第二章基本電氣控制電路

第2章基本電氣控制電路2.1電氣控制電路的繪制原則及標(biāo)準(zhǔn)

2.2交流電動機的基本控制電路2.3典型生產(chǎn)機械電氣控制電路的分析

2.4電氣控制電路的一般設(shè)計法

2.1電氣控制電路的繪制原則及標(biāo)準(zhǔn)

常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電氣安裝接線圖與電氣元件布置圖。

常用圖形、文字符號見附錄A（P264）

我國電氣設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T4728—1996~2000《電氣簡圖用圖形符號》、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)中的文字符號制定通則》、GB/T6988—1997“電氣制圖”要求。2.1.1電氣圖中的圖形符號及文字符號電氣圖形符號是電氣技術(shù)領(lǐng)域必不可少的工程語言，只有正確識別和使用電氣圖形符號和文字符號，才能閱讀電氣圖和繪制符合標(biāo)準(zhǔn)的電氣圖。2.1.2電氣原理圖的繪制原則電氣原理圖:用來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（控制電路、信號電路等）應(yīng)分別繪出。主電路：大電流，從電源到電動機的電路（組合開關(guān)、熔斷器、接觸器主觸點、熱繼電器熱元件、電動機等），用粗實線繪在圖紙左側(cè)，期中電源電路用水平線繪制，保護電路及電動機垂直于電源電路；輔助電路：包括控制電路、照明電路、信號電路、保護電路等，用細(xì)實線繪在圖紙右側(cè)，垂直于電源電路。2．電氣原理圖中電氣元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排，各電氣部件按動作順序從上到下，從左到右依次排列；1.繪制電氣原理圖的基本原則3)各電氣元件不畫實際的外形圖，但要采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號和文字符號來繪制。

4)電氣原理圖中所有電器的觸點，應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時的開閉狀態(tài)畫出。

5)事故、備用、報警開關(guān)應(yīng)表示在設(shè)備正常使用時的位置。

6)應(yīng)盡可能減少線條和避免交叉線。（T型交叉可畫也可不畫，十字交叉畫實心圓點）

7)有機械聯(lián)系的元器件用虛線連接。8）各接線端子用規(guī)定的字?jǐn)?shù)字符號標(biāo)記：如：L1、L2、L3、N、PE；L+、L-、M；U、V、WCW6132型車床的電氣原理圖2.圖面區(qū)域的劃分電氣原理圖上方的1、2、3、…數(shù)字是圖區(qū)編號，是為了便于檢索電氣線路、方便閱讀分析而設(shè)置的。圖區(qū)編號也可設(shè)置在圖的下方。圖幅大時可在圖紙左方加入a、b、c、…字母圖區(qū)編號。圖區(qū)編號下方的文字表明對應(yīng)區(qū)域下方元器件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個元器件或某部分電路的功能，以利于理解整個電路的工作原理。3.符號位置的索引

索引代號的組成接觸器在附圖中各欄的含義2.1.3電氣安裝接線圖(第五講）

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）各電氣元件均按實際安裝位置繪出，元件所占圖面按實際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。2）一個元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點劃線框起來，即采用集中表示法。3）各電氣元件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標(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，各接線端子的編號必須與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號相一致。5）繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。例：電氣安裝接線圖為三相異步電動機啟動、停止控制線路安裝接線圖

2.1.4電氣元件布置圖（P40)

用來表明電氣原理圖中各元器件的實際安裝位置，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）強電、弱電應(yīng)分開，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。3）需要經(jīng)常維護、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類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。例：CW6132型車床控制盤電器布置圖2.2交流電動機的基本控制電路2.2.1三相籠型異步電動機直接起動控制電路

2.2.2三相籠型異步電動機減壓起動控制電路

2.2.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動控制電路

2.2.4三相籠型異步電動機制動控制電路

2.2.5三相籠型異步電動機調(diào)速控制電路

2.2.6組成電氣控制電路的基本規(guī)律

2.2.7電氣控制電路中的保護環(huán)節(jié)2.2.1三相籠型異步電動機直接起動控制電路1.電動機單向點動控制電路

2.電動機單向自鎖控制電路

3.電動機單向點動、自鎖混合控制電路

4.電動機正反轉(zhuǎn)控制電路

5.自動停止控制電路

6.自動往返控制電路

7.其他典型控制電路1.電動機單向點動控制電路(第四講）2.電動機單向自鎖控制電路(1)電路的工作原理

(2)電路的保護環(huán)節(jié)1)短路保護。

2)過載保護。

3)欠電壓和失電壓保護。3.電動機單向點動、自鎖混合控制電路4.電動機正反轉(zhuǎn)控制電路(1)正-停-反控制電路

(2)正-反-?？刂齐娐?1)正-停-反控制電路(2)正—反—?？刂齐娐芬闺妱訖C由正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)，需先按停止按鈕SB1，這顯然在操作上不便，為了解決這個問題，可利用復(fù)合按鈕進行控制，將起動按鈕的常閉觸點串聯(lián)接入到對方接觸器線圈的電路中，就可以直接實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的切換控制了，控制電路如右圖。5.自動停止控制電路電路的工作原理：當(dāng)按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2后，KM1的線圈通電吸合并自鎖，電動機正轉(zhuǎn)，拖動運動部件作相應(yīng)的移動，當(dāng)位移至規(guī)定位置(或極限位置)時，安裝在運動部件上的擋鐵(撞塊)便壓下SQ1，SQ1常閉觸點斷開，KM1斷電釋放，電動機停止運轉(zhuǎn)。這時即使再按SB2，KM1也不會吸合，只有按反轉(zhuǎn)起動按鈕SB3，電動機反轉(zhuǎn)，使運動部件退回，擋鐵脫離行程開關(guān)SQ1，SQ1的常閉觸點復(fù)位，為下次正向起動做準(zhǔn)備。6.自動往返控制電路(第六講）7.其他典型控制電路(1)多地控制電路

(2)順序起、停控制電路

(3)步進控制電路(1)多地控制電路兩地的起動按鈕SB3、SB4常開觸點并聯(lián)起來控制器KM線圈，只要其中任一按鈕閉合，KM線圈就通電吸合；兩地的停止按鈕SB1、SB2常閉觸點串聯(lián)起來控制KM線圈，只要其中有一個觸點斷開，接觸器KM線圈就斷電。推而廣之，n地控制電路只要將n地的起動按鈕的常開觸點并聯(lián)起來，將n地的停止按鈕的常閉觸點串聯(lián)起來控制接觸器KM線圈，即可實現(xiàn)n地啟、?？刂啤?/p>

(2)順序起、?？刂齐娐?a)順序控制主電路及按動作順序控制電路(b)按時間原則順序控制電路

(3)步進控制電路上述控制過程中，每一時刻，保證只有一個程序步在工作。每個程序步均包含程序的開始（或程序的轉(zhuǎn)移）、程序的執(zhí)行、程序的結(jié)束三個階段。這里以上一個程序步動作的完成作為轉(zhuǎn)入下一個程序的轉(zhuǎn)換信號，使程序依次自動地轉(zhuǎn)換執(zhí)行。

2.2.2三相籠型異步電動機減壓起動控制電路1.電動機定子繞組串電阻減壓起動控制電路

2.星-三角減壓起動控制電路

3.自耦變壓器減壓起動控制電路1.電動機定子繞組串電阻減壓起動控制電路2.星-三角減壓起動控制電路1)接觸器KM3先吸合，KM1后吸合。

2)互鎖保護措施。

3)電動機繞組由星形聯(lián)結(jié)向三角形聯(lián)結(jié)自動轉(zhuǎn)換后，隨著KM3失電，KT失電復(fù)位。3.自耦變壓器減壓起動控制電路2.2.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動控制電路按電流原則設(shè)計的控制電路2.2.4三相籠型異步電動機制動控制電路1.反接制動控制電路

2.能耗制動控制電路1.反接制動控制電路(1)單向運行反接制動控制電路

(2)可逆運行反接制動控制電路(1)單向運行反接制動控制電路電路的工作原理：起動時，合上電源開關(guān)QF，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1的線圈得電吸合且自鎖，KM1的主觸點閉合，電動機起動運轉(zhuǎn)；當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速升高到一定數(shù)值時，速度繼電器KS的常開觸點閉合，為反接制動做好準(zhǔn)備。停車時，按停止按鈕SB1，接觸器KM1的線圈失電釋放，KM1的主觸點斷開電動機的工作電源；而接觸器KM2的線圈得電吸合，KM2的主觸點閉合，串入電阻R進行反接制動，電動機產(chǎn)生一個反向電磁轉(zhuǎn)矩(即制動轉(zhuǎn)矩)，迫使電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至100r/min以下時，速度繼電器KS的常開觸點復(fù)位打開，使接觸器KM2的線圈失電釋放，及時切斷電動機的電源，防止電動機的反向再起動。(1)單向運行反接制動控制電路(2)可逆運行反接制動控制電路2.能耗制動控制電路(1)單向運行能耗制動控制電路

(2)可逆運行能耗制動控制電路(1)單向運行能耗制動控制電路(2)可逆運行能耗制動控制電路采用速度原則控制的電動機可逆運行能耗制動控制電路2.2.5三相籠型異步電動機調(diào)速控制電路1.雙速電動機的調(diào)速原理

雙速電機的變速是通過改變定子繞組的聯(lián)結(jié)來改變極對數(shù)，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。常見的定子繞組接法方式有兩種：三角形→雙星形（△→YY）變換和星形→雙星形（Y→YY）變換。

(1)接觸器控制的雙速電動機控制電路2.雙速電動機的控制電路(2)接觸器、時間繼電器控制的雙速電動機控制電路(第六講）2.2.6電氣控制電路中的保護環(huán)節(jié)1.短路保護

2.過電流保護

3.過載保護

4.零電壓保護和欠電壓保護2.3典型生產(chǎn)機械電氣控制電路的分析

2.3.1電氣控制電路分析的基礎(chǔ)

2.3.2電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟

2.3.3C650型臥式車床電氣控制電路的分析

2.3.1電氣控制電路分析的基礎(chǔ)1.電氣控制電路分析的依據(jù)

2.電氣控制電路分析的內(nèi)容和要求1.電氣控制電路分析的依據(jù)分析設(shè)備電氣控制電路的依據(jù)是設(shè)備本身的基本結(jié)構(gòu)、運動情況、加工工藝要求、電力拖動要求和電氣控制要求等。這些依據(jù)來自設(shè)備本身的有關(guān)技術(shù)資料，如設(shè)備操作使用說明書、電氣原理圖、電氣安裝接線圖及電氣元件明細(xì)表等。(1)設(shè)備操作使用說明書

(2)電氣原理圖(1)設(shè)備操作使用說明書1)設(shè)備的構(gòu)造組成、工作原理，傳動系統(tǒng)的類型及驅(qū)動方式，主要性能指標(biāo)等。

2)電氣傳動方式，電動機及執(zhí)行電器的數(shù)量、規(guī)格型號、用途、控制要求及安裝位置等。

3)設(shè)備的操作方式，各種操作手柄、開關(guān)、按鈕、指示燈的作用與安裝位置。

4)與機械、液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電氣元器件，如行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器、各種傳感器等元器件，它們的安裝位置、工作狀態(tài)及與機械、液壓部分的關(guān)系，在控制中的作用等。2.電氣控制電路分析的內(nèi)容和要求(2)電氣原理圖電氣原理圖是控制電路分析的中心內(nèi)容。在分析時，必須與閱讀其他技術(shù)資料結(jié)合起來，例如，各種電動機及執(zhí)行電器的控制方式、位置及作用，各種與機械設(shè)備有關(guān)的位置開關(guān)、主令電器的狀態(tài)等。2.電氣控制電路分析的內(nèi)容和要求2.3.2電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟1.分析主電路

2.分析控制電路

3.分析輔助電路

4.分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)

5.分析特殊控制環(huán)節(jié)

6.總體檢查2.3.3C650型臥式車床電氣控制電路的分析1.車床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式

C650型臥式車床的結(jié)構(gòu)示意圖

1—床身2—主軸3—刀架4—溜板箱5—尾座2.電力拖動和控制要求主軸電動機Ｍ1

：車床的主軸運動及溜板箱進給運動均由主軸電動機M1來拖動。主軸電動機采用直接起動方式，可正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可進行正、反兩個旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動。為加工調(diào)整方便，還應(yīng)具有點動功能。冷卻泵電動機M2

：車削加工時，為防止刀具和工件的溫升過高，需要用冷卻液冷卻，因此需安裝一臺冷卻泵，由冷卻泵電機拖動。它只需要單方向連續(xù)運轉(zhuǎn)，采用直接起、停方式。快