第02章_电气控制线路基础

第2章电气控制线路基础2.1电气控制系统图的分类及有关标准2.1.1电气控制系统图的分类电气原理图电器元件布置图电气安装接线图2.1.2电气原理图的绘制原则（1）主电路和辅助电路要分开画（2）各电器元件采用统一标准的图形和文字符号表示（3）电器上的所有触点均按常态画（4）画控制电路图的顺序（5）交叉线看有没有接线关系图形符号与文字符号对于启动频繁，允许直接启动电动机容量不大于变压器容量的20%。对于不经常启动者，直接启动电动机容量不大于变压器容量的30%。2.2三相笼型异步电动机的基本控制2.2.1全压启动控制线路全压启动:额定电压直接加到电动机的定子绕组。优点：电路简单缺点：启动电流大通常对容量小于10kW的笼型异步电动机采用直接启动方法。SB1SB2KMKMKMQFUM3~FRFR1控制原理全压直接启动控制电路2保护措施（1）短路保护熔断器起短路保护作用。一旦发生短路，其熔体立即熔断，可以避免电源中通过短路电流。同时切断主电路，电动机立即停转。（2）过载保护热继电器起过载保护作用。（3）失压保护交流接触器在此起失压保护作用。2.2.2正反转控制电路应用：正、反转的实现：生产上往往要求运动部件能够向正反两个方向运动，如：机床工作台的前进、后退；主轴的正转和反转；起重机的提升、下降等。把接入电源的任意两根联线对调。用两个交流接触器实现两根电源线的调换。KMR正转接触器KMF通电，电动机正转；决不允许KMF和KMR同时通电，否则，会造成电源短路！主电路ABCKMFFUQFRM3~反转接触器KMR通电，电动机反转；注意！KMRKMRSBRKMFKMFSB1SBFFR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！控制电路（1）M3~ABCKMFFUQFRKMR控制过程：按下SBF电机正转按下SBR电机反转按下SB1电机停车KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBR控制电路(2)--加互锁KMRKMFM3~ABCKMFFUQFRKMRKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF控制过程：电机正转：按下SBFKMF线圈通电KMF主触点闭合KMF常开触点闭合，并自锁KMF常闭触点断开电机正转反转接触器不能接通。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF电机反转：按下SBRKMR线圈通电KMR主触点闭合KMR常开触点闭合，并自锁KMR常闭触点断开电机反转正转接触器不能接通。联锁（互锁）控制：KMF的常闭触点串联在KMR线圈电路中;KMR的常闭触点串联在KMF线圈电路中:即：正转接触器接通时，反转接触器不能接通；反转接触器接通时，正转接触器不能接通。这两个常闭触点称为互锁触点或联锁触点。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRSBRKMRKMF控制电路(3)--双重互锁电器互锁机械互锁M3~ABCKMFFUQFRKMRKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR双重互锁机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触点）KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机正转：按下SBFKMF线圈通电KMF主触点闭合KMF常开触点闭合，并自锁KMF常闭触点断开电机正转反转接触器不能接通。控制过程：常闭触点先断开常开触点后闭合KMR线圈断电电机反转：按下SBRKMR线圈通电KMR主触点闭合KMR常开触点闭合，并自锁KMR常闭触点断开电机反转正转接触器不能接通。常闭触点先断开常开触点后闭合KMF线圈断电KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR电机停车：按下SB1KMR线圈断电KMF线圈断电电机停车KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR按下启动按钮，电动机运转；松开按钮时，电动机停转。动作过程触头（KM）闭合按下按钮（SB）线圈（KM）通电电机转动；ABKMQFRM3~KMSBFRCFU触头（KM）打开按钮（SB）松开线圈（KM）断电电机停转。2.2.3点动控制电路用复合按钮SB3：点动按钮SB2：长动按钮SB3KMKMSB1SB2FR既能点动又能连续运转的控制电路断开闭合带电松开SB3先断开后闭合按下SB3闭合电机运转断开电机停转点动时：失电SB3KMKMSB1SB2FR常闭先断开常开后闭合常开先断开常闭后闭合自锁触点不起作用实现点动连续运转时：按SB2闭合带电SB3KMKMSB1SB2FR连续运行在多处位置设置控制按钮，均能对同一电机实行控制。KMSB1甲SB2甲KMSB1乙SB2乙2.2.2多点控制电路乙地甲地SB1甲、SB2甲实现就地控制；SB1乙、SB2乙实现远方控制。＃1电机M1＃2电机M21.M1启动后，M2才能启动2.M2可单独停车2.2.5顺序控制电路思路：M1、M2分别由不同的交流接触器控制；控制交流接触器线圈通电的顺序达到顺序控制电动机的目的；电机的启动和停止是有一定顺序的。例控制要求：主电路KM1通电，M1转动，KM2通电，M2转动FUKM2FR2ABCFUABCKM1FR1QQM13~M23~FUKM2FR2FUABCKM1FR1QM13~M23~控制电路KM1SB1SB2KM1KM1通电后KM2才可能通电KM2SB3SB4KM2FR1FR2工作过程按下SB2KM1线圈通电并自锁M1启动按下SB4KM2线圈通电并自锁M2启动启动时：按下SB3KM2线圈断电M2单独停车按下SB1KM1、KM2线圈断电M1、M2停车停机时：串联KM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM2或工作过程按下SB2KM1线圈通电并自锁M1启动按下SB4KM2线圈通电并自锁M2启动启动时：按下SB3KM2线圈断电M2单独停车按下SB1KM1、KM2线圈断电全部停车停机时：（1）若启动时，M1先启动，M2才能启动。停车时，M2停车后，M1才能停车。应如何实现控制？（2）若启动时，M1启动后，M2才能启动，M2启动后，M3才能启动。应如何实现控制？（1）若启动时，M1先启动，M2才能启动。停车时，M2停车后，M1才能停车。应如何实现控制？KM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM2KM2（2）若启动时，M1启动后，M2才能启动，M2启动后，M3才能启动。应如何实现控制？KM3SB5SB6KM3FR1FR2FR3KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KM1两电机最好各有独立的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。主电路这样实现顺序控制可不可以?KM2FRM3~FRKM1M3~不可以!应该通过控制电路实现控制功能。2.2.6自动循环控制线路按生产机械所处的位置对电动机实施控制。正程：电动机正转；逆程：电动机反转。控制要求：前进后退原位终点A1、A在原位时，启动电机只能正转；2、A前进至终点自动停车；3、A在终点时，启动电机只能反转；4、A后退至原位自动停车；5、A在前进或后退途中均可停车，再启动后既可进也可退。实现方法：在生产机械行程的终点和原位安装行程开关。控制电路STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF行程开关至终点位置撞开STb运动过程按下SB2A正向运行电机停车（反向运行同样分析）原位终点前进后退ASTaSTbSTbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF控制过程按下SB2KMF线圈通电压下STa，KMR线圈不通电，电机不能反转，A只前进。A在原位时：(电机正转）带动A前进A前进到终点压下STbSTb常闭触点断开KMF线圈断电(电机停转）A停在终点。STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF按下SB3KMR线圈通电压下STb，KMF线圈不通电，电机不能正转，A只后退。A在终点时：(电机反转）带动A后退A后退到原位压下STaSTa常闭触点断开KMR线圈断电(电机停转）A停在原位。STbSTaKMFFRSB1KMFSB2KMRKMRSB3KMRKMF按下SB1KMR线圈断电A在途中时：(电机停转）A停止KMF线圈断电此时：按下SB2A前进按下SB3A后退原位终点前进后退ASTaSTbKMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb例：主电路为电机的正反转电路，分析此电路实现的功能。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb（1）A在原位时：A在原位，压下STaKMR线圈断电电机不能反转按下SBFKMF线圈通电，并自锁电机正转带动A前进启动后只能前进，不能后退。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb（2）A前进到终点时：立即后退，退回到原位自动停。A到达终点，压下STb常闭触点断开KMF线圈断电电机反转带动A后退常开触点闭合KMR线圈通电A后退到原位压下STaKMR线圈断电电机停转A停在原位（3）A在途中时：可停车；再启动时，既可前进也可后退。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTbA在途中，按下SB1线圈都断电电机停车A停在途中。再启动时，因A在途中：STa和STb均不受压；按下SBFA前进按下SBRA后退（4）A在途中时，若暂时停电，复电时，A不会自行运动。A在运行途中，如果停电线圈要断电各触点恢复常态再通电时，A不会自行运动。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb（5）A在途中若受阻，在一定时间内电机应自行断电而停车。A在运行途中若受阻，电机出现过载或堵转现象，其电流很大，会使主电路中的热元件FR发热，控制电路中的常闭辅助触点FR断开，使接触器线圈断电，电机停车。KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTb过载保护上述自动往返运动，运动部件每经过一个循环，电动机要进行两次制动过程，会出现较大的制动电流和机械冲击。因此，这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外，在选择接触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。2.3三相笼式异步电动机的降压启动控制较大容量的笼型异步电动机（大于10kW）因启动电流较大，不允许采用全压直接启动的方式，而应采用降压启动控制。有时为了减小电动机启动时对机械设备的冲击，即便是允许采用直接启动的电动机，也往往采用降压启动方式。降压启动时，先降低加在电动机定子绕组上的电压，待启动后再将电压升高到额定值，使之在正常电压下运行。由于电枢电流和电压成正比，所以降低电压可以减小启动电流，这样不致在电路中产生过大的电压降，减少对线路电压的影响。三相笼型异步电动机常用的降压启动方法有：定子串电阻（或电抗器）降压启动、星-三角（Y-D）降压启动、自耦变压器降压启动及延边三角形降压启动。三相笼型异步电动机定子绕阻串接启动电阻时，由于启动电阻的分压，使定子绕组启动电压降低，启动结束后再将电阻短接，使电动机在额定电压下正常运行，可以减小启动电流。这种启动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单、经济，在中小型生产机械中应用较广。2.3.1定子串电阻降压启动控制a）自动切换的降压启动电路合上电源开关QS，接入三相电源，按下SB2，KM1、KT线圈得电吸合并自锁，电动机串电阻R降压启动。当电动机转速接近额定值时，时间继电器KT动作，其延时闭合的常开触点闭合，KM2线圈得电并自锁。KM2主触点短接电阻R，KM2的常闭触点断开，使KM1、KT线圈断电释放，电动机经KM2主触点在全压下进入稳定正常运转。SA为自动/手动选择开关，当SA置于自动时，电路与图a）相同。b）自动/手动短接电阻降压启动电路若SA置于手动时，KT被切除，此时按下启动按钮SB2后，电动机串电阻R降压启动。再按下加速按钮SB3，电阻R被短接，电动机全压运行。正常运行时，定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机，可采用星-三角降压启动。启动时，每相绕阻的电压下降到正常工作电压的，故启动电流下降到全压启动时的1/3，电动机启动旋转，当转速接近额定转速时，将电动机定子绕组