第2章典型電氣控制電路(修改)

第二章典型電氣控制線路

第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制（基本控制環(huán)節(jié)）第三節(jié)三相異步電動機降壓啟動控制第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制第二章典型電氣控制線路第五節(jié)電氣控制線路設計由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的。電氣控制線路：第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識電氣控制線路：電氣控制線路的作用：實現對電力拖動系統的啟動、正反轉、制動、調速和保護，滿足生產工藝要求，實現生產過程自動化。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識電氣控制線路：電動機常見的基本控制線路：點動控制線路正轉控制線路正反轉控制線路位置控制線路順序控制線路多地控制線路降壓啟動控制線路調速控制線路制動控制線路電氣控制線路的作用：第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識一、圖形符號和文字符號圖形符號文字符號符號要素一般符號限定符號基本文字符號輔助文字符號補助文字符號通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設備或概念的圖形、標記或字符。用于電氣技術領域中技術文件的編制，表示電氣設備、裝置和元件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。一、圖形符號和文字符號1.圖形符號符號要素：具有確定意義的簡單圖形，必須同其它圖形組合構成一個設備或概念的完整符號。如接觸器常開主觸點符號，由接觸器觸點功能符號和常開觸點符號組合而成。一般符號：表示一類產品和此類產品特征的一種簡單的符號，如電動機可用一個圓圈表示。限定符號：提供附加信息的一種加在其它符號上的符號。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識一、圖形符號和文字符號2.文字符號基本文字符號：單字母符號：雙字母符號按拉丁字母順序將各種電氣設備、裝置和元器件劃分成為23大類，每一類用一個專用單字母符號表示，如“C”表示電容器類，“R”表示電阻器類等。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識一、圖形符號和文字符號2.文字符號基本文字符號：單字母符號：雙字母符號：由一個表示種類的單字母符號與另一個字母組成，且以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保護器件類，“FU”則表示為熔斷器。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識一、圖形符號和文字符號2.文字符號基本文字符號：輔助文字符號：表示電氣設備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征。如“RD”表示紅色，“L”表示限制等。單字母符號：雙字母符號:補充文字符號：當規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時，可按國家標準中文字符號組成規(guī)律和下述原則予以補充。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識表2-1常用電氣圖形、文字符號表名

稱圖形符號文字符號名

稱圖形符號三極電源開關QS速度繼電器常開觸頭低壓斷路器QF常閉觸頭行程（位置）開關常開觸頭SQ時間繼電器線圈常閉觸頭常開延時閉合觸頭復合觸頭常閉延時打開觸頭KT熔斷器FU常開延時打開觸頭轉換開關SA常閉延時閉合觸頭名

稱圖形符號文字符號名

稱圖形符號文字符號按鈕啟動SB制動電磁鐵YB停止繼電器中間繼電器線圈KA復合過流繼電器線圈接觸器線圈KM欠壓繼電器線圈主觸頭常開觸頭常開輔助觸頭常閉觸頭繼電器常閉輔助觸頭欠電流繼電器線圈名

稱圖形符號文字符號名

稱圖形符號熱繼電器熱元件FR串勵直流電機常閉觸頭并勵直流電機電磁離合器YC他勵直流電機二、繪制、識讀電氣控制系統圖的原則電氣控制系統圖電氣原理圖電氣安裝圖框圖電器安裝圖電氣互連圖主電路控制電路照明和顯示電路電氣控制系統圖的結構第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識二、繪制、識讀電氣控制系統圖的原則1.電氣原理圖

用圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關系和工作原理的圖。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識電氣控制線路根據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機的電路，是強電流通過的部分，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、繼電器的觸頭等組成，用細線條畫在原理圖的右邊。第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識原則：主電路、控制電路和信號電路應分開繪出。表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數。主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機）及其保護電器支路用垂直線繪制在圖的左側，控制電路用垂直線繪制在圖面的右側，√同一電器的各元件采用同一文字符號表明?！趟须娐吩膱D形符號，均按電器未接通電源和沒有受外力作用時的狀態(tài)繪制。二、繪制、識讀電氣控制系統圖的原則主電路接點表示：三相交流電源采用L1、L2、L3標記主電路按U、V、W順序標記分級電源在U、V、W前加數字1、2、3來標記分支電路在U、V、W后加數字1、2、3來標記控制電路用不多于3位的阿拉伯數字編號第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識電氣原理圖示例：第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識二、繪制、識讀電氣控制系統圖的原則2.電氣安裝圖電器安裝圖：表示電氣控制系統中各電器元件的實際位置和接線情況。詳細繪制出電器元件安裝位置。

50505050320360線槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132型車床電器位置圖第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識電氣互連圖：原則：外部單元同一電器的各部件畫在一起，其布置盡可能符合電器實際情況。各電器元件的圖形符號、文字符號和回路標記均以電氣原理圖為準，并保持一致。表明了電器設備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識電氣互連圖示例

EL0HL23142423103×2.5mm22M1M2413×2.5mm23×1mm25×0.75mm23×0.75mm23×2.5mm2QSQ1CW6132型車床電氣互連圖第一節(jié)電氣控制系統圖的基本知識第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制一、單向旋轉控制1．手動控制QFM3～開啟式負荷開關控制自動空氣開關控制FUM3～QS控制方式簡單特點:電氣原理圖：應用:控制三相電風扇和砂輪機等小容量電動機第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制（基本控制環(huán)節(jié)）2.點動控制工作原理：一、單向旋轉控制啟動：按下起動按鈕SB→接觸器KM線圈得電→KM主觸頭閉合→電動機M啟動運行。停止：松開按鈕SB→接觸器KM線圈失電→KM主觸頭斷開→電動機M失電停轉。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2電氣原理圖：第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制2.點動控制應用：常用于電葫蘆控制和車床拖板箱快速移動的電機控制保護環(huán)節(jié)：短路保護控制電路短路保護主電路短路保護工作原理：電氣原理圖：一、單向旋轉控制QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制交流接觸器工作原理

3.接觸器自鎖控制KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1三相異步電動機全壓啟動控制---單向旋轉控制熱繼電器過載保護自鎖觸點QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2工作原理第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制開關切換點動控制：SA斷開4．連續(xù)與點動混合控制FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制電路連續(xù)控制：SA閉合

第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制按鈕切換4．連續(xù)與點動混合控制工作原理：連續(xù)控制：松開按鈕SB3點動控制：按下按鈕SB3FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制電路一、單向旋轉控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制中間繼電器切換4．連續(xù)與點動混合控制一、單向旋轉控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制一、單向旋轉控制５．多地控制特點：工作原理：在兩地或多地控制同一臺電動機的控制方式啟動(常開)按鈕并聯，停止(常閉)按鈕串聯第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制三地控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制主電路實現順序控制6．順序控制控制電路實現順序控制要求幾臺電動機的啟動或停止按一定的先后順序來完成的控制方式一、單向旋轉控制順序啟動同時停止控制順序啟動逆序停止控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制順序啟動同時停止控制特點:電氣原理圖：FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路三相異步電動機全壓啟動控制---單向旋轉控制KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB2KM1KM2KM1順序控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制思考：1.若用時間繼電器控制實現電機順序啟動，如第一臺電機啟動5S后第二臺電機自動啟動；按下停止按鈕，同時停止，畫出控制電路。2.若嚴格實現順序啟動，逆序停止，控制電路應如何改？KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2FU2FRSB1FRKM1SB2KM1KM2KTKT若嚴格實現順序啟動，逆序停止，控制電路應如何改？三相異步電動機全壓啟動控制---單向旋轉控制KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1順序啟動逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2電氣原理圖：特點:主電路控制電路第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制結論：實現順序控制:1.順序啟動：應將先通電電器常開觸點串接在后通電電器線圈控制電路中；2.逆序停止：將先斷電電器的常開觸點并接在后斷電線圈控制電路中的停止按鈕（或其他斷電觸點）上。課堂練習：若實現三臺電機M1，M2，M3順序啟動，逆序停止，控制電路如何畫？若實現三臺電機M1，M2，M3每隔6秒順序啟動，同時停止，控制電路如何畫？KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2例：設計三級皮帶運輸機的控制原理圖要求：三級皮帶運輸機分別由M1、M2、M3三臺電動機拖動，啟動時要求10秒的時間間隔，并按M1、M2、M3的順序啟動，停止時，按30秒的時間間隔，并按M3→M2→M1的順序停止。M3M2M1啟動M1M1延時10秒啟動M2延時10秒M2啟動M3M3停止M3延時停止M2KT4啟動SB1KM1KM1KT1KM2KM2KM3KM3KT3KT1KT2KT4KT4KT3KT4停止SB2KT2停止M1KT3、KT4各應設置為幾秒？二、可逆旋轉控制電路形式:電動機原理：改變電動機三相電源的相序，可改變電動機的旋轉方向按鈕、接觸器控制的正反轉位置控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制1.按鈕控制正反轉控制電路主電路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主電路控制電路：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正轉按鈕反轉按鈕工作原理：缺點：基本控制電路第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制控制電路：工作原理：接觸器聯鎖控制—電氣互鎖聯鎖接觸器聯鎖按鈕聯鎖控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接觸器聯鎖第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制控制電路：工作原理：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上電源開關按下按鈕SB1KM1線圈通電M正轉啟動按下停止按鈕SB3KM1線圈斷電電動機M停止按下按鈕SB2反向啟動第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制接觸器聯鎖控制—電氣互鎖控制電路：工作原理：優(yōu)點：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠缺點：對頻繁實現可逆情況，操作不便第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制正—停---反反---停---正接觸器聯鎖控制—電氣互鎖控制電路：工作原理：優(yōu)點：按鈕聯鎖控制---機械互鎖操作方便控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺點：易產生故障第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制控制電路：工作原理：優(yōu)點：接觸器、按鈕雙重聯鎖控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制電路圖第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制接觸器聯鎖正反轉控制電路第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制2.位置開關控制有些生產機械如萬能銑床，要求工作臺在一定距離內能自動往返，通常利用行程開關控制電動機正反轉實現。工作臺自動往返控制第二節(jié)三相異步電動機全壓啟動控制電機單向，雙向控制電路規(guī)律總結：線圈作為輸出，觸頭作為輸入。（2）觸頭組合：常開，串聯：常開，并聯：常閉，串聯：順序控制中互鎖自鎖，多點啟動，逆序停止多點停止，保護繼電器，正反轉互鎖（1）電路輸出和輸入：思考：分析圖所示線路中，哪種線路能實現電動機正常連續(xù)運行和停止，哪種不能？為什么？

第三節(jié)三相異步電動機降壓啟動控制降壓啟動的方法定子繞組串電阻（電抗）啟動自耦變壓器降壓啟動

Y—△降壓啟動延邊三角形降壓啟動降壓啟動的實質：啟動時減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動電流；啟動后再將電壓恢復到額定值，電動機進入正常工作狀態(tài)。第三節(jié)三相異步電動機降壓啟動控制直接啟動的優(yōu)點和缺點：優(yōu)點：簡單，可靠，經濟缺點：啟動電流大，造成電網電壓下降，直接影響在同一電網工作的其它電機。一、定子繞組串電阻（電抗）啟動控制定子串電阻降壓自動啟動控制線路FU1KM1QS主電路M3～FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制電路電氣原理圖工作原理合上電源開關按下按鈕SB1KM1、KT線圈通電M串電阻降壓啟動KT延時KM2線圈通電，KM1、KT線圈斷電M全壓運行適用于輕載或空載啟動二、星形——三角形降壓啟動控制指電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，減小起動電流；待電動機起動后，再把定子繞組改接成三角形，使電動機全壓運行。Y—△起動只能用于正常運行時為△形接法的電動機。時間 繼電器控制Y—△降壓起動－－－三個接觸器控制二、星形——三角形降壓啟動控制電氣原理圖電源接觸器星形接法接觸器三角形接法接觸器QSFRV1MU1W2FU1V23～KM2KM3KM1W1U2L1L2L3主電路工作原理Y—△降壓啟動控制優(yōu)點：簡單，經濟缺點：啟動轉矩?。ㄖ苯訂訒r的1/3）應用：125kW及以下的運行時為△形接法的三相籠形異步電機啟動Y—△降壓啟動控制特點：時間繼電器控制自耦變壓器降壓啟動三、自耦變壓器降壓啟動控制（自學）電氣原理圖工作原理M3~FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主電路FU2FRSB4SB1KM1SB2KM1KAKM2KM1KAKAKAKTSB3控制電路KT自耦變壓器降壓啟動特點：缺點：設備龐大，成本高；優(yōu)點：啟動轉矩和電流可調。應用：可用于額定電壓220V或380V，星形或三角形連接，容量大的異步電機降壓啟動。停機制動類型：第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制常用的電氣制動：反接制動能耗制動機械制動—采用機械裝置產生機械力來強迫電動機迅速停車。電氣制動--電動機產生一個與轉子轉動方向相反的力矩來進行制動。第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制停機制動功能：迅速停車，準確定位一、反接制動控制原理：要求：第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制改變電動機電源相序，使定子繞組產生反向的旋轉磁場，形成制動轉矩。定子繞組流過的反接制動電流相當于全壓啟動電流的2倍，為防止過熱，減小沖擊，定子電路中串入反接制動電阻；轉速接近于零時，及時切斷反相序電源,防止反向再起動。1.單向反接制動的控制一、反接制動控制電氣原理圖：速度繼電器關鍵是電動機電源相序的改變，且當轉速下降到速度繼電器釋放轉速時，能自動將電源切除。

第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制一、反接制動控制單向反接制動的控制工作原理：電動機正常運轉時，KM1通電吸合，KS的常開觸點閉合，為反接制動作準備。

按下停止按鈕SB1，KM1斷電，電動機定子繞組脫離三相電源，電動機因慣性仍以很高速度旋轉，KS常開觸點仍保持閉合，將SB1按到底，使SB1常開觸點閉合，KM2通電并自鎖，電動機定子串接電阻接上反相序電源，進入反接制動狀態(tài)。電動機轉速迅速下降，當電動機轉速接近100r/min時，KS常開觸點復位，KM2斷電，電動機斷電，反接制動結束。2.可逆運行的反接制動控制第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制工作過程：正轉啟動：按下SB2，KM1通電，轉速超過一定值時，KS-1常開觸點閉合，為制動做準備。停止：按下SB1，KM1斷開，KM2接通，對電機進行反接制動。當轉速低于速度繼電器釋放值時，KS-1斷開，KM2斷開。電機停下。KS-1和KS-2常閉：在制動過程中，防止反向啟動。KS-1：正向閉合觸點KS-2：反向閉合觸點反接制動特點：制動電流比啟動還要大，應限流。制動力大，迅速停止，但對機械軸沖擊大。

特點（與反接制動相比）：消耗的能量小，其制動電流要小得多；適用于電動機能量較大，要求制動平穩(wěn)和制動頻繁的場合；能耗制動需要直流電源整流裝置。二、能耗制動控制原理：電動機脫離三相交流電源后，在定子繞組加直流電源，以產生起阻止旋轉作用的靜止磁場，達到制動的目的。第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制1.單向能耗制動控制二、能耗制動控制按時間原則控制單向運行接觸器能耗制動接觸器整流變壓器橋式整流電路第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制1.單向能耗制動控制二、能耗制動控制按速度原則控制第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制2.電動機可逆運行能耗制動控制（自學）二、能耗制動控制正轉接觸器反轉接觸器第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制3.單管能耗制動控制（簡化制動電路，電動機功率10KW以下）二、能耗制動控制單管半波整流第四節(jié)三相異步電動機電氣制動控制

人們希望在掌握了電器控制的基本原則和基本控制環(huán)節(jié)后，不僅能分析生產機械的電器控制線路的工作原理，而且還能根據生產工藝的要求，設計電器控制線路。

電器控制線路的設計方法通常有兩種：經驗設計法和邏輯設計法。返回第五節(jié)電氣控制線路設計第五節(jié)電氣控制線路設計1經驗設計法

經驗設計是根據生產機械的工藝要求和加工過程，利用各種典型的基本控制環(huán)節(jié)，加以修補、補充、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，則按照生產機械的工藝要求逐步進行設計。經驗設計法比較簡單，但必須熟悉大量的控制線路，掌握多種典型線路的設計資料，同時具有豐富的實踐經驗。通常先分析每臺電機任務，采用一些典型的基本環(huán)節(jié)對每臺電機進行設計，實現工藝基本要求，然后根據順序控制要求組合、完善其功能，并加上適當的聯鎖與保護環(huán)節(jié)。

返回采用經驗設計法，一般規(guī)律：（1）線圈作為輸出，觸頭作為輸入。（2）觸頭組合：常開，串聯：順序控制中互鎖常開，并聯：多點啟動，逆序停止常閉，串聯：多點停止，保護繼電器，正反轉互鎖采用經驗設計法，一般應注意以下幾個問題：

（1）保護控制線路工作的安全和可靠性

1）線圈的連接。在交流控制線路中，不能串聯接入兩個電器線圈。即使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和，也是不允許的?！罱佑|器和繼電器：接觸器線圈的工作電壓與繼電器線圈的工作電壓和電流要求往往相差很大。它們決不能串連使用?！顑蓚€同型號的接觸器或中間繼電器：原則上是不應該串連使用的。在使用中，它們各自都承擔著后續(xù)電氣設備運行的控制任務，串連使用時，其中一個出問題，影響兩個接觸器（中間繼電器）控制的設備（電氣回路）都要斷電，單一問題變成復雜問題；加上串連使用時，必須把線圈的供電電壓升高一倍，才能讓每個線圈都處于其工作電壓下（交流220伏的線圈工作電壓，串連時要提供440伏，才能工作。

2）電器觸頭的連接。同一個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。不合理

合理

3）線路中應盡量減少多個電器元件依次動作后才能接通另一個電器元件，如圖所示。在圖a中，線圈KA3的接通要經過KA、KA1、KA2三對常開觸頭。若改為圖b，則每一線圈的通電只需經過一對常開觸頭，工作較可靠。（2）控制線路力求簡單、經濟

1）盡量減少觸頭的數目。盡量減少電器元件和觸頭的數目，所用的電器、觸頭越少，則越經濟，出故障的機會也越少。

2）盡量減少連接導線。將電器元件觸頭的位置合理安排，可減少導線根數和縮短導線的長度，以簡化接線。起動按鈕和停止按鈕同放置在操作臺上，而接觸器放置在電氣柜內。從按鈕到接觸器要經過較遠的距離，所以必須把起動按鈕和停止按鈕直接連接，這樣可減少連接線。不合理

合理

3）控制線路在工作時，除必要的電器元件必須長期通電外，其余電器應盡量不長期通電，以延長電器元件的使用壽命和節(jié)約