常用電氣控制電路

1、常用電氣控制電路1. 控制柜內(nèi)電路的一般排列和標注規(guī)律 為便于檢查三相動力線布置的對錯，三相電源L1、L2、L3在柜內(nèi)按上中下、左中右或后中前的規(guī)律布置。L1、L2、L3三相對應(yīng)的色標分別為黃、綠、紅，在制作電氣控制柜時要盡量按規(guī)范布線。 二次控制電路的線號，一般的標注規(guī)律是：用電裝置（如交流接觸器）的右端接雙數(shù)排序，左端按單數(shù)排序。二次控制電路的線號編排如圖1所示。 動力線與弱點信號線要盡量遠離，如傳感器、PLC、DCS集散控制系統(tǒng)、PID控制器等信號線，如果不能做到遠離，要盡量垂直交叉。弱電線纜最好單獨放入一個金屬橋架內(nèi)，所有弱電信號的接地端都在同一點接地，且與強電的接地分離。 常用電氣控

2、制電路 圖1 二次控制電路的線號編排 2. 電動機起?？刂齐娐?該電路可以實現(xiàn)對電動機的起停控制，并對電動機的過載和短路故障進行保護，電動機起?？刂齐娐啡鐖D2所示。 圖2 電動機起?？刂齐娐?在圖2中，L1、L2、L3是三相電源，信號燈HL1用于指示L2和L3兩相電源的有無，電壓表V指示L1和L3相之間的線電壓，熔斷器FU1用于保護控制電路（二次電路）避免電路短路時發(fā)生火災(zāi)或損失擴大。合上斷路器QF1，二次電路得電，按下起動按鈕（綠色）SB2，交流接觸器KM1的線圈通電，交流接觸器的主觸點KM1的輔助觸頭KM1-1閉合，電動機M1通電運轉(zhuǎn)。由于KM1-1觸頭已閉合，即使起動按鈕SB2抬起，KM

3、1的線圈也將一直有電。KM1-1的作用是自鎖功能，即使SB2抬起也不會導(dǎo)致電動機的停止，電動機起動運行。按下停止按鈕SB1，KM1的線圈斷電，KM1-1和KM1觸頭放開，電動機停止，由于KM1-1已經(jīng)斷開，即使停止按鈕SB1抬起，KM1的線圈也仍將處于斷電狀態(tài)，電動機M1正常停止。當電動機內(nèi)部或主電路發(fā)生短路故障時，由于出現(xiàn)瞬間幾倍于額定電流的大電流而使斷路器QF1迅速跳閘，使電動機主電路和二次電路斷電，電動機保護停止。當電動機發(fā)生過載時，電動機電流超出正常額定電流一定的百分比，熱繼電器FR1發(fā)熱，一定時間后，F(xiàn)R1的常閉觸頭FR1-1斷開，KM1線圈斷電，KM1-1和KM1主觸頭斷開，電動機

4、保護停止。KM1線圈得電時，HL2指示燈亮說明電動機正在運行，KM1的線圈斷電后HL2燈滅，說明電動機停止運行。當FR1發(fā)生過載動作，常開觸頭FR1-2閉合，HL3燈亮說明電動機發(fā)生了過載故障。假設(shè)上述的三相交流電動機M1的功率3.7kW，額定電流為7.9A，工作電壓為AC380V，則3.7kW電動機起停控制電路元件清單見表1。 表1 3.7kW電動機起?？刂齐娐吩鍐?. 電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路 該電路能實現(xiàn)對電動機的正、反轉(zhuǎn)控制，并有短路和過載保護措施。電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路如圖3所示。 常用電氣控制電路 圖3 電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路 在圖3中，接觸器KM2線圈吸合后，因為將L1和L3兩

5、相電源線進行了對調(diào)，實現(xiàn)了電動機的反轉(zhuǎn)運行。信號燈HL1指示電源線L3和零線N之間的相電壓。按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，交流接觸器KM1線圈得電吸合，主觸頭KM1和常開輔助觸頭KM1-1閉合，電動機M1正向運轉(zhuǎn)。KM1的常閉輔助觸頭KM1-2斷開，此時即使按下反轉(zhuǎn)起動按鈕SB3，由于KM1-2的隔離作用，交流接觸器KM2的線圈也不會吸合，KM1-2起安全互鎖作用。電動機正向起動后，反向控制交流接觸器KM2觸頭不會吸合，避免了由于KM1和KM2的觸頭同時吸合而出現(xiàn)電源線L1和L3直接短路的現(xiàn)象。按下停止按鈕SB1，交流接觸器KM1斷電，主觸頭KM1和輔助觸頭KM1-1斷開，KM1-2閉合，電動機M1

6、停止運行。按下反向起動按鈕SB3，交流接觸器KM2的觸頭吸合，主觸頭KM2和輔助觸頭KM2-1閉合，由于KM2將電源線L1和L3進行了對調(diào)，電動機M1反向運轉(zhuǎn)，KM2的常閉輔助觸頭KM2-2斷開，KM1的線圈電路斷開，此時即使正向起動按鈕SB2按下，KM1也不會吸合，KM2-2起安全互鎖作用。當電動機或主電路發(fā)生短路故障時，幾倍于電動機額定電流的瞬間大電流使斷路器QF1立即跳閘斷電。當電動機發(fā)生過載故障時，熱繼電器FR1的常閉觸頭斷開，使KM1或KM2斷電，從而使電動機停止。圖3中1、2、3、4、5、7、9、11、13為電路連接標記，稱為線號，同一線號的電線連接在一起。線號的一般標注規(guī)律是：用

7、電裝置（如交流接觸器線圈）的右端按雙數(shù)排序，左端按單數(shù)排序。假設(shè)上述的電動機功率為15kW，則15kW電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路元件清單見表2。 表2 15kW電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路元件清單 常用電氣控制電路 4.電動機自耦減壓起動控制電路 在有些場合，如果供電系統(tǒng)中的電力變壓器容量裕度不大，或是要起動的電動機的功率在該電源系統(tǒng)中所占比重較大，一般要求電動機的起動要有減壓起動措施，避免因電動機直接起動時電流太大造成電網(wǎng)跳閘，減壓起動的目的就是為了減少電動機的起動電流。一般在電動機設(shè)備獨立供電或用電設(shè)備較少的情況下，18kW以上的三相交流電動機就需要減壓起動；如果大量電氣設(shè)備工作在同一電網(wǎng)中時，28

8、0kW的三相交流電動機可能不需要減壓起動。 常見的75kW以下三相交流電動機的自耦減壓起動控制電路如圖4所示。 常用電氣控制電路 圖4 常見的75kW以下三相交流電動機的自耦減壓起動控制電路 在圖4中，SA1為電源控制開關(guān)，按下起動按鈕SB2，KM2、KM2-1、KM3觸頭吸合，接觸器KM2觸頭吸合給自耦減壓變壓器通電，隨后接觸器KM3觸頭吸合，自耦減壓變壓器65%（或85%）的電壓輸出端接到電動機M1上，電動機在低電壓下開始起動運行，KM3-1觸頭吸合后延時繼電器KT1開始計時，延時一定時間后，KT1-1觸頭吸合，中間繼電器KA1的線圈得電，KA1-2觸頭閉合，KA1自保持，KA1-1斷開，

9、KM2和KM3線圈斷電斷開，KM3-1斷開，KT1斷電斷開，KA1-3觸頭閉合，KM3-2閉合，KM1吸合，交流電動機M1全壓運行，至此電動機進入正常運行狀態(tài)。在圖4中，交流表A通過電流互感器TA1隨時檢測電動機上L3相的交流值，在減壓起動過程中，如果發(fā)現(xiàn)起動電流已接近額定電流時，也可由人工按下全壓切換按鈕SB3，提前是把電動機切換到全壓運行。延時繼電器KT1和KT2的時間設(shè)定，以電動機從起動開始到起動電流接近額定電動機的時間為基礎(chǔ)，一般不會超過30s。KT2的作用是在KT1出現(xiàn)故障時仍能斷開KM2和KM3線圈，切換到KM1運行，一般情況下，KT2可以不要。HL1為電源指示，HL2為減壓起動指

10、示，HL3為正常運行指示。以45kW三相交流電動機為例，45kW電動機自耦減壓起動控制電路元件清單見表3。 表3 45kW電動機自耦減壓起動控制電路元件清單 圖5 電動機自耦減壓起動電路 圖5的原理與圖4差不多，需要提醒的是當電動機電流大于160A時已經(jīng)沒有這么大的熱繼電器，這時要利用電流互感器TA1、TA2和05A小功率的熱繼電器FR1組成電動機過載保護電路。電動機M1的三相電流IU、IV、IW相量之和為零，即IA+IB+IC=0，得IB=-（IA+IC），所以圖5中兩個電流互感器的電流之和等于中間相的電流。讓該電流三次流過熱繼電器FR1的主端子，產(chǎn)生與三相電流全接入時同樣的發(fā)熱效果，減壓起

11、動時KM1-1不吸合，熱繼電器內(nèi)不通過起動電流，正常運行后觸頭KM1-1吸合，熱繼電器投入運行，電流表A指示中間相的電流值。注意電流互感器要和電流表配對使用，如電流互感器為100/5的，那么電流表就應(yīng)該選擇5/100的，使電流表直接顯示電動機的實際電流值。以132kW電動機為例，132kW電動機自耦減壓起動控制電路元件清單見表4 表4 132kW電動機自耦減壓起動控制電路元件清單 4. 電動機星三角形減壓起動電路 三相交流電動機有星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)兩種接法，如圖6所示。一般小功率的電動機為星形聯(lián)結(jié)，大功率的電動機為三角形聯(lián)結(jié)。對于需要減壓起動的大功率電動機，把三角形聯(lián)結(jié)改為星形聯(lián)結(jié)時，由于繞

12、組上的電壓由原來的AC380V降低為AC220V，所以起動電流將有較大的降低，三相交流電動機星三角形減壓起動電路如圖7所示 圖6 三相交流電動機的星形和三角形聯(lián)結(jié)圖7 三相交流電動機星三角形減壓起動電路 在圖7中，SA1為電源控制開關(guān)，按下起動按鈕SB2，KM3、KM3-1觸頭吸合，KM1吸合并自保持，延時繼電器KT1延時開始，電動機為星形聯(lián)結(jié)通電，繞組上的電壓為AC220V，電動機開始起動運行，電動機繞組的線電壓為AC220V，繞組工作在低電壓下，延時繼電器KT1延時一定時間后，KT1-1觸頭斷開，KM3斷電，KM3-2閉合，繼電器KM2線圈通電，交流電動機變?yōu)槿切温?lián)結(jié)，繞組電壓工作在AC

13、380V，KM2自保持，KM2-1斷開，KM2-2斷開，KT1斷電斷開，至此電動機進入正常運行狀態(tài)，在圖7中，過載時FR1斷開，KM1和KM2斷電，電動機斷電。電流表A通過電流互感器TA1檢測電動機L3相的電流，HL1為電源指示，HL2為減壓起動指示，HL3為正常運行指示。以電動機功率等于75kW為例，75kW電動機星三角形減壓起動電路元件清單見表5。 表5 75kW電動機星三角形減壓起動電路元件清單 5. 水箱和壓力容器自動上水電路水箱水位低于某一位置時，水泵電動機起動向水箱送水；水箱水位高于某一水位時，電動機停機。水箱自動上水電路如圖8所示。圖8 水箱自動上水電路 在圖8中，三相電源用L1

14、、L2、L3來表示，YA是高液位傳感器（例如UQK型）的常閉觸頭，YB是低液位傳感器的常閉觸頭。當水箱液位低于最低液位時，YA和YB都閉合，KM1吸合，電動機起動，水泵向水箱送水，KM1-1吸合；當水箱液位高于最低液位時，YB觸頭斷開，由于KM1-1的自保持作用，KM1依然吸合，電動機繼續(xù)運轉(zhuǎn)；當液位高于最高液位時，YA觸頭斷開，KM1斷電斷開，YB和KM1-1都斷開。隨著水箱向外供水，液位下降，當?shù)陀谧畹退粫r，又重復(fù)上述過程。 上述電路稍加變動即可用于儲氣壓力容器的壓力控制，例如要求壓力容器的壓力低于某一壓力值B時，電動機帶動氣壓機運轉(zhuǎn)給壓力容器充氣，壓力容器壓力高于某一壓力值A(chǔ)時，電動機

15、停止。壓力容器自動上水電路如圖9所示。 圖9 壓力容器自動上水電路 在圖9中，L1、L2、L3代表三相電源，YA和YB是電接點壓力表（例如YX-150型）的觸頭。YB是低壓觸頭，壓力低于低壓設(shè)定值時，觸點吸合；高于低壓設(shè)定值時，觸點斷開。YA是高壓觸頭，壓力高于高壓設(shè)定值時，觸頭吸合；低于高壓設(shè)定值時，觸頭斷開。低壓動作值和高壓動作值在電接點壓力表上設(shè)定。合上斷路器QF1，如果壓力容器內(nèi)的壓力低于最低壓力值，常閉觸頭YB閉合，交流接觸器KM1線圈通電，空壓機的電動機M1運行，KM1-1、KM1-2觸頭吸合；當壓力高于低壓設(shè)定值時，YB觸頭打開，由于KM1-1的自保作用，KM1繼續(xù)吸合；當壓力高

16、于高壓設(shè)定值時，YA觸頭吸合，KA1繼電器線圈通電，KA1-1斷開，繼電器KM1線圈通電，電動機M1停止運行，KM1-1和KM1-2斷開，繼電器KA1線圈通電。6. 污水自動排放電路 污水液位高于某一液位時，排污泵電動機自動運行；污水液位低于某一液位時，排污泵電動機自動停止運行。污水自動排放電路如圖10所示。 圖10 污水自動排放電路 在圖10中，YA是低于液位傳感器的常開觸頭，液位低于最低液位時YA打開，液位高于最低液位時YA閉合。YB是高液位傳感器的常開觸頭，當液位高于最高液位時，YB閉合，KM1吸合，電動機M1運行，排污泵將污水抽出，由于KM1-1閉合，即使污水液位低于最高液位YB斷開，

17、KM1依然吸合，排污泵繼續(xù)運行；當液位低于最低液位時，YA觸頭斷開，KM1斷電，排污泵電動機M1停止運行。7. 電動機自動往復(fù)運行電路 在機床控制中，經(jīng)常會要求電動機能帶動工件，做往復(fù)運動，當工件到達一個方向的極限位置時，要求電動機反向運行，工件到另一個方向的極限位置時，要求電動機再做正向運動，以此往復(fù)不停運動，直到工件加工完畢。如用電氣電路實現(xiàn)，電動機自動往復(fù)運行電路如圖11所示。圖11 電動機自動往復(fù)運行電路 在圖11中，YA1-1和YA1-2是一端的限位開關(guān)（例如YBLX-19）YA的常閉觸頭和常開觸頭，YB1-1和YB1-2是另一端限位開關(guān)YB的常閉觸頭和常開觸頭，延時繼電器KT1設(shè)定

18、為5s。合上斷路器QF1，合上電源開關(guān)SA1，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2（例如LW6）轉(zhuǎn)到-45°，選擇優(yōu)先向左運動，假設(shè)工件開始處于中間某一位置，由于YA1-2和YB1-2常開觸頭處于斷開狀態(tài)，KM1和KM2不吸合，電動機不動作，KM1-2和KM2-2閉合，延時繼電器KT1通電，5s時間后KT1-1閉合，KM1吸合，電動機先向左運行，KM1-1閉合，KM1自保持，KM1-2斷開，KT1斷電，KT1-1斷開。當電動機到達限位開關(guān)YA時，YA1-1斷開，KM1斷電，電動機停止，YA1-2閉合，KM2吸合，電動機向右運動；當工件到達限位開關(guān)YB時，YB1-1斷開，KM2斷電，電動機停止運動；YB1-

19、2閉合，KM2-3閉合，KM1吸合，電動機向左運動，以此往復(fù)運動。開關(guān)SA1斷開，電動機徹底停止運動，當SA2旋轉(zhuǎn)+45°，選擇優(yōu)先向右運動，過程基本相同。 8. 電動閥門控制電路 在液體與氣體輸送場合，有時需要用電動閥對流體的流動進行控制，按下打開閥門按鈕，閥門電動機朝打開方向運動，閥門全開后，電動機自動斷電；按下關(guān)閉閥門按鈕，閥門電動機朝閥門關(guān)閉方向運動，閥門全關(guān)后，電動機自動斷電。任何時間只要按下停止按鈕，電動機馬上停止。電動閥門控制電路如圖12所示。圖12 電動閥門控制電路 在圖12中，、和為轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2的端子，將SA2轉(zhuǎn)到“手動”位置時，和接通。按下閥門打開按鈕SB2，K

20、M1吸合，電動機M1帶動渦輪蝸桿運行，凸輪1順時針運動，當凸輪1運動到“開”位置時，閥門全開，按下限位開關(guān)XW1，XW1-1斷開，電動機自動停止；按下閥門關(guān)閥按鈕SB3時，KM2吸合，L1和L3對調(diào)，電動機M1反向運行，凸輪1逆時針運動，當凸輪1運動到“關(guān)”位置時，閥門全關(guān)，按下限位開關(guān)XW2，XW2-1斷開，同時電動機停止運行。任何位置只要按下停止按鈕SB1，無論KM1還是KM2都將斷電，電動機M1停止運行。將功能切換開關(guān)SA2轉(zhuǎn)到“自動”位置時，和斷開，和接通，上述的手動按鈕SB1、SB2和SB3不再起作用。PLC的KA1和KA2觸頭控制閥門的開、關(guān)和停。KA1閉合，閥門打開；KA2閉合，

21、閥門關(guān)閉；KA1和KA2均斷開，閥門停止運動。 9. 定時自動往返噴淋車電控電路 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，也有很多需要實現(xiàn)自動化的地方，如每隔幾個小時給胚芽均勻噴淋一次，如果采用人工操作，勞動強度雖然不大，但是由于人體生物鐘的作用，在凌晨以后的幾次澆水，往往不能很好地完成，一是噴淋的均勻程度，二是準時性都不好保證。采用自動控制的方法，就十分簡單。為了降低成本，我們可以選用一些家用電器上的常用的控制元件，控制電路如圖13所示。圖13 控制電路 圖13中，利用洗衣機進水電磁閥DCF控制進水，利用洗衣機電動機M正反線圈交替通電實現(xiàn)小車左右行走噴淋。圖13中，YA1和YA2是限位開關(guān)YA的常閉觸頭和常開觸頭，YB1和YB2是