《基本電氣控制電路》PPT課件.ppt

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1、第 2章 基本電氣控制電路 2.1 電氣控制電路的繪制原則及標(biāo)準(zhǔn) 2.2 交流電動(dòng)機(jī)的基本控制電路 2.3 典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制電路的分析 2.4 電氣控制電路的一般設(shè)計(jì)法 2.1 電氣控制電路的繪制原則及標(biāo)準(zhǔn) 2.1.1 電氣圖中的圖形符號及文字符號 2.1.2 電氣原理圖的繪制原則 2.1.3 電氣安裝接線圖 2.1.4 電氣元件布置圖 2.1.1 電氣圖中的圖形及文字符號 電氣控制圖 ： 將電氣元件及其聯(lián)接用 圖形表達(dá)出來的圖稱 電 氣圖 用統(tǒng)一的圖形符號及文 字符號繪制 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU

2、1 M 電氣圖： 電氣原理圖 安裝接線圖 元件布置圖 電 氣 圖 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 電氣原理圖 是用圖形符號和文字符號、導(dǎo)線連 接起來，描述電氣設(shè)備工作原理的電路圖； 包含所有電氣元件的導(dǎo)電部分和接線端點(diǎn)之間 的相互關(guān)系； 不考慮電氣元件實(shí)際位臵或大小。 根據(jù)通過電流的大小電路圖可分為： *主電路 *控制電路 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 主電路 大電流 控制電 路小電 流 2.1.2 電氣原理圖

3、的繪制原則 1. 繪制電氣原理圖的基本原則 ： （ 1） . * 主電路、控制電路、信號電路應(yīng)分 開繪出； 電器的各個(gè)不同組成部分可以不畫 在一起，但文字符號應(yīng)標(biāo)注一致； 同一類型的電器，可以在文字符號 后加數(shù)字來區(qū)分； * 主電路畫在圖紙的左方； * 控制電路、信號電路畫在圖紙的右 方 ； K M K M S B 2 S B 1 F R K M M 3 F R F U 2 L 1 L 2 L 3 Q S P E F U 1 M （ 2） . 多相電源電路集中畫在圖紙上方， 相序依次排列 (L1、 L2、 L3、 N、 PE） ; 直流系統(tǒng)電源正負(fù)極用 L+、 L， 中間線 (地線）用 M標(biāo)記

4、（ P84）； 電機(jī)的引入線用 U、 V、 W順序標(biāo) 記； * 控制電路和信號電路畫在兩條電 源線之間 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 耗電元件直接與一條電源線相連（線圈） 控制觸點(diǎn)連接在另一條電源線和耗電元件之 間 (兩個(gè)線圈的畫法：并列，不能串聯(lián)） （ 3） . 電路按功能布臵； 按動(dòng)作順序或信號流的方向自左向右 、 自 上而下依次平行排列； 盡可能減少線條和避免交叉線 ， 當(dāng)導(dǎo)線有 電聯(lián)系時(shí) ， T可畫可不畫實(shí)心圓點(diǎn) ， +必須 畫實(shí)心圓點(diǎn)； 類似項(xiàng)目宜對齊； 電氣圖中所有電器觸點(diǎn) ， 都按沒有通

5、電和 沒有外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出； 事故 、 備用 、 報(bào)警開關(guān)應(yīng)表示在設(shè)備正常 使用時(shí)的位臵； 有機(jī)械聯(lián)系的元器件用虛線連接 。 KM2 L1 L2 L3 V W SB2 FU KM1 M 3 M 3 FR1 FR2 KM2 FR1 FR2 KM1 SB4 8 7 SB3 6 5 4 3 1 2 KM1 SB1 KM2 QF M1 M2 CW6132型車床的電氣原理圖 電 源 開 關(guān) 及 保 護(hù) 主 軸 電 動(dòng) 機(jī) 主 電 路 冷 卻 泵 主 電 路 控 制 電 路 照 明 變 壓 器 照 明 、 指 示 1 2 3 4 5 6 . L 1 L 2 L 3 3 3 8 0 V 5 0 H z

6、Q S U V W F U 1 2 5 A 2 . 5 m m 2 K M U 1 V 1 W 1 U 2 V 2 W 2 1 . 5 m m 2 Q 1 F U 2 2 A 1 . 5 m m 2 M 1 3 M 2 3 4 k W 1 5 0 0 r / m i n 0 . 2 5 k W 1 5 0 0 r / m i n 6 . 8 - 1 1 8 . 4 A P E 0 K M V 1 2 4 2 2 2 F R 1 2 3 S B 1 S B 2 K M 3 8 0 V 0 . 7 5 m m 2 0 . 7 5 m m 2 0 . 7 5 m m 2 F U 3 2 A F U

7、4 2 A 3 1 4 1 4 0 2 4 V 6 . 3 V 4 2 H L E L Q 2 3 0 T C 2.圖面區(qū)域的劃分 電氣原理圖下方的 1、 2、 3、 數(shù)字是圖區(qū)編 號，是為了便于檢索電氣線路、方便閱讀分析而 設(shè)臵的。圖區(qū)編號也可設(shè)臵在圖的下方。圖幅大 時(shí)可在圖紙左方加入 a、 b、 c、 字母圖區(qū)編號。 圖區(qū)編號上方的文字表明對應(yīng)區(qū)域下方元器 件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個(gè)元器 件或某部分電路的功能，以利于理解整個(gè)電路的 工作原理。 2.2 交流電動(dòng)機(jī)的基本控制電路 2.2.1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路 2.2.2 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路 2.2

8、.3 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路 2.2.4 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路 2.2.5 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路 2.2.6 組成電氣控制電路的基本規(guī)律 2.2.7 電氣控制電路中的保護(hù)環(huán)節(jié) 2.2.1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路 1.電動(dòng)機(jī)單向點(diǎn)動(dòng)控制電路 2.電動(dòng)機(jī)單向自鎖控制電路 3.電動(dòng)機(jī)單向點(diǎn)動(dòng)、自鎖混合控制電路 4.電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 5.自動(dòng)停止控制電路 6.自動(dòng)往返控制電路 7.其他典型控制電路 1.單向點(diǎn)動(dòng)控制電路 按 SBKM 線圈得電吸合 KM主觸點(diǎn)閉合 M起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 松開 SB 按鈕復(fù)位 KM線 圈失電釋放 KM主觸點(diǎn)斷 開 M失電停止。 所以

9、， SB兼作停止按鈕。 工作原理 ： 一按（點(diǎn)）就動(dòng)，一松（放）就停 2單向自鎖控制電路 通過接觸器自身 輔助觸點(diǎn)而保持 線圈通電的現(xiàn)象 稱為 自鎖 。 自鎖 觸點(diǎn) 自鎖 點(diǎn)動(dòng) 按 SB2KM 的線 圈得電吸合 KM 主觸點(diǎn)閉合 M 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 欲使 M停止，按 SB1KM 線圈斷電， KM的主觸點(diǎn)斷開 M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 工作原理 ： 點(diǎn)動(dòng)與自鎖的 區(qū)別 ： 不設(shè)自鎖觸點(diǎn) 不另設(shè)停止按鈕 不設(shè) FR 1.必設(shè)自鎖觸點(diǎn) 2.另設(shè)停止按鈕 3.設(shè) FR過載保護(hù) 保護(hù)環(huán)節(jié)： 短路保護(hù) 過載保護(hù) 失壓保護(hù) 失壓保護(hù)： 在電網(wǎng)斷電后 ， 為防 止恢復(fù)供電時(shí)電動(dòng)機(jī) 突然自行起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)造 成設(shè)備和人身事故的 保護(hù)

10、 U 85%U KM的 銜鐵自行釋放 電動(dòng)機(jī)的保護(hù)： 電動(dòng)機(jī)的保護(hù) KM自身具備欠壓 和失壓保護(hù) 熱繼電器 短路 保護(hù) 過載 保護(hù) 欠壓 保護(hù) 熔斷器 3單向點(diǎn)動(dòng)、自鎖混合控制電路 （ 1）采用復(fù)合按鈕 ： 長動(dòng) ：按 SB2 線圈 KM 吸合、自鎖 主觸點(diǎn) KM 閉合 電機(jī) M 起動(dòng)。 點(diǎn)動(dòng) ：按 SB3 (先斷后合 ） 欲停機(jī) ，按 SB1 線圈 KM失電 主觸點(diǎn) KM斷開 電機(jī) M停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 M 3 S B 3 S B 2 KM F R F U 1 S B 1 K M F R KM F U 2 L1 L2 L3 QS 3 PE M 所以： 一般要求電機(jī)正常運(yùn)行的設(shè)計(jì)，都必 須有 啟動(dòng) 按

11、鈕和 停止 按鈕 4. 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 S Q 1S Q 2 S Q 3S Q 4 工 作 臺 正 向反 向 機(jī)械部件作正、反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，均可 通過控制電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 (1)正 -停 -反控制電路 (2)正 -反 -停控制電路 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向 電源的相序 由 KM1、 KM2主觸點(diǎn)分 別送入正、負(fù)序電源 改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向 三相交流電動(dòng)機(jī)： 改變電源的相序 S B 3 K M 2 S B 2 K M 1 K M 2 K M 1 S B 1 K M 2 M 3 V W K M 1 K M 2 U L 3 L 1 L 2 Q F F U K M 1 對換兩根電源線位置 （ 1）

12、正一停一反控制電路 S B 3 K M 2 S B 2 K M 1 K M 2 K M 1 S B 1 K M 2 M 3 V W K M 1 K M 2 U L 3 L 1 L 2 Q F F U K M 1 主電路 ： 斷路器 注意： KM1和 KM2主觸點(diǎn)不 可同時(shí)閉合 ,否則會電 源相間短路 L1、 L2、 L3、 -三相 交流電源相序 U、 V、 W - 三相 電動(dòng)機(jī)的相序 斷路器 QF作為電源 開關(guān)，它具有短路保 護(hù)、過載保護(hù)、失壓 保護(hù)的功能。 控制電路： 利用兩個(gè)接觸器的常閉輔助 觸點(diǎn) KM1、 KM2分別串接在對 方接觸器的電路中以達(dá)到相 互制約的方法稱為 互鎖 。 這兩個(gè)常

13、閉輔助觸點(diǎn)稱為 互 鎖觸點(diǎn) 。 KM 2 SB 3 KM 2 KM 2 FR SB2 KM 1 KM 1 SB1 互鎖 觸點(diǎn) 有缺 陷 F R K M 1 Q F S B 2 F U K M 1 U V W M 3 L 1 L 2 L 3 P E F R K M 2 K M 1 K M 2 S B 1 K M 2 S B 3 K M 1 K M 2 U 1 V 1 W 1 自鎖與互鎖的區(qū)別 ： 自鎖 互鎖 常開觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn) 并接在自身 按鈕兩端 串接在對方 線圈的電路 中 S B 3 K M 2 S B 2 K M 1 K M 2 K M 1 S B 1 K M 2 M 3 V W K M

14、1 K M 2 U L 3 L 1 L 2 Q F F U K M 1 正一停一反控制電路的工作原理： 按下 SB2 KM1 線圈通 電 自鎖，電機(jī)正轉(zhuǎn) 按下 SB1 電機(jī)停止 按下 SB3KM2 線圈通 電 自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn) F R K M 1 Q F S B 2 F U K M 1 U V W M 3 L 1 L 2 L 3 P E F R K M 2 K M 1 K M 2 S B 1 K M 2 S B 3 K M 1 K M 2 U 1 V 1 W 1 （ 2）正一反一?？刂齐娐?L1 L2 L3 KM2 FU2 M 3 KM1 KM2 KM1 K M 1 S B 3 KM2 KM1

15、KM2 SB2 SB1 QF M PE 復(fù)合按鈕作聯(lián)鎖。 正 反向切換： 按下 SB3 （先斷） KM1失電 （后合） KM2線圈得電主觸點(diǎn)吸 合 M由正轉(zhuǎn)切換為反 轉(zhuǎn)。 起動(dòng)：按下 SB2KM1 線圈得電 KM1主觸點(diǎn) 閉合 M正轉(zhuǎn) 5自動(dòng)停止控制電路 按 SB2KM1 吸合、自鎖 M正轉(zhuǎn) 拖動(dòng)部件向右移動(dòng) 移 至規(guī)定位臵 自動(dòng)壓下 SQ3KM1 線圈失電 M停止運(yùn)轉(zhuǎn) K M2 L1 L2 L3 F U M 3 K M1 K M2 K M1 K M1 S B 3 K M2 S Q 4 K M1 K M2 7 10 9 6 5 8 3 4 S B 2 2 1 PE S Q3 QF M S Q

16、1S Q 2 S Q 3S Q 4 工 作 臺 正 向反 向 極限 保護(hù) 6自動(dòng)往返控制電路 1-19 FU 2 M 3 FR KM1 KM2 KM1 KM1 KM2 SB3 KM2 KM1 SB1 FR SB2 SQ1 SQ2SQ1 SQ2 KM2 SQ3 SQ4 PE 3 L1 L2 L3 QF M SB2按下 KM1吸合自鎖 M正轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)部件向右運(yùn) 動(dòng) 碰到 SQ1 SQ1常閉斷 開 KM1電路切斷 SQ1常開 閉合 接通 KM2電路 M反轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)部件向左運(yùn)動(dòng) 碰到 SQ2 往返 S Q 1 工 作 臺 擋 鐵 2 反 向 K M 2 S Q 2 S Q 3 S Q 4 擋 鐵 1 正

17、向 K M 1 7. 其他典型的控制電路 (1) 多地點(diǎn)控制電路 SB3和 SB4并聯(lián) ，任意按下 一個(gè)， M就 起動(dòng) SB1和 SB2串聯(lián) ，任意按下 一個(gè)， M就 停止 同理： n地控制？ (2) 順序起、?？刂齐娐?SB2按下 KM1通電自 鎖 M1起動(dòng) SB4按下 KM2通電自 鎖 M2起動(dòng) 只有 M1起動(dòng)后， M2才能 起動(dòng) SB3按下 KM2斷電 M2停止 SB1按下 KM1， KM2都 斷電 M1和 M2都停止 若 M2工作， M1必須也工作； 若 M1停止， M2必須也停止的聯(lián)鎖關(guān)系 按下起動(dòng)按鈕 SB2， KM1 得電自鎖，電機(jī) M1起動(dòng) KT開始計(jì)時(shí)， t秒后， 常開閉合，

18、 KM2得電， 電機(jī) M2自動(dòng)起動(dòng) 利用時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn) 順序控制 (b) 按時(shí)間原則順序控制電路 (3) 步進(jìn)控制電路 按 SB 2 KA1 吸合、自鎖 KA2 吸合、自鎖 KA3 吸合、自鎖 KA4 吸合、自鎖 KA3 、 YV3 失電 K A 1 、 YV1 的失電 KA2 、 YV2 的失電 YV1 動(dòng)作 YV2 動(dòng)作 YV3 動(dòng)作 （第一工步） （第二工步） （第三工步） （工作結(jié)束） S Q 1 S Q 2 S Q 3 工作原理 按 SB1 KA4失電 工作結(jié)束。 2.2.2 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng) 控制電路 1.定子繞組串電阻減壓起動(dòng)控制電路 2.星 -三角減壓起動(dòng)控制電路

19、3.自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電路 1、 星形 -三角形降壓起動(dòng)控制電路 使用條件： 正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的籠型異步電動(dòng)機(jī) 。 控制步驟： 起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先接成星形，限制起動(dòng)電流； 待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將定子繞組的接線自動(dòng)由 星形轉(zhuǎn)變成三角形，電動(dòng)機(jī)便進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。 籠型異步電動(dòng)機(jī)容量 10KW時(shí)，起動(dòng)電流較大，需要 降壓起動(dòng)。即：起動(dòng)時(shí)降低電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓， 起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值使之在正常電壓下運(yùn)行。 起動(dòng)時(shí)聯(lián)結(jié)成星形的定子繞組電壓與電流都 只有三角形聯(lián)結(jié)時(shí)的 ，由于三角形聯(lián) 結(jié)時(shí)繞組內(nèi)的電流是線路電流的 ，而 星形聯(lián)結(jié)時(shí)兩者則是相等的。 因此，聯(lián)結(jié)成星

20、形起動(dòng)時(shí)的線路電流只有聯(lián) 結(jié)成三角形直接起動(dòng)時(shí)線路電流的 1/3 。 3/1 3/1 主電路： KM1閉合 KM2（ ） KM3（ Y） KM2、 KM3不能同時(shí)吸合，否則電源短路 KT 失電 按 SB2 KT 吸合、延時(shí) KM3失電 KM2吸合 電機(jī) “ ”運(yùn)行。 KM3吸合 KM1吸合、自鎖 電機(jī) “ Y”啟動(dòng)。 延時(shí)完 用 KT實(shí)現(xiàn) Y 的 自動(dòng)切換 控制電路： 控制電路的特點(diǎn)： 1) KM3先吸合 KM1后吸合 KM3的主觸點(diǎn)在無負(fù) 載的條件下接觸，延長 KM3主觸點(diǎn)的使用壽命 2) KM2和 KM3形成互鎖保 護(hù)措施 3) 電機(jī)繞組由 Y形 形后，隨著 KM3失電， KT 失電復(fù)位

21、2.2.4 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng) 控制電路 1. 制動(dòng)： 電動(dòng)機(jī)切斷電源后，要有個(gè)與轉(zhuǎn) 動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，使之迅速停止。 2. 制動(dòng)分類： 機(jī)械制動(dòng)：用機(jī)械裝置強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停車 電氣制動(dòng)：在電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與原來 旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降 3. 電氣制動(dòng)分類： 反接制動(dòng) 能耗制動(dòng) 4. 反接制動(dòng) 1) 定義： 利用改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn) 生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生 制動(dòng) 2)原理： 單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路 首先回憶：速度繼電器 KS的轉(zhuǎn)軸與電機(jī)相連，測 得電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過一定值時(shí)， KS的觸點(diǎn) 動(dòng)作。 KS的動(dòng)作轉(zhuǎn)速： 12

22、0r/min 復(fù)位轉(zhuǎn)速： 100r/min 分析： 停車 ： SB1按下常閉打開 ,常 開閉合 KM1失電， KM2通電自 鎖電機(jī)定子繞組得到相序相反 的電源電機(jī)進(jìn)入 反接制動(dòng) 狀態(tài) n下降到 100r/min以下 KS 觸點(diǎn)復(fù)位 KM2斷電打開（防止 電機(jī)反轉(zhuǎn)）反接制動(dòng)結(jié)束 起動(dòng) ： SB2按下 KM1通電， 觸點(diǎn)閉合自鎖 M旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 n 上升到 120r/min時(shí) KS觸點(diǎn)閉合， 為制動(dòng)做準(zhǔn)備 反接制動(dòng)時(shí)，定子繞組中流過的 電流相當(dāng)于全壓直接起動(dòng)時(shí)電流的 2 倍，所以 10KW以上電機(jī)采用反接 制動(dòng)時(shí)，應(yīng)在主電路中 串接電阻 ， 限制電流 S B 2 S B 1 F U F R R K M

23、 2 K M 1 K M 2 K M 1 K M 1 L 1 L 2 L 3 V M 3 K S Q F 3 K M 2 F R K M 1 n K S K M 2 M 自鎖、互鎖、復(fù)合按鈕聯(lián)鎖控制 在電氣控制中，常選擇某些能反應(yīng)生產(chǎn)過程 的變化參數(shù)作為控制參量進(jìn)行控制； 如：自動(dòng)往返：行程原則 星三角減壓起動(dòng)：時(shí)間原則 反接制動(dòng)：速度原則 2.2.6 組成電氣控制電路的基本規(guī)律 1.短路保護(hù) 2.過電流保護(hù) 3.過載保護(hù) 4.零電壓保護(hù)和欠電壓保護(hù) 2.2.7 電氣控制電路中的保護(hù)環(huán)節(jié) 設(shè)計(jì)思路舉例 ： P.63-11題 設(shè)計(jì)小車運(yùn)行的控 制電路 ,小車由異步電機(jī) 拖動(dòng) ,其動(dòng)作程序如下 :

24、 小車由原位開始前進(jìn) ,到 終端后自動(dòng)停止 ;在終端 停留 2分鐘后自動(dòng)返回原 位停止 .要求小車在前進(jìn) 或后退途中的任意位臵 都能停止和啟動(dòng) . K M 1 S Q 1 S B 1 S B 2 S Q 1 K T K M 1 K M 2 K T K M 2 S Q 2 K M 1 K M 2 S B 3 作業(yè) : 1、 畫出所有所學(xué)電器的圖形和文字符號 ， 并寫出功 能 2、 說出自鎖和互鎖的區(qū)別 ， 并各舉一例 （ 控制電路 ） 3、 畫出異步電機(jī)正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 停止的主電路及 控制電路 ， 并寫出工作原理 4、 畫出自動(dòng)往返電路的控制電路 ， 并寫出工作原理 5、 P.63 9， 11， 14， 17