端，右端回油沿管10、节流阀ⅩⅥ、管9，阀Ⅳ流回油箱，从而接通了工作油路，油泵的压力油经单向阀、阀Ⅲ、管2、行程阀Ⅷ、管3进入油缸左腔，油缸带动滑台向左运动。(2)一次工进当快速趋进终了时，滑台上的挡铁压下行程阀Ⅷ，切断管2与管3之间的通道。(3)二次工进当滑台一次进给终了，挡铁压下行程开关SQ2，电磁阀YV3通电，将管4和管3之间的通道切断，使油泵的压力油经由调速阀Ⅴ、阀Ⅵ、管3进入油缸右腔，滑台由一次工进转为二次工进。(4)死挡铁停留当工进终了时，滑台碰上死挡铁，停止前进，油路的工作状态与二次工进时相同。第五节其他典型控制环节(5)快速退回滑台死挡铁停留一段时间后，管3压力升高，压力继电器BP动作，发出信号使阀Ⅳ、阀Ⅲ均改变状态。(6)原位停止滑台快速退回原位时，挡铁压下原位行程开关SQ1，阀Ⅳ的电磁铁断电，在其两边弹簧力平衡状态下，回到中间位。(二)液压动力滑台电液配合的控制电路表2-3元件动作第五节其他典型控制环节图2-19一次工进、死挡铁停留的控制电路a)主令电路b)执行电路(1)滑台快进在油泵电动机起动后，油泵输出高压油。第五节其他典型控制环节(2)一次工进滑台快速趋近到压下行程阀Ⅷ时，快速趋近转为一次工进。(3)死挡铁停留当工进终了时，滑台被死挡铁挡住，进给油路压力升高，使压力继电器BP动作，发出滑台快退信号。(4)快速退回死挡铁停留，进油路压力升高，压力继电器BP动作，使KA2通电并自锁，同时KA1、YV1断电，YV2通电。(5)原位停止滑台快速退回原位时，压下SQ，KA2、YV2断电，滑台停在原位。第六节电气控制保护环节简介一、短路保护二、过载保护三、欠电压保护四、零电压保护五、过电流保护六、弱磁保护七、超速保护第六节电气控制保护环节简介表2-4电动机的保护第六节电气控制保护环节简介图2-20电气控制电路中常用的保护环节第六节电气控制保护环节简介1.什么是零电压、欠电压保护？利用哪些电器电路可以实现零电压、欠电压保护？2.在电气控制线路中，常用的保护环节有哪些类型？各种保护的作用是什么？练习