第五章 基本電氣控制電路

1、電機(jī)與電氣控制 主編第五章基本電氣控制電路第五章基本電氣控制電路第一節(jié)繼電器接觸器控制系統(tǒng)電路圖第二節(jié)電動機(jī)全壓起動控制電路第三節(jié)電動機(jī)減壓起動控制電路第四節(jié)電動機(jī)制動控制電路第五節(jié)多速電動機(jī)控制電路第五章基本電氣控制電路5.1電氣圖中的文字符號分為文字符號和文字符號。5.2電氣圖中的文字符號的字母采用寫拉丁文字母與體字。5.3原理圖用來說明控制電路的工作原理及各種電器元件相互的聯(lián)結(jié)。5.4電氣原理圖一般由電路、電路、電路和電路四部分組成。5.5電路用來實(shí)現(xiàn)對被控制對象運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。5.6控制電路具有、等作用。5.7繼電器接觸器控制電路實(shí)質(zhì)上是電路,其工作原理可用表達(dá)式來描述。5.8由幾個(gè)常開、

2、常閉觸頭與線圈聯(lián),構(gòu)成邏輯電路。5.9由幾個(gè)常開、常閉觸頭后與線圈聯(lián),構(gòu)成邏輯電路。5.10電氣原理圖的閱讀方法一般有:讀圖法、過程圖和法。5.20電動機(jī)變極調(diào)速,僅適用于籠型電動機(jī)。第一節(jié)繼電器接觸器控制系統(tǒng)電路圖一、電氣控制系統(tǒng)二、電器元件的圖形符號和文字符號三、電氣原理圖四、電氣安裝接線圖五、電氣原理圖的閱讀方法二、電器元件的圖形符號和文字符號1)基本文字符號：有單字母和雙字母兩種。2)輔助文字符號：用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及線路的功能、狀態(tài)和特征的。1)基本文字符號：有單字母和雙字母兩種。單字母是按拉丁字母將電氣設(shè)備、裝置和元件劃分為若干大類，每一大類用一個(gè)專用單字母表示。如“

3、C”表示電容器類，“R”表示電阻器類。只有當(dāng)用單字母不能滿足要求，需將某一大類進(jìn)一步劃分時(shí)，才采用雙字母。如“F”表示保護(hù)器件類，而“FU”表示熔斷器，“FR”表示有延時(shí)動作的限流保護(hù)器件，“FV”表示限壓保護(hù)器件等。2)輔助文字符號：用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及線路的功能、狀態(tài)和特征的。如“SYN”表示同步，“RD”表示紅色，“L”表示限制等。輔助文字還可以單獨(dú)使用，如“ON”表示接通，“OFF”表示斷開，“M”表示中間線，“PE”表示接地等。因“I”和“O”同阿拉伯?dāng)?shù)字“1”和“0”容易混淆，因此不能單獨(dú)作為文字符號使用。三、電氣原理圖(一) 電氣原理圖的基本組成電路(二) 電氣原理

4、圖的繪制規(guī)則(一) 電氣原理圖的基本組成電路1.電源電路2.主電路(動力電路)3.控制電路4.輔助電路1.電源電路圖5-1CA6140臥式車床電氣原理圖2.主電路(動力電路)它是作用于被控對象的電路，即動力裝置如電動機(jī)、電磁鐵及其保護(hù)電器的電路，它直接輸出功率，且通過較大電流。主電路應(yīng)與電源電路垂直畫出。3.控制電路(1) 基本邏輯電路基本邏輯電路包括“與”邏輯電路(AND電路)、“或”邏輯電路(OR電路)和“非”邏輯電路(NOT電路)。5-23.控制電路5-3(2) 記憶電路即自保電路，如圖5-5所示。3.控制電路5-43.控制電路5-54.輔助電路由變壓器、整流電源、照明燈和信號燈等低壓電

5、路組成。(二) 電氣原理圖的繪制規(guī)則1) 電氣原理圖應(yīng)按所規(guī)定的圖形符號、文字符號繪制。2) 主電路、控制電路和輔助電路應(yīng)分別繪出。主電路從電源到電動機(jī)大電流通過的電路,畫在原理圖的左邊。電源線路繪成水平線，動力裝置及其控制、保護(hù)電器元件應(yīng)垂直于電源線路?？刂齐娐酚衫^電器和接觸器的觸頭、線圈和按鈕、開關(guān)等組成，用來控制繼電器和接觸器線圈得電與否的小電流的電路。畫在原理圖的中間，垂直的畫在兩條水平電源線之間。輔助電路畫在原理圖的右邊。3) 電路應(yīng)按功能來組合，同一功能的相關(guān)元件應(yīng)畫在同一支路上，不受電器本身結(jié)構(gòu)的約束。4) 同一電器的各個(gè)部件按其功能分別畫在不同的支路中時(shí)，要用同一文字符號標(biāo)出。

6、(二) 電氣原理圖的繪制規(guī)則5) 所有的觸頭、按鈕、開關(guān)，除在起始位置已受外力作用的觸頭外，都按沒有通電或受外力作用的開閉狀態(tài)即常態(tài)畫出。6) 在原理圖中，有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示，否則，不畫黑圓點(diǎn)。7) 電路應(yīng)按動作順序和信號流自左向右或自上而下排列。8) 為了便于檢索和閱讀，可將圖分成若干個(gè)圖區(qū)，圖區(qū)編號一般寫在圖的下面；每個(gè)電路的功能，一般在圖的頂部標(biāo)明。9) 由于同一電器元件的部件分別畫在不同功能的支路(圖區(qū))，為了便于閱讀，在原理圖控制電路的下面，標(biāo)出了“符號位置索引”。10) 與電氣控制有關(guān)的機(jī)、液、氣等裝置應(yīng)用符號繪出簡圖，以表示其關(guān)系。11) 原理圖上各電器元件

7、連接點(diǎn)應(yīng)編排接線號，以便檢查和接線。四、電氣安裝接線圖1) 圖中的文字符號及接線端編號，應(yīng)與電氣原理圖上的一致。2) 要表示出各電氣元件的位置及接線情況。3) 在圖上或列表標(biāo)明連接導(dǎo)線的根數(shù)、截面積和顏色，穿線套管的直徑和長度。4) 對較為復(fù)雜的電氣控制電路，還可根據(jù)在生產(chǎn)機(jī)械上的實(shí)際安裝位置，畫出安裝圖和電氣元件明細(xì)表(說明各電氣元件的名稱、文字符號、規(guī)格、型號、數(shù)量和用途等)。四、電氣安裝接線圖圖5-6某機(jī)床電氣接線圖五、電氣原理圖的閱讀方法(一) 查線讀圖法(二) 控制過程圖示法(三) 邏輯代數(shù)法(一) 查線讀圖法1) 從主電路看有哪些控制元件的主觸頭及它們的組合方式，就可大致了解電動機(jī)

8、的工作狀況(起動方式，是否有正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速等)。2) 由主電路中主觸頭的文字符號，在控制電路中“順藤摸瓜”找到控制元件(接觸器、繼電器等)的控制支路(環(huán)節(jié))，按功能的不同劃分為若干個(gè)局部控制電路來分3) 假定按動操作按鈕、行程開關(guān)，觀察其觸頭是如何控制其他控制元件動作的和使電動機(jī)如何運(yùn)轉(zhuǎn)的。4) 要注意各個(gè)環(huán)節(jié)相互間的聯(lián)系和制約關(guān)系，即電路的自保、互鎖、保護(hù)環(huán)節(jié)，以及與機(jī)械、液壓部件的動作關(guān)系。5) 逐步分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系后，還應(yīng)從整個(gè)控制電路，即從整體角度進(jìn)一步理解其工作原理。6) 邊閱讀分析，邊查線，邊畫出其工作過程。第二節(jié)電動機(jī)全壓起動控制電路一、多

9、地控制電路二、順序控制電路三、步進(jìn)控制電路四、限位控制電路一、多地控制電路圖5-7多地控制電路一、多地控制電路AA.tif一、多地控制電路圖5-8順序控制電路二、順序控制電路三、步進(jìn)控制電路圖5-9繼電器組成的步進(jìn)控制電路三、步進(jìn)控制電路15A.TIF四、限位控制電路(一) 限位斷電控制電路(二) 限位通電控制電路(三) 自動往返循環(huán)控制電路(一) 限位斷電控制電路(二) 限位通電控制電路圖5-10限位控制電路1行程開關(guān)2撞塊3電動機(jī)(三) 自動往返循環(huán)控制電路圖5-11自動往返循環(huán)控制電路第三節(jié)電動機(jī)減壓起動控制電路一、定子電路串電阻減壓起動二、星三角轉(zhuǎn)換減壓起動三、自耦變壓器減壓起動四、延

10、邊三角形減壓起動五、幾種減壓起動方式的比較第三節(jié)電動機(jī)減壓起動控制電路圖5-12定子電路串電阻減壓起動控制電路一、定子電路串電阻減壓起動(一) 控制電路的工作原理(二) 減壓電阻的估算(三) 評價(jià)(一) 控制電路的工作原理15B.TIF(二) 減壓電阻的估算例5-2有一異步電動機(jī)的額定值為PN=20kW，IN=38.4A，UN=380V。取Ku=3，問需串接多大電阻進(jìn)行減壓起動。解I1=47IN取I1=6IN例5-2有一異步電動機(jī)的額定值為PN=20kW，IN=38.4A，UN=380V。取Ku=3，問需串接多大電阻進(jìn)行減壓起動。解I1=47IN取I1=6IN(三) 評價(jià)二、星三角轉(zhuǎn)換減壓起動

11、(一)控制電路工作原理(二) 評價(jià)(三) 星三角自動起動器(一)控制電路工作原理1)減壓起動電動機(jī)星形聯(lián)結(jié)起動。2)經(jīng)過t后，電動機(jī)轉(zhuǎn)換為三角形運(yùn)行。(一)控制電路工作原理圖5-13星三角減壓起動控制電路1)減壓起動電動機(jī)星形聯(lián)結(jié)起動。15C.TIF2)經(jīng)過t后，電動機(jī)轉(zhuǎn)換為三角形運(yùn)行。15D.TIF15D1.TIFAA.tif(二) 評價(jià)(三) 星三角自動起動器三、自耦變壓器減壓起動(一) 控制電路工作原理(二) 自耦變壓器與串電阻減壓起動的比較(三) 評價(jià)(四) 補(bǔ)償減壓起動器(一) 控制電路工作原理15M.TIFAA.tif(二) 自耦變壓器與串電阻減壓起動的比較1) 在起動轉(zhuǎn)矩相同的情

12、況下，自耦變壓器減壓起動時(shí)從電網(wǎng)吸取的電流要小些，對電網(wǎng)電壓的影響減小。2) 如果減壓起動向電網(wǎng)吸取同樣大小的電流，自耦變壓器方式產(chǎn)生的起動轉(zhuǎn)矩要(二) 自耦變壓器與串電阻減壓起動的比較圖5-14QX313型自動起動器1接觸器2熱繼電器3時(shí)間繼電器1) 在起動轉(zhuǎn)矩相同的情況下，自耦變壓器減壓起動時(shí)從電網(wǎng)吸取的電流要小些，對電網(wǎng)電壓的影響減小。2) 如果減壓起動向電網(wǎng)吸取同樣大小的電流，自耦變壓器方式產(chǎn)生的起動轉(zhuǎn)矩要圖5-15QX313控制電路2) 如果減壓起動向電網(wǎng)吸取同樣大小的電流，自耦變壓器方式產(chǎn)生的起動轉(zhuǎn)矩要圖5-16自耦變壓器減壓起動控制電路(三) 評價(jià)(四) 補(bǔ)償減壓起動器圖5-17

13、XJ01型補(bǔ)償器減壓起動控制電路(四) 補(bǔ)償減壓起動器圖5-18QJ3型手動補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)1起動靜觸頭2熱繼電器3自耦變壓器4欠電壓保護(hù)裝置5停止按鈕6操縱手柄7油箱(四) 補(bǔ)償減壓起動器圖5-19QJ3型手動補(bǔ)償器控制電路四、延邊三角形減壓起動(一) 控制電路的工作原理(二) 延邊三角形減壓起動的電流、轉(zhuǎn)矩分析(三)評價(jià)四、延邊三角形減壓起動圖5-20延邊三角形起動電動機(jī)抽頭聯(lián)結(jié)方式(一) 控制電路的工作原理圖5-21延邊三角形減壓起動控制電路(二) 延邊三角形減壓起動的電流、轉(zhuǎn)矩分析圖5-22延邊三角形等效電路(二) 延邊三角形減壓起動的電流、轉(zhuǎn)矩分析圖5-23延邊三角形矢量圖(二) 延邊三角

14、形減壓起動的電流、轉(zhuǎn)矩分析表5-1不同匝數(shù)比時(shí)延邊三角形起動特性(三)評價(jià)五、幾種減壓起動方式的比較表5-2幾種減壓起動方式的比較第四節(jié)電動機(jī)制動控制電路一、能耗制動二、反接制動三、電磁抱閘制動四、電磁離合器制動一、能耗制動(一) 按時(shí)間原則控制電路(二) 按速度原則控制電路(一) 按時(shí)間原則控制電路(一) 按時(shí)間原則控制電路圖5-24是按時(shí)間原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動控制電路。電路工作原理如下：(一) 按時(shí)間原則控制電路圖5-24按時(shí)間原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動控制電路(二) 按速度原則控制電路圖5-25是按速度原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動控制電路。用速度繼電器取代了時(shí)間繼電器。當(dāng)電動機(jī)脫離交

15、流電源后，其慣性轉(zhuǎn)速仍很高，速度繼電器的常閉觸頭仍閉合，使KM3得電通入直流電進(jìn)行能耗制動。其工作過程請自行分析。圖5-25按速度原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動控制電路二、反接制動1)電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)：2)電動機(jī)反接制動停車二、反接制動圖5-25按速度原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動控制電路二、反接制動圖5-26反接制動二、反接制動表5-3能耗制動與反接制動比較1)電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)：15E.TIF2)電動機(jī)反接制動停車15F.TIF15G.TIF三、電磁抱閘制動(一) 閘瓦平時(shí)處于“抱住”狀態(tài)的控制電路(二) 閘瓦平時(shí)處于“松開”狀態(tài)的控制電路三、電磁抱閘制動圖5-27單向反接制動控制電路(一) 閘瓦平時(shí)處于“抱住”狀態(tài)的控制電路圖5-28抱閘平時(shí)處于“抱住”狀態(tài)的控制電路1彈簧2制動閘瓦3閘輪(二) 閘瓦平時(shí)處于“松開”狀態(tài)的控制電路圖5-29閘瓦平時(shí)處于“松開”狀態(tài)的控制電路四、電磁離合器制動圖5-30電磁離合器1電刷和刷握2勵(lì)磁線圈3摩擦片環(huán)4盤形銜鐵5彈簧6從動軸7主動軸8磁軛9集流環(huán)第五節(jié)多速電動機(jī)控制電路一、變極調(diào)速原理二、雙速電動機(jī)的接線方式三、D/YY聯(lián)結(jié)雙速電動機(jī)控制電路四、三速異步電動機(jī)一、填空題一、變極調(diào)速原理圖5-31籠型異步電動機(jī)變極原理二、雙速電動機(jī)的接線方式(一) D/YY聯(lián)結(jié)(二) Y/YY聯(lián)結(jié)(一) D/YY聯(lián)結(jié)圖5-324/2極雙速異步電