电气控制与plc应用技术课件第2章

1、第2章 电气控制系统的基本电路2.1 电气控制线路的绘制2.2 三相异步电动机的控制电路 2.3 生产机械的电气控制系统2.3.1 C650型卧式车床电气控制电路 2.3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路 2.1 电气控制线路的绘制 电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制线路，其作用是实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速等运行性能的控制。为了表示电气控制线路的组成、工作原理及安装、调试、维修等技术要求，需要用统一的工程语言，即用工程图的形式表示，这种图就是电气控制系统图。 常用的电气控制系统图有电气原理图、电气布置图与电气安装接线图。2.1.1 常用电

2、气图形符号和文字符号1.电气控制系统图中的图形符号 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。图形符号由符号要素、一般符号及限定符号构成。2.电气控制系统图中的文字符号 电气图中的文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电气设备、装置和元器件上使用，以表示电气设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。电气技术中的文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两种 。3.接线端子标记 我国电气设备有关标准：GB/T472819962000电气简图用图形符号、GB/T6988.142002电气技术文件的编制、GB/T6988.61993“

3、控制系统功能图表的绘制”、GB/T71591987电气技术中的文字符号制定通则、GB/T69881997“电气制图”要求。 常用图形、文字符号见表2.1示（P27） 2.1.2 电气原理图 用图形符号和文字符号表示电路各电气元件中导电部件的联接关系和工作原理的图。1.绘制原则（1）电气原理图中电气元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新国家标准。（2）电器元件展开图画法：同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）按电路联接关系画出，用同一文字符号标明。（3）电器元件触头画法：均按“平常”状态绘出。对于接触器、继电器的触点按吸引线圈不通电状态画出，控制器手柄按趋于零位时的状态画出，按钮、行程开关触

4、点按不受外力作用时的状态画出等。（4） 原理图上应标出各个电源电路的相关参数、元件操作方式和功能等。 （5）分为主电路和辅助电路。主电路：从电源到电动机的电路，用粗实线绘在图面左侧或上方；辅助电路：包括控制电路、照明电路、信号电路、保护电路等，用细实线绘在图面右侧或下方。（6）主电路标号：文字符号和数字组成。文字符号标明主电路中元件或线路的主要特征，数字标号区别电路不同线段。（7）控制电路标号：由三位或三位以下数字组成。交流电路以主要压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流电路电源正极按奇数标号，负极按偶数标号。图2-1 三相异步电动机启动

5、、停 止控制线路（8）在原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般应按动作顺序和信号流从上到下、从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并尽可能减少线条和避免线条交叉。（9）为了便于检索电气电路，方便阅读和分析，在原理图的上方或右方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用。（10）在电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点之间的从属关系要加以说明，即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的文字符号，并在其下注明相应触点的索引代号。（11）电气原理图绘制要布局合理、层次分明、排列均匀、图面清晰、便于读图。2. 电气原理图图面区域的划分 在原理图上方将图分成若干图区域，并表明了每一区域电路

6、的用途与作用。原理图下方的1、2、3、数字是图区编号，它是为便于检索电气线路、方便阅读分析而设置的。3接触器、继电器触头位置的检索 电气原理图中，在接触器、继电器电磁线圈的下方标注有相应触头所在图中位置的检索代号，检索代号用图面区域号表示。其中左栏为常开触头所在区号，右栏为常闭触头所在区数字。接触器KM触点的索引图2-1CW6132车床电气原理图2.1.3 电气安装图 电气安装图用来表示电气控制系统中各电气元件的实际安装位置和接线情况。 1. 电器元件位置图 用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。 电器元件的布置应注意以下几方面：1）体积大

7、和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。6）按电器元件外形尺寸绘出，并标明元件间距。 例：CW6132型车床控制盘电器布置图 主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。电气接线图的绘制原则：2. 电气安装接线图

8、（1）同一电气的各部件画在一起，其尺寸和比例没有严格要求，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。各部件的位置尽量符合实际情况。（2）各电气元件的图形符号、文字符号和回路标记，均应以原理图为准，并且要保持一致。（3）不在同一控制箱内或不是同一块配电屏上的各电气元件之间的连接，必须通过接线端子板进行连接。（4）应详细地标明配线用的各种导线的型号、规格、截面积及连接导线的根数。（5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。图2-4CW6132车床电气安装图?例：电气安装接线图 图2-2 为三相异步电动机启动、停止控制线路安装接线图 2.2 三相异步电动机的控制电路 2.2.1 三相异步电

9、机的启动控制电路 三相笼型异步电动机的启动有两种方式，即直接启动和降压启动。 （1）单向直接启动控制电路又称全压起动：10KW以下容量。1.直接启动 也称刀开关直接启动，线路结构简单、经济，仅适于不频繁启动的小容量电机，且不能实现远距离控制，也不能实现零压、欠压和过载保护。图2-3 刀开关直接启动控制线路（2）电动机的点动控制电路点动：调试或维修状态下的一种间断性工作方式。M3ABCKMFUQKMSB动作过程主触头（KM）打开按钮松开（SB） 线圈（KM）断电 电机停转。主触头（KM）闭合按下按钮（SB） 线圈（KM）通电电机运行；控制电路主电路直接起动控制原理图（3）具有自锁功能的单向运转控

10、制（连续控制）主电路控制电路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点 短路保护：由熔断器FU实现。过载保护：由热继电器FR实现。欠电压、失电压保护：通过接触器KM的自锁环节实现。QFRM3ABCKMFU方法一：用复合按钮。（4）点动+连续运行控制SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。主电路KMSB1KMSB2FRSB3控制电路（4）点动+连续运行控制SB3KSB1KSB2FRKMKM3ABCKMFU方法二：加中间继电器（K）控制关系SB3：点动SB2：连续运行FRQ 将电

11、动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。2.2 三相异步电动机的正反转控制1.正反转的控制线路3MFRFU正转触点KMF.KMRQKMFSB.SBFKMF正转接触器正转按钮反转接触器SBRKMRKMR.反转按钮反转触点FR SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。 正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。8/15/2022按下SBFSBKMF 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。“联锁”触点

12、利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。 缺点： 改变转向时必须先按停止按 钮。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.通电断开断电电机正转闭合2.加互锁(interlocking)的正反转控制解决措施：在控制电路中加入机械连锁。存在问题：电路在具体操作时，若电动机处于正转状态要反转时必须先按停止按钮SB，使联锁触点KMF闭合后按下反转起动按钮SBR才能使电动机反转；若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮SB，使联锁触点KMR闭合后按下正转起动按钮SBF才能使电动机正转。机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMR

13、SBFKMFKMRKMR3.双重互锁(interlocking)正反转控制KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转4.具有自动往返的正、反转控制电路 自动往返运动：1. 能正向运行也能 反向运行2. 到位后能自动返 回行程控制： 控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。STaSTb电机正程限位开关STaSTb逆程（1）限位控制正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA 动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析） 控制电路KMFFRKMRSB1KMFSB2STA

14、SB3STBKMRKMRKMF限位开关KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTASTB 行程开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。措施在前面要求基础上，到达A、B处能自动返回。（2）自动往复运动控制龙门刨自动控制电器系统 典型的龙门刨的工作示意图 C6-7.SWF实例1：典型的龙门刨控制电路 某一生产机械有炉门和推料机构两个运动部件，炉门由交流电动机M1来控制，推料机构由交流电动机M2来控制。 实例2：加热炉自动上料控制线路主电路KM1M13 KM4KM2M23 KM3炉门开闭电动机推料机进退电动机 设定由接触器KM1、KM4分别控制电动机M

15、1正转（炉门开）和反转（炉门关），接触器KM2、KM3分别控制电动机M2正转（推料机进）和反转（推料机退 )炉门开推料机进推料机退炉门闭4SQ1SB3SQ1SQ2SQ按 1SBKM1通电 M1 正转 炉门开压 1SQ KM 1断电 M1停转 KM2 通电 M2正转推料机进，送料入炉，到料位压 2SQ KM2 断电 KM3 通电 M2 反转推料机退，到原位 KM3断电 M2 停转 KM4 通电 M1 反转炉门闭 KM4 断电 M1停转 4SQ动合触点闭合，为下次循环作准备压 3SQ 压 4SQ加热炉自动上料控制线路动作次序生产机械已广泛采用多电动机拖动，在一台设备上采用几台、甚至几十台上百台的电

16、动机拖动各个部件，而设备的各个运动部件之间是相互联系的，为实现复杂的工艺要求和保证可靠地工作，各部件常常需要按一定的顺序工作或连锁工作。使用机械方法来完成这项工作将使机构异常复杂，有时不易实现，而采用继电器一接触器控制极为简单。2.3 电动机的其他控制电路 2.3.1 多地控制电路 能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫做电动机的多地控制。对于大型设备为了操作安全和操作方便而采用。为了操作方便而采用的控制形式，重点在于常开按钮（启动按钮）并联，常闭按钮（停止按钮）串联。主要用于大型机械设备，能在不同的位置对运动机构进行控制，如对驱动某一运动机构的电动机在多处进行启动和停止的控制。 L1L2

17、L3FU1FU2KMFRSB12SB22KMFRUVWM 3QSSB11SB21KML1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM合上电源开关QSFRFRM 3L1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM按下SB11 （甲地） KM线圈得电FRKHM 3L1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KMKM自锁触头闭合, 自锁KM主触头闭合电机正转FRFRM 3L1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM松开SB11（甲地）电机继续正转FRFRM 3L1L2L3FU1

18、FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM按下SB12 KM线圈失电自锁触头断开,解除自锁主触头断开电机停转FRFRM 3L1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM按下SB21 （乙地） KM线圈得电FRFRM 3L1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM松开SB21（乙地）电机继续正转FRFRM 3L1L2L3FU1FU2KMSB12SB22KMUVWQSSB11SB21KM按下SB22 KM线圈失电自锁触头断开,解除自锁主触头断开电机停转FRFRM 3图2-27 多点控制线路 ？例如：甲、乙两地同时控

19、制一台电机。KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB1乙方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。乙地甲地2.3.2 多台电动机的顺序启、停控制 两个以上运动部件的启动、停止需按一定顺序进行的控制，称为顺序控制。其控制线路主要有：顺序启动、同时停止；顺序启动、顺序停止；顺序启动、逆序停止等几种控制线路。1. 顺序启动、同时停止控制线路1）M1启动后，按下M2的启动按钮，M2才能启动2）M1启动后，按下M2的启动按钮，M2才能启动，两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。 FU2KM2FR2ABCFU1M3ABCKM1FR1M3主电路控制电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1

20、KM1不可以 ! 两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。M3KM1FRKM2FRM3主电路KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1控制电路这样实现顺序控制可不可以?KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT3)M1起动后，M2延时起动。SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动KT M2起动主电路同前控制电路KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KT 实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时 KM2 M1起动 M2起动 不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。图2-29

21、顺序启动、顺序停止控制线路 2.顺序启动、顺序停止控制线路 图2-30 顺序启动、逆序停止控制线路 设计顺序启、停控制线路规律：将控制电动机先启动的接触器的常开触头，串联在控制后启动电动机的接触器线圈电路中，用若干个停止按钮控制电动机的停止顺序，或者将先停的接触器的常开触头与后停的停止按钮并联即可。 3. 顺序启动、逆序停止控制线路2.3.3 多台电动机的其他控制 （1）两台电动机的互锁 (a)工作互锁，可同时停车 其关键在于：IKM的常开触点串接在2KM的控制回路中。(b) 工作互锁，可单独停车 2KM必须在1KM工作后才能工作； 按下2SB，则2M可以单独停车； 按下1SB，则1M、2M都

22、停车；(c) 工作、停车都有互锁 1M先工作，2M后工作；2M停止后，1M才能停止关键点在于：把2KM的辅助常开触点并接在1KM的停止按钮两端。(d) 两电动机不能同时工作的互锁 各自都可以实现启动、停止； 用各自的辅助常闭触点交叉串接在对方的控制线路中，使两台电动机不能同时工作。（2）联合控制与分别控制 多电机拖动的机械工作中要联合动作，调整时单独动作。如机床的主运动和进给运动。（3） 集中控制与分散控制 集中控制台一般放在离机床较远的地方，得到所谓的遥远控制，而在机床现场也可以进行操作。 鼠笼式异步电动机有直接启动和降压启动两种方法。 全压启动：启动时加在电动机定子绕组上的电压为电动机的额

23、定电压。 降压启动：利用启动设备将电压适当降低后，加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定电压正常运转。 降压启动的方法有：定子电路串电阻、 Y-降压启动 、自耦变压器降压启动 、延边三角形启动等方式；线绕式异步电动机一般采用转子电路串电阻的方法实现降压启动（逐级切除启动电阻法和频敏变阻器启动法）。2.3.4 三相异步电动机的降压启动电路 （1）定子绕组串电阻降压启动控制电路 要求：启动时，电动机的定子绕组串接电阻，由于电阻的分压作用，使加在电动机的定子绕组上的电压低于电源电压，待启动后，再将电阻短接，电动机定子绕组直接接入电网而运行 。 启动时，接触器1KM断

24、开，KM闭合，将启动电阻串入定子电路，使启动电流减小； 待转速上升到一定程度后再将1KM闭合，Rst被短接，电动机接上全部电压而趋于稳定运行。 原理： 1.鼠笼式三相异步电机的降压启动）手动控制串联电阻降压启动电路组成分析M3L1L2L3FU1FU2KM1KM2FRSB1SB2KM1KM2KM1KM2FRUVWQSKM2KTKM12）时间继电器控制串联电阻降压启动KT图2-4 定子绕组串电阻启动控制线路三相电动机的定子绕组有星形（Y型）和三角形（形）两种不同的接法，如图所示。（2）Y-降压启动控制电路ABCZXYABCZXYABCXYZAZBYXCY 接法：接法：线电压与相电压 线电压：两相绕

25、组首端之间的电压，用U1表示； 相电压：每相绕组首、尾之间的电压，用U相表示。 对于星形接法： 对于三角形接法： 线电流与相电流 线电流：电网的供电电流，用I1 表示； 相电流：每相绕组的电流，用I相表示。 对于星形接法 ：对于三角形接法 ： 对控制电路的要求： 电动机启动时，把电动机的定子绕组接成星形（ Y形），电动机定子绕组电压低于电源电压起动，启动即将完毕时再恢复成三角形（ 形），电动机便在额定电压下正常运行。1）手动控制Y降压启动控制线路QX1型手动Y启动器L1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKMKMYKTKM电路组成分析KMYKTM3FRFR2）

26、时间继电器自动控制Y降压启动控制线路L1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKMKMYKTKM合上电源开关QSKMYKTM3FRFRL1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKMKMYKTKM降压启动:按下SB1KT线圈得电KMY线圈得电KMYKTM3FRFRL1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKMKMYKTKMKMY主触头闭合KMY动合辅助触头闭合KMY动断辅助触头断开KM自锁触头闭合KM主触头闭合电动机降压启动KMYKTM3FRFRL1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQ

27、SKMYKMKMYKMKMYKTKM松开SB1电动机继续降压启动KMYKTM3FRFRL1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKMKMYKTKMKT延时断开的动断触头延时分断KMY线圈失电KMY主触头断开KMY动合辅助触头断开KMY动断辅助触头闭合KM 主触头闭合KM 动断辅助触头断开KT线圈失电电动机全压运行KMYKTM3FRFRL1L2L3FU1FU2KMKMSB1SB2KMUVWQSKMYKMKMYKMKMYKTKM停:按下SB2KMYKTM3FRFR图2-5 Y-降压启动控制线路（3）自耦变压器降压启动 自耦变压器降压启动：在电动机启动时利用自耦变压器

28、来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运行。 这种方法是利用自耦变压器将电源电压降低后再加到电动机定子绕组端，达到减小启动电流的目的，如图所示。右图的控制原理是合上Q后，令 KM1触点先将自耦变压器做星形连接，再由KM2接通电源，电动机定子绕组经自耦变压器实现减压启动。当电动机的转速接近于额定转速时，令KM1、KM2断开而KM3闭合直接将全电压加在电动机上，启动过程结束，进入全压运行状态。 自耦变压器降压启动的启动性能好，但线路相对较复杂，设备体积大，目前是三相笼形异步电动机常用的一种降压启动方法。1）手动自耦降压启动器U1V1W1K

29、M3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2FRKM3QSKM2KTKM1KTKM1KM2M3FR3KM3KM1TM2）时间继电器自动控制自耦降压启动控制线路U1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1合上电源开关QSTMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1按SB2 KM1线圈得电TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSK

30、M2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM1联锁触头分断，对KM3联锁，KM1主触头闭合，自耦变压器TM联结成星形KM1动合辅助触头闭合，KM2线圈得电，KT线圈得电TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM2主触头闭合，电动机M接入电机降压启动KM2动合辅助触头闭合，自锁，松开SB2TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KT延时断开的动断触头延时分断KM1线圈失电KT延时闭合

31、的动合触头延时闭合TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM1线圈失电KM1动合触头分断KM1主触头分断 电动机M失电惯性运行KM1联锁触头闭合TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KM3线圈得电KM3 自锁触头闭合 ，自锁KM3主触头闭合 电动机M全压运行TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM

32、1KM1KM2KM3KM1KM3联锁触头分断 KM2线圈失电KM2主触头分断KM2自锁触头分断TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1KT延时断开的动断触头瞬时闭合KT延时闭合的动合触头瞬时断开TMFRM3FR3KTU1V1W1KM3SB2KM1KTKM2SB1KM3L1L2L3FU1FU2KM3QSKM2KTKM1KM1KM2KM3KM1停：按SB1TMKHM3KH3KT图2-6 定子串自耦变压器降压启动控制线路 启动时，把定子三相绕组的一部分联接成三角形，另一部分联接成星形，每相绕组

33、上所承受的电压，比三角形联接时的相电压要低，比星形联接时的相电压要高，电动机延边三角形降压启动，待电动机启动运转后，再将绕组联接三角形，全压运行。（4）延边降压启动控制线路延边三角形降压启动电动机定子绕组的联接方式原始状态U1U2U3W3W1W2V2V3V1延边三角形降压启动电动机定子绕组的联接方式启动时U1U2U3W3W1W2V2V3V1延边三角形降压启动电动机定子绕组的联接方式正常运转时U1U2U3W3W1W2V2V3V1KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2延边三角形降压启动控制原理L1L2L3FU1FU2FRKM1KM2U1V1W1QSKM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2K

34、M3KTKM3KM3电路组成分析M3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FU1FU2FRKM1KM2U1V1W1QSKM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KM3合上电源开关QS延边三角形降压启动控制原理M3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FRKM1KM2U1V1W1KM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KM3按SB2 KM3线圈得电FU1FU2QSM3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3KHKM1KM2U1V1W1KM1KM2W3U3V3KH3W2U2V2KM3KTKM3KM3KM3联锁触头

35、分断，对KM2联锁KM3主触头闭合 联结成延边三角形 KM 动合辅助触头闭合FU1FU2QSM3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FRKM1KM2U1V1W1KM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KM3KM1线圈得电KM1自锁触头闭合,自锁,松开SB2 KM1主触头闭合,电动机延边三角形降压启动, KT线圈得电FU1FU2QSM3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FRKM1KM2U1V1W1KM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KT线圈得电KT延时断开的动断触头延时分断 , KM3线圈失电 KT延时闭合的动合触

36、头延时闭合， KM2线圈得电FU1FU2QSM3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FRKM1KM2U1V1W1KM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KM3线圈失电 KM3动合触头分断， KM3主触头分断，电动机失电惯性运行KM2线圈得电KM2自锁触头闭合，自锁 FU1FU2QSM3KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FRKM1KM2U1V1W1KM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KM2主触头闭合，电动机全电运行 KM2联锁触头断开，KT线圈失电,KT触头复位 KM3FU1FU2QSM3KTKM2SB2KM3KM

37、1KTSB1KM2L1L2L3FU1FU2FRKM1KM2U1V1W1QSKM1KM2W3U3V3FR3W2U2V2KM3KTKM3KM3停: 按下SB1M3 2.三相线绕式转子电动机的启动 绕线转子三相异步电动机，可以通过滑环在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动转矩以及调节转速的目的。YR系列 符号（1）绕线转子电动机串电阻启动 启动时，在转子回路串入作Y形连接、分级切换的三相启动电阻器，以减小启动电流、增加启动转矩。随着电动机转速的升高，逐级减小可变电阻。启动完毕后，切除可变电阻器，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。 在这种启动方式中，由于

38、电阻是常数，所以为了获取较平滑的启动过程，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除。L1L2L3FU1KM1M33FU2FRSB5QSSB1KM2KM3KMKM1KM3KM2KM1KM3KM2KM R1R2R3FRSB2SB3SB4电路组成分析KM1）按钮操作控制线路L1L2L3KM13SB5SB1KM2KM3KMKM1KM3KM2KM1KMKM3KM2KMR1R2R3SB2SB3SB4合上QS按下SB1绕线转子串联全部电阻启动FU1FU2QSM3FRFRM3L1L2L3KM13SB5SB1KM2KM3KMKM1KM3KM2KM1KMKM3KM2KMR1R2R3SB2SB3SB4按下SB2KM

39、1线圈得电KM1触头闭合绕线转子串联R2,R3启动FU1FU2QSFRFRM3L1L2L3KM13SB5SB1KM2KM3KMKM1KM3KM2KM1KMKM3KM2KMR1R2R3SB2SB3SB4按下SB3KM2线圈得电KM2触头闭合绕线转子串联R3启动FU1FU2QSFRFRM3L1L2L3KM13SB5SB1KM2KM3KMKM1KM3KM2KM1KMKM3KM2KMR1R2R3SB2SB3SB4按下SB4KM3线圈得电KM3触头闭合绕线转子切除全部电阻运行FU1FU2QSFRFRM3L1L2L3KM13SB5SB1KM2KM3KMKM1KM3KM2KM1KMKM3KM2KMSB2SB

40、3SB4松开SB4电动机继续运行R1R2R3FU1FU2QSFRFRL1L2L3FU1KM1M3 3FU2FRSB2QSSB1KM2KM3KMKMKT3KM3KM2KM1KM3KM2KM1KMR1KT1KT2KT3R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2FR电路组成分析3）时间继电器自动控制线路 L1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2合上QS按下SB1KM线圈得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1K

41、M3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KM触头闭合绕线转子串联全部电阻启动KT1线圈得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KT1延时闭合触头闭合KM1线圈得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KM1触头闭合绕线转子串联R2,R3启动KT2线圈

42、得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KT2延时闭合触头闭合KM2线圈得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KM2触头闭合绕线转子串联R3启动KT3线圈得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3

43、KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KT3延时闭合触头闭合KM3线圈得电KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KM3触头闭合绕线转子切除全部电阻运行KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3M3 3SB2SB1KM3KMKMKT3KM2KM1KM3KM2KM1R1R2R3KMKM1KM2KM3KM3KT1KT2KM3动断触头断开KT1线圈失电KT1触头断开K

44、M1线圈失电KM1触头断开KT2线圈失电KT2触头断开电动机继续运转KM1KM2KM3KMKT1KT2KT3FU1FU2FRQSFRL1L2L3FU1M3 3FU2FRSB2QSSB1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2FRKA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2KAKMKM1KM2KM3电路组成分析3）电流继电器自动控制电路L1L2L3FU1M3 3SB2SB1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2KA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2KAKMKM1KM2KM3合上QS按下SB1KM线圈得电FU2FRQSFRL1L2L3FU1M3 3SB2SB

45、1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2KA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2KAKMKM1KM2KM3KM触头闭合绕线转子串联全部电阻启动K线圈得电FU2FRQSFRL1L2L3FU1M3 3SB2SB1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2KA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2KAKMKM1KM2KM3KA动合触头闭合因启动电流大，KA1，KA2，KA3的动断触头断开，继续串联全部电阻启动FU2FRQSFRL1L2L3FU1M3 3SB2SB1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2KA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2

46、KAKMKM1KM2KM3因速度加快，电流减小， KA1欠电流,动断触头闭合KM1线圈得电KM1触头闭合串联R2,R3继续启动FU2FRQSFRL1L2L3FU1M3 3SB2SB1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2KA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2KAKMKM1KM2KM3因速度再加快电流继续减小 KA2欠电流, 动断触头闭合KM2线圈得电KM2触头闭合串联R3继续启动FU2FRQSFRL1L2L3FU1M3 3SB2SB1KMKMKA1KM2KMR2R1KA2KA1KAKM3KA3R3KA3KM1KM1KM2KM3KA2KAKMKM1KM2KM3因速度再加快

47、电流继续减小 KA3欠电流, 动断触头闭合KM3线圈得电KM3触头闭合切除全部电阻全速运行FU2FRQSFR图2-7 按电流原则控制的绕线转子电动机串电阻启动线路 （2）绕线转子电动机串接频敏变阻器启动频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化、静止的无触点电磁元件。它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕组中，启动完毕短接切除频敏变阻器。 频敏变阻器启动原理如图所示。合上开关Q，KM1闭合，电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，电动机转子转速很低，故转子频率较高，f2f1，频敏变阻器的铁损很大，Rm和Xm均很大，且RmXm，因此限制了启动电流，增大了启动

48、转矩。随着电动机转速的升高，转子电流频率下降，于是Rm、Xm随n减小，这就相当于启动过程中电阻的无级切除。当转速上升到接近于稳定值时，KM2闭合将频敏电阻器短接，启动过程结束。 图2-9 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制线路2.3.5 三相异步电动机的制动控制电路 所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转（或限制其转速）。制动的方法一般有两类：机械制动和电力制动。1、机械制动 当电动机的定子绕组断电后，利用机械装置使电动机立即停转，常用的有电磁抱闸或液压装置制动。1线圈 2衔铁 3铁心 4弹簧 5闸轮 6杠杆 7闸瓦 8轴 电磁抱闸制动器结构示意图 电磁抱闸制动器工作原理

49、示意图 L1L2L3FU1FU2KMFRSB2SB1KMYBQSKMFRM3电磁抱闸断电制动控制线路L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKM合上电源开关QSFRFRM3L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKM按下SB2KM线圈得电FRFRM3L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKMKM自锁触头闭合,自锁，松开SB2电磁抱闸线圈YB得电，使抱闸的闸瓦与闸轮分开KM主触头闭合,电动机起动运行FRFRM3L1L2L3FU1FU2KMSB2SB1KMYBQSKM停:按SB1，接触器KM失电释放电磁抱闸线圈YB也失电，在弹簧的作用下，闸瓦与闸轮紧紧抱住FR

50、FRM3L1L2L3FU1FU2KM1FRSB1SB2KM1YBQSKM1FRM3KM2KM2KM1电路组成分析电磁抱闸通电制动控制线路L1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1按下SB1KM1线圈得电KM2FRFRM3FU2YBKM2合上电源开关QSL1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1KM1自锁触头闭合,自锁，松开SB1KM1联锁触头断开，KM1主触头闭合电动机起动运行电磁抱闸线圈YB不得电KM2FRFRM3YBKM2FU2L1L2L3FU1KM1SB1SB2KM1QSKM1KM2KM1KM2停：按下SB2KM1线圈失电释放KM2线圈得电，K

51、M2主触头闭合电磁抱闸线圈YB得电，使闸瓦与闸轮紧紧抱住FRFRM3YBFU2 2.电力制动 电动机产生一个和电动机实际旋转方向相反的电磁转矩，使电动机迅速停转。（1）反接制动 在停车时，把电动机反接，则其定子旋转磁场便反向旋转，在转子上产生的电磁转矩亦随之变为反向，成为制动转矩。在转速接近零速时，再将反相序电源切除。单向运行反接制动控制线路 M3L1L2L3FU1FU2KM1KM2FRSB1KM1SB2KM2KM1KM2FRQSKM1nKSKM2KSL1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2QSKM1nKSKM2KS合上电源开关QSM3KM1FRKM2FRKM1KM2L1L2L3FU1

52、FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSKM1nKSKM2KS按下SB1KM1线圈得电M3KM1FRKM2FRL1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSKM1KSKM2KSnKM1自锁触头闭合,自锁，松开SB1KM1主触头闭合,电动机起动，运行在转速高到一定值时，KS闭合M3KM1FRKM2FRL1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSKM1KM2KSn停：按下SB2KM1失电释放KM2线圈得电，KM2主触头闭合，电动机串联电阻反接，反接制动KM2自锁触头闭合M3KM1FRKM2FRKSL1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM

53、2QSKM1KM2KSn停：松开SB2继续反接制动M3KM1FRKM2FRKSL1L2L3FU1FU2KM2SB1KM1SB2KM1KM2QSnKM2KS当转速降低到一定值时，KS断开KM2线圈失电，各触头复位M3KM1FRKM2FRKM1KS 电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任意两相中通入直流电，利用转子感应电流受静止磁场的作用以达到制动目的。（2）能耗制动图2-15按时间原则控制的单向能耗制动控制线路 1） 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路 图2-17 按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路 2）按时间原则控制的可逆运行能耗制动控制线路图2-16 按速度原则控制的单向能耗制动控

54、制线路 3）按速度原则控制的单向能耗制动控制线路 见教材P43页图2.174）按速度原则控制电动机可逆运行能耗制动控制线路2.3.6 三相异步电动机的调速控制电路 三相异步电动机的转速公式 可知，改变异步电动机转速可通过三种方法来实现： 一是改变电源频率f1； 二是改变转差率s； 三是改变磁极对数p。 1.变极调速控制电路 改变异步电动机的磁极对数调速称为变极调速。变极调速是通过改变定子绕组的连接方式来实现的，它是有级调速，且只适用于笼型异步电动机。 （1）双速异步电动机定子绕组的联接 图2.18 双速异步电动机三相定子绕组YY接线 （2）双速电动机高、低速控制线路 合上QS，按下SB2，接触

55、器KM1得电并自锁，电动机M低速运行，同时时间继电器KT得电。当KT整定时间到，KT的延时常闭触点先断开，KM1失电，KT的延时常开触点再闭合，接触器KM2、KM3得电并自锁，M由低速升到高速。2、变频器及调速控制电路 由于变频器调速技术日趋成熟，故把实现交流电动机变频调速装置做成产品即是变频器。微计算机是变频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。 （1）变频器的基本结构。 （2）变频器的操作方式及使用。 （3）变频器的选型。（4）变频器在机床上的应用。 1. 短路保护 原因：电器或线路绝缘损坏、负载短路、接线错误等。 危害：瞬时电流可达额定电流的十几倍几十倍，损坏电气设备或配电线路，火

56、灾。 保护元件：熔断器、低压断路器。 2. 过电流保护 区别于短路保护的一种电流型保护。 过电流：超过额定电流，比短路电流小，不超过6倍额定电流。 危害：电器元件不会马上损坏，在达到最大允许温升前可恢复。但过大冲击负载，易损坏电机；过大电机电磁转矩，损坏机械传动部件。 保护：过电流继电器，与接触器配合使用。 常用于直流电机、绕线转子异步电动机。2.3.4 电气控制系统常用保护措施 3过载保护 过电流保护的一种。 过载：运行电流大于额定电流，但在1.5倍Ied以内。 原因：负载突然增大，缺相运行，电源电压降低。 危害：绕组温升超过允许值，使绝缘老化、损坏。 保护：热继电器，具有反时限特性，不因短

57、时过载冲击电流或短路电流影响而瞬时动作。 4失电压保护 防止电压恢复时电动机自行起动或电器元件自行投入工作而设置的保护。 接触器、按钮控制的电动机起、停电路具有失压保护。 对不能自动复位的手动开关控制电路，有专门的零电压继电器。 5. 欠电压保护 当电源电压下降到60%80%额定电压时，切除电动机电源。 危害：电压太低使电动机电流增大，转速下降；使控制电路释放，电路工作不正常。 保护：欠电压继电器。 6. 过电压保护 大电感负载（电磁铁、电磁吸盘）、直流电磁机构等，通断时产生较高感应电动势，击穿绝缘，损坏其它元件。 保护：线圈两端并联电阻、电阻串电容、电阻串二极管形成放电回路。 7. 弱磁保护

58、 一般用于直流电动机，防止励磁减少或消失时飞车。 保护：欠电流继电器。 8. 其它保护 超速保护、行程保护、油压（水压）保护等。2.3.8 电液联合控制1液压系统组成液压传动系统主要由四个部分组成：（1）动力装置（液压泵及驱动电动机）。（2）执行机构（液压缸或液压马达）。（3）控制调节装置（压力阀、调速阀、换向阀等）。（4）辅助装置（油箱、油管等）。2电磁换向阀由电磁铁推动改变工作状态的阀称为电磁换向阀，其图形符号见图2.26所示。 3液压系统工作自动循环控制电路举例图2.27所示是动力头工作循环液压系统电气控制线路图。自动工作循环是：快进工进快退，工作过程如下：（1）动力头原位停止。 （2）

59、动力头快进。 （3）动力头工进。 （4）动力头快退。 （5）动力头“点动调整”。 电气控制系统分析的一般方法步骤：1、了解机械设备的机械动作及工步图。分析传动系统的驱动方式，含电动、液压、气动驱动原理。2、了解电器元件的安装位置及作用。3、分析机械部件与电器元件的关联，含操纵手柄，行程控制的档铁、撞块、离合器、电磁铁等的状态及安装位置。4、分析电气控制原理。 2.4 生产机械的电气控制系统电气图的读图方法主电路分析 控制电路分析 辅助电路分析 联锁和保护环节分析 总体检查 阅读电气原理图的步骤是一般先看主电路， 再看控制电路， 最后看显示及照明等辅助电路。 先看主电路有几台电动机， 各有什么特

60、点， 例如是否有正反转， 采用什么方法起动， 有无调速和制动等； 看控制电路时， 一般从主电路的接触器入手， 按动作的先后次序一个一个分析， 搞清楚它们的动作条件和作用。 控制电路一般都由一些基本环节组成， 阅读时可把它们分解出来， 先进行局部分析， 再完成整体分析。 此外还要看电路中有哪些保护环节。 图2-31 卧式车床结构示意图2.4.1 C650型卧式车床电气控制电路 从图可见，C650型卧式车床主要由床身、主轴变速箱、尾座、进给箱、挂轮箱、丝杠、光杠刀架和溜板箱等组成。图2-32 C650型车床电气原理图M1（主电动机）： KM1、KM2实现正反转； KT与电流表PA用于检测运行电流；