第2章 基本电气控制线路

图2-2 鼠笼式电动机单向运行电气控制线路
鼠笼式异步电动机全压启动控制线路
• 组成：开关QB、熔断器FA、接触器QA、热继电器BB、 按钮SF、触头
• 控制线路工作原理 自锁：接触器(或继电器)利用自己的辅助触点来保持线圈
带电。这个触点称为自锁(自保)触点。 • 停止电动机 • 线路保护 ✓ 短路保护：熔断器 ✓ 过载保护：热继电器 ✓ 欠压和失压保护：接触器的自锁触点完成
降压。 • 设计思想仍按时间原则控制启动过程：启动时，定子绕组
接成星形，每相绕组承受电压为电压的相电压(220V),减 小启动电流对电网影响。 • 启动后期按预定时间换接为三角形，每相绕组承受电压为 电压的线电压(380V)，电动机进入正常运行。
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
方面，便于掌握，价格低廉，运行可靠。
电气控制线路绘制
一、电气控制线路图 •目的：为了表达生产设备电气控制系统的结构、原理等设 计意图，为了便于进行电气元件的安装、调整、使用和维 护，将电气控制线路中各电器元件的联接用一定图表示。 •电气控制线路图：使用不同的图形符号来表示各种电器元 件，用不同的文字符号来进一步说明图形符号所代表的电 气元件的基本名称、用途、主要特征及编号等。 •要求：电气控制线路图需简明易懂，采用规定的图形符号 、文字符号和标准画法。
电气控制线路绘制
• 电气图形符号、文字符号：用来表示和说明电气元件
• 标准：须符合国家标准规定，不得采用旧或非标准符号
• 课本选用：最新的《电气简图用图形符号》国家标准 GB/T 4728和最新的《电气设备用图形符号》国家标准 GB/T 5465。
• 电气图形符号： ➢ 符号要素 ➢ 限定符号 ➢ 一般符号 ➢ 非电操作动作符号
明
电气控制线路绘制
二、阅读、分析电气控制线路图 •查线读图法(直接读图法或跟踪追击法) •逻辑代数法(间接读图法) 电气控制线路：执行元件、信号元件、控制元件、附加元 件。
•执行元件：操作机器的执行机构，包括电动机、电磁离合 器、电磁阀、电磁铁等 •信号元件：把控制线路以外的其他物理量、非电量(如机 械位移、压力等)的变化转换为电信号或实现电信号的变换 ，以作为控制信号，包括压力继电器、电流继电器、主令 器等。
电气控制线路绘制
• 控制元件：对信号元件的信号以及自身的触点信号进行 逻辑运算，以控制执行元件按要求进行工作。包括接触 器、继电器。
• 附加元件：用来改变执行元件(特别是电动机)的工作特 性。有电阻器、电抗器以及各位启动器。
1. 查线读图法 ➢ 了解生产工艺与执行器的关系
分析电气线路之前，充分了解生产机械完成哪些动作， 这些动作存在什么联系，即熟悉生产机械的工艺。如车 床主轴转动，要求油泵先给齿轮箱供油润滑，保证润滑 电动机启动后才许主拖动电气启动。
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
• 降压启动方法： ① 定子电路串电阻或电抗降压启动； ② 自耦变压器降压启动； ③ Y-Δ减压启动； ④ Δ-Δ 减压启动。
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
➢ 串电阻(或电抗)降压启动控制线路 线路设计思想
三相定子电路中串接电阻(电抗)降低定子绕组上的电压， 使电动机降低电压启动，达到限制启动电流作用。转速接近 额定值，切除串接电阻(电抗)，使得电动机全压运行。 典型线路介绍 • 手动控制运行方式
➢ Δ—Δ降压启动控制线路 设计思想
启动时，将电动机定子绕组一部分接成星形，另一部分 接成三角形。启动结束后，再转换成三角形接法，其转换过 程仍按时间原则控制。
图(a) 原始位置
图(b) 启动位置
图(c) 正常运行状态
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
• 共计9个抽线头，改变定子绕组抽头比(N1 和N2比)，就可 改变启动时定子绕组上电压大小，从而改变启动电流与转 矩。一般而言，电动机抽头已固定，仅在抽头比的范围内 做有限的变动。
器二次电压大幅度下降，减小电动机启动转矩，甚至于无 法启动，更会影响电网其他设备。
• 判断全压或降压启动：电动机容量10kW以下，直接启动； 10kW，需根据电机容量和电压器容量比确定。
• 经验公式：
Iq Ie
3 4
电源变压器容量(kVA) 4 电动机容量(kVA)
Iq ——电动机全压启动电流 Ie —— 电动机额定电流
• 被称为启动补偿器。若获得同样大小的启动电流，自耦变 压器启动会产生较大的启动转矩，适用于容量较大、正常 运行为星形接法电动机。
• 缺点：自耦变压器价格较贵，结构相对复杂，体积庞大， 按照非连续工作制设计制造，不允许频繁操作。
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
➢ Y-Δ降压启动控制线路 设计思想 • Y-Δ 降压启动也称星形——三角形降压启动，简称星三角
电气控制线路绘制
• 电器元件的可动部分以非激励或不工作的状态和位置的 形式表示：
➢ 继电器和接触器的线圈在非激励状态； ➢ 断路器和隔离开关在断开位置； ➢ 零位操作的手动控制开关在零位状态， ➢ 不带零位的手动控制开关在图中规定的位置； ➢ 机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态； ➢ 保护类元器件处在设备正常工作状态，特别情况加以说
电气控制线路绘制
➢ 读图和分析控制电路 • 根据主电路控制元件主触点文字符号，找到控制环节以
及相互联系。 • 控制电路由上往下或由左往右阅读。设想按动按钮，查
对线路(跟踪)观察那些元件受控。 • 分析连锁控制图 • 查图法优点：直观性强、容易掌握 • 缺点：分析复杂电路时易出错，叙述也较冗长
电气控制线路绘制
• 电气文字符号：
➢ 基本文字符号
表示电气设备、装置和元 器件的类型、特性等。
➢ 辅助文字符号
表示电气设备、装置和元 器件的功能、状态和特征 等。
电气控制线路绘制
电气控制线路 ➢安装图 ➢原理图 电气原理图 •方法：不按电器元件实际布置绘制，而是根据电器元件在 电路中所起的作用画在不同的部位上。 •作用：用于分析研究系统的组成和工作原理，为寻找电气 故障提供帮助，同时也是编制电气接线图的依据。 •特点：结构简单，层次分明。
电气控制线路之
三相异步电动机的启动控制电路
三相异步电动机
• 特点：结构简单、运行可靠、坚固耐用、价格便宜、维修 方便、与直流相比，异步电动机体积小、重量轻、转动惯 量小；
• 应用：工矿企业 • 控制线路构成：接触器、继电器、闸刀开关、按钮 • 分类：鼠笼式异步电动机、绕线式异步电动机
鼠笼式异步电动机全压启动控制线路
采用中间继电器KF实 现点动与长动控制线路： 长动按钮SF2，点动按 钮SF3；
手动开关SF3的长 动与点动控制线路： 由于加入SF3；
鼠笼式异步电动机全压启动控制线路
• 触点竞争：触点在过渡状态下的一种特殊现象，若同一 电器的常开和常闭触点同时出现在电路相关部分，电器 状态发生变化，触点状态不是瞬间完成，需要时间。
图2-4 (a) 手动控制线路，R A启动电阻 线路工作原理
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
• 自动控制方式 图2-4b 串电阻降压启动自动控制线路 采用时间继电器 线路工作原理 串电阻启动优点：结构简单、成本低、动作可靠，提高功
率因数，有利于电网质量。 不足：电子串电阻降压启动，启动电流随定子电压成正比
电气控制线路绘制
拖动 车床 主轴
拖动 油泵 供油
电气控制线路绘制
➢ 分析主电路 • 先从电动机着手，即从主电路看有哪些控制元件的主触
点、电阻等，根据其组合规律大致判断电动机是否有正 反转控制、是否制动控制、是否要就调速。
• 如图2-1所示，主拖动电动机M1电路主要由接触器QA2 的主触点和热继电器BB1组成；油泵电动机M2电路主要 是由接触器QA1的主触点和热继电器BB2组成，电动机 直接启动方式。
电气控制与PLC
之 基本电气控制线路
电气控制线路
• 电气控制线路——把各种有触点的接触器、继电器、按钮 、位置开关等电气元件，用导线按一定方式连接起来组成 的控制线图。 • 电气控制线路作用： ✓ 电力拖动系统的启动、调速、反转和制动等运行性能控
制； ✓ 实现对拖动系统的保护； ✓ 满足生产工艺要求； ✓ 实现生产过程自动化。 • 电气控制线路特点：线路简单、设计、安装、调整、维修
或调整时，需采用点动控制。 • 特别对于：绕线机或桥式吊车等经常做调整运动的生产机
械 • 点动含义：操作者按下启动按钮，电动机启动；松开，电
动机停止转动，即“点动，不点不动”。 • 亦称: 短车控制、点车控制，相应的线路称点动控制线路
复合按钮SF3实 现点动
最基本点动控制线路： 只能实现点动控制；
压，一旦启动完毕，自耦变压器切除，电动机直接接入 电压，得到自耦变压器一次电压，电动机全电压运行。 启动补偿器。
典型线路介绍 图2-5 定子串自耦变压器降压启动线路 工作原理
三相鼠笼式异步电动机降压启动线路
总结： • 自耦变压器降压启动过程，启动电流与启动转矩的比值按
变比平方倍降低。
• 在获得同样启动转矩情况下，自耦变压器降压启动获得电 流比电阻降压启动小得多，对电网电流冲击小，功率损耗 小。
• 亦称直接起动，简单、可靠、经济的启动方法 • 受容量限制，可根据起动次数、电动机容量、供电变压器
容量和机械设备是否允许分析，一般容量小于10kW电动 机采用直接启动 ➢ 1. 单向长动控制线路 • 图2-2是三相鼠笼式异步电 动机单向长动控制线路。 • 常用、简单、可实现电动 机启动、停止自动控制、远 距离控制、频繁操作。
鼠笼式异步电动机全压启动控制线路
• 欠压和失压保护优点： ① 防止电压严重下降时电动机在重负载情况下的低压
运行； ② 避免电动机同时启动而造成电压的严重下降； ③ 防止电源电压恢复时，电动机突然启动运转，造成