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第二章电器控制线路的基本原则和基本环节•组成：按钮、继电器、接触器等低压电器组成。•特点：具有线路简单、维护方便、便于操作、价格低廉等许多优点。•电气图：表达设备的电气控制系统的组成、分析控制系统工作原理以及安装、调试、检修控制系统。•常用的电气图：电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。第一节电器控制线路的绘制一、电气原理图•电气原理图：表达电气控制系统的组成和联接关系，主要用来分析控制系统工作原理。•1、主电路、控制电路和其它辅助的信号、照明电路，保护电路一起构成电气控制系统，各电路应沿水平方向独立绘制。•2、电路中所有电器元件均采用国家标准规定统一符号表示，其触头状态均按常态画出。主电路一般都画在控制电路的左侧或上面，复杂的系统则分图绘制。所有耗能元件（线圈、指示灯等）均画在电路的最下端。•图形符号应符合GB4728《电气图用图形符号》的规定。•文字符号应符合GB7159-87《电气设备常用基本文字符号》的规定。•3、沿横坐标方向将原理图划分成若干图区，并标明该区电路的功能。继电器和接触器线圈下方的触头表用来说明线圈和触头的从属关系。主触头所在图区辅助常开触头所在图区辅助常闭触头所在图区KMKM26X2XX2•对未使用的触头用“X”表示。二、电器元件布置图•电器元件布置图：表明电气原理图中所有电器元件、电器设备的实际位置，为电气控制设备的制造、安装提供必要的资料。三、电气接线图•1、各电器代号应与有关电路图和电器元件清单上所用列的元器件代号相同。•2、体积大的和较重的电器元件应该安装在电气安装板下面，发热元件应安装在电气安装板的上面。•3、经常要维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低，图中不需要标注尺寸。•电气接线图：表明所有电器元件、电器设备联接方式，为电气控制设备的安装和检修调试提供必要的资料。•绘制原则：1、接线图中，各电器元件的相对位置与实际安装的相对位置一致，且所有部件都画在一个按实际尺寸以统一比例绘制的虚线框中。3、各电器元件的接线端子都有与电气原理图中的相一致编号。4、接线图中应详细地标明配线用的导线型号、规格、标称面积及连接导线的根数。标明所穿管子的型号、规格等，并标明电源的引入点。5、安装在电气板内外的电器元件之间需通过接线端子板连线。•图中还标注出连接导线的型号、根数、截面积，如BVR5×1mm2为聚氯乙烯绝缘软电线、5根导线、导线截面积为—平方毫米。第二节鼠笼电动机简单的起、停电器控制线路•全压起动：将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机起动旋转。（p≤10kw）•降压起动：起动时减少加在定子绕组上的电压，以限制起动电流；在起动完成后再将定子电压恢复至额定值。一、开关控制电路由开关控制电机直接起/停，要求电机容量较小，且无法实现自动控制或失压、欠压保护。二、接触器控制电路刀开关—电源引入接触器—控制电机起/停SB1—停止按钮SB2—起动按钮•1、线路工作情况合上电源开关QS引入三相电源按起动按钮SB2→KM线圈+→KM主触闭合→电动机接通电源起动运转。→KM的常开辅助触点闭合（自锁）自锁（自保持）：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电三、线路的保护环节电动机停车：按停止按钮SBl→KM线圈﹣→KM主触断开→电动机接停止运转。→KM的常开辅助触点复位（解除自锁）•1．过载保护：FR原因：电机电流超过额定值一段时间后，绕组发热，会使绝缘材料变脆，电机寿命降低，甚至损坏。措施：串接在主电路中的热继电器的热元件在电动机过载时，受热弯曲，端部产生的位移使常闭触点断开，切断电动机的控制电路。注意：热继电器动作后不能自动复位，等双金属片冷却后，才能复位。•2．短路保护：FU原因：热元件存在热惯性，电路发生短路时无法瞬时动作。措施：熔体在短路电流作用下迅速熔断。注意：为了扩大保护范围，熔断器一般直接装在刀开关下边（尽量靠近电源）。•3．失压、欠压保护：自锁触点（接触器）1）欠压保护原因：当电源电压下降时，电机绕组电流上升。措施：当电源电压下降到85%UN以下，接触器的F吸〈F反，衔铁释放，触点断开，电机停止。2）失压保护原因：开关控制电路，若停电后再恢复供电，电机将会自行起动。措施：停电时，接触器触点断开，电机停止。恢复供电后，若起动按钮不被按下，则接触器线圈不会得电，触点不会闭合，电机无法自行起动。欠压和失（零）压保护的优点：1、防止电动机低压运行。2、避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。3、防止在电源恢复时，电动机突然起动运行而造成设备和人身事故。电器控制中：按钮→发布命令信号接触器→实现对控制对象的控制继电器→根据控制过程中各个量的变化发出相应的控制信号。第三节电器控制线路的基本规律•实现方法：对调交流电动机的任意两相电源相序。一、正反转的控制线路：a接触器互锁正/反转控制电路b按钮和接触器双重互锁控制电路•1、接触器互锁正/反转控制电路工作过程：（1）SB1↓—→KM1+—→KM1自锁（）→正转（2）SB3↓—→停（3）SB2↓—→KM2+—→KM2自锁（）→反转（4）SB3↓—→停问题：KMl、KM2同时闭合，造成相间短路。电气互锁：利用接触器（继电器）的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。（工作可靠）结论：在控制中，凡具有相反动作的均需电气互锁。•2、按钮和接触器双重互锁控制电路工作过程：（1）SB1↓—→KM1+—→正转（2）SB2↓—→KM1—KM2+—→反转（3）SB1↓—→KM2—KM1+—→正转（4）SB3↓—→停机械互锁：利用复合按钮的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。（操作方便）•3、仅有按钮互锁控制电路存在问题：若出现熔焊或衔铁卡在吸合状态的故障时，虽然线圈已失电但是其主触点无法断开。此时另一接触器一旦得电动作，主电路就会发生短路。解决：为保证工作的可靠和操作的方便可采用按钮和接触器双重互锁。此时若出现上述故障现象，则接触器的互锁常闭触点必然将另一接触器的控制电路切断，避免另一接触器线圈得电。结论：复合按钮不能代替联锁触点的作用。二、自动往返控制电路•4、主令控制器控制的正反转控制线路•行程控制：根据生产机械的运动部件行程的变化来进行控制称为。•钻削加工刀架的运动过程控制：刀架在位置1起动后能自动地由位置1开始移动到位置2进行钻削加工，刀架到达位置2后自动退回到位置1时停车。刀架的自动循环三、按顺序工作的联锁控制SQ1（原位行程开关、位置l的测量元件）—→KM2—KM1+SQ2（终点行程开关、位置l的测量元件）—→KM1—KM2+SQ3（限位保护）—→KM2—SQ4（限位保护）—→KM1—电动机根据行程位置实现起动、停转和正反向控制。注意：控制线路在安装时行程开关(SQ1、SQ2)与电动机的转向要一致性。存在问题：若小车停在原位或终点，一送上电源，小车即开始自动运行。顺序控制——保证操作的合理和工作的安全可靠（按一定顺序工作的联锁要求）。•a电路：KM1的常开触点接在M2电机的控制回路中。控制特点：保证只有在M1起动后，M2才能起动。•b电路：M2电机的控制电路接在KM1的常开触点之后。控制特点：保证只有在M1起动后，M2才能起动。a图b图•车床的主轴电动机M1、油泵电动机M2的工作顺序要求：1）、油泵电动机M2起动后主轴电动机M1才允许起动。2）、主轴电动机M1停止后油泵电动机M2才允许停止。c图d图•c(d)电路：KM2的常开触点并接在SB1的两端。控制特点：1)起动时必须M1起动后，M2才能起动。四、点动控制电路2）停止时必须M2先停机，M1才能停止。3)过载保护在各自的控制电路中。结论：1）、要求甲接触器动作后乙接触器才能动作，则将甲接触器的常开触点串在乙接触器的线圈电路。2）、要求甲接触器停止后乙接触器才能停止，则将甲接触器的常开触点并接在乙接触器的停止按钮。1、基本的点动控制电路•说明：1）去掉自锁触点2）无过载保护（短时工作）•2、点动/长动控制电路1）a图点动时用SB3的常闭触点切断自锁回路。SB3↓：SB3常闭触点先断开自锁回路，其常开触点才闭合使接触器得电，电机旋转。SB3↑：SB3常开触点先断开，接触器失电，而后其常闭触点才恢复闭合，但KM的常开触点已断开。（点动时，KM的常开辅助触点虽会闭合，但自锁回路已被SB3切断）五、多点起、停与多条件控制电路•2）b图点动时用手动开关SA切断自锁回路。开关SA打开→点动开关SA打开→长动•a：方便操作。起动按钮并联，停止按钮串联。•b：安全操作。起动按钮串联、停止按钮并联。a图b图第四节三相异步电动机的起动控制线路•前言：•三相异步电动机：三相绕线式、三相鼠笼式。•1、三相鼠笼式异步电动机优点：结构简单、价格便宜、应用广泛。缺点：不便于调速使用场合：不需要调速的场合（中小型鼠笼电动机很少用于调速的场合）。•2、三相绕线式异步电动机特点：便于调速（转子通过滑环串接外加电阻，减小起动电流和提高起动转矩）•起动方式：•1、直接起动(全压起动)：将额定电压直接加在定子绕组上使电动机起动。优点：起动设备简单、起动转矩较大、起动时间短缺点：起动电流大(额定电流的5～7倍)。过大的起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。直接起动，只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。电动机直接起动的判断：式中IST一电动机全压起动的起动电流IN—电动机额定电流。•2、降压起动起动时减小电动机定子绕组上的电压，以限制起动电流；起动结束将定子电压恢复至额定值，进入正常运行。降压起动：Y-△降压起动定子串电阻降压起动定子串自耦变压器降压起动延边三角形降压起动定子串电抗器降压起动一、鼠笼式异电动机的降压起动控制线路•1、Y-△降压起动控制线路•1）原理U’–V’–W’U–W’→L1U→L1V–U’→L2V→L2W–V’→L3W→L3Y:每相绕组220V△:每相绕组380V•注意：1)起动时定子绕组Y接，正常运行时定子绕组△接。2)为方便接线，定子绕组的抽头排列顺序已对调如右图。•2）控制电路△TSB2↓→KM+KMY+KT+→KMY—KM+KM△+Y型起动△型运行KMY和KM△的主触点不能同时闭合，否则主电路会发生短路。故电路中用KMY和KM△常闭触点进行电气互锁。•3）适用场合：电动机正常工作时定子绕组必须△接，轻载起动。（Y系列鼠笼型异步电动机功率为4.0kW以上者均为△形接法。）•4）特点：起动转矩小，仅为额定值的1/3；转矩特性差（起动转矩下降为原来的l／3）。注意：起动的时间取决与负载的大小。•2、定子串电阻的降压起动控制线路•1）原理：起动时三相定子绕组串接电阻R，降低定子绕组电压，以减小起动电流。起动结束应将电阻短接。•2）控制电路SB2↓——→KM1+KT+——→KM2+KM1—KT—串R起动运行3）适用场合：电动机容量不大，起动不频繁且平稳。4）特点：起动转矩小，加速平滑，但电阻损耗大。用电抗器代替电阻：价格较贵，成本较高。3、串自耦变压器降压起动控制电路1）原理：起动时，定子绕组上为自耦变压器二次侧电压；正常运行时切除自耦变压器。•2）控制电路SB2↓—→KM1+KT+——→KA+KM2+KM1—KT—串自耦变运行压器起动3）适用场合：重载起动。4）特点：起动转矩大（60%、80%抽头），损耗低，但设备庞大成本高。起动过程中会出现二次涌流冲击，适用于不频繁起动、容量在30kw以下的设备中。•鼠笼式异步电动机起动方法比较起动方法适用范围特点直接电动机容量小于10KW不需起动设备，但起动电流大。定子串电阻电动机容量大于10KW，起动次数不太多的场合。线路简单、价格低、电阻消耗功率大，起动转矩小。Y-△起动额定电压为380V，正常工作时为△接法的电动机，轻载或空载起动。起动电流和起动转矩为正常工作时的1/3。串自耦变压器电动机容量较大，要求限制对电网的冲击电流。起动转矩大，设备投入较高。•4、TPL系列鼠笼式电动机通用控制屏使用范围：全电压不可逆重复短时工作制。电路特点：1）采用主今控制器SA控制；2）带有电磁抱