《电器控制与可编程控制器》电器控制线路1

电器与可编程控制器,电器控制基本控制电路,第二章 电器控制系统基本控制电路,一： 电器控制图的基本知识二： 基本控制三： 常用基本控制电路四： 电气控制电路读图,1. 掌握自锁、联锁的作用和方法。2. 掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。3. 掌握常用基本控制环节的组成、作用和工作过程（如电机启动、停车、正反转等控制） 。4. 能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。,本章要求：,一 电器控制图的基本知识,电器图的符号 为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一的图形符号和文字符号来表达。 P43 电器控制图的分类： 电器原理图电器元件布置图电器安装接线图 电器控制图的绘制规则电器图的读图方法,1 电器控制原理图的绘制规则,按国家标准规定的电工图形符号和文字符号画图。原理图一般分主电路和辅助电路两部分：主电路就是从电源到电动机大电流通过的路径。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，(由继电器和接触器的线圈、继电器的触头、接触器的辅助触头、按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成)。 控制系统内的全部电机、电器和其它器械的带电部件，都应在原理图中表示出来。而与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等) 在控制电路中不画出。属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触头)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。,电器控制原理图的绘制规则（续前）,所有电器的图形符号，都按没有通电、无外力作用下的开闭状态绘制。（例如，继电器、接触器的触头，按吸引线圈不通电状态画；万能转换开关按手柄处于零位时的状态画；按钮、行程开关的触头按不受外力作用时的状态画等）。电器元件应按功能布置，并尽可能按水平顺序排列，其布局顺序应该是从上到下，从左到右。电路垂直布置时，类似项目宜横向对齐；水平布置时，类似项目应纵向对齐。 电器原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示；无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。,分析和设计控制电路时应注意以下几点：,使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准 确可靠 ；,(2) 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路；,(3) 必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈 串联。,机床系统控制电路图,2 电器控制图的读图方法,主电路分析 控制电路分析 辅助电路分析 联锁和保护环节分析 总体检查,第二节 常用基本控制电路,1 笼型异步电动机直接起动控制线路2 笼型异步电动机串电阻起动控制线路3 鼠笼式电动机正反转的控制线路4鼠笼式电动机Y的控制线路5鼠笼式电动机能耗制动控制线路6 行程控制线路7 电路图,1.直接起动,（a）结构图,1 鼠笼式电动机直接起动的控制线路,主电路,控制电路,SB1,KM,SB2,FR,KM,FR,KM,FU,QS,3,M,.,.,(b)原理图,(1) 电路,合上开关QS,起动,KM辅助触头闭合，自锁。,按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，,KM,FR,KM,KM,SB1,SB2,.,.,控制电路,通电,转动,KM,主电路,FR,3,M,FU,QS,（2） 控制原理,自锁,利用自身辅助触头，维持线圈通电的作用称自锁,松开起动按钮SB2，线圈仍保持通电状态，电机连续运转。,起动,FR,KM,KM,SB1,SB2,.,.,控制电路,转动,主电路,FR,3,M,FU,QS,（2） 控制原理I,停车,转动,停转,FR,KM,SB1,SB2,控制电路,主电路,FR,FU,QS,断电,KM,去掉KM辅助触头, 实现点动控制。,KM线圈断电,电动机停转。,KM辅助触头断开，取消自锁。,按下停止按钮SB1,主触头（KM）断开,（2） 控制原理II,零压、欠压保护,控制电路,一、直接起动,SB1,KM,SB2,FR,KM,FR,KM,FU,QS,3,M,.,.,过载保护,熔断器,短路保护,主电路,控制电路,电动机的保护,电动机的保护,短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器 FU和过流继电器等。,欠压是指电动机工作时，电路电压减少甚至使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备故障。通常采用继电器、接触器控制进行保护。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用欠电压继电器组成失压、欠压保护。,过载保护是在电机工作时，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，应进行过载保护。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。,返回,2. 点动的控制电路,SB,FR,KM,2. 点动+连续运行的控制电路 I,按下起动按钮SB2，电动机运转，松开起动按钮 SB2，电动机继续连续运行。,点动按钮SB3的作用：,(1) 使接触器线圈KM通电；(2) 使线圈KM不能自锁。,复合按钮,方法一：加复合按钮,后闭合,先断开,按下SB3,闭合,电机运转,点动时：,自锁触头不起作用,通电,2. 点动+连续运行的控制电路 I,松开SB3,电机停转,实现点动,用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。,KM,SB2,FR,KM,SB1,SB3,先断开,后闭合,断开,断电,2. 点动+连续运行的控制电路 I,按下SB2,2. 点动+连续运行的控制电路 II,方法二：加中间继电器（KA）,线圈KA通电,电动机连续运转,按下SB,电机运转,松开SB,电机停转,SB：点动,SB2：连续运行,点动+连续运行控制规律：,电动机连续运行与点动控制的关键环节是自锁触头是否接入：若能实现自锁，则电动机连续运转；若断开自锁回路，则电动机实现点动控制。,以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行,思考,不能点动！,总结,点动与连续运转的控制,图 电动机点动与连续运转控制电路a) 基本点动控制电路 b) 开关选择运行状态的电路 c) 两个按扭控制的电路,s,KM1,FU,QS,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通电,闭合,再按SB2,闭合,通电,闭合,闭合,1. 控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。,3. 电机的顺序控制,.,.,.,.,图 两台电动机顺序控制电路图a) 按顺序起动电路 b) 按顺序起动、停止的控制电路,按顺序起动与停止的控制电路,M13,两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头(KM1)的负荷过重。,KM1,QS1,QS2,FR1,FR2,例1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时: M1起动后 M2才能起动；停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？,起动：,通电,通电,闭合,闭合,SB,KM1,FR1,例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时: M1起动后 M2才能起动；停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？,停止：,断电,断电,断开,断开,顺序控制的控制规律：,当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常开触头。当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的常开触头并联在甲接触器的停止按钮两端。,2 笼型异步电机串电阻降压起动控制线路,定子串电阻减压起动控制电路：起动时，定子电路串接电阻降低绕组电压，限制起动电流；起动后电阻短路，电动机全压下运行。不受接线方式限制，设备简单。机械设备点动调整时也常采用，减轻对电网的冲击。,主电路(a)控制电路(b)： KM2得电，电动机正常运行。起动后，KM1与KT一直得电，浪费电能。,控制电路(c)：KM2得电，KM1和KT失电，KM2自锁，节能实现控制要求。,异步电机串电阻降压起动控制线路分析,工作过程,3 鼠笼式电动机正反转的控制线路,将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。,当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。,需要用两个接触器来实现这一要求。,SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。,(1)正反转的控制线路：,3,M,FR,FU,正转触头,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,QS,KMF,SB,.,.,SBF,KMF,正转接触器,正转按钮,正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。,反转接触器,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,反转按钮,反转触头,按下SBF,SB,KMF,在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“互锁”，也称“联锁”。,“联锁”触头,利用接触器的触头实现联锁控制称电气联锁。,缺点： 改变转向时必须先按停止按钮。,解决措施：在控制电路中加入机械联锁。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,利用复合按钮的触头实现联锁控制称为：机械联锁,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,当电机正转时，按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,联锁的控制规律,当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的常闭触头。当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的常闭触头。,正反转控制线路,FR,FU,QS,.,.,.,.,.,.,KMF,FR,KMR,SB1,SBF,KMF,SBR,KMR,KMR,KMF,KMR,下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误，请改正之。,三相异步电动机正反转控制电路,图 2-6 三相异步电动机正反转控制电路a) 无互锁电路 b) 具有电气互锁电路 c) 具有双重互锁电路,4鼠笼式电动机Y的控制线路,工作原理 对于正常运行为三角形接法的电动机，在启动时，定子绕组先接成星形，当转速上升到接近额定转速时，再改成三角形接法。 KM3为星形连接接触器，KM2为三角形连接接触器。,1. Y 降压起动,2. Y 降压起动控制线路,Y接法,接法,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,KM接通电源KM1绕组Y连接KM2绕组连接,按SB2,绕组Y接,常开闭合（自锁）,KM1通电,松开SB2, 电机仍处于Y 接起动状态。,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,通电,断电,通电,通电,KM接通电源KM1绕组Y连接KM2绕组连接,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,通电,通电,通电,KM1常闭闭合,电机接运行,KT 常闭触头延时断开，常开触头延时闭合:,断电,通电,断电,三相异步电动机星三角起动电路分析,KM接通电源KM1绕组Y连接KM2绕组连接,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,通电,通电,通电,KM1常闭闭合,电机接运行,KT 常闭触头延时断开，常开触头延时闭合:,断电,通电,断电,思考,错？,一、星形 三角形 减压起动控制,三相异步电动机的起动控制,图 2-12 QX4系列自动 Y 起动器电路,S,工作过程,5 鼠笼式电动机能耗制动控制线路,整流电路,断电延时断开,.,.,.,.,正常运行：,按SB2,常开闭合 自锁,常闭断开,KT通电, 常开闭合,KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间,断电延时断开,通电,通电,断电,断电延时继电器,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间,通电,通电,断电,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,断电延时断开,制动时：,按SB1,KM1主触头断开,常开断开,常闭闭合,断电,KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间,断电延时断开,通电,通电,断电,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,断电,通电,断电,KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间,通电,通电,通电,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,断电,断电,常闭闭合,常开断开,KT触点断开,断电延时断开,断电,6 行程控制线路,行程控制电路（I）,（反向运行同样分析）,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,行程控制(II) -自动往复运动,SQA,SQB,1,2,按SB2时,(SQB常开的闭合， 常闭的断开),KMF断电,KMR通电,行程开关,挡块,SB,KMR,SB2,KMF,KMF,KMR,SQB,SQA,KMF,KMR,SBR,(KMF常开触头闭合，常闭触头断开),完善自动往复循环控制,图 自动往复循环控制a) 机床工作台自动往复运动示意图 b) 自动往复循环控制电路,S,例(1)-运料小车的控制,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。,7 控制电路综合举例,运料小车控制电路,KMR,STa 、STb 为A、B 两端的限位开关,KTa 、KTb 为 两个时间继电器,主回路,FR,该电路的问题：小车除了在两极端位置外，不能停车。,动作过程,SBFKMF小车正向运行至A端撞SQa KTa 延时2分钟KMR 小车反向运行至B端撞SQb KTb 延时2分钟KMF 小车正向运行如此往反运行。,FR,加中间继电器（KA）实现任意位置停车的要求,-工作台位置控制,控制电路综合举例：例(2),起动后工作台