电气控制原理参考文档

1、第一篇,电气控制原理,第一章,常用低压电器,第一节,电器的基本知识,一电器的定义与分类,二电磁式电器的工作原理与结构特点,低压电器的定义,电器：是指能自动或手动接通和断开电路，以及对电,路或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变,换和调节的元件,低压电器：通常是指交流,1200V,及以下与直流,1500V,及,以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设,备,低压电器的分类,按控制作用分类,执行电器,用来完成某种动作或传递功率。例如：电磁铁,控制电器,用来控制电路的通断。例如：开关、继电器,主令电器,用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指令”。例如：按钮,转换开关等,保护电器,用来保

2、护电源、电路及用电设备，使它们不致在短路、过载状态下,运行，免遭损坏。例如：熔断器、热继电器等,按动作方式分,自动切换电器,按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触,器、继电器等,非自动电器,通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等,按动作原理分类,电磁式电器,它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电器等,非电磁式电器,它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的,电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器等,电磁式电器的工作原理与结构,特点,电磁机构,电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将电磁能转换成为机械能并带动,触点闭合或断开。它通常采用电磁铁

3、的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动,铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连,触头系统,触头系统属于执行部件,它的作用是通过触点的开、闭来通、断电路的,灭弧装置,电弧,是指触头在闭合和断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，都会在触头间隙中,由电子流产生弧状的火花，这种由电气原因造成的火花,电磁机构,结构形式（三种,吸引线圈：直流,瘦长型，无骨架；交流,矮胖型有骨架,铁心：直流,整块钢材；交流,硅钢片叠铆,电磁吸力与吸力特性,电磁吸力,F,AT,f,时间、气隙,吸力特性,F,AT,f,气隙,气隙固定,交流线圈,F,AT,是变量，直流线圈,F,AT,是恒定,气隙变化,交流线圈,F,AT,气隙变

4、化前后稍有变化,直流线圈,F,AT,气隙变化前后变化较大,触头系统：作用：执行部分,材料：铜和银,型式：桥式和指形,触头系统,电弧与灭弧,产生原因：气体电离放电,后果：烧触头,灭弧方法,1,电动力灭弧,交流接触器,2,磁吹灭弧,直流接触器,3,栅片灭弧,交流电器,4,窄缝灭弧（灭弧罩,交流、直,流接触器,第二节,开关电器,刀开关,转换开关,断路器,漏电开关,刀开关,作用：手动；不频繁通断电路；隔离,类型,大电流开关、开启式开关,HK2,封闭式开关,刀熔开关,图,1-7,胶盖瓷底刀开关的结构,1,出线盒,2,熔丝,3,动触头,4,手柄,5,静触头,6,电源进线座,7,瓷座,8,胶盖,9,接用电器

5、,1,组成：手柄、触刀、静插座、底,板,参数：额定电压、额定电流、通断能,力、动稳定电流、热稳定电流,选择,1,额定电压,电路电压,2,额定电流,电路电流,3,类型,使用注意事项：安装方向和上下接线端,图形符号,第三节,熔断器,作用,短路保护和严重过载,工作原理,熔断器是串联连接在被保护电路中的,当电路电流超过一定值时，熔体因发热而熔断，使电,路被切断，从而起到保护作用,类型,插入式,RC1A,螺旋式,RL1,封闭管式（无填料,RM10,和,有填料,RT0,新型,触,刀,指,示,器,盖,板,载,熔,体,填,料,熔,管,熔,体,熔断器选择、图形符号与文字符号,熔断器的选用主要包括类型选择和熔体额

6、定电流的确定,类型选择,使用场合,安装条件,负载要求,熔体额定电流选择,1,电阻性负载或照明电路，这类负载起动过程很短，运行电流较平稳，一般按负载额,定电流的,11.1,倍选用熔体的额定电流，进而选定熔断器的额定电流,2,电动机等感性负载，这类负载的起动电流为额定电流的,47,倍，一般选择熔体的额,定电流为电动机额定电流的,1.52.5,倍。这样一般来说,熔断器难以起到过载保护作用,而只能用作短路保护,过载保护应用热继电器才行,对于多台电动机,要求多台IFU,1.52.5,INMAX+IN,式中,IFU,熔体额定电流,A,INMAX,最大一台电动机的额定电流,A,3,为防止发生越级熔断，上、下

7、级（供电干、支线）熔断器间应有良好的协调配合，为,此，应使上一级（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下一级（供电支线）大,1,2,个,级差,图形符号与文字符号,第四节,主令电器,主令电器是控制系统中专用发布控制指,令的电器,常用主令电器：控制按钮,行程开关和接,近开关,万能转换开关,主令控制器和,凸轮控制器,控制按钮,是一种简单的手动开关,通常用于发出操作信号,接通或断开电流较小,的控制电路,以控制电流较大的电动机或其他电气设备的运行,按钮的结构和图形符号,按,钮,帽,弹,簧,静,触,点,桥,式,动,触,点,常,开,触,点,常,闭,触,点,SB,a,b,控制按钮常用型号（揿钮式，紧急，钥匙，旋转

8、,位置开关,行程开关和接近开关,行程开关的功能是相应于移动机械的位置产生电信号,7,9,9,8,1,2,3,4,5,6,1,7,滚,轮,2,杠,杆,3,轴,4,复,位,弹,簧,5,撞,块,6,微,动,开,关,8,动,触,点,9,静,触,点,接近开关,无触点开关,接近并关又称无触点行程开关，它具有工作可靠、寿命长、精度高,等优点。它的用途除行程控制和限位保护外，还可作为检测金属变换,运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点无噪声、动作灵敏,体积小、耐振、操作频率简和定位,常用型号,高频振荡型,LJ2,3SG,电容型,永磁型,接近开关以,高频振荡型最常用它占全部接近开关产量的,80,以上。,外

9、型与图形符号、文字符号,万能转换开关,外形图与结构示意图,图,1-12,LW12,万能转换开关外形图,万能转换开关图形符号与文字符号,SA,第五节接触器,接触器能频繁的接通或断开交直流主电路,具有低,压释放的功能,分为交流接触器和直流接触器两种,交流接触器,结构,电磁机构,直动式、转动式,触头系统（主、副,灭弧装置,其他部件,主触点接线,控制线圈接线,线圈,M,3,交流接触器结构图,直流接触器,结构：区别交流接触器,直流接触器,接触器主要参数,与常用系列,主要参数,额定电压：主触头,220,380,660,额定电流：主触头,10800,线圈电压,36,127,220,380/-24,48,其他

10、,操作频率、机械和电气寿命等,常用系列,交流,CJ10,CJX1,B,LC1-D,直流,CZ0,CZ18,型号意义,接触器图形符号与文字符号,接触器选择,类型,额定电压,额定电流,线圈电压与频率,接触器,型号含义,第六节继电器,一,定义和分类,继电器是一种根据电或非电信号的变化来接通或断开小电,流电路的自动控制电器。电磁式,电压继电器，电流继电器，中间继电器,时间,继电器,非电量,速度继电器,热继电器，（时间继电器）温度继电器,等,二,电压继电器，电流继电器，中间继电器,1,电流继电器,KI,与,被控制电路串联，以反映电路电流的变化。有欠电流和,过电,流两种,2,电压继电器,KV,与被控制电路

11、并联以反映电路电压的变化。根据动作电压的大小,有过电压、欠电压、零电压之分,3,中间继电器,KA,实质上为电压继电器。但触头对数较多，触头容量较大（额定,电流,5-10A,，动作灵敏,电磁式继电器与接触器异同,结构与工作原理和接触器基本相同,对反应对象、控制对象、触点数量、灭,弧装置继电器与接触器不同，触发器,的主触头可以通过大电流，而中间继电器的,触头只能通过小电流。中间继电器只能用于控制电路中,图形符号与文字符号,三,速度继电器,用途,速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制,结构及工作原理,符号,a,外形,b,结构图,KS,KS,b,常开触点,c,常闭触点,a,转子,KS,n,n,

12、四,时间继电器,作用：利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接,通或断开的自动控制电器，用于控制动作时间,类型：空气式、电子式、（电磁式、电动式,空气式时间继电器,图形符号与文字符号,KT,衔铁,线圈,通电延时,常开触头,延时闭合,常闭触头,延时打开,常闭触头,常开触头,线圈,通电,辅助,触头,动作,T,秒后,延时,触头,动作,空气式时间继电器示意图,断,电,式,常闭,断电后,延时闭合,常开,断电后,延时断开,通,电,式,瞬,时,动,作,延,时,动,作,常闭触点,常开触点,常开,通电后,延时闭合,常闭,通电后,延时断开,时间继电器触头类型,五,热继电器,作用：利用电流的热效应制成的保护电器,功

13、能：过载保护,外型,a,外形,b,结构图,电流整定装置,2,主电路接线柱,3,复位按钮,4,常闭触头,5,动作机构,6,热元件,31,常闭触头接线柱,32,公共动触头接线柱,33,常开触头接线柱,热继电器图形符号及文字符号,图形符号,FR,FR,串联在主电路中,串联在控制电路中,热继电器选择,1,类型,热继电器有单相、二相及三相式,其中三相式还分为有断相保护（用于电,动机连接情况）和无断相保护的,2,热元件额定电流和整定电流,每一种热继电器可装不同额定电流的热,元件，整定电流，发热元件不变形产生,动作,电气控制图的绘制规则,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

14、,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、继电器的触点、接触器的辅助触点、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,原理图中各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准图形符号,文字符号也要符合国家标准规定,原理图中，各个电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安,排。同一元器件的各个部件可以不画在一起。例如，接触器、继电器的线圈和触,点可以不画在一起,图中元件、器件和设备的可动部分，都按没有通电和没有外力作用时的开闭状态,画出。例如，继电器、接触

15、器的触点，按吸引线圈不通电状态画；主令控制器,万能转换开关按手柄处于零位时的状态画；按钮、行程开关的触点按不受外力作,用时的状态画等,电气元件应按功能布置，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,电气原理图中，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,电气原理图图面区域的划分和符号位置的索引,符号位置的索引,图号,页次,图区号,见图上方,1,2,13,图区号,图区号下方：对应的元件或电路功能,M,3,K,M,7,F,R,M,2,3,4,5,6,7,8,9,10,1

16、1,12,13,1,电源开关及保护,主电机,启停控制电路,变压器,照明及信号,Q,S,F,U,2,L,1,L,2,L,3,K,M,SQ,F,R,4,SB,1,SQ,K,A,8,SB,2,SB,2,K,M,K,A,F,U,1,25A,F,U,2,2A,F,U,3,2A,F,U,4,1A,SA,K,A,8,T,C,P,E,6V,24V,50H,z,380V,380V,E,L,H,L,1,H,L,2,K,M,K,A,4,4,4,6,X,X,X,9,13,X,X,X,X,X,X,某机床电气原理图,7,图,1-8,第二节,三相笼型异步电动机全压启动控制线路,一,单相全压启动控制线路,1,起保停电路,1,

17、工作原理（自锁,起动,SB2,停止,SB1,2,保护环节,短路,过载,欠电压保护与失电压保护,C,B,KM,SB,控,制,电,路,M,3,A,B,C,KM,FU,QS,主,电,路,2,点动控制,3,点动,连续控制,SB3,点动,SB2,连续运行,控制,关系,Q,M,3,A,B,C,FU,主电路,FR,KM,KM,SB1,SB2,FR,SB3,KM,二,电动机正反转控制线路,FU,Q,M,3,A,B,C,FR,KM,正,KM,反,KM,反,SB3,KM,正,SB1,SB2,FR,KM,正,1,2,3,KM,反,必须保证两个接触器不能同时工作,互锁,KM,反,KM,正,M,3,A,B,C,FU,Q

18、,FR,SB1,KM,正,SB2,KM,反,KM,反,SB3,A,B,KM,正,FR,KM,正,KM,反,正转,停止,反转,1,正,停,反,SB3,KM,正,KM,反,M,3,A,B,C,FU,Q,FR,机械互锁,双保险,机械互锁（复合按钮,电气互锁（互锁触头,KM,正,SB1,KM,正,FR,KM,反,KM,反,KM,反,KM,正,SB2,电气互锁,A,C,正转,反转,熔焊,2,正,反,停,双重互琐,A,小车,SQ1,SQ2,C,FR,正转,反转,KM,正,SB1,KM,正,KM,反,KM,反,KM,正,SB2,KM,反,SB3,SQ1,SQ2,3,行程控制,4,顺序控制,第三节,三相笼型异

19、步电动机减压起动控制,线路,减压起动的目的与方法,目的：减小起动电流，当,P10KW,或,3/4,电源容量,4*P,起动电流,电机额定电流，考虑减压起动,方法,1,定子串电阻,2,Y,减压起动控制线路,3,自耦变压器减压起动控制线路,4,延边三角形减压起动控制线路,一,定子串电阻减压起动控制线路,1,工作原理分析,b,图,合上,QS,按下,SB2,KM1,线圈吸合,KM1,主触点,闭合,电动机,M,串电阻减压运转,KM1,辅助常开触点闭合,自,锁,KT,线圈吸合,KT,延时时间，延时到,KT,常开触点闭,合,KM2,线圈吸合,KM2,主触点闭合电动机,M,全压运转,KM2,辅助触点断开,KM1,KT,线圈失电,KM2,辅助触点闭合,自,锁,按下,SB1,KM2,线圈断电,KM2,主触点、辅助触点断,开，电动机,M,停止,2,特点,二,Y,减压起动控制线路,定义：起动电动机接成,Y,运行时,电动机,接成,条件,1,电动机运行时允许接成,2,电动机有,6,个出线端,3,空载或轻载（起动电流和起动转矩,为,1/3,特点：线路简单，操作方便；起动转矩小,KM,FU,Q,FR,电机,绕组,A,x,B,y,C,z,KM -Y,A,B,C,X,Y,Z,Y,Z,B,Y,X,C,A,主电路,KM,电机的,Y,起动主电路,KM,FU,Q,FR,电机,A,