第2章控制線路

第2章電動機(jī)的基本電氣控制線路熟悉常用低壓控制電器的作用,特點(diǎn),應(yīng)用和電氣符號;掌握繼電器-接觸器控制電路中的基本控制環(huán)節(jié);學(xué)會分析較復(fù)雜的繼電器-接觸器控制電路;學(xué)會設(shè)計一般的繼電器-接觸器控制電路.常用控制電器與執(zhí)行電器1.低壓控制電器1)低壓電器:工作在交流1000V,直流1200V及以下的電路中,用來對電能的產(chǎn)生,輸送,分配和使用起開關(guān),控制,保護(hù)和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備.例:一臺初軋機(jī)用400多種3300多件低壓電器來控制.低壓電器分為:低壓控制電器;低壓配電電器.2)常用低壓控制電器常用低壓控制電器:有12大類:刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)H;繼電器J;熔斷器R;主令電器L;自動開關(guān)D;電阻器Z;控制器K;變阻器B;接觸器C;調(diào)整器T起動器Q;電磁鐵M電動機(jī)的基本控制線路

沒有特別指明,電動機(jī)均指三相鼠籠式異步電動機(jī)

2.1電氣元件符號與電氣圖1.電氣符號:電氣圖的基本單元有圖形符號,文字符號,回路標(biāo)號..(均有國家標(biāo)準(zhǔn))2..電氣圖分類:一般有電氣原理圖,電氣設(shè)備安裝圖,電氣接線圖.3.電氣原理圖電氣原理圖的繪制一般按以下規(guī)律進(jìn)行：(1）電氣控制線路圖分為主電路和控制電路.一般主電路圖在左側(cè)，控制電路圖在右側(cè)。主電路和控制電路可以繪制在一張圖紙上，也可以分開畫。(2）同一個電氣元件的各個部件用同一文字符號表示，可以畫在圖中的不同位置，或者不同的圖紙上。(3）手柄、開關(guān)、觸點(diǎn)等的位置和狀態(tài)，均按沒有通電、沒有施加外力等原始狀態(tài)畫出。(4）各個電氣元件的連接導(dǎo)線要編號，編號用國家標(biāo)準(zhǔn)的回路標(biāo)號表示。1235749611131517L11L21L31L12L22L32UVW注意電氣原理圖中的圖形符號,文字符號和回路標(biāo)號電氣原理圖舉例2.2電動機(jī)的起動控制線路

電動機(jī)的基本控制線路主要有電動機(jī)的起動,制動,調(diào)速控制線路.1電動機(jī)直接起動控制1)電動機(jī)的起動控制線路

按下起動按鈕1SB----接觸器KM得電吸合----KM的主觸點(diǎn)閉合,電動機(jī)起動;同時,KM的動合觸點(diǎn)也閉合,當(dāng)松開1SB后,能保持KM線圈有電,電動機(jī)繼續(xù)運(yùn)行.這個觸點(diǎn)的作用稱為自鎖(自保持).2)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路圖(a)中,按下正轉(zhuǎn)起動按鈕FSB,正轉(zhuǎn)接觸器FKM線圈得電自鎖,電動機(jī)定子繞組接入三相電源正轉(zhuǎn).當(dāng)需要電動機(jī)反轉(zhuǎn)時,先按下停止按鈕SB,FKM失電,電動機(jī)失電停止;再按下反轉(zhuǎn)起動按鈕RSB,反轉(zhuǎn)接觸器RKM得電并自鎖,電動機(jī)接入反相序的三相電源,電動機(jī)反轉(zhuǎn).該線路有下述缺點(diǎn)，若電動機(jī)正轉(zhuǎn)工作時,誤接反轉(zhuǎn)起動按鈕RSB，可以使FKM，RKM接觸器同時接通，會造成圖中虛線所示的電源相間短路的嚴(yán)重事故。必須要加以保護(hù)，為此采用圖(b)所示的電氣互鎖，也就是用一個接觸器的動斷觸點(diǎn)串在另一個接觸器的線圈回路。電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路圖(b)中,當(dāng)按下FSB按鈕后，正轉(zhuǎn)接觸器FKM動作，使電動機(jī)正轉(zhuǎn)。FKM的一個動斷觸點(diǎn)串聯(lián)在接觸器RKM線圈的控制回路內(nèi)，它此時先斷開，切斷了接觸器RKM線圈的回路。FKM的一個動合觸點(diǎn)后閉合實(shí)現(xiàn)自鎖。若再按RSB按鈕，接觸器RKM受FKM的動斷觸點(diǎn)互鎖不能動作，這樣就防止了電源短路的事故。電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路圖(c)是既有觸點(diǎn)電氣互鎖,又有按鈕機(jī)械互鎖的雙重互鎖電路.思考題:1.在該線路中,電動機(jī)正轉(zhuǎn)工作時,如果需要它反轉(zhuǎn)工作,要不要先按停止按鈕SB,再按RSB?2.這樣來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),是優(yōu)點(diǎn)還是不足?3)電動機(jī)的點(diǎn)動控制線路

電動機(jī)的點(diǎn)動控制線路包括點(diǎn)動控制,既能點(diǎn)動又能起動的控制線路

在下圖中,(a)為點(diǎn)動,其他3個均為既能點(diǎn)動又能起動的控制線路.圖(C)中是利用復(fù)式按鈕2SB實(shí)現(xiàn)控制的,用得比較多.4)多地控制電動機(jī)的線路將起動按鈕并聯(lián);停止按鈕串聯(lián),就可以實(shí)現(xiàn)多地對電動機(jī)的控制.右圖為兩地對電動機(jī)實(shí)現(xiàn)起動與停止的控制.1SB,3SB在一個地方;2SB,4SB在另一個地方.5)電動機(jī)的順序控制線路

機(jī)床主傳動與潤滑油泵傳動間就是一種最常見的順序控制。當(dāng)機(jī)床主軸工作時，首先要求在齒輪箱內(nèi)有充足的潤滑油；龍門刨床工作臺移動時，導(dǎo)軌內(nèi)也必須先有足夠的潤滑油。因此要求主傳動電動機(jī)應(yīng)該在潤滑油泵工作后才準(zhǔn)啟動，兩臺電動機(jī)的順序起動采用下頁圖(a),(b)的控制線路。而兩臺電動機(jī)順序起動,順序停止的控制線路見圖(c).電動機(jī)的順序控制線路（a）中的輔助觸點(diǎn)1KM既起自鎖，又起連鎖的作用。在圖（a）中，按下起動按鈕1SB，接觸器1KM得電，電動機(jī)1M起動；1KM的動合觸點(diǎn)閉合，一方面自鎖，另一方面，為電動機(jī)2M的工作作準(zhǔn)備，這種作用稱之為連鎖。當(dāng)需要2M工作時，只需按下按鈕2SB，2KM得電并自鎖，2M工作運(yùn)行。當(dāng)電動機(jī)1M沒有工作時，無論怎么按2SB，2KM都不能得電，2M都不會起動，這就是順序起動控制。按下停止按鈕3SB,電動機(jī)1M,2M同時停止.電動機(jī)的順序控制線路圖（b）中的接觸器的輔助觸點(diǎn),一個1KM起自鎖作用，另一個1KM起連鎖作用.在圖（b）的電路中,電動機(jī)1M先起動之后,然后電動機(jī)2M才能起動.還增加了電動機(jī)2M可以單獨(dú)停止的環(huán)節(jié)。按下停止按鈕2SB,電動機(jī)2M單獨(dú)停止;按下停止按鈕1SB,電動機(jī)1M,2M同時停止.思考題:兩臺電動機(jī)順序起動,并能同時和分別停止.參考答案在圖(b)的基礎(chǔ)上,增加:控制總線上加一個總停止按鈕SB;連鎖觸點(diǎn)1KM的動合輔助觸點(diǎn)上并聯(lián)2KM的動合輔助性觸點(diǎn).電動機(jī)的順序控制線路圖(c)是這兩臺電動機(jī)順序起動順序停止的控制線路.1KM的另一個動合觸點(diǎn)連鎖電動機(jī)2M的起動,即1M先起動,2M才可以起動;2KM的另一個動合觸點(diǎn)連鎖電動機(jī)1M的停止,即2M先停止,1M才可以停止.2電動機(jī)降壓起動控制線路

當(dāng)電動機(jī)容量大時,為了減少起動電流,一般采用降壓起動的方法.

(1)電動機(jī)定子串電阻降壓起動的自動控制線路

電動機(jī)定子串電阻降壓起動的自動控制線路在電動機(jī)定子串電阻實(shí)行降壓起動，在電動機(jī)起動后，應(yīng)該將起動電阻切除，使電動機(jī)處于全壓運(yùn)行。上圖所示線路為實(shí)現(xiàn)上述要求的按時間原則控制的一種自動控制線路。按時間原則控制是由反映時間長短的時間繼電器配合交流接觸器實(shí)現(xiàn)的在圖中，按下起動按鈕1SB，接觸器1KM立即動作，于是在電動機(jī)M的定子中串入電阻Rst降壓起動，使起動電流下降；與此同時,1KM的一個動合輔助觸點(diǎn)自鎖工作，另一個接通時間繼電器KT的線圈，時間繼電器開始延時，延時時間整定為5-7秒，待電動機(jī)起動完了，延時結(jié)束，KT的延時閉合動合觸點(diǎn)閉合使接觸器2KM得電，2KM的動合主觸點(diǎn)將起動電阻Rst短接，電動機(jī)全電壓工作，這時2KM的動斷輔助觸點(diǎn)斷開使1KM失電，時間繼電器KT線圈也失電，既工作可靠，又節(jié)約電能。(2)電動機(jī)Y-△降壓起動的自動控制線路

電動機(jī)Y-△降壓起動的自動控制線路在上圖中，按下起動按鈕1SB，KT、1KM、3KM同時得電。1SB接通后，時間繼電器KT得電，KT的延時斷開的動合觸點(diǎn)瞬時閉合，使1KM得電，1KM的動斷觸點(diǎn)先斷開，使2KM不能得電；1KM的兩個動合主觸點(diǎn)使定子繞組接成星形，一個動合輔助觸點(diǎn)使3KM得電，3KM的動合主觸點(diǎn)把電動機(jī)接上電源進(jìn)行降壓起動，其動合輔助觸點(diǎn)自鎖，動斷觸點(diǎn)使KT失電。經(jīng)過5-7秒鐘延時后，電動機(jī)已達(dá)到運(yùn)行轉(zhuǎn)速，此時KT的延時斷開動合觸點(diǎn)自動斷開，使1KM失電，1KM的動斷觸點(diǎn)恢復(fù)，接著2KM得電，使電動機(jī)定子繞組由星形換接到三角形連接而加上全電壓運(yùn)行。圖中，3KM為線路接觸器，1KM為星形起動接觸器，2KM為三角形運(yùn)行接觸器。該控制線路在電動機(jī)正常運(yùn)行時，時間繼電器KT線圈不帶電，節(jié)約了控制電路的電能。2.3電動機(jī)制動控制線路

當(dāng)電動機(jī)需要快速,準(zhǔn)確停車時,采用電氣制動的方法.(1)能耗制動控制線路:在下頁圖中要電動機(jī)停車時，按下停止按鈕2SB，2SB是復(fù)式按鈕，它的動斷觸點(diǎn)先斷開，使KM失電，將電動機(jī)從交流電網(wǎng)中切除，KM的動斷觸點(diǎn)恢復(fù)；2SB的動合觸點(diǎn)后閉合，使時間繼電器KT和制動接觸器KMB的線圈同時得電，KMB之動合觸點(diǎn)將直流電源(經(jīng)變壓器T和固體整流器SR而獲得)接入電動機(jī)定子繞組，使電動機(jī)進(jìn)入能耗制動狀態(tài)；KMB自鎖，保證松開2SB后KMB暫時不致斷電。而在KMB得電的同時，時間繼電器開始延時，經(jīng)過3秒鐘延時后，將其延時斷開的動斷觸點(diǎn)斷開，使KMB失電，將接入電動機(jī)定子的直流電源切除，且其自鎖觸點(diǎn)斷開，KMB將不會重新得電。電動機(jī)已經(jīng)停車。能耗制動控制線路按下2SB，KM失電，KMB得電，電動機(jī)定子繞組通入直流電制動；同時KT得電開始延時，3-5秒后KT斷開，KMB和KT失電，制動結(jié)束。(2)反接制動控制線路速度繼電器電動機(jī)的反接制動由速度繼電器配合接觸器來實(shí)現(xiàn)。感應(yīng)式速度繼電器原理結(jié)構(gòu)如下圖所示。繼電器的軸1和需控制速度的電動機(jī)軸相連接，其結(jié)構(gòu)與鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組類似。故它的工作原理也與鼠籠式異步電動機(jī)完全一樣。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，永久磁鐵也一起轉(zhuǎn)動，這相當(dāng)一旋轉(zhuǎn)磁場，在繞組4里感應(yīng)出電勢和電流，使定子有趨勢和轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，于是杠桿5觸動彈簧片8或9，使觸頭系統(tǒng)6或7動作(視軸的旋轉(zhuǎn)方向而定)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸接近停止時，動觸點(diǎn)跟著彈簧片恢復(fù)原來的位置，與兩個靠外邊的靜觸點(diǎn)分開，而與靠內(nèi)側(cè)的靜觸點(diǎn)閉合。6,7:觸點(diǎn)機(jī)床上常用的感應(yīng)式速度繼電器有JY1型和JFZO型，JY1型能在轉(zhuǎn)速為3000r/min以下可靠的工作.速度繼電器的工作原理:一般情況下，速度繼電器當(dāng)轉(zhuǎn)速大于300r/min以下時，觸點(diǎn)就可靠動作；當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100r/min以下時，觸點(diǎn)就恢復(fù)原狀，以達(dá)到準(zhǔn)確的制動。速度繼電器又稱之為反接制動繼電器。電動機(jī)反接制動的自動控制線路下圖所示為按速度控制的電動機(jī)反接制動的自動控制線路。當(dāng)按下起動按鈕1SB后，KM即得電使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)并自鎖；KM的動斷觸點(diǎn)斷開，使制動接觸器KMB不可能得電。當(dāng)電動機(jī)起動至一定轉(zhuǎn)速時(大于300r/min)，速度繼電器KS可靠動作，將動合觸點(diǎn)KS閉合，為KMB的通電，即為反接制動作好準(zhǔn)備。需要電動機(jī)停止時，按下停止按鈕2SB，KM失電，其動斷觸點(diǎn)閉合，由于速度繼電器的動合觸點(diǎn)在電動機(jī)起動過程中已經(jīng)閉合，即便此時電動機(jī)已脫離電源，由于慣性其轉(zhuǎn)速仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于300r/min，因此KMB得電，電動機(jī)三相繞組通入反相序的交流電源，實(shí)現(xiàn)反接制動，轉(zhuǎn)速迅速下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于零時（小于100r/min以下時），KS之動合觸點(diǎn)斷開，KMB失電，電動機(jī)處于爬行狀態(tài)，電動機(jī)很快就停止了。由于在反接制動時，電動機(jī)的反接電流很大，因此，反接制動過程中必須在電動機(jī)定子電路串入反接制動電阻R.2.4電動機(jī)變磁極對數(shù)的調(diào)速控制線路

多速電動機(jī)就是通過改變繞組的連接方法來改變磁極對數(shù)的.多速電動機(jī)中，有用兩套繞組的，也有用一套繞組的。在倍極比（如4/2、8/4極等）雙速電動機(jī)中用一套繞組；在非倍極比二速（如6/4、8/6極等）、三速、四速電動機(jī)中采用兩套繞組。通過改變電動機(jī)外接線的方法，獲得二種、三種、四種轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，稱為單繞組多速電動機(jī)。單繞組雙速電動機(jī)是最簡單的多速電動機(jī)，常見的連接方式有△/YY和Y/YY兩種。雙速電動機(jī)應(yīng)用較廣。電動機(jī)變磁極對數(shù)的調(diào)速控制線路雙速異步電動機(jī)變速的控制線路，如下頁圖所示.通過轉(zhuǎn)換開關(guān)QB手動控制來選取所需之轉(zhuǎn)速.將QB扳到1的位置，再按下1SB，則1KM得電且自鎖，使電動機(jī)定子繞組連成三角形接入電網(wǎng)低速運(yùn)行。將QB扳到2的位置，再按下2SB，2KM和3KM同時得電且自鎖，使電動機(jī)定子繞組連成雙星形接入電網(wǎng)以高速運(yùn)行。需要停車時，按下SB即可。接觸器1KM與2KM(或3KM)互鎖，使二者不會同時得電，以避免產(chǎn)生電源短路等事故.電動機(jī)變磁極對數(shù)的調(diào)速控制線路2.5液壓動力滑臺的電氣控制線路

液壓動力頭的自動工作循環(huán)是由電氣控制線路控制液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。(1)動力頭的基本工作循環(huán)有多種,一次工作進(jìn)給的工作循環(huán)有。

一次工作進(jìn)給：快進(jìn)——工進(jìn)——快退；

帶延時的一次工作進(jìn)給：快進(jìn)——工進(jìn)——延時停留——快退；(2)液壓系統(tǒng)圖中的元件動力裝置：液壓泵YB，圖中帶箭頭表示為變量泵。液壓泵由單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)M拖動；；執(zhí)行機(jī)構(gòu)：油缸YG，圖中為單活塞桿油缸；控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：電磁換向閥1YV、2YV，其中1YV為三位五通電磁閥，2YV為二位二通電磁閥，它們分別由電磁鐵1YA、2YA、3YA推動滑閥移動來控制液流流動方向。節(jié)流閥L；輔助裝置：過濾器1U、2U，油箱，油管等。(3)一次工作進(jìn)給的液壓動力頭的液壓系統(tǒng)與電氣控制圖。

一次工作進(jìn)給的液壓動力頭的液壓系統(tǒng)與電氣控制圖。動力頭原位停止：在上圖中，動力頭由液壓油缸YG帶動，可作前后進(jìn)給運(yùn)動。當(dāng)電磁鐵1YA、2YA、3YA都斷電時，電磁閥1YV處于中間位置，動力滑臺停止不動。動力滑臺在原位時，限位開關(guān)1ST由檔鐵壓動，1ST的動合觸點(diǎn)閉合，動斷觸點(diǎn)斷開。

一次工作進(jìn)給的液壓動力頭的液壓系統(tǒng)與電氣控制圖。動力頭快進(jìn):按下起動按鈕1SB中間繼電器1K線圈得電動作并自鎖，它的另一個動合觸點(diǎn)使電磁鐵1YA、3YA通電。1YA得電使三位五通電磁閥1YV的閥桿推向右端，3YA通電使二位二通閥的閥桿推向左端，油缸YG拖動滑臺向前快進(jìn)。一次工作進(jìn)給的液壓動力頭的液壓系統(tǒng)與電氣控制圖。動力頭工進(jìn)：在動力滑臺快進(jìn)過程中，當(dāng)檔鐵壓動行程開關(guān)3ST時，其動合觸點(diǎn)3ST閉合，使中間繼電器2K得電動作，2K的動斷觸點(diǎn)