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电气控制线路的设计 、 安装与调试 授课专业：电力系统自动化技术专业 授课教师：鲁珊珊 授课时间：2012/2013年第一学期 绪 论 一 电气控制技术的发展概况 先前课程： 工厂电气与可编程序控制器应用技术 包含： 工厂电气控制 可编程控制（PLC） 视频介绍：1 2 图片介绍 ： 电气控制技术主要应用于工业控制电气控制技术主要应用于工业控制 人工控制人工控制 自动控制自动控制 简单控制简单控制 复杂控制复杂控制 硬件控制硬件控制 软件控制软件控制 二二 主要内容主要内容 1 1 项目一：三相异步电动机的典型控制系统项目一：三相异步电动机的典型控制系统 （1 1）常用低压电器元件）常用低压电器元件 （2 2）电气控制系统图的识读与绘制原则）电气控制系统图的识读与绘制原则 （3 3）三相异步电动机典型电气控制基本环节）三相异步电动机典型电气控制基本环节 2 2 项目二：车床电气控制系统项目二：车床电气控制系统 3 3 项目三：运货小车工作过程控制项目三：运货小车工作过程控制 （1 1）PLCPLC概述概述 （2 2）PLCPLC硬件组成及各部分功能硬件组成及各部分功能 （3 3）PLCPLC软件组成及编程语言软件组成及编程语言 （4 4）FXFX系列系列PLCPLC系统结构系统结构 （5 5）FXFX系列系列PLCPLC的软元件地址编号和功能概述的软元件地址编号和功能概述 （6 6）运货小车）运货小车PLCPLC电气控制电气控制 4 4 项目四：交通灯控制系统项目四：交通灯控制系统 （1 1）交通灯控制系统）交通灯控制系统 （2 2）编程规则及注意事项）编程规则及注意事项 5 5 项目五：摇臂钻床电气控制系统项目五：摇臂钻床电气控制系统 三三 本课程的性质和要求本课程的性质和要求 1 1 性质性质 实用性强，以电机或其他执行电器为控制对象实用性强，以电机或其他执行电器为控制对象 2 2 能否用能否用PLCPLC控制代替原始继电器接触器控制？控制代替原始继电器接触器控制？ 一方面根据我国当前情况，继电接触器控制仍是一方面根据我国当前情况，继电接触器控制仍是 机械设备最常用的电气控制方式，而且低压电器正机械设备最常用的电气控制方式，而且低压电器正 在向小型化、长寿命发展，出现了功能多样的电子在向小型化、长寿命发展，出现了功能多样的电子 式电器，使继电接触器控制系统性能不断提高，因式电器，使继电接触器控制系统性能不断提高，因 此在今后的电气控制技术中仍占有相当重要的地位此在今后的电气控制技术中仍占有相当重要的地位 。 另一方面另一方面PLCPLC是计算机技术与继电接触器控制是计算机技术与继电接触器控制 技术相结合的产物，而且技术相结合的产物，而且PLCPLC的输入输出仍然与低的输入输出仍然与低 压电器密切相关，因此掌握继电接触器控制技术是压电器密切相关，因此掌握继电接触器控制技术是 学习和掌握学习和掌握PLCPLC应用技术所必须的基础。应用技术所必须的基础。 3 3 具体要求具体要求 （1 1）熟悉常用低压电器的结构原理、用途和型号）熟悉常用低压电器的结构原理、用途和型号 ，具有合理选择、使用的能力。，具有合理选择、使用的能力。 （2 2）熟练掌握继电接触器控制线路的基本环节，）熟练掌握继电接触器控制线路的基本环节， 具有阅读和初步分析电气控制线路工作原理具有阅读和初步分析电气控制线路工作原理 的能力。的能力。 （3 3）了解电气控制电路分析的方法和步骤，熟悉）了解电气控制电路分析的方法和步骤，熟悉 典型生产设备的电气控制线路。典型生产设备的电气控制线路。 （4 4）熟悉可编程序控制器的基本工作原理及应用）熟悉可编程序控制器的基本工作原理及应用 发展概况。发展概况。 （5 5）熟练掌握）熟练掌握PLCPLC的基本指令系统和典型电路的的基本指令系统和典型电路的 编程，掌握可编程序控制器的程序设计方法编程，掌握可编程序控制器的程序设计方法 ，并能够根据一般工艺过程和控制要求进行，并能够根据一般工艺过程和控制要求进行 系统设计和编写应用程序。系统设计和编写应用程序。 （6 6）初步具有设计和改进一般安全机械设备电气）初步具有设计和改进一般安全机械设备电气 控制线路的基本能力。控制线路的基本能力。 项目一 三相异步电动机的典型电气 控制系统 环节一 常用低压电器元件 环节二 电气控制系统图的识读与绘制原则 环节三 三相异步电动机典型电气控制基本 环节 环节一 常用低压电器元件 一 概述 电器是根据外界特定的信号和要求，自动或 手动接通和断开电路，实现对电路或电现象的转 换、控制、保护和调节用的电气设备。 按工作电压、动作方式、作用进行分类。 1 1 按工作电压分类按工作电压分类 低压电器低压电器：工作电压在交流工作电压在交流1000V1000V或直流或直流1200V1200V以下以下 的电器。生产机械大多采用低压电器。的电器。生产机械大多采用低压电器。 高压电器：高压电器：工作电压在交流工作电压在交流1000V1000V或直流或直流1200V1200V以上以上 的电器。的电器。 2 2 按动作方式分类按动作方式分类 自动电器：自动电器：按照信号或某个物理量的高低而自动动作按照信号或某个物理量的高低而自动动作 的电器。如接触器、继电器等。的电器。如接触器、继电器等。 非自动电器：非自动电器：通过人力操作而动作的电器。如开关、通过人力操作而动作的电器。如开关、 按钮等。按钮等。 3 3 按作用分类按作用分类 执行电器执行电器：用来完成某种动作或或传送功率。用来完成某种动作或或传送功率。如电磁如电磁 铁、变压器等。铁、变压器等。 控制电器：控制电器：用来控制电路的通断。用来控制电路的通断。如开关、接触器等。如开关、接触器等。 主令电器：主令电器：发出控制指令以控制其他电器的动作。发出控制指令以控制其他电器的动作。如如 按钮、行程开关等。按钮、行程开关等。 保护电器：保护电器：用来保护电源、电路及用电设备，使它不用来保护电源、电路及用电设备，使它不 至在短路、过载状态下运行，免遭损坏。至在短路、过载状态下运行，免遭损坏。 如熔断器、热继电器等。如熔断器、热继电器等。 二 接触器 1 结构和工作原理 1主触点 2常闭辅助触点 3-常开辅助触点 4动铁芯（衔铁） 5电磁线圈 6静铁芯 7灭弧罩 8弹簧 图1-1 接触器结构图 1 7 8 2 3 4 5 6 图1-2 接触器 工作原理工作原理 电磁线圈通电电磁线圈通电线圈电流产生磁场线圈电流产生磁场静铁芯产生电静铁芯产生电 磁吸力吸引衔铁磁吸力吸引衔铁带动动触点动作：常开触点闭合带动动触点动作：常开触点闭合 、常闭触点断开、常闭触点断开 电磁线圈断电电磁线圈断电电磁吸力消失电磁吸力消失在弹簧力的作用下在弹簧力的作用下 衔铁复位衔铁复位带动动触点复原：常开触点断开、常闭带动动触点复原：常开触点断开、常闭 触点闭合触点闭合 接触器分为：接触器分为： 电磁系统、触点系统、灭弧装置电磁系统、触点系统、灭弧装置 （1 1）电磁系统）电磁系统 组成：动铁芯、静铁芯、电磁线圈组成：动铁芯、静铁芯、电磁线圈 作用：电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带作用：电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带 动触点动作动触点动作 吸力特性：吸力与气隙大小成反比吸力特性：吸力与气隙大小成反比 （2 2）触点系统）触点系统 作用：接触器的执行元件，用来接通或断开被作用：接触器的执行元件，用来接通或断开被 控制电路控制电路 分类分类 a a 主触点：接通或断开主电路，允许通过较主触点：接通或断开主电路，允许通过较 大电流。大电流。 辅助触点：接通或断开控制电路，仅能通辅助触点：接通或断开控制电路，仅能通 过较小电流。过较小电流。 b b 常开触点常开触点（例图（例图1-11-1中中1 1和和3 3） 常闭触点常闭触点（例图（例图1-11-1中中2 2） （常开常闭均指初始状态）（常开常闭均指初始状态） c c 点接触点接触 线接触线接触 面接触面接触 图图1-3 1-3 点接触、线接触和面接触点接触、线接触和面接触 （3 3）灭弧装置）灭弧装置 电弧：高温、强光的电游离现象电弧：高温、强光的电游离现象 产生：触点上的电子被游离产生：触点上的电子被游离 危害：妨碍电路的正常分断；危害：妨碍电路的正常分断； 触点被腐蚀。触点被腐蚀。 灭弧装置：灭弧装置： 灭弧罩：由耐弧陶土、石棉水泥、耐弧塑料制灭弧罩：由耐弧陶土、石棉水泥、耐弧塑料制 成，电弧与灭弧罩相接触，使电弧冷成，电弧与灭弧罩相接触，使电弧冷 却而熄灭。却而熄灭。 例图例图1-11-1中中“7 7灭弧罩灭弧罩” 灭弧栅：使电压过低，电弧自行熄灭。灭弧栅：使电压过低，电弧自行熄灭。 图图1-4 1-4 灭弧栅结构图灭弧栅结构图 线线 圈圈 文字符号：文字符号：KMKM（第（第1717页）页） 主触点主触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点 图图1-5 1-5 接触器图形符号接触器图形符号 2 2 型号及主要技术参数型号及主要技术参数 交流接触器前两个字母为交流接触器前两个字母为CJCJ 直流接触器前两个字母为直流接触器前两个字母为CZCZ 主要技术参数：主要技术参数： （1 1）额定电压：主触点的额定电压，应等于负载）额定电压：主触点的额定电压，应等于负载 的额定电压的额定电压 交流：交流：380V380V、660V660V、1140V1140V 直流：直流：220V220V、440V440V、660V660V （2 2）额定电流：主触点的额定电流，应等于负载）额定电流：主触点的额定电流，应等于负载 的额定电流的额定电流 交流：交流：10A10A、16A16A、80A80A、125A125A、400A400A、630A630A 直流：直流：40A40A、80A80A、160A160A、630A630A、1000A1000A （3 3）电磁线圈的额定电压：应等于控制回路的电）电磁线圈的额定电压：应等于控制回路的电 源电压源电压 交流：交流：36V36V、110V110V、220V220V、380V380V 直流：直流：24V24V、48V48V、110V110V、220V220V、 440V440V （4 4）触点数目：）触点数目： 交流接触器交流接触器 主触点：主触点：3 3常开常开 辅助触点：辅助触点：2 2常开常开2 2常闭常闭 直流接触器直流接触器 主触点：主触点：2 2常开常开 辅助触点：辅助触点：2 2常开常开2 2常闭常闭 （5 5）接通和分断能力：）接通和分断能力： 能接通和分断电流且不应发生熔焊、飞弧和能接通和分断电流且不应发生熔焊、飞弧和 过分磨损。过分磨损。 （6 6）寿命：）寿命： 机械寿命：无负载操作次数机械寿命：无负载操作次数 电寿命：带电有负载操作次数电寿命：带电有负载操作次数 （7 7）操作频率：每小时最高操作次数）操作频率：每小时最高操作次数 交流：交流：600600次次/ /小时小时 直流：直流：12001200次次/ /小时小时 接触器选用原则接触器选用原则; ; (1)根据被接通或分断的电流种类选择接触器 的类型； (2)根据被控电路中电流大小和使用类别来选 择接触器的额定电流； (3)根据被控电路电压等级来选择接触器的额 定电压； (4)根据控制电路的电压等级选择接触器线圈 的额定电压。 三 继电器 1 定义 继电器是一种根据电气量或非电气量的变化 ，接通或断开控制电路（小电流电路）， 区别： 继电器：用于控制电路、电流小，没有灭弧装 置， 可在电量或非电量的作用下动作。 接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能在电压作用下动作。 2 分类 按动作原理分： 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电 器、电子式继电器、热继电器 按动作信号分： 电压继电器、电流继电器、时间继电器、速 度继电器、温度继电器、压力继电器 （1）电磁式继电器 定义：以电磁力为驱动力的继电器 参数： 返回系数 K=动作值X1/返回值X2 例: 过量继电器：K=30/281 欠量继电器：K=30/320.6 吸合时间：从线圈得电到衔铁完全吸合的时 间。 释放时间：从线圈失电到衔铁完全释放的时 间。 一般：0.050.15s 快速：0.0050.05s 类型 a 电压继电器 图图1-6 1-6 电压继电器电压继电器 定义：根据线圈两端的电压大小通断电路的继 电器 使用：与被测电路并联 分类： 过电压继电器：1.11.15Ue 过电压保护 欠电压继电器：0.40.7Ue 欠电压保护 零电压继电器：0.050.25Ue零电压/失压保护 符号: 图图1-7 1-7 电压继电器的符号电压继电器的符号 b 中间继电器（第35页） 属电压继电器 作用：增加触点数量； 增加触点容量。 文字和图形符号： 图图1-9 1-9 中间继电器的符号中间继电器的符号 图图1-8 1-8 中间继电器中间继电器 c 电流继电器 定义：根据线圈中电流的大小通断电路的继电 器 使用：串联在被测电路中 分类： 过电流继电器：线圈电流 动作电流 过电流保护 欠电流继电器：线圈电流 动作电流 欠电流保护 文字及图形符号(图中文字符号改为KI) 图图1-10 1-10 电流继电器的符号电流继电器的符号 图图1-11 1-11 电流继电器电流继电器 (2)热继电器 工作原理：利用电流的热效应原理 图图1-12 1-12 热继电器工作原理图热继电器工作原理图 1发热元件 2主双金属片 3推动导板 4触点 使用：串联在电路中 对电动机进行过载保护 文字和图形符号（第20页） 图图1-13 1-13 热继电器文字及图形符号热继电器文字及图形符号 图图1-14 1-14 热继电器热继电器 （3）时间继电器 分类： 通电延时型时间继电器：接受输入信号延时一 段时间后，触点动作。 断电延时型时间继电器：输入信号消失后延时 一段时间，触点恢复。 文字及图形符号（第38页） 图图1-15 1-15 时间继电器文字及图形符号时间继电器文字及图形符号 空气阻尼式时间继 电器（JS7系列） 晶体管式时间继 电器（JS14） 数字式时间继电 器（JSS14） 图图1-16 1-16 时间继电器时间继电器 (4)速度继电器 应用于电动机的反接制动线路中。 文字符号：KS 图形符号（第46页） 常开触点常闭触点 转子 图1-17 速度继电器图形符号 三 熔断器 1 定义 通过的电流超过规定值一段时间后熔体融化 而分断电流，断开电路完成短路保护。 文字符号：FU 图形符号： 2 结构：熔体和绝缘座 串联使用 3 分类 （1）瓷插式熔断器：主要用于AC380V(220V)50Hz 的低压电路中，一般接在电路的末端，作为电 气设备的短路保护。 （2） 螺旋式熔断器：螺旋式熔断器有RL1等系列 ，主要用于AC50Hz或60Hz、额定电压500V以下 ，额定电流200A以下的电路中，作为短路或过 载保护。 图图1-18 1-18 熔断器熔断器 （3）管式熔断器：管式熔断器主要有RM10型和 RM0型2种。RM10是新型的无填料密闭管式熔断 器，用作短保护和连续过载保护，主要用于额 定电压AC500V或DC400V的电力网和成套配电设 备上。RT0型为有填料密闭管式熔断器，用作电 缆、导线及电气设备的短路保护和电缆、导线 的过载保护，主要用于具有较大短路电流的电 力网或配电装置中。 （4）快速熔断器：主要用于半导体功率元件或交 流装置，进行短路保护。 （5）有填料封闭式熔断器(填有石英砂)：常用 于短路电流很大的电力网络式配电装置中，作 为电缆导线及电气设备的短路及过载保护。 4 主要性能及参数 （1）主要性能 反时限特性：短路电流越大，熔断时间越短； 短路电流越小，熔断时间越长。 图图1-19 1-19 熔断器的反时限特性熔断器的反时限特性 （2）主要参数 额定电压：保证熔断器长期正常工作的电压。 额定电流：保证熔断器长期正常工作的电流。 极限分断电流:在额定电压下所能断开的最大短 路电流。 5 熔体额定电流的选择 （1）对于照明线路等没有冲击电流的负载，应使熔 体的额定电流：等于或稍大于电路的工作电流， 即IFU =I。式中， IFU为熔体的额定电流， I为 电路的工作电流。 （2）对于电动机类负载，要考虑起动冲击电流的影 响，应按下式计算：IFU=(1.5-2.5)IN （3）对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔体 的额定电流应按下式计算： IFU=(1.5-2.5)INMAX+IN 式中， INMAX为容量最大的一台电动机的额定 电流， IN为其余电动机额定电流的总和 （4）降压起动的电动机选用熔体的额定电流等于 或略大于电动机的额定电流。 五 低压隔离开关 1 刀开关：被用来不频繁的接通或分断容量不 太大的低压供电线路，也可作为电源隔离开 关。 文字符号： 图形符号： 图 刀开关图形符号刀开关图形符号 结构和工作原理： 手柄 触刀 静插座 铰链支座 绝缘底板 图图1-21 1-21 刀开关刀开关 安装与运行注意事项： 电源进线应装在静插座上，而负荷应接在动 触点一边的出线端。（在开关断开时，闸刀 和熔丝上不带电） 刀闸在合闸状态时，手柄应向上，不可倒装 或平装，以防误操作合闸。 负荷较大时，为防止出现闸刀本体相间短路 ，可与熔断器配合使用。 2 负荷开关：由刀开关和熔断器组合而成。 (第4页) 文字符号：S 图形符号： 图 刀开关图形符号刀开关图形符号 2 自动空气开关（低压断路器） （1）定义：当电路发生严重过载、短路及欠电 压等故障时，能自动地切断故障电路，有效 地保护接在后面的电气设备。 文字及图形符号： 图图1-22 1-22 断路器文字及图形符号断路器文字及图形符号 （2）工作原理 结构组成：触点、灭弧系统、各种脱扣机构、 操作机构 工作原理： 电磁脱扣器：短路保护 热脱扣器：过载保护（断开后需等待2-3分钟 热脱扣器才能复位） 失压脱扣器：失压保护 分励脱扣器：用于远距离操作 1-主触点 2-自由脱扣结构 3-过电流脱扣器 4-分磁脱扣器 5-热脱扣器 6-欠电脱扣器 7-按钮 图1-23 低压断路器的工作原理示意图 （3）选择方法 断路器的额定电压、额定电流线路、设备正 常工作电压和工作电流 断路器的极限通断能力电路最大短路电流 图1-24 低压断路器 六 主令电器 主要用来发号施令，使接触器和继电器动 作，已达到接通和分断控制电路的目的。 常见：按钮、行程开关、转换开关 1 按钮：以短时接通或分断小电流电路的主令 电器，它不直接控制主电路的通断，而是在 控制电路中发出指令去控制一些自动电器， 再由自动电器去控制主电路。(第18页) 分类：启动按钮（绿色） 停止按钮（红色） 复合按钮 图1-25 按钮文字及图形符号 （3）结构 图1-26 按钮结构图 2 行程开关 （1）定义：又称限位开关或终点开关。利用生 产机械某些运动部件的碰撞来控制触点动作 的小电流开关电器，用以发出位置信号，自 动接通或断开控制电路。 图1-27 行程开关文字及图形符号 （2）应用：一般装在相对静止的物体上 工业 自动运货小车 日常生活 洗衣机、录音机 3 接近开关 （1）定义：又称无触点的行程开关，当检测物 体接近它的工作面并达到一定距离时，不论 检测体是运动的还是静止的，接近开关都会 自动地发出因物体接近而动作的信号，而无 须像机械式行程开关施以机械力。 （2）应用 计数、测速、零件尺寸检测、金属和非金 属的探测、无触点按钮、液面控制等电量与 非电量检测的自动化系统中。 4 转换开关(组合开关) （1）定义:在电气设备中作非频繁地接通或断 开多个电路。 SA 图1-28 转换开关文字及图形符号 图1-29 转换开关正面及侧面图 一、填空题：一、填空题： 1 1低压电器是指工作电压在低压电器是指工作电压在_或或_以下的各种电器以下的各种电器 。 2 2接触器按其主触头通过电流的种类，可分为接触器按其主触头通过电流的种类，可分为_和和_。 3 3热继电器是利用热继电器是利用_原理来工作的保护电器，它在电路原理来工作的保护电器，它在电路 中主要用作是对三相异步电动机起中主要用作是对三相异步电动机起_作用作用 。 4 4继电器的电磁系统主要包括继电器的电磁系统主要包括_、_和和_三三 部分。部分。 5 5速度继电器主要用于速度继电器主要用于_。 6 6时间继电器分为时间继电器分为_和和_。 7 7触头的接触形触头的接触形_。 8 8电磁式继电器反映的是电信号，当线圈反映电压信号时，为电磁式继电器反映的是电信号，当线圈反映电压信号时，为 _继电器；当线圈反映电流信号时，为继电器；当线圈反映电流信号时，为_ 。 常用低压电器习题 9 9电磁式电压继电器线圈电磁式电压继电器线圈_在电路上，用于反映电路电压在电路上，用于反映电路电压 大小。大小。 1010电磁式电流继电器线圈串接在电路中，用于反映电路电磁式电流继电器线圈串接在电路中，用于反映电路_ 的大小。的大小。 1111选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用 _；控制直流负载则选用；控制直流负载则选用_。 1212接触器选用时，其主触点的额定工作电压应接触器选用时，其主触点的额定工作电压应_ 负载电路的电压，主触点的额定工作电流应负载电路的电压，主触点的额定工作电流应_ 负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路 _。 1313熔断器熔体允许长期通过熔断器熔体允许长期通过1.21.2倍的额定电流，但故障时当通倍的额定电流，但故障时当通 过的过的_越大，熔体熔断的越大，熔体熔断的_越短。越短。 1414凡是继电器感测元件得到动作信号消失后，其触头要延迟一凡是继电器感测元件得到动作信号消失后，其触头要延迟一 段时间才动作的电器称为段时间才动作的电器称为_继电器。继电器。 1515当接触器线圈得电时，使接触器当接触器线圈得电时，使接触器_闭合、闭合、_断开。断开。 1616熔断器主要由熔断器主要由_和和_组成。组成。 二、判断题二、判断题 1 1一台额定电压为一台额定电压为 220V 220V 的交流接触器在交流的交流接触器在交流 220V 220V 和直流和直流 220 V220 V的电源上均可使用。（的电源上均可使用。（ ） 2 2低压断路器又称为自动空气开关。（低压断路器又称为自动空气开关。（ ） 3 3熔断器的保护特性是反时限的。（熔断器的保护特性是反时限的。（ ） 4 4低压断路器具有失压保护的功能。（低压断路器具有失压保护的功能。（ ） 5 5行程开关、限位开关、终端开关是同一种开关。（行程开关、限位开关、终端开关是同一种开关。（ ） 6 6在本质上，中间继电器不属于电压继电器。（在本质上，中间继电器不属于电压继电器。（ ） 7 7固态继电器是一种无触点的继电器。（固态继电器是一种无触点的继电器。（ ） 8 8熔断器一般可做过载保护及短路保护。熔断器一般可做过载保护及短路保护。( ( ) ) 9 9按钮开关应接在主电路中。按钮开关应接在主电路中。( )( ) 1010热继电器既可作过载保护，又可作短路保护。热继电器既可作过载保护，又可作短路保护。( )( ) 三、简答题三、简答题 1 1试举出两种主令电器，并说明在生产生活中的应用。试举出两种主令电器，并说明在生产生活中的应用。 2 2中间继电器在电路中起什么作用？中间继电器在电路中起什么作用？ 3 3自动空气开关在电路中可以起到哪些保护作用自动空气开关在电路中可以起到哪些保护作用? ? 说明各种保说明各种保 护作用的工作原理。护作用的工作原理。 四、画出下列电器元件的图形符号，并标出其文字符号。四、画出下列电器元件的图形符号，并标出其文字符号。 (1) (1) 接触器接触器 (2) (2) 电流继电器电流继电器 (3) (3) 电压继电器电压继电器 (4) (4) 中间继电器中间继电器 (5) (5) 热继电器热继电器 (6) (6) 时间继电器时间继电器 (7) (7) 速度继电器速度继电器 (8) (8) 熔断器熔断器 (9) (9) 刀刀/ /负荷开关负荷开关 (10) (10) 自动空气开关自动空气开关(11) (11) 按钮按钮 (12) (12) 行程开关行程开关 (13) (13) 转换开关转换开关 环节二环节二 电气控制系统图的识读与电气控制系统图的识读与 绘制原则绘制原则 电气控制线路：由各种有触点电器，如开关、按 钮、接触器、继电器等组成的控 制电路。 电气控制线路的表示方法有： 电路图 接线图 布置图 常用图形、文字符号必须采用国家最新标准。常用图形、文字符号必须采用国家最新标准。 基本文字符号基本文字符号有有单字母符号单字母符号和和双字母符号双字母符号。 单字母符号单字母符号表示电气设备、装置和元件的大类，例表示电气设备、装置和元件的大类，例 如如K K为继电器类元件这一大类；为继电器类元件这一大类； 双字母符号双字母符号由一个表示大类的单字母与另一个表示由一个表示大类的单字母与另一个表示 器件某些特性的字母组成，例如器件某些特性的字母组成，例如KTKT即表示继电器即表示继电器 类器件中的时间继电器，类器件中的时间继电器，KMKM表示继电器类器件中表示继电器类器件中 的接触器。的接触器。 辅助文字符号辅助文字符号用来进一步表示电气设备、装置和元件用来进一步表示电气设备、装置和元件 的功能、状态和特征。例如的功能、状态和特征。例如ACAC代表交流代表交流,DC,DC表示直表示直 流。流。 一一 电气原理图电气原理图 1 1 定义（第定义（第2 2页）页） 它不反映电气元件的大小、安装位置，只用它不反映电气元件的大小、安装位置，只用 电气元件的导电部件及其接线端钮表示电气元件电气元件的导电部件及其接线端钮表示电气元件 ，用导线将这些导电部件连接起来，反映其连接，用导线将这些导电部件连接起来，反映其连接 关系。所以电气原理图结构简单、层次分明，关关系。所以电气原理图结构简单、层次分明，关 系明确，适用于分析研究电路的工作原理，且为系明确，适用于分析研究电路的工作原理，且为 其他电气图的依据，在设计部门和生产现场获得其他电气图的依据，在设计部门和生产现场获得 广泛的应用。广泛的应用。 2 2 电气原理图绘制原则（第电气原理图绘制原则（第3 3页）页） （1 1）电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路）电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路3 3部部 分进行绘制（例第分进行绘制（例第7171页图）页图） （2 2）在电路图，各电器的触点位置都按电路未通电、）在电路图，各电器的触点位置都按电路未通电、 电器未受外力作用时的常态位置画出。电器未受外力作用时的常态位置画出。 （3 3）在电路图中，不画出各电器元件实际的外形，而）在电路图中，不画出各电器元件实际的外形，而 采用国家标准统一规定的电气图形符号。采用国家标准统一规定的电气图形符号。 （4 4）电路图中，同一电器的各组成元件不按其实际位）电路图中，同一电器的各组成元件不按其实际位 置画在一起，而是按其在线路中所起的作用分画置画在一起，而是按其在线路中所起的作用分画 在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的， 因此，必须标注相同的文字符号。因此，必须标注相同的文字符号。 （5 5）画电路图时，应尽可能减少线条和避免线条出现）画电路图时，应尽可能减少线条和避免线条出现 交叉。交叉。 （6 6）主电路采用电路编号法，即对电路中的各个接点）主电路采用电路编号法，即对电路中的各个接点 用文字或数字编号。用文字或数字编号。 3 3 电气原理图图面区域的划分（例第电气原理图图面区域的划分（例第7575页图）页图） （1 1）电路编号：对每个电路或分支电路按照一定顺序）电路编号：对每个电路或分支电路按照一定顺序 （自上而下，自左而右）用阿拉伯数字编号，从（自上而下，自左而右）用阿拉伯数字编号，从 而确定各支路的位置。而确定各支路的位置。 （2 2）功能说明：图上部与电路编号对应的方框内标明）功能说明：图上部与电路编号对应的方框内标明 电气元件和线路的功能。电气元件和线路的功能。 （3 3）继电器、接触器触点位置表示）继电器、接触器触点位置表示 在线圈下方标明触点索引代号在线圈下方标明触点索引代号 主触点 电路编号 常开触点 电路编号 常闭触点 电路编号 二二 接线图（第接线图（第4 4页）页） 接线图接线图是根据电气设备和电器元件的实际位是根据电气设备和电器元件的实际位 置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备 和电器元件的位置、配线方式和接线方式，和电器元件的位置、配线方式和接线方式， 而不显示表示电气动作原理。而不显示表示电气动作原理。 作用作用：主要用于安装接线、线路的检查维修：主要用于安装接线、线路的检查维修 和故障处理。和故障处理。 三三 布置图（第布置图（第4 4页）页） 布置图布置图是根据电气元件在控制板上的实际安装位是根据电气元件在控制板上的实际安装位 置，采用简化的外形符号而绘制的一种简置，采用简化的外形符号而绘制的一种简 图。图。 作用：作用：主要用于电器元件的布置和安装。主要用于电器元件的布置和安装。 注意：注意： （1 1）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装 板的下方，而发热元件应安装在电器安装板板的下方，而发热元件应安装在电器安装板 的上面。的上面。 （2 2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界 干扰。干扰。 （3 3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装 位置不宜过高或过低。位置不宜过高或过低。 （4 4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。 （5 5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。 如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布 线和维修。线和维修。 布置图和接线图例第布置图和接线图例第2323页图页图1-221-22 环节三 三相异步电动机典型 电气控制基本环节 一 三相异步电动机的基本控制电路 电动机启动过程：电动机接通电源后，由静止状态 逐渐加速到稳定运行状态的过程。 启动方式：直接启动和降压启动 允许直接启动条件（满足其一即可）：允许直接启动条件（满足其一即可）： （1 1）电网容量在）电网容量在180KVA180KVA以上、电动机容量在以上、电动机容量在 7.5kW7.5kW以下的三相异步电动机。以下的三相异步电动机。 （2 2）电动机在启动瞬间造成的电网电压不大于电）电动机在启动瞬间造成的电网电压不大于电 源电压正常值的源电压正常值的10%10%，对于不经常启动的电动，对于不经常启动的电动 机可放宽为机可放宽为15%15%。 （3 3）用公式计算能否直接启动：）用公式计算能否直接启动： Iq/InIq/In 3/4+S/4P3/4+S/4P IqIq电动机的启动电流；电动机的启动电流； InIn电动机的额定电流；电动机的额定电流； SS电源变压器的容量；电源变压器的容量； PP电动机的额定功率。电动机的额定功率。 1.1.直接直接( (全压全压) )启动控制启动控制 （1 1）开关控制电路（第）开关控制电路（第1 1页）页） 控制过程：控制过程： 合上开关合上开关QSQS电动机转动；电动机转动； 断开开关断开开关QSQS电动机停转。电动机停转。 应用：应用： 小容量、启动不频繁的笼小容量、启动不频繁的笼 型电动机型电动机 。例：小型台。例：小型台 钻、冷却泵钻、冷却泵 。 图1-30 开关控制电路 （2 2）点动控制电路（第）点动控制电路（第2121页）页） 点动控制点动控制：按下按钮，电动机就得电转动；松开：按下按钮，电动机就得电转动；松开 按钮，电动机就失电停转。按钮，电动机就失电停转。 图1-31 点动控制电路 控制过程：控制过程： 合上开关合上开关QSQS 按下按钮按下按钮SBKMSBKM线圈得电线圈得电KMKM主触点闭合主触点闭合 电动机转动电动机转动 松开按钮松开按钮SBKMSBKM线圈失电线圈失电KMKM主触点断开主触点断开 电动机停转电动机停转 断开开关断开开关QSQS 应用：应用： 电动机的短时转动，例电葫芦、机床车刀的电动机的短时转动，例电葫芦、机床车刀的 对刀调整。对刀调整。 （3 3）长动（连续）控制）长动（连续）控制 1 3 5 2 控制过程：控制过程： 合上开关合上开关QSQS 按下启动按钮按下启动按钮SB2KMSB2KM线圈得电线圈得电 KMKM常开点闭合常开点闭合自锁自锁 KMKM主触点闭合主触点闭合电动机运行电动机运行 按下停止按钮按下停止按钮SB1KMSB1KM线圈失电线圈失电 KMKM常开点断开常开点断开 KMKM主触点断开主触点断开电动机停转电动机停转 断开开关断开开关QSQS 自锁控制：当启动按钮松开后，控制电路仍能自行保持接自锁控制：当启动按钮松开后，控制电路仍能自行保持接 通的线路，也称长动控制。通的线路，也称长动控制。 能够进行欠压保护和失压保护能够进行欠压保护和失压保护 （4 4）长动及点动控制线路）长动及点动控制线路 控制过程控制过程 点动：点动： 合上开关合上开关QSQS 按下启动按钮按下启动按钮SB3KMSB3KM线圈得电线圈得电KMKM主触点闭合主触点闭合电动机运行电动机运行 松开启动按钮松开启动按钮SB3KMSB3KM线圈失电线圈失电KMKM主触点断开主触点断开电动机停转电动机停转 长动：长动： 按下启动按下启动KAKA线圈线圈 KAKA常开点闭合常开点闭合自锁自锁 按钮按钮SB2 SB2 得电得电 KAKA常开点闭合常开点闭合KMKM线圈线圈KMKM主触主触电动机电动机 得电得电 点闭合点闭合 运行运行 按下停止按下停止 KMKM线圈失电线圈失电KMKM主触点断开主触点断开电动机停转电动机停转 按钮按钮SB1 KASB1 KA线圈失电线圈失电KAKA常开点断开常开点断开 断开开关断开开关QSQS （5 5）长期过载保护控制电路（第）长期过载保护控制电路（第2323页）页） 控制过程控制过程 M M电流过大电流过大FRFR热元件主热元件主FRFR常闭点常闭点KMKM线圈线圈KMKM主触主触M M停转停转 双金属片变双金属片变 断开断开 失电失电 点断开点断开 形形 2 2 正反转控制电路正反转控制电路 电动机反转：将电动机任意两相对调 实现方法： 采用KM1、KM2两个接触器控制电动机正、反转 KM1控制电动机正转 KM2控制电动机反转 电动机正转 KM1 电动机反转 KM2 SB3 （1）接触器连锁正反转控制电路（第27页） 控制过程：正转控制过程：正转停止停止反转或反转反转或反转停止停止正转正转 正转：正转： 合上开关合上开关QSQS 按下启动按下启动KM1KM1线线 KM1KM1常开点闭合常开点闭合自锁自锁 按钮按钮SB1 SB1 圈得电圈得电 KM1KM1常闭点断开常闭点断开互锁互锁 KM1KM1主触点闭合主触点闭合电动机正转电动机正转 停止：停止： 按下停止按下停止KM1KM1线圈失电线圈失电 KM1KM1常开点断开常开点断开 按钮按钮SB3 KM1SB3 KM1常闭点闭合常闭点闭合 KM1KM1主触点断开主触点断开电动机停转电动机停转 反转：反转： 按下启动按下启动KM2KM2线线 KM2KM2常开点闭合常开点闭合自锁自锁 按钮按钮SB2 SB2 圈得电圈得电 KM2KM2常闭点断开常闭点断开互锁互锁 KM2KM2主触点闭合主触点闭合电动机反转电动机反转 互锁：互锁：利用两个接触器的辅助常闭触点相互控制。利用两个接触器的辅助常闭触点相互控制。 3 （2）双重联锁正反转控制电路（第29页） 控制过程：正转控制过程：正转反转反转停止停止 正转：正转： 合上开关合上开关QSQS 按下按下SB2 SB2 SB2SB2 闭合 闭合KM1KM1线线 KM1KM1常开点闭合 常开点闭合自锁自锁 圈得电圈得电 KM1KM1常闭点断开常闭点断开互锁互锁 SB2SB2断开（互锁）断开（互锁） KM1KM1主触点闭合主触点闭合电动机正转电动机正转 此时此时SB2SB2闭合，闭合，SB2SB2 断开 断开 反转：反转： 按下按下SB3 SB3 SB3SB3断开（互锁）断开（互锁）KM1KM1线线 KM