电气控制基本电路

2.2控制电路的基本逻辑概念2.2.1控制电路的基本组成2.2.2控制电器的状态和值2.2.3控制电路的逻辑表达式2.2.4基本逻辑电路的类型第2章电气控制基本电路2.3三相交流异步电动机基本控制电路2.3.1鼠笼型电动机直接起动控制电路2.3.2鼠笼型电动机降压起动控制电路2.3.3绕线型异步电动机起动控制电路2.3.4异步电动机的制动控制电路2.3.5异步电动机的调速控制电路2.1三相异步电动机的典型控制•点动控制•连续控制•点动、连续控制•正、反转控制•自动往返控制•顺序控制•多地控制2.1三相异步电动机的典型控制M3~ABCKMFUQSB'C'KMSB一、点动控制动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB）线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路二、电动机连续运行自保持KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起动按钮停车按钮KM注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。单向直接起动控制电路动画演示KMSB1KMSB2FRM3~ABCKMFUQSFR电流成回路，只要接两相就可以了。三、异步机的直接起动+过载保护发热元件热继电器触头电动机的过载保护——热继电器QSFRM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。四、点动+连续运行SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主电路控制电路SBKASB1KASB2FRKMKAM3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）。控制关系SB：点动SB2：连续运行FR动画演示•具有自锁接点的控制电路，称作连续动作控制，简称连动控制。•进行短时的操作调整控制，称为点动控制。KMKAKASB1SB2SB3FRKAKMKMSB1SB2SB3FRSAKMKMSB1SB2FR(a)(b)(c)图2-10点动控制接点竞争•在开关电路中，一个开关原变量由0变为1或由1变为0时，其反变量则由1变为0或由0变为1有一个过渡过程。过渡过程的快慢将对时序电路的影响称为接点竞争。图2-11按钮的动作过程对时序电路的影响可以点动控制不可以点动控制动画演示例如：甲、乙两地同时控制一台电机。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。五、多地点控制KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙乙地甲地多地点起动停止控制＃1电机M1控制要求：1.M1起动后，M2才能起动2.M2可单独停＃2电机M2六、顺序控制顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。FUKM2FR2ABCFUM3~ABCKM1FR1M3~主电路控制电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1两台电动机顺序起动控制电路动画演示顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动。FRSB2KM1KTKM2延时KM2M1起动KTM2起动主电路同前KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制电路KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT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。方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机正转电动机反转三相异步电动机的正、反转电源~UVWM3~UVW电源~M3~七、电机的正反转控制KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSFR该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！操作过程：SBF正转SBR反转停车SB1正转电机的正反转控制—加互锁互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3~ABCKMFFUQSFRKMRSBR互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机的正反转控制—双重互锁KMRM3~ABCKMFFUQSFR电气互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）正反转直接起动控制电路动画演示电机正反转实物接线图正反转直接起动控制电路图2-13正反转控制电路UVWML1L2L3KM1KM2QSFUFRKM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB3FRKM2KM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB3SB2SB3FRKM2KM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB3SB2SB3FRKM2KM1KM2KM1KM2KM1SB1FRKM2SA(b)停止-反转控制电路1(e)开关选择正反转控制电路(c)停止-反转控制电路2(d)直接反转控制电路(a)主电路互锁控制•常用的互锁有输入互锁和输出互锁。互锁主要用于控制电路中有二路或多路输出时保证只有其中一路输出。KM2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB1SB2KM2KM1(a)输入互锁(b)输出互锁(c)输入、输出互锁SB1SB2图2-12常用的互锁形式互锁接点的另外两种作用•一是减少或消除主触点在正反转互换时产生的电弧对触点的损坏。•二是可以防止主触点因电弧而熔焊在一起时再反向起动时正反转主触点同时闭合而造成短路。八、行程控制行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BAKMRM3~ABCKMFFUQSFR行程控制电路（1）正程限位开关SQASQB逆程至右极端位置撞开SQA动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2SQASB3SQBKMRKMRKMF限位开关行程控制(2)--自动往复运动正程逆程电机工作要求：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回电机SQaSQb自动往复运动控制电路限位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。关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSQaSQb工作台往复运动自动控制电路动画演示例一：运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。2.有过载和短路保护。3.小车可停在任意位置。正程逆程电机BA控制电路举例运料小车控制电路SQa、SQb为A、B两端的限位开关KTa、KTb为两个时间继电器M3~ABCKMFFUQSFRKMR主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSQbKTbKMRKMRKMFSQbKTaKTbSBR该电路的问题：小车在两极端位置时，不能停车。动作过程SBFKMF小车正向运行至A端撞STaKTa延时2分钟KMR小车反向运行至B端撞STbKTb延时2分钟KMF小车正向运行……如此往反运行。KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBRKMFKMFSBFKMRFRSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器（KA）实现任意位置停车的要求SBR例二：工作台位置控制起动后工作台控制要求：(1)运动部件A从1到2(2)运动部件B从3到4(3)运动部件A从2回到1(4)运动部件B从4回到3自动循环BM1AM2ST3ST4ST2ST11234正转反转工作台位置控制电路(1)根据动作顺序设计控制电路。(2)检查有无互锁。(3)检查能否正确启动、停车。设计步骤：A正转12B反转34A反转21B正转43KMAFFRST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST3工作台位置控制电路ST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1FRKMAFSB2KMARST2ST3该电路有何问题？小车若在1、2、3、4规定的位置时，不能正常停车。电路的改进方法同前：加中间继电器（KA）KAFRST4KMBRST2KMBFKMBRKMARST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB32.2控制电路的基本逻辑概念•电气控制电路根据逻辑关系可以分成三个组成部分：•输入元件是控制电路的输入逻辑变量，用于对电路的控制，可分为主令元件和检测元件。•主令元件是人向控制电路发布控制指令的元件、如按钮、开关等。•检测元件是电路和电气控制设备本身向控制电路发布控制指令的元件，用于对电路和电气控制设备的某些物理量(如行程距离、温度、转速、压力、电流等)的检测。常用的检测元件有行程开关、接近开关、热继电器、电流继电器、速度继电器等。•中间逻辑元件是控制电路的中间逻辑变量,用于对电路中变量的逻辑变换和记忆等作用，常用的中间逻辑元件有中间继电器、通用继电器、时间继电器及计数器等。•输出执行元件用于对电路控制结果的执行。是控制电路的输出逻辑变量。可分为有记忆功能和无记忆功能两种，有记忆功能的输出执行元件常用的有接触器、继电器等。无记忆功能的输出执行元件常用的有信号灯、报警器、电磁铁、电磁阀、电动机等。•2.2.1控制电路的基本组成2.2.2控制电器的状态和值•对于输入元件，我们规定：•开关电器未受外力的原始状态为0状态，•开关电器受外力而动作的状态为1状态，•开关、接点在断开时的值为0，闭合时的值为1。•在未受外力的原始状态下处于断开状态时的开关(接点)，称为常开开关(接点)，处于接通状态时的开关(接点)，称为常闭开关(接点)。•常开开关(接点)在原始状态下时的值为0。•常闭开关(接点)在原始状态下时的值为1。•对于中间逻辑元件和输出执行元件也有两种状态，一种是失电状态，一种是得电动作状态。我们规定：•元件在失电状态下的值为0，对于有记忆元件常开接点的值为0，常闭接点的值为1。•元件在得电状态下的值为1，对于有记忆元件常开接点的值为1，常闭接点的值为0。元件的状态和值原始状态动作状态常开开关、接点常闭开关、接点原始状态的值动作状态的值原始状态的值动作状态的值输入元件010110记忆元件010110无记忆元件01(无开关、接点)常开开关、接点的值和元件本身的状态一致、称为原变量。常闭开关、接点的值和元件本身的状态相反、称为反变量。2.2.3控制电路的逻辑表达式•逻辑控制电路的逻辑表达式：•HL1＝SB1×SB2,•HL2＝SB3＋SB4,•HL3＝(S1＋S2)×S3。SB1SB2SB3SB4HL1HL2HL3S1S2S3（a）（b）（c）图2-1简单的逻辑控制电路2.2.4基本逻辑电路的类型•逻辑电路根据控制逻辑的特点可分为组合电路和时序电路。•1、组合电路•组合电路的控制结果只和输入变量的状态有关。•可以用布尔代数(也称开关代数或逻辑代数)通过计算而得出。•在组合电路中，也是由输入变量、中间逻辑变量和输出逻辑变量三者构成的，但不含有记忆元件。•中间逻辑变量也可以根椐逻辑关系将其消除。•C=A×B•H=C×D•H=A×B×D=(A＋B)×DHDBBCCAHDA→图2-2中间逻辑变量的消除SB4SB3HL2000110110111SB1SB2SB3SB4HL1HL2HL3S1S2S3（a）（b）（c）SB1SB2HL1000110110001表2-2串联电路真值表表2-3并联电路真值表逻辑与运算0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1。逻辑或运算0＋0=0；0＋1=1；1＋0=1；1＋1=1。例2-1•在楼梯走廊里，在楼上楼下各安装一个开关来控制一盏灯，试画出控制电路。S2S1E000110110110S2S1ES2S1S2S1E控制电路(画法1)控制电路(画法2)图2-3两个开关控制一盏灯电路由真值表写出逻辑表达式:ES2S1S2S1