第4章電氣控制線路設(shè)計(jì)及實(shí)例

1、武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院14.1 4.1 電氣控制電路設(shè)計(jì)方法電氣控制電路設(shè)計(jì)方法4.2 4.2 電氣控制電路設(shè)計(jì)實(shí)例分析電氣控制電路設(shè)計(jì)實(shí)例分析 第第4章章 電氣控制線路設(shè)計(jì)及實(shí)例分析電氣控制線路設(shè)計(jì)及實(shí)例分析武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院2u 電氣控制電路設(shè)計(jì)方法：電氣控制電路設(shè)計(jì)方法： 先設(shè)計(jì)主電路，再設(shè)計(jì)控制電路、信號(hào)電路及局部照先設(shè)計(jì)主電路，再設(shè)計(jì)控制電路、信號(hào)電路及局部照明電路等明電路等控制電路設(shè)計(jì)要求控制電路設(shè)計(jì)要求：滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，能按照工藝的順序準(zhǔn)確而可滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，能按照工藝的順序準(zhǔn)確而可靠地工作?？康毓ぷ鳌ｋ娐方Y(jié)構(gòu)力求簡單，盡量選用常用的且經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過電路結(jié)

2、構(gòu)力求簡單，盡量選用常用的且經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過的電路。的電路。操作、調(diào)整和檢修方便。操作、調(diào)整和檢修方便。具有各種必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。具有各種必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)方法控制電路設(shè)計(jì)方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照電動(dòng)機(jī)的控制：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照電動(dòng)機(jī)的控制方法，采用典型環(huán)節(jié)電路直接進(jìn)行設(shè)計(jì)方法，采用典型環(huán)節(jié)電路直接進(jìn)行設(shè)計(jì)。邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法：采用邏輯代數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。：采用邏輯代數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.1 4.1 電氣控制電路設(shè)計(jì)方電氣控制電路設(shè)計(jì)方法法武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院3u 控制電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題控制電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 ： 盡量減少連接導(dǎo)線盡

3、量減少連接導(dǎo)線 。設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)考慮電器元件。設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)考慮電器元件的實(shí)際位置，盡可能地減少配線時(shí)的連接導(dǎo)線，如圖的實(shí)際位置，盡可能地減少配線時(shí)的連接導(dǎo)線，如圖a是是不合理的。不合理的。 按鈕一般是裝在操作臺(tái)上，而接觸器則是裝在電器柜按鈕一般是裝在操作臺(tái)上，而接觸器則是裝在電器柜內(nèi)，這樣接線就需要由電器柜二次引出連接線到操作臺(tái)上，內(nèi)，這樣接線就需要由電器柜二次引出連接線到操作臺(tái)上，所以一般都將起動(dòng)按鈕和停止按鈕直接連接，就可以減少所以一般都將起動(dòng)按鈕和停止按鈕直接連接，就可以減少一次引出線，如圖一次引出線，如圖b所示。所示。 武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院4 正確連接電器的線圈正確連接電

4、器的線圈 。 a)電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，如圖如圖a所示。由于它們的阻抗所示。由于它們的阻抗不盡相同，會(huì)造成兩個(gè)線圈上的電壓分配不等。即使外加不盡相同，會(huì)造成兩個(gè)線圈上的電壓分配不等。即使外加電壓是同型號(hào)線圈電壓的額定電壓之和，也不允許。因?yàn)殡妷菏峭吞?hào)線圈電壓的額定電壓之和，也不允許。因?yàn)殡娖鲃?dòng)作總有先后，當(dāng)有一個(gè)接觸器先動(dòng)作時(shí)，則其線圈電器動(dòng)作總有先后，當(dāng)有一個(gè)接觸器先動(dòng)作時(shí)，則其線圈阻抗增大阻抗增大, ,該線圈上的電壓降增大，使另一個(gè)接觸器不能吸該線圈上的電壓降增大，使另一個(gè)接觸器不能吸合，嚴(yán)重時(shí)將使電路燒毀。合，嚴(yán)重時(shí)將使電路燒毀。電磁線圈的串并聯(lián)電磁線圈的

5、串并聯(lián)武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院5 b)電感量相差懸殊的兩個(gè)電器線圈，也不要并聯(lián)連接。電感量相差懸殊的兩個(gè)電器線圈，也不要并聯(lián)連接。 圖圖b中直流電磁鐵中直流電磁鐵YA與繼電器與繼電器KA并聯(lián)，在接通電源時(shí)可正并聯(lián)，在接通電源時(shí)可正常工作，但在斷開電源時(shí)，由于電磁鐵線圈的電感比繼電器常工作，但在斷開電源時(shí)，由于電磁鐵線圈的電感比繼電器線圈的電感大得多，所以斷電時(shí)，繼電器很快釋放，但電磁線圈的電感大得多，所以斷電時(shí)，繼電器很快釋放，但電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢可能使繼電器又吸合一段時(shí)間，從鐵線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢可能使繼電器又吸合一段時(shí)間，從而造成繼電器的誤動(dòng)作。解決方法可備用一個(gè)接觸器的觸點(diǎn)而造成

6、繼電器的誤動(dòng)作。解決方法可備用一個(gè)接觸器的觸點(diǎn)來控制。如圖來控制。如圖c所示。所示。 武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院6控制電路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路控制電路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路: 寄生電路是電路動(dòng)作過程中意外接通的電路。如圖所寄生電路是電路動(dòng)作過程中意外接通的電路。如圖所示具有指示燈示具有指示燈HL和熱保護(hù)的正反向電路和熱保護(hù)的正反向電路.正常工作時(shí)，能正常工作時(shí)，能完成正反向起動(dòng)、完成正反向起動(dòng)、停止和信號(hào)指示。停止和信號(hào)指示。當(dāng)熱繼電器當(dāng)熱繼電器FR動(dòng)作時(shí)，電動(dòng)作時(shí)，電路就出現(xiàn)了寄生電路路就出現(xiàn)了寄生電路，如如圖中虛線所示，使正向接圖中虛線所示，使正向接觸器觸器KM1不能有效釋放，不能有效釋放，起

7、不了保護(hù)作用。起不了保護(hù)作用。寄生電路寄生電路武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院7 盡可能減少電器數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和相同型號(hào)的電器盡可能減少電器數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和相同型號(hào)的電器: :如圖所示。如圖所示。當(dāng)控制的支路數(shù)較多，當(dāng)控制的支路數(shù)較多，而觸點(diǎn)數(shù)目不夠時(shí)，而觸點(diǎn)數(shù)目不夠時(shí)，可采用中間繼電器增可采用中間繼電器增加控制支路的數(shù)量。加控制支路的數(shù)量。簡化電路簡化電路去掉不必要的去掉不必要的KM1，簡化電路，簡化電路，提高電路可靠性提高電路可靠性武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院8 多個(gè)電器的依次動(dòng)作問題多個(gè)電器的依次動(dòng)作問題 在電路中應(yīng)盡量避免許多電器依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器在電路中應(yīng)盡量避免許多電器依次動(dòng)作才能

8、接通另一個(gè)電器的控制電路的控制電路。 可逆電路的聯(lián)鎖可逆電路的聯(lián)鎖 在頻繁操作的可逆電路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣在頻繁操作的可逆電路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯(lián)鎖，而且還有機(jī)械聯(lián)鎖。聯(lián)鎖，而且還有機(jī)械聯(lián)鎖。 要有完善的保護(hù)措施要有完善的保護(hù)措施 常用的保護(hù)措施有漏電流、短路、過載、過電流、過電壓、常用的保護(hù)措施有漏電流、短路、過載、過電流、過電壓、失電壓等保護(hù)環(huán)節(jié)，有時(shí)還應(yīng)設(shè)有合閘、斷開、事故、安全失電壓等保護(hù)環(huán)節(jié)，有時(shí)還應(yīng)設(shè)有合閘、斷開、事故、安全等必須的指示信號(hào)。等必須的指示信號(hào)。電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)條件分析法條件分析法例：設(shè)計(jì)一個(gè)組合機(jī)床動(dòng)力頭的控制電路，要求在按下起動(dòng)按鈕后動(dòng)

9、力頭例：設(shè)計(jì)一個(gè)組合機(jī)床動(dòng)力頭的控制電路，要求在按下起動(dòng)按鈕后動(dòng)力頭完成以下工作循環(huán)：完成以下工作循環(huán)：快進(jìn)快進(jìn)工進(jìn)工進(jìn)工退工退快退至原點(diǎn)停止快退至原點(diǎn)停止。（一）分析設(shè)計(jì)要求（一）分析設(shè)計(jì)要求 此例中動(dòng)力頭工作臺(tái)有此例中動(dòng)力頭工作臺(tái)有4 4種工作狀態(tài)：快進(jìn)、工進(jìn)、工退、快退。種工作狀態(tài)：快進(jìn)、工進(jìn)、工退、快退。 可用可用M1M1、M2M2兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)不同的傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)，其中兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)不同的傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)，其中M1M1為快速移為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)其正轉(zhuǎn)時(shí)為快進(jìn)，反轉(zhuǎn)時(shí)為快退。其中動(dòng)電動(dòng)機(jī)其正轉(zhuǎn)時(shí)為快進(jìn)，反轉(zhuǎn)時(shí)為快退。其中M2M2為工作進(jìn)給電動(dòng)機(jī)其正為工作進(jìn)給電動(dòng)機(jī)其正轉(zhuǎn)時(shí)為工進(jìn)，反轉(zhuǎn)時(shí)為工

10、退。其中工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由位置開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)時(shí)為工進(jìn)，反轉(zhuǎn)時(shí)為工退。其中工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由位置開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。4.2 4.2 電氣控制電路設(shè)計(jì)實(shí)例分析電氣控制電路設(shè)計(jì)實(shí)例分析 （二）主電路設(shè)計(jì)（二）主電路設(shè)計(jì) 此例中有此例中有M1M1、M2M2兩臺(tái)電機(jī)，分別有正反轉(zhuǎn)控制，均為全兩臺(tái)電機(jī)，分別有正反轉(zhuǎn)控制，均為全壓起動(dòng)、連續(xù)工作，無制動(dòng)要求。因此設(shè)計(jì)主電路如下：壓起動(dòng)、連續(xù)工作，無制動(dòng)要求。因此設(shè)計(jì)主電路如下：SQ3原位終點(diǎn)轉(zhuǎn)換SQ1SQ2快進(jìn)KM1快退KM2工進(jìn)KM3工退KM4（三）控制電路設(shè)計(jì)（三）控制電路設(shè)計(jì) 條件分析法的原則：條件分析法的原則： 1、以接觸器、繼電器、電磁鐵等的、以接觸器、繼電器

11、、電磁鐵等的線圈為分析對象線圈為分析對象，分析其，分析其通電（起始）通電（起始）和斷電（終止）條件和斷電（終止）條件，從而得出每個(gè)線圈的控制電路后經(jīng)過組合和優(yōu)化得出，從而得出每個(gè)線圈的控制電路后經(jīng)過組合和優(yōu)化得出整個(gè)控制電路。整個(gè)控制電路。 2、線圈的分析順序應(yīng)盡量與控制過程的動(dòng)作順序一致。、線圈的分析順序應(yīng)盡量與控制過程的動(dòng)作順序一致。SQ3 以此例學(xué)習(xí)條件分析法的應(yīng)用：以此例學(xué)習(xí)條件分析法的應(yīng)用： 1、分析動(dòng)作過程：、分析動(dòng)作過程： 原位原位起動(dòng)按鈕起動(dòng)按鈕快進(jìn)（快進(jìn)（KM1+KM1+）SSQ Q2 2工進(jìn)（工進(jìn)（KM3+KM3+） S SQ Q3 3工工退（退（KM4+KM4+）SSQ

12、Q2 2快退（快退（KM2+KM2+）原位原位S SQ Q1 1停止停止2 2、分析接觸器線圈的起始和終止條件：、分析接觸器線圈的起始和終止條件：1 1）KM1KM1：起始條件：起始條件起動(dòng)按鈕起動(dòng)按鈕SB2 SB2 終止條件終止條件SSQ Q222 2）KM3KM3：起始條件：起始條件SQSQ22 終止條件終止條件SSQ Q333 3）KM4KM4：起始條件：起始條件SSQ Q33 終止條件終止條件SSQ Q224 4）KM2KM2：起始條件：起始條件SSQ Q22 終止條件終止條件SSQ Q11KM2KM2會(huì)在電路開始通電時(shí)就通電，這種情況應(yīng)會(huì)在電路開始通電時(shí)就通電，這種情況應(yīng)增加起始條件

13、：當(dāng)增加起始條件：當(dāng)KM4KM4+ +時(shí)松開時(shí)松開S SQ Q2 2，即，即（KM4+）+（SQ2）；因而）；因而KM4KM4終止條終止條件調(diào)整為件調(diào)整為KM2+KM2+?？爝M(jìn)快進(jìn)工進(jìn)工進(jìn)工退工退快退快退當(dāng)當(dāng)S SQ Q11，S SQ Q22，但，但KM4-KM4-，即工退，即工退未開始時(shí)，不能快退；工退時(shí)，未開始時(shí)，不能快退；工退時(shí)，SQ2SQ2未未，不能快退，工退結(jié)束，不能快退，工退結(jié)束S SQ Q22，才能使才能使KM2+KM2+，開始快退；當(dāng)，開始快退；當(dāng)S SQ Q22，KM2+KM2+，切斷，切斷KM4-KM4-，停止工退。，停止工退。3 3、組合與優(yōu)化：增加連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)，急停按

14、鈕等、組合與優(yōu)化：增加連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)，急停按鈕等原位終點(diǎn)轉(zhuǎn)換SQ1SQ2快進(jìn)KM1快退KM2工進(jìn)KM3工退KM4SQ3武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院14二、設(shè)計(jì)控制兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的電氣控制電二、設(shè)計(jì)控制兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的電氣控制電路。路。要求：要求：1 1、兩臺(tái)電機(jī)均設(shè)正、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕和停止按鈕。、兩臺(tái)電機(jī)均設(shè)正、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕和停止按鈕。2 2、只有當(dāng)?shù)谝慌_(tái)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)、只有當(dāng)?shù)谝慌_(tái)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)10s10s后第二臺(tái)電機(jī)才后第二臺(tái)電機(jī)才能正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。而停車時(shí)只有第二臺(tái)電機(jī)停車能正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。而停車時(shí)只有第二臺(tái)電機(jī)停車5s5s后后第一臺(tái)電機(jī)才能停車。第一臺(tái)電機(jī)才能

15、停車。3 3、當(dāng)任一臺(tái)電機(jī)發(fā)生過載時(shí)，兩臺(tái)電機(jī)均停止。、當(dāng)任一臺(tái)電機(jī)發(fā)生過載時(shí)，兩臺(tái)電機(jī)均停止。武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院15FR1KM1KM2KM1KM2SB1SB2SB3KM1KM2KM1KT1FR210SKM2KM3KM4KM3KM4SB4SB5SB6KM3KM4KM3KM4KT1M3U V WQSFUKM1KM2FR武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院16三、設(shè)計(jì)一小車運(yùn)行的控制電路圖，其動(dòng)作如下：三、設(shè)計(jì)一小車運(yùn)行的控制電路圖，其動(dòng)作如下：1 1、啟動(dòng)后，小車由原點(diǎn)、啟動(dòng)后，小車由原點(diǎn)O O處前進(jìn)，到處前進(jìn)，到A A處（碰到限位開關(guān)處（碰到限位開關(guān)SQ1SQ1），小車后退；），小車后退；2 2、后退到、后退到B B處（碰到限位開關(guān)處（碰到限位開關(guān)SQ2SQ2），小車停），小車停5S5S，第二次，第二次前進(jìn)，直到碰到前進(jìn)，直到碰到C C處（碰到限位開關(guān)處（碰到限位開關(guān)SQ3SQ3），又后退。