电气、识图,读图、制图基本知识

四、几种典型电路控制图
• 三相异步电动机基本控制电路图 • 星--三角变换减压起动控制电路（1）：KM1、KM2、 KM3、KT • 定子串电阻减压起动控制电路 • 三相异步电动机正反转控制电路 • 正反转自动循环控制电路 • 电动机制动控制电路 • 反接制动控制电路 • 双速电动机高低速控制电路 • 液压系统的电气控制 • 控制电路的其他基本环节
六、电动机制动控制电路
电动机制动，迅速停车或准确定位。 机械制动：机械抱闸、液压或气压制动 电气制动：反接制动、能耗制动、电容制动等，实质是产生反向制动转矩。
主电路
(a)
能耗制动控制电路
(b)
能耗制动控制电路：三相笼型异步电动机切断三相电源的同时，定子绕
组接通直流电源，转子原来储存的机械能转变为电能，消耗在转子回路的电 阻上，转速为零时再将其切除。 主电路：变压器TC和整流器VR提供制动直流电源，KM2为制动接触器。 控制电路(a)：手动控制：停车时按下SB1按钮，制动结束时放开。 电路简单，操作不便。 控制电路(b)：根据电动机带负载制动过程时间长短设定时间继电器KT的 定时值，实现制动过程的自动控制。
电气识图、读图、制图 基本知识
一、电气图形符号
• • • • 电气图形符号1 电气图形符号2 电气图形符号3 电气图形符号4
二、电气图分类
1、系统图或框图：用符号或带注释的框，概略表示系统 或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征的一种简 图。 2、电路图：用图形符号并按工作顺序排列，详细表示电 路、设备或成套装置的全部组成和连接关系，而不考虑 其实际位置的一种简图。目的是便于详细理解作用原理、 分析和计算电路特性。 3、功能图：表示理论的或理想的电路而不涉及实现方法 的一种图，其用途是提供绘制电路图或其他有关图的依 据。 4、功能表图：表示控制系统的作用和状态的一种图。
二、星--三角变换减压起动控制电路（1）：KM1、KM2、KM3、
KT
主电路(a)：KM2与KM3的主触点同时闭合，会造成电源短路，控制电路 必须能够避免这种情况发生。 控制电路(b) ：时间继电器KT的延时动断触点和延时动合触点似乎不会使 KM3和KM2的线圈同时得电，但是，接触器的吸合时间和 释放时间的离散性使得电路的工作状态存在不确定性。
一、三相异步电动机基本控制电路图
直接起动控制电路 (a)开关直接控制 熔断器FU：短路保护 开关Q：闸刀开关、铁壳开关等。 Q选电动机保护用断路器，可实现过 载保护，可不用熔断器FU。 适用于不频繁起动的小容量电动机， 不能远距离、自动控制。 (b)按钮、接触器控制 熔断器FU：短路保护 开关Q：分断电源（同上）。 热继电器FR：过载保护 合Q，按下SB2，KM线圈得电，主触点闭合，电动机通电起动；自锁触点KM 闭合点断开，电动机停止，辅助触点断开解除自锁。 失压、欠压保护：意外断电或电源电压跌落太大时，接触器释放，自锁解除。 电源电压恢复正常后，电动机不会自动投入工作。
控制电路(c)：KM2得电，KM1和KT失电，KM2自锁，节能实现控制要求。
四、三相异步电动机正反转控制电路 定子三相绕组电源任意两相对调，改变定子电源相序，可改变电动机转动方向。
(a)
(b)
(c)
主电路 KM1和KM2分别闭合，定子绕组两相电源对调，电动机转向不同。
控制电路(a)： 相互独立的正转和反转起动控制电路； 按下SB2，正转接触器KM1得电工作； 按下SB3，反转接触器KM2得电工作； 按下SB2、SB3，KM1与KM2同时工作，两相电源短路， 控制电路(b)： 接触器的动断辅助触点相互串联在对方的控制回路； 一方工作时切断另一方的控制回路，使另一方的起动按钮失去作用； 正、反转接触器互锁，避免了同时接通造成主电路短路。 正、反转切换的过程中间要经过“停”，操作不方便。 控制电路(c)： 复合按钮SB2、SB3直接实现由正转变成反转；复合按钮联锁。 接触器辅助动断触点互锁必不可少：负载短路或大电流的长期作用接触 器的主触点被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者接触器的动作机构失灵， 使衔铁卡住总是处在吸合状态，这都可能使主触点不能断开，这时如果另 一接触器线圈通电动作，主触点正常闭合就会造成电源短路事故。主触点 与辅助触点在机械上动作一致，互锁动断触点将另一接触器线圈电路切断， 避免短路。
五、正反转自动循环控制电路：
行程开关 （ST1、ST3） （ST2、ST4） 自动控制 电机正反转
正反转自动循环控制电路工作过程：
按下正向起动按钮SB2，接触器KM1得电动作并自锁，电动机正转使工 作台前进。 运行到ST2位置，撞块压下ST2，ST2动断触点使KM1断电，ST2的动合 触点使KM2得电动作并自锁，电动机反转使工作台后退。 工作台运动到右端点撞块压下ST1时，KM2断电，KM1又得电动作，电 动机又正转使工作台前进，这样一直循环。 SB1为停止按钮。SB2与SB3为不同方向的复合起动按钮，改变工作台方 向时，不按停止按钮可直接操作。 限位开关ST3、ST4限位保护作用：ST3与ST4安装在极限位置，由于某 种故障，工作台到达ST1（或ST2）位置，未能切断KM1（或KM2），工 作台将继续移动到极限位置，压下ST3（或ST4），此时最终把控制回路 断开，使电动机停止，避免工作台由于越出允许位置所导致的事故。 行程控制：用行程开关按照机械运动部件的位置或位置的变化所进行的 控制，称作按行程原则的自动控制。
序，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。电动机的转速下降 接近零时，及时断开电动机的反接电源。
主电路
(a)
反接制动控制电路
(b)
控制电路(a)：电动机运行后速度继电器BV的动合触点已闭合，为制动 做好准备，串联KM1的动断触点限制BV对系统的干扰。 存在问题：停车期间，用手转动机床主轴调整工件，速度继电器的转子 随着转动，一旦达到速度继电器动作值，接触器KM2得电， 电动机接通电源发生制动作用，不利于调整。 控制电路(b)：复合停止按钮SB1动合触点上并联KM2的自锁触点。用手 转动电动机轴时，不按停止按钮SB1，KM2就不会得电， 电动机也就不会反接于电源。 反接制动电流约为起动电流的两倍，主电路制动回路中串入限流电阻 R， 防止制动时对电网的冲击和电动机绕组过热。电动机容量较小且制动不是很 频繁的正反转控制电路中，为简化电路，可以不加限流电阻。
10、接线图或接线表：表示成套装置、设备或装置的连接关系， 用以进行接线和检查的一种简图或表格。 ⑴单元接线图或单元接线表：表示成套装置或设备中一 个结构单元内的连接关系的一种接线图或接线表。（结构单 元指在各种情况下可独立运行的组件或某种组合体） ⑵互连接线图或互连接线表：表示成套装置或设备的不 同单元之间连接关系的一种接图或接线表。（线缆接线图或 接线表） ⑶端子接线图或端子接线表：表示成套装置或设备的端 子，以及接在端子上的外部接线（必要时包括内部接线）的 一种接线图或接线表。 ⑷电费配置图或电费配置表：提供电缆两端位置，必要 时还包括电费功能、特性和路径等信息的一种接线图或接线 表。
三、系统图或框图
• • 1、系统图和框图具有十分重要的地位，它往往是某一个系统、装置、 设备的第一张图样。 2、系统图和框图的用途：系统图和框图作为进一步编制详细技术文 件的依据。供操作和维修时参考。开关的合闸、分闸操作顺序。供 有关部门了解对象的整体方案、简要工作原理和主要组成的概况。
PLC原理框图
三、定子串电阻减压起动控制电路：起动时，定子电路串接电阻降低绕
组电压，限制起动电流；起动后电阻短路，电动机全压下运行。不受接线方式限 制，设备简单。机械设备点动调整时也常采用，减轻对电网的冲击。 主电路(a) 控制电路(b)： ● KM2得电，电动 机正常运行。 ●起动后，KM1与 KT一直得电，浪费 电能。
5、逻辑图：主要用二进制逻辑（与、或、异或等）单元图形 符号绘制的一种简图，其中只表示功能而不涉及实现方法 的逻辑图叫纯逻辑图。 6、等效电路图：表示理论的或理想的元件（如R、L、C）及 其连接关系的一种功能图。 7、程序图：详细表示程序单元和程序片及其互连关系的一种 简图。 8、设备元件表：把成套装置、设备和装置中各组成部分和相 应数据列成的表格其用途表示各组成部分的名称、型号、 规格和数量等。 9、端子功能图：表示功能单元全部外接端子，并用功能图、 表图或文字表示其内部功能的一种简图。
能耗制动控制电路特点：
制动作用强弱与通入直流电流的大小和电动机的转速有关，在同样的转速 下电流越大制动作用越强，电流一定时转速越高制动力矩越大。 一般取直流电流为电动机空载电流的3～4倍，过大会使定子过热。 可调节整流器输出端的可变电阻RP，得到合适的制动电流。
七、反接制动控制电路：停车时，首先切换电动机定子绕组三相电源相
11、数据单：对特定项目给出详细信息的资料。 12、简图或位置图：表示成套装置、设备或装置中各个项目 的位置的一种简图或位置图。指用图形符号绘制的图，用 来表示一个区域或一个建筑物内成套电气装置中的元件位 置和连接布线。
工程图纸一般包含内容
• • • • • • • • • • 一项电气工程图装订成册，通常包含以下内容： 1）目录与前言 2）电气平面图 3）电气系统图和框图 4）设备布置图 5）电路图 6）接线图 7）产品使用说明书用电气图 8）其它电气图 9）设备元件和材料表
控制电路(b)
控制电路(c)
星--三角变换减压起动控制电路（2）：KM1、KM2、KT
KM2断电时，电动机绕组由 KM2的动断辅助触点连接成星 形起动。 KM2通电后，电动机绕组由 KM2动合主触点连接成三角形 正常运行。 辅助触点容量较小，4~ 13kW 的电动机可采用该控制电路。 考虑KM1的主触点承担分断时 的大电流，KM2的辅助动断触 点只在空载或小电流的情况下断 开，避免电弧的烧蚀缩短辅助触 点寿命。
能耗制动 反接制动 能耗制动：制动准确、平稳、能量消耗小。制动力较弱，需要直流电源。 反接制动：制动显著，有冲击，能量消耗较大。
八、 双速电动机高低速控制电路
不连续变速，改变变速电动机的多组定子绕组接法，可改变电动机的磁极 对数，从而改变其转速。 双速电动机主电路： 定子绕组的出线端D1、D2、D3接电源，D4、D5、D6悬空，绕组为三角 形接法，每相绕组中两个线圈串连，成四个极，电动机为低速； 出线端D1、D2、D3短接，D4、D5、D6接电源，绕组为双星形，每相绕 组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速。 控制电路 (a)：对应主电路 (1)。KMl控制低速，KMh控制高速。开关SA实 现高、低速选择，转换过程中需重新按起动按钮SB2。 控制电路 (b)：对应主电路 (1)。复合按钮 SB2和SB3实现高、低速控制，两 者间可直接转换，操作方便。 控制电路(c)：对应主电路(2)。开关SA选择 “低速”时，接触器KMl动作， 电动机为低速运行状态；开关 SA选择“高速”时，时间继电器KT的线圈立 即得电，瞬动动合触点使KMl动作，电动机低速起动，限制起动电流经过设 定的延时时间，KT的延时动断触点断开使KMl释放，同时KT的延时动合触 点使KM得电，继而使KMh得电，电动机进入了高速运行状态。
控制电路(b)不确定性 ： 存在电磁时间常数和机械时间常数，继电器和接触器从线圈得电或失电到触 点完成动作需要时间，即吸合时间和释放时间（继电器：十几到几十ms，接触 器：几十到数百ms）。 假设KM2吸合时间是15ms，KM3释放时间是25ms，时间继电器KT的延时动 断触点和延时动合触点同时动作，星--三角变换时，KM3和KM2的主触点有约 10ms的时间同时接通。 控制电路(c) ：改进控制电路(b)，避免短路，节约电能 将KM3的动断辅助触点串联在KM2的线圈控制电路中，只有当KM3的衔铁及 触点释放完毕（动断辅助触点接通）后才允许KM2得电。 将KM2的动断辅助触点串联在KM3的线圈控制电路中，只有当KM2的衔铁及 触点释放完毕（动断辅助触点接通）后才允许KM3得电，保证电路工作可靠。 起动完成后时间继电器KT已无得电的必要，将KM2的动断辅助触点串联在 KT的线圈控制电路中， KT断电，节约能源。
星--三角变换减压起动控制电路（2）工作流程：
按下按钮SB2后电动机先进行星形起动。 起动完成时，时间继电器动作，电动机进行星--三角变换、运行： ● 第一阶段：KT延时动断触点首先使KM1线圈失电，KM1的主触点断 开， KM1的主触点分断电流，KM2动断辅助触点无电弧。 ● 第二阶段：KM2线圈得电，主电路进行星--三角变换，当KM2两个动 断辅助触点断开，主触点及辅助动合触点吸合，变换完成。 ● 第三阶段：KM2自锁闭合使KM1线圈再次得电。 ● 第四阶段：KM1主触点再次接通三相电源时，电动机在三角形接法下 全压运行。