第2章电气控制线路的基本环节

第二章电气控制线路的基本环节? 2.1 电气控制系统图? 2.2 三相异步电动机的直接启动控制电路? 2.3 三相异步电动机降压启动控制电路? 2.4 三相异步电动机制动控制线路? 2.5 三相异步电动机转速控制 2.1 电气控制系统图? 本章概述? 在各种生产机械设备控制系统中，它们大都以电动机作为动力源来进行拖动。电动机是通过某种自动控制方式来进行控制的，最常见的是继电接触器控制方式，又称电气控制。电气控制线路是把各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路。它的作用是实现对电力拖动系统的启动、调速、反转和制动等运行?#38405;?#30340;控制，实现对拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产过程自动化。下一页返回 2.1 电气控制系统图? 由于生产设备多种多样，控制线路千差万别，但是，无论哪一种控制线路，都是由一些比较简单的基本控制环节组合而成的。因此，只要对控制线路的基本环节以及对典型线路进行剖析，由浅入深、由易到?#35757;?#21152;以认识，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握电气控制线路的分析阅读方法和设计方法。? 本章主要介绍三相异步电动机的启动、调速、制动的基本控制线路和一些典型控制线路。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? 教学目标? 1. 熟悉电气控制系统图。? 2.掌握三相异步电动机的直接启动控制电路。? 3.掌握三相异步电动机降压启动控制电路。? 4.熟悉三相异步电动机制动控制线路。? 5.了解三相异步电动机转速控制。? 电气控制线路的表示方法有电气原理图、电器布置图和电气设备安装接线图等。电气控制系统图是电气技术人员统一使用的工程语言。电气制图应根据国家标?#36857;?#29992;规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? 一、电气控制图中的图形符号和文字符号? 电气控制系统图中，电器元件的图形符号和文字符号必须有统一的标准。国家标准局?#25569;?#22269;际电工委员会(IEC)颁布的标准，制定?#23435;?#22269;电气设备国家标准:GB/T 4728-2000《电气图用图形符号》及GB 6988-1997《电气制图》和GB 7159-1987《电气技术中的文字符号制定通则》。规定从 2001年1月1日起，电气控制系统图中的文字符号和图形符号必须符?#29486;?#26032;的国家标准。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? 二、电气原理图? 电气原理?#24613;?#31034;电气控制线路的工作原理以及各电器元件的作用和相互关系。绘制电气原理图的目的是便于阅读和分析控制线路。电气原理图应依据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并?#35805;?#29031;电器元件的?#23548;?#24067;置位置来绘制，也?#29615;从?#30005;器元件的?#23548;?#22823;小。? 下面以图2 -1所示的某机床的电气原理图为例，来?#24471;?#30005;气原理图的规定画法和应注意的事项。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? 1.绘制电气原理图时应遵循的原则? (1)电气控制线路分为主电路和控制电路主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电动机之间相连的电器元件，?#35805;?#30001;组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小，辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器?#22270;?#30005;器的线圈?#26696;?#21161;触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。主电路用粗线画出，控制电路用细线画出。?#35805;?#20027;电路画在左侧，控制电路画在?#20063;唷?上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? (2)电气控制线路中，同一电器的各导电部件(如线圈和触点) 常常不画在一起，但要用同一文?#30452;?#31034;为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数?#20013;?#21495;来区别。如两个接触器，可用KM1、KM2文字符号区别。? (3)电气控制线路中的全部触点都按“常态”绘出“常态” 是指接触器、继电器等线圈未通电时的触点状态;按钮、行程开关没有受到外力时的触点状态;多位置主令电器的?#30452;?#32622;于 “零位”时的各触点状态。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? (4)电气原理图中，应尽?#32771;?#23569;线条和避免线条交叉各导线之间有电联系?#20445;?#22312;导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，?#35805;?#36870;时针方向旋转90° ，但文字符号不可倒置。? 2.图面区域的划分? 图纸上方的1, 2, 3,…数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析，从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的?#36335;健? 图区编号上方的文?#30452;?#26126;它对应的?#36335;?#20803;件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能,以利于理解全部电路的工作原理。图区编号在简单电路中也可省略。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? 三、电器元件布置图? 电器元件布置图中绘出机械设备上所有电气设备和电器元件的?#23548;?#20301;置，为机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。电器元件布置图根据设备的复杂程度可集中绘制在一张图上，或将控制柜、操作台的电器元件布置图?#30452;?绘出。绘制布置图时机械设备轮廓用双点画线画出，所有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用?#36136;?#32447;绘出其简单的外形轮廓。上一页下一页返回 2.1 电气控制系统图? 四、电器安装接线图? 接线图主要用于安装接线、线路检查、线路维护和故障处理，它表示在设备电控系统各单元和各元器件之间的接线关系，并标注出所需数据，如接线端子号、连接导线参数等。实际应用中通常与电路图和位置图一起使用。图2-2是根据图2 -1机床电路图绘制的接线图。? 图2-2中标明了该机床电气控制系统的电源进线、用电设备和各电器元件之间的接线关系，并用虚线?#30452;?#26530;出电气柜、操作台等接线板上的电器元件，画出虚线枢之间的连接关系，同时还标出了连接导线的根数、截面积和颜色，以及导线保护外管的?#26412;逗统?#24230;。上一页返回 2.2 三相异步电动机的直接启动控制电路? 电动机接通电源后由静止状态逐渐加速到稳定状态的过程称为电动机的启动。直接启动又叫全压启动，它是通过开关或接触器将额定电压直接加在电动机的定子绕组上，使电动机运转。这种方法的优点是所需电气设备少，电路简单;缺点是启动电流大。? ?#35805;?#35268;定，三相异步电动机的功?#23454;?#20110;10 kw可以直接启动; 如功率大于10 kw，应采用降压启动。下一页返回 2.2 三相异步电动机的直接启动控制电路? 一、电动机单向运转控制电路? 1.点动控制? 所?#38477;?#21160;控制，是指按下按钮，电动机就得电运行;松开按钮，电动机就失电停转。这种控制方法常用于电动葫芦的起重电动机控制?#32479;?#24202;的快速移动电动机控制。? 由图2-3(a)可看出，点动控制线路是由三相刀开关Q、熔断器FU、启动按钮SB、接触器KM,电动机M组成。其中，三相刀开关Q是电源开关，熔断器FU作短路保护用，按钮SB 控制接触器KM的线圈得电、失电，接触器KM的主触点控制电动机M的启动与停止。线路的工作原理如下。上一页下一页返回 2.2 三相异步电动机的直接启动控制电路? 合上电源开关Q，按下按钮SB，使接触器线圈KM得电，接触器KM的三对动合触点闭合，电动机M通电启动运转。松开按钮SB，接触器KM线圈失电，接触器的主触点断开，电动机M断电停转。图2-3 (a)点动接线示意图是用近似实物接线图的画法表示的，看起来比较直观，初学者易学易懂，但画起来却很麻?#24120;?#29305;别是对一些比较复杂的控制线路，由于所用电器较多，画成接线示意图的形式反而使人难懂，很不实用。因此，通常都画成图2-3(b)所示的电气原理图。原理图在设计部门和生产现场得到广泛应用。上一页下一页返回 2.2 三相异步电动机的直接启动控制电路? 2. 连续控制? 如果要使上述点动控制线路中的电动机连续运行，启动按钮 SB必须始终用?#32844;?#20303;，这显然是很?#29615;?#20415;的。为了实现电动机的连续运行，需要用接触器的一个动合辅助触点并联在启动按钮的两端;为了可以使电动机停止转动，在控制电路中需串联一个停止按钮，连续控制线路如图2-4所示。? 连续控制线路的原理如下。? 合上电源开关Q。? 按下启动按钮SB2→KM因线圈通电而吸合→KM动合辅助触点闭合(自锁)，KM主触点闭合→电动机M运转。上一页下一页返回 2.2 三相异步电动机的直接启动控制电路? 这时即使松开SB2，接触器KM线圈?#38405;?#36890;过与SB2并联的触点(已处于闭?#29486;?#24577;)得电，让电动机M保持工作状态。? 当启动按钮松开后，控制电路?#38405;?#20445;持接通的线路，叫做具有自锁的控制线路。与启动按钮SB2并联的KM动合辅助触点叫做自锁触点。? 按下停止按钮SB1→KM线圈断电→KM动合辅助触点断开， KM主触点断开→电动机M停转。上一页下一页返回 2.2 三相异步电动机的直接启动控