電氣控制線路的基本規(guī)律課件

1、第二章 電氣控制線路的基本規(guī)律電氣控制線路的繪制原則2.1電氣控制線路中的基本環(huán)節(jié)2.2三相交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制線路2.3三相交流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路2.4電氣控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)2.5本章小結(jié)第1頁，共60頁。即繼電接觸器控制線路。指由按鈕、繼電器、接觸器，熔斷器、行程開關(guān)等低壓控制電器用導(dǎo)線連接起來組成的控制線路。電氣控制線路線路簡(jiǎn)單、便于掌握、價(jià)格低廉等，多年來在各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。定義：特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作的控制和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，以滿足生產(chǎn)工藝對(duì)拖動(dòng)控制的要求。作用：第2頁，共60頁。電氣控制線路圖：用以描述電氣控制設(shè)備電氣原理及安裝、調(diào)試用的工

2、藝性圖紙。電氣控制線路圖的分類 ：1、電氣原理圖，2、電器元件布置圖，3、電氣安裝接線圖2.1 電氣控制線路的繪制原則第3頁，共60頁。一、電氣原理圖它是為了便于閱讀與分析控制線路，根據(jù)簡(jiǎn)單、清晰原則，采用電器元件展開的形式繪制而成的圖樣。第4頁，共60頁。1. 由主電路、控制電路、輔助回路組成。 （一）電氣原理圖的繪制原則主電路包括從電源到電機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過的部分，一般由QS、FU、FR的熱元件、KM主觸點(diǎn)和電動(dòng)機(jī)組成，用粗線條畫在原理圖的左面。控制電路是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器的觸點(diǎn)等組成，用細(xì)線條畫在原理圖的右面。 輔助回路：其他如信號(hào)

3、、保護(hù)、測(cè)量、照明等也是小電流的線路?；驹瓌t是按電路畫圖第5頁，共60頁。（1）主電路標(biāo)號(hào)由文字符號(hào)和數(shù)字組成。文字符號(hào)用以標(biāo)明主電路中元件或線路的主要特征，數(shù)字標(biāo)號(hào)用以區(qū)別電路不同線段 三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記（分別對(duì)應(yīng)以前的A、B、C三相，即對(duì)應(yīng)色標(biāo)黃、綠、紅），中性線為N ，接地端為PE 。電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序進(jìn)行標(biāo)記。直流回路：正電源回路采用“1”標(biāo)記；負(fù)電源回路采用“2”標(biāo)記。（2）輔助電路中連接在一點(diǎn)上的所有導(dǎo)線具有同一電位而標(biāo)注相同的線號(hào)，線圈、指示燈等以上線號(hào)標(biāo)奇數(shù)，線圈、指示燈等以下線號(hào)標(biāo)偶數(shù)。第6頁，共60頁。3. 按GB

4、規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示各電器元件。2. 電氣原理圖表示電氣控制線路的工作原理、以及各電氣元件的作用和相互關(guān)系，而不考慮電氣設(shè)備的實(shí)際安裝位置和實(shí)際接線情況。 4. 屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點(diǎn))按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號(hào)。若有多個(gè)同類電器，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)，如SB1、SB2等。 第7頁，共60頁。7. 盡可能減少線條和避免線條交叉。兩線交叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用實(shí)心圓點(diǎn)標(biāo)出?？刹鸾踊驕y(cè)試點(diǎn)用空心圓點(diǎn)表示6. 無論主電路還是輔助電路，各元件一般應(yīng)按動(dòng)作順序從上到下、從左到右依次排列。5. 所有電器的圖形符號(hào)均按無電壓、

5、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按原始狀態(tài)繪制。第8頁，共60頁。（二）圖面區(qū)域的劃分圖區(qū)編號(hào)表示圖面劃分的各個(gè)區(qū)域，一般寫在圖的下部（1，2，3等）；圖的上方設(shè)有用途欄，用文字注明該欄對(duì)應(yīng)下方電路或元件的功能。第9頁，共60頁。電氣原理圖中用符號(hào)位置索引來表示接觸器和繼電器線圈與觸點(diǎn)的位置，索引表位于電氣原理圖中相應(yīng)的線圈的下方，給出觸頭的文字稱號(hào)，并在其下面注明相應(yīng)觸頭的索引代號(hào)，接觸器和繼電器及其相應(yīng)的從屬關(guān)系圖如下：對(duì)未用的觸點(diǎn)用“叉”表示（三）符號(hào)位置的索引接觸器KM： 左欄 中 欄 右 欄 主觸點(diǎn)所 輔助常開觸點(diǎn) 輔助常閉觸點(diǎn) 在圖區(qū)號(hào) 所在圖區(qū)號(hào) 所在圖區(qū)號(hào) 繼電器K： 左欄 右欄

6、 常開觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn)所在圖區(qū)號(hào) 所在圖區(qū)號(hào)第10頁，共60頁。CW6132型普通車床電氣原理圖 KM2 4 2 2 第11頁，共60頁。電器元件布置圖：表明電氣設(shè)備上所有電器和用電設(shè)備的實(shí)際位置，是電氣控制設(shè)備制造、裝配、調(diào)試和維護(hù)必不可少的技術(shù)文件。電器元件的布置原則：1. 體積大和較重的電器元件應(yīng)裝在元件安裝板的下方，發(fā)熱元件應(yīng)裝在上方2. 強(qiáng)弱電分開，弱電應(yīng)屏蔽3. 需經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的元件的安裝位置不宜過高或過低4. 布置應(yīng)整齊、美觀、對(duì)稱5. 元件之間應(yīng)留有一定間距第12頁，共60頁。電器元件布置圖舉例第13頁，共60頁。電器接線圖：表示電氣設(shè)備或裝置連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖，用于電氣設(shè)備

7、安裝接線、電路檢查、電路維修和故障處理。根據(jù)電氣原理圖和電器元件布置圖編制同一電器元件的各部件必須畫在一起。表示出電氣設(shè)備和電器元件的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線類型、導(dǎo)線截面積、屏蔽和導(dǎo)線絞合等情況與電氣原理圖和電器元件布置圖配合使用第14頁，共60頁。電氣安裝接線圖舉例第15頁，共60頁。1.電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)直接起動(dòng)降壓起動(dòng)軟起動(dòng)2.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)動(dòng)連續(xù)運(yùn)行往返運(yùn)行兩地控制2.2 電氣控制線路中的基本環(huán)節(jié)第16頁，共60頁。3.電動(dòng)機(jī)的調(diào)速有級(jí)調(diào)速無級(jí)調(diào)速4.電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)反接制動(dòng)能耗制動(dòng)第17頁，共60頁。優(yōu)點(diǎn)：它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，而且堅(jiān)固耐用，慣量小，運(yùn)行可靠，很少需

8、要維護(hù)，可用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)生活中得到廣泛的應(yīng)用。三相鼠籠異步電機(jī)、啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)和停止控制環(huán)節(jié)1、單向全壓?jiǎn)?dòng)控制線路第18頁，共60頁。直接將三相對(duì)稱交流電接入電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組相應(yīng)的出線端上？ L1L2L3M3UVW 控制？三相鼠籠異步電機(jī)全壓起動(dòng)的工作原理第19頁，共60頁。在低壓電路中作為不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐酚?，主要用來將電路與電源隔離。 M3UVWQS電路圖中電器元件的觸點(diǎn)均按吸引線圈為斷電、手柄置于零位、元件沒有受外力作用時(shí)的情況畫出。 三相鼠籠異步電機(jī)全壓起動(dòng)的工作原理第20頁，共60頁。主要用于低壓配電電路不頻繁通斷控制，在電路發(fā)生短路、過載、欠壓和漏電等故障時(shí)能分

9、斷故障電路。 M3UVW三相鼠籠異步電機(jī)全壓起動(dòng)的工作原理QF第21頁，共60頁。用來頻繁接通或斷開電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的主電路，每小時(shí)可開閉好幾百次。 M3UVWQSKM三相鼠籠異步電機(jī)全壓起動(dòng)的工作原理第22頁，共60頁。M3UVWQSKM當(dāng)接觸器的常開觸點(diǎn)（KM）閉合電機(jī)接通電源開始轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)接觸器的常開觸點(diǎn)（KM）斷開，電機(jī)停止運(yùn)行。三相鼠籠異步電機(jī)全壓起動(dòng)的工作原理第23頁，共60頁。接觸器的工作原理？KM只要控制交流接觸器線圈電路的通斷就能控制電機(jī)的起停。三相鼠籠異步電機(jī)直接啟動(dòng)控制M3UVWQSKM第24頁，共60頁。、啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)和停止控制環(huán)節(jié)1、單向全壓?jiǎn)?dòng)控制線路KM自鎖環(huán)節(jié)這樣利

10、用輸出信號(hào)KM 本身的聯(lián)鎖來保持輸出，又稱“自保持”，第25頁，共60頁。2、電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制線路 “一按（點(diǎn)）就動(dòng)，一松（放）就停”的電路稱為點(diǎn)動(dòng)控制電路。 這種控制方法常用于電動(dòng)機(jī)檢修后試車或生產(chǎn)機(jī)械的位置調(diào)整（如機(jī)床上的手動(dòng)調(diào)?？刂疲?。(a) 最基本的點(diǎn)動(dòng)控制線路(b) 帶旋轉(zhuǎn)開關(guān)SA的點(diǎn)動(dòng)控制線路第26頁，共60頁。(c) 利用中間繼電器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路(d) 用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路第27頁，共60頁。以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行KMSB1KMSB2KHSB思考不能點(diǎn)動(dòng)！第28頁，共60頁。P75 ：題2-2第29頁，共60頁。按下啟動(dòng)按鈕后，控制回路自保持

11、，設(shè)備運(yùn)行；按下停止按鈕后，設(shè)備停止。 3、起-保-?？刂齐娐废聢D所示是兩個(gè)典型的啟-保-?？刂齐娐?SB2KMKMSB1b）啟動(dòng)優(yōu)先的自保持電路a）停止優(yōu)先的自保持電路KMKMSB1SB2啟-保-?？刂齐娐酚址譃閱?dòng)優(yōu)先的自保持電路和停止優(yōu)先的自保持電路，判斷方法是啟動(dòng)和停止的按鈕同時(shí)按下，看設(shè)備是啟動(dòng)還是停止。 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止控制電路補(bǔ)充第30頁，共60頁?？刂齐娐?a)：起動(dòng)按鈕并聯(lián)連接，停止按鈕串聯(lián)連接，分別安置在三個(gè)地方，就可實(shí)現(xiàn)三地操作。控制電路(b) ：幾個(gè)操作者都按起動(dòng)按鈕發(fā)出主令信號(hào)，設(shè)備才能起動(dòng)，停止時(shí)則任一點(diǎn)都可以操作，4、多地點(diǎn)控制電路 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止控制電路補(bǔ)充第

12、31頁，共60頁。二、可逆控制和互鎖環(huán)節(jié) 可逆控制的應(yīng)用：機(jī)械設(shè)備的正向和反向運(yùn)動(dòng)、電梯上下行、機(jī)床工作臺(tái)前進(jìn)和后退、起重設(shè)備的上下運(yùn)動(dòng)等?？赡妫褐鸽妱?dòng)機(jī)做正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圖2-5 三相異步電動(dòng)機(jī)可逆控制線路（a）主電路第32頁，共60頁。（b）無互鎖的控制線路或在KM2有電時(shí)按下SB2會(huì)怎樣？ 問題：若在KM1有電時(shí)按下SB3會(huì)怎樣？ 圖2-5 三相異步電動(dòng)機(jī)可逆控制線路（a）主電路第33頁，共60頁。KM1和KM2同時(shí)閉合會(huì)造成電源短路！KM2M3反轉(zhuǎn)接觸器KM2反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)U V WFRFUKM1FRQSKM1SB1SB2KM1正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕SB3KM2反轉(zhuǎn)按鈕正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)第34頁，共60頁。

13、電氣互鎖SB1KM1KM2SB2KM1KM1SB3KM2KM2.通電斷開無電閉合自鎖改進(jìn)方法：電氣互鎖（可逆）控制電路按下SB2 缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)必須先按停止按鈕SB1電機(jī)正轉(zhuǎn)利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣互鎖解決措施：在控制電路中加入機(jī)械互鎖，形成多重互鎖控制（b）互鎖控制線路第35頁，共60頁。機(jī)械互鎖電氣互鎖利用電氣互鎖和機(jī)械互鎖實(shí)現(xiàn)的控制稱多重互鎖KM1KM1SB3SB1KM2SB2KM1KM2KM2改變轉(zhuǎn)向只需按下復(fù)合按鈕SB3KM1得電電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（c）采用復(fù)合按鈕的互鎖控制線路多重互鎖控制：按下SB2第36頁，共60頁。動(dòng)作序列圖介紹1）元件線圈的得電和失電：分別用 “”和“”

14、作為元件文字符號(hào)的上角標(biāo)。2）元件觸點(diǎn)的閉合和斷開：分別用 “” 和“”作為元件文字符號(hào)的上角標(biāo)。3）分析控制線路的動(dòng)作序列時(shí)，一般按電路從上往下，從左至右的順序表述各元件的狀態(tài)。第37頁，共60頁。電動(dòng)機(jī)M1和M2各由熱繼電器FRl、FR2進(jìn)行保護(hù),接觸器 KMl控制電動(dòng)機(jī)M1的起動(dòng)、停止， 接觸器 KM2控制電動(dòng)機(jī)M2的起動(dòng)、停止， KMl、KM2經(jīng)熔斷器FU和開關(guān)Q與電源連接。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路三、順序控制環(huán)節(jié)（聯(lián)鎖控制） 生產(chǎn)設(shè)備或自動(dòng)生產(chǎn)線都由許多運(yùn)動(dòng)部件構(gòu)成，而這些運(yùn)動(dòng)部件之間存在互相聯(lián)系和制約的關(guān)系，因此常要求電動(dòng)機(jī)或其他電器有一定的得電順序。按順序起動(dòng)或停止的控制，屬于聯(lián)鎖

15、控制1) 主電路：第38頁，共60頁。按下SB2+KM1KM1+ 主觸點(diǎn)吸合，M1起動(dòng)。 KM1+ 輔助常開觸點(diǎn)吸合，自鎖。 按下SB3+KM2KM2+ 主觸點(diǎn)吸合，M2起動(dòng)。 KM2+ 輔助常開觸點(diǎn)吸合，自鎖。兩臺(tái)電機(jī)都起動(dòng)之后，要使電機(jī)停止運(yùn)行，可如下操作：按下SB1-KM1KM1- 主觸點(diǎn)釋放脫開，M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)。KM2KM2- 主觸點(diǎn)釋放脫開，M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。注意：如果想先起動(dòng)M2，操作如下：按下SB3+KM1-KM2，M2電機(jī)無法起動(dòng)。KM2（a）a) 先M1，后M2順序起動(dòng)，同時(shí)停車2) 控制電路第39頁，共60頁。 思考：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制

16、它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止：起動(dòng)時(shí): M1起動(dòng)后 M2立即起動(dòng)；停車時(shí): M2停車后M1立即停車。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？起動(dòng)：KM2SB2KM2SB1KM1FR1FR2KM1通電通電閉合閉合第40頁，共60頁。KM1FR1SB1KM2SB2KM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開 思考：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止：起動(dòng)時(shí): M1起動(dòng)后 M2立即起動(dòng)；停車時(shí): M2停車后M1立即停車。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？第41頁，共60頁。先M1，后M2順序起動(dòng), 先M2，后M

17、1順序停車KM2（b）起動(dòng)操作：SB2+KM1KM1+ 主觸點(diǎn)吸合，M1起動(dòng)。 KM1+ 輔助常開觸點(diǎn)吸合，自鎖。SB4+KM2KM2+ 主觸點(diǎn)吸合，M2起動(dòng)。KM2+ 輔助常開觸點(diǎn)吸合，自鎖。停車操作：SB3-KM2KM2- 主觸點(diǎn)釋放脫開，M2停止運(yùn)轉(zhuǎn)。SB1-KM1KM1- 主觸點(diǎn)釋放脫開，M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)。第42頁，共60頁。 YA （a）兩位四通電磁閥點(diǎn)動(dòng)、起動(dòng)控制線路 YA （b） KA SB1 SB2 KA四、執(zhí)行元件為電磁閥時(shí)的控制線路第43頁，共60頁。三個(gè)繼電器KA1、KA2、KA3，要求在開關(guān)SA閉合后繼電器能順序地接通，然后再按同一順序斷開，在SA保持閉合時(shí)，工作循環(huán)重復(fù)運(yùn)

18、行： 時(shí)序開關(guān)控制電路不僅與觸點(diǎn)組合有關(guān)，而且和組合過程的次序有關(guān)，這類控制電路稱為時(shí)序開關(guān)控制電路。常用電氣控制電路1KA1KA1KA3KA2KA3KA2SA第44頁，共60頁。要求KM1控制的電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)t秒后，KM2控制的電動(dòng)機(jī)M2才起動(dòng)（可用通電延時(shí)時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn)），按下停止按鈕后M1和M2都停止：按時(shí)間的順序控制電路KM1KM1KTKTKM2KM2SB1SB2KM2t常用電氣控制電路2第45頁，共60頁。2、試設(shè)計(jì)一個(gè)控制電路，一臺(tái)由接觸器KM控制的電動(dòng)機(jī)，在按下啟動(dòng)按鈕SB后，只運(yùn)行 t 秒就停止。課堂練習(xí)1、題2-3 圖2-24所示的電器控制線路能實(shí)現(xiàn)什么功能？試用動(dòng)作序列圖

19、說明。第46頁，共60頁。2.3 三相交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制線路 10KW以下的三相異步電動(dòng)機(jī)，通常采用全壓起動(dòng)，即起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接在額定電壓的交流電源上。10KW以上的電動(dòng)機(jī)，因起動(dòng)電流大，線路壓降大，負(fù)載端電壓降低，影響起動(dòng)電動(dòng)機(jī)附近電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故采用減壓起動(dòng)。減壓起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)，降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之在額定電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)。第47頁，共60頁。一、直接啟動(dòng)控制線路開關(guān)直接起動(dòng)電路、各種點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行電路。二、降壓?jiǎn)?dòng)控制線路 定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)、 Y 降壓?jiǎn)?dòng)、 自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、 延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)、 軟啟動(dòng)第48頁，共60頁。動(dòng)作序

20、列圖：1、定子串電阻降壓 啟動(dòng)控制線路定子串入電阻降壓?jiǎn)?dòng)開始計(jì)時(shí)時(shí)間到，將電阻短路，全壓運(yùn)行（KM2閉合）KM1閉合，第49頁，共60頁。1、定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制線路b）控制線路第50頁，共60頁。動(dòng)作序列圖：2、 Y 降壓 啟動(dòng)控制線路Y形降壓?jiǎn)?dòng)（KM3斷開）開始計(jì)時(shí)時(shí)間到， 形全壓運(yùn)行(KM2斷開，KM3閉合)KM1閉合， KM2閉合第51頁，共60頁。動(dòng)作序列圖：3、自耦變壓器降壓 啟動(dòng)控制線路自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)開始計(jì)時(shí)時(shí)間到， 全壓運(yùn)行(KM1斷開，KM2閉合)KM1閉合，第52頁，共60頁。四、三相交流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路什么是制動(dòng)？為什么要制動(dòng)？ 異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法反接制動(dòng) 能耗制動(dòng) 機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng) 機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)在切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)，比如電磁抱閘制動(dòng)。KM1MQSFUL1L2L3電磁鐵制動(dòng)瓦彈簧制動(dòng)輪FR3機(jī)械制動(dòng)第5