第二章 基本控制环节
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第二章 电器控制线路的基本原则和基本环节
减压起动的方法：定子绕组串电阻
（或电抗器）起动、自耦变压器减
压起动、星-三角形减压起动、延 边三角形起动等。
（一）定子绕组串电阻起动控制
如图2-9
（二）星-三角形减压起动
（三）自耦变压器减压起动控制
三、三相绕线转子电动机的起动控制 绕线转子电动机用于要求起 动转矩较大的场合 起动的方法：在转子电路中 串接电阻和在转子电路中串接频 敏变阻器两种方法。 1、转子绕组串接起动电阻控制 电阻被短接的方式：三相电 阻不平衡短接法（用凸轮控制器） 和三相电阻平衡短接法（用接触 器）。
2、控制线路的设计
（1）设计主电路
（2）确定控制电路的基本部分
（3）设计控制电路的特殊部分 • 刀架的自动循环控制 • 无进给切削的实现
• 快速停车的实现
二、逻辑设计法 逻辑设计法是把电器控制线路中的接触器、继电器等电器 元件线圈的通电和断电、 触头的闭合和断开看成是逻辑变量，
线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为“1” 态； 线圈的断
电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。
一、电器控制线路常用的图形、文字符号（P41表2-1）
主电路标号和控制电路标号
二、电气原理图
1、绘制电气原理图应遵循的原则
① 电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控 制电路。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，用细线是画在原理图的右边。如图2-1 ② 电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用 国家规定的统一标准。 ③ 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以 不画在一起，但需用同一文字符号标出。
（或电抗器）起动、自耦变压器减
压起动、星-三角形减压起动、延 边三角形起动等。
（一）定子绕组串电阻起动控制
如图2-9
（二）星-三角形减压起动
（三）自耦变压器减压起动控制
三、三相绕线转子电动机的起动控制 绕线转子电动机用于要求起 动转矩较大的场合 起动的方法：在转子电路中 串接电阻和在转子电路中串接频 敏变阻器两种方法。 1、转子绕组串接起动电阻控制 电阻被短接的方式：三相电 阻不平衡短接法（用凸轮控制器） 和三相电阻平衡短接法（用接触 器）。
2、控制线路的设计
（1）设计主电路
（2）确定控制电路的基本部分
（3）设计控制电路的特殊部分 • 刀架的自动循环控制 • 无进给切削的实现
• 快速停车的实现
二、逻辑设计法 逻辑设计法是把电器控制线路中的接触器、继电器等电器 元件线圈的通电和断电、 触头的闭合和断开看成是逻辑变量，
线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为“1” 态； 线圈的断
电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。
一、电器控制线路常用的图形、文字符号（P41表2-1）
主电路标号和控制电路标号
二、电气原理图
1、绘制电气原理图应遵循的原则
① 电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控 制电路。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，用细线是画在原理图的右边。如图2-1 ② 电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用 国家规定的统一标准。 ③ 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以 不画在一起，但需用同一文字符号标出。
过程控制第二章比例积分微分控制及其调节过程
如果采用比例调节，则在负荷扰动下的调节过程结束后，被调量不可能与 设定值准确相等，它们之间一定有残差，也就是e≠0.
11:33
过程控制
18
加热器出口水温控制系统
原理: 热水温度θ是由传感器θT获 取信号并送到调节器θC的, 调节 器控制加热蒸汽的调节阀开度以 保持出口水温恒定, 加热器的热 负荷既决定于热水流量Q也决定 于热水温度θ。
④ 执行元件：直接推动被控对象，使其被控量发生变化，可以有阀，电动 机，液压马达等．
⑤ 校正元件：也叫补偿元件，它是结构或参数便于调整的元部件，用串联 或反馈的方式连接在系统中，以改善系统的性能．
正反馈和负反馈
自动化技术的核心思想就是反馈,通过反馈建立起输入(原因)和输出(结果) 的联系. 使控制器可以根据输入与输出的实际情况来决定控制策略,以便达 到预定的系统功能. 根据反馈在系统中的作用与特点不同可以分为正反馈 (positive feedback)和负反馈(passive feedback)两种。
比例带：
u Kce
在过程控制中, 习惯用增益的倒数表示调节器输入与输出的比例关系：
1
u e
11:33
过程控制
15
1 100%
Kc
其中δ称为比例带，其意义为: 如果输出u直接代表调节阀开度的变化量,那 么δ就代表使调节阀开度改变100%, 即从全关到全开时所需的被调量的变 化范围. 只有当被调量处于这个范围之内, 开度才与偏差成正比,超出这个 比例带之外,调节阀已经处于全关或全开的状态, 暂时失去控制作用.
11:33
模拟PID过控程制控制系统原理图
2
PID控制的优点： ① 原理简单，使用方便 ② 适应性强，广泛应用于各种生产部门，适用于多种控制方式
11:33
过程控制
18
加热器出口水温控制系统
原理: 热水温度θ是由传感器θT获 取信号并送到调节器θC的, 调节 器控制加热蒸汽的调节阀开度以 保持出口水温恒定, 加热器的热 负荷既决定于热水流量Q也决定 于热水温度θ。
④ 执行元件：直接推动被控对象，使其被控量发生变化，可以有阀，电动 机，液压马达等．
⑤ 校正元件：也叫补偿元件，它是结构或参数便于调整的元部件，用串联 或反馈的方式连接在系统中，以改善系统的性能．
正反馈和负反馈
自动化技术的核心思想就是反馈,通过反馈建立起输入(原因)和输出(结果) 的联系. 使控制器可以根据输入与输出的实际情况来决定控制策略,以便达 到预定的系统功能. 根据反馈在系统中的作用与特点不同可以分为正反馈 (positive feedback)和负反馈(passive feedback)两种。
比例带：
u Kce
在过程控制中, 习惯用增益的倒数表示调节器输入与输出的比例关系：
1
u e
11:33
过程控制
15
1 100%
Kc
其中δ称为比例带，其意义为: 如果输出u直接代表调节阀开度的变化量,那 么δ就代表使调节阀开度改变100%, 即从全关到全开时所需的被调量的变 化范围. 只有当被调量处于这个范围之内, 开度才与偏差成正比,超出这个 比例带之外,调节阀已经处于全关或全开的状态, 暂时失去控制作用.
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模拟PID过控程制控制系统原理图
2
PID控制的优点： ① 原理简单，使用方便 ② 适应性强，广泛应用于各种生产部门，适用于多种控制方式
接触器继电器基本控制环节
过程分析：若SQ1或SQ2失灵，工作台撞上SQ3或SQ4，此时马
上切断工作台电机电源，工作台停止，防止工作台脱
离导轨，造成机械损坏和人身伤亡。 整理ppt
1)、工作台左右运动，其实是电动机的正反转，用KM1和KM2完成；
2)、右移启动按钮SB2，左移启动按钮SB3，考虑涉及到正反转的切换，
SB2、SB3均为复合按钮，停止按钮SB1。
整理ppt
三相笼型异步电动机采用直接起动的优缺点： 优点：控制线路简单，维修工作量小。 缺点：起动电流大，约为额定电流的4—7倍。大容量电动机起 动时，其过大的起动电流会引起电网电压降低，使电动机转矩 减小，甚至起动困难，而且还要影响同一供电网络中其他设备 的正常工作。另外，如果电动机频繁起动，则由于热量的积累， 可能使电动机过热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。所以， 大容量笼型异步电动机的起动电流应限制在一定范围内。
由于机械设备的生产工艺各不相问，则控制电路也
不同。但任何复杂的控制电路都是由一些比较简单的
基本控制环节按需组合而成。本章将介绍电器控制电
路的一些基本环节，为以后的典型机械设备控制电路
阅读分析、以及继电器一接触器控制系统设计奠定基
础。
整理ppt
第一节 电路图的基本概念及绘制
为了表达电气控制系统的组成和功能、工作原理以及装
整理ppt
（1)电路工作过程
QS合闸
按下启动 按钮SB2
接触器KM 线圈得电
按下停止 接触器KM 按钮SB1 线圈失电
接触器KM 主触点闭合
接触器KM 常开辅助触点
闭合自锁
接触器KM 主触点断开
接触器KM 常开辅助触点
断开复位
整理ppt
电动机得电 起动连续运行
上切断工作台电机电源，工作台停止，防止工作台脱
离导轨，造成机械损坏和人身伤亡。 整理ppt
1)、工作台左右运动，其实是电动机的正反转，用KM1和KM2完成；
2)、右移启动按钮SB2，左移启动按钮SB3，考虑涉及到正反转的切换，
SB2、SB3均为复合按钮，停止按钮SB1。
整理ppt
三相笼型异步电动机采用直接起动的优缺点： 优点：控制线路简单，维修工作量小。 缺点：起动电流大，约为额定电流的4—7倍。大容量电动机起 动时，其过大的起动电流会引起电网电压降低，使电动机转矩 减小，甚至起动困难，而且还要影响同一供电网络中其他设备 的正常工作。另外，如果电动机频繁起动，则由于热量的积累， 可能使电动机过热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。所以， 大容量笼型异步电动机的起动电流应限制在一定范围内。
由于机械设备的生产工艺各不相问，则控制电路也
不同。但任何复杂的控制电路都是由一些比较简单的
基本控制环节按需组合而成。本章将介绍电器控制电
路的一些基本环节，为以后的典型机械设备控制电路
阅读分析、以及继电器一接触器控制系统设计奠定基
础。
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第一节 电路图的基本概念及绘制
为了表达电气控制系统的组成和功能、工作原理以及装
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（1)电路工作过程
QS合闸
按下启动 按钮SB2
接触器KM 线圈得电
按下停止 接触器KM 按钮SB1 线圈失电
接触器KM 主触点闭合
接触器KM 常开辅助触点
闭合自锁
接触器KM 主触点断开
接触器KM 常开辅助触点
断开复位
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电动机得电 起动连续运行
第2章 基本控制环节1
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
相关国家标准： GB4728—85《电气图常用图形符号》 GB5226—85《机床电气设备通用技术条件》 GB7159—87《电气技术中的文字符号制定通则》 GB6988—86《电气制图》 GB5094—85《电气技术中的项目代号 》
第5页
2.点动控制 电气原理图：
工作原理：
L1
L2 L3
FU1
启动： 按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电 KM →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 主触头断开→电动机M失电停转。
SB
M 3～
KM
第22页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
第10页
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
一、图形符号和文字符号
2.文字符号 补充文字符号原则： 在不违背国家标准文字符号编制原则的条件下，可采用国 家标准中规定的电气文字符号。 在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充国家标 准中未列出的双字母文字符号和辅助文字符号。 使用文字符号时，应按电气名词术语国家标准或专业技术 标准中规定的英文术语缩写而成。 基本文字符号不得超过两位字母，辅助文字符号一般不超 过三位字母。文字符号采用拉丁字母大写正体字，且拉 丁字母中“I”和“O”不允许单独作为文字符号使用。
第2页
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路： 实现对电力拖动系统的启动、正反 电气控制线路的作用： 转、制动、调速和保护，满足生产 工艺要求，实现生产过程自动化。
第3页
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制与可编程控制器技术答案
电气控制与可编程控制器技术答案【篇一：《电气控制与可编程控制器技术》电子习题】器？电器的功能是什么？电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其它物理量）和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气元件或设备。
电器的控制作用就是手动或自动地接通、断开电路，“通”称为“开”，“断”也称为“关”。
因此，“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。
交流电磁机构的吸力特性直流电磁的犀利特性反力特性吸力特性和反力特性3.什么是反力特性？电磁系统的反作用力与气隙的关系曲线称为反力特性。
4.反力特性与吸力特性的配合？为了保证使衔铁能牢牢吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，如图所示。
在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。
因此，吸力特性与反力特性必须配合得当，才有助于电气性能的改善。
5.单相交流电磁机构为什么会产生震荡和噪声？怎么消除震荡和噪声？电路环怎么消除震荡和噪声？6.触头接触形式有哪几种？触头按其接触形式可分为点接触、线接触和面接触三种点接触线接触面接触7.常用的灭弧装置有哪几种？电动力吹弧磁吹灭弧栅片灭弧8.什么是继电器？继电器的工作原理是什么？继电器是一种根据某种输入信号的变化，使其自身的执行机构动作的自动控制电器。
当感应元件中的输入量（如电压、电流、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制电路。
9.主令电器的定义是什么？都有什么类型？主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器，它可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对主电路实现控制，其主要类型有按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器、脚踏开关等。
电气控制电路的基本环节
8
第二章
欠电压继电器应用举例
380V A B C
Q
~110V
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KV
KV
KM M 3~
线圈
9
第二章
六、过电压保护
保护原因：电磁线圈在通断时会产生较高的 感应电动势，将使电磁线圈绝缘击穿而损坏。 保护方法：在线圈两端并联一个电阻串电容 的电路或二极管串电阻的电路。
Q
~110V
SB1
主电路
FU KM
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KA
I < KA KM M 3~
12
线圈
第二章
八、其它保护
其它保护包括：超速保护、行程保护、油压 (水压)保护等。
保护方法：在控制电路中串接一个感受这些参 量控制的常开或常闭触头，实现对控制电路的控制 来实现。
九、电机控制的基本保护要求
2
第二章
第七节 电气控制系统常用的保护环节
一、短路保护 二、过电流保护 三、过载保护 四、失电压保护
五、欠电压保护
六、过电压保护 七、直流电动机的弱磁保护 八、其它保护
3
第二章
一、短路保护
短路：指电路中的电流瞬时达到额定电流的十 几倍与几十倍。
保护方法：采用熔断器或低压断路器。 注意：选择熔断器或低压断路器额定电流时， 必须避开电动机的起动电流，但对短路电流仍能起 保护作用。 熔断器额定电流：单台电动机非频繁起动为 （1.5～2.5）INM，频繁起动为（3～3.5）INM。
延时 控制
→
→ KM2线圈通电 自锁→M2运转
→KM2常闭触点断 开→KT线圈断电
第二章
欠电压继电器应用举例
380V A B C
Q
~110V
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KV
KV
KM M 3~
线圈
9
第二章
六、过电压保护
保护原因：电磁线圈在通断时会产生较高的 感应电动势，将使电磁线圈绝缘击穿而损坏。 保护方法：在线圈两端并联一个电阻串电容 的电路或二极管串电阻的电路。
Q
~110V
SB1
主电路
FU KM
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KA
I < KA KM M 3~
12
线圈
第二章
八、其它保护
其它保护包括：超速保护、行程保护、油压 (水压)保护等。
保护方法：在控制电路中串接一个感受这些参 量控制的常开或常闭触头，实现对控制电路的控制 来实现。
九、电机控制的基本保护要求
2
第二章
第七节 电气控制系统常用的保护环节
一、短路保护 二、过电流保护 三、过载保护 四、失电压保护
五、欠电压保护
六、过电压保护 七、直流电动机的弱磁保护 八、其它保护
3
第二章
一、短路保护
短路：指电路中的电流瞬时达到额定电流的十 几倍与几十倍。
保护方法：采用熔断器或低压断路器。 注意：选择熔断器或低压断路器额定电流时， 必须避开电动机的起动电流，但对短路电流仍能起 保护作用。 熔断器额定电流：单台电动机非频繁起动为 （1.5～2.5）INM，频繁起动为（3～3.5）INM。
延时 控制
→
→ KM2线圈通电 自锁→M2运转
→KM2常闭触点断 开→KT线圈断电
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2、断路器额定电流大于等于负载工作电流。
3、断路器极限通断能力大于等于电路最大短路电流。
4、热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流一致。
5、断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
6、线路末端单相对地短路电流/断路器瞬间脱扣器整定电流大于等于1.25A。
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区别2：断路器的跳闸速度是毫秒(ms)级，相对较慢，某些对截断速度要求高的场合不适用；
熔断器的熔断速度是微秒(μs)级，远远快于断路器，适用于有快速截断要求的场合。
1.6继电器
一、时间继电器
1、作用：按整定时间长短通断电路
2、分类：
按构成原理分：电磁式
电动式
空气阻尼式
晶体管式
数字式
按延时方式分：通电延时型
常开触头（动合触头）
常闭触头（动断触头）
电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧
灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧
2、工作原理：线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态
二、直流接触器
1、用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。
2、结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。
二、电动机的正反转控制
1、电动机原理：改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向
2、倒顺开关控制正反转控制电路
特点：用倒顺开关实现电源调相
应用：5.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转
3、按钮控制正反转控制电路
按刀的转换方向分为：单掷和双掷
按接线方式分为：板前接线和板后接线
按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作
按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
3、断路器极限通断能力大于等于电路最大短路电流。
4、热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流一致。
5、断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
6、线路末端单相对地短路电流/断路器瞬间脱扣器整定电流大于等于1.25A。
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区别2：断路器的跳闸速度是毫秒(ms)级，相对较慢，某些对截断速度要求高的场合不适用；
熔断器的熔断速度是微秒(μs)级，远远快于断路器，适用于有快速截断要求的场合。
1.6继电器
一、时间继电器
1、作用：按整定时间长短通断电路
2、分类：
按构成原理分：电磁式
电动式
空气阻尼式
晶体管式
数字式
按延时方式分：通电延时型
常开触头（动合触头）
常闭触头（动断触头）
电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧
灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧
2、工作原理：线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态
二、直流接触器
1、用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。
2、结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。
二、电动机的正反转控制
1、电动机原理：改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向
2、倒顺开关控制正反转控制电路
特点：用倒顺开关实现电源调相
应用：5.5KW以下的电动机电路直接控制电动机正反转
3、按钮控制正反转控制电路
按刀的转换方向分为：单掷和双掷
按接线方式分为：板前接线和板后接线
按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作
按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
电动机基本控制回路
1.图形符号
➢符号要素：
具有确定意义的简单图形，必须同其它图形组合构成一个 设备或概念的完整符号。 如接触器常开主触点符号，由接触器触点功能符号和常开 触点符号组合而成。
➢一般符号： 表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号，如电动 机可用一个圆圈表示。
➢限定符号： 提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。
✓为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺序， 并尽可能减少线条和避免线条交叉。
✓将图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下 方为图区号。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以 说明线圈和触点的从属关系。
二、绘制、识读电气控制系统图的原 2.则电气原理图
➢主电路接点表示：
✓三相交流电源采用L1、L2、L3标记 ✓主电路按U、V、W顺序标记 ✓分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记 ✓分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记 ✓控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号
➢电气原理图示例：
二、绘制、识读电气控制系统图的原 2.则电气安装图
表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。
➢电器安装图：
320
详细绘制出电器 元件安装位置。
FU1
FU2
KM
FU3
TC
FR
FU4
线槽 360
端子板
50 50 50 50
CW6132型车床电器位 置图
➢电气互连图： 表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接， 是实际安装接线的依据
第一节 电气控制系统图的基本知
识 一、图形符号和文字符号 通常用于图样或其它文件，用以表示一
个设备或概念的图形、标记或字符。
符号要素
图形符号 文字符号
➢符号要素：
具有确定意义的简单图形，必须同其它图形组合构成一个 设备或概念的完整符号。 如接触器常开主触点符号，由接触器触点功能符号和常开 触点符号组合而成。
➢一般符号： 表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号，如电动 机可用一个圆圈表示。
➢限定符号： 提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。
✓为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺序， 并尽可能减少线条和避免线条交叉。
✓将图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下 方为图区号。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以 说明线圈和触点的从属关系。
二、绘制、识读电气控制系统图的原 2.则电气原理图
➢主电路接点表示：
✓三相交流电源采用L1、L2、L3标记 ✓主电路按U、V、W顺序标记 ✓分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记 ✓分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记 ✓控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号
➢电气原理图示例：
二、绘制、识读电气控制系统图的原 2.则电气安装图
表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。
➢电器安装图：
320
详细绘制出电器 元件安装位置。
FU1
FU2
KM
FU3
TC
FR
FU4
线槽 360
端子板
50 50 50 50
CW6132型车床电器位 置图
➢电气互连图： 表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接， 是实际安装接线的依据
第一节 电气控制系统图的基本知
识 一、图形符号和文字符号 通常用于图样或其它文件，用以表示一
个设备或概念的图形、标记或字符。
符号要素
图形符号 文字符号
电气控制电路的基本控制环节(精华篇)
CH2拖动系统基本控制电路
电气原理图示例：
1/27/2015
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阿克苏职业技术学 院
电气控制与 PLC
电气安装图
CH2拖动系统基本控制电路
表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。
320
电器安装图： 详细绘制出电器元件 安装位置。
FU1
FU2 线槽
KM TC FR
FU3 FU4
1/27/2015
阿克苏职业技术学 院
电气控制与 PLC
CH2拖动系统基本控制电路
2.1 电气控制线路图的绘制及分析
描述电气控制设备电气原理及安装、调试用的工艺性图纸，主要包括电气原理 图、电气安装位置图、电气安装接线图和电气安装互连图等。 2.1.1 电气线路图 2.1.2 电气原理的读图方法
1/27/2015
3×1.5mm2
Q1 M2
5×0.75mm2
3×0.75mm2
3×2.5mm2
3×2.5mm2
电气控制与 PLC
CH2拖动系统基本控制电路
2.1.2 电气原理的读图方法
1、查线读图法（常用方法）： 按照由主到辅，由上到下，由左到右的原则分析电气原理图。较复杂图形，通 常可以化整为零，将控制电路化成几个独立环节的细节分析，然后，再串为一个 整体分析。 2、逻辑代数法 用逻辑代数描述控制电路的工作关系。
端子板 50 50
50
50
CW6132型车床电器位置图
1/27/2015
阿克苏职业技术学 院
360
电气控制与 PLC
CH2拖动系统基本控制电路
电器互连图示例
EL 0 41 42 31 42 2 2 HL 0 3 1
第2章 电气图及电气控制基本控制电路
起动结束后 换成三角形联结法 投入全电压
原始状态
电源
KM△
KM△
KM△ 电源 电源
起动时定子绕组 一部分接成星形， 一部分接成三角形 起动结束后 换成三角形联结法 投入全电压
原始状态
二. 正﹑反转控制电路
• 正﹑反转控制电路
• 正﹑反转自动循环电路
1.鼠笼式电机的正反转控制(1)
~
SB1
SBF KMF
一.电气图形符号与文字符号
电气工程图中的文字符号，可分为基本文字符号和辅助 文字符号。基本文字符号有单字母符号和双字母符号。
单字母符号表示电气设备、装置和元器件的大类，双字
母符号由一个表示大类的单字母与另一表示器件特性的字母 组成。 例如：Ｋ为继电器类元件这一大类，KT为时间继电器， KM表示继电器类元件中的接触器。
对刀调整和电动葫芦
异步机的直接起动----连续运行控制（长动)
热继电器触 头
停车 按钮
起动 按钮
主电路
热继电器 的热元件
自锁
控制电路
异步机的直接起动----连续运行控制
自锁(自保): 依靠接触器自身辅助常开触头 而使线圈保持通电的控制方式 自锁触头: 起自锁作用的辅助常开触头 工作原理:
按下按钮（SB1），线圈（KM）通电，
第二章 电气图及电气控制 基本控制电路
• • • • • • 电气图的基本知识 电气图纸规范 三相异步电动机基本控制电路 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
第一节 电器图的基本知识
电气图：用电气图形符号绘制的图（“简图”或“略 图”）。 电气控制系统图：
电气设备及电气元件按照一定的控制要求连接的工程图。 表示电气控制系统图的方法： 电气原理图（电路图） 电气接线图 电器元件布置图
原始状态
电源
KM△
KM△
KM△ 电源 电源
起动时定子绕组 一部分接成星形， 一部分接成三角形 起动结束后 换成三角形联结法 投入全电压
原始状态
二. 正﹑反转控制电路
• 正﹑反转控制电路
• 正﹑反转自动循环电路
1.鼠笼式电机的正反转控制(1)
~
SB1
SBF KMF
一.电气图形符号与文字符号
电气工程图中的文字符号，可分为基本文字符号和辅助 文字符号。基本文字符号有单字母符号和双字母符号。
单字母符号表示电气设备、装置和元器件的大类，双字
母符号由一个表示大类的单字母与另一表示器件特性的字母 组成。 例如：Ｋ为继电器类元件这一大类，KT为时间继电器， KM表示继电器类元件中的接触器。
对刀调整和电动葫芦
异步机的直接起动----连续运行控制（长动)
热继电器触 头
停车 按钮
起动 按钮
主电路
热继电器 的热元件
自锁
控制电路
异步机的直接起动----连续运行控制
自锁(自保): 依靠接触器自身辅助常开触头 而使线圈保持通电的控制方式 自锁触头: 起自锁作用的辅助常开触头 工作原理:
按下按钮（SB1），线圈（KM）通电，
第二章 电气图及电气控制 基本控制电路
• • • • • • 电气图的基本知识 电气图纸规范 三相异步电动机基本控制电路 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
第一节 电器图的基本知识
电气图：用电气图形符号绘制的图（“简图”或“略 图”）。 电气控制系统图：
电气设备及电气元件按照一定的控制要求连接的工程图。 表示电气控制系统图的方法： 电气原理图（电路图） 电气接线图 电器元件布置图
《电气控制与PLC应用(第四版)》课后习题解答
《电气控制与PLC应用》习题解答第一章常用低压电器1-1 从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？怎么区分电压线圈与电流线圈？答：从外部结构特征上，直流电磁机构铁心与衔铁由整块钢或钢片叠制而成，铁心端面无短路环，直流电磁线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。
交流电磁机构铁心与衔铁用硅钢片叠制而成，铁心端面上必有短路环，交流电磁线圈设有骨架，做成短而厚的矮胖型。
电压线圈匝数多，线径较细，电流线圈导线粗，匝数少。
1-2 三相交流电磁铁有无短路环，为什么？答：三相交流电磁铁无短路环。
三相交流电磁铁电磁线圈加的是三相对称电压，流过三相对称电流，磁路中通过的是三相对称磁通，由于其相位互差120º，所产生的电磁吸力零值错开，其合成电磁吸力大于反力，故衔铁被吸牢而不会产生抖动和撞击，故无需再设短路环。
1-3 交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么？答：交流电磁线圈误接入对应直流电源，此时线圈不存在感抗，只存在电阻，相当于短路状态，产生大的短路电流，立即将线圈烧毁。
直流电磁线圈误接入对应交流电源，由于阻抗存在，使线圈电流过小，电磁吸力过小；衔铁吸合不上，时间一长，铁心因磁滞、涡流损耗而发热，致使线圈烧毁。
1-4 交流、直流接触器是以什么定义的？交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率？答：接触器是按主触头控制的电流性质来定义为是交流还是直流接触器。
对于交流接触器，其衔铁尚未动作时的电流为吸合后的额定电流的5~6倍，甚至高达10~15倍，如果交流接触器频繁工作，将因线圈电流过大而烧坏线圈，故要规定操作频率，并作为其额定参数之一。
1-6 交流接触器与直流接触器有哪些不同？答：1）直流接触器额定电压有：110、220、440、660V，交流接触器额定电压有：127、220、380、500、660V。
2）直流接触器额定电流有40、80、100、150、250、400及600A；交流接触器额定电流有10、20、40、60、100、150、250、400及600A。
二章电气控制系统的基本环节知识讲解
R S T N PE U V W
包塑 金属 软 管 d20mm*2m
电源进线
图4 电气接线图
3 * 1 . 5 m m2（ 红 ） 1 * 1 . 5 m m2（ 黄 绿 ）
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12
第二节 三相笼型异步电动机的直接 起动控制
本节主要描述小型电动机的全压(直接)起 动及其主要控制环节，有起停控制、正反转 控制电路、其它环节等。
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6
第一节 电气控制线路图的绘制
2.1.2 电气原理图
电气原理图也称电路图，表示电流从电源到负载的 传送情况和电器元件的动作原理，但它不表示电 器元件的结构尺寸、安装位置和实际配线方法
电气原理图分两部分： 主电路：从电源到电动机的电路，强电流通过 部分 控制电路：控制、照明、信号电路，小电流通 过
2
第一节 电气控制线路图的绘制
电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调 试、维修等需要用统一的形式来表达，即电气图。电 气图的表示方法有：电气原理图、安装接线图、元件 布置图。 2.1.1 电气图的图形符号和文字符号 2.1.2 电气原理图 2.1.3 电气元件布置图 2.1.4 电气互连图
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1
章节安排：
第一节 电气控制电路图的绘制 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 第五节 其他典型控制环节 第六节 三相绕线式异步电动机的起动控制
第七节 三相笼型异步电动机的调速控制线路 本章小结
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2.1.3 电气元件布置图 电气元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置．图 中各电器代号应与有关电路图和电器清单上所有代号相同.
第二章 电气控制线路的基本控制
图2-5 (a)顺序起动顺序停止控制线路
(b)简化电路
三,多地点控制线路
多地点控制必须在每个地点有 一组按钮,所有各组按钮的 连接原则必须是:常开启动 按钮要并联,常闭停止按钮 应串联.
S B -T1
KM
S B -Q 3
S B -Q 2
S B -Q 1
SB -T2
S B -T3
KM
四,步进控制线路
图2-14 采用频敏变阻器的起动控制线路*
采用频敏变阻器的启动控制线路,可实现手动和自动两种控制.
第四节 三相异步电动机制动控制
三相异步电动机的制动方法分为两类:机械 制动和电气制动.
一,电磁抱闸制动和电磁离合器制动 1,电磁抱闸制动
电磁抱间制动是靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同轴的制动 轮来制动的.电磁抱闸制动方式的制动力矩大,制动迅速, 停车准确,缺点是制动越快冲击振动越大. 电磁抱闸制动有断电电 磁抱闸制动和通电电磁 抱间制动. 断电电磁抱闸制动在电 磁铁线圈一旦断电或未 接通时电动机都处于抱 闸制动状态.
第二章 电气控制线路的基 本控制规律
电气控制就是指通过电气自动控制方式来控制生产过程. 电气控制线路是把各种有触点的接触器,继电器以及按钮, 行程开关等电气元件,用导线按一定方式连接起来组成的 控制线路. 电气按制线路能够实现对电动机或其他执行电器的启停,正 反转,调速和制动等运行方式的控制,以实现生产过程自 动化,满足生产工艺的要求.因此,电气控制通常称为继 电接触器控制. 继电接触器控制的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,因此被广泛应用于各类牛产设 备及控制系统中.它可以方便地实现简单和复杂的,集中 和远距离生产过程的自动控制.
sbt1sbq1sbq2sbq3kmsbt2sbt3km四步进控制线路在一些简易的顺序控制装置中加工顺序按照一定的程序依次转换依靠步进控制线路完成sbsb2ka4ka2ka1ka1q1sq1ka1ka2ka2q2ka3sq2ka2ka3ka3q3ka4ka3ka4ka4sq3图27顺序控制3个程序的步进控制线路第三节第三节三相交流电动机的启动控制三相交流电动机的启动控制一鼠笼式异步电动机全压启动控制在变压器容量允许的情况下鼠笼式异步电动机应该尽可能采用全压直接启动即启动时将电动机的定子绕组直接接在交流电源上电机在额定电压下直接启动
第二章 计划与控制
第二节 计划的方法
（三）网络时间参数的计算 网络计划法的图上作业法。 网络计划法的图上作业法。 1．工序作业时间的确定 ． 工序作业时间就是完成某一工序所需的时间， 工序作业时间就是完成某一工序所需的时间，用Ti，j表示 ， 表示. 单一时间估计法。利用定额或统计资料， 单一时间估计法。利用定额或统计资料，准确估计工序作 业时间的一个时间值。 业时间的一个时间值。 三点时间估计法。将工序时间按最乐观时间（ 表示） 三点时间估计法。 将工序时间按最乐观时间（ 用a表示） 、 表示 最可能时间（ 表示） 表示） 最可能时间 （用 m表示）和最悲观时间 （ 用 b表示）， 按 表示 和最悲观时间（ 表示 公式T ， （ 公式 i，j =（a+4m+b）/6 确定工序的作业时间。 ） 确定工序的作业时间。
第二节 计划的方法
2．结点的最早开始时间（或最早结束时间） 网络图中结点不占用时间，因此，就同一结点而言，结 点j的最早开始时间和最早结束时间就是同一时间。 计算结点的最早开始时间，是从网络图的始点，自左向 右，顺着箭线的方向，逐个计算，直至网络图的终点。 始点事项的最早开始时间取零，即TE1 = 0。 结点j的最早开始时间的计算公式 见书 当到达结点j的箭线不止一条时，取数值中最大的一个做 为结点j的最早开始时间。
第二节 计划的方法
（五）网络计划的优化 将计划项目分解成工序，绘制网络图，通过时间参数的 计算，找到关键线路，求出项目的总工期，得到网络计划 的初始方案。 网络计划的优化是指从缩短工期、降低成本、合理配置资 源等方面对初始方案进行调整的过程。
第三节 控制
控制是管理的重要职能，有效的控制系统可以保证组织的 各项活动都有助于组织目标的实现。 一、控制的含义 控制是指管理者根据组织计划预定的目标和标准，检查工 作的执行情况，发现偏差，并纠正重要偏差的过程。 控制与其他管理职能是一个相互依存、相互作用的整体 。 控制与计划的关系：计划工作的成果是控制工作的依据和 基础，会使控制职能的纠偏工作更为有效。而控制工作的 成果，又往往导致组织制定新的计划或修改原有计划。
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制
1．手动控制
电气原理图：
QS
QF
FU
特点:
控制方式简单
应用:
控制三相电风扇和砂轮机 等小容量电动机
M 3～
M
3～
开启式负荷开 关控制 第21页
自动空气开关 控制
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制
QS
FU2
第二节 三相异步电动机全压启动控制
顺序启动逆序停止控制 电气原理图：
L1 L2 L3 FU2 FR
Q
特点:
FU1
FR SB3 SB1 KM2 KM1 KM1 SB4 SB2 KM2
KM1 FR1
KM2 FR2
M 3～
M 3～
KM1
KM2
主电路
控制电路
第35页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
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第一节 电气控制系统图的基本知识 电器互连图示例
EL 0 41 42 42 2 2 31 HL 0 3 1
3×1mm2
3×2.5mm2
QS
M1
Q1 M2
CW6132型车床电气互连图 第20页
5×0.75mm2
3×2.5mm2
3×0.75mm2
3×2.5mm2
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2.点动控制 电气原理图：
工作原理：
L1
L2 L3
FU1
启动： 按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电 KM →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 主触头断开→电动机M失电停转。
SB
M 3～
KM
第22页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、图形符号和文字符号
2.文字符号 单字母符号： 基本文字符号： 双字母符号: 辅助文字符号： 表示电气设备、装臵和元器件以及电路的功能、 状态和特征。 如“RD”表示红色，“L”表示限制等。 补充文字符号： 当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使 用时，可按国家标准中文字符号组成规律和下 述原则予以补充。
一、单向旋转控制 2.点动控制 电气原理图： 工作原理： 保护环节： 主电路 短路保护 短路保护 应用： 常用于电葫芦控制和 车床拖板箱快速 移动 的电机控制
L1 L2 L3
控制电路 短路保护
QS FU2
FU1
SB
KM
M 3～
KM
第23页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
FU1 FU2
线槽
KM TC FR
FU3 FU4
端子板 50 50 50 50
CW6132型车床电器位臵图
第18页
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360
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气互连图： 表明了电器设备外部元件的相对位臵及它们之间 的电气连接，是实际安装接线的依据 原则： 外部单元同一电器的各部件画在一起，其布臵尽可能 符合电器实际情况。 各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电 气原理图为准，并保持一致。 不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接， 必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用 线束表示，连接导线应注明导线规格（数量、截面 积），一般不表示实际走线途径。 对于控制装臵的外部连接线应在图上或用接线表表示 清楚，并注明电源的引入点。 第19页
第一节 电气控制系统图的基本知识
一、图形符号和文字符号
2.文字符号 单字母符号： 基本文字符号： 双字母符号： 由一个表示种类的单字母符号 与另一个字母组成，且以单字 母符号在前，另一字母在后的 次序列出，如“F”表示保护器 件类，“FU”则表示为熔断器。
第9页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
第15页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
二、绘制、识读电气控制系统图的原则 2.电气原理图
主电路接点表示：
三相交流电源采用L1、L2、L3标记
主电路按U、V、W顺序标记
分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记 分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记 控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号
图上。
电气原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符号、 用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细表内。
为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺序，
并尽可能减少线条和避免线条交叉。 将图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下 方为图区号。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以 说明线圈和触点的从属关系。
第31页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制 5．顺序控制 要求几台电动机的启动或停止按一定的先 后顺序来完成的控制方式 主电路实现顺序控制 顺序启动同时停止控制 控制电路实现顺序控制 顺序启动逆序停止控制
第32页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
FR
Q
FU1
SB2 KM SA
SB1 KM FR
M 3～
KM
第27页
控制电路 主电路 机械工程与自动化学院
第二节 三相异步电动机全压启动控制
第28页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制 4．连续与点动混合控制 Q 按钮切换 工作原理：
点动控制：按下按钮SB3 连续控制：松开按钮SB3
第16页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
电气原理图示例：
第17页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
二、绘制、识读电气控制系统图的原则 2.电气安装图 表示电气控制系统中各电器元件的实际位臵和接线情况。 320 电器安装图：
详细绘制出电 器元件安装位 臵。
第11页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
二、绘制、识读电气控制系统图的原则
电气控制系统图的结构 电气原理图 电气控制系统图 电气安装图 框图 主电路 控制电路 照明和显示电路 电器安装图
电气互连图
第12页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
二、绘制、识读电气控制系统图的原则 1.电气原理图
第13页
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第一节 电气控制系统图的基本知识 原则：
同一电器的各元件采用同一文字符号表明。 所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受 外力作用时的状态绘制。 循环运动的机械设备，在电气原理图上绘出工作循环图。 转换开关、行程开关等绘出动作程序及动作位臵示意图表。 由若干元件组成具有特定功能的环节，用虚线框括起来，并标 注
第10页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
一、图形符号和文字符号
2.文字符号 补充文字符号原则： 在不违背国家标准文字符号编制原则的条件下，可采用国 家标准中规定的电气文字符号。 在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充国家标 准中未列出的双字母文字符号和辅助文字符号。 使用文字符号时，应按电气名词术语国家标准或专业技术 标准中规定的英文术语缩写而成。 基本文字符号不得超过两位字母，辅助文字符号一般不超 过三位字母。文字符号采用拉丁字母大写正体字，且拉 丁字母中“I”和“O”不允许单独作为文字符号使用。
电气控制线路：由各种有触点的接触器、继电器、按钮、 行程开关等按不同连接方式组合而成的。
第2页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路： 实现对电力拖动系统的启动、正反 电气控制线路的作用： 转、制动、调速和保护，满足生产 工艺要求，实现生产过程自动化。
第3页
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FU1
L1 L2 L3
FU 2
FR
SB2
SB3
KM FR
M 3～
SB1 KM
KM
主电路
第29页
控制电路
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
4．连续与点动混合控制
第30页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制 4．连续与点动混合控制 中间继电器切换
第7页
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第一节 电气控制系统图的基本知识
一、图形符号和文字符号
按拉丁字母顺序将各种电气设 单字母符号： 备、装臵和元器件划分成为23 基本文字符号： 双字母符号 大类，每一类用一个专用单字 母符号表示，如“C”表示电容 器类，“R”表示电阻器类等。 2.文字符号
第8页
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L1 L2 L3
QS
FU2
FR
SB2 FU1 SB1 KM
短路保护 过载保护
KM FR
M 3～
KM
欠压、失压保护
第25页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
工作原理
第26页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制
L1 L2 L3
FU2
4．连续与点动混合控制 开关切换 点动控制：SA断开 连续控制：SA闭合
一、单向旋转控制
５．多地控制
特点： 在两地或多地控制同一台电动机的控制方式
启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联
工作原理：
第36页
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第二节 三相异步电动机全压启动控制