第4章 电气控制线路设计及实例分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6
尽可能减少电器数量，采用标准件和相同型号的电器:如图所示。
简化电路
当控制的支路数较多， 而触点数目不够时， 可采用中间继电器增 加控制支路的数量。
武汉工程大学电气信息学院
去掉不必要的 KM1，简化电路， 提高电路可靠性
7
多个电器的依次动作问题 在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器 的控制电路。 可逆电路的联锁 在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电气 联锁，而且还有机械联锁。 要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、 失电压等保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全 等必须的指示信号。
控制电路设计时应注意的问题 ： 尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件 的实际位置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是 不合理的。
按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜 内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上， 所以一般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少 一次引出线，如图b所示。
武汉工程大学电气信息学院
8
4.2 电气控制电路设计实例分析
例：设计一个组合机床动力头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力 头完成以下工作循环：快进→工进→工退→快退至原点停止。 （一）分析设计要求 此例中动力头工作台有4种工作状态：快进、工进、工退、快退。
可用M1、M2两台电机分别驱动不同的传动链来实现，其中M1为快速移
武汉工程大学电气信息学院
电磁线圈的串并联
4
b)电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。
图b中直流电磁铁 YA与继电器 KA并联，在接通电源时可正 常工作，但在断开电源时，由于电磁铁线圈的电感比继电器 线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁 铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从 而造成继电器的误动作。解决方法可备用一个接触器的触点 来控制。如图c所示。
1、分析动作过程： 原位→起动按钮↓→快进（KM1+）→SQ2↓→工进（KM3+）→ SQ3↓→工 退（KM4+）→SQ2↑→快退（KM2+）→原位SQ1↓→停止
SQ3
快进 2、分析接触器线圈的起始和终止条件： 1）KM1：起始条件—起动按钮SB2 ↓ 终止条件—SQ2↓ 2）KM3：起始条件—SQ2↓ 终止条件—SQ3↓ 3）KM4：起始条件—SQ3↓ 终止条件—SQ2↑ 4）KM2：起始条件—SQ2↑ 终止条件—SQ1↓ KM2会在电路开始通电时就通电，这种情况应 增加起始条件：当KM4+时松开SQ2，即 （（KM4+）+（SQ2↑））；因而KM4终止条 件调整为KM2+。 工退 快退 工进
M1 3~ M1 3~
FR1
FR2
KA
武汉工程大学电气信息学院
KM1
KT1
KM2
KT2
KA
19
工退KM4
SQ1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
SQ2
SQ3
原 位
转 换
终 点
（三）控制电路设计 条件分析法的原则： 1、以接触器、继电器、电磁铁等的线圈为分析对象，分析其通电（起始） 和断电（终止）条件，从而得出每个线圈的控制电路后经过组合和优化得出 整个控制电路。 2、线圈的分析顺序应尽量与控制过程的动作顺序一致。 以此例学习条件分析法的应用：
第4章 电气控制线路设计及实例分析
4.1 电气控制电路设计方法
4.2 电气控制电路设计实例分析
武汉工程大学电气信息学院
1
4.1 电气控制电路设计方 法 电气控制电路设计方法：
先设计主电路，再设计控制电路、信号电路及局部照 明电路等 控制电路设计要求： 满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可 靠地工作。 电路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过 的电路。 操作、调整和检修方便。 具有各种必要的保护装置和联锁环节。 控制电路设计方法： 经验设计法：根据生产工艺的要求，按照电动机的控制 方法，采用典型环节电路直接进行设计。 逻辑设计法：采用逻辑代数进行设计。 2 武汉工程大学电气信息学院
武汉工程大学电气信息学院
14
SB3
U QS FU
V
W
KM3 KM4
SB1 KM1
KM2
KM1 FR1 FR2
KM1 SB2 KM2
KM2
KT1 KM1
KM1
KM2
KM2 SB6 KT1 KM4
10S
SB4 KM3
KM3
FR M
3~
KM3 SB5 KM4
KM4
武汉工程大学电气信息学院
15
三、设计一小车运行的控制电路图，其动作如下： 1、启动后，小车由原点 O 处前进，到A 处（碰到限位开关 SQ1），小车后退； 2、后退到 B处（碰到限位开关 SQ2），小车停 5S，第二次 前进，直到碰到C处（碰到限位开关SQ3），又后退。 3、再次碰到B，小车停止。 4、假设接触器 KM1 接通时小车前进，KM2 接通时小车后退。 试设计电气控制电路图实现上述动作
SQ3
原 位
转 换
终 点
二、设计控制两台三相异步电动机正、反转的电气控制电 路。 要求： 1、两台电机均设正、反转启动按钮和停止按钮。 2 、只有当第一台电机正转或反转启动 10s 后第二台电机才 能正转或反转启动。而停车时只有第二台电机停车5s后 第一台电机才能停车。 3、当任一台电机发生过载时，两台电机均停止。
武汉工程大学电气信息学院
5
控制电路中应避免出现寄生电路:
寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所 示具有指示灯HL和热保护的正反向电路.
正常工作时，能 完成正反向起动、 停止和信号指示。
寄生电路
武汉工程大学电气信息学院
当热继电器FR动作时，电 路就出现了寄生电路，如 图中虚线所示，使正向接 触器KM1不能有效释放， 起不了保护作用。
武汉工程大学电气信息学院
3
正确连接电器的线圈 。 a)电压线圈通常不能串联使用，如图a所示。由于它们的阻抗 不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加 电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也不允许。因为 电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，则其线圈 阻抗增大,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸 合，严重时将使电路烧毁。
当 SQ1 ↓， SQ2 ↑，但 KM4- ，即工退 未开始时，不能快退；工退时，SQ2 未↑，不能快退，工退结束SQ2↑， 才能使KM2+，开始快退；当SQ2↑， KM2+，切断KM4-，停止工退。
3、组合与优化：增加连锁与保护环节，急停按钮等
快进KM1
工进KM3
快退KM2 SQ1
工退KM4
SQ2
动电动机其正转时为快进，反转时为快退。其中 M2 为工作进给电动机其 正转时为工进，反转时为工退。其中工作状态的转换由位置开关来实现。
电路设计—条件分析法
（二）主电路设计 此例中有M1、M2两台电机，分别有正反转控制，均为全 压起动、连续工作，无制动要求。因此设计主电路如下：
快进KM1
工进KM3
快退KM2
SQ2
SQ1
SQ3
B
武汉工程大学电气信息学院
O
A
C
16
SQ1 SB1 KA1 SQ2 KT SQ3 KA2 KM2 KA1 KA2 SQ1 SQ3 KM2
武汉工程大学电气信息学院
KA1
KT
KA2 KM1
KA2 SQ2 KM1
KM2
17
武汉工程大学电气信息学院
18
L1 L2 L3 QS FU1
FU2 FR1 FU2 FR2 SB1 KT2 KM1 KM2 KT1 SB2 KM1 SB3 KA
尽可能减少电器数量，采用标准件和相同型号的电器:如图所示。
简化电路
当控制的支路数较多， 而触点数目不够时， 可采用中间继电器增 加控制支路的数量。
武汉工程大学电气信息学院
去掉不必要的 KM1，简化电路， 提高电路可靠性
7
多个电器的依次动作问题 在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器 的控制电路。 可逆电路的联锁 在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电气 联锁，而且还有机械联锁。 要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、 失电压等保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全 等必须的指示信号。
控制电路设计时应注意的问题 ： 尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件 的实际位置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是 不合理的。
按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜 内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上， 所以一般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少 一次引出线，如图b所示。
武汉工程大学电气信息学院
8
4.2 电气控制电路设计实例分析
例：设计一个组合机床动力头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力 头完成以下工作循环：快进→工进→工退→快退至原点停止。 （一）分析设计要求 此例中动力头工作台有4种工作状态：快进、工进、工退、快退。
可用M1、M2两台电机分别驱动不同的传动链来实现，其中M1为快速移
武汉工程大学电气信息学院
电磁线圈的串并联
4
b)电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。
图b中直流电磁铁 YA与继电器 KA并联，在接通电源时可正 常工作，但在断开电源时，由于电磁铁线圈的电感比继电器 线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁 铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从 而造成继电器的误动作。解决方法可备用一个接触器的触点 来控制。如图c所示。
1、分析动作过程： 原位→起动按钮↓→快进（KM1+）→SQ2↓→工进（KM3+）→ SQ3↓→工 退（KM4+）→SQ2↑→快退（KM2+）→原位SQ1↓→停止
SQ3
快进 2、分析接触器线圈的起始和终止条件： 1）KM1：起始条件—起动按钮SB2 ↓ 终止条件—SQ2↓ 2）KM3：起始条件—SQ2↓ 终止条件—SQ3↓ 3）KM4：起始条件—SQ3↓ 终止条件—SQ2↑ 4）KM2：起始条件—SQ2↑ 终止条件—SQ1↓ KM2会在电路开始通电时就通电，这种情况应 增加起始条件：当KM4+时松开SQ2，即 （（KM4+）+（SQ2↑））；因而KM4终止条 件调整为KM2+。 工退 快退 工进
M1 3~ M1 3~
FR1
FR2
KA
武汉工程大学电气信息学院
KM1
KT1
KM2
KT2
KA
19
工退KM4
SQ1
ຫໍສະໝຸດ Baidu
SQ2
SQ3
原 位
转 换
终 点
（三）控制电路设计 条件分析法的原则： 1、以接触器、继电器、电磁铁等的线圈为分析对象，分析其通电（起始） 和断电（终止）条件，从而得出每个线圈的控制电路后经过组合和优化得出 整个控制电路。 2、线圈的分析顺序应尽量与控制过程的动作顺序一致。 以此例学习条件分析法的应用：
第4章 电气控制线路设计及实例分析
4.1 电气控制电路设计方法
4.2 电气控制电路设计实例分析
武汉工程大学电气信息学院
1
4.1 电气控制电路设计方 法 电气控制电路设计方法：
先设计主电路，再设计控制电路、信号电路及局部照 明电路等 控制电路设计要求： 满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可 靠地工作。 电路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过 的电路。 操作、调整和检修方便。 具有各种必要的保护装置和联锁环节。 控制电路设计方法： 经验设计法：根据生产工艺的要求，按照电动机的控制 方法，采用典型环节电路直接进行设计。 逻辑设计法：采用逻辑代数进行设计。 2 武汉工程大学电气信息学院
武汉工程大学电气信息学院
14
SB3
U QS FU
V
W
KM3 KM4
SB1 KM1
KM2
KM1 FR1 FR2
KM1 SB2 KM2
KM2
KT1 KM1
KM1
KM2
KM2 SB6 KT1 KM4
10S
SB4 KM3
KM3
FR M
3~
KM3 SB5 KM4
KM4
武汉工程大学电气信息学院
15
三、设计一小车运行的控制电路图，其动作如下： 1、启动后，小车由原点 O 处前进，到A 处（碰到限位开关 SQ1），小车后退； 2、后退到 B处（碰到限位开关 SQ2），小车停 5S，第二次 前进，直到碰到C处（碰到限位开关SQ3），又后退。 3、再次碰到B，小车停止。 4、假设接触器 KM1 接通时小车前进，KM2 接通时小车后退。 试设计电气控制电路图实现上述动作
SQ3
原 位
转 换
终 点
二、设计控制两台三相异步电动机正、反转的电气控制电 路。 要求： 1、两台电机均设正、反转启动按钮和停止按钮。 2 、只有当第一台电机正转或反转启动 10s 后第二台电机才 能正转或反转启动。而停车时只有第二台电机停车5s后 第一台电机才能停车。 3、当任一台电机发生过载时，两台电机均停止。
武汉工程大学电气信息学院
5
控制电路中应避免出现寄生电路:
寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所 示具有指示灯HL和热保护的正反向电路.
正常工作时，能 完成正反向起动、 停止和信号指示。
寄生电路
武汉工程大学电气信息学院
当热继电器FR动作时，电 路就出现了寄生电路，如 图中虚线所示，使正向接 触器KM1不能有效释放， 起不了保护作用。
武汉工程大学电气信息学院
3
正确连接电器的线圈 。 a)电压线圈通常不能串联使用，如图a所示。由于它们的阻抗 不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加 电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也不允许。因为 电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，则其线圈 阻抗增大,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸 合，严重时将使电路烧毁。
当 SQ1 ↓， SQ2 ↑，但 KM4- ，即工退 未开始时，不能快退；工退时，SQ2 未↑，不能快退，工退结束SQ2↑， 才能使KM2+，开始快退；当SQ2↑， KM2+，切断KM4-，停止工退。
3、组合与优化：增加连锁与保护环节，急停按钮等
快进KM1
工进KM3
快退KM2 SQ1
工退KM4
SQ2
动电动机其正转时为快进，反转时为快退。其中 M2 为工作进给电动机其 正转时为工进，反转时为工退。其中工作状态的转换由位置开关来实现。
电路设计—条件分析法
（二）主电路设计 此例中有M1、M2两台电机，分别有正反转控制，均为全 压起动、连续工作，无制动要求。因此设计主电路如下：
快进KM1
工进KM3
快退KM2
SQ2
SQ1
SQ3
B
武汉工程大学电气信息学院
O
A
C
16
SQ1 SB1 KA1 SQ2 KT SQ3 KA2 KM2 KA1 KA2 SQ1 SQ3 KM2
武汉工程大学电气信息学院
KA1
KT
KA2 KM1
KA2 SQ2 KM1
KM2
17
武汉工程大学电气信息学院
18
L1 L2 L3 QS FU1
FU2 FR1 FU2 FR2 SB1 KT2 KM1 KM2 KT1 SB2 KM1 SB3 KA