第六章 工作機(jī)械的基本電氣控制電路

1、第六章 工作機(jī)械的基本電氣控制電路61 常用低壓電器 62 電氣控制線路圖中基本環(huán)節(jié)的識讀 63 三相異步電動機(jī)的直接啟動控制電路 64 三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路 65 工作臺的限位和自動往返控制電路66 三相異步電動機(jī)的制動控制電路67 控制電路常見故障及簡易處理方法68 可編程控制器（PLC）簡介 電力拖動控制電路電力拖動控制電路以電動機(jī)作為控制對象的電路。它的作用主要是對電動機(jī)實(shí)現(xiàn)起動、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動、聯(lián)動等運(yùn)行性能的控制。 造紙機(jī) 集裝箱裝卸橋 數(shù)控機(jī)床 軋鋼機(jī) 61 常用低壓電器 電器電器用于對電路實(shí)現(xiàn)開關(guān)、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)等作用的電氣設(shè)備。 低壓電器低壓電器工作在交流電壓

2、1200V以下、直流電壓1500V以下的電器。 1按用途分l控制電器控制電器 主要用于控制電路的通斷以及調(diào)節(jié)電動機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)，如刀開關(guān)、接觸器、繼電器、按鈕、電磁閥等。 l保護(hù)電器保護(hù)電器 保護(hù)電源、線路或電動機(jī)，使它們不在短路或過載狀態(tài)下工作，如熔斷器、熱繼電器、斷路器等。 一、常用低壓電器的分類2按動作方式分l手動電器手動電器 依靠外力（如人力）直接操縱而動作的電器，如開關(guān)、按鈕等。 l自動電器自動電器 按照信號指令或某一物理量（如電流、電壓、時間、速度等）變化而自動動作的電器，如接觸器、時間繼電器、速度繼電器等。 3按執(zhí)行機(jī)理分l有觸點(diǎn)電器有觸點(diǎn)電器 有可分離的動觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)，利用觸

3、點(diǎn)的接觸和分離來實(shí)現(xiàn)電路的通斷。 l無觸點(diǎn)電器無觸點(diǎn)電器 沒有機(jī)械觸點(diǎn)，而是利用晶體管的開關(guān)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)電路的通斷。 二、低壓電器主要技術(shù)參數(shù)l額定工作電壓 l額定工作電流 l通斷能力 l電器壽命三、開關(guān)1刀開關(guān)（開啟式負(fù)荷開關(guān)）刀開關(guān)外形三極刀開關(guān)結(jié)構(gòu) 刀開關(guān)是把夾鉗（刀承）、刀片（閘刀）、配線端子等安裝在裝配架上，用手柄進(jìn)行操作。 符號 刀開關(guān)符號 安裝及操作刀開關(guān)時注意事項(xiàng)安裝及操作刀開關(guān)時注意事項(xiàng) 1安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。倒裝時，手柄有可能因?yàn)檎駝佣詣酉侣湓斐烧`合閘，另外分閘時可能電弧灼手。 2接線時，應(yīng)將電源線接在上端（靜觸點(diǎn)），負(fù)載線接在下端（動觸點(diǎn)），這樣，拉閘后刀

4、開關(guān)與電源隔離，便于更換熔絲。 3更換熔絲時，必須在閘刀斷開的情況下按原規(guī)格更換。 4拉閘與合閘操作時要迅速，一次拉合到位。 2鐵殼開關(guān)（封閉式負(fù)荷開關(guān)） 外形結(jié)構(gòu)符號安裝及操作鐵殼開關(guān)時注意事項(xiàng)安裝及操作鐵殼開關(guān)時注意事項(xiàng) 1必須垂直安裝，安裝高度離地不低于1.31.5m，并以操作方便和安全為原則。 2開關(guān)外殼的接地螺釘必須可靠接地。 3接線時，應(yīng)將電源進(jìn)線接在靜夾座一邊的接線端子上，負(fù)載引線接在熔斷器一邊的接線端子上，且進(jìn)出線都必須穿過開關(guān)的進(jìn)出線孔。 4分合閘操作時，要站在開關(guān)的手柄側(cè)，不準(zhǔn)面對開關(guān)，以免因意外故障電流使開關(guān)爆炸，鐵殼飛出傷人。 3組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)） 特點(diǎn)：用動觸片的轉(zhuǎn)

5、動來代替刀閘的推合和拉開。結(jié)構(gòu)緊湊，組合性強(qiáng)。用于不頻繁的接通和分?jǐn)嚯娐?、換接電源和負(fù)載以及控制5kW以下電動機(jī)的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)。 l HZ10-10/3型組合開關(guān)l HZ3132型倒順開關(guān) （1）HZ1010/3型組合開關(guān) 外形符號結(jié)構(gòu)（2）HZ3132型倒順開關(guān) 外形結(jié)構(gòu)觸點(diǎn)符號安裝及操作組合開關(guān)時注意事項(xiàng)安裝及操作組合開關(guān)時注意事項(xiàng) 1HZ10系列組合開關(guān)應(yīng)安裝在控制箱（或殼體）內(nèi)，其操作手柄最好在控制箱的前面或側(cè)面。開關(guān)為斷開狀態(tài)時應(yīng)使手柄在水平旋轉(zhuǎn)位置。HZ3系列組合開關(guān)外殼上的接地螺釘必須可靠接地。 2組合開關(guān)的通斷能力較低，故不可用來分?jǐn)喙收想娏?。?dāng)用于電動機(jī)可逆控制時，必須

6、在電動機(jī)完全停轉(zhuǎn)后才允許反向接通。每小時的通斷次數(shù)不能超過1520次。 3倒順開關(guān)接線時，應(yīng)將開關(guān)兩側(cè)進(jìn)出線中的一相互換，并看清開關(guān)接線端標(biāo)記，切忌接錯。 4斷路器 斷路器斷路器又稱自動空氣開關(guān)或自動空氣斷路器，是一種集控制和多種保護(hù)功能于一體的自動開關(guān)。 作用作用：低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中常用的一種配電電器。正常情況下，用于不頻繁的接通和分?jǐn)嚯娐芬约翱刂齐妱訖C(jī)運(yùn)行。當(dāng)電路中發(fā)生短路、過載和欠壓等故障時，能自動切斷故障電路，保護(hù)線路和電氣設(shè)備。DZ15系列塑殼式 DW16系列萬能式 符號 安裝及操作斷路器時注意事項(xiàng)安裝及操作斷路器時注意事項(xiàng) 1斷路器應(yīng)垂直安裝，連接導(dǎo)線必須符合規(guī)定要求。

7、2工作時不可將滅弧罩取下，滅弧罩損壞應(yīng)及時更換，以免發(fā)生短路時出現(xiàn)電流不能熄滅的事故。 3脫扣器的整定值一經(jīng)調(diào)好就不要隨意變動。 4隨時檢查觸點(diǎn)有無燒灼情況，如有應(yīng)及時修復(fù)。 5應(yīng)定期清除斷路器的塵垢，以保證斷路器的絕緣和正常動作。 四、按鈕 1作用 一種手動電器，通常用來接通或斷開小電流的控制電路。 在低于5A的電路中，可直接用按鈕來控制電路的通斷。 在電力拖動電路中，按鈕只用來發(fā)出指令信號去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐返耐〝唷?2種類 按靜態(tài)（不受外力作用）時觸點(diǎn)的分合狀態(tài)，可分為常常開按鈕開按鈕（啟動按鈕）、常閉按鈕常閉按鈕（停止按鈕）和復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕（常開和常閉組合

8、為一體的按鈕）。 幾種按鈕開關(guān)的外形 l 常開按鈕 特點(diǎn)特點(diǎn)：按鈕未按下時，觸點(diǎn)是斷開的；按下時觸點(diǎn)閉合；松開后，按鈕自動復(fù)位。 l 常閉按鈕 特點(diǎn)特點(diǎn)：按鈕未按下時，觸頭是閉合的；按下時觸頭斷開；松開后，按鈕自動復(fù)位。 l 復(fù)合按鈕 特點(diǎn)特點(diǎn)：將常開和常閉按鈕組合為一體。按下復(fù)合按鈕時，常閉觸點(diǎn)先斷開；然后，常開觸點(diǎn)再閉合；松開后，常開觸點(diǎn)先斷開，其常閉觸點(diǎn)再閉合。 五、行程開關(guān) 又稱限位開關(guān)限位開關(guān)，利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動部件的碰撞使觸點(diǎn)動作，對電路實(shí)現(xiàn)接通或斷開；當(dāng)運(yùn)動部件一離開，其觸點(diǎn)自動還原到原始狀態(tài)。 作用作用：控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動方向、速度、行程大小或位置，也可以對生產(chǎn)機(jī)械給以必要的

9、保護(hù)。 外形 符號 按鈕與行程開關(guān)的異同按鈕與行程開關(guān)的異同 1按鈕是通過人力使觸點(diǎn)動作，行程開關(guān)是通過接受運(yùn)動部分的碰撞而使觸點(diǎn)動作。 2二者的相同點(diǎn)是只用來發(fā)出指令信號，外力一旦消失，觸點(diǎn)馬上復(fù)位。 六、熔斷器 1熔斷器的結(jié)構(gòu) 熔體熔體熔斷器的主要組成部分，常做成絲狀、片狀或柵狀。鉛、鉛錫合金或鋅等低熔點(diǎn)材料制成的多用于小電流電路；銀、銅等較高熔點(diǎn)金屬制成的多用于大電流電路。 熔管熔管熔體的保護(hù)外殼，用耐熱絕緣材料制成，在熔體熔斷時兼有滅弧作用。 熔座熔座熔斷器的底座，固定熔管和外接引線。2熔斷器的分類 l 瓷插式熔斷器l 螺旋式熔斷器l 無填料封閉管式熔斷器l 有填料封閉管式熔斷器l 自

10、復(fù)式熔斷器3熔斷器的用途 瓷插式瓷插式一般用于交流50Hz、額定電壓380V及以下，額定電流200A及以下的低壓線路末端或分支電路中，主要作為電氣設(shè)備的短路保護(hù)。 螺旋式螺旋式應(yīng)用于控制箱、配電屏、機(jī)床設(shè)備及振動較大的場合，在交流50Hz、額定電壓500V、額定電流200A及以下的電路中，作為短路保護(hù)器件。 無填料封閉管式無填料封閉管式適用于交流50Hz、額定電壓380V或直流額定電壓440V及以下電壓等級的動力網(wǎng)絡(luò)和成套配電設(shè)備中，作為導(dǎo)線、電纜及較大容量電氣設(shè)備的短路和連續(xù)保護(hù)。 有填料封閉管式有填料封閉管式短路電流較大的電力輸配電系統(tǒng)中，主要作為電纜、導(dǎo)線和電氣設(shè)備的短路保護(hù)。 自復(fù)式自

11、復(fù)式具有限流作用顯著、動作時間短、熔而不斷、動作后不需更換熔體等特點(diǎn)；常與斷路器串聯(lián)使用，以提高組合分?jǐn)嘈阅堋?熔斷器的選擇 l 種類的選擇l 額定參數(shù)的選擇安裝及操作熔斷器時注意事項(xiàng)安裝及操作熔斷器時注意事項(xiàng) 1安裝熔體時必須注意不要使其受機(jī)械損傷，特別是較柔軟的鉛、錫合金絲，以免因接觸電阻過大而使溫度過高，從而引起誤動作。 2更換熔體時，要注意新?lián)Q熔體的規(guī)格與原來熔體的規(guī)格一致。 3更換熔體或熔管，必須在不帶電的情況下進(jìn)行。 七、接觸器 接觸器接觸器用來接通或分?jǐn)嚯妱訖C(jī)主電路或其他負(fù)載電路的控制電器。 1接觸器的用途和分類 用途用途：主要用于控制電動機(jī)的啟動、反轉(zhuǎn)、制動和調(diào)速等。它具有低電

12、壓釋放保護(hù)功能；具有比工作電流大數(shù)倍乃至十幾倍的接通和分?jǐn)嗄芰?；但不能分?jǐn)喽搪冯娏鳌?分類分類：按主觸點(diǎn)通過的電流不同可分為交流接觸器和直流接觸器兩種。2接觸器的結(jié)構(gòu) l 電磁系統(tǒng)l 主觸點(diǎn)和滅弧系統(tǒng)l 輔助觸點(diǎn)l 反力裝置l 支架和底座 3接觸器的工作原理 線圈通電后，在鐵心中產(chǎn)生磁通，由此在銜鐵氣隙處產(chǎn)生吸力，使銜鐵產(chǎn)生閉合動作，主觸點(diǎn)在銜鐵的帶動下閉合，于是接通了主電路。同時銜鐵還帶動輔助觸點(diǎn)動作，使原來斷開的閉合，而原來閉合的斷開。 當(dāng)線圈斷電或電壓顯著降低時，吸力消失或減弱，銜鐵在釋放彈簧作用下打開，主、輔觸點(diǎn)又恢復(fù)到原來狀態(tài)。 選用接觸器時注意事項(xiàng)選用接觸器時注意事項(xiàng) 1主觸點(diǎn)的額

13、定電壓應(yīng)大于或等于控制線路的額定電壓。 2主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)等于或稍大于電動機(jī)的額定電流。 3吸引線圈的電壓應(yīng)與線圈所接入的控制回路電壓相符。 4根據(jù)被控負(fù)載電流的種類選擇直流接觸器或交流接觸器。 八、繼電器 繼電器繼電器是根據(jù)輸入信號（電量或非電量）的變化，接通或斷開小電流的電路，實(shí)現(xiàn)自動控制和保護(hù)的電器。 l 電流繼電器l 電壓繼電器l 中間繼電器l時間繼電器l 熱繼電器l 速度繼電器1電流繼電器 根據(jù)電路中電流值的大小而動作的繼電器。 過電流繼電器的符號欠電流繼電器的符號2電壓繼電器 根據(jù)電路中電壓值的大小而動作的繼電器。 過電壓繼電器的符號欠電壓繼電器的符號3中間繼電器 動作值和釋放值

14、不能調(diào)節(jié)的電壓繼電器。符號 作用作用：增大觸頭的容量；增加觸頭的數(shù)量。 4時間繼電器 線圈通電或斷電后，其觸點(diǎn)在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定好的時間之后才閉合或斷開的一種控制電器。5熱繼電器 利用電流的熱效應(yīng)對電動機(jī)及其他電氣設(shè)備進(jìn)行過載保護(hù)和缺相保護(hù)的控制電器。 JR36系列 JR20系列 T系列 結(jié)構(gòu) 符號 熱繼電器種類的選擇熱繼電器種類的選擇 1如果是電動機(jī)且為星形連接時，選用兩相或三相熱繼電器均可。 2如果是其他電氣設(shè)備時，選用兩相或三相熱繼電器均可。 3如果是電動機(jī)且為三角形連接時，只能選用三相并且?guī)в腥毕啾Ｗo(hù)裝置的熱繼電器。 熱繼電器主要參數(shù)的選擇熱繼電器主要參數(shù)的選擇 1額定電壓 熱繼電器的額定

15、電壓是指觸頭的電壓值，選用時要求額定電壓大于或等于觸頭所在線路的額定電壓。 2額定電流 熱繼電器的額定電流是指允許裝入的熱元件的最大額定電流值。選用時要求額定電流大于或等于被保護(hù)電動機(jī)及其他電氣設(shè)備的額定電流。 6速度繼電器 反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的繼電器，與接觸器配合，實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的反接制動控制，故又稱為反接制動繼電器反接制動繼電器。 符號 62 電氣控制線路圖中基本環(huán)節(jié)的識讀 一、電氣原理圖二、電氣原理圖的組成三、繪圖的一般原則四、識讀電氣原理圖的基本步驟一、電氣原理圖l 電氣原理圖l 電器布置圖l 電氣安裝接線圖 電氣控制線路圖： 電氣原理圖電氣原理圖采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號代

16、表各種電器、電動機(jī)等元件，依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對控制的要求和各電器的動作原理，用導(dǎo)線把它們連接起來構(gòu)成。二、電氣原理圖的組成l 主電路l 輔助電路l 功能說明欄l 電路編號三、繪圖的一般原則 1所有電器元件都應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。 2電器元件的布局應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排。 3當(dāng)同一電器元件的不同部件(如線圈、觸點(diǎn))分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數(shù)字序號來區(qū)別。 4所有電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態(tài)畫出。 5應(yīng)盡量減少線條和避免線條交叉。四、識讀電氣原理圖的基本步驟 1看標(biāo)

17、題欄看標(biāo)題欄：達(dá)到對該圖的類型、作用、表達(dá)的大致內(nèi)容有一個比較明確的認(rèn)識和印象。 2看主電路看主電路：一般是由上向下即由電源經(jīng)開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線向負(fù)載方向看；了解主電路控制的電動機(jī)具有什么功能,如何與被拖動機(jī)械配合。 3看輔助電路看輔助電路：從上向下、從左向右，即先看電源，再依次看各個回路，分析各輔助電路對主電路的控制、保護(hù)、測量、指示、監(jiān)察等功能。63 三相異步電動機(jī)的直接起動控制電路 一、手動正轉(zhuǎn)控制電路二、繼電接觸器正轉(zhuǎn)控制電路 直接啟動控制直接啟動控制將額定電壓直接加到電動機(jī)定子繞組上，對其進(jìn)行啟動以及停止的控制。 一、手動正轉(zhuǎn)控制電路將開關(guān)旋鈕旋轉(zhuǎn)到“啟”或“停”位置即可控制風(fēng)扇的啟動與

18、停轉(zhuǎn)手動正轉(zhuǎn)控制電路的示意圖 手動正轉(zhuǎn)控制電路原理圖 手動正轉(zhuǎn)控制電路手動正轉(zhuǎn)控制電路二、繼電接觸器正轉(zhuǎn)控制電路 點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路：按住按鈕（SB1），電動機(jī)就運(yùn)轉(zhuǎn)；松開按鈕（SB1），電動機(jī)就停轉(zhuǎn)。 連續(xù)正轉(zhuǎn)控制電路連續(xù)正轉(zhuǎn)控制電路：按下按鈕（SB2），電動機(jī)啟動后連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；只有按下按鈕（SB3），電動機(jī)才停止運(yùn)轉(zhuǎn)。1點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路 點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路原理圖 點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制電路2連續(xù)正轉(zhuǎn)控制電路 連續(xù)正轉(zhuǎn)控制電路原理圖 連續(xù)正轉(zhuǎn)控制電路連續(xù)正轉(zhuǎn)控制電路64 三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路 一、倒順開關(guān)正反轉(zhuǎn)控制電路二、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路三、按鈕、接觸器雙重

19、聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路一、倒順開關(guān)正反轉(zhuǎn)控制電路倒順開關(guān)正反轉(zhuǎn)控制電路倒順開關(guān)正反轉(zhuǎn)控制電路二、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路控制電路（主電路）示意圖 接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制原理圖 接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路三、按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路65 工作臺的限位和自動往返控制電路 l 起動l 自動往返控制過程l 停止動作原理：66 三相異步電動機(jī)的制動控制電路 一、機(jī)械制動控制電路二、電氣制動控制電路一、機(jī)械制動控制電路1動作原理2接線方法3適用范圍二、電氣制動控制電路1反接制動控制電路2能耗制動控制電路67 控制電路常見故障及簡易處理方法一、常見故障的分析和簡易處理方法二、排除故障時注意事項(xiàng)一、常見故障的分析和簡易處理方法1硬故障（有明顯外表特征） 現(xiàn)象現(xiàn)象：例如電動機(jī)、電器或?qū)Ь€顯著發(fā)熱、冒煙、散發(fā)焦臭味或有火花等故障。 處理方法處理方法：立刻切斷電源，查找并排除造成上述故障的真正原因，以免后患。2軟故障（無明顯外表特征） 現(xiàn)象現(xiàn)象：電動機(jī)不能正常運(yùn)行。 原因原因：除部分由于電源、電動機(jī)和制動器等主電路問題外，多數(shù)是控制電路問題，如電氣元件調(diào)整不當(dāng)，機(jī)械動作失靈，觸點(diǎn)及壓接線頭接觸不良或脫落等原因。 處理方法處理方法：立刻切斷電源，依據(jù)電路圖，利用排除法排除法，查找并排除故障。3常見故障舉例 l 電動機(jī)不能啟動 可能原因可能原因：超負(fù)荷起動或傳動部分被