基本电气控制电路课件.ppt

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1、基本电气控制电路第第2 2章基本电气控制电路章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准电气控制电路的绘制原则及标准2.2交流电动机的基本控制电路交流电动机的基本控制电路2.3典型生产机械电气控制电路的分析典型生产机械电气控制电路的分析2.4电气控制电路的一般设计法电气控制电路的一般设计法基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图电气安装接线图2.1.4电气元件布置图电气元件布置图基本电气控制电路2.1.1 电气

2、图中的图形及文字符号电气图中的图形及文字符号电气控制图电气控制图：将电气元件及其联接用将电气元件及其联接用图形表达出来的图称电图形表达出来的图称电气图气图用统一的图形符号及文用统一的图形符号及文字符号绘制字符号绘制 KMKM SB2 SB1 FR KMM3FR FU2 L1 L2 L3QSPEFU1M基本电气控制电路电气图：电气图：电气原理图电气原理图安装接线图安装接线图元件布置图元件布置图电电气气图图 KMKM SB2 SB1 FR KMM3FR FU2 L1 L2 L3QSPEFU1M 电气原理图是用图形符号和文字符号、导线连电气原理图是用图形符号和文字符号、导线连接起来，描述电气设备工作

3、原理的电路图；接起来，描述电气设备工作原理的电路图；包含所有电气元件的导电部分和接线端点之间包含所有电气元件的导电部分和接线端点之间的相互关系；的相互关系；不考虑电气元件实际位置或大小。不考虑电气元件实际位置或大小。基本电气控制电路根据通过电流的大小电路图可分为：根据通过电流的大小电路图可分为： * *主电路主电路 * *控制电路控制电路 KMKM SB2 SB1 FR KMM3FR FU2 L1 L2 L3QSPEFU1M主电路主电路大电流大电流控制电控制电路小电路小电流流2.1.22.1.2电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则基本电气控制电路1. 1. 绘制电气原理图的基本原则绘制电气

4、原理图的基本原则 ：（1 1）. .* * 主电路、控制电路、信号电路应分主电路、控制电路、信号电路应分开绘出；开绘出；电器的各个不同组成部分可以不画电器的各个不同组成部分可以不画在一起，但文字符号应标注一致；在一起，但文字符号应标注一致；同一类型的电器，可以在文字符号同一类型的电器，可以在文字符号后加数字来区分；后加数字来区分；* * 主电路画在图纸的左方；主电路画在图纸的左方；* * 控制电路、信号电路画在图纸的右控制电路、信号电路画在图纸的右方方 ；基本电气控制电路（2 2）. .多相电源电路集中画在图纸上方，多相电源电路集中画在图纸上方，相序依次排列相序依次排列(L1(L1、L2L2、

5、L3L3、N N、PEPE）; ;直流系统电源正负极用直流系统电源正负极用L+L+、L L，中间线中间线( (地线）用地线）用M M标记（标记（P84P84）；）；电机的引入线用电机的引入线用U U、V V、W W顺序标顺序标记；记；* * 控制电路和信号电路画在两条电控制电路和信号电路画在两条电源线之间源线之间 KMKM SB2 SB1 FR KMM3FR FU2 L1 L2 L3QSPEFU1M基本电气控制电路耗电元件直接与一条电源线相连（线圈）耗电元件直接与一条电源线相连（线圈）控制触点连接在另一条电源线和耗电元件之控制触点连接在另一条电源线和耗电元件之间间基本电气控制电路( (两个线圈

6、的画法：并列，不能串联）两个线圈的画法：并列，不能串联） 基本电气控制电路（3 3）. .电路按功能布置；电路按功能布置；按动作顺序或信号流的方向自左向右、自按动作顺序或信号流的方向自左向右、自上而下依次平行排列；上而下依次平行排列；尽可能减少线条和避免交叉线，当导线有尽可能减少线条和避免交叉线，当导线有电联系时，电联系时，T T可画可不画实心圆点，可画可不画实心圆点，+ +必须必须画实心圆点；画实心圆点；类似项目宜对齐；类似项目宜对齐；电气图中所有电器触点，都按没有通电和电气图中所有电器触点，都按没有通电和没有外力作用时的状态画出；没有外力作用时的状态画出；事故、备用、报警开关应表示在设备正

7、常事故、备用、报警开关应表示在设备正常使用时的位置；使用时的位置；有机械联系的元器件用虚线连接。有机械联系的元器件用虚线连接。 KM2L1 L2 L3V WSB2 FU KM1M3M3FR1FR2 KM2FR1FR2 KM1 SB487SB3654312KM1 SB1 KM2QFM1M2基本电气控制电路CW6132CW6132型车床的电气原理图型车床的电气原理图基本电气控制电路2.2.图面区域的划分图面区域的划分 电气原理图下方的电气原理图下方的1 1、2 2、3 3、数字是图区编数字是图区编号，是为了便于检索电气线路、方便阅读分析而号，是为了便于检索电气线路、方便阅读分析而设置的。图区编号也

8、可设置在图的下方。图幅大设置的。图区编号也可设置在图的下方。图幅大时可在图纸左方加入时可在图纸左方加入a a、b b、c c、字母图区编号。字母图区编号。 图区编号上方的文字表明对应区域下方元器图区编号上方的文字表明对应区域下方元器件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元器件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元器件或某部分电路的功能，以利于理解整个电路的件或某部分电路的功能，以利于理解整个电路的工作原理。工作原理。基本电气控制电路2.22.2交流电动机的基本控制电路交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路2.2.3三相绕

9、线转子异步电动机起动控制电路2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节基本电气控制电路2.2.12.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路三相笼型异步电动机直接起动控制电路1.1.电动机单向点动控制电路电动机单向点动控制电路2.2.电动机单向自锁控制电路电动机单向自锁控制电路3.3.电动机单向点动、自锁混合控制电路电动机单向点动、自锁混合控制电路4.4.电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路5.5.自动停止控制电路自动停止控制电路6.6.自动往返控制电路自动往返控制电路7.7.其他典

10、型控制电路其他典型控制电路基本电气控制电路 1.1.单向点动控制电路单向点动控制电路 按按SBKMSBKM线圈得电吸合线圈得电吸合 KMKM主触点闭合主触点闭合M M起动运转。起动运转。松开松开SBSB按钮复位按钮复位KMKM线线圈失电释放圈失电释放 KMKM主触点断主触点断开开M M失电停止。失电停止。所以，所以，SBSB兼作停止按钮。兼作停止按钮。 工作原理工作原理 ：一按（点）就动，一松（放）就停一按（点）就动，一松（放）就停 基本电气控制电路2 2单向自锁控制电路单向自锁控制电路通过接触器自身通过接触器自身辅助触点而保持辅助触点而保持线圈通电的现象线圈通电的现象称为自锁。称为自锁。自锁

11、自锁触点触点自锁自锁点动点动基本电气控制电路按按SB2KM的线的线圈得电吸合圈得电吸合KMKM主触点闭合主触点闭合M起动运转。起动运转。 欲使欲使M停止，按停止，按SB1KM线圈断电，线圈断电，KM的主触点断开的主触点断开M停止运转。停止运转。工作原理工作原理 ：基本电气控制电路点动与自锁的区别点动与自锁的区别 ：不设自锁触点不设自锁触点不另设停止按钮不另设停止按钮不设不设FRFR 1.1.必设自锁触点必设自锁触点2.2.另设停止按钮另设停止按钮3.3.设设FRFR过载保护过载保护 基本电气控制电路保护环节：保护环节： 短路保护短路保护 过载保护过载保护 失压保护失压保护失压保护：失压保护：在

12、电网断电后，为防在电网断电后，为防止恢复供电时电动机止恢复供电时电动机突然自行起动运转造突然自行起动运转造成设备和人身事故的成设备和人身事故的保护保护U U85%U KM85%U KM的的衔铁自行释放衔铁自行释放 基本电气控制电路电动机的保护：电动机的保护：电动机的保护电动机的保护KMKM自身具备欠压自身具备欠压和失压保护和失压保护热继电器热继电器短路短路保护保护过载过载保护保护欠压欠压保护保护熔断器熔断器基本电气控制电路3 3单向点动、自锁混合控制电路单向点动、自锁混合控制电路 （1）采用复合按钮： 长动：按长动：按SB2SB2线圈线圈KMKM吸吸合、自锁合、自锁主触点主触点KMKM闭闭合合

13、电机电机 M M 起动。起动。点动：按点动：按SB3SB3 ( (先断后合）先断后合）欲停机，按欲停机，按SB1 SB1 线圈线圈KMKM失电失电主触点主触点KMKM断开断开电机电机M M停止转动。停止转动。M3 SB3 SB2KM FR FU1 SB1 KM FRKM FU2 L1 L2 L3QS3PEM基本电气控制电路所以：所以： 一般要求电机正常运行的设计，都必一般要求电机正常运行的设计，都必须有启动按钮和停止按钮须有启动按钮和停止按钮基本电气控制电路4. 4. 电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路SQ1SQ2SQ3SQ4工 作 台正向反向机械部件作正、反两个方向的运动，均可机械部件

14、作正、反两个方向的运动，均可通过控制电动机的正、反转来实现。通过控制电动机的正、反转来实现。 (1)正正-停停-反控制电路反控制电路(2)正正-反反-停控制电路停控制电路基本电气控制电路电动机旋转方向电动机旋转方向 电源的相序电源的相序由由KM1KM1、KM2KM2主触点分主触点分别送入正、负序电源别送入正、负序电源改变电动机旋转方向改变电动机旋转方向三相交流电动机：三相交流电动机：改变电源的相序改变电源的相序对换两根电源线位置对换两根电源线位置 基本电气控制电路（1 1）正一停一反控制电路）正一停一反控制电路主电路主电路：断路器断路器注意：注意：KM1KM1和和KM2KM2主触点不主触点不可

15、同时闭合可同时闭合, ,否则会电否则会电源相间短路源相间短路L1、L2、L3、-三相三相交流电源相序交流电源相序U、V、W - 三相三相电动机的相序电动机的相序断路器断路器QF作为电源开作为电源开关，它具有短路保护、关，它具有短路保护、过载保护、失压保护过载保护、失压保护的功能。的功能。 基本电气控制电路控制电路：控制电路： 利用两个接触器的常闭辅助利用两个接触器的常闭辅助触点触点KM1KM1、KM2KM2分别串接在对分别串接在对方接触器的电路中以达到相方接触器的电路中以达到相互制约的方法称为互锁。互制约的方法称为互锁。这两个常闭辅助触点称为互这两个常闭辅助触点称为互锁触点。锁触点。 KM2

16、SB3KM2 KM2 FRSB2 KM1KM1 SB1互锁互锁触点触点有缺有缺陷陷基本电气控制电路自锁与互锁的区别自锁与互锁的区别 ：自锁自锁互锁互锁常开触点常开触点常闭触点常闭触点 并接在自身并接在自身按钮两端按钮两端串接在对方串接在对方线圈的电路线圈的电路中中 基本电气控制电路正一停一反控制电路的工作原理：正一停一反控制电路的工作原理：按下按下SB2 KM1SB2 KM1线圈通线圈通电电自锁，电机正转自锁，电机正转按下按下SB1 SB1 电机停止电机停止按下按下SB3KM2SB3KM2线圈通线圈通电电自锁，电机反转自锁，电机反转基本电气控制电路（2 2）正一反一停控制电路）正一反一停控制电

17、路L1 L2 L3KM2 FU2M3KM1 KM2KM1 KM1 SB3KM2 KM1 KM2 SB2SB1QFMPE复合按钮作联锁。复合按钮作联锁。正正反向切换：反向切换： 按下按下SB3SB3（先断）（先断）KM1KM1失电失电（后合）（后合）KM2KM2线圈得电主触点吸线圈得电主触点吸合合M M由正转切换为反由正转切换为反转。转。 起动：按下起动：按下SB2KM1SB2KM1线圈得电线圈得电KM1KM1主触点主触点闭合闭合M M正转正转基本电气控制电路5 5自动停止控制电路自动停止控制电路按按SB2KM1SB2KM1吸合、自锁吸合、自锁M M正转正转拖动部件向右移动拖动部件向右移动移移至

18、规定位置至规定位置自动压下自动压下SQ3KM1SQ3KM1线圈失电线圈失电M M停止运转停止运转KM2L1L2L3 FUM3KM1 KM2 KM1 KM1 SB3KM2 SQ4 KM1 KM27109658 34 SB221PESQ3QFMSQ1SQ2SQ3SQ4工 作 台正 向反向极限极限保护保护 基本电气控制电路6 6自动往返控制电路自动往返控制电路1-19 FU 2M3 FRKM 1 KM 2 KM 1 KM 1 KM 2 SB3 KM 2KM 1SB1FRSB2SQ 1SQ 2SQ 1SQ 2KM 2SQ 3SQ 4PE3L1 L2 L3Q FM SB2SB2按下按下KM1KM1吸合自

19、锁吸合自锁 M M正转正转 运动部件向右运运动部件向右运动动 碰到碰到SQ1 SQ1 SQ1 SQ1常闭断常闭断开开 KM1KM1电路切断电路切断 SQ1SQ1常开常开闭合闭合 接通接通KM2KM2电路电路 M M反转反转 运动部件向左运动运动部件向左运动 碰到碰到SQ2 SQ2 往返往返 基本电气控制电路7. 7. 其他典型的控制电路其他典型的控制电路(1) (1) 多地点控制电路多地点控制电路 SB3SB3和和SB4SB4并联，任意按下并联，任意按下一个，一个，M M就起动就起动SB1SB1和和SB2SB2串联，任意按下串联，任意按下一个，一个，M M就停止就停止同理：同理：n n地控制？

20、地控制？基本电气控制电路(2) (2) 顺序起、停控制电路顺序起、停控制电路 SB2SB2按下按下KM1KM1通电自通电自锁锁M1M1起动起动SB4SB4按下按下KM2KM2通电自通电自锁锁M2M2起动起动只有只有M1M1起动后，起动后，M2M2才能才能起动起动SB3SB3按下按下KM2KM2断电断电M2M2停止停止SB1SB1按下按下KM1KM1，KM2KM2都都断电断电M1M1和和M2M2都停止都停止若若M2M2工作，工作，M1M1必须也工作；必须也工作；若若M1M1停止，停止，M2M2必须也停止的联锁关系必须也停止的联锁关系基本电气控制电路按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2，KM1KM

21、1得电自锁，电机得电自锁，电机M1M1起动起动KTKT开始计时，开始计时，t t秒后，秒后，常开闭合，常开闭合，KM2KM2得电，得电，电机电机M2M2自动起动自动起动利用时间继电器来实现利用时间继电器来实现顺序控制顺序控制(b) (b) 按时间原则顺序控制电路按时间原则顺序控制电路 基本电气控制电路(3) (3) 步进控制电路步进控制电路 按SB2KA1吸合、自锁KA2吸合、自锁KA3吸合、自锁KA4吸合、自锁 KA3、YV3失电 KA1、 YV1的 失 电KA2、 YV2的 失 电YV1动作YV2动作YV3动作（第一工步）（第二工步）（第三工步）（工作结束）SQ1SQ2SQ3工作原理工作原

22、理按按SB1KA4失电失电工作结束。工作结束。 基本电气控制电路2.2.22.2.2三相笼型异步电动机减压起动三相笼型异步电动机减压起动控制电路控制电路1.1.定子绕组串电阻减压起动控制电路定子绕组串电阻减压起动控制电路2.2.星星- -三角减压起动控制电路三角减压起动控制电路3.3.自耦变压器减压起动控制电路自耦变压器减压起动控制电路基本电气控制电路1 1、星形、星形-三角形降压起动控制电路三角形降压起动控制电路 使用条件：使用条件： 正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机。正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机。控制步骤：控制步骤： 起动时，定子绕组首先接成星形，限制起动电流；

23、起动时，定子绕组首先接成星形，限制起动电流； 待转速上升到接近额定转速时，将定子绕组的接线自动由待转速上升到接近额定转速时，将定子绕组的接线自动由星形转变成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。星形转变成三角形，电动机便进入全电压正常运行状态。 笼型异步电动机容量笼型异步电动机容量10KW10KW时，起动电流较大，需要时，起动电流较大，需要降压起动。即：起动时降低电动机定子绕组上的电压，降压起动。即：起动时降低电动机定子绕组上的电压，起动后再将电压恢复到额定值使之在正常电压下运行。起动后再将电压恢复到额定值使之在正常电压下运行。 基本电气控制电路起动时联结成星形的定子绕组电压与电流都起动时联

24、结成星形的定子绕组电压与电流都只有三角形联结时的只有三角形联结时的 ，由于三角形联，由于三角形联结时绕组内的电流是线路电流的结时绕组内的电流是线路电流的 ，而，而星形联结时两者则是相等的。星形联结时两者则是相等的。因此，联结成星形起动时的线路电流只有联因此，联结成星形起动时的线路电流只有联结成三角形直接起动时线路电流的结成三角形直接起动时线路电流的1/3 1/3 。 3/13/1基本电气控制电路主电路：主电路： KM1 KM1闭合闭合 KM2KM2（） KM3KM3（Y Y）KM2KM2、KM3KM3不能同时吸合，否则电源短路不能同时吸合，否则电源短路基本电气控制电路 KT KT失电失电按按S

25、B2 KTSB2 KT吸合、延时吸合、延时 KM3KM3失电失电 KM2KM2吸合吸合电机电机“”运行。运行。 KM3KM3吸合吸合 KM1KM1吸合、自锁吸合、自锁 电机电机“Y Y”启动。启动。延时完延时完用用KTKT实现实现 YY的的自动切换自动切换控制电路：控制电路：基本电气控制电路控制电路的特点：控制电路的特点：1) KM31) KM3先吸合先吸合 KM1KM1后吸合后吸合 KM3KM3的主触点在无负载的主触点在无负载的条件下接触，延长的条件下接触，延长KM3KM3主触点的使用寿命主触点的使用寿命2) KM22) KM2和和KM3KM3形成互锁保形成互锁保护措施护措施3) 3) 电机

26、绕组由电机绕组由Y Y形形形后，随着形后，随着KM3KM3失电，失电，KTKT失电复位失电复位基本电气控制电路2.2.42.2.4三相笼型异步电动机制动三相笼型异步电动机制动控制电路控制电路1. 1. 制动：电动机切断电源后，要有个与转制动：电动机切断电源后，要有个与转动方向相反的转矩，使之迅速停止。动方向相反的转矩，使之迅速停止。基本电气控制电路2. 制动分类：制动分类： 机械制动：用机械装置强迫电动机迅速停车机械制动：用机械装置强迫电动机迅速停车 电气制动：在电动机停止时，产生一个与原来电气制动：在电动机停止时，产生一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电机转速迅速下降旋转方向相反的制动转

27、矩，迫使电机转速迅速下降3. 电气制动分类：电气制动分类： 反接制动反接制动 能耗制动能耗制动基本电气控制电路4. 反接制动反接制动1) 1) 定义：定义：利用改变电动机电源相序，使定子绕组产利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子惯性旋转方向相反，因而产生生的旋转磁场与转子惯性旋转方向相反，因而产生制动制动2)2)原理：原理：单向运行反接制动控制电路单向运行反接制动控制电路 首先回忆：速度继电器首先回忆：速度继电器KSKS的转轴与电机相连，测的转轴与电机相连，测得电机的转速，当电机转速超过一定值时，得电机的转速，当电机转速超过一定值时，KSKS的触点的触点动作。动作。 KSKS

28、的动作转速：的动作转速：120r/min 120r/min 复位转速：复位转速：100r/min100r/min基本电气控制电路分析：分析：停车：停车：SB1按下常闭打开按下常闭打开,常常开闭合开闭合KM1失电，失电，KM2通电自通电自锁电机定子绕组得到相序相反锁电机定子绕组得到相序相反的电源电机进入反接制动状态的电源电机进入反接制动状态n下降到下降到100r/min以下以下KS触点复位触点复位KM2断电打开（防止断电打开（防止电机反转）反接制动结束电机反转）反接制动结束起动：起动：SB2按下按下KM1通电，通电，触点闭合自锁触点闭合自锁M旋转转速旋转转速n上升到上升到120r/min时时KS

29、触点闭合，触点闭合，为制动做准备为制动做准备反接制动时，定子绕组中流过的反接制动时，定子绕组中流过的电流相当于全压直接起动时电流的电流相当于全压直接起动时电流的2倍，所以倍，所以10KW以上电机采用反接以上电机采用反接制动时，应在主电路中串接电阻，制动时，应在主电路中串接电阻，限制电流限制电流基本电气控制电路自锁、互锁、复合按钮联锁控制自锁、互锁、复合按钮联锁控制在电气控制中，常选择某些能反应生产过程在电气控制中，常选择某些能反应生产过程的变化参数作为控制参量进行控制；的变化参数作为控制参量进行控制；如：自动往返：行程原则如：自动往返：行程原则星三角减压起动：时间原则星三角减压起动：时间原则反

30、接制动：速度原则反接制动：速度原则2.2.62.2.6组成电气控制电路的基本规律组成电气控制电路的基本规律基本电气控制电路 1. 1.短路保护短路保护2.2.过电流保护过电流保护3.3.过载保护过载保护4.4.零电压保护和欠电压保护零电压保护和欠电压保护2.2.72.2.7电气控制电路中的保护环节电气控制电路中的保护环节基本电气控制电路设计思路举例设计思路举例：P.63-11P.63-11题题 设计小车运行的控设计小车运行的控制电路制电路, ,小车由异步电机小车由异步电机拖动拖动, ,其动作程序如下其动作程序如下: :小车由原位开始前进小车由原位开始前进, ,到到终端后自动停止终端后自动停止; ;在终端在终端停留停留2 2分钟后自动返回原分钟后自动返回原位停止位停止. .要求小车在前进要求小车在前进或后退途中的任意位置或后退途中的任意位置都能停止和启动都能停止和启动. .