《基本电气控制电路》PPT课件.ppt

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1、第第2 2章基本电气控制电路章基本电气控制电路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交流电动机的基本控制电路交流电动机的基本控制电路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电气控制电路的一般设计法电气控制电路的一般设计法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电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则电气安装接线图电气安装接线图电气元件布置图电气元件布置图2.1.1 电气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

2、的图称图形表达出来的图称电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 电气原理图电气原理图是用图形符号和文字符号、导线连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。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

3、制电路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电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则1.1.绘制电气原理图的基本原则绘制电气原理图的基本原则：（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 ；（2 2）.多相电源电路集

4、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、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(两个线圈的画法：并列，不能串联）两个线圈的画法：并列

5、，不能串联）（3 3）.电路按功能布置；电路按功能布置；按按动动作作顺顺序序或或信信号号流流的的方方向向自自左左向向右右、自自上而下依次平行排列；上而下依次平行排列；尽尽可可能能减减少少线线条条和和避避免免交交叉叉线线，当当导导线线有有电电联联系系时时，T T可可画画可可不不画画实实心心圆圆点点，+必必须须画实心圆点；画实心圆点；类似项目宜对齐；类似项目宜对齐；电电气气图图中中所所有有电电器器触触点点，都都按按没没有有通通电电和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；事事故故、备备用用、报报警警开开关关应应表表示示在在设设备备正正常常使用时的位置；使用时的位置；有机械联系的元器件

6、用虚线连接。有机械联系的元器件用虚线连接。CW6132CW6132型车床的电气原理图型车床的电气原理图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

7、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。交流电动机的基本控制电路交流电动机的基本控制电路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减压起动控制电路三相绕线转子异步电动机起动控制电路三相笼型异步电动机制动控制电路三相笼型异步电动机调速控制电路组成电气控制电路的基本规律电气控制电路中的保护环节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

8、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.其他典型控制电路其他典型控制电路 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

9、停 2 2单向自锁控制电路单向自锁控制电路通通过过接接触触器器自自身身辅辅助助触触点点而而保保持持线线圈圈通通电电的的现现象象称为称为自锁自锁。自锁自锁触点触点自锁自锁点动点动按按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起起动运转。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 ：点动与自锁的点动与自锁的区别区别：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

10、保护环节：保护环节：短短路路保保护护 过过载载保保护护 失压保护失压保护失压保护：失压保护：在在电电网网断断电电后后，为为防防止止恢恢复复供供电电时时电电动动机机突突然然自自行行起起动动运运转转造造成成设设备备和和人人身身事事故故的的保护保护U U85%U KM85%U KM的的衔铁自行释放衔铁自行释放 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：长动长动：按：按SB2SB2线圈线圈

11、KMKM吸吸合、自锁合、自锁主触点主触点KMKM闭闭合合电机电机 M M 起动。起动。点动点动：按：按SB3SB3 (先断后合先断后合）欲停机欲停机，按，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。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，都必须有须有启动启动按钮和按钮和停止停止按钮按钮4.4.电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路机械部件作正、反两个方向的运动，均可机械部件作正、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

12、(2)正正-反反-停控制电路停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（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、-三三相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

13、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。控制电路：控制电路：利利用用两两个个接接触触器器的的常常闭闭辅辅助助触触点点KM1KM1、KM2KM2分分别别串串接接在在对对方方接接触触器器的的电电路路中中以以达达到到相相互制约的方法称为互制约的方法称为互锁互锁。这这两两个个常常闭闭辅辅助助触触点点称称为为互互锁触点锁触点。互锁互锁触点触点有缺有缺陷陷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 正一停一反控

14、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（2 2）正一反一停控制电路）正一反一停控制电路复合按钮作联锁。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线线圈得电主触点吸合圈得电主触点吸合M M由正转切换为反转。由正转切换为反转。起动：按下起动：按下SB2KM1SB2KM1线线圈得电圈得电KM1KM1主触点闭主触点闭合

15、合M M正转正转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停止运转停止运转极限极限保护保护 6 6自动往返控制电路自动往返控制电路 SB2SB2按下按下KM1KM1吸合自锁吸合自锁 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

16、动 碰到碰到SQ2 SQ2 往返往返 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并联并联，任意按下，任意按下一个，一个，M M就就起动起动SB1SB1和和SB2SB2串联串联，任意按下，任意按下一个，一个，M M就就停止停止同理：同理：n n地控制？地控制？(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

17、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按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2，KM1KM1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(3)(3)步进控制电路步进控制电

18、路 工作原理工作原理按按SB1KA4失电失电工作结束。工作结束。三相笼型异步电动机减压起动控制三相笼型异步电动机减压起动控制电路电路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1 1、星形星形-三角形降三角形降压压起起动动控制控制电电路路 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；起动时，定子绕组首先接成星形，限制起动电流；待

19、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。起动时联结成星形的定子绕组电压与电流都起动时联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

20、，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。主电路：主电路：KM1KM1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 KT KT失电失电按按SB2SB2 KT 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

21、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：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失电复位失电复位三相笼型异步电动机制动控制电三相笼型异步电动机制动控制电路

22、路1.1.制动：制动：电动机切断电源后，要有个与转电动机切断电源后，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。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，产生一个与原来旋电气制动：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转方向相反的制动转矩，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

23、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

24、相反锁电机定子绕组得到相序相反的电源电机进入的电源电机进入反接制动反接制动状态状态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，应在主电路中制动时，应在主电路中串

25、接电阻串接电阻，限制电流限制电流自锁、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：时间原则反接制动：速度原则反接制动：速度原则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 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电气控制电路中的保护环节电气控制电路中的保护环节设计思路举例设

26、计思路举例：题题 设设计计小小车车运运行行的的控控制制电电路路,小小车车由由异异步步电电机机拖拖动动,其其动动作作程程序序如如下下:小小车车由由原原位位开开始始前前进进,到到终终端端后后自自动动停停止止;在在终终端端停停留留2 2分分钟钟后后自自动动返返回回原原位位停停止止.要要求求小小车车在在前前进进或或后后退退途途中中的的任任意意位位置置都能停止和启动都能停止和启动.作业作业:1、画出所有所学电器的图形和文字符号，并写出功能画出所有所学电器的图形和文字符号，并写出功能2、说出自锁和互锁的区别，并各举一例（控制电路）、说出自锁和互锁的区别，并各举一例（控制电路）3、画画出出异异步步电电机机正正转转 反反转转 停停止止的的主主电电路路及及控制电路，并写出工作原理控制电路，并写出工作原理4、画出自动往返电路的控制电路，并写出工作原理、画出自动往返电路的控制电路，并写出工作原理5、9，11，14，17