电气控制回路基础讲解

SB1
SB2
FR
KT KM1
SB2
KM1
KM2 KT
KM2
KM1
M1起动
延时
KT
KM2
KM2
M2起动
不可以！
继电器、 接触器的线 圈有各自的 额定值， 线圈不能串 联。
§3 电动机的保护
电动机保护 的类型：
失压保护：采用继电器、接触器控制 短路保护：加熔断器
过载保护：加热继电器
3.1 失压保护
KM
热继电器
FR
行程开关
ST
时间继电器 KT
中间继电器 KA
时间继电器触头类型
通电式
瞬 常闭触点 时 动 作 常开触点
断电式
常开
延 通电后
时 延时闭合
动 作
常闭 通电后
延时断开
常闭 断电后 延时闭合
常开 断电后 延时断开
定时控制例一： 电机的Y－起动
A' Y KM
ZX
Y
C'
B'
FR
QS FU
KM -Y闭合， 电机接成 Y 形；
KM- 闭合， 电机接成 形。
KM-Y
KM- Y
KM- Y 转换完成
定时控制例二：顺序控制
控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动 2. M2 可单独停
＃2 电机 M2
＃1 电机 M1
顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序，
没有延时要求。
A BC
A BC
FR1
SB1
SB2
KM1
FU
FU
KM1 FR1
KM2
KM1
SB1
SBF
KMR
FR STa KMF
主回路
ABC QS FU
KMF
FR
M 3~
KMR
KMF KTb
STa SBR
KMF
KTa STb KMR
KMR KTa
KTb
STb
STa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器
动作过程
SB1
FR
KMR
STa KMF
SBF
SBFKMF 小车正向运行 至A端撞STa KTa 延时2分钟 KMR 小车 反向运行至B端 撞STb KTb 延时2分钟 KMF 小车正 向运行……如此往 反运行。
KMAF
小车若在1、2、3、4 规定的位置时，不能 正常停车。
KMAF ST3
ST2 KMBR
ST4 KMAR
ST1 KMBF
KMBR KMBF ST4
KMAR KMAF ST1
KMBR ST3
KMBF
电路的改进方法同前：加中间继电器（KA）
SB1
SB3
FR KA
KA
KMAR ST2
KMAF
KA
SB2
STA 限位开关
正程
SB1 SB2
KMF SB3 KMR
STA STB
KMF
KMR
FR
KMR
KMF 限位开关
控制回路
行程控制(2) --自动往复运动
电机
逆程
正程
工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回
自动往复运动控制电路
SB1
KMR
STa
SBF
FR KMF
KMF
SBR
关键措施
§4 控制电路综合举例
例一：运料小车的控制
B
逆程
电机
A
正程
设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：
1. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动： 到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。
2. 有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。
运料小车控制电路
1.1 刀闸开关
控制对象：380V， 5.5kW 以下小电机
QS
电路符号
考虑到电机较大的起动电流，刀 闸的额定电流值应如下选择：
（3~5)*异步电机额定电流
1.2 熔断器 作用：用于短路保护。
熔体额定电流 I F 的选择：
FU
1. 无冲击电流的场合 （如电灯、电炉）
IF IL
（稍大）
电路符号 IF t
结构与按钮类似，但其动 作要由机械撞击。
常开（动合）触头
ST
电路符号
常闭（动断）触头
ST
电路符号
1.5 接触器
弹簧
~~380
主触头
动作过程 线圈通电 衔铁被吸合
线圈
铁芯 衔铁
M
电机
3~
触头闭合
辅助 触头
电机接通 电源
接触器
~ 220
~~380
M 3~
动作过程 线圈通电
衔铁被吸合
触头闭合
电机接通 电源
起动 按钮
M
特点：小电流控
3~
制大电流。
自保持
1.6 继电器
继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。 所以，继电器只能用于控制电路中。
中间继电器 电压继电器
继电器类型：
电流继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护）
FR2
KM1
SB3
SB4
KM2
FR2
M
M
3~
3~
主电路
KM2
控制电路
顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动。
SB1
SB2
FR KM1
KM1
主电路同前
KM2
KT
KM2 KT
KM2 控制电路
SB2
KM1 延时 M1起动
KT
KM2
KM2
M2起动 KT
实现M1起动后M2延时起动的顺序控 制，用以下电路可不可以？
KMF
KMR
FR
M 3~
KMF SBR
KMF
KMR
KMR
互锁
互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转 时，SBF不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。
电机的正反转控制—双重互锁
FR
机械互锁
SB1
SBF
KMR KMF SBR
ABC QS
KMF
KMF KMR
FU
KMF
FR
M 3~
KMR
KMR
异步电动机的起动电流 （ Is t）约为额定电流（IN） 的 (5~7）倍。选择熔体额定电流 （ I F ）时，必须
躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。通
常用以下关系：
一般电机：
IF
1 2.5
~
1 3
I
st
频繁起动 的电机：
IF
1 1.6
~
1 2
I
st
3.3 过载保护
方法：加热继电器。
电器互锁
机械互锁（复合按钮） 双保险
电器互锁（互锁触头）
A BC
2.3 行程控制
QS FU KMF
B
A
KMR
FR
M 3~
逆程
正程
行程控制实质为电机的 正反转控制，只是在行程 的终端要加限位开关。
行程控制电路（1）
动作过程 SB2 正向运行 至右极端位置撞开STA
电机停车
（反向运行同样分析）
STB 逆程
A BC QS
FU
方法：采用继电器、接触器控制。
A'
SB1
SB2
KM C'
A'
C'
控制电路
线圈电压 KM 380V
KM
主
电M
路
3~
采用继电器、接触器控制后，电 源电压<85%时，接触器触头自动 断开，可避免烧坏电机；另外，在 电源停电后突然再来电时，可避免 电机自动起动而伤人。
3.2 短路保护
方法：加熔断器。
正转
QS
SBF
FR KMF
FU KMF
KMF SBR
KMR
FR
M 3~
KMR
KMR
操作过程： SBF
SB1
停车 SBR
正转 反转
该电路必须先停车才能由正转到反转或由
反转到正转。SBF和SBR不能同时按下， 否则会造成短路！
电机的正反转控制— 加互锁
SB1
KMR SBF
FR KMF
ABC QS FU
触头（KM）打开
电机停转。
简单的接触器控制 A B C
刀闸起隔离作用
停止 按钮
起动 按钮
M
3~
自保持
二、电动机连续运行
A BC
QS FU
C'
停车 SB1 按钮
起动 按钮 SB2
KM
B' KM
KM 自保持
注意：接触器线圈电压380V时，
M
采用此种接线方式。
3~
三、异步机的直接起动 + 过载保护
A BC
FU
SB1
SB3：点动
SB2：连续运行
KM SB2
FR
KM
FR
KM
SB3
控制电路
M 3~
主电路
该电路缺点：动作不够可靠。
方法二：加中间继电器（KA）。
A BC
FU
KM
FR
M 3~
SB1 SB2
KA KA
KA FR
KM
控制 关系
SB SB：点动 SB2：连续运行
2.2 电机的正反转控制 A BC
SB1
安秒特性
2. 空载电机
IF
1 2.5
~
1 3
I
st
3. 频繁起动 的电机
IF
1 1.6
~
1 Ist 2
异步电机的起动电流 Ist=(5~7) ×额定 电流。
1.3 控制按钮
常开(动合)按钮
SB
电路符号
常闭(动断)按钮
SB
电路符号
复合按钮
SB
电路符号
1.4 行程开关
用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。
例二：工作台位置控制
B
A
M1
正转
3 42 1
ST3 ST4 ST2 ST1
起动后工作台控制要求：
M2
反转
(1) 运动部件A从1到2
百度文库
自
(2)运动部件B从3到4
动
(3)运动部件A从2回到1
循 环
(4)运动部件B从4回到3
工作台位置控制电路
FR
SB1
设计步骤： (1)根据动作顺序
设计控制电路。 (2)检查有无互锁。 (3)检查能否正确
KM-
Z A'
C'
X
Y
B'
A' B' C'
电机 x y z
绕组
KM -Y
主电路
Y－ 起动控制电路
SB1 SB2
KM
FR
KM-
KT
KM
KT
KM- KM-Y
QS FU
KM
FR
KM-
A' B' C'
电机
xyz
KM -Y
KM-Y KM- KT
KM-
SB2
KM
主电路接通电源
延时
KT
KM- KT
A BC QS FU
电机工作时，若因负载过重 而使电流增大，但又比短路电流 小。此时熔断器起不了保护作用， 应加热继电器，进行过载保护。
KM
SB1 SB2
FR
热继电器
KM
M
的热元件
3~
KM
FR
热继电 器触头
自动空气断路器（自动开关）
作用：可实现短路、过载、失压保护。
结构：
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。
右的顺序进行读图或设计； 5、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都
叫相同的名字； 6、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，
且均按未通电状态表示； 7、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联； 8、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。
电器符号标注
刀闸
QS
熔断器
FU
按钮
SB
接触器
QS
热继电 器触头
FU
KM SB1 SB2
KM
FR
发热
KM
FR
元件
电流成回路，
M
只要接两相就可以了。
3~
四、多地点控制
例如：甲、乙两地同时控制一台电机。 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。
KM
SB1甲
SB2甲
KM
甲地
SB3乙
SB4乙
乙地
五、点动+连续运行
方法一：用复合按钮。
A BC QS
控制 关系
KMF
STb KMR
限位开关
KMR
采用复合式
开关。正向运
电机
行停车的同时，自动起
STb
STa
动反向运行；反之亦然。
2.4 定时控制
时间继电器 定时类型：
空气式
钟表式 电子式
阻容式 数字式
。。。。。。。。
空气式时间继电器的工作原理
衔铁 线圈
常开触头 延时闭合
常闭触头 常开触头
常闭触头 延时打开
动作过程 线圈通电 衔铁吸合（向下） 连杆动作 触头动作
KMF KTb
STa KMF
SBR
KTa STb KMR
KMR KTa
KTb
STb
该电路的问题：小车在两极端位置时，不 能停车。
加中间继电器（KA）实现
SB1
任意位置停车的要求
KA
FR
SB2
KMR
STa
SBF
KA
KMF KTb
KMF KTa
STa SBR
KMF
STb KMR
KMR KTa STb
KTb
…...
热继电器 功能：过载保护
结构：
发热元件 I
双金 属片
扣板
常闭触头
工作原理：
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金 属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其 向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
热继电器的符号
发热元件
FR
串联在主电路中
常闭触头
FR
串联在控制电路中
§.2 基本控制环节
电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）
电机正反转控制 行程控制 时间控制 速度控制
……
2.1 异步机的直接起动
A BC
QS
C'
FU
KM
B'
一、点动控制
控
制
KM
电
SB
路
主 电 路
M 3~
动作过程
按下按钮（SB） 线圈（KM）通电 触头（KM）闭合 电机转动；
按钮松开
线圈（KM）断电
接触器有关符号：
接触器线圈
接触器主触头－－用于主电路 （流过的电流大，需加灭弧装置）
接触器辅助触头－－用于控制电路 常开 （流过的电流小，无需加灭弧装置）
常闭
接触器控制对象：电动机及其它电力负载 接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。
简单的接触器控制 A B C
刀闸起隔离作用
停止 按钮
启动 、停车。
SB2
KMAF ST3
ST2 KMBR
ST4 KMAR
ST1 KMBF
KMAR ST2
KMAF
A正转 12
KMBF ST4 KMAF ST1
KMBR KMAR
B反转 34
A反转 21
KMBR ST3
KMBF
B正转 43
工作台位置控制电路
该电路有何
问题？
FR
SB1
SB2
KMAR ST2
KMAF ST3
ST2
KMBR
ST4 KMAR ST1
KMBF
KMBR KMBF ST4
KMAR KMAF ST1
KMBR ST3
KMBF
小结
控制电路读图和设计中应注意的问题：
1、首先了解工艺过程及控制要求； 2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的
控制关系； 3、主电路、控制电路分开阅读或设计； 4、控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而