第五章 基本电气控制电路

1、电机与电气控制 主编第五章基本电气控制电路第五章基本电气控制电路第一节继电器接触器控制系统电路图第二节电动机全压起动控制电路第三节电动机减压起动控制电路第四节电动机制动控制电路第五节多速电动机控制电路第五章基本电气控制电路5.1电气图中的文字符号分为文字符号和文字符号。5.2电气图中的文字符号的字母采用写拉丁文字母与体字。5.3原理图用来说明控制电路的工作原理及各种电器元件相互的联结。5.4电气原理图一般由电路、电路、电路和电路四部分组成。5.5电路用来实现对被控制对象运转的控制。5.6控制电路具有、等作用。5.7继电器接触器控制电路实质上是电路,其工作原理可用表达式来描述。5.8由几个常开、

2、常闭触头与线圈联,构成逻辑电路。5.9由几个常开、常闭触头后与线圈联,构成逻辑电路。5.10电气原理图的阅读方法一般有:读图法、过程图和法。5.20电动机变极调速,仅适用于笼型电动机。第一节继电器接触器控制系统电路图一、电气控制系统二、电器元件的图形符号和文字符号三、电气原理图四、电气安装接线图五、电气原理图的阅读方法二、电器元件的图形符号和文字符号1)基本文字符号：有单字母和双字母两种。2)辅助文字符号：用以表示电气设备、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征的。1)基本文字符号：有单字母和双字母两种。单字母是按拉丁字母将电气设备、装置和元件划分为若干大类，每一大类用一个专用单字母表示。如“

3、C”表示电容器类，“R”表示电阻器类。只有当用单字母不能满足要求，需将某一大类进一步划分时，才采用双字母。如“F”表示保护器件类，而“FU”表示熔断器，“FR”表示有延时动作的限流保护器件，“FV”表示限压保护器件等。2)辅助文字符号：用以表示电气设备、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征的。如“SYN”表示同步，“RD”表示红色，“L”表示限制等。辅助文字还可以单独使用，如“ON”表示接通，“OFF”表示断开，“M”表示中间线，“PE”表示接地等。因“I”和“O”同阿拉伯数字“1”和“0”容易混淆，因此不能单独作为文字符号使用。三、电气原理图(一) 电气原理图的基本组成电路(二) 电气原理

4、图的绘制规则(一) 电气原理图的基本组成电路1.电源电路2.主电路(动力电路)3.控制电路4.辅助电路1.电源电路图5-1CA6140卧式车床电气原理图2.主电路(动力电路)它是作用于被控对象的电路，即动力装置如电动机、电磁铁及其保护电器的电路，它直接输出功率，且通过较大电流。主电路应与电源电路垂直画出。3.控制电路(1) 基本逻辑电路基本逻辑电路包括“与”逻辑电路(AND电路)、“或”逻辑电路(OR电路)和“非”逻辑电路(NOT电路)。5-23.控制电路5-3(2) 记忆电路即自保电路，如图5-5所示。3.控制电路5-43.控制电路5-54.辅助电路由变压器、整流电源、照明灯和信号灯等低压电

5、路组成。(二) 电气原理图的绘制规则1) 电气原理图应按所规定的图形符号、文字符号绘制。2) 主电路、控制电路和辅助电路应分别绘出。主电路从电源到电动机大电流通过的电路,画在原理图的左边。电源线路绘成水平线，动力装置及其控制、保护电器元件应垂直于电源线路。控制电路由继电器和接触器的触头、线圈和按钮、开关等组成，用来控制继电器和接触器线圈得电与否的小电流的电路。画在原理图的中间，垂直的画在两条水平电源线之间。辅助电路画在原理图的右边。3) 电路应按功能来组合，同一功能的相关元件应画在同一支路上，不受电器本身结构的约束。4) 同一电器的各个部件按其功能分别画在不同的支路中时，要用同一文字符号标出。

6、(二) 电气原理图的绘制规则5) 所有的触头、按钮、开关，除在起始位置已受外力作用的触头外，都按没有通电或受外力作用的开闭状态即常态画出。6) 在原理图中，有直接电联系的导线交叉点，要用黑圆点表示，否则，不画黑圆点。7) 电路应按动作顺序和信号流自左向右或自上而下排列。8) 为了便于检索和阅读，可将图分成若干个图区，图区编号一般写在图的下面；每个电路的功能，一般在图的顶部标明。9) 由于同一电器元件的部件分别画在不同功能的支路(图区)，为了便于阅读，在原理图控制电路的下面，标出了“符号位置索引”。10) 与电气控制有关的机、液、气等装置应用符号绘出简图，以表示其关系。11) 原理图上各电器元件

7、连接点应编排接线号，以便检查和接线。四、电气安装接线图1) 图中的文字符号及接线端编号，应与电气原理图上的一致。2) 要表示出各电气元件的位置及接线情况。3) 在图上或列表标明连接导线的根数、截面积和颜色，穿线套管的直径和长度。4) 对较为复杂的电气控制电路，还可根据在生产机械上的实际安装位置，画出安装图和电气元件明细表(说明各电气元件的名称、文字符号、规格、型号、数量和用途等)。四、电气安装接线图图5-6某机床电气接线图五、电气原理图的阅读方法(一) 查线读图法(二) 控制过程图示法(三) 逻辑代数法(一) 查线读图法1) 从主电路看有哪些控制元件的主触头及它们的组合方式，就可大致了解电动机

8、的工作状况(起动方式，是否有正反转、制动、调速等)。2) 由主电路中主触头的文字符号，在控制电路中“顺藤摸瓜”找到控制元件(接触器、继电器等)的控制支路(环节)，按功能的不同划分为若干个局部控制电路来分3) 假定按动操作按钮、行程开关，观察其触头是如何控制其他控制元件动作的和使电动机如何运转的。4) 要注意各个环节相互间的联系和制约关系，即电路的自保、互锁、保护环节，以及与机械、液压部件的动作关系。5) 逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系后，还应从整个控制电路，即从整体角度进一步理解其工作原理。6) 边阅读分析，边查线，边画出其工作过程。第二节电动机全压起动控制电路一、多

9、地控制电路二、顺序控制电路三、步进控制电路四、限位控制电路一、多地控制电路图5-7多地控制电路一、多地控制电路AA.tif一、多地控制电路图5-8顺序控制电路二、顺序控制电路三、步进控制电路图5-9继电器组成的步进控制电路三、步进控制电路15A.TIF四、限位控制电路(一) 限位断电控制电路(二) 限位通电控制电路(三) 自动往返循环控制电路(一) 限位断电控制电路(二) 限位通电控制电路图5-10限位控制电路1行程开关2撞块3电动机(三) 自动往返循环控制电路图5-11自动往返循环控制电路第三节电动机减压起动控制电路一、定子电路串电阻减压起动二、星三角转换减压起动三、自耦变压器减压起动四、延

10、边三角形减压起动五、几种减压起动方式的比较第三节电动机减压起动控制电路图5-12定子电路串电阻减压起动控制电路一、定子电路串电阻减压起动(一) 控制电路的工作原理(二) 减压电阻的估算(三) 评价(一) 控制电路的工作原理15B.TIF(二) 减压电阻的估算例5-2有一异步电动机的额定值为PN=20kW，IN=38.4A，UN=380V。取Ku=3，问需串接多大电阻进行减压起动。解I1=47IN取I1=6IN例5-2有一异步电动机的额定值为PN=20kW，IN=38.4A，UN=380V。取Ku=3，问需串接多大电阻进行减压起动。解I1=47IN取I1=6IN(三) 评价二、星三角转换减压起动

11、(一)控制电路工作原理(二) 评价(三) 星三角自动起动器(一)控制电路工作原理1)减压起动电动机星形联结起动。2)经过t后，电动机转换为三角形运行。(一)控制电路工作原理图5-13星三角减压起动控制电路1)减压起动电动机星形联结起动。15C.TIF2)经过t后，电动机转换为三角形运行。15D.TIF15D1.TIFAA.tif(二) 评价(三) 星三角自动起动器三、自耦变压器减压起动(一) 控制电路工作原理(二) 自耦变压器与串电阻减压起动的比较(三) 评价(四) 补偿减压起动器(一) 控制电路工作原理15M.TIFAA.tif(二) 自耦变压器与串电阻减压起动的比较1) 在起动转矩相同的情

12、况下，自耦变压器减压起动时从电网吸取的电流要小些，对电网电压的影响减小。2) 如果减压起动向电网吸取同样大小的电流，自耦变压器方式产生的起动转矩要(二) 自耦变压器与串电阻减压起动的比较图5-14QX313型自动起动器1接触器2热继电器3时间继电器1) 在起动转矩相同的情况下，自耦变压器减压起动时从电网吸取的电流要小些，对电网电压的影响减小。2) 如果减压起动向电网吸取同样大小的电流，自耦变压器方式产生的起动转矩要图5-15QX313控制电路2) 如果减压起动向电网吸取同样大小的电流，自耦变压器方式产生的起动转矩要图5-16自耦变压器减压起动控制电路(三) 评价(四) 补偿减压起动器图5-17

13、XJ01型补偿器减压起动控制电路(四) 补偿减压起动器图5-18QJ3型手动补偿器结构1起动静触头2热继电器3自耦变压器4欠电压保护装置5停止按钮6操纵手柄7油箱(四) 补偿减压起动器图5-19QJ3型手动补偿器控制电路四、延边三角形减压起动(一) 控制电路的工作原理(二) 延边三角形减压起动的电流、转矩分析(三)评价四、延边三角形减压起动图5-20延边三角形起动电动机抽头联结方式(一) 控制电路的工作原理图5-21延边三角形减压起动控制电路(二) 延边三角形减压起动的电流、转矩分析图5-22延边三角形等效电路(二) 延边三角形减压起动的电流、转矩分析图5-23延边三角形矢量图(二) 延边三角

14、形减压起动的电流、转矩分析表5-1不同匝数比时延边三角形起动特性(三)评价五、几种减压起动方式的比较表5-2几种减压起动方式的比较第四节电动机制动控制电路一、能耗制动二、反接制动三、电磁抱闸制动四、电磁离合器制动一、能耗制动(一) 按时间原则控制电路(二) 按速度原则控制电路(一) 按时间原则控制电路(一) 按时间原则控制电路图5-24是按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制电路。电路工作原理如下：(一) 按时间原则控制电路图5-24按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制电路(二) 按速度原则控制电路图5-25是按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制电路。用速度继电器取代了时间继电器。当电动机脱离交

15、流电源后，其惯性转速仍很高，速度继电器的常闭触头仍闭合，使KM3得电通入直流电进行能耗制动。其工作过程请自行分析。图5-25按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制电路二、反接制动1)电动机正常运转：2)电动机反接制动停车二、反接制动图5-25按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制电路二、反接制动图5-26反接制动二、反接制动表5-3能耗制动与反接制动比较1)电动机正常运转：15E.TIF2)电动机反接制动停车15F.TIF15G.TIF三、电磁抱闸制动(一) 闸瓦平时处于“抱住”状态的控制电路(二) 闸瓦平时处于“松开”状态的控制电路三、电磁抱闸制动图5-27单向反接制动控制电路(一) 闸瓦平时处于“抱住”状态的控制电路图5-28抱闸平时处于“抱住”状态的控制电路1弹簧2制动闸瓦3闸轮(二) 闸瓦平时处于“松开”状态的控制电路图5-29闸瓦平时处于“松开”状态的控制电路四、电磁离合器制动图5-30电磁离合器1电刷和刷握2励磁线圈3摩擦片环4盘形衔铁5弹簧6从动轴7主动轴8磁轭9集流环第五节多速电动机控制电路一、变极调速原理二、双速电动机的接线方式三、D/YY联结双速电动机控制电路四、三速异步电动机一、填空题一、变极调速原理图5-31笼型异步电动机变极原理二、双速电动机的接线方式(一) D/YY联结(二) Y/YY联结(一) D/YY联结图5-324/2极双速异步电