電器控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)

1、第二章第二章 電器控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)電器控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié) 第一節(jié)第一節(jié) 電器控制線路的繪制電器控制線路的繪制 第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制 第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制 第五節(jié)第五節(jié) 電氣控制的其它環(huán)節(jié)電氣控制的其它環(huán)節(jié) 第六節(jié)第六節(jié) 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 第一節(jié)第一節(jié) 電器控制線路的繪制電器控制線路的繪制 電器控制線路的定義：電器控制線路的定義： 由有觸點(diǎn)的低壓控制電器所組成的控制線路。由有觸點(diǎn)的低壓控制電器所組

2、成的控制線路。 電器控制線路的表示方法：電器控制線路的表示方法： 電氣原理圖、安裝接線圖和電器布置圖三種。電氣原理圖、安裝接線圖和電器布置圖三種。 一、一、電器控制線路常用的圖形、文字符號(hào)（電器控制線路常用的圖形、文字符號(hào)（p41表表2-1） 主電路標(biāo)號(hào)和控制電路標(biāo)號(hào)主電路標(biāo)號(hào)和控制電路標(biāo)號(hào) 二、電氣原理圖二、電氣原理圖 1、繪制電氣原理圖應(yīng)遵循的原則、繪制電氣原理圖應(yīng)遵循的原則 電器控制線路根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和控電器控制線路根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和控 制電路。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過的制電路。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過的 部分

3、，用粗線條畫在原理圖的左邊；控制電路是通過弱電流的部分，用粗線條畫在原理圖的左邊；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、接觸器的輔助觸頭、繼電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼 電器的觸點(diǎn)等組成，用細(xì)線是畫在原理圖的右邊。如圖電器的觸點(diǎn)等組成，用細(xì)線是畫在原理圖的右邊。如圖2-1 電氣原理圖中，所有電器元件的圖形、文字符號(hào)必須采用電氣原理圖中，所有電器元件的圖形、文字符號(hào)必須采用 國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 采用電器元件展開圖的畫法。同一電器元件的各部件可以采用電器元件展開圖的畫法。同一電器元件的各部件可以 不畫在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出

4、。不畫在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。 所有按鈕、觸頭均按沒有外力作用和沒有通電時(shí)的原始狀所有按鈕、觸頭均按沒有外力作用和沒有通電時(shí)的原始狀 態(tài)畫出。態(tài)畫出。 控制電路的分支線路，原則上按照動(dòng)作先后順序排列，兩控制電路的分支線路，原則上按照動(dòng)作先后順序排列，兩 線空叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)出。線空叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)出。 2 2、電氣原理圖的標(biāo)注法（、電氣原理圖的標(biāo)注法（p44p44） 軸坐標(biāo)標(biāo)注法軸坐標(biāo)標(biāo)注法 p44p44圖圖2-22-2 橫坐標(biāo)標(biāo)注法橫坐標(biāo)標(biāo)注法 p45p45圖圖2-32-3 三、電氣安裝接線圖三、電氣安裝接線圖 p46p46圖圖2-42-4 第二節(jié)第二節(jié)

5、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法：直接起動(dòng)和減壓起動(dòng)兩種。三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法：直接起動(dòng)和減壓起動(dòng)兩種。 一、三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制一、三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制 直接起動(dòng)：用于小容量籠型電動(dòng)機(jī)。直接起動(dòng)：用于小容量籠型電動(dòng)機(jī)。 （一）采用刀開關(guān)直接起動(dòng)控制（一）采用刀開關(guān)直接起動(dòng)控制 （二）采用接觸器直接起動(dòng)控制（二）采用接觸器直接起動(dòng)控制 1 1、點(diǎn)動(dòng)控制、點(diǎn)動(dòng)控制 2 2、連續(xù)控制、連續(xù)控制 3 3、既能點(diǎn)動(dòng)又能長(zhǎng)動(dòng)控制、既能點(diǎn)動(dòng)又能長(zhǎng)動(dòng)控制 二、三相籠型電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制二、三相籠型電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制 減壓起動(dòng)：用于容量較大的電動(dòng)機(jī)，且

6、僅適用于空載或輕載起動(dòng)減壓起動(dòng)：用于容量較大的電動(dòng)機(jī)，且僅適用于空載或輕載起動(dòng) 減壓起動(dòng)的方法：減壓起動(dòng)的方法：定子繞組串電阻定子繞組串電阻 （或電抗器）起動(dòng)、自耦變壓器減（或電抗器）起動(dòng)、自耦變壓器減 壓起動(dòng)、星壓起動(dòng)、星- -三角形減壓起動(dòng)、三角形減壓起動(dòng)、延延 邊三角形起動(dòng)等。邊三角形起動(dòng)等。 （一）定子繞組串電阻起動(dòng)控制（一）定子繞組串電阻起動(dòng)控制 如圖如圖2-92-9 （二）（二）星星- -三角形減壓起動(dòng)三角形減壓起動(dòng) （三）（三）自耦變壓器減壓起動(dòng)控制自耦變壓器減壓起動(dòng)控制 三、三相繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制三、三相繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制 繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)用于要求起繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)用于

7、要求起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合 起動(dòng)的方法：在轉(zhuǎn)子電路中起動(dòng)的方法：在轉(zhuǎn)子電路中 串接電阻和在轉(zhuǎn)子電路中串接頻串接電阻和在轉(zhuǎn)子電路中串接頻 敏變阻器兩種方法。敏變阻器兩種方法。 1 1、轉(zhuǎn)子繞組串接起動(dòng)電阻控制、轉(zhuǎn)子繞組串接起動(dòng)電阻控制 電阻被短接的方式：三相電電阻被短接的方式：三相電 阻不平衡短接法（用凸輪控制器）阻不平衡短接法（用凸輪控制器） 和三相電阻平衡短接法（用接觸和三相電阻平衡短接法（用接觸 器）。器）。 2、轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動(dòng)控制串接頻敏變阻器起動(dòng)控制 第三節(jié)第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 第四節(jié)第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

8、控制三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。 電氣制動(dòng)方法：反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、發(fā)電制動(dòng)和電容制電氣制動(dòng)方法：反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、發(fā)電制動(dòng)和電容制 動(dòng)等。動(dòng)等。 一、三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制一、三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制 反接制動(dòng)是利用改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生的反接制動(dòng)是利用改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生的 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生制動(dòng)力矩的一種制動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生制動(dòng)力矩的一種制動(dòng) 方法。應(yīng)注意的是，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，必須立即斷開電方法。應(yīng)注意的是，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接

9、近零時(shí)，必須立即斷開電 源，否則電動(dòng)機(jī)會(huì)叵向旋轉(zhuǎn)。源，否則電動(dòng)機(jī)會(huì)叵向旋轉(zhuǎn)。 另外，由于反接制動(dòng)電流較大，制動(dòng)時(shí)需在定子回路中串另外，由于反接制動(dòng)電流較大，制動(dòng)時(shí)需在定子回路中串 入電阻以限制制動(dòng)電流。反接制動(dòng)電阻的接法有兩種：對(duì)稱電入電阻以限制制動(dòng)電流。反接制動(dòng)電阻的接法有兩種：對(duì)稱電 阻接法和不對(duì)稱電阻接法，如下圖所示。阻接法和不對(duì)稱電阻接法，如下圖所示。 二、三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制二、三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，切斷定于繞組的交流電源后，三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)時(shí)，切斷定于繞組的交流電源后， 在定于繞組任意兩相通入直流電流在定于繞組任意兩相通入直流電流 形成一

10、固定磁場(chǎng)，與旋轉(zhuǎn)著形成一固定磁場(chǎng)，與旋轉(zhuǎn)著 的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩。制動(dòng)結(jié)束必須及的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩。制動(dòng)結(jié)束必須及 時(shí)切除直流電源。時(shí)切除直流電源。 電容制動(dòng)是在切斷三相電容制動(dòng)是在切斷三相 異步電動(dòng)機(jī)的交流電源后，異步電動(dòng)機(jī)的交流電源后， 在定于繞組上接入電容器，在定于繞組上接入電容器， 轉(zhuǎn)子內(nèi)剩磁切割定子繞組產(chǎn)轉(zhuǎn)子內(nèi)剩磁切割定子繞組產(chǎn) 生感應(yīng)電流，向電容器充電，生感應(yīng)電流，向電容器充電， 充電電流在定子繞組中形成充電電流在定子繞組中形成 磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電磁場(chǎng)，此磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電 流相互作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相流相互作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相 反的制動(dòng)力矩，使

11、電動(dòng)機(jī)迅反的制動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)迅 速停轉(zhuǎn)。其控制線路如圖所速停轉(zhuǎn)。其控制線路如圖所 示。示。 三、三相異步電動(dòng)機(jī)電容制動(dòng)控制三、三相異步電動(dòng)機(jī)電容制動(dòng)控制 第五節(jié)第五節(jié) 電氣控制的其它環(huán)節(jié)電氣控制的其它環(huán)節(jié) 一、多地點(diǎn)控制一、多地點(diǎn)控制 把一個(gè)起動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕組成一組，并把三組起動(dòng)、把一個(gè)起動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕組成一組，并把三組起動(dòng)、 停止按鈕分別放置三地，即能實(shí)現(xiàn)三地點(diǎn)控制。停止按鈕分別放置三地，即能實(shí)現(xiàn)三地點(diǎn)控制。 二、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)先后順序工作的控制二、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)先后順序工作的控制 電動(dòng)機(jī)順序控制的接線規(guī)律：電動(dòng)機(jī)順序控制的接線規(guī)律： 1）要求接觸器）要求接觸器km1動(dòng)作后接觸器動(dòng)作后

12、接觸器km2才能動(dòng)作，才能動(dòng)作， 故將接觸器故將接觸器 km1的常開觸頭串接于接觸器的常開觸頭串接于接觸器km2的線圈電路中。的線圈電路中。 2）要求接觸器）要求接觸器km1動(dòng)作后接觸器動(dòng)作后接觸器km2不能動(dòng)作，故將接觸器不能動(dòng)作，故將接觸器 kmi的的輔助觸頭串接于接觸器的的輔助觸頭串接于接觸器km2的線圈線路中。的線圈線路中。 下圖是采用時(shí)間繼電器下圖是采用時(shí)間繼電器 ，按時(shí)間原則順序起動(dòng)的控制線路。，按時(shí)間原則順序起動(dòng)的控制線路。 三、自動(dòng)循環(huán)控制三、自動(dòng)循環(huán)控制 例：小車控制例：小車控制 設(shè)計(jì)一輛小車運(yùn)行的控制線路，小車由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其設(shè)計(jì)一輛小車運(yùn)行的控制線路，小車由異步電動(dòng)機(jī)

13、拖動(dòng)，其 動(dòng)作程序如下：動(dòng)作程序如下： 1、小車由原位開始前進(jìn)，到終端后自動(dòng)停止。、小車由原位開始前進(jìn)，到終端后自動(dòng)停止。 2、在終端停留、在終端停留2min后自動(dòng)返回原位停止。后自動(dòng)返回原位停止。 3、要求能在前進(jìn)或后退中任意位置都能停止或起動(dòng)。、要求能在前進(jìn)或后退中任意位置都能停止或起動(dòng)。 sq1 起點(diǎn)起點(diǎn) sq2 終點(diǎn)終點(diǎn) 第六節(jié)第六節(jié) 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法通常有兩種：電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法通常有兩種： 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法 一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和加工過程經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是根據(jù)生

14、產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和加工過程 ，利，利 用用各種典型的基本控制環(huán)節(jié)各種典型的基本控制環(huán)節(jié) 加以修改加以修改 補(bǔ)充、完善，最后得出補(bǔ)充、完善，最后得出 最佳方案。若沒有典型的控制環(huán)節(jié)可采用，則按照生產(chǎn)機(jī)械的最佳方案。若沒有典型的控制環(huán)節(jié)可采用，則按照生產(chǎn)機(jī)械的 工藝要求工藝要求逐步進(jìn)行設(shè)計(jì)。逐步進(jìn)行設(shè)計(jì)。 采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，一般應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，一般應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： （一）保證控制線路工作的安全和可靠性（一）保證控制線路工作的安全和可靠性 電器元件要正確連接，電器的線圈和觸頭連接不正確，電器元件要正確連接，電器的線圈和觸頭連接不正確， 會(huì)使控制線路發(fā)生誤動(dòng)作，有時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的事

15、故。會(huì)使控制線路發(fā)生誤動(dòng)作，有時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的事故。 1、線圈的連接、線圈的連接 在交流控制線路中，線圈不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈，在交流控制線路中，線圈不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈， 如下圖。兩個(gè)電器需要同時(shí)動(dòng)作時(shí)，線圈應(yīng)并聯(lián)連接。如下圖。兩個(gè)電器需要同時(shí)動(dòng)作時(shí)，線圈應(yīng)并聯(lián)連接。 ka km1 km2 2、電器觸頭的連接、電器觸頭的連接 同一個(gè)電器的常開觸頭和常閉觸頭位置靠得很近，不能分同一個(gè)電器的常開觸頭和常閉觸頭位置靠得很近，不能分 別接在電源的不同相上。如下圖所示別接在電源的不同相上。如下圖所示 2、線路中應(yīng)盡量減少多個(gè)電器元件依次動(dòng)作后才能接通另一、線路中應(yīng)盡量減少多個(gè)電器元件依次動(dòng)作后才能

16、接通另一 個(gè)電器元件，如下圖所示。個(gè)電器元件，如下圖所示。 4、應(yīng)考慮電器觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?，若容量不夠，、?yīng)考慮電器觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?，若容量不夠?可在線可在線 路中增加中間繼電器，或增加線路中觸頭數(shù)目。路中增加中間繼電器，或增加線路中觸頭數(shù)目。 增加接通能力用多觸頭并聯(lián)連接；增加分?jǐn)嗄芰τ枚嘤|增加接通能力用多觸頭并聯(lián)連接；增加分?jǐn)嗄芰τ枚嘤| 頭串聯(lián)連接。頭串聯(lián)連接。 5、應(yīng)考慮電器觸頭、應(yīng)考慮電器觸頭“競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)”問題。問題。 （二）控制線路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)（二）控制線路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì) 1、盡量減少觸頭的數(shù)目，如圖、盡量減少觸頭的數(shù)目，如圖2-37所示。所示。 2、盡量減少連接導(dǎo)線，如圖

17、、盡量減少連接導(dǎo)線，如圖2-38所示。所示。 3、盡量減少電器元件的帶電時(shí)間。、盡量減少電器元件的帶電時(shí)間。 （三）防止寄生電路（三）防止寄生電路 （四）應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)（四）應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié) 1、短路保護(hù)：熔斷器和斷路器、短路保護(hù)：熔斷器和斷路器 2、過流保護(hù)：過電流繼電器、過流保護(hù)：過電流繼電器 3、過載保護(hù)：熱繼電器、過載保護(hù)：熱繼電器 4、零電壓保護(hù)：如下圖、零電壓保護(hù)：如下圖 5、多功能保護(hù)器的使用、多功能保護(hù)器的使用 （五）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的應(yīng)用舉例（五）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的應(yīng)用舉例 1、工藝簡(jiǎn)介、工藝簡(jiǎn)介 右圖為鉆削加工時(shí)刀架的右圖為鉆削加工時(shí)刀架的 自動(dòng)循環(huán)示意圖，具體要求自動(dòng)循環(huán)示

18、意圖，具體要求 為：為： （1）自動(dòng)循環(huán)：即刀架由位）自動(dòng)循環(huán)：即刀架由位 置置1移動(dòng)到位置移動(dòng)到位置2進(jìn)行鉆削加進(jìn)行鉆削加 工后自動(dòng)退回位置工后自動(dòng)退回位置1，實(shí)現(xiàn)自，實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)循環(huán)。動(dòng)循環(huán)。 （2）無進(jìn)給切削，）無進(jìn)給切削， 即鉆頭到達(dá)位置即鉆頭到達(dá)位置2時(shí)不再進(jìn)給，但鉆頭時(shí)不再進(jìn)給，但鉆頭 繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行無進(jìn)給切削以提高工件加工精度。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行無進(jìn)給切削以提高工件加工精度。 （3）快速停車。停車時(shí)，要求快速停車以減少輔助工時(shí)。）快速停車。停車時(shí)，要求快速停車以減少輔助工時(shí)。 2、控制線路的設(shè)計(jì)、控制線路的設(shè)計(jì) （1）設(shè)計(jì)主電路）設(shè)計(jì)主電路 （2）確定控制電路的基本部分）確定控制電路的基本

19、部分 （3）設(shè)計(jì)控制電路的特殊部分）設(shè)計(jì)控制電路的特殊部分 刀架的自動(dòng)循環(huán)控制刀架的自動(dòng)循環(huán)控制 無進(jìn)給切削的實(shí)現(xiàn)無進(jìn)給切削的實(shí)現(xiàn) 快速停車的實(shí)現(xiàn)快速停車的實(shí)現(xiàn) 二、邏輯設(shè)計(jì)法二、邏輯設(shè)計(jì)法 邏輯設(shè)計(jì)法是把電器控制線路中的接觸器、繼電器等電器邏輯設(shè)計(jì)法是把電器控制線路中的接觸器、繼電器等電器 元件線圈的通電和斷電、元件線圈的通電和斷電、 觸頭的閉合和斷開看成是邏輯變量，觸頭的閉合和斷開看成是邏輯變量， 線圈的通電狀態(tài)和觸頭的閉合狀態(tài)設(shè)定為線圈的通電狀態(tài)和觸頭的閉合狀態(tài)設(shè)定為“1” 態(tài)；態(tài)； 線圈的斷線圈的斷 電狀態(tài)和觸頭的斷開狀態(tài)設(shè)定為電狀態(tài)和觸頭的斷開狀態(tài)設(shè)定為“0”態(tài)。根據(jù)工藝要求將這些態(tài)。根據(jù)工藝要求將這些 邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯