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1、第二章 电气控制线路的基本规律,第一节 电气控制线路的绘制原则,第二节 电气控制电路基本控制规律,第三节 三相异步电动机的起动控制,第四节 三相异步电动机的制动控制,第五节 电气控制线路中的保护环节,第一节 电气控制线路的绘制原则,常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置图与安装接线图。,一、电气原理图,二、电器元件布置图,四、电气识图方法与步骤,三、电气安装接线图,电气控制线路：由低压控制电器所组成的控制线路,1、文字符号：用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特征的字符代码。2、图形符号：用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。国家电气图用符号标准GB/T4728规定了电气
2、简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准GB/T6988于1997年1月1日正式开始执行。,电气图常用的图形符号、文字符号,一、电气原理图,电气原理图是根据原理绘制，结构简单、层次清晰，便于研究和分析电路的工作原理。,1.主电路用粗线条画在左边；控制电路用细线条画在右边。,2.电器元件，采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。,3.同一电器元件的各部件可不画在一起，但文字符号要相同。若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字符号的 下标，如KM1、KM2等。,5.原理图，原则上按动作顺序和信号流自上而下或自左至右的原则绘制。,6.当图形垂直放置时，各元器件触点图形符号以“左开右
3、闭”绘制。当图形为水平放置时以“上闭下开”绘制。,7.有直接电连接的交叉导线连接点，用黑色圆点表示。,4.所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。,例：CW6132型普通车床电气原理图,在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字编号。同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。,图区的划分,符号位置的索引,接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示。,二、电器布置图,电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。,电器元件的布置应注意以下几方面：,1）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，
4、而发热元件应安装在电器安装板的上面。,2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。,3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。,4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。,5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。,例：CW6132型车床控制盘电器布置图,图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图,例：CW6132型车床电气设备安装布置图,图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图,三、安装接线图,安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常
5、接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。,电气接线图的绘制原则是：,1）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。,2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即采用集中表示法。,3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。,4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。,5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。,6）画连接导线时，应标明导线的规格、型号、根数、穿线管。,例：电气安装接线图,图2-4 CW6132型车床电气互连图,三相交流异步电动
6、机,三相交流异步电动机的构件分解图,结构：定子 转子,定子：由机座、定子铁心和三相绕组组成,机座与定子铁心,三相绕组分别为U、V、W相,转子：由转轴、转子铁心和转子绕组构成,三相异步电动机的转动原理,第二节 电气控制电路基本控制规律,由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。,一、起动、点动和停止的控制,直接起动：也称全压起动，将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机旋转起动。,采用负荷开关直接起动控制电路,三相笼型异步电动机单向直接起动控制电路(无过载保护）,自锁：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈
7、保持通电的现象,辅助触点的作用：当起动信号消失后，保持线圈继续带电。,自锁触点的设置：需要长期通电的电器，应在使其线圈通电的起动按钮（信号）处并联该电器的常开触点。,三相笼型异步电动机单向直接起动控制电路,保护环节：FU：FU1；FU2FRKM的自锁触点,电动机的点动与长动控制电路,点动：操作者按下起动按钮后，电动机起动，松开按钮时，电动机停止。（无自锁）,长动：电动机起动后连续运行（有自锁）,电动机的点动与长动控制电路,图2-9 多地控制电路图,多地联锁控制电路,分别独立控制,多地同时控制,构成规则：起动按钮并联，停止按钮串联,构成规则：起动按钮、停止按钮均串联,二、可逆旋转控制与互锁环节,
8、实现反转的方法：将接至交流电动机的三相电源进线中的任意两相接线对调。实际电路构成中，可在主电路中用两组接触器主触点分别控制正转相序接线和反转相序接线。,三相异步电动机正反转控制电路,图2-7 三相异步电动机正反转控制电路a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路,方法：将KM1辅助常闭触点，串联在KM2线圈线路中 将KM2辅助常闭触点，串联在KM1线圈线路中,互锁：将接触器的动断辅助触点互相串联在对方的工作线路中，使两个电器不能同时得电工作，这种互相制约的关系称为“互锁”。,控制规律：自锁：并联自己的常开触点互锁：串联对方的常闭触点,三、顺序控制,图2-10 两台电动机顺序控制
9、电路图a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路,按顺序起动与停止的控制电路,时间继电器控制的顺序起动电路,图2-11 时间继电器控制的顺序起动电路,顺序起停控制线路的构成规则a 后通电电器的电路要串接先通电电器的常开触点；后断电电器的电路中的断电触点（停止按钮）要并 联先断电电器的常开触点。b 同时通（断）电的电器，要在这些电器的公共通路 中接通（断 开）它们的触点。,四、自动往复循环控制,四、自动往复循环控制,四、自动往复循环控制,图2-12 自动往复循环控制a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路,控制线路器件布置图,五、电磁阀的控制,两位四通电磁阀的点动、起动
10、控制电路,第三节 三相异步电动机的起动控制,直接起动：也称全压起动，将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机旋转起动。,优点：所用设备少，电路简单,缺点：起动电流大，会引起电网电压降低，影响其他用电设备的稳定运行。,场合：用于电源容量比电动机容量大得多的情况。,判断一台电动机能否直接起动的公式：,第三节 三相异步电动机的起动控制,降压起动：起动时，先将部分电压加到定子绕组上，稳定运行后，再加额定电压。,优点：起动电流小，对电网电压冲击小。,缺点：起动转矩小，因此只适用于轻载或空载起动。,第三节 三相异步电动机的起动控制,方法：定子串电阻起动 星形三角形起动 自耦变压器起动 延边三角形起动
11、,第三节 三相异步电动机的起动控制,一、定子串电阻降压起动控制,方法：起动时：将电阻串接在定子绕组上，利用电阻降低加在电动机定子绕组上的电压，限制起动电流。运行时：将电阻短接切除，使电动机全压运行。,适用于中等容量的笼型电动机要求平稳启动的场所。,一、定子串电阻降压起动控制,二、星形三角形降压起动控制,方法：起动时，将电动机定子绕组接成Y形，,适用：正常情况下定子绕组接成三角形的电动机,三、自耦变压器降压起动控制,方法：自偶变压器来降压后，再起动起动时，将自偶变压器的二次电压加在电动机定子绕组上；起动结束后，切除自偶变压器，额定电压直接加在电动机定子绕组上。,四、延边三角形降压起动控制,起动时
12、：定子绕组一部分接为星形，一部分接为三角形。正常运转时，定子绕组接为三角形。,适用于定子绕组特殊设计的有9个接线端的异步电动机。,起动时：KM1、KM3闭合，延边三角形连接,运行时：KM1、KM2闭合，三角形连接,四、延边三角形降压起动控制,五、固态降压起动器,软启动器（软起动器）一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为SoftStarter。,软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。,制动目的：迅速停车、准确定位。制动方法：机械制动（电磁抱闸制动）电气制动（能耗制动、反接制动）,第四节 三相异步电动机的制动控制,一、机械
13、制动,方法：利用外加的机械装置产生的摩擦制动力矩，使电动机迅速停转的方法。,1.断电抱闸制动,（轴抱住）起动（轴松开）运行 停止（轴抱住）,优点：不至于因电路中断或电气故障的影响而造成事故。如吊车、电梯、卷扬机等机械常采用。,缺点：切断电源后电动机就被制动刹住不能转动不便调整。,1.断电抱闸制动,2.通电抱闸制动,（轴松开）起动（轴松开）运行 停止（轴抱住）延时到（轴松开）,优点：只在停车时才实现抱闸，延时后又松开，带点时间短延长电磁抱闸寿命；停车后，主轴可动以满足实际需要（装卸工件、测量尺寸等）,2.通电抱闸制动,原理：反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定于绕组产生相反方向的旋转磁场，因
14、而产生制动转矩的一种制动方法。,要求1：通常要求在电动机主电路中串接反接制动电阻以限制反接制动电流。反接制动电阻的接线方法有对称和不对称两种接法。,要求2：在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，以防止反向再起动。,二、反接制动控制,图2-16 电动机单向反接制动控制电路,原理：在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕组上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。,三、能耗制动控制,反接制动优点：只需改变电动机的连接方式；制动力大，停车迅速。缺点：反接制动电流太大，需考虑限流；对机械轴冲击太大。能耗制动优点：制动平稳缺点：需增加一套直流电源,两种电气制动方法的优缺点,第五节电器控制线路中的保护环节,一、短路保护,二、过载保护,三、过电流保护,四、零压（失压）保护和欠压保护,2-1 试设计带有短路、过载、失压保护的鼠笼式电动机直 接启动的主电路和控制电路。,2-4 某笼型异步电动机单向运行，要求启动电流不能过 大，制动时要快速停车，试设计主电路和控制电路。,第二章结束谢谢！,
