電氣控制與PLC-熊幸明-第2章課件

第2章電氣控制基本環(huán)節(jié)和典型線路分析

2.1電氣控制系統(tǒng)圖2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制2.5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制2.6其它基本環(huán)節(jié)2.7

C650型臥式車(chē)床電氣控制電路

2.8

Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路

第2章電氣控制基本環(huán)節(jié)和典型線路分析2.1電氣控制2.1電氣控制系統(tǒng)圖

常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電氣布置圖與電氣安裝接線圖。2.1.1常用電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)常用圖形、文字符號(hào)見(jiàn)表2-1示（P43）

我國(guó)電氣設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T4728—1996~2000《電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)》、GB/T6988.1~4—2002《電氣技術(shù)文件的編制》、GB/T6988.6—1993“控制系統(tǒng)功能圖表的繪制”、GB/T7159—1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》、GB/T6988—1997“電氣制圖”要求。2.1電氣控制系統(tǒng)圖常用的電氣控制系統(tǒng)圖2.1.2電氣原理圖用來(lái)表示電路各電氣元件中導(dǎo)電部件的聯(lián)接關(guān)系和工作原理的圖。繪制原則：1．分為主電路和輔助電路。主電路：從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，用粗實(shí)線繪在圖面左側(cè)或上方；輔助電路：包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路、保護(hù)電路等，用細(xì)實(shí)線繪在圖面右側(cè)或下方。2．電器元件展開(kāi)圖畫(huà)法：同一電器元件的各導(dǎo)電部件（如線圈和觸點(diǎn)）按電路聯(lián)接關(guān)系畫(huà)出，用同一文字符號(hào)標(biāo)明。3．電器元件觸頭畫(huà)法：均按“平常”狀態(tài)繪出。2.1.2電氣原理圖用來(lái)表示電路各電

4．主電路標(biāo)號(hào)：文字符號(hào)和數(shù)字組成。文字符號(hào)標(biāo)明主電路中元件或線路的主要特征，數(shù)字標(biāo)號(hào)區(qū)別電路不同線段。5．控制電路標(biāo)號(hào)：由三位或三位以下數(shù)字組成。交流電路以主要壓降元件（如線圈）為分界，橫排時(shí)，左側(cè)用奇數(shù)，右側(cè)用偶數(shù)；豎排時(shí)，上面用奇數(shù)，下面用偶數(shù)。直流電路電源正極按奇數(shù)標(biāo)號(hào)，負(fù)極按偶數(shù)標(biāo)號(hào)。圖2-1三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止控制線路4．主電路標(biāo)號(hào)：文字符號(hào)和數(shù)字組成。文字符號(hào)2.1.3電器元件布置圖

用來(lái)表明電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。電器元件的布置應(yīng)注意以下幾方面：1）體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器安裝板的上面。2）強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開(kāi)，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。2.1.3電器元件布置圖用來(lái)表明電氣原3）需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低。4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱(chēng)。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類(lèi)似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。5）電器元件布置不宜過(guò)密，應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。

6）按電器元件外形尺寸繪出，并標(biāo)明元件間距。

3）需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位例：CW6132型車(chē)床控制盤(pán)電器布置圖例：CW6132型車(chē)床控制盤(pán)電器布置圖2.1.4電氣安裝接線圖

主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。電氣接線圖的繪制原則：1）各電氣元件均按實(shí)際安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。2）一個(gè)元件中所有的帶電部件均畫(huà)在一起，并用點(diǎn)劃線框起來(lái)，即采用集中表示法。2.1.4電氣安裝接線圖主要用于電器的3）各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須與電氣原理圖一致，并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。4）各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號(hào)，各接線端子的編號(hào)必須與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號(hào)相一致。

5）繪制安裝接線圖時(shí)，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。3）各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須與電例：電氣安裝接線圖圖2-2為三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止控制線路安裝接線圖

例：電氣安裝接線圖圖2-2為三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止控制

2．2三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制

2．2．1直接啟動(dòng)1．刀開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)又稱(chēng)全壓起動(dòng)：10KW以下容量。圖2-3刀開(kāi)關(guān)直接啟動(dòng)控制線路2．三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制見(jiàn)圖2-1。具有自鎖和過(guò)載保護(hù)功能的單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路。

短路保護(hù)：由熔斷器FU實(shí)現(xiàn)。過(guò)載保護(hù)：由熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。欠電壓、失電壓保護(hù)：通過(guò)接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。2．2三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制2．2．1直接啟動(dòng)2．2．2降壓?jiǎn)?dòng)

圖2-4定子繞組串電阻啟動(dòng)控制線路1．定子繞組串電阻降壓?jiǎn)?dòng)2．2．2降壓?jiǎn)?dòng)圖2-4定子繞組串電阻啟動(dòng)控制線2．Y（星形）－Δ（三角形）降壓?jiǎn)?dòng)圖2-5Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制線路2．Y（星形）－Δ（三角形）降壓?jiǎn)?dòng)圖2-5Y-Δ3．自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)

圖2-6定子串自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)控制線路

3．自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)圖2-6定子串自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)2．2．3三相繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)圖2-7按電流原則控制的繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)線路

1．繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)2．2．3三相繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)圖2-7按電流原則控圖2-8頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)和等效電路2．繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串接頻敏變阻器啟動(dòng)圖2-9繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串接頻敏變阻器啟動(dòng)控制線路圖2-8頻敏變阻器的結(jié)構(gòu)2．繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串接頻敏變阻器2．3三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制圖2-10時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路2．3．1電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制

2．3三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制圖2-10時(shí)間繼2．3．2正反轉(zhuǎn)自動(dòng)循環(huán)控制圖2-11正反轉(zhuǎn)自動(dòng)循環(huán)控制線路2．3．2正反轉(zhuǎn)自動(dòng)循環(huán)控制圖2-11正反轉(zhuǎn)自2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制2．4．1反接制動(dòng)

圖2-12電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路1.單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制2．4．1反接制動(dòng)圖2圖2-13電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路

2.可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路圖2-13電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路2.可逆運(yùn)行反3.圖2-13線路的改進(jìn)

圖2-14圖2-13線路的改進(jìn)

3.圖2-13線路的改進(jìn)圖2-14圖2-13線路的2．4．2能耗制動(dòng)圖2-15按時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路

1.按時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路2．4．2能耗制動(dòng)圖2-15按時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)圖2-16按速度原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路

2.按速度原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路圖2-16按速度原則控制的單向能耗制動(dòng)控制線路2.按速圖2-17按時(shí)間原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路

3.按時(shí)間原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路圖2-17按時(shí)間原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路3.圖2-18無(wú)變壓器單相半波整流能耗制動(dòng)控制線路4.無(wú)變壓器單相半波整流能耗制動(dòng)控制線路圖2-18無(wú)變壓器單相半波整流能耗制動(dòng)控制線路4.無(wú)變壓2．4．3電磁抱閘制動(dòng)2－20電磁抱閘斷電制動(dòng)控制線路

圖2－19電磁抱閘結(jié)構(gòu)示意圖2．4．3電磁抱閘制動(dòng)2－20電磁抱閘斷電制動(dòng)控制圖2-21雙速異步電動(dòng)機(jī)三相定子繞組Δ／YY接線

2．5三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制2．5．1變極調(diào)速

1.雙速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的聯(lián)接圖2-21雙速異步電動(dòng)機(jī)三相定子繞組Δ／YY接線2．52．雙速電動(dòng)機(jī)高、低速控制線路圖2-22雙速電動(dòng)機(jī)高、低速控制線路2．雙速電動(dòng)機(jī)高、低速控制線路圖2-22雙速電動(dòng)機(jī)高、低速圖2-23凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的線路a）主電路b）控制電路c）凸輪控制器觸點(diǎn)狀態(tài)2．5．2變更轉(zhuǎn)子外串電阻的調(diào)速圖2-23凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的線路2．52．5．2電磁調(diào)速控制圖2-24電磁轉(zhuǎn)差離合器結(jié)構(gòu)及工作原理a）結(jié)構(gòu)b）原理示意圖

2．5．2電磁調(diào)速控制圖2-24電磁轉(zhuǎn)差離合器結(jié)構(gòu)及工作圖2-25電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)控制線路

圖2-25電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)控制線路2．6其它基本環(huán)節(jié)

圖2-26點(diǎn)動(dòng)控制線路2．6．1點(diǎn)動(dòng)控制2．6其它基本環(huán)節(jié)圖2-26點(diǎn)動(dòng)控制線路2．6．12．6．2多點(diǎn)控制圖2-27多點(diǎn)控制線路

2．6．2多點(diǎn)控制圖2-27多點(diǎn)控制線路2．6．3順序啟、?？刂茍D2-29順序啟動(dòng)、順序停止控制線路

1.順序啟動(dòng)、同時(shí)停止控制線路圖2-28順序啟動(dòng)、同時(shí)停止控制線路2.順序啟動(dòng)、順序停止控制線路2．6．3順序啟、?？刂茍D2-29順序啟動(dòng)、順序停止3.順序啟動(dòng)、逆序停止控制線路圖2-30順序啟動(dòng)、逆序停止控制線路

設(shè)計(jì)順序啟、停控制線路規(guī)律：將控制電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)的接觸器的常開(kāi)觸頭，串聯(lián)在控制后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的接觸器線圈電路中，用若干個(gè)停止按鈕控制電動(dòng)機(jī)的停止順序，或者將先停的接觸器的常開(kāi)觸頭與后停的停止按鈕并聯(lián)即可。3.順序啟動(dòng)、逆序停止控制線路圖2-30順序啟動(dòng)、2．6．4電氣控制系統(tǒng)常用保護(hù)措施

1.短路保護(hù)原因：電器或線路絕緣損壞、負(fù)載短路、接線錯(cuò)誤等。危害：瞬時(shí)電流可達(dá)額定電流的十幾倍~幾十倍，損壞電氣設(shè)備或配電線路，火災(zāi)。保護(hù)元件：熔斷器、低壓斷路器。

2.過(guò)電流保護(hù)區(qū)別于短路保護(hù)的一種電流型保護(hù)。過(guò)電流：超過(guò)額定電流，比短路電流小，不超過(guò)6倍額定電流。危害：電器元件不會(huì)馬上損壞，在達(dá)到最大允許溫升前可恢復(fù)。但過(guò)大沖擊負(fù)載，易損壞電機(jī)；過(guò)大電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，損壞機(jī)械傳動(dòng)部件。保護(hù)：過(guò)電流繼電器，與接觸器配合使用。常用于直流電機(jī)、繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。2．6．4電氣控制系統(tǒng)常用保護(hù)措施1.短路保護(hù)3．過(guò)載保護(hù)過(guò)電流保護(hù)的一種。過(guò)載：運(yùn)行電流大于額定電流，但在1.5倍Ied以?xún)?nèi)。原因：負(fù)載突然增大，缺相運(yùn)行，電源電壓降低。危害：繞組溫升超過(guò)允許值，使絕緣老化、損壞。保護(hù)：熱繼電器，具有反時(shí)限特性，不因短時(shí)過(guò)載沖擊電流或短路電流影響而瞬時(shí)動(dòng)作。

4．失電壓保護(hù)防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)或電器元件自行投入工作而設(shè)置的保護(hù)。接觸器、按鈕控制的電動(dòng)機(jī)起、停電路具有失壓保護(hù)。對(duì)不能自動(dòng)復(fù)位的手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制電路，有專(zhuān)門(mén)的零電壓繼電器。3．過(guò)載保護(hù)5.欠電壓保護(hù)當(dāng)電源電壓下降到60%~80%額定電壓時(shí)，切除電動(dòng)機(jī)電源。危害：電壓太低使電動(dòng)機(jī)電流增大，轉(zhuǎn)速下降；使控制電路釋放，電路工作不正常。保護(hù)：欠電壓繼電器。

6.過(guò)電壓保護(hù)大電感負(fù)載（電磁鐵、電磁吸盤(pán)）、直流電磁機(jī)構(gòu)等，通斷時(shí)產(chǎn)生較高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，擊穿絕緣，損壞其它元件。保護(hù)：線圈兩端并聯(lián)電阻、電阻串電容、電阻串二極管形成放電回路。

7.弱磁保護(hù)一般用于直流電動(dòng)機(jī)，防止勵(lì)磁減少或消失時(shí)飛車(chē)。保護(hù)：欠電流繼電器。

8.其它保護(hù)超速保護(hù)、行程保護(hù)、油壓（