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1、第二章 电器控制线路,第1节 电气图的基本知识 第2节 电器控制基本方法 第3节 三相异步电动机的起动控制 第4节 三相异步电动机的制动控制 第5节 调速控制电路,第一节 电气图的基本知识,一 概述 1、电气图 2、电气种类 二 电气图形符号与文字符号（GB/T47282000） 1、图形符号 2、文字符号 3、常用电器示例 三 电气原理图 1、形式与作用 2、分类 3、绘制规则 4、电气符号画法 5、读图方法 6、图示坐标法 四 电器元件布置图 1、作用 2、内容 3、绘制方法 4、元件布置注意事项 五 电气接线图 1、作用 2、内容 3、绘制原则 六 电气图纸规范,一、电气图常用的图形符号

2、、文字符号,图形符号,文字符号,符号要素,一般符号,限定符号,基本文字符号,辅助文字符号,补助文字符号,单字母符号：,双字母符号:,图形符号组合示例,部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号,一般三极电源开关,低压断路器,常开触点 常闭触点 复合触点 行程开关,QS,QF,SQ,熔断器,常开 常闭 复合 按钮,FU,SB,线圈 主触点 常开辅助触点 常闭辅助触点 接触器,KM,线圈 常开延时闭合触点 常闭延时打开触点 常开延时打开触点 常闭延时闭合触点 时间继电器,KT,部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号,常开触点 常闭触点 速度继电器,热元件 常闭触点 热继电器,线圈 常开触点 常闭触

3、点 中间继电器,KV,FR,KA,电磁铁,YA,线圈 常开触点 常闭触点 电压继电器,KA,线圈 常开触点 常闭触点 电流继电器,KA,信号灯,HL,直流电动机,M,变压器,三相 异步电动机,M,转换开关,SA,U,I,二、电气原理图,图2-1 CW6132型普通车床电气原理图,1、形式与作用 2、分类 3、绘制规则 4、电气符号画法 5、读图方法 6、图示坐标法,三、电器布置图,图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图,1、作用 2、内容 3、绘制方法 4、元件布置注意事项,例：CW6132型车床电气设备安装布置图,图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图,四、安装接线图,图2-4

4、 CW6132型车床电气互连图,1、作用 2、内容 3、绘制原则,7/31/2020,五、电气图纸规范,图幅尺寸 图框线 图幅分区 标题栏 图线 字体 尺寸标注及比例 注释、详图及技术数据表示,7/31/2020,五、电气图纸规范,图 幅 尺 寸 (mm),图幅尺寸选择：电气图的规模与复杂程度；能够清晰地反映电气图的细节； 整套图纸的幅面尽量保持一致；便于装订和管理； CAD 绘制时，输出设备（打印机、绘图仪等）对于输出幅面的限制。,图框线：根据图纸是否需要装订以及图纸幅面的大小确定。,需要装订的图纸的图框线 A0、A1、A2：a25mm，c10mm 其它： a25mm，c5mm,不需要装订的

5、图纸的图框线 A0、A1：e20mm 其它： e15mm,图幅分区：对各种幅面的图纸进行分区表示电气图中各个组成部分在图上的位置，便于直观反映绘图的范围及确定相互之间的关系。,分区数一般为偶数，每一分区的长度为2575mm，分区在水平和垂直两个方向的长度可以不同； 分区的编号，水平方向用阿拉伯数字，垂直方向用大写英文字母。编号从图纸的左上角开始，分区代号用行与列两个编号组合而成。,标题栏：画在图框的右下角，绘制方向应该与看图方向一致。,标准A3图纸，标题栏可以绘制成通长的格式。 内容：设计单位名称、用户单位名称、专业名、设计阶段、比例尺、设计人、审核人、图纸名称、图纸编号、日期、页次等。,标题

6、栏格式式样,图线：,线型：粗实线、细实线、虚线、点划线、双点划线、加粗实线、较细实线、波浪线、双折线等。 线宽：0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.4mm。 常用图线上加限定符号或文字符号可表示用途，形成新的图线符号。 同一套图纸绘制时，应事先确定23种线宽及平行线距，平行线距不小于粗线宽的两倍，且不小于0.7mm。,字体：汉字、字母及数字，书写端正、清楚，排列整齐，间距均匀。,汉字推荐用长仿宋简化汉字字体、斜体（右倾与水平线成75角）等。 字母、数字用直体。 字体大小视幅面大小而定。 字高：20mm、14mm、10mm、7mm、5mm、3.5mm、2.5mm等

7、。 字宽为字高的2/3。 汉字字粗为字高的1/5，数字及字母的字粗为字高的1/10。,尺寸标记：设备制造加工和工程施工的重要依据，包括尺寸线、尺寸界限、尺寸起止点（实心箭头或45斜短划线构成）及尺寸数字。,比例：所绘图形与实物大小的比值。,设备布置图、平面图、结构详图按比例绘制。 电气图多不按比例画出。 比例号：前面的数字通常为1，后面的数字为实物尺寸与图形尺寸的比例倍数。 平面图常用比例：1:10、1:20、1:50、1:100、1:200、1:500等,注释：图示不够清楚时的补充解释。,两种方式： 直接放在说明对象附近； 加标记，注释放在图面的适当位置。,详图：表示装置中的部分结构、做法、

8、安装措施的单独局部放大图，被放大部分加以索引标志，置于被放大部分的原图上。,技术数据：元器件、设备等的技术参数。,三种形式： 标注在图形侧； 标注在图形内； 加序号以表格的形式列出。,第二节 电器控制基本方法（规律）,由继电器接触器等所组成的电气控制电路，基本控制规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。,一、自锁与互锁的控制,自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电气控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。,三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路,图2-5 三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路,转换开关控制电动机正反转电路,图2-6

9、转换开关控制电动机正反转电路,三相异步电动机正反转控制电路,图2-7 三相异步电动机正反转控制电路 a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路,二、点动与连续运转的控制,图2-8 电动机点动与连续运转控制电路 a) 基本点动控制电路 b) 开关选择运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路 d)中间继电器控制电路,三、多地控制电路,图2-9 多地控制电路图,四、顺序控制,图2-10 两台电动机顺序控制电路图 a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路,按顺序起动与停止的控制电路,时间继电器控制的顺序起动电路,图2-11 时间继电器控制的顺序起动电路,五、自动往复循环控制,图

10、2-12 自动往复循环控制 a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路,第二节 三相异步电动机的起动控制,一、星形三角形减压起动控制,图2-13 QX4系列自动星形三角形起动器电路,表2-1 QX4系列自动星形三角形起动器技术数据,二、自耦变压器减压起动控制,图2-14 XJ01系列自耦减压起动电路图,表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据,三、软启动器减压起动控制,电动机的软起动器,运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转

11、速也逐渐增加。,主回路示意图,三相斩波原理图,控制导通角的大小，可以控制输出功率的大小，实现无冲击启动。,与传统起动方式的不同之处,（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。 （2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。 （3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。,适用场合,原则上，笼型异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可适用。目前的应用范围是交流380V（也可660V），电机功率从几千瓦到800kW。 软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需

12、要软起动与软停车的场合。 同样适用于变负载工况、电动机长期处于轻载运行。,保护功能,（1）过载保护功能 （2）缺相保护功能 （3）过热保护功能 （4）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。,旁路接触器,大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是： （1）控制柜具有了两种起动方式（直接起动、软起动）。 （2）软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗。,停机制动类型：,第三节 三相异步电动机电气制动控制,常用的电气制动：,反接制动,能耗制动,电磁机

13、械制动-电磁铁操纵机械进 行制动,电气制动-电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动,制动电阻的接线方法:,一、反接制动控制,原理：,要求：,对称接法,不对称接法,改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的 旋转磁场，形成制动转矩。,10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电 阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防 止反向再起动。,1.单向反接制动的控制,一、反接制动控制,电气原理图：,速度继电器,关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。,一、反接制动控制,1.单向反接制动的控制,工作原理：,电动机正常运转时，KM1通电吸合，KS的常开触点闭合，为反接

14、制动作准备。 按下停止按钮SB1，KM1断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KS常开触点仍保持闭合，将SB1按到底，使SB1常开触点闭合，KM2通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min时，KS常开触点复位，KM2断电，电动机断电，反接制动结束。,2.可逆运行的反接制动控制,一、反接制动控制,特点（与反接制动相比）： 消耗的能量小，其制动电流要小得多； 适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频 繁的场合； 能耗制动需要直流电源整流装置。,二、能耗制动控制,原理：电动机脱离三相交流电源后，在定

15、子绕组加 直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁 场，达到制动的目的。,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,按时间原则控制,单向运行接触器,能耗制动接触器,整流变压器,桥式整流电路,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,按速度原则控制,2.电动机可逆运行能耗制动控制,二、能耗制动控制,正转接触器,反转接触器,3.单管能耗制动控制,二、能耗制动控制,单管半波整流,第四节 感应式异步电动机变速控制,转速表达式：,调速方法： 改变电源频率f 改变转差率s 改变磁极对数p,1. -YY连接,变极式电动机的接线方式,低速接法（4极）,高速YY接法（2极）,悬空不接,Y点,电源相序反接,一、三相笼型

16、电动机变极调速控制,2. Y-YY连接,变极式电动机的接线方式,低速Y接法（4极）,高速YY接法（2极）,悬空不接,Y点,电源相序反接,感应式双速异步电动机按钮控制调速,电气原理图：,SB1、KM1：控制电动机低速,SB2、KM2、KM3：控制电动机高速,感应式双速异步电动机按钮控制调速,工作原理：,按下SB1，KM1吸合并自锁，电动机连接低速运行，按下SB2，KM1断电，KM2、KM3得电吸合并自锁，电动机YY连接高速运行。,感应式双速异步电动机时间继电器控制调速,电气原理图：,KM2、KM3：控制电动机高速(YY）,KM1：控制电动机低速（Y）,二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制,图2

17、-23 凸轮控制器控制电动机调速电路,三、三相异步电动机的变频调速控制,（一）变频调速原理,由三相异步电动机转速公式：,只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可实现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频调速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种：,1额定频率以下的调速 2额定频率以上的调速,（二）三相异步电动机变频调速时的机械特性,1、U1/f1=常数时的变频调速机械特性,图2-24 三相异步电动机U1/f1=常数 变频调速机械特性,2、U1/f1N的变频调速机械特性,图2-25 U1=U1N 时三相异步电动机 变频调速机械特性,（三）变频器,1、变频器的分类,1）按变频的原理分

18、有：,交交变频器和交直交变频器。,图2-26 电压型变频器基本结构,第五节 电气控制系统常用的保护环节,一、短路保护,二、过电流保护,三、过载保护,四、失电压保护,八、其它保护,五、欠电压保护,六、过电压保护,七、直流电动机的弱磁保护,第二章习题与思考题,1. 低压断路器能够实现哪些保护功能？各自如何实现？ *2. 什么是自锁、互锁？试举例说明。,第二章习题与思考题,*3. 分析图2-50所示线路中，哪种线路能实现电动机正常连续运行和停止，哪种不能？为什么？,图2-50 习题3,返回,第二章习题与思考题,4. 试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续运行的混合控制电路。 5. 电器控制线路常用的保护环节有哪些？各采用什么电器元件？ 6. 在有自动控制的机床上，电动机由于过载而自动停车后，有人立即按启动按钮，但不能开车，试说明可能是什么原因？ *7. 试设计电器控制线路，要求：第一台电动机起动10s后，第二台电动机自动起动，运行5s后，