第2章 程序的灵魂——算法

1、课程名称：电气控制系统授课教师：吴华波 职称：副教授 单位：嘉应学院配套教材：电气控制技术(第3版)，李仁 主编，机械工业出版社，2012年版 随意使用，尊重版权！第2章 电气控制系统电气控制电路：原理图实物图实物图电气控制电路：由开关、按钮、继电器、接触器等控制元件按一定的连接关系连接起来，实现一定功能的电路。2.1电气控制电路的绘制原则、图形及文字符号基本原则：简明易懂用规定的方法、规定的符号绘制电路按性质划分：主电路、控制电路主电路：为被控制负载提供电能、实现能量转换的通路，通常承受高电压或流过大电流。如电动机、电炉丝等。控制电路：将按钮、继电器、接触器线圈、行程开关等控制元件连接起来，

2、实现对主电路通断控制的电路，通常只流过小电流。主电路与控制电路（异步电动机启动、停止控制电路）主电路控制电路电气控制电路的表示方法：安装图和原理图安装图安装图安装图：表达元件之间的导线连接关系，用于指导安装。原理图：用于表达设计原理原理图绘制电气控制原理图应遵循的原则：1）表示导线、信号通路、联结线等的图线都应是交叉和折弯最少的直线。可以水平地布置，或者垂直地布置，也可以采用斜的交叉线。2）电路或元器件应按功能布置，并尽可能按其工作顺序排列，对因果次序清楚的简图，尤其是电路图和逻辑图，其布局顺序应该是从左到右和从上到下。3）为了突出或区分某些电路、功能等，导线符号、信号通路、联结线等可采用粗细

3、不同的线条来表示。4）元器件和设备的可动部分通常应表示在非激励或不工作的状态或位置。5）所用图形符号应符合GB4728电气图用图形符号的规定。如果采用上述标准中未规定的图形符号时，必须加以说明。当GB4728给出几种形式时，选择符号应遵循以下原则：应尽可能采用优选形式；在满足需要的前提下，尽量采用最简单的形式；在同一图号的图中使用同一种形式。一些常用电气图用图形符号请参考相关文献。6）同一电器元件的不同部分如线圈和触点均采用同一文字符号标明。电工设备文字符号请参考相关文献。常见电气控制元件国家标准符号（GB/T 4728.7-2008）三相开关单相开关Sxxx: S1、S2接触器线圈主触点辅助

4、触点KMxxx: KM1、KM2中间继电器线圈常开触点常闭触点Kxxx: K1、K2时间继电器时间继电器线圈延时闭合触点KTxxx: KT1、KT2热继电器线圈(串入主电路）常开触点（过载闭合）常闭触点（过载断开）KRxx:KR1、KR2行程开关常开常闭STxx:ST1、ST2手动按钮常开常闭2.2笼型电动机的启动、停止控制电路 笼型电动机又称为感应电动机或异步电动机，是工厂、企业和日常生产、生活中常用的电机。通过一定的控制电路，该电动机可以方便的实现启动、停止、正反转等控制。其中启动、停止控制电路是最广泛、最基本的电路。电路构成：控制电路：常闭按钮SB1、常开按钮SB2、交流接触器辅助触点K

5、M，热继电器辅助触点KR和交流接触器线圈KM构成控制电路。实现对主电路电机的通断控制。主电路：刀开关S、熔断器FU1、接触器三相主触点KM、热继电器主线圈KR，三相笼型电动机构成主电路。电能通过主电路的各个元件传送到电机中电能-机械能的转换；原理分析：保护措施：1、短路保护 当主电路发生短路时，熔断器FU1熔断、切断主电路。2、过载保护 当主电路发生长期过载时，热继电器KR主线圈过热，是热继电器KR的辅助触点断开。KM线圈失电，KM主触点断开，电机停转。3、零压保护 通过接触器KM的自锁触点来实现。当电网电压消失(如停电)，KM线圈断电，KM主触点断开。若电网重新恢复供电，由于控制回路尚未接通

6、，KM主触点不能闭合，电机不能自行启动，防止人员和设备收到意外伤害。2.3 电气控制电路的基本组成规律两类常见规律：联锁控制规律、控制过程参量变化规律2.3.1 按联锁进行控制的规律(1)正反向接触器的联锁控制生产机械运动部件的往复运动上下左右前后电动机做动力电动机做动力电动机正、反转电动机正、反转常采用常采用三相异三相异步电动步电动机机三相异步电动机的正反转三相异步电动机的正反转对调三相异步电动对调三相异步电动机的任意两根定子机的任意两根定子接线的相序，即可接线的相序，即可实现正反转。实现正反转。如何通过电路实现对调三相异步电动机的接线？如何通过电路实现对调三相异步电动机的接线？思路：思路：

7、 电动机的定子接线属于主电路，主电路是通过接触器的主触点来实电动机的定子接线属于主电路，主电路是通过接触器的主触点来实现负载与电源的接通与断开的。三相异步电动机的正、反转两种状态是通现负载与电源的接通与断开的。三相异步电动机的正、反转两种状态是通过两种定子与三相电源接通状态来实现的，因此实现正反转控制需要用到过两种定子与三相电源接通状态来实现的，因此实现正反转控制需要用到两组接触器主触点。两组接触器主触点。正转正转反转反转注意问题：注意问题：要避免两组接触器要避免两组接触器同时接通。如果两同时接通。如果两组接触器主触点同组接触器主触点同时闭合，则发生三时闭合，则发生三相电源中的两个相相电源中的

8、两个相线直接短路的严重线直接短路的严重故障。故障。正反转电气控制电路原理图正反转电气控制电路原理图主电路（粗线部分）：三相刀开关主电路（粗线部分）：三相刀开关S；熔断器；熔断器FU1；交流接触器三相主触点；交流接触器三相主触点KM1和和KM2；三相热继电器主线圈；三相热继电器主线圈KR；三相感应电动机；三相感应电动机控制电路（细线部分）：熔断器控制电路（细线部分）：熔断器FU2；常闭按钮；常闭按钮SB1；三相热继电器常闭辅；三相热继电器常闭辅助触点助触点KR；常开按钮；常开按钮SB2、SB3；交流接触器；交流接触器KM1线圈、常开辅助触点线圈、常开辅助触点KM1、常闭辅助触点、常闭辅助触点KM

9、1；交流接触器；交流接触器KM2线圈、常开辅助触点线圈、常开辅助触点KM2、常闭辅助触点常闭辅助触点KM2原理分析：原理分析：正转运行：正转运行：按下按钮SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合电动机正转KM1常开辅助触点闭合KM1常闭辅助触点断开KM2线圈所在支路切断KM2线圈无法得电KM2主触点不会闭合反转运行：反转运行：按下按钮SB3KM2线圈得电KM2主触点闭合电动机反转KM2常开辅助触点闭合KM2常闭辅助触点断开KM1线圈所在支路切断KM1线圈无法得电KM1主触点不会闭合停止运行：停止运行：按下常闭按钮SB1或热继电器KR常闭辅助触点断开控制回路切断KM1、KM2线圈无法得电KM1、KM

10、2主触点断开，电机停止运行联锁规律联锁规律(1)自锁自锁按下按钮SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合电动机正转KM1常开辅助触点闭合 同一个接触器同一个接触器(继电器）中，通过辅助触继电器）中，通过辅助触点的闭合保证线圈通电同时又通过线圈通电保点的闭合保证线圈通电同时又通过线圈通电保证辅助触点闭合，这种控制规律即为自锁。证辅助触点闭合，这种控制规律即为自锁。(2)互锁互锁按下按钮SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合电动机正转KM1常闭辅助触点断开KM2线圈所在支路切断KM2线圈无法得电KM2主触点不会闭合 将某一支路中接触器将某一支路中接触器(继电器继电器)线圈控制的常闭触点串入到另线圈控制的

11、常闭触点串入到另一支路中。若该接触器一支路中。若该接触器(继电器继电器)线圈通电，则该接触器线圈通电，则该接触器(继电器继电器)线线圈控制的常闭触点断开，串入该常闭触点的支路被切断无法得电。圈控制的常闭触点断开，串入该常闭触点的支路被切断无法得电。这种规律即为互锁。互锁保两个支路的线圈不会同时得电。这种规律即为互锁。互锁保两个支路的线圈不会同时得电。(2)按先后顺序工作的联锁按先后顺序工作的联锁若干个动力部件工作有先后顺序，如机床主轴电机启动运行之前一定要先启若干个动力部件工作有先后顺序，如机床主轴电机启动运行之前一定要先启动润滑油泵电机，如果油泵电机未启动运行，则不允许启动主轴电机，否则动润

12、滑油泵电机，如果油泵电机未启动运行，则不允许启动主轴电机，否则机床失去润滑会发生损坏。机床失去润滑会发生损坏。机床主轴电机、润滑油泵电机联锁控制电路机床主轴电机、润滑油泵电机联锁控制电路润滑油泵润滑油泵(电机电机)启动启动油路起润滑作用油路起润滑作用允许主轴电机启动允许主轴电机启动控控制制电电路路原原理理图图顺序联锁控制规律顺序联锁控制规律若要使某一部分电路工作后，另一部分电路才能工作，则可若要使某一部分电路工作后，另一部分电路才能工作，则可将前一部分电路所在的接触器将前一部分电路所在的接触器(继电器继电器)线圈控制的常开辅助触线圈控制的常开辅助触点串到后一电路中。当前一部分电路工作，该电路所

13、在的接点串到后一电路中。当前一部分电路工作，该电路所在的接触器触器(继电器继电器)线圈得电，串在后一部分电路中的常开辅助触点线圈得电，串在后一部分电路中的常开辅助触点闭合，则后一部分电路允许工作，否则后一部分电路无论如闭合，则后一部分电路允许工作，否则后一部分电路无论如何都无法得电工作。何都无法得电工作。2.3.2按控制过程的变化参量进行控制的规律按控制过程的变化参量进行控制的规律生产工艺生产工艺变化参量变化参量根据参量的变化情况进行根据参量的变化情况进行控制控制，以适应工艺的需要以适应工艺的需要按控制过程的变化参量进行控制与联锁规律控制并不矛盾。按控制过程的变化参量进行控制与联锁规律控制并不

14、矛盾。按控制过程变化参量进行控制按控制过程变化参量进行控制满足生产工艺的需要满足生产工艺的需要按联锁规律进行控制按联锁规律进行控制满足设备与人员安全的需要满足设备与人员安全的需要复杂的电气控制系统往往两种控制规律同时存在。复杂的电气控制系统往往两种控制规律同时存在。例：车床钻削加工刀架自动循环控制例：车床钻削加工刀架自动循环控制图为车床钻削刀架给工件钻孔工作示意图。图为车床钻削刀架给工件钻孔工作示意图。钻孔电机旋转钻孔电机旋转(刀架上刀架上)钻头旋转钻头旋转给工件钻孔给工件钻孔进给电机旋转进给电机旋转丝杠旋转丝杠旋转刀架直线运动刀架直线运动钻头进入工件钻头进入工件(钻孔钻孔)(或退出工件或退出

15、工件)刀架碰到行程开关刀架碰到行程开关ST1进给电机停止反转进给电机停止反转(退刀退刀)刀架碰到行程开关刀架碰到行程开关ST2进给电机停止正转进给电机停止正转(进刀进刀)行程开关的行程开关的限位作用限位作用工艺要求：工艺要求：(1)按下进刀按钮按下进刀按钮SB2，刀架由位置，刀架由位置1进刀到位置进刀到位置2(钻孔钻孔)(假设进给电机正转假设进给电机正转)(2)刀架进刀钻孔到位置刀架进刀钻孔到位置2时，进给电机停止旋转。钻头继续旋转，钻削工时，进给电机停止旋转。钻头继续旋转，钻削工件一段时间件一段时间(无进给钻削，时间长短取决于工艺需要，由定时器确定无进给钻削，时间长短取决于工艺需要，由定时器

16、确定)。(3)无进给钻削时间完成，进给电机反转，刀架退刀。无进给钻削时间完成，进给电机反转，刀架退刀。(4)刀架退回到位置刀架退回到位置1，进给电机停止旋转，钻削刀架完成一个工作循环。，进给电机停止旋转，钻削刀架完成一个工作循环。控制电路设计控制电路设计主电路：主电路：KM1主触点闭合主触点闭合电机正转电机正转刀架进刀刀架进刀KM2主触点闭合主触点闭合电机反转电机反转刀架退刀刀架退刀原理分析原理分析参量变化与控制规律参量变化与控制规律(1)变化参量为行程。控制刀架的行程。电机正转，刀架进刀直至到达位置变化参量为行程。控制刀架的行程。电机正转，刀架进刀直至到达位置2；电机反转，刀架退刀直至到达位

17、置电机反转，刀架退刀直至到达位置1；(2)变化参量为时间。变化参量为时间。刀架到达位置刀架到达位置2后，电机停止正转并开始定时后，电机停止正转并开始定时(无进给钻削无进给钻削)，直至定时时间到，启动电机反转，刀架退刀。直至定时时间到，启动电机反转，刀架退刀。可见，按控制过程的参量变化来确定控制规律可有效达成控制目标。可见，按控制过程的参量变化来确定控制规律可有效达成控制目标。2.4电气控制电路的一般设计方法电气控制电路的一般设计方法电气控制电气控制系统设计系统设计确定拖动方案、计算电机容量确定拖动方案、计算电机容量设计电气控制电路设计电气控制电路电机与拖动的知识电机与拖动的知识本门课的知识本门

18、课的知识常见常见电气电气控制控制电路电路设计设计方法方法经验设计法经验设计法 以设计人员的设计经验为基础，以设计人员的设计经验为基础，根据生产工艺的要求，将典型电路有机组合修改，根据生产工艺的要求，将典型电路有机组合修改，直接设计控制电路。直接设计控制电路。逻辑设计法逻辑设计法 以逻辑代数为依据，根据工艺变以逻辑代数为依据，根据工艺变量与逻辑变量的对应关系，将电路各元件状态表量与逻辑变量的对应关系，将电路各元件状态表达为逻辑方程，并进行化简和完善该方程，再将达为逻辑方程，并进行化简和完善该方程，再将化简后的方程转换为电路。化简后的方程转换为电路。一般以经验设计法为基础设计出初步电路，再以逻辑设

19、计法对电路一般以经验设计法为基础设计出初步电路，再以逻辑设计法对电路进行化简优化，并通过必要的实验验证，最终设计出合理的电路。进行化简优化，并通过必要的实验验证，最终设计出合理的电路。经验设计法的基本原则：经验设计法的基本原则：1.最大限度实现生产机械和工艺对电气控制电路的要求最大限度实现生产机械和工艺对电气控制电路的要求生产工艺生产工艺机械设计机械设计(机械语言机械语言)电气设计电气设计(电气语言电气语言)反馈交流反馈交流电气控制电路电气控制电路2.在满足生产要求的前提下，控制电路应力求简单在满足生产要求的前提下，控制电路应力求简单 1)尽量选用标准的，常用的经过考验的电路；尽量选用标准的，

20、常用的经过考验的电路； 2)尽量缩短连接导线数量和长度，电路设计要合理；尽量缩短连接导线数量和长度，电路设计要合理；a)不合理不合理 b)合理合理3)尽量采用标准件，尽可能采用相同型号。尽量采用标准件，尽可能采用相同型号。4)注意电路简化；注意电路简化；5)控制电路工作时，除必要的电器必须通电外，其余尽量不控制电路工作时，除必要的电器必须通电外，其余尽量不通电以节约电能；通电以节约电能；3.保证控制电路工作的可靠和安全保证控制电路工作的可靠和安全1)正确连接电器触点正确连接电器触点图图a)存在存在L、N电弧接短问题电弧接短问题图图b)不存在不存在L、N电弧接短问题电弧接短问题2)正确连接电器线

21、圈正确连接电器线圈3)避免出现寄生电路避免出现寄生电路如图中如图中KM1已闭已闭合时，如合时，如KR常闭常闭辅助触点断开，辅助触点断开，则形成寄生回路则形成寄生回路4)避免许多电器依次动作才能接通另一个电器；避免许多电器依次动作才能接通另一个电器；5)频繁操作的可逆电路中，正反向接触器不仅要有电气联锁，还要有机械联锁；频繁操作的可逆电路中，正反向接触器不仅要有电气联锁，还要有机械联锁；6)设计的电路要考虑电网容量；设计的电路要考虑电网容量；7)通过小容量继电器控制大容量接触器时，要计算继电器触点接通容量和断开容量通过小容量继电器控制大容量接触器时，要计算继电器触点接通容量和断开容量是否足够；是

22、否足够；8)保护环节应完善，能避免误操作；保护环节应完善，能避免误操作； 过载保护电路过载保护电路 a)两相保护两相保护 b)三相保护三相保护过电流保护过电流保护( (可躲过启动阶段大电流，避免误保护可躲过启动阶段大电流，避免误保护) )失电压保护失电压保护 4.应尽量使操作方便和维修应尽量使操作方便和维修龙门刨床横梁升降立柱夹紧装置电气控制系统龙门刨床横梁升降立柱夹紧装置电气控制系统横梁可升降，由横梁升降电机的正反转带动丝杠实现。横梁可升降，由横梁升降电机的正反转带动丝杠实现。夹紧机构安装在横梁上，由夹紧电机正反转，带动丝杠使压块前后往复运动，夹紧机构安装在横梁上，由夹紧电机正反转，带动丝杠

23、使压块前后往复运动，作用到杠杆机构上，使横梁夹紧或放松立柱。作用到杠杆机构上，使横梁夹紧或放松立柱。根据工件大小使横梁沿立柱上下移动，以调整加工位置；根据工件大小使横梁沿立柱上下移动，以调整加工位置；加工过程中，须保证夹紧机构夹紧立柱。加工过程中，须保证夹紧机构夹紧立柱。横梁机构对电器控制系统提出如下要求：横梁机构对电器控制系统提出如下要求： 1）保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或放松。）保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或放松。 2）横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序：）横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序： 按向上向下移动按钮后，首先使夹紧机构自动放松；

24、按向上向下移动按钮后，首先使夹紧机构自动放松； 横梁放松后，自动转换到向上或向下移动；横梁放松后，自动转换到向上或向下移动； 移动到需要位置后，松开按钮，横梁自动夹紧；移动到需要位置后，松开按钮，横梁自动夹紧； 夹紧后电动机自动停止运动。夹紧后电动机自动停止运动。 3）具有上下行程的限位保护。）具有上下行程的限位保护。 4）横梁夹紧与横梁移动之间及正反向运动之间具有必要的联锁。）横梁夹紧与横梁移动之间及正反向运动之间具有必要的联锁。配置配置横梁升降电机：横梁升降电机：KM1正转正转横梁上升横梁上升KM2反转反转横梁下降横梁下降夹紧电机：夹紧电机：KM3正转正转夹紧夹紧KM4反转反转放松放松操作

25、按钮：操作按钮：SB1横梁上升横梁上升SB2横梁下降横梁下降控制电路控制电路123456原理分析原理分析(横梁上升过程为例横梁上升过程为例)2.5电气控制电路的逻辑设计方法电气控制电路的逻辑设计方法线圈线圈触点触点按钮按钮电气控制系统元件广泛存在两种工作状态电气控制系统元件广泛存在两种工作状态是典型的二值逻辑，遵是典型的二值逻辑，遵循逻辑运算规律，可借循逻辑运算规律，可借助二值逻辑运算工具来助二值逻辑运算工具来分析、研究、设计电气分析、研究、设计电气控制线路。控制线路。约定约定 属于同一元件的线圈、触点在原理图上采用同一个符属于同一元件的线圈、触点在原理图上采用同一个符号命名。若元件中含有动断

26、触点号命名。若元件中含有动断触点(常闭触点常闭触点)，则动断触点，则动断触点的符号在元件符号的上方加一横杆的符号在元件符号的上方加一横杆(非逻辑非逻辑)。K=1，K=0K=0，K=1通过上述约定，可将电气元通过上述约定，可将电气元件工作状态抽象成逻辑变量，件工作状态抽象成逻辑变量，把控制电路抽象成逻辑方程，把控制电路抽象成逻辑方程，从而借助逻辑数学工具来研从而借助逻辑数学工具来研究、分析电路。究、分析电路。逻辑设计逻辑设计法及其意义法及其意义 把电气元件抽象成逻辑变量后，电气元件之间的信号把电气元件抽象成逻辑变量后，电气元件之间的信号关系就可用逻辑方程来表达。通过逻辑方程，可分析相应关系就可用

27、逻辑方程来表达。通过逻辑方程，可分析相应电路的工作过程，并进一步简化逻辑方程，从而设计出电电路的工作过程，并进一步简化逻辑方程，从而设计出电气控制电路的最佳形式。这种借助逻辑方程来设计电气控气控制电路的最佳形式。这种借助逻辑方程来设计电气控制电路的方法称为逻辑设计法。制电路的方法称为逻辑设计法。 逻辑设计法的意义在于可以借助一定的数学运算规律逻辑设计法的意义在于可以借助一定的数学运算规律来设计电路，使得设计逻辑关系复杂的电气控制电路变得来设计电路，使得设计逻辑关系复杂的电气控制电路变得有规律可循，从而在一定程度上避免对经验的单纯依赖，有规律可循，从而在一定程度上避免对经验的单纯依赖，避免了主观

28、思维的疏漏。避免了主观思维的疏漏。 逻辑设计法要求设计者具有一定的逻辑数学方面的专逻辑设计法要求设计者具有一定的逻辑数学方面的专业素质。业素质。2.5.1电气控制电路的基本逻辑运算电气控制电路的基本逻辑运算逻辑逻辑与与运算运算ABK=AB000010100111K=AB逻辑与真值表逻辑与真值表逻辑逻辑或或运算运算K=A+BABK=A+B000011101111逻辑或真值表逻辑或真值表逻辑逻辑非非运算运算K=AA (KA)K=A (KA)0110逻辑非真值表逻辑非真值表逻辑代数相关定律逻辑代数相关定律(注意其物理意义注意其物理意义)1.交换律交换律AB=BAA+B=B+A2.结合律结合律A(BC

29、)= (AB)CA+(B+C)=(A+B)+C3.分配律分配律A(B+C)= AB+ACA+BC= (A+B)(A+C)4.吸收律吸收律A+AB= AA(A+B)= ABABAABABAA5.重叠律重叠律AA= AA+A= A6.非非律非非律AA 7.非反演律非反演律BABABABA常见变量与常量的关系常见变量与常量的关系A1= AA+0= AA+1= 1A0= 01AA0AA2.5.2 逻辑函数的化简逻辑函数的化简复杂的电气信复杂的电气信号逻辑关系号逻辑关系复杂的逻辑函数复杂的逻辑函数复杂的控制电路复杂的控制电路解决措施解决措施复杂的电气信复杂的电气信号逻辑关系号逻辑关系复杂的逻辑函数复杂的

30、逻辑函数化简化简简单的逻辑函数简单的逻辑函数简单的控制电路简单的控制电路逻辑化简举例逻辑化简举例(1)(1)FABCABCBCACACBBCAACBC()FACABACA CCABAABAB+()FABABABCDABCDABABCD ABABAB()()() ()()ABABCDAB ABABABCD ABABABABCDABABABABCD 采用逻辑代数式的化简，是单纯逻辑意义上的化简，在采用逻辑代数式的化简，是单纯逻辑意义上的化简，在实际物理上未必是最佳形式。因此还要考虑如下因素：实际物理上未必是最佳形式。因此还要考虑如下因素： 1触点容量的限制触点容量的限制 特别要检查担负关断任务的触

31、点容特别要检查担负关断任务的触点容量。触点的额定电流比触点电流分断能力约大十倍，所以在量。触点的额定电流比触点电流分断能力约大十倍，所以在化简后要注意触点是否有此分断能力。化简后要注意触点是否有此分断能力。 2在有多余触点，并且多用些接点能使电路的逻辑功能在有多余触点，并且多用些接点能使电路的逻辑功能更加明确的情况下，不必强求化简来节省触点。更加明确的情况下，不必强求化简来节省触点。 2.5.3继电器继电器(接触器接触器)开关的逻辑函数开关的逻辑函数记为：记为：执行元件执行元件(线圈线圈)输出输出检测信号、中间检测信号、中间元件及反馈触点元件及反馈触点输入输入)Kxxx,CB,A,(Kxxxf

32、f 其中，其中，fKxxx为继电器为继电器(接触器接触器)Kxxx的输的输出线圈状态，出线圈状态，A、B、C为按钮、触点等状为按钮、触点等状态变量，态变量，Kxxx为该继电器为该继电器(接触器接触器)辅助触点。辅助触点。举例举例电动机启动、保持、停止控制电路电动机启动、保持、停止控制电路KM1)(SB1SB2KM1fKM1线圈线圈状态状态SB2按钮按钮常闭常闭触点触点状态状态SB1按钮按钮常开常开触点触点状态状态KM1接触接触器常器常开辅开辅助触助触点状点状态态逻辑设计法简单电路设计实例逻辑设计法简单电路设计实例 三相异步电动机串电阻启动、保持运行、停止控三相异步电动机串电阻启动、保持运行、停

33、止控制电路设计。制电路设计。主电路主电路要求：要求： 启动按钮为启动按钮为SB1，停止按钮为，停止按钮为SB2。按下启动按钮按下启动按钮SB1，KM1主触点闭合，电机串主触点闭合，电机串电阻启动。经过一段时间后电阻启动。经过一段时间后(由定时器设定由定时器设定)，KM2主触点闭合，电机正常运行。主触点闭合，电机正常运行。 按下按下SB2，电机停止运行。，电机停止运行。分析：分析：主电路主电路时序：时序：(未按下未按下SB2)按下按下SB1KM1主触主触点闭合点闭合电机串电电机串电阻启动阻启动启动定时启动定时器器KT1KT1定时定时时间到时间到KM2主触主触点闭合点闭合电机正电机正常运行常运行K

34、T1定时定时器断电器断电KM1断电断电省电省电要求要求按下按下SB2或或KR过载过载控制电路控制电路断电断电设计要点：设计要点：抓住三个输出输出变量：抓住三个输出输出变量：KM1线圈线圈(fKM1)、KM2线圈线圈(fKM2)、KT1(fKT1)线圈什么情况下通电、什么情况下断电。线圈什么情况下通电、什么情况下断电。KM1线圈：线圈：KR未过载、未按下停止按钮未过载、未按下停止按钮SB2、KM2接触器未通电的条件下，接触器未通电的条件下，按下了按下了SB1或或SB1松开后，松开后，KM1自身的辅助触点闭合后，自身的辅助触点闭合后，KM1线圈通电。线圈通电。) 11(22KM1KMSBKMSBK

35、Rf1KM1KT1KMffKT1线圈：线圈：KT1线圈与线圈与KM1线圈同时通断电。线圈同时通断电。KM2线圈：线圈：KR未过载、未按下停止按钮未过载、未按下停止按钮SB2的条件下，的条件下，KT1辅助触点辅助触点闭合或闭合或KT1辅助触点断开后，辅助触点断开后，KM2自身的辅助触点闭合后，自身的辅助触点闭合后，KM2线圈通电线圈通电)21(2KM2KMKTSBKRf化简：上述三个方程已达到最简，无需再化简化简：上述三个方程已达到最简，无需再化简电路实现电路实现主电路主电路控制电路控制电路原理分析原理分析(逻辑复核逻辑复核)按下按下SB1KM1线圈通电线圈通电KM1主主触点闭触点闭合合电机串电

36、阻启动运行电机串电阻启动运行KM1辅助触点闭合辅助触点闭合KT1线圈通电线圈通电(开始定时开始定时)KT1辅助辅助触点闭合触点闭合(定时时间到定时时间到)KM2线圈通电线圈通电KM2主触主触点闭点闭合合电机定子电机定子所串电阻所串电阻被短路，被短路，电机正常电机正常运行运行KM2常开辅助触点闭合常开辅助触点闭合KM2常闭辅助触点断开常闭辅助触点断开KM1线圈断电线圈断电KM1主触点断开主触点断开KT1线圈断电线圈断电KT1辅助触点断开辅助触点断开实现省电实现省电控制电路控制电路物理复核物理复核(电路优化电路优化) 前面的设计步骤中，主要确保控制电路控制逻辑设计的合前面的设计步骤中，主要确保控制

37、电路控制逻辑设计的合理性，但并未考虑电路实现的合理性，因此理性，但并未考虑电路实现的合理性，因此电路原理图的初步电路原理图的初步设计完成后还要考虑电路是否能实现或电路实现是否合理设计完成后还要考虑电路是否能实现或电路实现是否合理，如，如果不合理还要从电路的角度进一步修改完善。本例中根据逻辑果不合理还要从电路的角度进一步修改完善。本例中根据逻辑方程设计的电路可以实现，线路也不复杂，无需进一步优化。方程设计的电路可以实现，线路也不复杂，无需进一步优化。功能验证功能验证(1)如条件许可，可先通过仿真软件对电路进行仿真，看能否如条件许可，可先通过仿真软件对电路进行仿真，看能否实现预计的控制功能，或者查

38、找电路设计的逻辑缺陷。这对实现预计的控制功能，或者查找电路设计的逻辑缺陷。这对于控制功能相对复杂的电路尤其有用。于控制功能相对复杂的电路尤其有用。(2)搭建电路，通过实验来检验电路的设计。搭建电路，通过实验来检验电路的设计。2.6常用典型控制电路常用典型控制电路 在电气控制系统中，控制电动机的运行占很大比重。本节主要以异在电气控制系统中，控制电动机的运行占很大比重。本节主要以异步电动机的控制为重点，介绍常见的控制电路。步电动机的控制为重点，介绍常见的控制电路。2.6.1笼型异步电动机的启动控制电路笼型异步电动机的启动控制电路2.6.1.1直接起动的控制电路直接起动的控制电路单向单向可正、反转运

39、行可正、反转运行2.6.1.2串电阻启动控制电路串电阻启动控制电路主电路主电路控制电路控制电路2.6.1.3自耦变压器起动的控制电路自耦变压器起动的控制电路按下按下SB1KM1线圈通电线圈通电KM1主触主触点闭合点闭合电机接入自耦变压器电机接入自耦变压器降压启动运行降压启动运行KM1辅助触点闭合辅助触点闭合KT1线圈通电线圈通电(开始定时开始定时)KT1辅助辅助触点闭合触点闭合(定时时间到定时时间到)KM3线圈通电线圈通电KM3主触主触点闭点闭合合电机定子电机定子所串电阻所串电阻被短路，被短路，电机正常电机正常运行运行KM3常开辅助触点闭合常开辅助触点闭合KM3常闭辅助触点断开常闭辅助触点断开

40、KM1线圈断电线圈断电KM1主触点断开主触点断开KT1线圈断电线圈断电KT1辅助触点断开辅助触点断开实现省电实现省电KM2主触主触点闭合点闭合KM2线圈断电线圈断电KM2主触点断开主触点断开原理分析：原理分析：2.6.1.4星形星形- -三角形起动控制三角形起动控制3UlUU星形接法星形接法三角形接法三角形接法lUUU星形接法绕组相电压星形接法绕组相电压为线电压的为线电压的31起动阶段，绕组采用星形接起动阶段，绕组采用星形接法，正常运行阶段，绕组采法，正常运行阶段，绕组采用三角形接法，其起动阶段用三角形接法，其起动阶段电压小于运行阶段电压，可电压小于运行阶段电压，可减小起动电流。减小起动电流。

41、绕组切换的实现绕组切换的实现KM1：ON，KM2：OFF 绕组星形接法绕组星形接法KM1：OFF，KM2：ON 三角形接法三角形接法控制电路控制电路原理分析原理分析按下按下SB2KM1线线圈通电圈通电KM1主触主触点闭合点闭合KM1常开辅常开辅助触点闭合助触点闭合KM2线线圈通电圈通电电动机星形起动电动机星形起动定时器定时器KT线圈通电线圈通电定时时间到定时时间到KT常闭触常闭触点断开点断开KM2线线圈断电圈断电电动机星形电动机星形绕组断开绕组断开KM2常闭常闭辅助触点辅助触点闭合闭合KT常开辅助常开辅助触点闭合触点闭合KM3线线圈通电圈通电电动机电动机三角形三角形运行运行KM3常开辅常开辅助

42、触点闭合助触点闭合KM3常闭辅常闭辅助触点断开助触点断开定时器定时器KT线圈断电线圈断电KT常闭触点闭合常闭触点闭合常开触点断开常开触点断开KM2线圈保线圈保持断电持断电KM3主触主触点闭合点闭合见仿真见仿真2.6.1.5延边三角减压起动控制电路延边三角减压起动控制电路起动阶段：延边三角形绕组接法起动阶段：延边三角形绕组接法运行阶段：三角形绕组接法运行阶段：三角形绕组接法绕组结构与接法实现绕组结构与接法实现电机的绕组结构电机的绕组结构实现延边三角的绕组实现延边三角的绕组与接触器的接法与接触器的接法接触器接通状态与绕组接法的关系接触器接通状态与绕组接法的关系KM2：ON KM3：OFFKM2：O

43、FF KM3：ON控制电路控制电路原理详述略，原理详述略，见仿真见仿真改进改进原理与星形原理与星形-三角起动控制电三角起动控制电路相同，分析略。路相同，分析略。2.6.2笼型异步电动机的制动与反转控制电路笼型异步电动机的制动与反转控制电路2.6.2.1反转的控制电路反转的控制电路原理分析原理分析确保确保KM2线圈断电线圈断电按下按下SB2K1线圈通电线圈通电K1常开辅助触常开辅助触点闭合点闭合(支路支路1)SB2常闭触点断开常闭触点断开K1常闭辅助触常闭辅助触点断开点断开(支路支路2、支路支路4)确保确保K2线圈断电线圈断电K1常开辅助触常开辅助触点闭合点闭合(支路支路3)KM1线圈线圈通电通

44、电(若电机已停止，即若电机已停止，即K3常闭触点为闭合常闭触点为闭合状态状态)KM1主触主触点闭合点闭合KM1常开辅常开辅助触点闭合助触点闭合电机正转电机正转KM1常闭辅常闭辅助触点断开助触点断开电运行后，电运行后，K3的常的常闭触点断开闭触点断开若电机未停止，则若电机未停止，则K3常闭触点保持断开，常闭触点保持断开，KM1线圈无法通电，电机此时处于断电状线圈无法通电，电机此时处于断电状态，其转速一定会下降。态，其转速一定会下降。(若电机若电机原来为原来为反转，反转，则电机则电机开始停开始停转转)确保确保KM1线圈断电线圈断电按下按下SB3K2线圈通电线圈通电K2常开辅助触常开辅助触点闭合点闭

45、合(支路支路2)SB3常闭触点断开常闭触点断开K2常闭辅助触常闭辅助触点断开点断开(支路支路1、支路支路3)确保确保K1线圈断电线圈断电K2常开辅助触常开辅助触点闭合点闭合(支路支路4)KM2线圈线圈通电通电(若电机已停止，即若电机已停止，即K3常闭触点为闭合常闭触点为闭合状态状态)KM2主触主触点闭合点闭合KM2常开辅常开辅助触点闭合助触点闭合电机反转电机反转KM2常闭辅常闭辅助触点断开助触点断开电运行后，电运行后，K3的常的常闭触点断开闭触点断开若电机未停止，则若电机未停止，则K3常闭触点保持断开，常闭触点保持断开，KM2线圈无法通电，电机此时处于断电状线圈无法通电，电机此时处于断电状态，其转速一定会下降。态，