第2章电气控制线路基础

.
.
KMwk.baidu.com通电
控 制 电 路
KM
动画
21
(2) 控制原理 停车
Q
FU
主 电 路
.
按下停止按钮SB1 , KM线圈断电 KM主触点断开, 电动机停转。 KM辅助触点断开，取消自锁。
.
SB1 SB2
FR
KM FR
.
.
KM 通电 断电
控 制 电 路
转动 停转
KM M 3~
去掉KM辅助触点, 实现点动控制。
3. 电气控制系统图的种类
3
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则
4. 常用电气图形和文字符号
电气图形符号和文字符号的国家标准
演化历史 现状
图形符号基本上是统一的国家标准（ GB 4728 ） 文字符号还在使用已废止的GB 7159—1987《电气技术中的文字符 号制订通则》

目前电气图形符号和文字符号相关的国家标准介绍
本教材是第一本全面采用电气文字符号新国家标准（GB T50942003、T20939-2007）的教材 电气元器件 文字符号 含义详见教材表2-1、2-2（p46-47）；图 形符号及文字符号列表见 表2-3（p47——55）
4
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则
~ SB1
KM
通电
先断开
后闭合
闭合
自锁触点不起作用
24
既能长期工作又能点动的控制电路
松开SB3
FR
~ SB1
SB2 SB3
KM
KM
后闭合 断开
断电
先断开
25
既能长期工作又能点动的控制电路
松开SB3 电机停转 实现点动 用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。 FR
~ SB1
SB2 SB3 KM
KM
22
既能长期工作又能点动的控制电路
按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮 ， 电动机停转。 FR
~ SB1
SB2 SB3
KM
点动按钮SB3的作用： (1) 使接触器线圈KM通电； (2) 使线圈KM不能自锁。
KM
复合按钮
23
既能长期工作又能点动的控制电路
点动时： 按下SB3 电机运转 FR SB2 SB3 KM
断电
断开
后闭合
先断开
26
2.2 三相笼型异步电动机的 基本控制线路
●电气控制线路
基础
3.正反转控制线路 生产实际的需要 工作原理 需要用两个接触器来实现这一要求。 当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下，电动机反转。
27
正反转的控制线路
Q
FU
. . . . . .
SB1
SBF
KMF
KMF
KMR FR
SBR
KMR
KMR
KMR FR
M 3~
正反转控制线路
33
1. 图中KM1是什么元件，KM1①、KM1②、KM1③、KM1④是 KM1的什么部分，KM1③、KM1④在电路中起什么作用？
34
2. FU是什么元件，在电路中起什么作用？
35
合上开关Q 按下起动按钮SB2 , KM线圈通电， KM主触点闭合， 电动机运转。 KM辅助触点闭合自锁。
FR SB1 SB2 KM KM 通电
控 制 电 路
FR 转动 M 3~
19
(2) 控制原理 起动 Q FU
主 电 路 KM
.
合上开关Q 按下起动按钮SB2 , KM线圈通电， KM主触点闭合， 电动机运转。 KM辅助触点闭合自锁。 松开起动按钮SB2
5
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 绘制电气原理图时应遵循的原则 图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图 形符号和文字符号表示。 布局——主左上，辅右下。按功能布置，尽可能按动 作顺序从上到下，从左向右排列。 文字符号标注——不同部件要统一；同一元件，用相 同的符号表示，同类器件要加数字序号以区别。 图形符号表示要点——所有电器的可动部分均按未通 电或未受外力作用。 线条交叉及图形方向——尽量不交叉；“+”形连接 点必须画实心圆点；图形符号可旋转90°，文字不可。 图区——方便检索、阅读分析。
5. 电气控制线路图的绘制原则
电气原理图一般分 主电路 和 辅助电路 两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分。 包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由 组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热 元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过 的电流比较小。 包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。 其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅 助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。
KMR
电机反转
31
简述电动机点动 控制、单向运转 控制和正反转控 制线路的工作过 程。
试设计一个电动 机控制线路。要 求：既能点动， 又能单向起动、 停止及连续运转 的控制线路
试述什么是自锁、互锁？ 它们在控制电路中各起什 么作用？
你会做吗？
主电路中的电流 与控制电路中的 电流有何区别？
32
下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中 有几处错误，请改正。
天津职业技术师范大学
电气控制与PLC
第二章 电气控制线路基础
主讲教师：姚青梅
自动化学院
1
本章内容
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则 三相笼型异步电动机的基本控制线路 三相笼型异步电动机降压启动控制线路 三相笼型异步电动机制动控制线路 三相笼型异步电动机速度控制线路 变频调速与变频器的使用 电气控制线路的简单设计法 典型生产机械电气控制线路分析
13
7. 电器元件布置图
例：CW6132型车床 控制盘电器布置图
14
2.2 三相笼型异步电动机的 基本控制线路
●电气控制线路
基础
1. 概述
三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大 （>80%）。 其电气控制线路图大都由继电器、接触器和按钮 等有触点的电器组成。
15
2.2 三相笼型异步电动机的 基本控制线路
.
SB1 SB2
FR
FR 转动 M 3~ 自锁
.
.
KM 通电
控 制 电 路
KM
利用自身辅助触点，维持线 圈通电的作用称自锁
20
(2) 控制原理 停车 Q FU
主 电 KM 路
按下停止按钮SB1 , KM线圈断电 KM主触点断开, 电动机停转。 KM辅助触点断开，取消自锁。
.
.
SB1 SB2
FR
FR 转动 M 3~ 自锁
12

2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 7. 电器元件布置图
电器元器件布置图的设计应遵循以下原则： …… 需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监 视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操 作。 强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干 扰的窜入。 电器元器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、 美观。
KMR
反转接触器
28
SB
闭合
. . .
“联锁”触点 KMF KMR 通电 SB
F
按下SBF
电机正转
.
KMF SBR
.
KMF
KMR 断电
缺点： 改变转向时必须 先按停止按 钮。
KMR 断开 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工 作的控制作用，称为“联锁”。 利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。 解决措施：在控制电路中加入机械联锁。
●电气控制线路
基础
通过开关、按钮、继电器、接触器等电器触点的接通或断 开来实现电动机各种运转形式的控制称做继电—接触器控制。 典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、正反 转控制、行程控制、时间控制等。 电动机在使用过程中由于各种原因可能会出现一些异常 情况，如电源电压过低、电动机电流过大、电动机定子绕组 相间短路或电动机绕组与外壳短路等等，如不及时切断电源 则可能会对设备或人身带来危险，因此必须采取保护措施。 电动机的继电—接触器控制电路中，常用的保护环节有 短路保护、过载保护、零压保护和欠压保护等。
自锁利用动合辅助触点;互锁利用动断辅助触点。自 锁环节与起动按钮串联;互锁环节与另一交流接触器的线 圈串联。
38
下列电路能否控制电机起停?
SBstp SBst KM SBstp SBst KM
KM
KM
能起动,不能停止
SBst KM
10
6.电气安装接线图
例： CW6132型车床电气安装接线图
11
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 7. 电器元件布置图
主要用来表明电气设备或系统中所有电器元器件的实际位 置，为制造、安装、维护提供必要的资料。 电器元器件布置图的设计应遵循以下原则： 必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图。 相同类型的电器元件布置时，应把体积较大和较重的安 装在控制柜或面板的下方。 发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方， 但热继电器一般安装在接触器的下面，以方便与电机和 接触器的连接。 ……
2
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则
1. 什么是电气控制线路？
用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起 来，并实现某种特定控制要求的电路。
2. 什么是电气控制系统图？

为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图， 便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系 统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这 就是电气控制系统图。 电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。
什么是电气安装接线图？作用？ ——按电气元器件的布置位置和实际接线，用规定的 图形符号绘制的图形。 ~主要用于电气设备和电器元件的安装、配线、维护 和检修电器故障。 一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用。

9
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 6. 电气安装接线图
绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：
16
1.带过载保护的点动控制电路
L1 L2 L3
QS
FU SB KM FR FR
主电路:开关、熔断器、接 触器的主触头、热继电器的 热元件。与被控制电动机相 串联。
KM
主 电 路
M 3~
控制电路
动画
控制电路:按钮、接触器线 圈、热继电器常闭触点。 接在两相之间，控制电路 中的电流较小。
起动控制过程：按下按钮SB接触器线圈KM得 电KM主触头闭合电动机运转；
SBF和SBR决不允许同时按下，否则 造成电源两相短路。 正反转控制电路必须保证正 FR 转、反转接触器不能同时动作。 正转按钮 正转接触器
Q FU
. . . . . . .
M 3~
KMR
FR
反转触点
. SB . . . 正转触点 KM KM KM . SB .
F F F R R
SB
KMR KMF
反转按钮
29
SB
机械联锁
SBF
KMR KMF 利用复 合按钮的触 点实现联锁 控制称机械 联锁。
KMF SBR KMR
KMF KMR 电气联锁
鼠笼式电动机正反转的控制线路
30
SB
断开
SBF
KMR KMF 先断开 KMF KMR 闭合 停止正转
动画
断电 通电
KMF SBR 闭合 闭合 当电机正转时， 按下反转按钮SBR
3. FR是什么元件，FR①、FR②是FR的什么部 分,FR在电路中起什么作用?
36
4. 试叙述按下启动按钮SB1电路的动作过程。
37
自锁和互锁的作用与区别？
1.作用 自锁:能保证松开启动按钮时，交流接触器的线圈继续 通电； 互锁:能够保证两个交流接触器的线圈不会在同一时间 都处于通电状态。
2.区别
停止控制过程：松开按钮SB接触器线圈失电 KM主触头打开电动机停转。
17
2.全压启动控制线路
起动
Q FU
主 电 路 KM
全压启动是最基本的电动机控 制线路。 组成： 主电路 控制线路
FR SB1 SB2 KM M 3~ KM 通电
控 制 电 路
FR 转动
18
(2) 控制原理
起动
Q FU
主 电 路 KM
必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。 各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的 标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器 的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应 与实际安装位置一致。 不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连 接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线 编号连接。 走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。 画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和 穿线管的尺寸。
6
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 符号位置的索引 当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用。 图号 / 页号 · 图区号 接触器、继电器的线圈、触点的索引方法
接触器
继电器
7
例：CW6132型普通车床电气原理图
8
2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则
6. 电气安装接线图