项目一任务1.3 分析电气控制原理图

电气控制与驱动目录项目1电气控制电路的识图、安装与调试

任务1.1认知低压电器

任务1.2识读电气控制系统图

任务1.3分析电气控制原理图

任务1.4典型机床控制电路的连接与调试项目2PLC控制系统的构建、编程与调试

任务2.1认知PLC

任务2.2认知三菱PLC

任务2.3PLC控制系统的应用设计项目3变频驱动（调速）系统的构建与调试

任务3.1认知变频器

任务3.2应用变频器基本运行功能控制传送带

任务3.3应用变频器的基本参数控制传送带

任务3.4应用变频器多段速度控制传送带电气控制与驱动目录项目4步进驱动系统的构建与调试

任务4.1利用步进驱动系统实现机械手的直线移动控制

任务4.2利用步进驱动系统实现机械手的定位控制

任务4.3搬运机械手的应用设计项目5伺服驱动系统的构建与调试

任务5.1认识交流伺服系统

任务5.2利用伺服系统速度控制模式控制圆形转盘工作台

任务5.3利用伺服系统转矩控制模式控制圆形转盘工作台

任务5.4

利用伺服系统位置控制模式控制圆形转盘工作台项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图【任务引入】

对电动机的运行控制主要有起动、停止、反转和调速等。那么这些控制是如何实现的？即控制原理是什么？这些控制原理又是如何表达的？【任务目标】1.掌握电气控制中常用、基本电路的控制原理；2.能够分析典型机电设备的电气控制原理图；3.掌握电气控制电路的分析方法与技巧。【相关知识】1.3.1继电接触控制电路图的阅读方法

采用继电器、接触器、主令电器等低压电器组成有触点控制系统，称为继电接触控制。

控制电路图是用图形符号和文字符号表示为完成一定控制目的的各种电器连接接的电路图。

要读懂一幅控制电路图除了要具备各种电机、电器的必要知识外，还应注意以下几点：项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图（1）掌握生产过程对控制电路的要求。（2）要掌握控制电路构成的特点：

1）通常一个系统的总控制电路图分为主电路和控制电路两部分。主电路的负载是电动机、照明或电加热等设备，其通过的电流较大，需采用接通和分断能力较大的电器（接触器、自动空气开关等）来操作。此外，在主电路中还需设有各种保护电器（熔断器、热继电器的发热元件等），以保障电源和负载的运行安全。

2）控制电路则为对负载的运行情况如起动、停车、制动、调速、反转等进行控制，一般是通过按钮、行程开关等主令电器发出指令，控制接触器吸引线圈的工作状态来完成的，需要时，还要配合其他辅助控制电器（如中间继电器，时间继电器等）。（3）为表达清楚，识图方便，在一份总电路图中，同一电器的各个部件经常不画在一起，而是分布在不同地方。（4）电路图中的所有电器的触点的状态为常态，即吸引线圈不带电、按钮没按下的情况下等。（5）各条支路的排列常依据生产工艺顺序的先后，由上至下排列。项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图

1.3.2继电接触控制基本电路

控制功能要求不同，控制电路的结构不同。控制电路都是用若干个基本电路和一些保护措施组合而成的。因此，掌握一些常用基本电路，是学习继电接触控制系统的关键。

1.三相异步电动机点动控制电路

点动控制常用于吊车、机床立柱、横梁的位置移位及刀架、刀具的调整等。

图1-17所示为一种三相异步电动机的点动控制电路。左边为主电路，右边点划线框内为控制电路。主电路由刀开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触点和电动机构成；控制电路由按钮SB和接触器KM的线圈串联构成。

工作时，首先合上刀开关QS，这时电动机不会运转。当按下按钮SB时，接触器线圈KM通电产生电磁力，KM的三个动合主触点吸合，使电动机与三相电源接通，起动运转。松开按钮SB，接触器KM的线圈断电失磁，主触点断开恢复常态，电动机断电停止运转。这样就实现了电动机的点动控制。

图1-17三相异步电动机点动控制电路项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图2.三相异步电动机的直接起、停控制电路

图1-18为三相异步电动机的直接起、停控制和过载、断相保护电路。

主电路由空气开关、熔断器、接触器主触电、热继电器和电机组成。

空气开关主要起接入和断开电源的作用；熔断器起短路保护作用；电动机的启停通过接触器的主触电实现；热继电器防止电动机长时间过载；电动机为受控对象。

控制电路由停止按钮、启动按钮、接触器动合辅助触点、接触器线圈和热继电器常闭触点构成。其中，接触器动合辅助触点与启动按钮并联，起自锁作用；热继电器常闭触点串联于控制电路中，起电机过载时切断控制电路的作用。

该控制电路还具有失压保护作用，即电源断电再来电，电动机不会自行启动。图1-18三相异步电动机直接起、停控制电路项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图3.三相异步电动机的正反转控制电路

生产中经常需要改变电动机的旋转方向。改变三相异步电动机的转向，只须将电动机接到电源的三根电源线中的任意两根对调。

图1-19所示为三相笼型异步机正反转起、保、停控制电路。该电路用了两个接触器，其中接触器KMF用于电动机正转控制，接触器KMR用于电动机反转控制。

控制电路在两组“起、保、停”控制电路并联结构的基础上，再加互锁而成。

图a的控制电路正、反转切换时，需要先按下停止按钮，而图b可以直接切换。图1-19三相异步电动机的正、反转控制电路项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图4.多台电动机顺序起停控制

在多台电动机需配合工作时，它们的起动和停车，必须遵照规定顺序。例如某些大型机床，必须先将油泵起动，然后才能起动主轴电动机，实现这一要求须采用“联锁”环节。

图1-20所示为主轴电动机和油泵电动机联锁控制电路，接触器1KM控制油泵电动机M1，它的一个动合辅助触点1KM5串联在主轴电动机控制电路中，起联锁作用，所以只有1KM动作，油泵电动机起动，1KM5闭合，控制主轴电动机的接触器2KM才有可能起动。在油泵电动机运转的前提下，主轴电动机可以起动、停车。油泵电动机停车，主轴电动机也随之停车。图1-20多台电动机顺序起停控制电路项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图5.行程控制

行程控制的例子很多，机床工作台的往复循环运动就是一个典型的例子。它包括行程控制、自动换向、往复循环和终端限位保护。行程开关与挡块位置关系如图1-21a所示，控制电路如图1-21b所示。

本控制电路与电动机正反转控制电路工作原理相似，只是用复合式行程开关1ST和2ST代替图1-21b中的复合式按钮SBF和SBR。用电动机的正、反转拖动工作台前进、后退往复运动。行程开关1SQ和2SQ分别控制工作台前进、后退的行程，行程开关3SQ和4SQ分别为前进和后退终点限位保护开关。图1-21行程控制项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图6.时间控制

生产中，很多加工和控制过程是以时间为依据进行控制的。例如：工件加热时间控制，电动机按时间先后顺序起、停控制，电动机Y-△起动控制等。这类控制都是利用时间继电器来实现。三相异步电动机的Y-△起动控制，其电路如图1-22所示，其工作原理如下：按下2SBKM通电KT通电KMY通电（Y型启动）KMΔ断电KT断电延时后KMY断开（Y型断开）KMΔ通电（Δ型启动）其中：KM、

KM

△动合触点为自锁触电；

KMY、KM

△动断触点为互锁触点。项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图7.多地点控制

多地点控制按钮触点的连接原则是：常开触点均相互并联连接，组成“或”的逻辑关系；常闭触点均相互串联连接，组成“与”的逻辑关系。多地点控制电路如图1-23所示。

8.电源指示、照明电路

电源指示、照明控制电路的举例如图1-24所示。其中，HL为电源工作指示灯，EL为工作照明灯，S为选择开关。图1-23多地点控制电路图1-24照明电路举例项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图1.3.3分析C620-1型车床电气控制原理图

机床设备电气控制原理图的分析方法和分析步骤如下：

（1）先机后电。分析机床设备电气控制原理图之前，应先了解该设备的基本结构、运动情况和操作方法等。有液压或气动控制的机床设备，还需了解液压或气压的传动方式，进而熟悉该设备对电气控制的要求。

（2）先主后辅。先分析主电路，了解该设备由几台电动机驱动，各台电动机的作用是什么，各需要怎样的控制要求。然后再分析每一台电动机的控制电路、照明电路等其他辅助电路。

（3）纵观全图。在单独分析各台电动机的控制环节后，需要纵观全图，弄清各个局部电路之间的控制关系，如联锁控制。

（4）总结特点。各种机床设备的电气控制原理图虽然都是由基本控制环节组成的，但又有各自的特点。这些特点就是不同机床设备电气控制的区别所在。分析完电气控制图后，可以多加总结，加深对机床电气控制的理解。项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图C620-1型卧式车床电气原理图分析：

（1）先机后电1）主轴的运动和溜板箱的进给运动共用同一台电动机；

2）单设一台小电机驱动冷却泵以提供冷却液；

3）要求主轴电机工作启动后方可启动冷却泵电机；

4）两台电动机都在用全压的直接启动。

（2）先主后辅

1）主电路分析

①电气原理图的1~3区是主电路。

②合上开关QS1，主电路引入三相电源。

③主轴电动机M1的起停由接触器KM的主触点控制，主轴通过摩擦式离合器实线正反转；

④冷却泵的电源引入接在接触器KM主触点下端的后面，冷却泵电动机M2的起停则由开关QS2直接控制。项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图C620-1型卧式车床电气原理图分析：2）控制电路分析

①电气原理图的4~5区是控制电路。

②合上开关QS1，控制电路引入单相电，按下按钮SB1，接触器KM线圈得电并自锁，接触器KM的主触点闭合，主轴电动机M1起动；

③按下按钮SB2，接触器KM的线圈失电，接触器KM的主触点断开，主轴电动机M1停止。

④控制电路中串联接入两台电动机的热继电器常闭触点，一旦某一台电动机长时间过载，就会触发控制电路断电。

3）照明电路分析

①电气原理图的6~7区是照明电路。

②合上开关SA，变压器TC将单相交流电压380V变压为24V安全电压，照明灯EL点亮。照明电路必须接地以保证人身安全。

项目1电气控制线路的识图、安装与调试

任务1.3分析电气控制原理图C620-1型卧式车床电气原理图分析：

（3）纵观全图1）分析保护电路

①用熔断器FU1对冷却泵电动机实线短路保护，用熔断器FU2对控制电路提供短路保护，用熔断器FU3为照明电路提供短路保护；

②用热继电器FR1、FR2分别对电动机M1、M2提供过载保护；

③接触器KM可以实线对电动机M1、M2的欠压和失电保