电气控制技术:第二章 电气控制线路的基本环节和典型应用

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第二章电气控制线路基本环节

第二章电气控制线路基本环节

第二章电气控制线路的基本环节在工农业、交通运输业等部门中,广泛使用着各种各样的生产机械,它们大都以电动机为动力进行拖动。

电动机是通过某种控制方式进行控制的,最常见的是继电接触器控制方式,又称电气控制。

将各种有触点的按钮、继电器、接触器等低压控制电器,用导线按一定的要求和方法连接起来,并能实现某种功能的线路称为电气控制线路。

它的作用是:实现对电力拖动系统的启动、调速、反转和制动等运行性能的控制;实现对拖动系统的保护;满足生产工艺的要求;实现生产过程自动化。

优点是电路图较直观形象,装置结构简单,价格便宜,抗干扰能力强,运行可靠,可以方便地实现简单和复杂、集中和远距离生产过程的自动控制。

缺点是采用固定接线形式,通用性和灵活性较差;采用有触点的开关电器,触点易发生故障。

尽管如此,目前电气控制仍然是各类机械设备最基本的控制形式之一。

第一节电气控制线路的绘制为了表达生产机械电气控制线路的结构、原理等设计意图,同时也便于进行电器元件的安装、调整、使用和维修,需要将电气控制线路中各种电器元件及其联接用规定的图形表达出来,这种图就是电气控制线路图。

电气控制线路图有三种:电气原理图、电气元件布置图、电气安装接线图。

各种图纸有其不同的用途和规定的画法,下面分别介绍。

一、电气控制线路常用的图形符号和文字符号电气控制线路图是工程技术的通用语言,为了便于交流与沟通,在绘制电气线路图时,电器元件的图形、文字符号必须符合国家标准。

近年来,随着我国经济改革开放,相应地引进了许多国外先进设备。

为了便于掌握引进的先进技术和先进设备,便于国际交流和满足国际市场的需要,国家标准局参照国际电工委员会(IEC)颁布的有关文件,制定了我国电气设备有关国家标准,颁布了GB4728-1984《电气图用图形符号》、GB6988-1987《电气制图》和GB7159-1987《电气技术中的文字符号制定通则》。

规定从1990年1月1日起,电气控制线路中的图形符号、文字符号必须符合最新的国家标准。

第2章 电气控制电路的基本环节和典型应用

第2章 电气控制电路的基本环节和典型应用

第二章电气控制电路的基本环节和典型应用2.1电气控制电路的绘制2.1.1 常用电气图形符号及文字符号常用的电气图形符号和文字符号如表2-1所示。

2.1.2 电气控制原理图的绘制原则电气原理图应按照国家标准统一规定的图形符号和文字符号来表示。

当标准中给出多种形式时,选择符号应遵循以下原则:✓应尽可能采用优选形式。

✓在满足需要的前提下,应尽量采用最简单的形式。

✓在同一图号的电路图中,相同的电器元件符号应采用相同的形式。

原理图可水平或垂直布置。

垂直布置时主电路的电源电路用水平线绘制,受电电路及其保护电器支路应垂直于电源电路画出。

电气元器件的布局应按便于阅读的原则安排。

一般主电路画在左边或上方;控制电路和辅助电路画在右边或下方。

主电路、控制电路和辅助电路中各元器件位置都应按操作顺序自上而下或自左而右绘制,同一电气元器件的各个部件可以不画在一起,但必须采用同一文字符号标明。

如果电路中包含多个同一种类的电器,则可在文字符号后加上数字序号以示区分。

图中所有电器触点,都按没有通电和外力作用时的状态画出。

对非电气控制和人工操作的电器,需要在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式及工作状态。

由同一机构操作的所有触点,应用机械连杆表示其联动关系。

各个触点的运动方向和状态必须与操作件的动作方向和位置协调一致。

为便于检索电气线路,应将图面划分为若干个区域。

图区的编号一般写在图的下部,图的上方设有用途栏,用文字注明该栏所对应电路的功能。

在接触器、继电器线圈的下方画出其触点的索引表,以说明线圈和触点的从属关系,阅读时通过索引可以快速地在相应的图区找到其触点。

接触器继电器索引表的写法分别为:接触器:继电器:2.2 基本电气控制方法2.2.1 三相感应电动机简单的起、停、保护电气控制线路此控制电路中包含主电路和控制电路,其中主电路由电源开关QS、熔断器FU1、接触器KM的主触点、热继电器FR以及三相感应电动机M组成;而控制电路由熔断器FU2、热继电器触点、起动按钮SB2、停止按钮SB1以及接触器KM的线圈和常开触点组成。

第二章电气控制电路的基本环节

第二章电气控制电路的基本环节
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四、电动机可逆运行能耗制动控制
第二章
2020/4/22
图2-20 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路
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五、无变压器单管能耗制动控制
第二章
2020/4/22
图2-21 电动机无变压器单管能耗制动电路
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2020/4/22
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三、多地联锁控制
第二章
2020/4/22
图2-9 多地控制电路图
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四、顺序控制
主电路中实现两台电动机顺序起动电路
第二章
2020/4/22
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图2-28 直流电动机可逆运行反接制动控制电路
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第二章
2020/4/22
图2-29 反接时的电枢电路
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五、直流电动机调速控制
第二章
2020/4/22
图2-30 改变励磁电流的调速控制电路
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按顺序起动与停止的控制电路
第二章
2020/4/22
图2-11 两台电动机顺序控制电路图 a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路
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时间继电器控制的顺序起动电路
第二章
2020/4/22
图2-12 时间继电器控制的顺序起动电路

第2章 电器控制线路的基本环节

第2章  电器控制线路的基本环节
320
FU1
FU2
线槽
TC FR
50
50
50
50
FU4
360
KM
FU3
4. 电气安装接线图
接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据
的图样之一。用规定的图形和符号,按各电器元件相对位置绘制
的实际接线图,清楚地表示各电器元件的相对位置和它们之间的 电路连接。
EL 0 7 8 SB3 8 HL
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2.2.1 三相鼠笼式异步电动机直接起动控制线路
对于 10KW 以下的小容量电动机, 可直接加额定电压使其起动运转,这 种控制方式称为直接(全压)起动控 制。
1. 单向点动控制线路
“一按(点)就动,一松(放) 就停”的电路称为点动控制电路。 点动控制电路常用于调整机床, 对刀操作等。因短时工作,电路 中不设热继电器。
2.1电气控制线路图及其绘制原则
电气控制线路是用导线将电机、电器、仪表等 电器元件按一定的要求和方法联系起来,并能实现 某种功能的电气线路。 电气控制线路是根据简明易懂的原则,采用统 一规定的图形符号、文字符号和标准画法来进行绘 制的。 系统图
框图
电气控制系统图 电路原理图 电气位置图
电气接线图
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本章内容
• 2.1 电气控制线路图及绘制原则
• 2.2 三相笼型异步电机典型控制线路 • 2.3 直流电机典型控制线路(不讲)
• 2.4 电气控制线路中的保护措施
本章要点
• 电气图的分类、特点、符号及其绘制原则 • 电动机典型控制线路的组成与工作原理 • 电动机的自动控制原则及其保护措施
本章难点
• 三相鼠笼式异步电动机典型控制线路的组成与工作原理

第2章电气控制基本环节

第2章电气控制基本环节

电动机的保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力, 损坏产生强大的电动力,使电动机和电器设备产 生机械性损坏,故要求迅速、可靠切断电源。 生机械性损坏,故要求迅速、可靠切断电源。通 FU和过流继电器 和过流继电器等 常采用熔断器 FU和过流继电器等。 欠压是指电动机工作时 是指电动机工作时, 欠压是指电动机工作时,电压降低引起电流 增加甚至使电动机停转,失压(零压) 增加甚至使电动机停转,失压(零压)是指电源电压 消失而使电动机停转,在电源电压恢复时, 消失而使电动机停转,在电源电压恢复时,电动 机可能自动重新起动(亦称自起动) 机可能自动重新起动(亦称自起动),易造成人身或 设备故障。常用的失压和欠压保护有: 设备故障。常用的失压和欠压保护有:对接触器 实行自锁;用低电压继电器组成失压、欠压保护。 实行自锁;用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护,也可采用自动开关和电流继电器保护。 保护,也可采用自动开关和电流继电器保护。
“联锁” 联锁” 触点
缺点: 缺点: 改变转向时必须 先按停止按 钮。 解决措施:在控制电 解决措施: 路中加入机械连锁。 路中加入机械连锁。
电气、 电气、机械双重联锁的控制电路
L1 L2 L3 Q FU1 FU2 FR SB1 KM1 KM2 SB2 KM1 SB2 KM2 KM1 SB3
利用复合按钮的 触点实现联锁控制称 机械联锁。 机械联锁。
断开
M 3~
FR
SB3
先断开 断开 断电
KM1

第2章电气控制的基本线路1

第2章电气控制的基本线路1
第二章 电气控制线路基本环节
第二章 电气控制线路基本环节
2.1 电气控制线路的绘制 2.2 三相笼型异步电动机启动 2.3 三相笼型异步电动机正反转控制 2.4 三相异步电动机的制动控制 2.5 其他控制电路 2.6 电气控制系统的保护环节 2.7 电气控制分析基础
1
第二章 电气控制线路基本环节
2.1 电气控制系统图的类型及有关标准
10
第二章 电气控制线路基本环节 例如,车床的电气安装接线图
11
第二章 电气控制线路基本环节
2.2 三相笼型异步电动机起动
三相鼠笼型异步电动机的启动有两种方式,即直接启 动(或称全压启动)和降压启动。
三相鼠笼型异步电动机直接启动方式的启动电流较大 ,一般可达到额定电流的5-7倍。过大的启动电流一方面 会造成电网电压显著下降,一方面电动机的频繁启动会 严重发热,加速线圈老化,缩短电动机的寿命,因此直 接启动电动机的容量受到一定的限制。
电气控制系统是由电气元件按照一定要求联接而成的。电 气控制系统图是用图形的方式来表示电气控制系统中的电气 元件及其联接关系,图中采用不同的图形符号表示各种电器 元件、采用不同的文字符号表示各电器元件的名称、序号或 线路的功能、状况和特征,采用不同的线号或接点编号来表 示导线与连接等。电气控制系统图表达了生产机械电气控制 系统的结构、原理等设计意图,是电气系统安装、调整、使 用和维修的重要资料。
降压启动的实质是,启动时减少加在电动机定子绕 组上的电压,以减小启动电流;启动后再将电压恢复到 额定电压,电动机进入正常的工作状态。
12
一、全压起动
第二章 电气控制线路基本环节
额定电压直接加到电动机的定子绕组。
优点:电路简单
缺点:起动电流大

第02章电气线路的基本控制原则和基本控制环节

第02章电气线路的基本控制原则和基本控制环节
第二章 电气线路的基本控制原则 和基本控制环节
第一节 电气控制系统图的类型及有关标准
第二节 三相笼型异步电动机的全压起动和正反转控制
第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制
第四节 三相绕线转子异步电动机的起动控制 第五节 三相异步电动机的制动控制 第六节 三相笼型异步电动机的有级调速控制 第七节 直流电动机的控制 第八节 电气控制系统的保护环节 第九节 其他典型的控制电路(增)
2019年10月26日9时3分
6
博学 求是 明德
电气控制系统图
L1 L2 L3
QS

FU1
FU2
气 控
电气原理图
FR
制 电器布置图
KM
SB1
系 统
电气安装接线图
FR
KM SB2

PE
M
M 3~
KM
2019年10月26日9时3分
7
博学 求是 明德
二、电气原理图
• 电气原理图是用图形符号并按主电路和辅助 电路相互分开并依据工作顺序排列、详细表示 电路或成套装置的全部基本组成和连接关系, 而不考虑电气元件的形状、大小和安装方式的 一种简图。
M
M 3~
SB1
KM SB2
KM
热继电器的 常热闭元触件点
31
博学 求是 明德
保护环节
L1 L2 L3
QS
FU1
FU2 FR
KM
FR
PE
MM 3~Biblioteka 2019年10月26日9时3分
SB1 KM
SB2 KM
短路保护—FU1、FU2
过载保护--FR 欠压和失压保护—接触器
自锁触头和点动按钮

第二章电气控制线路的基本环节

第二章电气控制线路的基本环节
• 不同型号、不同功率相不同负载的电动机.往 往有不同的起动方法,因而控制线路也不同。 三相异步电动机一般有直接起动和减压起动 (降压起动)两种方法。
• 选择时考虑的因素:
电源容量,负载的特性,电动机功率,控制成 本,运行成本,维修难易等。
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2020/12/10
第二章电气控制线路的基本环节
4.3电磁调速异步电动机的控制
• 原理:
电磁调速异步电动机由异步电动机、电 磁离合器、控制装置三部分组成,通过 改变电磁离合器的励磁电流实现调速。
• 原理图:
•图 例
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第二章电气控制线路的基本环节
5.1三相异步电动机的制动控制
• 制动:从动到静或从高速到低速 • 注意事项:
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第二章电气控制线路的基本环节
1.1.2 基本原则和表示方法
• 基本原则:
分为主电路,控制电路; 图形,符号,文字采用标准画法; 按钮,触点按原始状态画出其触点;
• 电气控制线路包括:
电气原理图、安装接线图、电器布置图
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第二章电气控制线路的基本环节
• 主电路:包括从电源到电动机的电路, 是强电流通过的部分,用粗线条画在原 理图的左边。
• 控制电路:是通过弱电流的电路,一般 由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅 助触头、继电器的触点等组成,用细线 条画在原理图的右边。
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第二章电气控制线路的基本环节
2.1三相异步电动机的 起动控制
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电气控制技术二.ppt

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性差(起动转矩下降为原来的l/3)。 注意:起动的时间取决与负载的大小。
• 2、定子串电阻的降压起动控制线路 • 1)原理:起动时三相定子绕组串接电阻R,降低定
子绕组电压,以减小起动电流。起动结束应将电阻 短接。
• 2)控制电路
SB2↓——→ KM1+ KT+ ——→KM2+ KM1— KT—
串R起动
欠压和失(零)压保护的优点: 1、防止电动机低压运行。 2、避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。 3、防止在电源恢复时,电动机突然起动运行而造成设
备和人身事故。 电器控制中:按钮 → 发布命令信号 接触器 → 实现对控制对象的控制 继电器 → 根据控制过程中各个量 的变化发出相应的控制信号。
第三节 电器控制线路的基本规律
第二节 鼠笼电动机简单的起、停 电器控制线路
• 全压起动:将额定电压直接加到电动机的定子绕组上,
使电动机起动旋转。(p≤10kw)
• 降压起动:起动时减少加在定子绕组上的电压,以限制
起动电流;在起动完成后再将定子电压恢复至额定值。
一、开关控制电路
由开关控制电机 直接起/停,要求电 机容量较小,且无法 实现自动控制或失压、 欠压保护。
电气安装接线图。
一、电气原理图
• 电气原理图:表达电气控制系统的组成和联接关系,主
要用来分析控制系统工作原理。
• 1、主电路、控制电路和其它辅助的信号、照明电路,
保护电路一起构成电气控制系统,各电路应沿水平方向 独立绘制。
• 2、电路中所有电器元件均采用国家标准规定统一符号
表示,其触头状态均按常态画出。主电路一般都画在控 制电路的左侧或上面,复杂的系统则分图绘制。所有耗 能元件(线圈、指示灯等)均画在电路的最下端。
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9.电气控制线路主电路和控制电路节点加标号。 L1、L2、L3 ; U1、V1、W1; U2、V2、W2 控制电路线圈左侧节点奇数表示,右侧用偶数表示
三、关于电气原理图图面区域的划分
为了便于确定原理图的内容和组成部分在图中的 位置,常在图纸上分区。
在电气原理图的下方标注图面区域编号1、2、 3等,便于检索电气线路,方便阅读分析、避 免遗漏而设置的。 在图面区域对应的原理图上方标注电路或元件 的功能
工作过程图
QS L1 L2 L3
FU1
FU2
SB1
SB2
KM
KM FR
M 3~
FR ห้องสมุดไป่ตู้M
按下SB2 KM 线圈得电 按下SB1 KM 线圈失电
KM 主触头闭合 KM 常开触头闭合
KM 主触头断开 KM 常开触头断开
电动机M1起动并连续运转 电动机M1失电停止
2.2 电机的基本起、停控制线路
电气控制中最基本的是电动机启动和停止控制
电气接线图的绘制原则是:
1)各电气元件的图形符号和文字符号必 须与电气原理图一致,并符合国家标准。
2)各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出, 并予以编号,各接线端子的编号必须与电气原理图 上的导线编号相一致。
3)绘制安装接线图时,走向相同的相邻导线可以 绘成一股线
4)为了安装接线方便,把导线、线管的规格型号、 根数等参数标出。
电气原理图中,接触器和继电器线圈与触点的从属关 系应用附图表示。
左栏
主触点 所在区号
KM 中栏
右栏
辅助常开触点 辅助常闭触点
所在区号
所在区号
例:电动机起停控制线路
例:CW6132型车床电气设备安装布置图
四、安装接线图
安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、 线路维修和故障处理,通常接线图与电气原理图和元 件布置图一起使用。
通常将主电路与辅助电路分开,主电路用粗实线画在辅 助电路的左边或上部,辅助电路用细实线画在主电路的右边 或下部。
5.元器件、设备、触点均已“自然状态”绘制
6.可以将同一电气元器件分解为几部分,画在不同 的电路中,但必须以同一文字符号标注
7.同一类电气元器件,文字符号后加数字区分
8.要由电源向耗能元件画出,采用垂直画法时要自 上而下,采用水平画法时要从左至右。 直流和单相电源电路用水平线画出,一般在图纸上方 画直流电源的正极和在下方画直流电源的负极。 多相电源电路,相序自上而下排列。中性线(N)和 保护接地线(PE)放在相线之下。
电气原理图:
QS
FU2
L1
工作原理:
L2
L3
启动:
按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电 FU1
SB
→KM主触头闭合→电动机M启动运行。
停止:
松开按钮SB→接触器KM线圈失电
KM
→KM
保主护触头断开→电动机M失电停转。 短路保护 熔断器FU 切断主回路
M
KM
3~
过载保护 热继电器FR 切断控制回路 KM失电 主电路断开 电机停止
常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置 图与电气安装接线图。
2.1.1 电气原理图的绘制原则
一、电气原理图
电气原理图是根据生产机械对控制要求及各种电 器动作原理,使用线条代替导线进行连接,其表示电 路各电器元件中导电部件的联接关系和工作原理的图。
例:CW6132型普通车床电气原理图
二、绘制电气原理图的原则:
2.2.2 长时间连续运行控制
例: CW6132型车床电气安装接线图
五、电器元件布置图
电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元器 件的实际安装位置,可视电气控制系统复杂程度采取 集中绘制或单独绘制。
电器元件的布置应注意以下几方面:
1)体积大和较重的电器 元件应安装在电器安装板 的下方,而发热元件应安 装在电器安装板的上面。
2)强电、弱电应分开, 弱电应屏蔽,防止外界干扰。
电气控制技术
2021/1/28
第2章 电气控制线路的基本环节和典型应用
2.1 绘制 原则、图形和符号 2.2 电气控制线路的分析方法 2.3 电动机起、停控制线路 2.4 电气控制线路的联锁控制规律
2.5 电动机的典型控制线路 2.6 电气控制线路设计举例
2.1 电气控制线路图的绘图原则、图形符 号及文字符号
1.图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形 符号和文字符号
GB4728-1984 《电气图用图形符号》
GB7159-1987 《电气技术中的文字符号制定通则》
GB6988-1987 《电气制图》
1)尽量采用优选形式 2)最简形式 3)统一形式
常用的电气图形 符号和文字符号
书32~34页
2.图线 是交叉和折弯最少的直线
器件: 主电路:刀开关S、熔电器FU 和三相电机M。
电气控制中最基本的是电动机启动和停止控制
2.2.1 电动机点动控制
要求: 点动控制线路是用按钮开关、接触器来控制电动机运
转的最简单的控制线路。所谓点动控制是指按下按钮时, 电动机就得电运转;松开按钮时,电动机就失电停转。
器件: 主电路:刀开关S、熔电器FU、接触器KM、热继电器 FR和三相电机M。 控制回路:按钮、接触器线圈、热继电器触点
3)需要经常维护、 检修、调整的电器元件 安装位置不宜过高或过 低。
5)电器元件布置 不宜过密,应留有一 定间距。如用走线槽, 应加大各排电器间距, 以利布线和维修。
4)电器元件的布置 应考虑整齐、美观、 对称。外形尺寸与 结构类似的电器安 装在一起,以利安 装和配线。
例:CW6132型车床控制盘电器布置图
2.1.2 电气原理图的阅读和分析
1、结合电工、电子技术知识看图 2、结合电器元件的结构和工作原理看图 3、结合典型电路看图 4、结合相关图纸说明看图
电气原理图的阅读和分析步骤
1、电气原理图的阅读可以从主电路入手,分析主电路动作要求 2、生产过程的控制都是有控制电路实现,分析控制电路 3、分析辅助电路的执行元件 4、看制约与保护环节 5、分析特殊控制环节 6、总体检查
对有直接电联系的交叉导线连接点,要用小黑点 表示,如“ ”;无直接电联系的交叉导线连接 点则不画小黑点,如“ ╋ ”。当两条连接导线 “┬”线相交时,画或不画小黑点均表示有直接 电联系。
3.元器件布置
输入、输出功能布置
电路工作顺序
因果关系 从左到右 从上到下
4.突出区分电路、功能 、导线、电气符号、连接线 采用粗细不同线来表示
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