第3章 电气控制电路的基本规律

1、 可编程控制器 第三章第三章 电气控制电路的基本规律电气控制电路的基本规律 可编程控制器 第一节第一节 电气控制系统图的类型及有关标准电气控制系统图的类型及有关标准 电气控制系统图：电气控制系统图：根据国家电气制图标准规定的根据国家电气制图标准规定的 图形符号、文字符号以及规定的图形符号、文字符号以及规定的画法，用工程图画法，用工程图 的形式，将电气设备及电气元件按照一定的控制的形式，将电气设备及电气元件按照一定的控制 要求连接，表达设备电气控制系统的组成结构、要求连接，表达设备电气控制系统的组成结构、 工作原理及安装、调试、维修等技术要求等。工作原理及安装、调试、维修等技术要求等。 可编程控

2、制器 一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号 电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文电气控制系统图中，电气元件的图形符号和文 字符号都有统一的国家标准。近年来，我国采用字符号都有统一的国家标准。近年来，我国采用 GB4728-84GB4728-84“电气图用图形符号电气图用图形符号”、GB6988-87GB6988-87“电气电气 制图制图”和和GB7159-87GB7159-87“电气技术中的文字符号制定通电气技术中的文字符号制定通 则则”等新标准，在绘制电气控制系统图时必须严格等新标准，在绘制电气控制系统图时必须严格 遵循。遵循。 可编程控制器

3、二、电气控制系统图二、电气控制系统图 电气原理图电气原理图 电器布置图电器布置图 电气安装接线图电气安装接线图 （一）电气原理图（一）电气原理图 用规定的图形符号，按用规定的图形符号，按主电路和控制电路相互分开主电路和控制电路相互分开并并 依据依据各电器元件动作顺序各电器元件动作顺序等原则所绘制的线路图，称为电等原则所绘制的线路图，称为电 气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点， 不表示电气元件的形状、大小和安装方式。不表示电气元件的形状、大小和安装方式。 可编程控制器 1 1绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则 主电路：主电路：

4、设备的驱动电路，包括从电源到用设备的驱动电路，包括从电源到用 电设备的电路，是强电流通过的部分。电设备的电路，是强电流通过的部分。 控制电路：控制电路：由按钮、接触器和继电器的线圈、由按钮、接触器和继电器的线圈、 各种电器的常开、常闭触点等组合构成的控制各种电器的常开、常闭触点等组合构成的控制 逻辑电路，实现所需要的控制功能，是弱电流逻辑电路，实现所需要的控制功能，是弱电流 通过的部分。通过的部分。 信号指示电路信号指示电路 保护电路保护电路 可编程控制器 方法：方法：不按电器元件实际布置绘制，而是根据电不按电器元件实际布置绘制，而是根据电 器元件在电路中所起的作用画在不同的部位上。器元件在电

5、路中所起的作用画在不同的部位上。 作用：作用：用于分析研究系统的组成和工作原理，为用于分析研究系统的组成和工作原理，为 寻找电气故障提供帮助，同时也是编制电器布置图寻找电气故障提供帮助，同时也是编制电器布置图 和电气接线图的依据。和电气接线图的依据。 特点：特点：结构简单，层次分明。结构简单，层次分明。 可编程控制器 主电路主电路用用粗粗实线，控制电路和辅助的信号实线，控制电路和辅助的信号 指示及保护电路用指示及保护电路用细细实线。实线。 水平布置：水平布置：电源线垂直画，其他电路水平电源线垂直画，其他电路水平 画，控制电路中的耗能元件（如接触器的线画，控制电路中的耗能元件（如接触器的线 圈）

6、画在电路的最右端。圈）画在电路的最右端。 垂直布置：垂直布置：电源线水平画，其他电路垂直电源线水平画，其他电路垂直 画，控制电路的耗能元件画在电路的最下端。画，控制电路的耗能元件画在电路的最下端。 可编程控制器 电器元件不画出实际的外形图，采用电气图形电器元件不画出实际的外形图，采用电气图形 符号和文字符号表示。符号和文字符号表示。 同一电器的各个部件可画在不同的地方，用相同一电器的各个部件可画在不同的地方，用相 同的文字符号标注。同的文字符号标注。 多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加 上数字序号加以区分。上数字序号加以区分。 元器件的数据和型号，

7、用小号字体标注在电器元器件的数据和型号，用小号字体标注在电器 元件符号的附近，需要标注的元器件的数量比较元件符号的附近，需要标注的元器件的数量比较 多时，可以采用设备表的形式统一给出。多时，可以采用设备表的形式统一给出。 可编程控制器 电器元件的可动部分以非激励或不工作的状态电器元件的可动部分以非激励或不工作的状态 和位置的形式表示：和位置的形式表示： 继电器和接触器的线圈在非激励状态继电器和接触器的线圈在非激励状态 断路器和隔离开关在断开位置；断路器和隔离开关在断开位置； 零位操作的手动控制开关在零位状态，不带零位操作的手动控制开关在零位状态，不带 零位的手动控制开关在图中规定的位置；零位的

8、手动控制开关在图中规定的位置； 机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力 状态；状态； 保护类元器件处在设备正常工作状态，特别保护类元器件处在设备正常工作状态，特别 情况加以说明。情况加以说明。 可编程控制器 2.图面区域的划分图面区域的划分 u图区编号表示图面图区编号表示图面 划分的各个区域，一划分的各个区域，一 般写在图的下部（般写在图的下部（1 1， 2 2，3 3等）；等）； u图的上方设有用途图的上方设有用途 栏，用文字注明该栏栏，用文字注明该栏 对应下方电路或元件对应下方电路或元件 的功能。的功能。 可编程控制器 电气原理图中用符号位置索引来表示

9、接触器和继电器线圈电气原理图中用符号位置索引来表示接触器和继电器线圈 与触点的位置，索引表位于电气原理图中相应的线圈的下与触点的位置，索引表位于电气原理图中相应的线圈的下 方，给出触头的文字称号，并在其下面注明相应触头的索方，给出触头的文字称号，并在其下面注明相应触头的索 引代号，接触器和继电器及其相应的从属关系图如下：引代号，接触器和继电器及其相应的从属关系图如下： 对未用的触点用对未用的触点用“叉叉”表示表示 接触器接触器KM： 左栏左栏 中中 栏栏 右右 栏栏 主触点所主触点所 辅助常开触点辅助常开触点 辅助常闭在辅助常闭在 图区号图区号 所在图区号所在图区号 所在图区所在图区 号号 继

10、电器继电器K： 左栏左栏 右栏右栏 常开触点常开触点 常闭触点常闭触点 所在图区号所在图区号 所在图区号所在图区号 可编程控制器 CW6132CW6132型普通车床电气原理图型普通车床电气原理图 KM 2 4 2 2 可编程控制器 某机床的电气控制原理图某机床的电气控制原理图 可编程控制器 注意几点：注意几点： 1 1）电气原理图一般分主电路和控制电路两部分。）电气原理图一般分主电路和控制电路两部分。 2 2）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规定）电气原理图中，所有电元件都应采用国家统一规定 的图形符号和文字符号来表示。的图形符号和文字符号来表示。 3 3）电气原理图中，各个电器元件和

11、部件在控制线路中）电气原理图中，各个电器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，同一电器元件的各个的位置，应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各个 部件可以不画在一起。部件可以不画在一起。 4 4）电气原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，）电气原理图中，有直接电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 可编程控制器 2. 2. 电气原理图区域划分电气原理图区域划分 图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下图区编号可以设置在图的上方或下方，对应图区编号下 方或上方表明它对应电

12、路的功能。方或上方表明它对应电路的功能。 3. 3. 符号位置的索引符号位置的索引 符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法 ，索引代号组如下：，索引代号组如下： 当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上 ，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成：，而当每个图号仅有一页图纸时，索引代号可简化成： 可编程控制器 在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并 在其下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用在其下面注明相应触头的索

13、引代号，对未使用的触头用“” 表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。表明，有时也可采用上述省去触头的表示法。 对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：对接触器，上述表示法中各栏的含义如下： 左栏左栏 中栏中栏 右栏右栏 主触头所主触头所 辅助常开触头辅助常开触头 辅助常闭触头辅助常闭触头 在图区号在图区号 所在图区号所在图区号 所在图区号所在图区号 可编程控制器 对继电器，上述表示法各栏的含义如下对继电器，上述表示法各栏的含义如下： 左栏左栏 右栏右栏 辅助常开触头辅助常开触头 辅助常闭触头辅助常闭触头 所在图区号所在图区号 所在图区号所在图区号 是接触器是接触器KM1KM1相应触头的索引。相

14、应触头的索引。 KM1 2 2 2 6 例图中例图中 KM1KM1线圈下方的线圈下方的 可编程控制器 （二）电器元件布置图（二）电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器 的实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的的实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的 档案资料。档案资料。 某机床的某机床的 电器元件布置图电器元件布置图 可编程控制器 电器元件的布置原则：电器元件的布置原则： 1. 1. 体积大和较重的电器元件应装在元件安装板的下方，体积大和较重的电器元件应装在元件安装板的下方， 发热元件应装在上

15、方发热元件应装在上方 2. 2. 强弱电分开，弱电应屏蔽强弱电分开，弱电应屏蔽 3. 3. 需经常维护、检修、调整的元件的安装位置不宜过高需经常维护、检修、调整的元件的安装位置不宜过高 或过低或过低 4. 4. 布置应整齐、美观、对称布置应整齐、美观、对称 5. 5. 元件之间应留有一定间距元件之间应留有一定间距 可编程控制器 可编程控制器 可编程控制器 电气控制柜与操作台（箱）内部布置图电气控制柜与操作台（箱）内部布置图 电气电气控制柜与操作台（箱）面板布置图控制柜与操作台（箱）面板布置图 控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出 电器元件及设备，用粗

16、实线绘出外形轮廓，标明实际电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实际 的安装位置的安装位置 电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用 的代号一致的代号一致 可编程控制器 （三）电气安装接线图（三）电气安装接线图 电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的 实际接线图。在具体施工和检修中能起到原理图所起不到的作用，在生产实际接线图。在具体施工和检修中能起到原理图所起不到的作用，在生产 现场得到了广泛的应用。现场得到了广泛的应用。 安装接线图是实际接线安装的准则和依

17、据，它清楚地表示安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表示各电器元件各电器元件 的相对位置和它们之间的电气连接的相对位置和它们之间的电气连接，安装接线图不仅要把同一个电器的各，安装接线图不仅要把同一个电器的各 个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。 各电器元件的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电器元各电器元件的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电器元 件之间的连接可以直接进行，件之间的连接可以直接进行，不在同一个控制柜内的各电器元件之间的导不在同一个控制柜内的各电器元件之

18、间的导 线连接，必须通过接线端子进行线连接，必须通过接线端子进行。 安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引出。还应该详安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引出。还应该详 细标明导线和所穿管子的型号、规格等。细标明导线和所穿管子的型号、规格等。 可编程控制器 可编程控制器 第二节第二节 电气控制电路的基本控制环节电气控制电路的基本控制环节 一、电机启动，电动及停止控制一、电机启动，电动及停止控制 利用接触器利用接触器 本身的辅助本身的辅助 常开触点来常开触点来 实现实现。 可编程控制器 2、点动控制：、点动控制： 按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即按住按钮时电动

19、机转动工作，手放开按钮时，电动机即 停止工作，常用于生产设备的调整。停止工作，常用于生产设备的调整。与长动的主要区别是与长动的主要区别是 控制电器能否自锁。控制电器能否自锁。 控制电路控制电路(a)：按钮实现点动（按钮实现点动（SB3）和长动（）和长动（SB2）；）； 控制电路控制电路(b)：选择开关实现点动与长动切换；选择开关实现点动与长动切换； 控制电路控制电路(c) ：中间继电器实现点动的控制电路。中间继电器实现点动的控制电路。 可编程控制器 按下启动按钮后，控制回路自保持，设备运行；按下停止按下启动按钮后，控制回路自保持，设备运行；按下停止 按钮后，设备停止。按钮后，设备停止。 3、起

20、、起-保保-停控制电路停控制电路 下图所示是两个典型的启下图所示是两个典型的启-保保-停控制电路停控制电路 SB2 KM KMSB1 b）启动优先的自保持电路）启动优先的自保持电路a）停止优先的自保持电路）停止优先的自保持电路 KM KM SB1 SB2 启启-保保-停控制电路又分为启动优先的自保持电路和停止优先的自保持停控制电路又分为启动优先的自保持电路和停止优先的自保持 电路，判断方法是启动和停止的按钮同时按下，看设备是启动还是停电路，判断方法是启动和停止的按钮同时按下，看设备是启动还是停 止。止。 可编程控制器 控制电路控制电路(a)：起动按钮并联起动按钮并联 连接，停止按钮串联连接，分

21、连接，停止按钮串联连接，分 别安置在三个地方，就可实现别安置在三个地方，就可实现 三地操作。三地操作。 控制电路控制电路(b) ：几个操作者都几个操作者都 按起动按钮发出主令信号，设按起动按钮发出主令信号，设 备才能起动，停止时则任一点备才能起动，停止时则任一点 都可以操作，都可以操作， 4、多地点控制电路、多地点控制电路 电动机启动、停止控制电路电动机启动、停止控制电路补充补充 可编程控制器 二、可逆控制和互锁环节二、可逆控制和互锁环节 可逆控制的应用：可逆控制的应用： 机械设备的正向和反向运动、机械设备的正向和反向运动、 电梯上下行、电梯上下行、 机床工作台前进和后退、机床工作台前进和后退

22、、 起重设备的上下运动等。起重设备的上下运动等。 可逆：指电动机做正转或反转运动可逆：指电动机做正转或反转运动 图图 三相异步电动机可逆控制线路三相异步电动机可逆控制线路 （a）主电路）主电路 可编程控制器 （b）无互锁的控制线路）无互锁的控制线路 或在或在KM2有电时按下有电时按下SB2会怎样？会怎样？ 问题：若在问题：若在KM1有电时按下有电时按下SB3会怎样？会怎样？ 图图 三相异步电动机可逆控制线路三相异步电动机可逆控制线路 （a）主电路）主电路 可编程控制器 KM1和和KM2同时同时 闭合会造成电源闭合会造成电源 短路！短路！ M 3 U V W FR FU FR QS 可编程控制器

23、 . . . 通电通电 断开断开 无电无电 闭合闭合 自锁自锁 改进方法：改进方法：电气互锁（可逆）控制电路电气互锁（可逆）控制电路 （b）互锁控制线路）互锁控制线路 可编程控制器 KM1KM1 （c）采用复合按钮的互锁控制线路）采用复合按钮的互锁控制线路 可编程控制器 动作序列图介绍动作序列图介绍 1 1）元件线圈的）元件线圈的得电得电和和失电失电：分别用：分别用 “ “”和和“”作为作为 元件文字符号的上角标。元件文字符号的上角标。 2 2）元件触点的）元件触点的闭合闭合和和断开断开：分别用：分别用 “ “” ” 和和“”作为作为 元件文字符号的上角标。元件文字符号的上角标。 3 3）分析

24、控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从）分析控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从 左至右的顺序表述各元件的状态。左至右的顺序表述各元件的状态。 可编程控制器 电动机电动机M1M1和和M2M2各由热继电器各由热继电器FRlFRl、FR2FR2进行保护进行保护, , 接触器接触器 KMlKMl控制电动机控制电动机M1M1的起动、停止，的起动、停止， 接触器接触器 KM2KM2控制电动机控制电动机M2M2的起动、停止，的起动、停止， KMlKMl、KM2KM2经熔断器经熔断器FUFU和开关和开关Q Q与电源连接与电源连接。 两台电动机顺序控制电路两台电动机顺序控制电路 三、顺序控制环节

25、（联锁控制）三、顺序控制环节（联锁控制） 生产设备或自动生产线都由许多运动部生产设备或自动生产线都由许多运动部 件构成，而这些运动部件之间存在互相联系件构成，而这些运动部件之间存在互相联系 和制约的关系，因此常要求电动机或其他电和制约的关系，因此常要求电动机或其他电 器有一定的得电顺序。器有一定的得电顺序。 1) 主电路：主电路： 可编程控制器 按下按下SB2+KM1KM1+ 主触点吸合，主触点吸合，M1起动。起动。 KM1+ 辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。 按下按下SB3+KM2KM2+ 主触点吸合，主触点吸合，M2起动。起动。 KM2+ 辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触

26、点吸合，自锁。 两台电机都起动之后，要使电机停止运行，可如下操作：两台电机都起动之后，要使电机停止运行，可如下操作： 按下按下SB1-KM1 KM1- 主触点释放脱开， 主触点释放脱开，M1停止运转。停止运转。 KM2 KM2- 主触点释放脱开， 主触点释放脱开，M2停止运转。停止运转。 注意：如果想先起动注意：如果想先起动M2，操作如下：，操作如下： 按下按下SB3+KM1-KM2 ， ，M2电机无法起动。电机无法起动。 KM2 （a） a) 先先M1，后，后M2顺序起动，同时停车顺序起动，同时停车 2) 控制电路控制电路 可编程控制器 SB2 SB1 FR1 FR2 可编程控制器 FR1

27、SB1 SB2 FR2 断开断开 断开断开 思考：思考：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖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：积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时起动时: M1起动后起动后 M2立即起动；立即起动； 停车时停车时: M2停车后停车后M1立即停车。应如何实现控制？立即停车。应如何实现控制？ 可编程控制器 先先M1，后，后M2顺序起动顺序起动, 先先M2，后，后M1顺序停顺序停 车车 KM2 （b） 起动操作：起动

28、操作： SB2+KM1KM1+ 主触点吸合，主触点吸合，M1起动。起动。 KM1+ 辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。 SB4+KM2KM2+ 主触点吸合，主触点吸合，M2起动。起动。 KM2+ 辅助常开触点吸合，自锁。辅助常开触点吸合，自锁。 停车操作：停车操作： SB3-KM2KM2- 主触点释放脱开，主触点释放脱开，M2停止运转。停止运转。 SB1-KM1KM1- 主触点释放脱开，主触点释放脱开，M1停止运转。停止运转。 可编程控制器 YA （a） 两位四通电磁阀点动、起动控制线路两位四通电磁阀点动、起动控制线路 YA （b） KA SB1 SB2 KA 四、执行元件为电磁

29、阀时的控制线路四、执行元件为电磁阀时的控制线路 可编程控制器 三个继电器三个继电器KA1、KA2、KA3，要求在开关，要求在开关SA闭合后继闭合后继 电器能顺序地接通，然后再按同一顺序断开，在电器能顺序地接通，然后再按同一顺序断开，在SA保持保持 闭合时，工作循环重复运行：闭合时，工作循环重复运行： 时序开关控制电路时序开关控制电路 不仅与触点组合有关，而且和组合过程的次序有关，这不仅与触点组合有关，而且和组合过程的次序有关，这 类控制电路称为时序开关控制电路。类控制电路称为时序开关控制电路。 常用电气控制电路常用电气控制电路1 KA1 KA1 KA3 KA2 KA3 KA2 SA 可编程控制

30、器 要求要求KM1控制的电动机控制的电动机M1起动起动t秒后，秒后，KM2控制的电动机控制的电动机 M2才起动（可用通电延时时间继电器来实现），按下停才起动（可用通电延时时间继电器来实现），按下停 止按钮后止按钮后M1和和M2都停止：都停止： 按时间的顺序控制电路按时间的顺序控制电路 KM1 KM1 KT KT KM2 KM2 SB1 SB2 KM2 t t 常用电气控制电路常用电气控制电路2 可编程控制器 2、试设计一个控制电路，一台由接触器KM控制的电 动机，在按下启动按钮SB后，只运行 t 秒就停止。 课堂练习课堂练习 1、题、题2-3 图图2-24所示的电器控制线路能实现什么功能？所示

31、的电器控制线路能实现什么功能？ 试用动作序列图说明。试用动作序列图说明。 可编程控制器 第三节第三节 三相异步电机的启动控制三相异步电机的启动控制 一、笼型异步电机的启动控制（降压启动）一、笼型异步电机的启动控制（降压启动） 三种方式：三种方式： 定子串电阻降压启动定子串电阻降压启动 星星-三角变换降压起动三角变换降压起动 自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动 用途：用途： 三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相 交流异步电动机空载和轻载起动时减小起动电流。交流异步电动机空载和轻载起动时减小起动电流。 可编程控制器 星星-三角变换降压起动三角变

32、换降压起动 4KW 4KW以上的三相异步电机正常运行时一般采用三以上的三相异步电机正常运行时一般采用三 角形接法，电动机定子三相绕组角形接法，电动机定子三相绕组6 6个端子均引出。个端子均引出。 U UV VW W UUVVWW U UV VW W UUVVWW U UV VW W(U)(U)(V)(V)(W)(W) 可编程控制器 星形启动时：绕组承受的电压为额定电压的星形启动时：绕组承受的电压为额定电压的1/1.7321/1.732 启动电流为三角形接法时的启动电流为三角形接法时的1/31/3 可编程控制器 动作序列图介绍动作序列图介绍 1 1）元件线圈的）元件线圈的得电得电和和失电失电：分

33、别用：分别用 “ “”和和“”作为作为 元件文字符号的上角标。元件文字符号的上角标。 2 2）元件触点的）元件触点的闭合闭合和和断开断开：分别用：分别用 “ “” ” 和和“”作为作为 元件文字符号的上角标。元件文字符号的上角标。 3 3）分析控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从）分析控制线路的动作序列时，一般按电路从上往下，从 左至右的顺序表述各元件的状态。左至右的顺序表述各元件的状态。 Y-Y- 降压起动过程分析：时间原则控制方式降压起动过程分析：时间原则控制方式 按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2+ +KM1KM1线圈通电自锁，线圈通电自锁，KM1KM1+ + KM3KM3线圈

34、通电线圈通电 ，KMKM3+ 3+ MM作作Y Y接起动；接起动； KTKT线圈通电延时线圈通电延时KT+ KT+ KM3KM3线圈断电线圈断电 KT- KT- KM2KM2线圈通电自锁线圈通电自锁 KM2+,KM2+,M M作连接运行作连接运行 KTKT线圈断电复位。线圈断电复位。 可编程控制器 可编程控制器 主电路：主电路：KM2KM2与与KM3KM3的主触点同时闭合，会造成的主触点同时闭合，会造成 电源短路，控制电路必须能够避免这种情况发电源短路，控制电路必须能够避免这种情况发 生。生。 控制电路控制电路1 1 ：时间继电器时间继电器KTKT的延时常闭触点和的延时常闭触点和 延时常开触点

35、似乎不会使延时常开触点似乎不会使KM3KM3和和KM2KM2的线圈同时的线圈同时 得电，但是，接触器的吸合时间和释放时间的得电，但是，接触器的吸合时间和释放时间的 离散性使得电路的工作状态存在不确定性。离散性使得电路的工作状态存在不确定性。 控制电路控制电路1 1： 可编程控制器 控制电路控制电路1 1不确定性不确定性 ： 存在电磁时间常数和机械时间常数，继电器和接触器从线存在电磁时间常数和机械时间常数，继电器和接触器从线 圈得电或失电到触点完成动作需要时间，即吸合时间和释放圈得电或失电到触点完成动作需要时间，即吸合时间和释放 时间（继电器：十几到几十时间（继电器：十几到几十msms，接触器：

36、几十到数百，接触器：几十到数百msms）。）。 假设假设KM2KM2吸合时间是吸合时间是15ms15ms，KM3KM3释放时间是释放时间是25ms25ms，时间继电，时间继电 器器KTKT的延时常闭触点和延时常开触点同时动作，星的延时常闭触点和延时常开触点同时动作，星-三角变三角变 换时，换时，KM3KM3和和KM2KM2的主触点有约的主触点有约10ms10ms的时间同时接通。的时间同时接通。 可编程控制器 控制电路控制电路2 2 ：改进控制电路：改进控制电路1 1，避免短路，节约电能，避免短路，节约电能 将将KM3KM3的常闭辅助触点串联在的常闭辅助触点串联在KM2KM2的线圈控制电路中，的

37、线圈控制电路中， 只有当只有当KM3KM3的衔铁及触点释放完毕（常闭辅助触点接通）的衔铁及触点释放完毕（常闭辅助触点接通） 后才允许后才允许KM2KM2得电。得电。 将将KM2KM2的常闭辅助触点串联在的常闭辅助触点串联在KM3KM3的线圈控制电路中，的线圈控制电路中， 只有当只有当KM2KM2的衔铁及触点释放完毕（常闭辅助触点接通）的衔铁及触点释放完毕（常闭辅助触点接通） 后才允许后才允许KM3KM3得电，保证电路工作可靠。得电，保证电路工作可靠。 起动完成后时间继电器起动完成后时间继电器KTKT已无得电的必要，将已无得电的必要，将KM2KM2的的 常闭辅助触点串联在常闭辅助触点串联在KTK

38、T的线圈控制电路中，的线圈控制电路中， KTKT断电，断电， 节约能源。节约能源。 可编程控制器 自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动 自耦变压器通常有自耦变压器通常有2 2个不同的抽头（个不同的抽头（60%Un60%Un和和80%Un80%Un） 启动时定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压启动时定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压 启动完毕，自耦变压器便被短接，额定电压直接加于定启动完毕，自耦变压器便被短接，额定电压直接加于定 子绕组子绕组 一般用于启动较大容量的电动机一般用于启动较大容量的电动机 可编程控制器 可编程控制器 按下按下SB2SB2，KM1KM1、KTKT线圈同时得电并

39、自锁，线圈同时得电并自锁，KM1KM1主触点主触点 闭合，电动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开始降闭合，电动机定子绕组经自耦变压器二次侧供电开始降 压起动。当压起动。当KTKT动作，使接触器动作，使接触器KM1KM1线圈断电，线圈断电，KM1KM1主触点主触点 断开，将自耦变压器从电网上切除；同时使接触器断开，将自耦变压器从电网上切除；同时使接触器KM2KM2线线 圈得电，电动机直接接到电网上，全压运行。圈得电，电动机直接接到电网上，全压运行。 电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的电动机经自耦变压器降压起动时，如自耦变压器的 电压变比为电压变比为K=UK=U1 1/U/U2 211，

40、利用自耦变压器降压起动时的电，利用自耦变压器降压起动时的电 压为额定电压的压为额定电压的1/K1/K，电网供给的起动电流减小到，电网供给的起动电流减小到1/K1/K2 2， 由于由于TUTU2 2，此时的起动转矩降为直接起动时的，此时的起动转矩降为直接起动时的1/K1/K2 2。所。所 以，自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动。以，自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动。 可编程控制器 第五节第五节 三相异步电动机的制动控制三相异步电动机的制动控制 当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过当三相异步电动机脱离电源，由于惯性，转子要经过 一段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工

41、一段时间才能完全停止旋转，这不能适应某些生产机械工 艺的要求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会造艺的要求，如对万能铣床、卧式镗床、组合机床等，会造 成运动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生成运动部件停位不准、工作不安全等现象，同时也影响生 产效率。产效率。 因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车因此，电动机需要进行有效的制动，使之能迅速停车 。 可编程控制器 一般采取的制动方法有两大类：一般采取的制动方法有两大类：机械制动和电气机械制动和电气 制动制动。 机械制动机械制动是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动是利用电磁抱闸等机械装置来强迫电动 机迅速停车；机迅速停车； 电气

42、制动电气制动是使电动机工作在制动状态，使电动机是使电动机工作在制动状态，使电动机 的电磁转矩方向与电动机的旋转方向相反，从而起制的电磁转矩方向与电动机的旋转方向相反，从而起制 动作用。动作用。 电气制动控制电路包括电气制动控制电路包括反接制动和能耗制动反接制动和能耗制动。 可编程控制器 反接制动有两种情况：一种是倒拉反接制动，如起重反接制动有两种情况：一种是倒拉反接制动，如起重 机下放重物的情况；另一种是电源反接制动，这里讨论第机下放重物的情况；另一种是电源反接制动，这里讨论第 二种情况。二种情况。 使用使用电源反接制动方法电源反接制动方法的注意事项：的注意事项： 为防止转子降速后反向起动，为

43、防止转子降速后反向起动，当转速接近于零时应迅速切当转速接近于零时应迅速切 断电源断电源； 转子与突然反向的旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转子与突然反向的旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步 转速，为了减小冲击电流，通常在电动机主电路中转速，为了减小冲击电流，通常在电动机主电路中串接电串接电 阻阻来限制反接制动电流。来限制反接制动电流。 反接制动特点反接制动特点是制动迅速，效果好，冲击大，通常仅适用是制动迅速，效果好，冲击大，通常仅适用 于于10kW10kW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。 一、反接制动控制电路一、反接制动控制电路 可编程控制器 1 1、电动机单向运转的反接制动控制电路

44、、电动机单向运转的反接制动控制电路 可编程控制器 按下按下SB2SB2，KM1KM1得电，全压起动。在电动机正得电，全压起动。在电动机正 常运转时，常运转时，速度继电器速度继电器KSKS的常开触点闭合的常开触点闭合，为反，为反 接制动作好准备。接制动作好准备。 停车时，按下停止按钮停车时，按下停止按钮SB1SB1，KM1KM1断电，由于断电，由于 惯性，电动机的转速还很高，惯性，电动机的转速还很高，KSKS依然动作，因依然动作，因SB1SB1 按下，按下，KM2KM2得电，电动机反接制动，转速迅速下降得电，电动机反接制动，转速迅速下降 ，当，当速度继电器恢复速度继电器恢复，KM2KM2断电，电

45、动机断电，反断电，电动机断电，反 接制动结束。接制动结束。 可编程控制器 2 2、电动机可逆运行的反接制动控制电路、电动机可逆运行的反接制动控制电路 可编程控制器 正转起动按正转起动按 SB2SB2，正转，正转KM1KM1得电，电动机接得电，电动机接 入正向三相交流电源运转，入正向三相交流电源运转，KSKS动作动作，正转常闭触，正转常闭触 点点KS-1KS-1断开断开，常开触点常开触点KS-1KS-1闭合闭合。为。为KM2KM2线圈的线圈的 通电做准备，但不能使通电做准备，但不能使KM2KM2线圈立即通电。线圈立即通电。 按停止按钮按停止按钮SB1SB1， KM1KM1断电，断电，KM2KM2

46、通电，正向通电，正向 反接制动。由于速度继电器的反接制动。由于速度继电器的常闭触点常闭触点KS-1KS-1已断已断 开开，KM2KM2线圈不自锁。当转速接近于零，线圈不自锁。当转速接近于零，正转常正转常 开开KS-1KS-1断开断开， KM2KM2断电，正向反接制动结束。断电，正向反接制动结束。 可编程控制器 3 3、具有限流电阻的可逆反接制动控制电路、具有限流电阻的可逆反接制动控制电路 可编程控制器 按下正转起动按钮按下正转起动按钮SB2SB2，中间继电器，中间继电器KA3KA3得电得电 并自锁，接触器并自锁，接触器KM1KM1线圈通电，线圈通电，KM1KM1的主触点闭合，的主触点闭合， 定

47、子绕组经电阻定子绕组经电阻R R接通正向三相电源，电动机接通正向三相电源，电动机定子定子 绕组串电阻降压起动。绕组串电阻降压起动。 当电动机转速上升到一定值时，当电动机转速上升到一定值时，KSKS的正转的正转常常 开触点开触点KS-1KS-1闭合，闭合，中间继电器中间继电器KA1KA1得电并自锁，这得电并自锁，这 时时KA1KA1、KA3KA3中间继电器的常开触点全部闭合，接中间继电器的常开触点全部闭合，接 触器触器KM3KM3线圈得电，线圈得电，KM3KM3主触点闭合，短接电阻主触点闭合，短接电阻R R， 定子绕组得到额定电压，进入运行。定子绕组得到额定电压，进入运行。 电阻电阻R R是反接

48、制动电阻，同时也限制起动电流是反接制动电阻，同时也限制起动电流 可编程控制器 若按下停止按钮若按下停止按钮SB1SB1，则，则KA3KA3、KM1KM1、KM3KM3线圈断线圈断 电。但此时电动机转速仍然很高，速度继电器电。但此时电动机转速仍然很高，速度继电器KSKS的的 正转常开触点正转常开触点KS-1KS-1还处于闭合状态，中间继电器还处于闭合状态，中间继电器 KA1KA1线圈仍得电，所以接触器线圈仍得电，所以接触器KM1KM1常闭触点复位后，常闭触点复位后， 接触器接触器KM2KM2线圈得电，线圈得电，KM2KM2常开主触点闭合，使定子常开主触点闭合，使定子 绕组经电阻绕组经电阻R R获

49、得反向的三相交流电源，电动机进获得反向的三相交流电源，电动机进 行反接制动。当行反接制动。当转速小于转速小于100r100rminmin时，时，KSKS的正转的正转 常开触点常开触点KS-1KS-1复位，复位，KA1KA1断电，断电，KM2KM2断电，反接制动断电，反接制动 过程结束。过程结束。 可编程控制器 1 1、单向能耗制动控制电路、单向能耗制动控制电路 （1 1）时间原则控制）时间原则控制 二、能耗制动控制电路二、能耗制动控制电路 可编程控制器 正常运行后，按下停止按钮正常运行后，按下停止按钮 SB1SB1，KM1KM1断电，断电， 切断电动机电源，同时切断电动机电源，同时KTKT得电

50、，得电，KM2KM2得电并自锁，得电并自锁， 直流电源则接入定子绕组，进行能耗制动。直流电源则接入定子绕组，进行能耗制动。 当时间继电器延时断开常闭触点当时间继电器延时断开常闭触点KTKT断开时，断开时， KM2KM2断电，直流电源被切除，同时断电，直流电源被切除，同时KM2KM2常开辅助触常开辅助触 点复位，时间继电器点复位，时间继电器KTKT线圈断电，能耗制动结束线圈断电，能耗制动结束 。 可编程控制器 （2 2）速度原则控制）速度原则控制 可编程控制器 该电路与时间原则控制电路基本相同，控制该电路与时间原则控制电路基本相同，控制 电路中取消了时间继电器电路中取消了时间继电器KTKT，而加

51、装了速度继电，而加装了速度继电 器器KSKS，用，用KSKS的常开触点代替的常开触点代替KTKT延时断开的常闭触延时断开的常闭触 点。点。 制动时，按下停止制动时，按下停止SB1SB1，KM1KM1断电，断电， 断开三相断开三相 电源。此时速度仍然很高，电源。此时速度仍然很高，KSKS的常开触点仍然闭的常开触点仍然闭 合，合，KM2KM2能够依靠能够依靠SB1SB1按钮的按下通电，定子绕组按钮的按下通电，定子绕组 通入直流电，能耗制动。当电动机速度接近零时，通入直流电，能耗制动。当电动机速度接近零时， KSKS常开触点复位，常开触点复位，KM2KM2断电，能耗制动结束。断电，能耗制动结束。 可

52、编程控制器 2 2、电动机可逆运行能耗制动控制电路、电动机可逆运行能耗制动控制电路 可编程控制器 按时间原则控制按时间原则控制 正常正向运转中，按下停止按钮正常正向运转中，按下停止按钮SB1SB1，KM1KM1断断 电，电，KM3KM3和和KTKT得电并自锁，得电并自锁，KM3KM3常开主触点闭合，常开主触点闭合， 直流电源加到定子绕组，电动机进行正向能耗制直流电源加到定子绕组，电动机进行正向能耗制 动。当转速接近零时，时间继电器延时断开的常动。当转速接近零时，时间继电器延时断开的常 闭触点闭触点KTKT断开断开KM3KM3线圈电源。线圈电源。KM3KM3主触点断开直流主触点断开直流 电源，电

53、源，KM3KM3常开辅助触点复位，常开辅助触点复位，KTKT断电，正向能断电，正向能 耗制动结束。耗制动结束。 可编程控制器 与反接制动相比，能耗制动具有消耗能量与反接制动相比，能耗制动具有消耗能量 少、制动电流小等优点，但需要直流电源，少、制动电流小等优点，但需要直流电源， 控制电路复杂。控制电路复杂。 通常能耗制动适用于电动机通常能耗制动适用于电动机 容量较大和起制动频繁的场合，反接制动适容量较大和起制动频繁的场合，反接制动适 用于容量小而制动要求迅速的场合。用于容量小而制动要求迅速的场合。 可编程控制器 第六节、自动往返行程控制电路第六节、自动往返行程控制电路 右图为自动往返循环控制典型电路。右图为自动往返循环控制典型电路。 SQ1SQ1为正向转反向行程开关为正向转反向行程开关 SQ2SQ2为反向转正向行程开关为反向转正向行程开关 KM1 KM1 KM2 KM2 FR SB1 SB2 KM2 SB3 KM1 SQ1SQ2 FU2 可编程控制器 工作原理工作原理： 按下按下SB2SB2 KM1KM1得电得电 自锁自锁 M M正转正转 合合QSQS 拖动运动部件前进拖动运动部件