电气控制基础1

1、第二章第二章 电气控制基础电气控制基础 各种用途的机械设备，一般都是由电动机拖各种用途的机械设备，一般都是由电动机拖动的，而对于电动机而言，最早的控制方式就是动的，而对于电动机而言，最早的控制方式就是继电接触器式控制继电接触器式控制。由于此由于此控制控制装置具有线路简装置具有线路简单、维修方便、便于掌握、成本低廉等许多优点，单、维修方便、便于掌握、成本低廉等许多优点，多年来在各种生产机械的电气控制领域中，一直多年来在各种生产机械的电气控制领域中，一直得到广泛的应用。得到广泛的应用。 由于机械设备的生产工艺不同，所以电气控由于机械设备的生产工艺不同，所以电气控制线路的复杂程度也各不相同。但任何复

2、杂的控制线路的复杂程度也各不相同。但任何复杂的控制线路都是由一些常用的基本回路制线路都是由一些常用的基本回路（控制环节和（控制环节和保护环节）保护环节）按需要组合而成。按需要组合而成。 本章主要介绍一些电气控制线路中的基本本章主要介绍一些电气控制线路中的基本环节。掌握这些基本环节有利于以后对典型机环节。掌握这些基本环节有利于以后对典型机械设备控制线路的阅读、分析以及继电接触器械设备控制线路的阅读、分析以及继电接触器式控制系统的设计。式控制系统的设计。第二章第二章 电气控制基础电气控制基础 本章的学习要求本章的学习要求 掌握电气控制线路图的基础知识、电气掌握电气控制线路图的基础知识、电气控制系统

3、的基本回路控制系统的基本回路 ( 如保护环节和控制环如保护环节和控制环节节 )、鼠笼式异步电动机的起动控制线路及、鼠笼式异步电动机的起动控制线路及电动机的正反转控制线路电动机的正反转控制线路; 熟悉异步电动机熟悉异步电动机的制动控制线路、电动机的调速控制线路；的制动控制线路、电动机的调速控制线路；了解典型机床的电气控制线路。了解典型机床的电气控制线路。第二章第二章 电气控制基础电气控制基础2-1 2-1 电气控制线路图电气控制线路图 的基本概念和绘制的基本概念和绘制 电气控制系统是由许多电器元件和电动机等用电气控制系统是由许多电器元件和电动机等用电设备按一定生产工艺要求连接而成的，为了便于电设

4、备按一定生产工艺要求连接而成的，为了便于其设计、分析、安装、调整、使用和维护，需要将其设计、分析、安装、调整、使用和维护，需要将各种电器元件及其连接，用统一规定的文字和图形各种电器元件及其连接，用统一规定的文字和图形表达出来，其工程图表示有三种方法：表达出来，其工程图表示有三种方法：电气控制原电气控制原理理( (电路电路) )图图、电器设备安装图电器设备安装图、电器设备接线图电器设备接线图。 由于构成电器工程的元器件、设备和连线由于构成电器工程的元器件、设备和连线很多，结构类型千差万别，安装方式也多种多很多，结构类型千差万别，安装方式也多种多样。因此，在主要以简图形式表示的电器工程样。因此，在

5、主要以简图形式表示的电器工程图中，为了描述和区分这些元件和电器设备的图中，为了描述和区分这些元件和电器设备的名称、功能、状态、特征、相互关系、安装位名称、功能、状态、特征、相互关系、安装位置及其连接等等，没有必要也不可能一一画出置及其连接等等，没有必要也不可能一一画出它们的外形结构，一般是用一些简单符号表示它们的外形结构，一般是用一些简单符号表示的，这些符号就是的，这些符号就是图形符号。图形符号。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 图形符号图形符号提供了一类设备或元件的共同符号，为提供了一类设备或元件的共同符号，为了更明确地区分不同设备或元件，尤其是区分同

6、类设了更明确地区分不同设备或元件，尤其是区分同类设备或元件中不同功能的设备或元件，还必须在图形符备或元件中不同功能的设备或元件，还必须在图形符号旁标注相应的号旁标注相应的文字符号文字符号，且字母必须大写。，且字母必须大写。 国家标准局参照国际电工委员会国家标准局参照国际电工委员会(iec)(iec)颁颁布的有关文件布的有关文件, ,制定了我国电器设备新的有关制定了我国电器设备新的有关国家标准。国家标准。gb4728gb472819841984、19851985电气图用图形符号电气图用图形符号；gb7159gb715919871987电气技术中的文字符号制定通则电气技术中的文字符号制定通则；gb

7、4026gb402619831983电器接线端子的识别和字母数字符号接线端子的通则电器接线端子的识别和字母数字符号接线端子的通则2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 一一. . 电气控制原理图电气控制原理图 电气控制原理图电气控制原理图, , 表示电气控制线路表示电气控制线路的工作原理、各电器元件导电部件的作用的工作原理、各电器元件导电部件的作用及其相互关系，而不考虑各电器元件实际及其相互关系，而不考虑各电器元件实际安装的位置和实际连线情况。安装的位置和实际连线情况。 2-12-1电气控

8、制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 1. 1.电气控制线路根据电路通过的电流大电气控制线路根据电路通过的电流大小分为主电路和控制电路两大部分。小分为主电路和控制电路两大部分。 控制电路控制电路 指通过弱小电流的电路，它包括接触器指通过弱小电流的电路，它包括接触器和继电器的线圈、接触器的辅助触头、继电器和其它控制和继电器的线圈、接触器的辅助触头、继电器和其它控制电器的触头等，还包括信号、保护和各种联锁电路，一般电器的触头等，还包括信号

9、、保护和各种联锁电路，一般用细线条绘在原理图的右侧（或下部）。用细线条绘在原理图的右侧（或下部）。 主电路主电路 包括从电源到电动机的电路包括从电源到电动机的电路, , 是大电流通是大电流通过的部分，一般用粗线条绘在原理图的左侧（或上部）。过的部分，一般用粗线条绘在原理图的左侧（或上部）。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 绘制电气控制原理图应遵循的原则：绘制电气控制原理图应遵循的原则： 3. 3.各电器并不按照它实际的位置情况各电器并不按照它实际的位置情况绘在原理图上，而是采用同一电器元件的绘在原理图上，而是采用同一电器元件的各部分分别绘在它们完成作用的

10、地方，但各部分分别绘在它们完成作用的地方，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号的后面加上类的电器元件，可在文字符号的后面加上数字序号的下标，如数字序号的下标，如kmkm1 1 、kmkm2 2等。等。 2. 2.控制线路的全部触点都要按控制线路的全部触点都要按“平常平常” ” ( (即未通电或未受外力作用时即未通电或未受外力作用时) )状态绘出。状态绘出。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 5. 5.控制电路的分支线路上，各电器元控制电路的分支线路上，各电器元部件原则上是按照动作的先后顺序、自

11、左部件原则上是按照动作的先后顺序、自左而右、从上而下的排列；原理图上应尽可而右、从上而下的排列；原理图上应尽可能减少线条和避免线条交叉；两线交叉连能减少线条和避免线条交叉；两线交叉连接时在连接点处需用黑点标出。接时在连接点处需用黑点标出。 4.4.对具有循环运动的机构，应给出工对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，如行程开关等应绘出动作程序作循环图，如行程开关等应绘出动作程序和动作位置。和动作位置。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 二二. . 电器设备安装图电器设备安装图 表示各种电器在生产设备和电气控制柜中实表示各种电器在生产设备和电气控制柜中实际的

12、安装位置。主要有控制柜、控制板、操纵台际的安装位置。主要有控制柜、控制板、操纵台等电器设备具体布置图。等电器设备具体布置图。 安装图是电器设备安装和维修时必备的资料。安装图是电器设备安装和维修时必备的资料。在绘制时，均用粗实线画出简单轮廓，留出线槽在绘制时，均用粗实线画出简单轮廓，留出线槽和备用面积和备用面积( (图中不标尺寸图中不标尺寸) )。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 电器设备安装图特点：电器设备安装图

13、特点：(1)(1) 同一电器元件的各部件（例如触点和线圈）同一电器元件的各部件（例如触点和线圈）必须画在一起必须画在一起, , 各电器元件的位置应与实际安装各电器元件的位置应与实际安装的位置一致；的位置一致；(2)(2) 各电器元件的安装位置由生产设备的结构和各电器元件的安装位置由生产设备的结构和工作要求决定（如电动机要与被拖动的机械部件工作要求决定（如电动机要与被拖动的机械部件在一起在一起; ; 行程开关应放在要取的信号的地方；操行程开关应放在要取的信号的地方；操作元件放在便于操纵的地方，这在作元件放在便于操纵的地方，这在人机工程学人机工程学中有详述中有详述; ; 一般电器元件应放在控制柜内

14、）。一般电器元件应放在控制柜内）。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制 三三. . 电器设备接线图电器设备接线图 它是根据原理图，配合安装要求来绘制的，它是根据原理图，配合安装要求来绘制的， 用来表示各电器元件之间实际接线情况。用来表示各电器元件之间实际接线情况。 电器设备接线图为各电器元件的配线、检电器设备接线图为各电器元件的配线、检修和施工提供了方便，实际工作时一般要与电修和施工提供了方便，实际工作时一般要与电气控制原理图配合使用。气控制原理图配合使用。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制绘制电器设备接线图的主要规定绘

15、制电器设备接线图的主要规定: : 不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连 接，必须通过端子板进行，端子板的编号应与原接，必须通过端子板进行，端子板的编号应与原 理图一致理图一致, ,并按原理图的接线进行连接；并按原理图的接线进行连接； 图中文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都图中文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都 必须与原理图一致；必须与原理图一致；同一电器元件的各个部件应画在一起同一电器元件的各个部件应画在一起; ; 走向相同的多根导线可用单线表示。画连接导线走向相同的多根导线可用单线表示。画连接导线 时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线

16、管的时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线管的 尺寸。尺寸。2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-12-1电气控制线路图的基本概念和绘制电气控制线路图的基本概念和绘制2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 在电气控制线路中在电气控制线路中, ,常用的基本电路主要有常用的基本电路主要有: :保护环节保护环节和和控制环节控制环节。 为了保护电网、电动机、控制电器以及其它为了保护电网、电动机、控制电器以及其它电路元件，消除不正常工作时的有害影响，避免电路元件，消除不正常工作时的有害影响，避免因误操作而发生事故，在自动控制系统中应具有因误操作

17、而发生事故，在自动控制系统中应具有尽可能完善的保护环节。尽可能完善的保护环节。一一. .电气控制系统基本的保护环节电气控制系统基本的保护环节 常用保护环节有：短路、过流、过常用保护环节有：短路、过流、过载、过压、失压载、过压、失压( (欠压欠压) )、弱磁、超速和、弱磁、超速和极限保护等。极限保护等。 1. 短路保护短路保护 当电路发生短路时，短路电流会引起电器设当电路发生短路时，短路电流会引起电器设备绝缘损坏和产生强大的电动力，从而使电机和备绝缘损坏和产生强大的电动力，从而使电机和电路中的各种电器设备产生机械性损坏，因此当电路中的各种电器设备产生机械性损坏，因此当电路中出现短路时，必须迅速可

18、靠地断开电源。电路中出现短路时，必须迅速可靠地断开电源。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 方法一：采用熔断器作短方法一：采用熔断器作短路保护的电路。路保护的电路。在对主电路采在对主电路采用三相四线制或对变压器采用用三相四线制或对变压器采用中点接地的三相三线制的供电中点接地的三相三线制的供电电路中，必须采用三相短路保电路中，必须采用三相短路保护护。若主电路容量较小，其控若主电路容量较小，其控制电路不需要另外设置熔断器；制电路不需要另外设置熔断器；若主电路容量较大，则控制电若主电路容量较大，则控制电路一定要单独

19、设置短路保护的路一定要单独设置短路保护的熔断器。熔断器。kmfr3m3fu1qsfu22-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路m3kmqf 方法二：采用自动开关既方法二：采用自动开关既作为短路保护，同时又作为过作为短路保护，同时又作为过载保护的电路载保护的电路（自动开关的过（自动开关的过流线圈用作短路保护，热元件流线圈用作短路保护，热元件则用作过载保护）则用作过载保护）。当线路出当线路出现故障时，自动开关断开。待现故障时，自动开关断开。待事故处理完毕后，重新合上开事故处理完毕后，重新合上开关使线路重新工作。关使线路重新工作。 2. 过电流保护过电流保护 不正确的起动方式和过

20、大的负载，常会引起不正确的起动方式和过大的负载，常会引起电动机出现很大的过电流，但一般情况下比短路电动机出现很大的过电流，但一般情况下比短路电流小。这种过电流，不仅容易损坏电机，而且电流小。这种过电流，不仅容易损坏电机，而且过大的电流所引起的过大的电动机转矩过大的电流所引起的过大的电动机转矩( (冲击力冲击力),),也会损坏机械传动机构，因此要瞬时切断电源。也会损坏机械传动机构，因此要瞬时切断电源。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 电动机在运行过程中产生这种过电流的可电动机在运行过程中产生这种过电流的可能性比发生短路要大能性比发生短路要大, , 特别是对于频繁起动和

21、特别是对于频繁起动和正反转重复短时工作的电动机更是如此。正反转重复短时工作的电动机更是如此。 2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 (1).(1).对于直流电动机对于直流电动机和绕线式异步电动机的限和绕线式异步电动机的限流起动，过流保护元件是流起动，过流保护元件是过流继电器过流继电器kaka，串联于主，串联于主电路的隔离开关电路的隔离开关qsqs与接触与接触器器kmkm的主触点之间。的主触点之间。kaka的的动作值一般定为动作值一般定为1.21.2 倍的倍的电动机起动电流。电动机起动电流。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 (2). (2).鼠

22、笼式电动机工作鼠笼式电动机工作时的过电流保护电路：当电时的过电流保护电路：当电机起动时，时间继电器机起动时，时间继电器ktkt的的延时触点并未动作，过电流延时触点并未动作，过电流继电器继电器kaka的线圈不接入电路的线圈不接入电路中，尽管电动机的起动电流中，尽管电动机的起动电流很大，但很大，但kaka不起作用。当时不起作用。当时间继电器延时结束后，触点间继电器延时结束后，触点动作，过电流继电器线圈得动作，过电流继电器线圈得电，开始起保护作用。电，开始起保护作用。 3. 过载保护过载保护 当电动机长期超载运行时当电动机长期超载运行时, 其绕组的温升将超其绕组的温升将超过允许值而损坏，所以应设过载

23、保护环节，此保护过允许值而损坏，所以应设过载保护环节，此保护元件多采用元件多采用热继电器热继电器。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 热继电器具有反时限特性热继电器具有反时限特性, ,但因热惯性的关系但因热惯性的关系, ,热继热继电器不会受短路电流的冲击而瞬时动作。例如当有电器不会受短路电流的冲击而瞬时动作。例如当有8-108-10倍的额定电流通过热继电器时倍的额定电流通过热继电器时, ,需经需经1-31-3秒的时间才能动秒的时间才能动作作, ,这样在热继电器动作前这样在热继电器动作前, ,就可能使热继电器的发热元就可能使热继电器的发热元件先烧坏。件先烧坏。所以在使用

24、热继电器作过载保护时，还必须所以在使用热继电器作过载保护时，还必须将熔断器与热继电器配合使用。将熔断器与热继电器配合使用。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 3. 过载保护过载保护 4. 失压失压( (或零压或零压) )保护保护 电动机正常工作时，如果因电动机正常工作时，如果因电源电压的消失而使电动机停转，电源电压的消失而使电动机停转，那么电源电压恢复时，电动机就那么电源电压恢复时，电动机就会自行起动，并可造成人身伤害会自行起动，并可造成人身伤害事故或设备损坏。事故或设备损坏。防止电压恢复防止电压恢复时电动机自行起动的保护称为失时电动机自行起动的保护称为失压保护。压保

25、护。 kmsb2kmsb1自锁自锁触点触点( (当当u u25%u25%un n时时) )2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 5. 欠压保护欠压保护 在电动机正常运转的过程中，如果电压过分在电动机正常运转的过程中，如果电压过分降低，将会引起一些电器释放，造成控制线路工降低，将会引起一些电器释放，造成控制线路工作的失调，甚至可能造成事故。因此当电源电压作的失调，甚至可能造成事故。因此当电源电压降到一定允许值以下时，必须切断电源，这就是降到一定允许值以下时，必须切断电源，这就是欠电压保护。欠电压保护。一般常采用电磁式电压继电器实现一般常采用电磁式电压继电器实现欠压欠压(

26、(以及失压以及失压) )保护保护( (当当u u40-70%u40-70%un n时时) ) 。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路补充补充2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 6. 预防接地故障产生误操作的保护预防接地故障产生误操作的保护 控制电路的接地故障控制电路的接地故障, 容易导致机械设备容易导致机械设备的意外开动，产生危险运动等。因此应把控制电的意外开动，产生危险运动等。因此应把控制电路的一边连接到保护电路上。每个电磁动作器件路的一边连接到保护电路上。每个电磁动作器件的线圈、信号灯或向信号灯供电的变压器原边线的线圈、信号灯或向信号灯供电

27、的变压器原边线圈，都必须连接在控制电路接地的一边，各个器圈，都必须连接在控制电路接地的一边，各个器件的触点应接线圈和控制电路的另一边。件的触点应接线圈和控制电路的另一边。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 1.1.点动与长动控制点动与长动控制 p55p55机床在作加工准备时的对刀，这机床在作加工准备时的对刀，这一工作状态对电动机的控制要求一工作状态对电动机的控制要求是一点一动是一点一动, ,这种动作常称为这种动作常称为“点动点动”或或“点车点车”。 二二. .电气控制系统基本的控制环节电气控制系统基本的控制环节 2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本

28、电路 二二. .电气控制系统基本的控制环节电气控制系统基本的控制环节 1.1.长动与点动控制长动与点动控制除了点动状态以外，生除了点动状态以外，生产设备还有一种工作状产设备还有一种工作状态，例如若生产设备在态，例如若生产设备在正常的加工过程中，是正常的加工过程中，是处于长期工作状态的，处于长期工作状态的，则称之为则称之为“长动长动”。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长期连续工作又要能长期连续工作( (即长动即长动) )。

29、 采用选择开关采用选择开关s s来来选择工作状态，选择工作状态，s s打开打开时为点动工作，时为点动工作，s s闭合闭合时为长动工作。由于此时为长动工作。由于此线路操作时多了一个动线路操作时多了一个动作，故不太方便。作，故不太方便。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长期连续工作又要能长期连续工作( (即长动即长动) )。 当按动按钮当按动按钮sb1时为长动工作时为长动工作, 而按复合按钮而按复合按钮sb2时为点动工作。时为点动工作。但此线路的可靠性不高但此线路的可靠性不高, 如果如

30、果km的释放动作缓慢的释放动作缓慢, 将因将因sb2的动断的动断触点过早闭合触点过早闭合, 使使km继续自锁而继续自锁而得电，并使电动机长动工作。得电，并使电动机长动工作。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，但在实际工作中，生产设备往往既要求点动，又要能长期连续工作又要能长期连续工作( (即长动即长动) )。 为消除上述缺点，图中采用中间继电为消除上述缺点，图中采用中间继电器器k进行连锁控制。当按进行连锁控制。当按sb1时，通过时，通过k接接通通km且且k自锁自锁, 使电动机长动工作；若按使电动机长动工作；若按sb2时时, 由于

31、没有接通由于没有接通k, 所以不能将所以不能将km自自锁，仅能点动工作，且当电动机已经起动锁，仅能点动工作，且当电动机已经起动长动工作后，长动工作后， 若再按点动按钮若再按点动按钮sb2, sb2将将不能再起作用。不能再起作用。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 2.顺序控制顺序控制 在自动化生产中，在自动化生产中，根据加工工艺的要求，加工根据加工工艺的要求，加工需按一定的程序进行，即工需按一定的程序进行，即工步要依次转换，一个工步完步要依次转换，一个工步完成后，自动转换到下一个工成后，自动转换到下一个工步。在组合机床和专用机床步。在组合机床和专用机床中，常用继电器顺

32、序控制中，常用继电器顺序控制线路来完成这类任务。线路来完成这类任务。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 3. 互锁控制互锁控制 p57 生产设备或自动生产线都由许多运动部件组生产设备或自动生产线都由许多运动部件组成，不同运动部件之间既相互联系又相互制约。成，不同运动部件之间既相互联系又相互制约。例如，车床的主轴必须在油泵电动机起动使齿轮例如，车床的主轴必须在油泵电动机起动使齿轮箱充分润滑后才能起动。又如，龙门刨床的工作箱充分润滑后才能起动。又如，龙门刨床的工作台运动时不允许刀架移动等。这种既互相联系又台运动时

33、不允许刀架移动等。这种既互相联系又互相制约的控制称为互相制约的控制称为联锁控制联锁控制。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 互锁控制，互锁控制，实际上实际上也是一种联锁控制，之也是一种联锁控制，之所以这样称谓，是为了所以这样称谓，是为了强调触点之间的互锁作强调触点之间的互锁作用。例如常常有这样的用。例如常常有这样的要求，两台电动机要求，两台电动机m m1 1和和m m2 2不能同时接通。不能同时接通。kmkm1 1和和kmkm2 2的两对动断的两对动断触点称为触点称为“互锁互锁”触触点点2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 这种互锁关系在电动机

34、的正反转线路中，可这种互锁关系在电动机的正反转线路中，可保证正反向接触器保证正反向接触器kmkm1 1和和kmkm2 2不能同时闭合，防止不能同时闭合，防止电源短路。电源短路。 总之，若要求甲接触器动作后乙接触器才总之，若要求甲接触器动作后乙接触器才能动作，则需将甲接触器的动合触点串在乙接能动作，则需将甲接触器的动合触点串在乙接触器的线圈电路中；若要求甲接触器动作时，触器的线圈电路中；若要求甲接触器动作时，乙接触器不能动作，则需将甲接触器的动断触乙接触器不能动作，则需将甲接触器的动断触点串在乙接触器的线圈电路中。点串在乙接触器的线圈电路中。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基

35、本电路 4. 优先控制优先控制 优先控制电路实际上也是一种互锁控制电路，优先控制电路实际上也是一种互锁控制电路，通常分为先动作优先和后动作优先。通常分为先动作优先和后动作优先。 先动作优先控制电路先动作优先控制电路是指其工作状态为：无是指其工作状态为：无论哪一台设备先动作，其它设备则都不能动作。论哪一台设备先动作，其它设备则都不能动作。后动作优先控制电路后动作优先控制电路是指其工作状态为：多台设是指其工作状态为：多台设备，只要任一台工作，前面所有已动作的设备自备，只要任一台工作，前面所有已动作的设备自动停止工作。动停止工作。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 先动作优

36、先控制电路先动作优先控制电路: : 若先按下若先按下sbsb1 1, , kmkm1 1线圈线圈得电得电, , 并自锁并自锁( (电动机电动机m m1 1工作工作),), 此时此时kmkm1 1的动的动合触点闭合合触点闭合, ,使中间继使中间继电器电器 kaka 的线圈得电的线圈得电, ,其动断触点则断开其动断触点则断开kmkm2 2和和kmkm3 3的线圈电路的线圈电路, , 故故在在kmkm1 1 未断电之前未断电之前, ,其其它接触器都不能工作。它接触器都不能工作。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路后动

37、作优先控制电路：后动作优先控制电路： 若先按下若先按下sbsb1 1, , kmkm1 1线圈线圈得电并自锁得电并自锁( (使电动机使电动机m m1 1工作工作); ); 此时若再按此时若再按下下sbsb2 2, , 则则kmkm2 2线圈得电线圈得电并自锁并自锁( (使电动机使电动机m m2 2工工作作),),且且kmkm2 2的所有动断的所有动断触点断开触点断开, , 从而使从而使kmkm1 1断电。断电。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路(1)(2) 5. 多地点与多条件控制多地点与多条件控制 对于有些机械和生产设备，为了便于操作，对于有些机械和生产设备，为了便

38、于操作，常常要求在两个或两个以上的地点都能进行操作。常常要求在两个或两个以上的地点都能进行操作。例如，重型龙门刨床，有时在固定的操作台上控例如，重型龙门刨床，有时在固定的操作台上控制，有时需要站在机床的四周利用悬挂按钮进行制，有时需要站在机床的四周利用悬挂按钮进行控制。再如，自动电梯，人在电梯箱里时要在里控制。再如，自动电梯，人在电梯箱里时要在里面控制，人进电梯箱前在楼道上也能控制等等。面控制，人进电梯箱前在楼道上也能控制等等。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路6.工作循环自动控制工作循环自动控制 某些生产机

39、械要求在一定范围内能自动往某些生产机械要求在一定范围内能自动往复运行。例如，机床的工作台就需要利用行程复运行。例如，机床的工作台就需要利用行程开关来检测往返运动的相对位置，再控制电动开关来检测往返运动的相对位置，再控制电动机的正反转，从而实现对往复运动的控制。再机的正反转，从而实现对往复运动的控制。再如高炉的添加料设备和机器手等等。如高炉的添加料设备和机器手等等。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路由行程开由行程开关控制的关控制的工作台自工作台自动循环控动循环控制线路制线路sq1sq2sq4sq3工作台工作台后退后退前进前进2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制

40、线路的基本电路 由于反复循环的行程控制，电动机在每经过由于反复循环的行程控制，电动机在每经过一个自动往复行程控制，都要进行两次反接制动一个自动往复行程控制，都要进行两次反接制动过程，会受到较大的制动电流和机械冲击，因此过程，会受到较大的制动电流和机械冲击，因此这种电路只适用于对小容量电动机的控制。这种电路只适用于对小容量电动机的控制。 工作循环自动控制工作循环自动控制是机床和自动生产是机床和自动生产线应用最为广泛的控制方式之一。线应用最为广泛的控制方式之一。2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路2-2 2-2 电气控制线路的基本电路电气控制线路的基本电路 二二. .电气控

41、制系统基本的控制环节电气控制系统基本的控制环节 1.1.点动与长动控制点动与长动控制2.顺序控制顺序控制 3.联锁与互锁控制联锁与互锁控制4.优先控制优先控制5.多地点与多条件控制多地点与多条件控制6. 工作循环自动控制工作循环自动控制2-3 2-3 鼠笼式异步电动机鼠笼式异步电动机 的起动控制线路的起动控制线路 三相笼型异步电动机，具有结构简单、价三相笼型异步电动机，具有结构简单、价格便宜、坚固耐用、运行维护方便等一系列优格便宜、坚固耐用、运行维护方便等一系列优点，常作为生产设备的主要驱动源，被广泛地点，常作为生产设备的主要驱动源，被广泛地使用。使用。 电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速电

42、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到稳定运行状态的过程, , 称为称为电动机的起动。电动机的起动。复习鼠笼式异步电动机的起动原理复习鼠笼式异步电动机的起动原理 笼型异步电动机的主要起动特性：笼型异步电动机的主要起动特性： 起动电流起动电流: : ist (4 7)in 2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路(2)降压起动降压起动(1)全压直接起动全压直接起动笼型异步电动机的起动方式：笼型异步电动机的起动方式：采用刀开关直接起动采用刀开关直接起动采用接触器直接起动采用接触器直接起动定子串电阻或电抗器降压起动定子串电阻或电抗器降压起动y 降

43、压起动降压起动自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动qf图图(a). 刀刀开关直接开关直接起动线路起动线路2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路图图(b). 接触器直接接触器直接起动控制线路起动控制线路 把接触器把接触器km、熔断器、熔断器fu、热继电器、热继电器 fr 和按钮和按钮sb1和和sb2组装成一个控制组装成一个控制装置，叫电磁起动器。它装置，叫电磁起动器。它有可逆和不可逆两种：不有可逆和不可逆两种：不可逆的电磁起动器可逆的电磁起动器, 可控可控制电动机的单向直接起动制电动机的单向直接起动和停止；可逆电磁起动器和停止；可逆电磁起动器有两个接触器组成

44、，可控有两个接触器组成，可控制电动机的正反转。制电动机的正反转。一一. .全压全压直接起动直接起动二二. .降压起动降压起动 1.1.定子串电阻定子串电阻( (或电抗器或电抗器) )降压起动降压起动 2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路 所谓定子串电阻降压起动，就是在电动机起所谓定子串电阻降压起动，就是在电动机起动过程中，利用串联电阻来减小定子绕组的电压，动过程中，利用串联电阻来减小定子绕组的电压，以达到限制起动电流的目的，一旦起动完毕，再以达到限制起动电流的目的，一旦起动完毕，再将电阻短接，电动机进入全电压正常运行状态。将电阻短接，电动机进入全电压正常

45、运行状态。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路 图图(b)(b)的控制线路的控制线路虽然简单虽然简单, ,但缺点是但缺点是: : 在电动机正常运行时在电动机正常运行时, ,只要接触器只要接触器kmkm2 2得电即得电即可可, , 可是这时除了可是这时除了kmkm2 2得电得电, ,时间继电器时间继电器 ktkt和接触器和接触器kmkm1 1在正常运在正常运行过程中行过程中, , 也始终通也始终通电电, , 这样不仅电路耗这样不仅电路耗能大能大, ,而且也对而且也对ktkt、kmkm1 1不利不利, , 同时增加了电同时增加了电路的故障点路的故障点, ,

46、降低电降低电路的可靠性。路的可靠性。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路 定子串电阻降压起动方式，由于不受电动机定子串电阻降压起动方式，由于不受电动机定子绕组接线形式的限制，起动过程平滑，设备定子绕组接线形式的限制，起动过程平滑，设备简单，成本低廉，因而在中小型生产机械中应用简单，成本低廉，因而在中小型生产机械中应用较广，机床中也常采用这种方式减小点动及制动较广，机床中也常采用这种方式减小点动及制动时的电流。时的电流。缺点是缺点是: : 每次起动都要在起动电阻上每次起动都要在起动电阻上消耗大量的电能。消耗大量的电能。若采用电抗器代替电阻器，则若采用电抗器

47、代替电阻器，则所需设备费较贵，且体积大。所需设备费较贵，且体积大。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路 2.2.y 降压起动降压起动 y降压起动法，是指电动机起动时定子绕降压起动法，是指电动机起动时定子绕组先连成组先连成y 形，接入三相交流电源，待转速接近额形，接入三相交流电源，待转速接近额定转速时，再将电动机定子绕组连成定转速时，再将电动机定子绕组连成形，电动机形，电动机进入正常运行。因此进入正常运行。因此 y降压起动适合于正常工降压起动适合于正常工作时三相定子绕组接成作时三相定子绕组接成形的三相笼型异步电动机。形的三相笼型异步电动机。 对于功率在对于

48、功率在 4kw4kw以上的三相笼型异步电动机的定子以上的三相笼型异步电动机的定子绕组绕组, , 在正常工作时都大多接成三角形，对这种电在正常工作时都大多接成三角形，对这种电动机就可采用动机就可采用y降压起动方式。降压起动方式。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路l1l2l3n u l u pz1z2z3isty y 降压起动原理降压起动原理：l1l2l3 u lz1z2z3istist= 3 u l / z ； isty =（u l / 3）/ z isty = ist/ 3u l=380vu p=220v2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠

49、笼式异步电动机的起动控制线路2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路u w v u w v y y降压降压起动线路起动线路2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路 km1通电通电按按sb2 km3通电通电 (y起动起动) kt通电通电 (延时延时) km3、 kt断电断电 km2通电通电(起动起动) km1仍通电仍通电 y y换接起动除了可用接触器控制外，尚换接起动除了可用接触器控制外，尚有一种专用的有一种专用的y y起动器，其特点是价格便宜、起动器，其特点是价格便宜、体积小、重量轻、不易损坏、维修方便。体积小、重量轻、不

50、易损坏、维修方便。 y y降压起动是一种应用十分广泛的起动降压起动是一种应用十分广泛的起动方式。但是由于起动转矩小，且起动电压不能按方式。但是由于起动转矩小，且起动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载起动的场实际需要调节，故只适用于空载或轻载起动的场合，并只适用于合，并只适用于正常运行时定子按正常运行时定子按接线接线的异步的异步电动机。电动机。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路 3.3.自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动 利用自耦变压器来降低电动机起动时的电压，利用自耦变压器来降低电动机起动时的电压，达到限制起动电流的目的。起动时，电源电压加

51、达到限制起动电流的目的。起动时，电源电压加在自耦变压器的一次绕组上，电动机的定子绕组在自耦变压器的一次绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的二次绕组相连，当电动机的转速与自耦变压器的二次绕组相连，当电动机的转速接近额定值时，将自耦变压器切除，电动机直接接近额定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相连，在正常电压下运行。这个使电动机与电源相连，在正常电压下运行。这个使电动机减压起动的自耦变压器也称为减压起动的自耦变压器也称为起动补偿器起动补偿器。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制

52、线路2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路自耦降自耦降压起动压起动器适合器适合于功率于功率为为14 300kw的工作的工作时定子时定子绕组为绕组为y 型型电动电动机的降机的降压起动压起动 自耦变压器降压起动，适用于电动机正常自耦变压器降压起动，适用于电动机正常运转时定子绕组接成运转时定子绕组接成y y形，而不能采用形，而不能采用y y降降压起动方式起动的三相笼型异步电动机。压起动方式起动的三相笼型异步电动机。自耦自耦变压器降压起动与变压器降压起动与y y 降压起动相比，前者降压起动相比，前者的起动电压、起动转矩可通过不同的抽头来调的起动电压、起动转矩可通过

53、不同的抽头来调节，具有调整灵活的优点，但此起动设备费用节，具有调整灵活的优点，但此起动设备费用大，通常用于起动大型和特殊用途的电动机。大，通常用于起动大型和特殊用途的电动机。2-3 2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路鼠笼式异步电动机的起动控制线路起动器的flash演示2-4 2-4 异步电动机的异步电动机的 正反转控制线路正反转控制线路 在生产机械或机床中，往往要求运动部件能实在生产机械或机床中，往往要求运动部件能实现两个相反方向的运行，例如：主轴的正向和反向现两个相反方向的运行，例如：主轴的正向和反向转动，工作台的前后与左右移动，起重机吊钩的上转动，工作台的前后与左右移动，起重机吊钩的上

54、升和下降等，而这两个彼此相反方向的运动，通常升和下降等，而这两个彼此相反方向的运动，通常是靠拖动它们的三相异步电动机的正反转来实现。是靠拖动它们的三相异步电动机的正反转来实现。2-4 2-4 异步电动机的正反转控制线路异步电动机的正反转控制线路 电动机转轴的转电动机转轴的转动方向与定子通电所动方向与定子通电所产生的旋转磁场方向产生的旋转磁场方向一致，而旋转磁场的一致，而旋转磁场的方向又与定子接入三方向又与定子接入三相电源的相序有关。相电源的相序有关。nstcn 相序：是指三相交流电相序：是指三相交流电出现幅值出现幅值( (或零值或零值) )的顺序。的顺序。电源的相序为：电源的相序为：abc 若

55、将电源顺相序接入定若将电源顺相序接入定子线圈，磁场正转，且电机子线圈，磁场正转，且电机正转，那么若任意调换两相正转，那么若任意调换两相绕组的相序绕组的相序, 磁场就会反转，磁场就会反转，从而使电动机反转。从而使电动机反转。l1l2l3n(a)(b)(c) u b ua uc 2-4 2-4 异步电动机的正反转控制线路异步电动机的正反转控制线路2-4 2-4 异步电动机的正反转控制线路异步电动机的正反转控制线路(a) (b) (c)xyz主主电电路路一一. .电动机正反转控制：电动机正反转控制： 当当kmkm1 1闭合、闭合、kmkm2 2断开时断开时, , 电动电动机定子顺相序接入电源机定子顺相序接入电源, ,x xa a; ; y yb; b; z zc c, , 则电动机正转。则电动机正转。 当当kmkm1 1断开、断开、kmkm2 2闭合时闭合时, , 电动电动