电机与机床电气控制项目6 继电器-接触器控制电路
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电机与机床电气控制
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项目6 继电器-接触器控制电路
电机与机床电气控制
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任务6.1 电气控制系统图的类型及其绘制规则
活动情境
生产机械和工矿企业的设备主要是由电动机来拖动的，而控制电动机最基
本、最广泛的方式是继电器-接触器控制方式。掌握电气控制基本线路的
环节，对生产机械整个电气控制线路的分析及维修有着很大的帮助。
①在电气安装接线图中，电气设备、装置和电器元件均按照国家规定的电
气图形符号绘出，而不考虑其真实结构。
②电气安装接线图必须标明每条线所接的具体位置，则每条线都有具体明
确的线号。
③每个电气设备、装置和电器元件都有明确的位置，并应与实际安装位置
一致，而且将每个电器元件的不同部件都画在一起，且常用虚线框起来。
额定值，引起电动机过热，但又不会使起短路保护的熔断器熔断。采用热
继电器对电动机进行过载保护。
1）组成
由刀开关、QS熔断器FU1、接触器KM的主触头、热继电器FR的热元件和电
动机构成主电路。由停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM的线圈及其
电机与机床电气控制
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图6.8 具有过载保护的控制线路
④不在同一控制箱和同一配电板上的各电器元件的连接是经接线端子板连
接的，电气互联关系以线束表示，导线应标明导线参数（型号、规格、数
量、截面积和颜色等），一般不标注实际走线途径。
⑤走线相同的多根导线可用单线表示。
⑥用连续的实线表示端子之间实际存在的导线。
电机与机床电气控制
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6.1.3 电器元件布置图 电器元件布置图主要是用来表明电气设备上所有电动机、电器元件的实际 位置。各电器元件的位置根据元件布置合理、连接导线经济以及检修方便 等原则安排。在电器元件布置图中，机械设备的轮廓线用细实线或点画线 表示，所有可见的和需要表达清楚的电器元件、设备，用粗实线绘出其简 单的外形轮廓，也可以用线框表示，不必画出实际图形或图形符号。各电 器元件的安装位置是由机械设备的结构和工作要求决定的。 任务6.2 三相笼型异步电动机直接启动控制电路
电机与机床电气控制
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图6.9是3种具有连续运行与点动控制的控制线路，它们的主电路相同，线
路的工作原理如下：
图6.9 连续与点动控制线路图
电机与机床电气控制
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①图6.9（a）是在自锁电路中串联一个开关SA。 为具有自锁的连续控制。 ②图6.9（b）是在具有自锁的控制电路中增加一只复合按钮SB3。 A.连续控制 启动：
相别，中性线用N表示。
电动机分支电路各接点标记，采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中
的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各接点的代号。
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图6.3 双电动机控制电路
电机与机床电气控制
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电动机主电路的标号应从电动机绕组开始自下而上标号。
2）辅助回路的标号
采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。标注方法按
电机与机床电气控制
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图6.10 例6.1的控制线路图
电机与机床电气控制
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（1）手动正反转控制线路
图6.11 倒顺开关正反转控制线路
电机与机床电气控制
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手动正反转控制是利用倒顺开关控制。 手动正转控制线路的优点是：所用电器少，线路简单；缺点是：在频繁换 向时，操作人员易产生疲劳，不便于操作，且无欠压和零压保护。 （2）接触器联锁正反转控制线路 按照电动机的可逆操作顺序的不同，有“正—停—反”和“正—反—停” 两种控制线路。 图中采用了两个接触器，正转用接触器KM1，反转用接触器KM2。 线路要求接触器KM1和KM2不能同时通电，否则，它们的主触点同时闭合， 将造成L1，L3两相电源短路。KM1与KM2的这两副常闭辅助触点在线路中所 起作用称为互锁（或联锁），这两副触点称为互锁触点（或联锁触点）。
2.熟悉其他常用的基本控制电路。
3.能看懂、绘制电机直接启动控制原理图。
4.能够进行电气控制线路的调试和简单的故障处理。
基本活动
电动机从静态接通电源后逐渐加速到稳定运行状态的过程称为电动机的启
动。电动机的启动分为直接启动和降压启动两种。
6.2.1 单向直接启动控制线路
（1）手动控制线路 用瓷底胶盖闸刀开关、转换开关或铁壳开关控制电动机的启动和停止，是
6.1.1 电气原理图
在电气控制系统图中，电气原理图应用最多，现在都采用电器元件展开的
形式绘制，如图6.1所示。
电气原理图一般分为主电路和辅助电路两个部分。在实际的电气控制电路
图中，主电路一般比较简单，电器元件数量较少；而辅助电路一般要比主
电路复杂，电器元件较多。
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图6.1 某机床电气原理图
点动控制原理图分成主电路和控制电路两大部分。
2）工作原理
当电动机需点动时，先合上电源开关QS，按下点动按钮SB，接触器线圈KM
便通电，衔铁吸合，带动它的三对常开主触点KM闭合，电动机M便接通电
源启动运转。这种只有按下按钮SB时电动机才能运转、放开按钮SB时就停
转的线路，称为点动控制线路。
电机与机床电气控制
活动情境 在工厂、生活中有很多功率较小的异步电动机，一般允许直接启动。对于 有些电动机直接启动为方便采用开关手动控制，而某些机床上的电动机一 般由控制电路实现启动。在生产加工过程中，有时候要求电动机实现可逆 运动，这就要求电动机能够实现正反转控制。
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任务要求
1.掌握电动机运行中的直接启动控制方法及实现电路。
这种当启动按钮松开后，控制电路仍能自动保持接通的线路，称为具有自
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锁（或自保）的控制线路。
3）电路的保护环节
①熔断器FU作为电路的短路保护。
②欠电压保护和失电压保护。
欠电压保护和失电压保护是由接触器本身的电磁机构来实现的。
（4）具有过载保护的控制线路 当电动机频繁操作、断相运行或长期过载时，会使电动机的电流超过它的
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常开辅助触头、热继电器FR的常闭触头和熔断器FU2构成控制回路。 2）工作原理 当电动机过载运行时，电动机电流超过额定值，经过一定时间，串接在主 电路中的热继电器FR的热元件因受热弯曲，使串接在控制电路中的FR常闭 触点断开，切断控制电路，接触器KM的线圈断电，主触点断开，电动机M 便停转。 3）电路的保护环节 ①熔断器FU1，FU2作为电路的短路保护。 ②接触器的电磁机构起到欠电压保护和失电压保护。 ③热继电器FR进行过载保护。 4）既能连续运行又能点动控制的控制线路 生产实际要求控制线路既能点动控制又能连续运行。
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图6.12 接触器正反转控制线路图
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接触器联锁正反控制：
电机与机床电气控制
停止：
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B.点动控制
启动：
停止：
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③图6.9（c）是在控制电路中增加了一个点动按钮SB3和一个中间继电器 KA。 A.连续控制 启动：
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B.点动控制 启动：松开SB3→KM因线圈通电而吸合→电动机M 启动运转 停止：松开SB3→KM因线圈断电而释放→电动机M 断电停转 6.2.2 电动机的正反转控制线路 可逆运行控制线路实质上是两个相反的单相运行线路。但是为了避免 误动作而引起电源的相间短路，在这两个相反方向的单相运行线路中 加设了必要的联锁环节。常见的正反转控制线路有以下几种。
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需要将电气控制系统中的各个电器元件及其连接用一定图形表示出来，这
种图就是电气控制系统图。电气控制系统图一般有3种：电气原理图、电
气安装接线图、电器布置图。
在电气控制系统中，电器元件的图形符号和文字符号必须按统一的国家标
准，但旧的符号还在以往的技术资料和书籍中存在，因此，电气图常用图
形符号和文字符号应与参考附录新旧对照，以便在今后工作中灵活应用。
最简单的手动单向全压启动的控制线路。
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图6.5 手动单向全压启动的控制线路
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这种线路比较简单，对容量较小、启动不频繁的电动机来说，是比较经济
方便的启动控制方法。
（2）点动控制线路
1）组成
点动控制线路是用按钮、接触器来控制电动机的最简单的控制线路。接线
示意图和原理图如图6.6所示。
任务要求
1.了解电气控制系统中电气原理图、电器布置图及安装接线图的画法。
2.能看懂、绘制电气控制原理图；能熟练运用电气控制的基本规律。
3.能熟练分析较复杂的控制电路。
基本活动
电气控制系统是由许多电器元件按照一定要求连接而成的。为了表达生产
机械中电气控制系统的结构和原理，便于安装、调试、使用和维护，
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在每个继电器线圈的文字符号（如KT）下面画一条竖直线，分成左、右 （或上、下）两栏，把受其控制而动作的触头所处的图区号数字，按表 6.2规定的内容填上，备用的触头在相应的栏中用记号“X”标出。
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⑥电路图中，有直接联系的交叉导线连接点要用黑圆点或小圆圈表示。
电动机的连续运行。在控制电路中再串联一个停止按钮SB1，就可以使电
动机停止。一般在控制线路中称停止按钮为SB1。
2）工作原理
合上电源开关QS
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图6.7 具有自锁功能的全压启动控制线路图
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这时松开SB2，接触器KM的线圈因能通过和SB2并联的自锁触点（已处于闭 合状态）而继续通电，电动机M保持运转。
“等电位”原则进行。
常用的标注方法是首先编好控制电路电源引线线号，“1”通常标在控制
线的最上方，然后按照控制电路从上到下、从左到右的顺序递增，每经
过一个触头，线号依次递增。
6.1.2 电气安装接线图
电气控制线路安装接线图，是为了安装电气设备和电器元件进行配线或
检修电器故障服务的。电气设备安装图按电器元件的实际安装位置和接
④在机床电气控制线路的不同工作阶段，各个控制电器的工作状态是不同
的，各控制电器的多个触头有时断开，有时闭合，而在电气控制线路图中
只能表示一种状态。
具有循环运动的机械设备，应在电气控制电路图上绘出工作循环图。
由若干元件组成的具有特定功能的环节，可用虚线框括起来，并标注出环
节的主要作用。
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线绘制，根据电器元件布置最合理、连接导线最经济等原则来安排。
在电气安装接线图中显示出电气设备中各元件的空间位置和接线情况，
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可在安装或检修时对照原理图使用。 根据机床设备的接线图就可以进行机床电气设备的总装接线。
图6.4 电气安装接线图
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在阅读电气安装接线图时，还应该注意以下几点：
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对于电路和电器元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环 节的完整电路，其余相同环节可用虚线方框表示，并标明该环节的文字符 号或环节的名称。 ⑤在原理图上可将图分成若干图区，以便阅读查找。线路图中的接触器、 继电器的线圈与受其控制的触头的从属关系（即触头位置）应按下述方法 标志： 在每个接触器线圈的文字符号KM的下面画两条竖直线，分成左、中、右（ 或上、中、下）3栏，把受其控制而动作的触头所处的图区号数字，按表 6.1规定的内容填上。
⑦电气原理图中技术数据的标注
电器元件的数据和型号，一般用小字体
注在电器元件的下面。
⑧电气原理图标号：
电气原理图标号以图6.3为例说明。 1）主电路的标号
图6.2 热继电器技术数据标注
在机床电气控制电路的主电路中，标号由文字标号和数字标号构成。
三相交流电源的引入线用L1，L2，L3来标记，1，2，3分别代表三相电源的
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图6.6 全压点动控制线路图
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如上述点动控制线路的工作原理可表示如下。
合上电源开关QS后
启动：按下SB→KM因线圈通电而吸合→KM主触点闭合→电动机M运转
停止：松开SB→KM因线圈断电而释放→KM主触点断开→电动机M停转
（3）具有自锁的控制线路
1）组成
使用中用接触器的一个常开辅助触点并联在启动按钮的两端，就可以实现
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在绘制、阅读电气控制原理图时必须注意以下几点：
①电气控制原理图中，所有电器元件的图形符号、文字符号都必须采用国
家规定的统一标准。
②在电气控制原理图中，主电路和辅助电路应分开绘制。
③在电路图中，同一电器元件不同部分（如线圈、触头）可不画在一起，
如接触器主触头画在主电路，接触器线圈和辅助触头画在控制电路中。
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项目6 继电器-接触器控制电路
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任务6.1 电气控制系统图的类型及其绘制规则
活动情境
生产机械和工矿企业的设备主要是由电动机来拖动的，而控制电动机最基
本、最广泛的方式是继电器-接触器控制方式。掌握电气控制基本线路的
环节，对生产机械整个电气控制线路的分析及维修有着很大的帮助。
①在电气安装接线图中，电气设备、装置和电器元件均按照国家规定的电
气图形符号绘出，而不考虑其真实结构。
②电气安装接线图必须标明每条线所接的具体位置，则每条线都有具体明
确的线号。
③每个电气设备、装置和电器元件都有明确的位置，并应与实际安装位置
一致，而且将每个电器元件的不同部件都画在一起，且常用虚线框起来。
额定值，引起电动机过热，但又不会使起短路保护的熔断器熔断。采用热
继电器对电动机进行过载保护。
1）组成
由刀开关、QS熔断器FU1、接触器KM的主触头、热继电器FR的热元件和电
动机构成主电路。由停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM的线圈及其
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图6.8 具有过载保护的控制线路
④不在同一控制箱和同一配电板上的各电器元件的连接是经接线端子板连
接的，电气互联关系以线束表示，导线应标明导线参数（型号、规格、数
量、截面积和颜色等），一般不标注实际走线途径。
⑤走线相同的多根导线可用单线表示。
⑥用连续的实线表示端子之间实际存在的导线。
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6.1.3 电器元件布置图 电器元件布置图主要是用来表明电气设备上所有电动机、电器元件的实际 位置。各电器元件的位置根据元件布置合理、连接导线经济以及检修方便 等原则安排。在电器元件布置图中，机械设备的轮廓线用细实线或点画线 表示，所有可见的和需要表达清楚的电器元件、设备，用粗实线绘出其简 单的外形轮廓，也可以用线框表示，不必画出实际图形或图形符号。各电 器元件的安装位置是由机械设备的结构和工作要求决定的。 任务6.2 三相笼型异步电动机直接启动控制电路
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图6.9是3种具有连续运行与点动控制的控制线路，它们的主电路相同，线
路的工作原理如下：
图6.9 连续与点动控制线路图
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①图6.9（a）是在自锁电路中串联一个开关SA。 为具有自锁的连续控制。 ②图6.9（b）是在具有自锁的控制电路中增加一只复合按钮SB3。 A.连续控制 启动：
相别，中性线用N表示。
电动机分支电路各接点标记，采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中
的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各接点的代号。
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图6.3 双电动机控制电路
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电动机主电路的标号应从电动机绕组开始自下而上标号。
2）辅助回路的标号
采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。标注方法按
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图6.10 例6.1的控制线路图
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（1）手动正反转控制线路
图6.11 倒顺开关正反转控制线路
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手动正反转控制是利用倒顺开关控制。 手动正转控制线路的优点是：所用电器少，线路简单；缺点是：在频繁换 向时，操作人员易产生疲劳，不便于操作，且无欠压和零压保护。 （2）接触器联锁正反转控制线路 按照电动机的可逆操作顺序的不同，有“正—停—反”和“正—反—停” 两种控制线路。 图中采用了两个接触器，正转用接触器KM1，反转用接触器KM2。 线路要求接触器KM1和KM2不能同时通电，否则，它们的主触点同时闭合， 将造成L1，L3两相电源短路。KM1与KM2的这两副常闭辅助触点在线路中所 起作用称为互锁（或联锁），这两副触点称为互锁触点（或联锁触点）。
2.熟悉其他常用的基本控制电路。
3.能看懂、绘制电机直接启动控制原理图。
4.能够进行电气控制线路的调试和简单的故障处理。
基本活动
电动机从静态接通电源后逐渐加速到稳定运行状态的过程称为电动机的启
动。电动机的启动分为直接启动和降压启动两种。
6.2.1 单向直接启动控制线路
（1）手动控制线路 用瓷底胶盖闸刀开关、转换开关或铁壳开关控制电动机的启动和停止，是
6.1.1 电气原理图
在电气控制系统图中，电气原理图应用最多，现在都采用电器元件展开的
形式绘制，如图6.1所示。
电气原理图一般分为主电路和辅助电路两个部分。在实际的电气控制电路
图中，主电路一般比较简单，电器元件数量较少；而辅助电路一般要比主
电路复杂，电器元件较多。
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图6.1 某机床电气原理图
点动控制原理图分成主电路和控制电路两大部分。
2）工作原理
当电动机需点动时，先合上电源开关QS，按下点动按钮SB，接触器线圈KM
便通电，衔铁吸合，带动它的三对常开主触点KM闭合，电动机M便接通电
源启动运转。这种只有按下按钮SB时电动机才能运转、放开按钮SB时就停
转的线路，称为点动控制线路。
电机与机床电气控制
活动情境 在工厂、生活中有很多功率较小的异步电动机，一般允许直接启动。对于 有些电动机直接启动为方便采用开关手动控制，而某些机床上的电动机一 般由控制电路实现启动。在生产加工过程中，有时候要求电动机实现可逆 运动，这就要求电动机能够实现正反转控制。
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任务要求
1.掌握电动机运行中的直接启动控制方法及实现电路。
这种当启动按钮松开后，控制电路仍能自动保持接通的线路，称为具有自
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锁（或自保）的控制线路。
3）电路的保护环节
①熔断器FU作为电路的短路保护。
②欠电压保护和失电压保护。
欠电压保护和失电压保护是由接触器本身的电磁机构来实现的。
（4）具有过载保护的控制线路 当电动机频繁操作、断相运行或长期过载时，会使电动机的电流超过它的
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常开辅助触头、热继电器FR的常闭触头和熔断器FU2构成控制回路。 2）工作原理 当电动机过载运行时，电动机电流超过额定值，经过一定时间，串接在主 电路中的热继电器FR的热元件因受热弯曲，使串接在控制电路中的FR常闭 触点断开，切断控制电路，接触器KM的线圈断电，主触点断开，电动机M 便停转。 3）电路的保护环节 ①熔断器FU1，FU2作为电路的短路保护。 ②接触器的电磁机构起到欠电压保护和失电压保护。 ③热继电器FR进行过载保护。 4）既能连续运行又能点动控制的控制线路 生产实际要求控制线路既能点动控制又能连续运行。
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图6.12 接触器正反转控制线路图
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接触器联锁正反控制：
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停止：
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B.点动控制
启动：
停止：
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③图6.9（c）是在控制电路中增加了一个点动按钮SB3和一个中间继电器 KA。 A.连续控制 启动：
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B.点动控制 启动：松开SB3→KM因线圈通电而吸合→电动机M 启动运转 停止：松开SB3→KM因线圈断电而释放→电动机M 断电停转 6.2.2 电动机的正反转控制线路 可逆运行控制线路实质上是两个相反的单相运行线路。但是为了避免 误动作而引起电源的相间短路，在这两个相反方向的单相运行线路中 加设了必要的联锁环节。常见的正反转控制线路有以下几种。
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需要将电气控制系统中的各个电器元件及其连接用一定图形表示出来，这
种图就是电气控制系统图。电气控制系统图一般有3种：电气原理图、电
气安装接线图、电器布置图。
在电气控制系统中，电器元件的图形符号和文字符号必须按统一的国家标
准，但旧的符号还在以往的技术资料和书籍中存在，因此，电气图常用图
形符号和文字符号应与参考附录新旧对照，以便在今后工作中灵活应用。
最简单的手动单向全压启动的控制线路。
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图6.5 手动单向全压启动的控制线路
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这种线路比较简单，对容量较小、启动不频繁的电动机来说，是比较经济
方便的启动控制方法。
（2）点动控制线路
1）组成
点动控制线路是用按钮、接触器来控制电动机的最简单的控制线路。接线
示意图和原理图如图6.6所示。
任务要求
1.了解电气控制系统中电气原理图、电器布置图及安装接线图的画法。
2.能看懂、绘制电气控制原理图；能熟练运用电气控制的基本规律。
3.能熟练分析较复杂的控制电路。
基本活动
电气控制系统是由许多电器元件按照一定要求连接而成的。为了表达生产
机械中电气控制系统的结构和原理，便于安装、调试、使用和维护，
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在每个继电器线圈的文字符号（如KT）下面画一条竖直线，分成左、右 （或上、下）两栏，把受其控制而动作的触头所处的图区号数字，按表 6.2规定的内容填上，备用的触头在相应的栏中用记号“X”标出。
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⑥电路图中，有直接联系的交叉导线连接点要用黑圆点或小圆圈表示。
电动机的连续运行。在控制电路中再串联一个停止按钮SB1，就可以使电
动机停止。一般在控制线路中称停止按钮为SB1。
2）工作原理
合上电源开关QS
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图6.7 具有自锁功能的全压启动控制线路图
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这时松开SB2，接触器KM的线圈因能通过和SB2并联的自锁触点（已处于闭 合状态）而继续通电，电动机M保持运转。
“等电位”原则进行。
常用的标注方法是首先编好控制电路电源引线线号，“1”通常标在控制
线的最上方，然后按照控制电路从上到下、从左到右的顺序递增，每经
过一个触头，线号依次递增。
6.1.2 电气安装接线图
电气控制线路安装接线图，是为了安装电气设备和电器元件进行配线或
检修电器故障服务的。电气设备安装图按电器元件的实际安装位置和接
④在机床电气控制线路的不同工作阶段，各个控制电器的工作状态是不同
的，各控制电器的多个触头有时断开，有时闭合，而在电气控制线路图中
只能表示一种状态。
具有循环运动的机械设备，应在电气控制电路图上绘出工作循环图。
由若干元件组成的具有特定功能的环节，可用虚线框括起来，并标注出环
节的主要作用。
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线绘制，根据电器元件布置最合理、连接导线最经济等原则来安排。
在电气安装接线图中显示出电气设备中各元件的空间位置和接线情况，
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可在安装或检修时对照原理图使用。 根据机床设备的接线图就可以进行机床电气设备的总装接线。
图6.4 电气安装接线图
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在阅读电气安装接线图时，还应该注意以下几点：
出版社
对于电路和电器元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环 节的完整电路，其余相同环节可用虚线方框表示，并标明该环节的文字符 号或环节的名称。 ⑤在原理图上可将图分成若干图区，以便阅读查找。线路图中的接触器、 继电器的线圈与受其控制的触头的从属关系（即触头位置）应按下述方法 标志： 在每个接触器线圈的文字符号KM的下面画两条竖直线，分成左、中、右（ 或上、中、下）3栏，把受其控制而动作的触头所处的图区号数字，按表 6.1规定的内容填上。
⑦电气原理图中技术数据的标注
电器元件的数据和型号，一般用小字体
注在电器元件的下面。
⑧电气原理图标号：
电气原理图标号以图6.3为例说明。 1）主电路的标号
图6.2 热继电器技术数据标注
在机床电气控制电路的主电路中，标号由文字标号和数字标号构成。
三相交流电源的引入线用L1，L2，L3来标记，1，2，3分别代表三相电源的
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图6.6 全压点动控制线路图
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如上述点动控制线路的工作原理可表示如下。
合上电源开关QS后
启动：按下SB→KM因线圈通电而吸合→KM主触点闭合→电动机M运转
停止：松开SB→KM因线圈断电而释放→KM主触点断开→电动机M停转
（3）具有自锁的控制线路
1）组成
使用中用接触器的一个常开辅助触点并联在启动按钮的两端，就可以实现
电机与机床电气控制
出版社
在绘制、阅读电气控制原理图时必须注意以下几点：
①电气控制原理图中，所有电器元件的图形符号、文字符号都必须采用国
家规定的统一标准。
②在电气控制原理图中，主电路和辅助电路应分开绘制。
③在电路图中，同一电器元件不同部分（如线圈、触头）可不画在一起，
如接触器主触头画在主电路，接触器线圈和辅助触头画在控制电路中。