電氣控制與plc原理及應(yīng)用歐姆龍機型pptd1

1、普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材新編21世紀高等職業(yè)教育電子信息類規(guī)劃教材電氣自動化技術(shù)專業(yè)電氣控制與PLC原理及應(yīng)用（歐姆龍機型）（第2版）電子教案程周主編/1第1章低壓電器及控制環(huán)節(jié)內(nèi)容提要 低壓電器分類與基本結(jié)構(gòu) 電氣圖形符號與文字符號 電氣圖的分類（電氣原理圖、電氣安裝圖、電氣互連圖） 點動與長動控制（刀開關(guān)、熔斷器、空氣斷路器、接觸器、按鈕、熱繼電器、中間繼電器所組成的線路） 正、反轉(zhuǎn)控制（接觸器互鎖、機械互鎖、雙重互鎖） 順序和多點控制 時間控制（時間繼電器、通電延時控制線路、斷電延時控制線路） 行程控制（行程開關(guān)、往復(fù)控制線路）21.

2、1低壓電器與電氣圖的基本知識低壓電器通常是指工作在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V的電路中起通斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。基本控制環(huán)節(jié)是由控制電器組成的簡單控制線路。1.1.1 低壓電器的基本知識1低壓電器的分類低壓電器種類繁多，分類方法有很多種。（1） 按動作方式可分為： 手控電器（如刀開關(guān)、按鈕開關(guān)等）、自控電器（如接觸器、繼電器等）。（2） 按用途可分為：低壓控制電器（如刀開關(guān)、低壓斷路器等）、低壓保護電器（如熔斷器、熱繼電器等）。（3） 按種類可分為：刀開關(guān)、刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器、接觸器、繼電器、主令電器和自動開關(guān)等。32低壓電器的基本結(jié)構(gòu)與特點低壓電器一

3、般都有兩個基本部分：一個是感受部分，它感受外界的信號，作出有規(guī)律的反應(yīng)，在自控電器中，感受部分大多由電磁機構(gòu)組成，在手控電器中，感受部分通常為操作手柄等；另一個是執(zhí)行部分，如觸點連同滅弧系統(tǒng)，它根據(jù)指令進行電路的接通或切斷。3低壓電器的型號含義我國低壓電器型號是按產(chǎn)品種類編制的，產(chǎn)品型號采用漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組合表示，其組合方式如下： /-特殊環(huán)境條件派生代號(用字母表示) 輔助規(guī)格代號（用數(shù)字表示）通用派生代號（用字母表示） 基本規(guī)格代號（用數(shù)字表示） 特殊派生代號（用字母表示） 設(shè)計序號（用數(shù)字表示）類組代號（用字母表示）41.1.2電氣圖形符號和文字符號電氣圖是用電氣圖形繪制的圖，

4、用來描述電氣控制設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理和技術(shù)要求的圖，它必須采用符合國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)及國際電工委員會（IEC）頒布的有關(guān)文件要求，用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號、文字符號及規(guī)定的畫法繪制。1電氣圖中的圖形符號圖形符號通常是指用于圖樣或其他文件表示一個設(shè)備或概念的圖 形、標(biāo)記或字符。圖形符號由符號要素、一般符號及限定符號構(gòu)成。（1）符號要素。符號要素是一種具有確定意義的簡單圖形，必須同其他圖形組合才能構(gòu)成一個設(shè)備或概念的完整符號。例如，三相異步電動機是由定子、轉(zhuǎn)子及各自的引線等幾個符號要素構(gòu)成的，這些符號要求有確切的含義，但一般不能單獨使用，其布置也不一定與符號所表示設(shè)備的實際結(jié)構(gòu)相一致。5（2）一般符號。用

5、于表示同一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特性的一種很簡單的符號，它們是各類元器件的基本符號。例如，一般電阻器、電容器和具有一般單向?qū)щ娦缘亩O管的符號。一般符號不但廣義上代表各類元器件，也可以表示沒有附加信息或功能的具體元件。（3）限定符號。限定符號是用以提供附加信息的一種加在其他符號上的符號。例如，在電阻器一般符號的基礎(chǔ)上，加上不同的限 定符號就可組成可變電阻器、光敏電阻器、熱敏電阻器等具有不同 功能的電阻器。也就是說使用限定符號以后，可以使圖形符號具有 多樣性。限定符號一般不能單獨使用。一般符號有時也可以作為限定符號。例如，電容器的一般符號加到二極管的一般符號上就構(gòu)成變?nèi)荻O管的符號。6圖形符號的幾點注

6、意： 所有符號均應(yīng)按無電壓、無外力作用的正常狀態(tài)。例如，按鈕未按下、閘刀未合閘等。 在圖形符號中，某些設(shè)備元件有多個圖形符號，在選用時，應(yīng)該盡可能選用優(yōu)選形。在能夠表達其含義的情況下，盡可能采用最簡單形式，在同一圖中使用時，應(yīng)采用同一形式。圖形符號的大小和線條的粗細應(yīng)基本一致。 為適應(yīng)不同需求，可將圖形符號根據(jù)需要放大和縮小，但各符號相互間的比例應(yīng)該保持不變。圖形符號繪制時方位不是強制的，在不改變符號本身含義的前提下，可將圖形符號根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)或成鏡像放置。 圖形符號中導(dǎo)線符號可以用不同寬度的線條表示，以突出和區(qū)分某些電路或連接線。一般常將電源或主信號導(dǎo)線用加粗的實線表示。72電氣圖中的文字符號

7、電氣圖中的文字符號是用于標(biāo)明電氣設(shè)備、裝置和元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征的，可在電氣設(shè)備、裝置和元器件上或其近旁使用，以表明電氣設(shè)備、裝置和元器件種類的字母代碼和功能字母代碼。電氣技術(shù)中的文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號。（1）基本文字符號。基本文字符號分為單字母符號和雙字母符號兩種。單字母符號是用拉丁字母將各種電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分為23大類，每一類用一個字母表示。例如，“R”代表電阻器，“M”代表電動機等。雙字母符號是由一個表示種類的單字母符號與另一字母組成，并且是單字母符號在前，另一字母在后。雙字母中在后的字母通常選用該類設(shè)備、裝置和元器件的英文名詞的首位字母，這樣，雙字母符

8、號可以較詳細和更具體地表述電氣設(shè)備、裝置和元器件的名稱。例如，“RP”代表電位器，“RT”代表熱敏電阻，“MD”代表直流電動機，“MC”代表籠型異步電動機。8（2）輔助文字符號。輔助文字符號是用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及線路的功能、狀態(tài)和特征的，通常也是由英文單詞的前一兩個字母構(gòu)成的。例如，“DC”代表直流（Direct Current），“IN”代表輸入（Input），“S”代表信號（Signal）。輔助文字符號一般放在單字母文字符號后面，構(gòu)成組合雙字母符號。例如，“Y”是電氣操作機械裝置的單字母符號，“B”是代表制動的輔助文字符號，“YB”代表制動電磁鐵的組合符號。輔助文字符號也可單

9、獨使用，例如“ON”代表閉合，“N”代表中性線。91.1.3 電氣圖的分類與作用電氣圖包括電氣原理圖、電氣安裝圖、電氣互連圖等。1電氣原理圖電氣原理圖是說明電氣設(shè)備工作原理的線路圖。在電氣原理圖中并不考慮電氣元件的實際安裝位置和實際連線情況，只是把各元件按接線順序用符號展開在平面圖上，用直線將各元件連接起來。圖1.1為三相籠型異步電動機控制電氣原理圖。圖1.1 三相籠型異步電動機控制電氣原理圖10在閱讀和繪制電氣原理圖時應(yīng)注意以下幾點：（1）電氣原理圖中各元器件的文字符號和圖形符號必須按標(biāo)準(zhǔn)繪制和標(biāo)注。同一電器的所有元件必須用同一文字符號標(biāo)注。（2）電氣原理圖應(yīng)按功能來組合，同能的電氣相關(guān)元件

10、應(yīng)畫在一起，但同一電器的各部件不一定畫在一起。電路應(yīng)按動作順序和信號流程自上而下或自左向右排列。（3） 電氣原理圖分主電路和控制電路，一般主電路在左側(cè)， 控制電路在右側(cè)。（4） 電氣原理圖中各電器應(yīng)該是未通電或未動作的狀態(tài)，二進制邏輯元件應(yīng)是置零的狀態(tài)，機械開關(guān)應(yīng)是循環(huán)開始的狀態(tài)，即按電路“常態(tài)”畫出。112電氣安裝圖電氣安裝圖表示各種電氣設(shè)備在機械設(shè)備和電氣控制柜中的實際安裝位置。它將提供電氣設(shè)備各個單元的布局和安裝工作所需數(shù)據(jù)的圖樣。例如，電動機要和被拖動的機械裝置在一起，行程開關(guān)應(yīng)畫在獲取信息的地方，操作手柄應(yīng)畫在便于操作的地方，一般電氣元件應(yīng)放在電氣控制柜中。圖1.2 三相籠型異步電動

11、機控制線路安裝圖在閱讀和繪制電氣安裝圖時應(yīng)注意以下幾點：（1）按電氣原理圖要求，應(yīng)將動力、控制和信號電路分開布置，并各自安裝在相應(yīng)的位置，以便于操作和維護。（2）電氣控制柜中各元件之間，上、下、左、右之間的連線應(yīng)保持一定間距，并且應(yīng)考慮器件的發(fā)熱和散熱因素，應(yīng)便于布線、接線和檢修。（3）給出部分元器件型號和參數(shù)。（4）圖中的文字符號應(yīng)與電氣原理圖和電氣設(shè)備一致。123電氣互連圖電氣互連圖是用來表明電氣設(shè)備各單元之間的接線關(guān)系，一般不包括單元內(nèi)部的連接，著重表明電氣設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接。圖1.3為三相籠型異步電動機控制線路電氣互連圖。在閱讀和繪制電氣互連圖時注意以下幾點：（

12、1） 外部單元同一電器的各部件畫在一起，其布置應(yīng)該盡量符合電器的實際情況。（2） 不在同一控制柜或同一配電屏上的各電氣元件的連接，必須經(jīng)過接線端子板進行。圖中文字符號、圖形符號及接線端子板編號，應(yīng)與電氣原理圖相一致。（3） 電氣設(shè)備的外部連接應(yīng)標(biāo)明電源的引入點。圖1. 3 三相籠型異步電動機控制線路電氣互連圖131.2 手動起?？刂?.2.1 刀開關(guān)刀開關(guān)也稱閘刀開關(guān)。主要作為電源引入開關(guān)或不頻繁接通與分斷容量不太大的負載。1刀開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)及符號根據(jù)工作原理、使用條件和結(jié)構(gòu)形式的不同，刀開關(guān)可分為：刀開關(guān)、刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、開啟式負荷開關(guān)（膠蓋瓷底刀開關(guān)）、封閉式負荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）、熔斷器式刀

13、開關(guān)和組合開關(guān)等。根據(jù)刀的極數(shù)和操作方式，刀開關(guān)可分為：單極、雙極和三極，常用的三極開關(guān)額定電流有100A，200A，400A， 600A，1 000A等。通常，除特殊的大電流刀開關(guān)有電動機操作外，一般都是采用手動操作方式。141電源進線座；2刀片；3熔絲；4負載線；1手柄；2轉(zhuǎn)軸；3速斷彈簧；4熔斷器5負載接線座；6瓷底座；7靜觸點；8膠木片5夾座；6閘刀；7外殼前蓋圖1.4 刀開關(guān)外形結(jié)構(gòu)及符號15刀開關(guān)的接通操作是用手握住手柄，使觸刀繞鉸鏈支座轉(zhuǎn)動，推入插座內(nèi)即完成。分斷操作與接通操作相反，即向外拉動手柄，使觸刀脫離靜插座。刀開關(guān)可靠工作的關(guān)鍵之一是觸刀與靜插座之間有著良好的 接觸，這就

14、要求它們之間有一定的接觸壓力。對于額定電流較小的刀開關(guān)，靜插座使用硬紫銅制成，利用材料的彈性來產(chǎn)生所需的接觸壓力；對于額定電流較大的刀開關(guān)，可另外在靜插座兩側(cè)加彈簧的方法進一步增大接觸壓力。刀開關(guān)安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。如果倒裝，則拉閘后手柄可能因自重下落引起誤合閘而造成人身和設(shè)備安全事故。接線時，應(yīng)將電源進線接在上端，負載出線接在下端。162刀開關(guān)的型號含義刀開關(guān)有HD（單投）系列和HS（雙投）系列，它們都適用于交流50Hz、額定電壓至500V，直流額定電壓至440V、額定電流至1 500A的成套配電裝置中，作為非頻繁地手動接通和分斷電路使用，或作為隔離開關(guān)使用，其型號含義如下：

15、173組合開關(guān)組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）實質(zhì)上也是一種刀開關(guān)，只不過一般刀開 關(guān)的操作手柄是在垂直于其安裝面 的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動，而組合 開關(guān)的操作手柄則是在平行于其安 裝面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動而已。組合開關(guān)一般用于電氣設(shè)備中作為非頻繁地接通和分斷電路、換接電源和負載、測量三相電壓以及控制小容量異步電動機的正反轉(zhuǎn)和星形-三角形降壓起動等用。1手柄；2轉(zhuǎn)軸；3彈簧；4凸輪；5絕緣桿；6絕緣墊板；7動觸片8靜觸片；9接線柱圖1.5 組合開關(guān)結(jié)構(gòu)18組合開關(guān)用三副靜觸片，每一靜觸片的一端固定在絕緣墊板上，另一端伸出盒外，并附有接線柱，以便和電源線及用電設(shè)備的導(dǎo)線相連。三個動觸片裝在另外的絕緣墊板上，

16、墊板套裝在附有絕緣手柄的絕緣桿上，手柄能沿任何方向每次旋轉(zhuǎn)90，帶動三個動觸片分別與三個靜觸片接通或斷開。為了使開關(guān)在切斷負荷電流時所產(chǎn)生的電弧能迅速熄滅，在開關(guān)的轉(zhuǎn)軸上都裝有彈簧儲能機構(gòu)，使開關(guān)能快速閉合與分斷， 其分斷與閉合速度與手柄旋轉(zhuǎn)速度無關(guān)。組合開關(guān)的各觸點狀態(tài)可用文字敘述法、閉合表法和圖示法三種方式表達。19組合開關(guān)的型號含義如下：其中，類型是指凡不標(biāo)出類型代號（拼音字母）者，是同時通斷或交替通斷的產(chǎn)品；有P代號者，是二位轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品；有S代號者，是三位轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品；有Z代號者，是供轉(zhuǎn)接電阻用的產(chǎn)品；有X代號者，是控制電動機作星形-三角形降壓起動用的產(chǎn)品。交替通斷的產(chǎn)品，其極數(shù)標(biāo)志部分

17、有兩位數(shù)字：前一位表示在起始位置上接通的電路數(shù)；第二位表示總的通斷電路數(shù)。兩位轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品，其極數(shù)標(biāo)志前無字母代號者，是有一位斷路的產(chǎn)品；極數(shù)標(biāo)志前有字母代號B者，是有兩位斷路的產(chǎn)品；極數(shù)標(biāo)志前有數(shù)字代號0者，是無斷路的產(chǎn)品。201.2.2 熔斷器熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的簡單而有效的保護電器。在使用中，熔斷器中的熔體（也稱為保險絲）串聯(lián)在被保護的電路中，當(dāng)該電路發(fā)生過載或短路故障時，如果通過熔體的電流達到或超過了某一定值，則在熔體上產(chǎn)生的熱量便會使其溫度升高到熔體的熔點，導(dǎo)致熔體自行熔斷，達到保護的目的。1熔斷器外形結(jié)構(gòu)與符號瓷插式熔斷器的電源線和負載分別接在瓷底座兩端靜觸點的接線柱上，瓷蓋中間凸

18、起部分的作用是將熔體熔斷產(chǎn)生的電弧隔開，使其迅速熄滅。較大容量熔斷器的滅弧室中還墊有熄滅電弧用的石棉織物。熔體一般由熔點低、易于熔斷、導(dǎo)電性能良好的合金材料制成。在小電流的電路中，常用鉛合金或鋅做成的熔體（熔絲）。對大電流的電路，常用銅或銀做成片狀的熔體。螺旋式熔斷器電源線應(yīng)當(dāng)接在瓷底座的下接線端，負載線接到金屬螺紋殼的上接線端。21瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器外形結(jié)構(gòu)如圖1.6(a)、(b)所示。1動觸片；2熔體；3瓷蓋；1瓷帽；2小紅點標(biāo)志；3熔斷管；4瓷底；5靜觸點；6滅弧室4瓷套；5下接線端；6瓷底座；7上接線端圖1.6 熔斷器外形結(jié)構(gòu)及符號222熔斷器的型號含義熔斷器型號表示方法及含義

19、為：1.2.3 空氣斷路器空氣斷路器又稱空氣開關(guān)或自動開關(guān)，其作用是不僅可以正常工作時不頻繁接通或斷開電路，而且當(dāng)電路發(fā)生過載、短路或失壓等故障時，能自動跳閘切斷故障電路。231。空氣斷路器的外形結(jié)構(gòu)與符號空氣斷路器外形結(jié)構(gòu)如圖1.7(a)所示。圖1.7(b)為空氣斷路器的符號，其文字符號為QF。1按鈕；2電磁脫扣器；3自由脫扣器；4動觸點；5靜觸點；6接線柱；7熱脫扣器圖1.7 空氣斷路器外形結(jié)構(gòu)及符號242空氣斷路器的動作原理開關(guān)的主觸點是靠操作機構(gòu)手動或電動合閘的，并且自由脫扣機構(gòu)將主觸點鎖在合閘位置上。如果電路發(fā)生故障，自由脫扣機構(gòu)在有關(guān)脫扣器的推動下動作，使鉤子脫開。于是主觸點在彈簧

20、作用下迅速分斷。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián)，失壓脫扣器的線圈與電路并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵被吸合，使自由脫扣機構(gòu)動作。當(dāng)電路過載時， 熱脫扣器的熱元件產(chǎn)生的熱1主觸點；2自由脫扣機構(gòu)； 3過電流脫扣器；4熱脫扣器；5失壓脫扣器圖1.8 空氣斷路器動作原理示意圖增量加，使雙金屬片向上彎曲，推動自由脫扣機構(gòu)動作。當(dāng)電路失壓時，失壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構(gòu)動作。253空氣斷路器的型號含義空氣斷路器的型號含義為：1.2.4 手動直接起動控制線路利開關(guān)直接起動電動機的控制線路如圖1.9所示。圖1.9刀開關(guān)直接起動電動機的控制線路26圖1.9線路

21、的動作原理為：閉合刀開關(guān)QS，電動機M起動旋轉(zhuǎn)；斷開刀開關(guān)QS，電動機M斷電減速直至停轉(zhuǎn)。線路只用一個刀開關(guān)和一個熔斷器，是最簡單的電動機起?？刂凭€路，但有以下幾點不足：（1） 只能適用于不需要頻繁起停的小容量電動機。（2） 只能就地操作，不便于遠距離控制。（3） 無失壓保護和欠壓保護功能。所謂失壓保護或欠壓保護是指電動機運行后，由于外界原因突然斷電或電壓下降太多后又重新恢復(fù)正常供電，電動機不會自行運轉(zhuǎn)。271.3 點動與長動控制1.3.1 按鈕按鈕也稱控制按鈕或按鈕開關(guān)，它是一種典型的主令電器，其作用通常是用來短時間地接通或斷開小電流的控制電路，從而控制電動機或其他電氣設(shè)備的運行。1按鈕的外

22、形結(jié)構(gòu)與符號常用按鈕外形結(jié)構(gòu)如圖1.10(a)、(b)、(c)所示。其文字符號為SB。圖1.10 按鈕外形結(jié)構(gòu)及符號282按鈕的種類及動作原理按鈕有不同的分類方法，一般的分類方法是：（1） 按結(jié)構(gòu)形式可分為：旋鈕式、指示燈式、緊急式。（2） 按觸點形式可分為：動合按鈕、動斷按鈕、復(fù)合按鈕（既有動合按鈕，又有動斷按鈕的按鈕組）。3按鈕的型號含義按鈕開關(guān)型號表示方法及含義為：291.3.2 接觸器接觸器是一種自動控制電器，它可以用來頻繁地遠距離接通或斷開大容量的交、直流負載電路。1接觸器的外形結(jié)構(gòu)與符號1滅弧罩；2觸點壓力彈簧片；3主觸點；4反作用彈簧；5線圈；6短路環(huán)；7靜鐵心；8彈簧；9動鐵心

23、；10輔助動合觸點；11輔助動斷觸點 圖1.11 交流接觸器外形結(jié)構(gòu)及符號302接觸器的組成及動作原理交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)和滅弧裝置及其他部件等四部分組成。（1）電磁系統(tǒng)。電磁系統(tǒng)主要用于產(chǎn)生電磁吸力，它由電磁線圈（吸力線圈）、動鐵心（銜鐵）和靜鐵心等組成。交流接觸器的電磁線圈是將絕緣銅導(dǎo)線繞制在鐵心上制成的。交流接觸器的鐵心由硅鋼片疊壓而成，以減少鐵心中的渦流損耗，避免鐵心過熱。在鐵心上裝有一個短路銅環(huán)，其作用是減少交流接觸器吸合時產(chǎn)生的振動和噪聲，故又稱減振環(huán)，其材料為銅或鎳鉻合金等。（2）觸點系統(tǒng)。觸點系統(tǒng)主要用于通斷電路或傳遞信號，分為主觸點和輔助觸點。主觸點用以通斷電流

24、較大的主電路，一般由三對動合觸點組成；輔助觸點用以通斷電流較小的控制電路，一般有動合和動斷各兩對觸點，常在控制電路中起電氣自鎖或互鎖作用。31（3）滅弧裝置。滅弧裝置用來熄滅觸點在切斷電路時所產(chǎn)生的電弧，保護觸點不受電弧灼傷。在交流接觸器中常采用的滅弧方法有電動力滅弧和柵片滅弧。（4）其他部件。包括反作用彈簧、緩沖彈簧、傳動機構(gòu)、接線柱和外殼等。交流接觸器動作原理如圖1.12所示。線圈得電以后，產(chǎn)生的磁場將鐵心磁化，吸引動鐵心，克服反作用彈簧的彈力，使它向著靜鐵心運動，拖動觸點系統(tǒng)運動，使得動合觸點閉合、動斷觸點斷開。一旦電源電壓消失或者顯著降低，以致電磁線圈沒有激磁或激磁不足，動鐵心就會因電

25、磁吸力消失或過小而在反作用彈簧的彈力作用下釋放，使得動觸點與靜觸點脫離，觸點恢復(fù)線圈未通電時的狀態(tài)。321主觸點；2動觸點；3電磁線圈；4靜鐵心圖1.12交流接觸器動作原理圖3接觸器的型號含義接觸器型號含義為：331.3.3 點動控制線路點動控制是指按下按鈕電動機得電起動運轉(zhuǎn)，松開按鈕電動機失電直至停轉(zhuǎn)。點動控制線路如圖1.13所示。圖1.13中左側(cè)部分為主回路，三相電源經(jīng)刀開關(guān)QS、熔斷器FU和接觸器KM的三對主觸點， 接到電動機M定子繞組上。主電路中流過的電流是電動機的工作電流，電流值較大。右側(cè)部分為控制電路，由按鈕SB和接觸器線圈KM串聯(lián)而成，控制電路電流較小。圖1.13 點動控制線路3

26、4線路動作原理：合上刀開關(guān)QS后，因沒有按下點動按鈕SB，接觸器KM線圈沒有得電，KM的主觸點斷開，電動機M不得電， 所以不會起動。按下點動按鈕SB后，控制回路中接觸器KM線圈得電，其主回路中的動合觸點閉合，電動機得電起動運行。松開按鈕SB，按鈕在復(fù)位彈簧作用下自動復(fù)位，斷開控制電路KM線圈，主電路中KM觸點恢復(fù)原來斷開狀態(tài)，電動機斷電直至停止轉(zhuǎn)動。35控制過程也可以用符號來表示，其方法規(guī)定為：各種電器在沒有外力作用或未通電的狀態(tài)記為“-”，電器在受到外力作用或通電的狀態(tài)記為“+”，并將它們相互關(guān)系用線段“”表示，線段的左邊符號表示原因，線段的右邊符號表示結(jié)果，自鎖狀態(tài)用在接觸器符號右下角寫“

27、自”表示。那么，三相異步電動機直接起動控制線路控制過程就可表示如下：起動過程：SB+ KM+ M+（起動）停止過程：SB- KM- M-（停止）其中，SB+ 表示按下，SB- 表示松開。該控制電路中，QS為刀開關(guān)，不能直接給電動機M供電，只起到電源引入的作用。主回路熔斷器FU起短路保護作用，如發(fā)生三相電路的任兩相電路短路，短路電流將使熔斷器迅速熔斷，從而切斷主電路電源，實現(xiàn)對電動機的短路保護。361.3.4 長動控制線路長動控制是指按下按鈕后，電動機通電起動運轉(zhuǎn)，松開按鈕后，電動機仍繼續(xù)運行，只有按下停止按鈕，電動機才失電直至停轉(zhuǎn)。長動與點動主要區(qū)別在于松開起動按鈕后， 電動機能否繼續(xù)保持得電

28、運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。如果所設(shè)計的控制線路能滿足松開起動按鈕后，電動機仍然保持運轉(zhuǎn)，即完成了長動控制，否則就是點動控制。長動控制線路如圖1.14所示。比較圖1.13點動控制線路和圖1.14長動控制線路可見，長動控制線路是在點動控制線路的起動按鈕SB2兩端并聯(lián)一個接觸器的輔助動合觸點KM，再串聯(lián)一個動斷（停止）按鈕SB1。37線路動作原理為：合上刀開關(guān)QS。起動：SB KM+ M + （起動）2自停止： SB1 KM -M -（停止）+表其中，表示先按下，后松開；KM自示“自鎖”。圖1.14 長動控制線路38所謂“自鎖”，是依靠接觸器自身的輔助動合觸點來保證線圈繼續(xù)通電的現(xiàn)象。帶有“自鎖”功能的控制線路具

29、有失壓（零壓）和欠壓保護作用。即：一旦發(fā)生斷電或電源電壓下降到一定值（一般降低到額定值85%以下）時，自鎖觸點就會斷開，接觸器KM線圈就會斷電，不重新按下起動按鈕SB2，電動機將無法自動起動。只有在操作人員有準(zhǔn)備的情況下再次按下起動按鈕SB2，電動機才能重新起動，從而保證了人身和設(shè)備的安全。391.3.5 熱繼電器圖1.14所示電路中串入熱繼電器FR，是對電動機起過載保護作用的。電動機若遇到頻繁起停操作或運轉(zhuǎn)過程中負載過重或缺相，都可能會引起電動機定子繞組中的負載電流長時間超過額定工作電流，而熔斷器的保護特性使得 它可能暫時不會熔斷，所以必須采用熱繼電器對電動機實行過載保護。電動機過載時，過載

30、電流將使熱繼電器中雙金屬片彎曲動作，使串聯(lián)在控制電路的動斷觸點斷開，從而切斷接觸器KM線圈的電路，主觸點斷開，電動機脫離電源停轉(zhuǎn)。401熱繼電器的外形結(jié)構(gòu)及符號熱繼電器的外形結(jié)構(gòu)如圖1.15(a)所示，圖1.15(b)為熱繼電器的符號，其文字符號為FR。1接線柱；2復(fù)位按鈕；3調(diào)節(jié)旋鈕；4動斷觸點；5動作機構(gòu)；6熱元件1.15 熱繼電器外形結(jié)構(gòu)及符號412熱繼電器的動作原理熱繼電器動作原理示意圖如圖1.16所示。當(dāng)電動機過載時，流過電阻絲（熱元件）的電流增大，電阻絲產(chǎn)生的熱量使金屬片彎曲，經(jīng)過一定時間后，彎曲位移增大，因而脫扣， 使其動斷觸點斷開，動合觸點閉合。1推桿；2主雙金屬片；3加熱元件

31、；4導(dǎo)板；5補償雙金屬片；6靜觸點（動斷）； 7靜觸點（動合）；8復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘；9動觸點；10復(fù)位按鈕；11調(diào)節(jié)旋鈕；12支撐件；13彈簧 圖1.16 熱繼電器動作原理示意圖42熱繼電器觸點動作切斷電路后，電流為零，則電阻絲不再發(fā)熱，雙金屬片冷卻到一定值時恢復(fù)原狀。于是動合和動斷觸點可以復(fù)位。另外也可通過調(diào)節(jié)螺釘，使觸點在動作后不自動復(fù)位，而必須按動復(fù)位按鈕才能使觸點復(fù)位。這很適用于某些要求故障未排除而防止電動機再起動的場合。不能自動復(fù)位對檢修時確定故障范圍也是十分有利的。3熱繼電器的型號含義熱繼電器的型號含義為：431.3.6 中間繼電器中間繼電器的主要作用是在電路中起信號的傳遞與轉(zhuǎn)換作用。

32、中間繼電器可以實現(xiàn)多路控制，并可將小功率的控制信號轉(zhuǎn)換為大容量的觸點動作，以驅(qū)動電氣執(zhí)行元件工作。有時也可用中間繼電器控制小容量電動機的起停。中間繼電器也可分為直流與交流兩種，其結(jié)構(gòu)一般 由電磁機構(gòu)和觸點系統(tǒng)組成。電磁機構(gòu)與接觸器相似， 其觸點因為通過控制電路的電流容量較小，所以不需加裝滅弧裝置。441中間繼電器的外形結(jié)構(gòu)與符號中間繼電器的外形結(jié)構(gòu)如圖1.17(a)所示，圖1.17(b)為中間繼電器的符號，其文字符號為KA。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和交流接觸器基本一樣，其外殼一般 由塑料制成，為開啟式。外殼 上的相間隔板將各對觸點隔開， 以防止因飛弧而發(fā)生短路事故。觸點一般有8動合、6動合2動斷、4動

33、合4動斷三種組合形式。圖1.17 中間繼電器外形結(jié)構(gòu)及符號452中間繼電器的動作原理中間繼電器與交流接觸器相似，動作原理也相同，當(dāng)電磁線圈得電時，鐵心被吸合，觸點動作，即動合觸點閉合，動斷觸點斷開；電磁線圈斷電后，鐵心釋放，觸點復(fù)位。3中間繼電器的型號含義中間繼電器的型號含義為：461.3.7 長動與點動控制線路有些生產(chǎn)機械要求電動機既可以長動又可以點動，如一般機床在正常加工時，電動機是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，即長動，而在試車調(diào)整時，則往往需要點動。下面分別介紹幾種不同的既可長動又可點動的控制線路。1利用開關(guān)控制的長動和點動控制線路利用開關(guān)控制的既能長動又能點動的控制線路如圖1.18所示。圖1.18中SA

34、為選擇開關(guān)，當(dāng)SA斷開時，按SB2為點動操作；當(dāng)SA 閉合時，按SB2為長動操作。線路動作原理為：472利用復(fù)合按鈕控制的長動和點動控制線路利用復(fù)合按鈕控制的既能長動又能點動的控制線路如圖1.19所示。圖1.19中SB2為長動按鈕。SB3為點動按鈕，但需注意它是一個復(fù)合按鈕，使用了一對動合觸點和一對動斷觸點。線路動作原理為：M+自 KM長動： SB（運轉(zhuǎn)）2KM M （運轉(zhuǎn)、停車）點動：SB3在點動控制中，按下點動按鈕SB3，它的動斷觸點先斷開接觸器的自鎖電路；動合觸點后閉合，接通接觸器線圈。松開SB3按鈕時，它的動合觸點先恢復(fù)斷開，切斷了接觸器線圈電源，使其斷電；而SB3的動斷觸點后閉合。4

35、8圖1.18 利用開關(guān)控制長動、點動線路圖1.19 利用復(fù)合按鈕控制長動、點動線路493利用中間繼電器控制的長動和點動控制線路利用中間繼電器控制的既能長動又能點動的控制線路如圖1.20所示。圖1.20中的KA為中間繼電器。線路動作原理為：KM+ M+長動：SB KA+（運轉(zhuǎn)）2自點動： SB KM （運轉(zhuǎn)、停車）M3綜上所述，上述線路能夠?qū)崿F(xiàn)長動和點動控制的根本原因， 在于能否保證KM線圈得電后， 自鎖支路被接通。能夠接通自鎖支路就可以實現(xiàn)長動，否則只能實現(xiàn)點動。圖1.20 利用中間繼電器控制長動、點動線路501.4正、反轉(zhuǎn)控制正、反轉(zhuǎn)控制也稱可逆控制，它在生產(chǎn)中可實現(xiàn)生產(chǎn)部件向正、反兩個方向

36、運動。對于三相籠型異步電動機來說，實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制只要改變其電源相序，即將主回路中的三相電源線任意兩相對調(diào)即可。常有兩種控制方式：一種是利用倒順開關(guān)（或組合開關(guān)）改變相序，另一種是利用接觸器的主觸點改變相序。前者主要適用于不需要頻繁正、反轉(zhuǎn)的電動機，而后者則主要適用于需要頻繁正、反轉(zhuǎn)的電動機。511.4.1 接觸器互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路接觸器互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖1.21所示。圖1.21中KM1為正轉(zhuǎn)接觸器，KM2為反轉(zhuǎn)接觸器。顯然KM1和KM2兩組主觸點不能同時閉合，即KM1和KM2兩接觸器線圈不能同時通電， 否則會引起電源短路?？刂凭€路中，正、反轉(zhuǎn)接觸器KM1和KM2線圈支路都分別串聯(lián)了對

37、方的動斷觸點，任何一個接觸器接通的條件是另一個接觸器必須處于斷電釋放的狀態(tài)。例如正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈被接通得電，它的輔助動斷觸點被斷開，將反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈支路切斷，KM2線圈在KM1接觸器得電的情況下是無法接通得電的。兩個接觸器之間的這種相互關(guān)系稱為“ 互鎖”（連鎖）。在圖1.21所示線路中，互鎖是依靠電氣元件來實現(xiàn)的，所以也稱為電氣互鎖。實現(xiàn)電氣互鎖的觸點稱為互鎖觸點。52線路動作原理為：接觸器互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路存在的主要問題是從一個轉(zhuǎn)向過渡到另一個轉(zhuǎn)向時，要先按停止按鈕SB1，不能直接過渡，顯然這是十分不方便的。圖1.21 接觸器互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路531.4.2 按鈕互鎖正、反轉(zhuǎn)控

38、制線路按鈕互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖1.22所示。圖1.22中SB2，SB3為復(fù)合按鈕，各有一對動斷觸點和動合觸點，其中動斷觸點分別串聯(lián)在對方接觸器線圈支路中，這樣只要按下按鈕， 就自然切斷了對方接觸器線圈支路，實現(xiàn)互鎖。這種互鎖是利用按鈕來實現(xiàn)的，所以稱為按鈕互鎖。圖1.22 按鈕互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路54線路動作原理為：由此可見，按鈕互鎖正、反轉(zhuǎn)控制電路可以從正轉(zhuǎn)直接過渡到反轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)“正反?！笨刂啤４嬖诘闹饕獑栴}是容易產(chǎn)生短路事故。例如，電動機正轉(zhuǎn)接觸器KM1主觸點因彈簧老化或剩磁的原因而延遲釋放時，或者被卡住而不能釋放時，如按下SB3反轉(zhuǎn)按鈕，KM2接觸器又得電使其主觸點閉合，電源會在主

39、電路短路。551.4.3 雙重互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路雙重互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖1.23所示。該線路結(jié)合了電氣互鎖和按鈕互鎖的優(yōu)點，是一種比較完善的既能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)直接起動的要求，又具有較高安全可靠性的線路。圖1.23 雙重互鎖正、反轉(zhuǎn)控制線路561.5順序和多點控制順序控制是指生產(chǎn)機械中多臺電動機按預(yù)先設(shè)計好的次序先后起動或停止的控制。多點控制是指為了操作方便，在多個地點對同一臺電動機進行起動或停止的控制。1.5.1 順序控制線路1同時起動、同時停止的控制線路同時起動、同時停止的控制線路如圖1.24所示。圖1.24(a)為一個接觸器控制兩臺（或多臺）電動機的同時起動、同時停止控制線路，不足之處

40、是接觸器的主觸點通過兩臺（或多臺） 電動機的定子電流，因而對其容量有一定的要求。圖1.24(b)、(c)、(d)為兩個（或多個）接觸器分別控制兩臺（或多臺）電動機的同時起動、同時停止控制線路。其中(b)圖中只用一對接觸器動合觸點作“自鎖”，(c)圖用兩對（或多對）接觸器動合觸點并聯(lián)作“自鎖”，(d)圖用兩對（或多對）接觸器動合觸點串聯(lián)作“自鎖”。57圖1.24 同時起動、同時停止的控制線路582順序起動、同時停止的控制線路順序起動、同時停止的控制線路如圖1.25所示。電動機M1起動運行之后電動機M2才允許起動。其中圖1.25(a)控制線路是通過接觸器KM1的“自鎖”觸點來制約接觸器KM2的線圈

41、的。只有在KM1動作后，KM2 才允許動作。圖1.25(b)控制線路是通過接觸器KM1的“連鎖”觸點來制約接觸器KM2的線圈的，也只有KM1動作后，KM2才允許動作。59圖1.25 順序起動、同時停止的控制線路603同時起動、順序停止的控制線路同時起動、順序停止的控制線路如圖1.26所示。電動機M1斷電停車后電動機M2才允許斷電停車。圖1.26中接觸器KM1的動合觸點串聯(lián)在接觸器KM2 的線圈支路。不僅使接觸器KM1 與接觸器KM2 同時動， 而且只有KM1 斷電釋放后， 按下按鈕SB3才可使接觸器KM2斷電釋放。圖1.26 同時起動、順序停止的控制線路611.5.2 多點控制線路多點控制的特

42、點是所有起動按鈕（SB3和SB4） 全部并聯(lián)在自鎖觸點兩端， 按下任何一個都可以起動電動機；所有停止按鈕（SB1和SB2）全部串聯(lián)在接觸器線圈回路，按下任何一個都可以停止電動機的工作。多點控制線路圖如圖1.27所示。圖1.27 多點控制線路621.6時間控制1.6.1 時間繼電器時間繼電器也稱為延時繼電器，是一種用來實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的控制電器。時間繼電器種類繁多，但目前常用的時間繼電器主要有空氣阻尼式、電動式、晶體管式及直流電磁式等幾大類。時間繼電器按延時方式可分為：通電延時型和斷電延時型兩種；通電延時型時間繼電器在其感測部分接收信號后開始延時，一旦延時完畢，就通過執(zhí)行部分輸出信號以操縱

43、控制電路，當(dāng)輸入信號消失時，繼電器就立即恢復(fù)到動作前的狀態(tài)（復(fù)位）。斷電延時型與通電延時型相反。斷電延時型時間繼電器在其感測部分接收輸入信號后，執(zhí)行部分立即動作，但當(dāng)輸入信號消失后，繼電器必須經(jīng)過一定的延時，才能恢復(fù)到原來（即動作前）的狀態(tài)（復(fù)位），并且有信號輸出。631時間繼電器的外形結(jié)構(gòu)及符號空氣阻尼式時間繼電器的外形結(jié)構(gòu)如圖1.28(a)所示。圖1.28(b)為時間繼電器的符號，其文字符號為KT。1調(diào)節(jié)螺絲；2推板；3推桿；4寶塔彈簧；1線圈一般符號；2斷電延時型線圈；3通電延時型線圈4瞬動動合觸點；5瞬動動斷觸點；6延時閉合動合觸點7延時斷開動斷觸點；8延時斷開動合觸點；9延時閉合動斷

44、觸點5電磁線圈； 6反作用彈簧；7銜鐵； 8鐵心；9彈簧片；10杠桿；11延時觸點；12瞬動觸點圖1.28 時間繼電器外形結(jié)構(gòu)及符號642時間繼電器的動作原理圖1.29所示為JS7-A系列時間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。1線圈；2鐵心；3銜鐵；4復(fù)位彈簧；5推板；6活塞桿；7杠桿；8塔形彈簧；9弱 彈簧；10橡皮膜；11空氣室壁；12活塞；13調(diào)節(jié)螺桿；14進氣孔；15，16微動開關(guān)圖1.29 時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖65圖1.29所示繼電器由電磁系統(tǒng)、延時機構(gòu)和工作觸點三部分組成。將電磁機構(gòu)翻轉(zhuǎn)180安裝后，通電延時型可以改換成斷電延時型，同樣，斷電延時型也可改換成通電延時型。3時間繼電器的型號含義時間

45、繼電器的型號含義為：661.6.2 通電型時間繼電器控制線路通電型時間繼電器控制線路如圖1.30所示。線路動作原理為：按下起動按鈕SB2，中間繼電器KA 與時間繼電器KT同時通電，經(jīng)過一定的延時后，時間繼電器KT動作，接觸器KM通電。即：SB KA+KT+KM+Dt2自圖1.30 通電型時間繼電器控制線路671.6.3 斷電型時間繼電器控制線路斷電型時間繼電器控制線路如圖1.31所示。圖中時間繼電器KT為斷電延時型時間繼電器，其延時斷開動合觸點在KT線圈得電時閉合， KT線圈斷電時，經(jīng)延時后該觸點斷開。線路工作原理為：SB KA+ KT+KM+2自DtSB KA-KT-KM-1圖1.31 斷電

46、型時間繼電器控制線路681.7行程控制某些生產(chǎn)機械的運動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，是靠部件運行到一定位置時由行程開關(guān)（位置開關(guān)）發(fā)出信號進行自動控制的。例如，行車運動到終端位置自動停車，工作臺在指定區(qū)域內(nèi)的自動往返移動，都是由運動部件運動的位置或行程來控制的，這種控制稱為行程控制。行程控制是以行程開關(guān)代替按鈕用以實現(xiàn)對電動機的起動和停止控制，可分為限位斷電、限位通電和自動往復(fù)循環(huán)等控制。1.7.1 行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)，它是根據(jù)運動部件位置自動切換電路的控制電器，它可以將機械位移信號轉(zhuǎn)換成電信號，常用來做程序控制、自動循環(huán)控制、定位、限位及終端保護。69行程開關(guān)有機械式、電子式兩種，機械式

47、又有按鈕式和滑輪式兩種。機械式行程開關(guān)與按鈕相同，一般都由一對或多對動合觸點、動斷觸點組成，但不同之處在于按鈕是由人手指“按”，而行程開關(guān)是由機械“撞”來完成。1行程開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)及符號機械式行程開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)如圖1.32(a)所示，圖1.32(b)為行程開關(guān)的符號，其文字符號為SQ。圖1.32機械式行程開關(guān)702行程開關(guān)的型號含義行程開關(guān)的型號含義為：711.7.2 行程控制1限位斷電控制線路限位斷電控制線路如圖1.33所示。運動部件在電動機拖動下，到達預(yù)先指定點即自動斷電停車。線路動作原理為：DSSBKM+ +（起動）SQ+ KM - -（停車）自其中，DS是指運動一段距離，達到指定位置。這種