第二章基本電氣控制電路

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)

常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電氣安裝接線圖與電氣元件布置圖。

常用圖形、文字符號(hào)見附錄A（P264）

我國電氣設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T4728—1996~2000《電氣簡圖用圖形符號(hào)》、GB/T6988.1~4—2002《電氣技術(shù)文件的編制》、GB/T6988.6—1993“控制系統(tǒng)功能圖表的繪制”、GB/T7159—1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》、GB/T6988—1997“電氣制圖”要求。2.1.1電氣圖中的圖形符號(hào)及文字符號(hào)電氣圖形符號(hào)是電氣技術(shù)領(lǐng)域必不可少的工程語言，只有正確識(shí)別和使用電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)，才能閱讀電氣圖和繪制符合標(biāo)準(zhǔn)的電氣圖。2.1.2電氣原理圖的繪制原則電氣原理圖:用來表示電路各電氣元件中導(dǎo)電部件的聯(lián)接關(guān)系和工作原理的圖。繪制原則：

1．分為主電路和輔助電路（控制電路、信號(hào)電路等）應(yīng)分別繪出。主電路：大電流，從電源到電動(dòng)機(jī)的電路（組合開關(guān)、熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電器熱元件、電動(dòng)機(jī)等），用粗實(shí)線繪在圖紙左側(cè)，期中電源電路用水平線繪制，保護(hù)電路及電動(dòng)機(jī)垂直于電源電路；輔助電路：包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路、保護(hù)電路等，用細(xì)實(shí)線繪在圖紙右側(cè)，垂直于電源電路。2．電氣原理圖中電氣元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排，各電氣部件按動(dòng)作順序從上到下，從左到右依次排列；1.繪制電氣原理圖的基本原則3)各電氣元件不畫實(shí)際的外形圖，但要采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來繪制。

4)電氣原理圖中所有電器的觸點(diǎn)，應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的開閉狀態(tài)畫出。

5)事故、備用、報(bào)警開關(guān)應(yīng)表示在設(shè)備正常使用時(shí)的位置。

6)應(yīng)盡可能減少線條和避免交叉線。（T型交叉可畫也可不畫，十字交叉畫實(shí)心圓點(diǎn)）

7)有機(jī)械聯(lián)系的元器件用虛線連接。8）各接線端子用規(guī)定的字?jǐn)?shù)字符號(hào)標(biāo)記：如：L1、L2、L3、N、PE；L+、L-、M；U、V、WCW6132型車床的電氣原理圖2.圖面區(qū)域的劃分電氣原理圖上方的1、2、3、…數(shù)字是圖區(qū)編號(hào)，是為了便于檢索電氣線路、方便閱讀分析而設(shè)置的。圖區(qū)編號(hào)也可設(shè)置在圖的下方。圖幅大時(shí)可在圖紙左方加入a、b、c、…字母圖區(qū)編號(hào)。圖區(qū)編號(hào)下方的文字表明對(duì)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。3.符號(hào)位置的索引

索引代號(hào)的組成接觸器在附圖中各欄的含義2.1.3電氣安裝接線圖(第五講）

主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。電氣接線圖的繪制原則：1）各電氣元件均按實(shí)際安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。2）一個(gè)元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點(diǎn)劃線框起來，即采用集中表示法。3）各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須與電氣原理圖一致，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)。4）各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號(hào)，各接線端子的編號(hào)必須與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號(hào)相一致。5）繪制安裝接線圖時(shí)，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。例：電氣安裝接線圖為三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止控制線路安裝接線圖

2.1.4電氣元件布置圖（P40)

用來表明電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。電器元件的布置應(yīng)注意以下幾方面：1）體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器安裝板的上面。2）強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。3）需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。5）電器元件布置不宜過密，應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。6）按電器元件外形尺寸繪出，并標(biāo)明元件間距。例：CW6132型車床控制盤電器布置圖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

2.2.3三相繞線轉(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.電動(dòng)機(jī)單向點(diǎn)動(dòng)控制電路(第四講）2.電動(dòng)機(jī)單向自鎖控制電路(1)電路的工作原理

(2)電路的保護(hù)環(huán)節(jié)1)短路保護(hù)。

2)過載保護(hù)。

3)欠電壓和失電壓保護(hù)。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(1)正-停-反控制電路

(2)正-反-?？刂齐娐?1)正-停-反控制電路(2)正—反—停控制電路要使電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)，需先按停止按鈕SB1，這顯然在操作上不便，為了解決這個(gè)問題，可利用復(fù)合按鈕進(jìn)行控制，將起動(dòng)按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)接入到對(duì)方接觸器線圈的電路中，就可以直接實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的切換控制了，控制電路如右圖。5.自動(dòng)停止控制電路電路的工作原理：當(dāng)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2后，KM1的線圈通電吸合并自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件作相應(yīng)的移動(dòng)，當(dāng)位移至規(guī)定位置(或極限位置)時(shí)，安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋鐵(撞塊)便壓下SQ1，SQ1常閉觸點(diǎn)斷開，KM1斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)即使再按SB2，KM1也不會(huì)吸合，只有按反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB3，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，使運(yùn)動(dòng)部件退回，擋鐵脫離行程開關(guān)SQ1，SQ1的常閉觸點(diǎn)復(fù)位，為下次正向起動(dòng)做準(zhǔn)備。6.自動(dòng)往返控制電路(第六講）7.其他典型控制電路(1)多地控制電路

(2)順序起、?？刂齐娐?/p>

(3)步進(jìn)控制電路(1)多地控制電路兩地的起動(dòng)按鈕SB3、SB4常開觸點(diǎn)并聯(lián)起來控制器KM線圈，只要其中任一按鈕閉合，KM線圈就通電吸合；兩地的停止按鈕SB1、SB2常閉觸點(diǎn)串聯(lián)起來控制KM線圈，只要其中有一個(gè)觸點(diǎn)斷開，接觸器KM線圈就斷電。推而廣之，n地控制電路只要將n地的起動(dòng)按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)起來，將n地的停止按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)起來控制接觸器KM線圈，即可實(shí)現(xiàn)n地啟、?？刂?。

(2)順序起、?？刂齐娐?a)順序控制主電路及按動(dòng)作順序控制電路(b)按時(shí)間原則順序控制電路

(3)步進(jìn)控制電路上述控制過程中，每一時(shí)刻，保證只有一個(gè)程序步在工作。每個(gè)程序步均包含程序的開始（或程序的轉(zhuǎn)移）、程序的執(zhí)行、程序的結(jié)束三個(gè)階段。這里以上一個(gè)程序步動(dòng)作的完成作為轉(zhuǎn)入下一個(gè)程序的轉(zhuǎn)換信號(hào)，使程序依次自動(dòng)地轉(zhuǎn)換執(zhí)行。

2.2.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路1.電動(dòng)機(jī)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

3.自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電路1.電動(dòng)機(jī)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1)接觸器KM3先吸合，KM1后吸合。

2)互鎖保護(hù)措施。

3)電動(dòng)機(jī)繞組由星形聯(lián)結(jié)向三角形聯(lián)結(jié)自動(dòng)轉(zhuǎn)換后，隨著KM3失電，KT失電復(fù)位。3.自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電路2.2.3三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路按電流原則設(shè)計(jì)的控制電路2.2.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路1.反接制動(dòng)控制電路

2.能耗制動(dòng)控制電路1.反接制動(dòng)控制電路(1)單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路

(2)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路(1)單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路電路的工作原理：起動(dòng)時(shí)，合上電源開關(guān)QF，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1的線圈得電吸合且自鎖，KM1的主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定數(shù)值時(shí)，速度繼電器KS的常開觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)做好準(zhǔn)備。停車時(shí)，按停止按鈕SB1，接觸器KM1的線圈失電釋放，KM1的主觸點(diǎn)斷開電動(dòng)機(jī)的工作電源；而接觸器KM2的線圈得電吸合，KM2的主觸點(diǎn)閉合，串入電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)反向電磁轉(zhuǎn)矩(即制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)，迫使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至100r/min以下時(shí)，速度繼電器KS的常開觸點(diǎn)復(fù)位打開，使接觸器KM2的線圈失電釋放，及時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)的電源，防止電動(dòng)機(jī)的反向再起動(dòng)。(1)單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路(2)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路2.能耗制動(dòng)控制電路(1)單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制電路

(2)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制電路(1)單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制電路(2)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制電路采用速度原則控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(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1.雙速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理

雙速電機(jī)的變速是通過改變定子繞組的聯(lián)結(jié)來改變極對(duì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。常見的定子繞組接法方式有兩種：三角形→雙星形（△→YY）變換和星形→雙星形（Y→YY）變換。

(1)接觸器控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路2.雙速電動(dòng)機(jī)的控制電路(2)接觸器、時(shí)間繼電器控制的雙速電動(dòng)機(jī)控制電路(第六講）2.2.6電氣控制電路中的保護(hù)環(huán)節(jié)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)2.3典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制電路的分析

2.3.1電氣控制電路分析的基礎(chǔ)

2.3.2電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟

2.3.3C650型臥式車床電氣控制電路的分析

2.3.1電氣控制電路分析的基礎(chǔ)1.電氣控制電路分析的依據(jù)

2.電氣控制電路分析的內(nèi)容和要求1.電氣控制電路分析的依據(jù)分析設(shè)備電氣控制電路的依據(jù)是設(shè)備本身的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、加工工藝要求、電力拖動(dòng)要求和電氣控制要求等。這些依據(jù)來自設(shè)備本身的有關(guān)技術(shù)資料，如設(shè)備操作使用說明書、電氣原理圖、電氣安裝接線圖及電氣元件明細(xì)表等。(1)設(shè)備操作使用說明書

(2)電氣原理圖(1)設(shè)備操作使用說明書1)設(shè)備的構(gòu)造組成、工作原理，傳動(dòng)系統(tǒng)的類型及驅(qū)動(dòng)方式，主要性能指標(biāo)等。

2)電氣傳動(dòng)方式，電動(dòng)機(jī)及執(zhí)行電器的數(shù)量、規(guī)格型號(hào)、用途、控制要求及安裝位置等。

3)設(shè)備的操作方式，各種操作手柄、開關(guān)、按鈕、指示燈的作用與安裝位置。

4)與機(jī)械、液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電氣元器件，如行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器、各種傳感器等元器件，它們的安裝位置、工作狀態(tài)及與機(jī)械、液壓部分的關(guān)系，在控制中的作用等。2.電氣控制電路分析的內(nèi)容和要求(2)電氣原理圖電氣原理圖是控制電路分析的中心內(nèi)容。在分析時(shí)，必須與閱讀其他技術(shù)資料結(jié)合起來，例如，各種電動(dòng)機(jī)及執(zhí)行電器的控制方式、位置及作用，各種與機(jī)械設(shè)備有關(guān)的位置開關(guān)、主令電器的狀態(tài)等。2.電氣控制電路分析的內(nèi)容和要求2.3.2電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟1.分析主電路

2.分析控制電路

3.分析輔助電路

4.分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)

5.分析特殊控制環(huán)節(jié)

6.總體檢查2.3.3C650型臥式車床電氣控制電路的分析1.車床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

C650型臥式車床的結(jié)構(gòu)示意圖

1—床身2—主軸3—刀架4—溜板箱5—尾座2.電力拖動(dòng)和控制要求主軸電動(dòng)機(jī)Ｍ1

：車床的主軸運(yùn)動(dòng)及溜板箱進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由主軸電動(dòng)機(jī)M1來拖動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)方式，可正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)整方便，還應(yīng)具有點(diǎn)動(dòng)功能。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2

：車削加工時(shí)，為防止刀具和工件的溫升過高，需要用冷卻液冷卻，因此需安裝一臺(tái)冷卻泵，由冷卻泵電機(jī)拖動(dòng)。它只需要單方向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，采用直接起、停方式。快