电气控制与PLC应用技术》1

（4）按钮开关 按钮开关是一种手动电器，常称作控制按钮或按钮。
主要用于人们对电路发出控制指令。
为了便于操作人员识别，避免发生误操作，生产中用不同的颜色 和符号来区分按钮的功能及作用，不能乱用，特别是红色按钮一定是 用于停止控制。
（5）接触器控制电动机单向运转的电路
控制原理：
(1)合上电源开关QS：接通电源； (2)启动控制： 按下启动按钮SB2 KM主触点闭合
（3）中间继电器（KA）
它的主要作用是用来传递信号或同时控制多个电路和起中 间转换作用，也可用它来控制小容量电动机或其他电气执行元 件。
中间继电器的结构和工作原理与小型交流接触器基本相同， 只是它的电磁系统小些，触点没有主、辅之分，而且触点数量
较多。
1.3.5频敏变阻器控制电路
频繁变阻器是一种随电动机启动过程转速的升高(转子电流频率下降)而阻 抗值自动下降的器件。它的阻值能随启动过程的进行自动而又平滑地减小，使 启动过程能平滑地进行。
（1）电力拖动自动控制系统的组成 （2）电气控制技术的发展
2.可编程控制器（PLC）的产生与发展
由于继电器——接触器控制系统的结构特点制约着 它的发展，在1968年，美国通用汽车（GM）公司率先提 出了 研制新型工业控制器的设想。一年后，由美国数据 设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器 ，即 是早期的工业电脑（PLC）。 在微电子技术和计算机技术发展的带动下，使PLC在 处理速度和控制功能上都有了很大提高，不仅可以进行开 关量的逻辑控制，还可以对模拟量进行控制，且具有数据 处理、PID控制和数据通信功能，发展成为一种新型的工 业自动控制标准装置。 近年来随着电力电子技术、检测传感技术、机械制造 技术的发展，PLC在通信能力以及控制领域等方面都不断 有新的突破，正朝着电气控制、仪表控制、计算机控制一 体化和网络化的方向发展。
1.3.3 星形—三角形（Y/Δ）降压启动控制电路
1．星形—三角形降压启动的原理 星形—三角形降压启动又称为Y/Δ降压启动。它是利用三相异 步电动机在正常运行时定子绕组为三角形联结（Δ形），而在启动 时先将定子绕组接成星形（Y形），使每相绕组承受的电压为电源 的相电压（220V）降低启动电压，限制启动电流，待启动正常后再 把定子绕组改接成三角形（Δ形）每相绕组承受的电压为电源的线 电压（380V）正常运行。 2.时间继电器 自动控制的电路中使用了时间继电器（KT）对电动机启动延时 进行控制。时间继电器也称延时继电器，当对其输入信号后，需要 经过一段时间(延时)，输出部分才会动作。时间继电器主要用作时 间上的控制。
电
延时时间到
KT动断触点延时断开
KT动合触点延时闭合
KM2断
KM3通电
电动机M三角形联结自锁全压运行
1.3.4 三相绕线转子异步电动机降压启动控制电路
转子绕线式异步电动机可以通过电刷在转子绕组中串接外加电 阻减小启动电流，根据交流电动机的运转特性，当增大转子电路电阻 时，其机械特性变软，在一定的负载转矩下转速下降，这样可以在一 定范围内调节电动机的转速，而且在减小启动电流的同时可以获得较 大的启动转矩。
另一种是降压启动控制。
1.2.2用刀开关直接控制的三相异步电动机单向 运转电路
1.刀开关
胶壳开关
铁壳开关
组合开关
闸刀开关的图形和文字符号
2.采用刀开关控制的异步电动机启动电路
实物示意图 线路图
电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ控制
电路的工作原理是： （1）合上电源开关QS 三相异步电动机通电电动机启动； （2）断开QS 电动机断电停转。
主电路在电动机定子电路接入电流互感器TA、电流表A、热继电器FR的发热元件 和中间继电器KA的动断触点，是为了在正常运行时接入热继电器进行过载保护，而起动 时发热元件被短接，防止误动作 。电流表A经电流互感器串入电路，便于对电动机定子 电流的测量。电动机转子电路接入频敏变阻器RF，由接触器KM2主触点在起动完毕后 将其短接。转换开关SA用于选择手动控制或自动控制。
（1）启动时，将手柄向上扳至“起动”位置，图中左右两组(各三个)触点闭合， 电动机定子绕组接入自耦变压器降压启动。 （2）当电动机转速将近升至额定转速时，可将手柄向下扳至“运行”位置，左、 右两组触点断开，将自耦变压器从线路中切除；中间一组触点闭合，电动机 全压运行。 （3）要停机时，只须按下停机按钮SB，使失压脱扣器KV的线圈断电而造成衔铁 释放，通过机械脱扣装置将运行一组触点断开，同时手柄会自动跳回“停机” 位置，启动器所有的触点都断开，电动机断电，为下一次启动做准备。
1.2.4.用接触器直接控制电动机单向 运转的电路
（1）熔断器 熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、控制有效的 短路保护电器，它串联在电路中。
常用几种熔断器的外形
（2）接触器 接触器是一种自动化的控制电器，接触器主要用于频繁 接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作， 配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和 失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路。
接触器KM电磁线圈得电吸合 电动机M得电启动运转 自锁控制
KM辅助动合触点闭合 (3)停止控制： 按下停止按钮SB1 KM主触点断开
接触器KM电磁线圈断电释放 电动机M断电停止 自锁控制解除 热继电器
KM辅助动合触点断开 （4）过载保护：
当电动机在运行中出现过载并达到一定程度时
FR动作
FR动断触点断开
2．多点（异地）控制电路
多点控制的基本原理是将启动按钮的动合触点并联 （SB3、SB4），这样不论在什么地方只要按下其中一个 按钮KM的线圈均可得电工作；而将停止按钮的动断触点 相串联（SB1、SB2）就可以实现异地停止控制。
1.2.6三相异步电动机的正反转控制电路
1.使用倒顺开关控制的正反转控制电路
实现机床的工作台自动往复运动的电动机拖动控制电路
1.3.1三相笼型异步电动机降压启动控制电路
1.串电阻(电抗)降压启动控制电路
1.3 三相异步电动机降压启动控制电 路

1.3.2自耦变压器降压启动控制电路
自耦变压器降压启动是利用自耦变压器二次绕组的不同抽头 降压启动，待启动正常后再转回额定工作电 压，这样既能适应不 同负载启动的需要，又能获得较大的启动转矩，常被用来启动容量 较大的三相异步电动机。
电路的工作原理是： 操作倒顺开关QS，把手柄板至“顺”的位置时，QS的触点往上接 通，电动机与电源的连接相序为L1—D1、L2—D2、L3—D3电动机正转 运行；当把手柄板至“倒”的位置时，QS的触点往下接通，电动机与电 源的连接相序为L1—D2、L2—D1、L3—D3电动机反转运行；当把手柄 板至“停”的位置时，QS的触点断开，电动机断电停止。
（1）按时间原则控制
控制过程中选择时间作为变化参量进行控制的方式称为时间原则
。
（2）按电流原则控制 控制过程中选择电流作为变化参量进行控制的方式称为电流原则。
当按下起动按钮SB1后，电动机转子串入全部电阻（R1、R2、R3） 启动，由于启动时转子电流较大，三个电流继电器全部动作，它们串接 在控制电路中的动断触点同时全部断开。随着电动机的转速逐渐上升， 转子电流逐渐减小使三个电流继电器KA1 KA2 KA3依次释放，其 动断触点依次闭合，控制KM1 KM2 KM3逐级短接转子电阻R1 R2 R3。中间继电器KA起延缓作用，保证在三个电流继电器动作后才 能接通KM1、KM2、KM3电路，防止在起动瞬间三个接触器直接通电。

2.使用交流接触器控制的正反转控制电路
双重联锁正反转控制电路
该电路可实现电动机的直接正反转切换，其控制过程如下： （1）正转控制（设开始启动）
（2）反转控制（设由原来正转切换） 可让学生自行分析
1.2.7行程位置控制电路
行程开关是一种将(机械)信号转换为(电)信号，以控制 运动部件位置或行程的自动控制电器，它也属于主令电器。
第1章 常用电动机控制电路
1.1 概 述
继电器—接触器控制电路由各种低压电器所组成。 一个最简单的三相异步电动机控制电路，可以用一个闸刀开关控 制电动机的启动运行和停止。 实际应用中要达到自动控制的要求，电路中需要借助各种开关、 继电器、接触器等电器元件，它们能够根据操作人员所发出的控制指 令信号，实现对电动机的自动控制、保护和监测等功能。
1—延时闭合瞬时断开动合触点；2—延时断开瞬时闭合动断触点；3—瞬时闭合延时断开 动合触点；4—瞬时断开延时闭合动断触点；5—断电延时线圈；6—通电延时线圈
3.星形—三角形降压启动自动控制电路
电路的起动过程如下；
结自锁 按下起动按钮SB2 KM1线圈得电 电动机M星形联 KM2线圈得电 降压起动 KT线圈得电 开始计时（起动时间）
1．顺序控制电路
（1）主电路实现顺序控制 ；
电动机M2的主电路接在M1的控制接触器KM1的主触点后面，
只有KM1主触点闭合，M1启动后，M2才能得电运行 。
（2）控制电路实现顺序控制。
（a)
(b)
( c)
上图（a）为M1、M2顺序启动同时停止；图（b） 为M1、M2顺序启动而分别停止；图（c）则为M1、M2顺 序启动而M2先停后M1才能停止。
1.2三相异步电动机直接启动控制电路
1.2.1三相异步电动机的启动问题
三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始转 动时起，到达额定转速为止这一段过程。
三相异步电动机在启动时启动转矩并不大，但定子绕组中的电流增大
为额定电流的4～7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。 （1）启动电流过大造成电压损失过大，使电动机启动转矩下降。同时 可造成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。 （2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作。 因此：三相异步电动机的启动控制方式有两种： 一种是直接启动控制；