第二章电气控制线路的基本规律(40学时)改

作者贺娟1第二章电气控制线路的基本规律电气控制线路的绘制原则2.1电气控制线路中的基本环节2.2三相交流电动机启动控制线路2.3三相交流电动机制动控制线路2.4电气控制线路中的保护环节2.5本章小结作者贺娟2即继电—接触器控制线路。指由按钮、继电器、接触器，熔断器、行程开关等低压控制电器用导线连接起来组成的控制线路。电气控制线路线路简单、便于掌握、价格低廉等，多年来在各种生产机械的电气控制领域中获得广泛的应用。定义：特点：实现对电力拖动系统的动作的控制和保护，实现生产过程自动化，以满足生产工艺对拖动控制的要求。作用：作者贺娟3电气控制线路图：用以描述电气控制设备电气原理及安装、调试用的工艺性图纸。电气控制线路图的分类：1、电气原理图，2、电器元件布置图，3、电气安装接线图2.1电气控制线路的绘制原则作者贺娟4一、电气原理图它是为了便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰原则，采用电器元件展开的形式绘制而成的图样。作者贺娟51.由主电路、控制电路、辅助回路组成。（一）电气原理图的绘制原则主电路包括从电源到电机的电路，是强电流通过的部分，一般由QS、FU、FR的热元件、KM主触点和电动机组成，用粗线条画在原理图的左面。控制电路是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用细线条画在原理图的右面。辅助回路：其他如信号、保护、测量、照明等，也是小电流的线路。用细线条画在原理图的右面。基本原则是按电路画图作者贺娟6（1）主电路标号由文字符号和数字组成。文字符号用以标明主电路中元件或线路的主要特征，数字标号用以区别电路不同线段：三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记（分别对应以前的A、B、C三相，即对应色标黄、绿、红），中性线为N，接地端为PE。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺序进行标记。直流回路：正电源回路采用“1”标记；负电源回路采用“2”标记。（2）控制电路和辅助电路中，连接在一点上的所有导线具有同一电位，因而标注相同的线号（通常在线圈、指示灯等以上线号标奇数，线圈、指示灯等以下线号标偶数）。作者贺娟73.按GB规定的图形符号和文字符号表示各电器元件。2.电气原理图表示电气控制线路的工作原理、以及各电气元件的作用和相互关系，而不考虑电气设备的实际安装位置和实际接线情况。4.属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，如SB1、SB2等。作者贺娟87.尽可能减少线条和避免线条交叉。两线交叉连接时的电气连接点须用实心圆点标出。可拆接或测试点用空心圆点表示。6.无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。5.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出，即按原始状态绘制。作者贺娟9（二）图面区域的划分图区编号表示图面划分的各个区域，一般写在图的下部（1，2，3等）；图的上方设有用途栏，用文字注明该栏对应下方电路或元件的功能。作者贺娟10电气原理图中用符号位置索引来表示接触器和继电器线圈与触点的位置，索引表位于电气原理图中相应的线圈的下方，给出触头的文字称号，并在其下面注明相应触头的索引代号，接触器和继电器及其相应的从属关系图如下：对未用的触点用“叉”表示（三）符号位置的索引接触器KM：左栏中栏右栏主触点所辅助常开触点辅助常闭触点在图区号所在图区号所在图区号继电器K：左栏右栏常开触点常闭触点所在图区号所在图区号作者贺娟11KM24×2×2×AAA作者贺娟12电器元件布置图：表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位置，是电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。电器元件的布置原则：1.体积大和较重的电器元件应装在元件安装板的下方，发热元件应装在上方2.强弱电分开，弱电应屏蔽3.需经常维护、检修、调整的元件的安装位置不宜过高或过低4.布置应整齐、美观、对称5.元件之间应留有一定间距作者贺娟13电器元件布置图举例作者贺娟14电器接线图：表示电气设备或装置连接关系的简图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修和故障处理。根据电气原理图和电器元件布置图编制同一电器元件的各部件必须画在一起。表示出电气设备和电器元件的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等情况与电气原理图和电器元件布置图配合使用作者贺娟15电气安装接线图举例1作者贺娟161.电动机的起动直接起动降压起动软起动2.电动机的运行点动连续运行往返运行两地控制2.2电气控制线路中的基本环节作者贺娟173.电动机的调速有级调速无级调速4.电动机的制动反接制动能耗制动作者贺娟18优点：它结构简单，制造方便，价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，很少需要维护，可用于恶劣环境等优点，在实际生产生活中得到广泛的应用。三相鼠笼异步电机一、启动、点动和停止控制环节1、单向全压启动控制线路作者贺娟19直接将三相对称交流电接入电动机的三相定子绕组相应的出线端上？L1L2L3M～3UVW控制？三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理作者贺娟20刀开关：在低压电路中作为不频繁接通和分断电路用，主要用来将电路与电源隔离。M～3UVWQS三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理作者贺娟21断路器：主要用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载、欠压和漏电等故障时能分断故障电路。M～3UVW三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理QF×××作者贺娟22接触器：用来频繁接通或断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭好几百次。M～3UVWQSKM三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理作者贺娟23M～3UVWQSKM当接触器的常开触点（KM）闭合，电机接通电源开始转动；当接触器的常开触点（KM）断开，电机停止运行。三相鼠笼异步电机全压起动的工作原理作者贺娟24接触器的工作原理？KM～只要控制交流接触器线圈电路的通断就能控制电机的起停。三相鼠笼异步电机直接启动控制M～3UVWQSKM作者贺娟25一、启动、点动和停止控制环节1、单向全压启动控制线路KM自锁环节自锁：这样利用输出信号KM本身的联锁来保持输出，又称“自保持”作者贺娟262、电动机的点动控制线路“一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控制电路。这种控制方法常用于电动机检修后试车或生产机械的位置调整（如机床上的手动调校控制）。(a)最基本的点动控制线路(b)带旋转开关SA的点动控制线路作者贺娟27(c)利用中间继电器实现点动的控制线路(d)用复合按钮SB3实现点动的控制线路作者贺娟28以下控制电路能否实现既能点动、又能连续运行KMSB1KMSB2FRSB3思考不能点动！作者贺娟29P75：题2-2下列各图能否实现点动和连续控制？为什么？作者贺娟30按下启动按钮后，控制回路自保持，设备运行；按下停止按钮后，设备停止。3、起-保-停控制电路下图所示是两个典型的启-保-停控制电路SB2KMKMSB1b）启动优先的自保持电路a）停止优先的自保持电路KMKMSB1SB2启-保-停控制电路又分为启动优先的自保持电路和停止优先的自保持电路，判断方法是启动和停止的按钮同时按下，看设备是启动还是停止。电动机启动、停止控制电路补充作者贺娟31控制电路(a)：起动按钮并联连接，停止按钮串联连接，分别安置在三个地方，就可实现三地操作。控制电路(b)：几个操作者都按起动按钮发出主令信号，设备才能起动，停止时则任一点都可以操作，4、多地点控制电路电动机启动、停止控制电路补充作者贺娟32二、可逆控制和互锁环节可逆控制的应用：机械设备的正向和反向运动、电梯上下行、机床工作台前进和后退、起重设备的上下运动等。。。可逆：指电动机做正转或反转运动图2-5三相异步电动机可逆控制线路（a）主电路作者贺娟33（b）无互锁的控制线路或在KM2有电时按下SB2会怎样？问题：若在KM1有电时按下SB3会怎样？（a）主电路图2-5三相异步电动机可逆控制线路反转接触器正转接触器正转按钮反转按钮KM1和KM2同时闭合会造成电源短路！作者贺娟34电气互锁SB1KM1KM2SB2KM1KM1SB3KM2KM2.....通电断开无电闭合自锁改进方法：电气互锁控制电路按下SB2缺点：改变转向时必须先按停止按钮SB1电机正转利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁解决措施：在控制电路中加入机械互锁，形成多重互锁控制（c）互锁控制线路作者贺娟35机械互锁电气互锁这种利用电气互锁和机械互锁实现的控制称多重互锁。KM1KM1SB3SB1KM2SB2KM1KM2KM2改变转向只需按下复合按钮SB3KM1得电电动机正转（d）采用复合按钮的互锁控制线路多重互锁控制：按下SB2作者贺娟36动作序列图介绍1）元件线圈的得电和失电：分别用“√”和“×”作为元件文字符号的上角标。2）元件触点的闭合和断开：分别用“＋”和“－”作为元件文字符号的上角标。3）分析控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从左至右的顺序表述各元件的状态。作者贺娟37电动机M1和M2各由热继电器FRl、FR2进行保护,接触器KMl控制电动机M1的起动、停止，接触器KM2控制电动机M2的起动、停止，KMl、KM2经熔断器FU和开关QS与电源连接。三、顺序控制环节（联锁控制）生产设备或自动生产线都由许多运动部件构成，而这些运动部件之间存在互相联系和制约的关系，因此常要求电动机或其他电器有一定的得电顺序。按顺序起动或停止的控制，属于联锁控制1)主电路：两台电动机顺序控制电路QS作者贺娟38按下SB2+→KM1√→KM1+主触点吸合，M1起动。↘→KM1+辅助常开触点吸合，自锁。↘→按下SB3+→KM2√→KM2+主触点吸合，M2起动。↘→KM2+辅助常开触点吸合，自锁。两台电机都起动之后，要使电机停止运行，可如下操作：按下SB1-→KM1×→KM1-主触点释放脱开，M1停止运转。↘→KM2×→KM2-主触点释放脱开，M2停止运转。注意：能否先起动M2？按下SB3+→KM1-→KM2×，M2电机无法起动。KM2（a）a)先M1，后M2顺序起动，同时停车2)控制电路作者贺娟39思考：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时:M1起动后M2立即起动；停车时:M2停车后M1立即停车。应如何实现控制？起动：KM2SB2KM2SB1KM1FR1FR2KM1通电通电闭合闭合动画作者贺娟40KM1FR1SB1KM2SB2KM2FR2KM1停止：断电断电断开断开思考：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时:M1起动后M2立即起动；停车时:M2停车后M1立即停车。应如何实现控制？作者贺娟41b)先M1，后M2顺序起动,先M2，后M1顺序停车KM2（b）起动操作：SB2+→KM1√→KM1+主触点吸合，M1起动。↓↘→KM1+辅助常开触点吸合，自锁。SB4+→KM2√→KM2+主触点吸合，M2起动。↘→KM2+辅助常开触点吸合，自锁。停车操作：SB3-→KM2×→KM2-主触点释放脱开，M2停止运转。↓SB1-→KM1×→KM1-主触点释放脱开，M1停止运转。作者贺娟42YA（a）图2-8两位四通电磁阀点动、起动控制线路（a）主电路（b）电磁阀控制电路YA（b）KASB1SB2KA四、执行元件为电磁阀时的控制线路作者贺娟43三个继电器KA1、KA2、KA3，要求在开关SA闭合后继电器能顺序地接通，然后再按同一顺序断开，在SA保持闭合时，工作循环重复运行：时序开关控制电路不仅与触点组合有关，而且和组合过程的次序有关，这类控制电路称为时序开关控制电路。常用电气控制电路1KA1KA1KA3KA2KA3KA2SA作者贺娟44要求KM1控制的电动机M1起动t秒后，KM2控制的电动机M2才起动（可用通电延时时间继电