1、现代电器与现代电器与PLCPLC技术技术 第第2 2章章 第一讲第一讲 讲解内容讲解内容：第第2章章 电气控制线路基础电气控制线路基础 2.1电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则 2.2三相笼型异步电动机的基本电气控制线路三相笼型异步电动机的基本电气控制线路学习说明：学习说明：本讲是学习电气控制设计基础。重点掌握：本讲是学习电气控制设计基础。重点掌握：1.电气控制线路的电气控制线路的设计设计、绘制绘制及及分析分析；2.电气控制线路基本环节：电气控制线路基本环节：1PPT课件2.1 2.1 电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则电气控制线路图的图形、
2、文字符号及绘制原则2.1.1概述概述 电气控制线路：电气控制线路：是用导线将电动机、电器、仪表等元是用导线将电动机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。求的电路。电气控制系统图：电气控制系统图：为了表达生产机械电气控制系统的为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统各电器元件及其连接线使用和维修，将电气控制系统各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来。这就是电气控制系统图。路用一定的图形表达出来。这就是电
3、气控制系统图。电气控制系统图包括：电气控制系统图包括：电气原理图电气原理图 电器元件布置图电器元件布置图 电气安装接线图电气安装接线图 2PPT课件电器元件布置图：电器元件布置图：用用来表明电气设备或系来表明电气设备或系统中所有电气元器件统中所有电气元器件的实际位置。是设备的实际位置。是设备制造、安装、维护的制造、安装、维护的必要资料。必要资料。FU1FU2KMFRTCFU3FU4线槽50505050320360电器元件布置图电器元件布置图2.1.2 2.1.2 电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则3PPT课件电器元件布置图的绘制原则：电器元件布置图的绘制原则：必须遵循相关国家标准
4、设计和绘制电器元件布置图必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图相同类型的电器元件布置时，应将体积较大和较重的安装在控制相同类型的电器元件布置时，应将体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方。柜或面板的下方。发热的元器件应该安装在控制柜或面板发热的元器件应该安装在控制柜或面板 的上方或后方，当热继的上方或后方，当热继电器一般安装在接触器的下方，以方便与电动机的接触器的连接。电器一般安装在接触器的下方，以方便与电动机的接触器的连接。需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作。表，其
5、安装位置应高低适宜，以便工作人员操作。强电、弱电应分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入。强电、弱电应分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入。电器元件的布置应考虑安装间隙，并尽可能作到整齐美观电器元件的布置应考虑安装间隙，并尽可能作到整齐美观。2.1.2 2.1.2 电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则(续续)4PPT课件电气安装接线图：电气安装接线图：按电器元按电器元件的布置位置和实际接线，件的布置位置和实际接线，用规定的图形符号绘制的图用规定的图形符号绘制的图形称为电气安装接线图。形称为电气安装接线图。（是电气装备和电器元件安是电气装备和电器元件安装、配线、维护和检修电
6、器装、配线、维护和检修电器故障的依据）故障的依据）绘制原则：绘制原则：必须遵循相关国家标准。必须遵循相关国家标准。各电器元件的位置、文字各电器元件的位置、文字符号必须和电气原理图中标符号必须和电气原理图中标注的一致，同一电器元件的注的一致，同一电器元件的各部件必须画在一起，各电各部件必须画在一起，各电器元件的位置必须与实际安器元件的位置必须与实际安装位置一致。装位置一致。QSMM8078ELSB305121U12SB2SB1HLPEXT30.75mm2 50.75mm2 31mm2 Q132.5mm2 32.5mm2 电气安装接线图电气安装接线图 不在同一安装板或控制柜中的电器元件或信号的电气
7、连接一般应通过不在同一安装板或控制柜中的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接。端子排连接。走向相同、功能相同的多根导线可以用单线或线束表示。画连接线时，走向相同、功能相同的多根导线可以用单线或线束表示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。2.1.2 2.1.2 电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则(续续)5PPT课件是根据电路的工作原理用规定的图形是根据电路的工作原理用规定的图形符号符号,采用简明、清晰、易懂的原则并采用电器元采用简明、清晰、易懂的原则并采用电器元件展开形式绘制的图形称为电气原理图。
8、件展开形式绘制的图形称为电气原理图。l 特点：具有特点：具有、和和的工作原理等。的工作原理等。l 电气控制线路常用的图形、文字符号电气控制线路常用的图形、文字符号。2.1.2 2.1.2 电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则(续续)6PPT课件 根据电路通过的电流大小可分为根据电路通过的电流大小可分为是电气控制线路中大电流通过的部分，是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电包括从电源到电动机之间相连的电器元件源到电动机之间相连的电器元件（如：刀开关、热继电器、（如：刀开关、热继电器、自动空气开关、接触器主触点等）所组成的线路。自动空气开关、接触器主触点等）所组成的线路。控制电路、
9、照明电控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。路、信号电路和保护电路。左右排列：左右排列：主电路用主电路用画画 控制电路用控制电路用画画2.1.2 2.1.2 电气控制原理图的绘制原则电气控制原理图的绘制原则(续续)7PPT课件电气原理图的绘制原则：电气原理图的绘制原则：1、电气原理图一般分主电路和辅助电路。、电气原理图一般分主电路和辅助电路。2、电气原理图中所有的电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形、电气原理图中所有的电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。符号和文字符号表示。3、电气原理图中的电器元件的布局，应根据便于阅读的原则安排。、电气原理图中的电器元件的布局，
10、应根据便于阅读的原则安排。4、在电气原理图中，当电器元件的不同部件（如接触器的线圈和触点、在电气原理图中，当电器元件的不同部件（如接触器的线圈和触点）分散在不同的位置时，为了表明是同一电器元件，要在电器元件的不）分散在不同的位置时，为了表明是同一电器元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类电器元件，要在其文字符号后同部件处标注统一的文字符号。对于同类电器元件，要在其文字符号后面加数字序号来区别。面加数字序号来区别。5、电气原理图中所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时、电气原理图中所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。对于接触器、继电器的触点，按其
11、线圈不通电的状态画出的状态画出。对于接触器、继电器的触点，按其线圈不通电的状态画出；控制器手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点，按；控制器手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点，按未受外力作用时的状态画出。未受外力作用时的状态画出。6、电器原理图中尽量减少线条和避免交叉，各个导线之间有电的联系电器原理图中尽量减少线条和避免交叉，各个导线之间有电的联系时，对时，对“T”形连接的接点，在导线交叉处可以画实心圆点，也可以不画；形连接的接点，在导线交叉处可以画实心圆点，也可以不画；“+”字交叉，必须画实点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘字交叉，必须画实点。根据图面布置
12、需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针旋转制，一般逆时针旋转900，但文字符号不可以倒置。，但文字符号不可以倒置。2.1.2 2.1.2 电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则(续续)8PPT课件图面区域的划分、图面区域的划分、符号位置索引：符号位置索引：2.1.2 2.1.2 电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则(续续)9PPT课件符号位置索引：指出继电器或接触器的线圈位置和触点的位置。符号位置索引：指出继电器或接触器的线圈位置和触点的位置。图号页次图区号2.1.2 2.1.2 电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则(续续)图号：某台设备的电器原理图不一定是图号：某台设备的电器原理
13、图不一定是 一本，按照功能不同可能分为几一本，按照功能不同可能分为几 本。每本的标号，就是图号，一本。每本的标号，就是图号，一 般用数字表示。般用数字表示。页次：说明电器符号在这本图号中的第页次：说明电器符号在这本图号中的第 几页。几页。图区号：指前面页次中的图区号。图区号：指前面页次中的图区号。索引代号所标位置：索引代号所标位置：接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，指出它所对应的线圈的位置。指出它所对应的线圈的位置。继电器或接触器相应触点的索引：索引代码标在继电器或接触器的线圈下继电器或接触器相应
14、触点的索引：索引代码标在继电器或接触器的线圈下方。方。索引代码的格式索引代码的格式10PPT课件接触器触点的索引格式：接触器触点的索引格式：继电器触点的索引格式：继电器触点的索引格式：2.1.2 2.1.2 电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则(续续)11PPT课件2.2 2.2 三相笼型电动机的基本电气控制线路三相笼型电动机的基本电气控制线路：在在时时，小容量笼型电动机，小容量笼型电动机可直接起动。可直接起动。：是电气设备少，线路简单。是电气设备少，线路简单。：是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的正常工作。正常工作。
15、：由由、组成；组成；：由起动由起动和和组成。组成。12PPT课件图图2-1 点动控制线路点动控制线路（QB）（QB）（FA）（QA）（QA）（BB）（BB）（SF）13PPT课件：在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓长动控制。长动控制。控制要求：按下启动按钮，电动机启动并运行，当松开按钮后，电动机控制要求：按下启动按钮，电动机启动并运行，当松开按钮后，电动机仍连续运行。仍连续运行。：由由刀开关刀开关QS（QB）、熔断器熔断器FU（FA）、接触器的主触点接触器的主触点KM（QA）、热继电器发热元件热继电器发热元件FR（BB）、电
16、动机电动机M组成；组成；：由由停止按钮停止按钮SB2（SF1）、起动按钮起动按钮SB1（SF2）、接触器接触器的常开辅助触点的常开辅助触点和和线圈线圈KM（QA）、热继电器的常闭触点热继电器的常闭触点FR（BB）组组成。成。14PPT课件：合上刀开关合上刀开关QS按下起动按下起动按钮按钮SB2接触器线圈接触器线圈KM通电通电接触接触器主触点器主触点KM闭合和常开辅助触点闭合闭合和常开辅助触点闭合电动机电动机M接通电源运转；松开起动接通电源运转；松开起动按钮按钮SB2，利用接通的接触器常开辅，利用接通的接触器常开辅助触点助触点KM自锁、电动机自锁、电动机M连续运转。连续运转。：这种依靠接触器自身
17、辅助常这种依靠接触器自身辅助常开触点的闭合而使线圈保持通电的控制开触点的闭合而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。方式，称自锁或自保。：按下停止按钮按下停止按钮SB1接触接触器线圈器线圈KM断电断电接触器主触点接触器主触点KM和和辅助常开触点辅助常开触点KM断开断开电动机电动机M断电断电停转。停转。：图图2-2 长动控制线路长动控制线路（QB）（FA1）（QA）（BB）（QA）（BB）（QA）（SF2）（SF1）（FA2）15PPT课件（QB）（FA1）（FA2）（SF1）（SF2）（QA）（BB）（QA）（BB）16PPT课件开关切换开关切换点动控制：点动控制：SA（SF）断开）断开FU
18、1KMM3FRQSL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路控制电路连续控制：连续控制：SA（SF）闭合）闭合 图图2-4采用选择开关控制的点动和长动控制线路采用选择开关控制的点动和长动控制线路1 1）采用选择开关）采用选择开关SASA（SFSF）实现点动和长动控制。实现点动和长动控制。（QB）（FA1）（FA2）（SF1）（BB）（QA）（BB）（BB）（SF2）（QA）（SF）（QA）17PPT课件按钮切换按钮切换工作原理：工作原理：连续控制：按下连续控制：按下按钮按钮SB1 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3FRQSL1L3L2主电路主电路F
19、U2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路控制电路图图2-6点动长动混合控制电路点动长动混合控制电路2 2）采用复合按钮）采用复合按钮SB3SB3实现控制。实现控制。（QB）（FA1）（QA）（BB）（FA2）（SF1）（BB）（SF2）（QA）（QA）（SF3）18PPT课件中间继电器中间继电器KA(KF)KA(KF)控制控制工作原理：工作原理：连续控制：按下连续控制：按下按钮按钮SB3 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB2图图2-7点动长动混合控制电路点动长动混合控制电路3 3）采用中间继电器）采用中间继电器KA(KF)KA(KF)实现控制实现控制19PPT课件思考思考KMSB1KM
20、SB2FRSB20PPT课件21PPT课件主电路：主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路主电路控制电路：控制电路：控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮工作原理：工作原理：基本控制电路基本控制电路缺点：缺点：图图2-8电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路22PPT课件控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：电气互锁电气互锁机械互锁机械互锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器接触器互锁互锁优点：优点：工作安全可靠工作安全可靠缺点：缺点：操作不便操作不便图图2-9电动
21、机正反转控制电路电动机正反转控制电路23PPT课件控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：操作方便操作方便控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：缺点：易产生故障易产生故障电气互锁电气互锁机械互锁机械互锁图图2-10电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路24PPT课件控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：安全可靠，安全可靠，操作方便操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图控制电路图图图2-11电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路25PPT课件26PPT课件 a）b
22、）c）图图a、b、c是电动机正、反转控制线路是电动机正、反转控制线路 a)无互锁控制电路无互锁控制电路 b)具有电气互锁的控制电路具有电气互锁的控制电路 c)具有复合互锁的控制电路（具有复合互锁的控制电路（完美完美）27PPT课件28PPT课件主电路：主电路：控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：基本控制电路基本控制电路图图2-12电动机多点地控制电路电动机多点地控制电路29PPT课件30PPT课件主电路：主电路：控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：基本控制电路基本控制电路缺点：缺点：1、按动作顺序、按动作顺序图图2-13电动机按动作顺序控制线路电动机按动作顺序控制线路31PPT课件控制
23、电路：控制电路：工作原理：工作原理：当当要求甲接触器工要求甲接触器工 作后方允许乙接触作后方允许乙接触器工作，则在乙接器工作，则在乙接触器线圈电路中串触器线圈电路中串入甲接触器的常开入甲接触器的常开触点。触点。优点：优点：工作安全可靠工作安全可靠缺点：缺点：操作不便操作不便图图2-14电动机正反转控制电路电动机正反转控制电路连锁控制连锁控制32PPT课件主电路：主电路：控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：基本控制电路基本控制电路图图2-15电动机按动作顺序控制线路电动机按动作顺序控制线路2、按时间顺序、按时间顺序33PPT课件分析下列分析下列a、b、c控制工作过程控制工作过程？图图2-7
24、两台电动机顺序起动控制线路两台电动机顺序起动控制线路图图2-7a所示控制线路的特点是：所示控制线路的特点是：KM2的线圈接在的线圈接在KM1自锁触头后面，这就保自锁触头后面，这就保证了证了M1起动后，起动后，M2才能起动的顺序控才能起动的顺序控制要求。制要求。图图2-7b所示控制电路的特点是：在所示控制电路的特点是：在KM2的线圈回路中串接了的线圈回路中串接了KM1的常开的常开触头。显然，触头。显然，KM1不吸合，即使按下不吸合，即使按下SB2，KM2也不能吸合，这就保证了也不能吸合，这就保证了只有只有M1电机起动后，电机起动后，M2电机才能起电机才能起动。停止按钮动。停止按钮SB3控制两台电
25、动机同控制两台电动机同时停止，停止按钮时停止，停止按钮SB4控制控制M2电动机电动机的单独停止。的单独停止。图图2-7c所示控制电路的特点：在图所示控制电路的特点：在图2-7b中的中的SB3按钮两端并联了按钮两端并联了KM2的常的常开触头，从而实现了开触头，从而实现了M1起动后，起动后，M2才才能起动，而能起动，而M2停止后，停止后，M1才能停止的才能停止的控制要求，即控制要求，即M1、M2是顺序起动，逆是顺序起动，逆序停止。序停止。34PPT课件35PPT课件基本控制电路基本控制电路主电路：主电路：控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：(前进前进)(后退后退)前进前进后退后退36PPT课件
26、37PPT课件解：解：图（图（a）电路中，）电路中，KM的辅助常开触头不仅锁住了的辅助常开触头不仅锁住了SB2，而而且也锁住了且也锁住了SB1。因此，因此，在按下在按下SB2使接触器使接触器KM线圈通电，线圈通电，其常开触头其常开触头KM实现自锁作用后，实现自锁作用后，再按下再按下SB1时，时，线圈线圈KM不会不会断电，断电，即起动电动机后就无法用按钮即起动电动机后就无法用按钮SB1使它停转，使它停转，停止按钮停止按钮SB1失去了作用。失去了作用。图（图（c）电路中，）电路中，接触器接触器KM的常开触头与线圈并联，的常开触头与线圈并联，按下按下SB2时接触器线圈通电，时接触器线圈通电，其常开触
27、头闭合，其常开触头闭合，造成短路，造成短路，会烧断熔会烧断熔断器中的熔体。断器中的熔体。图（图（d）电路中，）电路中，用一个按钮用一个按钮SB1的常开和常闭两个触头替代的常开和常闭两个触头替代原电路中的起动和停止两个按钮。原电路中的起动和停止两个按钮。当按下按钮当按下按钮SB1时，时，由于按由于按钮的结构特点通常是常闭触头先断开，钮的结构特点通常是常闭触头先断开，常开触头后闭合，常开触头后闭合，因因此无法使接触器线圈通电，此无法使接触器线圈通电，电动机也就无法起动。电动机也就无法起动。38PPT课件39PPT课件电路中两个起动按钮是有区别的。电路中两个起动按钮是有区别的。SB3是常开常闭组合按
28、钮，是常开常闭组合按钮，它的常闭触头串它的常闭触头串联在自锁电路中，联在自锁电路中，因此在按下因此在按下SB3时，时，先切先切断自锁电路，断自锁电路，使接触器使接触器KM不能自锁，不能自锁，故故SB3只能起点动控制作用。只能起点动控制作用。而而SB2则是普通则是普通的起动按钮，的起动按钮，在按下在按下SB2时，时，自锁电路能起自锁电路能起作用。作用。由此可见，由此可见，本电路是既可点动又可使本电路是既可点动又可使电动机连续运行的控制电路。电动机连续运行的控制电路。40PPT课件不接不接KM的自锁触点，按的自锁触点，按SB2。接上接上KM的自锁触点，启动按的自锁触点，启动按SB2，停车按，停车按
29、SB1。电动机启动后，拉开实验装置上的电动机启动后，拉开实验装置上的三相开关三相开关QS，使电动机停转，然后重新合上实验装置上，使电动机停转，然后重新合上实验装置上的三相开关的三相开关QS，不按，不按SB2按钮，观察电动机是否会自行按钮，观察电动机是否会自行启动。启动。拉开实验装置上的三相开关拉开实验装置上的三相开关QS，将电动机定子绕组的三根电源线中任意两根的一头，将电动机定子绕组的三根电源线中任意两根的一头对调，再合上实验装置上的三相开关对调，再合上实验装置上的三相开关QS，重新启动电动，重新启动电动机，观察电动机是否改变了转向。机，观察电动机是否改变了转向。41PPT课件42PPT课件
30、1画出实验步骤中的线路图。画出实验步骤中的线路图。2写出实验的操作步骤。写出实验的操作步骤。3写出实验心得。写出实验心得。1线路是如何实现电气互锁的？线路是如何实现电气互锁的？2主回路只串联两只发热元件？以星行连接的负载为例，主回路只串联两只发热元件？以星行连接的负载为例，没有串联发热元件的一项发生过载时，是否也能得到保护？没有串联发热元件的一项发生过载时，是否也能得到保护？3热继电器是否也能起到短路保护？热继电器是否也能起到短路保护？4零压保护是如何实现的？零压保护是如何实现的？5若在实验中发生故障，画出故障线路，分析故障原因。若在实验中发生故障，画出故障线路，分析故障原因。43PPT课件
31、2-1某机床的电动机为某机床的电动机为J02-42-4型，额定功率型，额定功率5.5kW，电压为电压为380V，电流为，电流为12.5A，起动电流为额定电流的，起动电流为额定电流的7倍，现用按钮进行起停控制，要有短路保护和过载保护，倍，现用按钮进行起停控制，要有短路保护和过载保护，试选用哪种型号的接触器、按钮、熔断器、热继电器和试选用哪种型号的接触器、按钮、熔断器、热继电器和开关开关?2-2试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续远行的混合控制线路。异步电动机点动、连续远行的混合控制线路。2-3电器控制线路常用的保护环节有哪些；各采用什么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？电器元件？44PPT课件
