1、机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路第三章第三章 电气控制线路电气控制线路机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 4.4 4.4 电气控制系统电气控制系统常用的保护环节常用的保护环节 4.5 4.5 电动机电动机常用控制线路常用控制线路 4.6 4.6 典型典型生产机械电器控制线路生产机械电器控制线路机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.1 概概述 由按钮、继电器、接触器等低压控制电器组成的电器控制
2、由按钮、继电器、接触器等低压控制电器组成的电器控制线路，具有线路，具有线路简单、维修方便、便于掌握、价格低廉线路简单、维修方便、便于掌握、价格低廉等许多优等许多优点，多年来在各种生产机械的电气控制点，多年来在各种生产机械的电气控制领域，获得广泛应用领域，获得广泛应用。由于生产机械的种类繁多，所要求的控制线路也是千变万化、由于生产机械的种类繁多，所要求的控制线路也是千变万化、多种多样的多种多样的，着重，着重阐明组成这些线路的阐明组成这些线路的基本规律基本规律和和典型线路环节典型线路环节。对各种机械设备，结合其具体的生产工艺，就不难掌握各种电器对各种机械设备，结合其具体的生产工艺，就不难掌握各种电
3、器控制线路的分析方法。控制线路的分析方法。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.1 概概述输入环节输入环节中间环节中间环节执行环节执行环节被控对象被控对象指令指令控制信号控制信号主令电器主令电器检测元件检测元件控制信号及其动作的记忆和联锁控制信号及其动作的记忆和联锁控制信号和被控对象的联系和联锁控制信号和被控对象的联系和联锁被控对象之间的相互联系和制约被控对象之间的相互联系和制约工作程序之间的联系与转换工作程序之间的联系与转换继电器继电器直接控制被控对象的动作直接控制被控对象的动作直接控制被控对象进行工作直接控制被控对象进行工
4、作接触器接触器电磁阀电磁阀带动生产机械部件运动带动生产机械部件运动电动机电动机液压缸液压缸电磁铁电磁铁生活用电设备生活用电设备电热器电热器电灯电灯机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.2 电电器控制线线路的绘绘制原则则 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.2.1图图形及文字符号号 电气控制系统图：电气控制系统图：用国家规定的统一符号、文字和用国家规定的统一符号、文字和图形表示电气控制系统中各电气元件及其相互联接图形表示电气控制系统中各电气元件及其相互联接。用
5、。用于控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和维于控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和维修，修，电气控制系统电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器位图一般有三种：电气原理图、电器位置图、电气互联图。置图、电气互联图。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路绘图依据：绘图依据：u机电机电总体总体要求；要求；uGB4728-84GB4728-84、GB7159-87GB7159-87、GB6988-86GB6988-86等标准。等标准。依据依据简单、清晰、易懂的原则简单、清晰、易懂的原则，4.2.1图图形及文字符号号 引
6、入：引入：同一电器的各部件在同一电器的各部件在机械上机械上虽然联系在一起，但在电路上并不一虽然联系在一起，但在电路上并不一定互相关联。为了读图和分析研究，也为了设计线路的方便，控制线路常根定互相关联。为了读图和分析研究，也为了设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路清楚分开。据其作用原理画出，把控制电路和主电路清楚分开。原理图采用原理图采用电气元件展开电气元件展开形式绘制，包括所有电气元件的形式绘制，包括所有电气元件的导电部件和接导电部件和接线端点线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的
7、大小。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 原理图原理图绘制绘制原则原则与要求与要求：电器：电器应是未通电时的状态；二进制元件应应是未通电时的状态；二进制元件应是置零时的状态；机械开关应是循环开始前的状态。是置零时的状态；机械开关应是循环开始前的状态。动力动力电路、控制和信号电路应分别绘出：电路、控制和信号电路应分别绘出：1 1、动力电路、动力电路电源电路绘成水平线；受电的动力设备电源电路绘成水平线；受电的动力设备(如电动机如电动机等等)及其保护电器支路，应垂直电源电路画出。及其保护电器支路，应垂直电源电路画出。2 2、控制和信
8、号电路、控制和信号电路应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件元件(如线圈、电磁铁、信号灯等如线圈、电磁铁、信号灯等)应直接连接在接地或下方的水于电源应直接连接在接地或下方的水于电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。4.2.1图图形及文字符号号 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 3 3、用导线直接连接的互连端子，因其电位相同，故应采用、用导线直接连接的互连端子，因其电位相同，故应采用相同的线号，互连端子的符号应与器件端子的符号有所区
9、别。相同的线号，互连端子的符号应与器件端子的符号有所区别。4 4、无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序队、无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序队上到下、自左至右依次排列。上到下、自左至右依次排列。5 5、原理图上各电路的安排应便于分析、维修和寻找故障，、原理图上各电路的安排应便于分析、维修和寻找故障，对功能相关的电气元件应绘制在一起，使它们之间关系明确。对功能相关的电气元件应绘制在一起，使它们之间关系明确。4.2.1图图形及文字符号号 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 6 6、原理图应注出下列数据或说明。
10、、原理图应注出下列数据或说明。各电源电路的电压值、极性或频率及相数；各电源电路的电压值、极性或频率及相数；某些元器件的特性某些元器件的特性(如电阻、电容器的数值等如电阻、电容器的数值等)；不常用的电器不常用的电器(如位置传感器、手动触头、电磁阀或气如位置传感器、手动触头、电磁阀或气动阀、定时器等动阀、定时器等)的操作方法和功能。的操作方法和功能。7 7、原理图中有直接电联系交叉导线连接点，用实心圆点表、原理图中有直接电联系交叉导线连接点，用实心圆点表示。可拆接或测试点用空心圆点表示。无直接电联系的交叉点则示。可拆接或测试点用空心圆点表示。无直接电联系的交叉点则不画圆点。不画圆点。4.2.1图图
11、形及文字符号号 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 8 8、对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相、对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式及工作状态。由同一机构操作的触应的图形符号表示其操作方式及工作状态。由同一机构操作的触头，应用机械连杆符号表示其联动关系。各个触头的运动方向和头，应用机械连杆符号表示其联动关系。各个触头的运动方向和状态，必须与操作件的动作方向和位置协调一致。状态，必须与操作件的动作方向和位置协调一致。9 9、对与电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出、对与
12、电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。简图，以表示其关系。4.2.1图图形及文字符号号 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路CA6140车床电气车床电气原理图原理图4.2.1图图形及文字符号号 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 为了便于检索电气线路，方便阅读电气原理图，为了便于检索电气线路，方便阅读电气原理图，应将图面划分为若干区域。应将图面划分为若干区域。图区图区的编号一般写在图的下部。的编号一般写在图的下部。图的上方设有图的上方设
13、有用途栏用途栏，用文字注明该栏对应的，用文字注明该栏对应的下面电路或元件的功能，以利于理解原理图各部分下面电路或元件的功能，以利于理解原理图各部分的工作原理。的工作原理。4.2.2 图图面区区域的划划分 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路由于由于接触器、继电器的线圈和触头在电气原理图中不是画在一起，而触头接触器、继电器的线圈和触头在电气原理图中不是画在一起，而触头是分布在图中所需的各个图区是分布在图中所需的各个图区。为读。为读图方便，在接触器、继电器线圈的下方画图方便，在接触器、继电器线圈的下方画出其触头的索引表出其触头的索引
14、表。左栏左栏中栏中栏右栏右栏主触头所在图区号主触头所在图区号辅助动合触头所在图区号辅助动合触头所在图区号辅助动断触头所在图区号辅助动断触头所在图区号继电器索引表中各栏含义如下：继电器索引表中各栏含义如下：左栏左栏右栏右栏动合触头所在图区号动合触头所在图区号动断触头所在图区号动断触头所在图区号4.2.3 符号号位置索引 接触器索引表中各栏含义：接触器索引表中各栏含义：机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 电器电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可元件布置图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可按实
15、际情况分别绘制，如电气控制箱中的电器元件布置图、控制面板图等。按实际情况分别绘制，如电气控制箱中的电器元件布置图、控制面板图等。电器元件布置图是控制设备生产及维护的技术电器元件布置图是控制设备生产及维护的技术文件。文件。电器布置注意事项：电器布置注意事项：体积体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面装在电器安装板的上面。强电强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。需要经常维护、检修、调整的电器元件
16、安装位置不宜过高或过低。电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。安装在一起，以利安装和配线。电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。器间距，以利布线和维修。4.2.4电电器布置图图 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路电器电器布置图根据电器元件的外形尺寸绘出，并标明各元件间距尺寸。控制盘内布置图根据电器元件的外形
17、尺寸绘出，并标明各元件间距尺寸。控制盘内电器元件与盘外电器元件的联接应经接线端子进行，在电器布置图中应画出接线端电器元件与盘外电器元件的联接应经接线端子进行，在电器布置图中应画出接线端子板并按一定顺序标出接线号子板并按一定顺序标出接线号。图图4.3 CW6132普普通车床电气设备安装布置图通车床电气设备安装布置图4.2.4电电器布置图图 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路电气电气安装接线图主要用于电器的安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修安装接线、线路检查、线路维修和故障处理和故障处理，通常接线图与电气原理图和
18、元件布置图一起使用。，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。电气电气安装接线图表示出项目的相对位置、项目代号、端子号、导安装接线图表示出项目的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线型号、导线截面等内容。接线图中的各个项目（如元件、线号、导线型号、导线截面等内容。接线图中的各个项目（如元件、器件、部件、组件、成套设备等）采用简化外形（如正方形、矩形、器件、部件、组件、成套设备等）采用简化外形（如正方形、矩形、圆形）表示，简化外形旁应标注项目代号，并应与电气原理图中的标圆形）表示，简化外形旁应标注项目代号，并应与电气原理图中的标注一致。注一致。4.2.5 电气电气安装接线图线图 机械电气控
19、制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 电气安装接线图的绘制电气安装接线图的绘制原则：原则：l）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。一比例绘制。2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即采）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即采用集中表示法。用集中表示法。3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。国家标准。4）各电气元件上
20、凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。4.2.5 电气电气安装接线图线图 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路与图与图4.1对应的对应的CW6132普通车床电气安装接线图。普通车床电气安装接线图。图图4.4 CW6132普通车床电气安装接线图普通车床电气安装接
21、线图4.2.5 电气电气安装接线图线图 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4-3 电气电气控制电电路基本控制规规律 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制由继电器接触器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。地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。4-3 电气电气控制电电路基本控制规规律 机械电
22、气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 自锁与互锁的控制统称自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电气为电气的联锁控制，在电气控制电路中应用十分广泛。控制电路中应用十分广泛。图图4.5为三相笼型异步电为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制动机全压起动单向运转控制电路。电路。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 电动机电动机起动时，合上电源起动时，合上电源开关开关Q Q，接通控制电路电源，按，接通控制电路电源，按下起动按钮下起动按钮SB
23、2SB2，其常开触头闭，其常开触头闭合，接触器合，接触器KMKM线圈通电吸合，线圈通电吸合，KMKM常开主触头与常开辅助触头常开主触头与常开辅助触头同时闭合，前者使电动机接入同时闭合，前者使电动机接入三相交流电源起动旋转；后者三相交流电源起动旋转；后者并接在起动按钮并接在起动按钮SB2SB2两端，从而两端，从而使使KMKM线圈经线圈经SB2SB2常开触头与常开触头与KMKM自自身的常开辅助触头两路供电。身的常开辅助触头两路供电。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 松开松开起动按钮起动按钮SB2
24、SB2时，虽时，虽然然SB2SB2这一路已断开，但这一路已断开，但KMKM线线圈仍通过自身常开触头这一圈仍通过自身常开触头这一通路而保持通电，使电动机通路而保持通电，使电动机继续运转，这种依靠接触器继续运转，这种依靠接触器自身辅助触头而保持通电的自身辅助触头而保持通电的现象称为自锁，这对起自锁现象称为自锁，这对起自锁作用的辅助触头称为自锁触作用的辅助触头称为自锁触头，这段电路称为自锁电路。头，这段电路称为自锁电路。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 （1 1）图中各元件的作用：）图中各元件的作
25、用：FUFU短路保护短路保护 FRFR过载保护过载保护 KMKM零压保护，且实现自锁零压保护，且实现自锁 SB1SB1起动，起动，SB2SB2停止停止 （2 2）思考：思考：去掉去掉KMKM辅助触头，会发生什么？辅助触头，会发生什么？统计电器元件，并进行归类。统计电器元件，并进行归类。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路三相三相异步电动机正反转控制电路，图左方为其主电路图，右方为三种控制电路异步电动机正反转控制电路，图左方为其主电路图，右方为三种控制电路图图。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机
26、械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 当当正转起动时，按下正转正转起动时，按下正转起动按钮起动按钮SB2,KM1SB2,KM1线圈通电线圈通电吸合并自锁，电动机正向起吸合并自锁，电动机正向起动并运转；当反转起动时，动并运转；当反转起动时，按下反转起动按钮按下反转起动按钮SB3,KM2SB3,KM2线圈通电吸合并自锁，电动线圈通电吸合并自锁，电动机便反向起动并运转。机便反向起动并运转。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 缺点：缺点：
27、若若在按下正转起动按钮在按下正转起动按钮SB2SB2，电动机已进入正转运行后接着，电动机已进入正转运行后接着又按下反转起动按钮又按下反转起动按钮SB3SB3的误操作时，由于正反转接触器的误操作时，由于正反转接触器KM1KM1、KM2KM2线圈线圈均通电吸合，其主触头均闭合，于是发生电源两相短路，致使熔断器均通电吸合，其主触头均闭合，于是发生电源两相短路，致使熔断器FU1FU1熔体熔断，电动机无法工作。因此，该电路在任何时候只能允许一熔体熔断，电动机无法工作。因此，该电路在任何时候只能允许一个接触器通电工作。个接触器通电工作。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自
28、动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 措施：措施：在在控制电路中将控制电路中将KM1KM1、KM2KM2正反转接触器常闭辅助触头串接在对正反转接触器常闭辅助触头串接在对方线圈电路中，形成相互制约的控制，方线圈电路中，形成相互制约的控制，这图这图4.6b4.6b是利用正反转接触器常闭辅是利用正反转接触器常闭辅助触头作互锁的，这种互锁称为电气助触头作互锁的，这种互锁称为电气互锁互锁。这种这种电路要实现电动机由正转到电路要实现电动机由正转到反转，或由反转变正转，都必须先按反转，或由反转变正转，都必须先按下停止按钮，然后才可进行反向起动，下
29、停止按钮，然后才可进行反向起动，这种电路称为正这种电路称为正-停停-反电路。反电路。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 问题问题：如果在非常重要场合，觉得接触器互锁还不是非常靠谱，怎：如果在非常重要场合，觉得接触器互锁还不是非常靠谱，怎么办？么办？机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 措施：在措施：在b图基础上又图基础上又增加一对增加一对互锁互锁，将，将正、反转起动按钮的常闭正、反转起动按钮的常闭辅助触头串接在对方接触器线圈电辅助
30、触头串接在对方接触器线圈电路中，这种互锁称为按钮互锁，又路中，这种互锁称为按钮互锁，又称机械互锁称机械互锁。所以所以c图是具有双重互锁的控制图是具有双重互锁的控制电路，该电路可以实现不按停止按电路，该电路可以实现不按停止按钮，由正转直接变反转。该是因为钮，由正转直接变反转。该是因为按钮互锁触头可实现先断开正在运按钮互锁触头可实现先断开正在运行的电路，再接通反向运转电路。行的电路，再接通反向运转电路。称为正称为正-反反-停电路。停电路。4.3.1自锁与锁与互锁锁的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路生产生产机械的运转状态有连
31、续运转与短时间断运转，所以对其拖动电机械的运转状态有连续运转与短时间断运转，所以对其拖动电机的控制也有点动与连续运转两种机的控制也有点动与连续运转两种控制电路控制电路4.3.2 点动与连续运转动与连续运转的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路图图4.7a4.7a是最基本的点动控制电路是最基本的点动控制电路。图图4.7b4.7b是用开关是用开关SASA断开或接通自锁断开或接通自锁电路，可实现点动也可实现连续运转的电路，可实现点动也可实现连续运转的电路。合上开关电路。合上开关SASA时，可实现连续运转；时，可实现连续运转；SA
32、SA断开时，可实现点动控制。断开时，可实现点动控制。图图4.7c4.7c是用复合按钮是用复合按钮SB3SB3实现点动实现点动控制，按钮控制，按钮SB2SB2实现连续运转的电路。实现连续运转的电路。4.3.2 点动与连续运转动与连续运转的控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路在在一些大型生产机械和设备上，要一些大型生产机械和设备上，要求操作人员在不同方位能进行操作与控求操作人员在不同方位能进行操作与控制，即实现多地控制制，即实现多地控制。多多地控制是用多组起动按钮、停止地控制是用多组起动按钮、停止按钮来进行的，这些按钮连接的原
33、则是：按钮来进行的，这些按钮连接的原则是：起动按钮常开起动按钮常开触头并联触头并联，即逻辑或的关，即逻辑或的关系；系；停止按钮常闭停止按钮常闭触头串联触头串联，即逻辑与，即逻辑与的关系的关系。图图4.84.8多地控制电路图多地控制电路图4.3.3 多地联锁联锁控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路在在生产实际中，有些设备往往要求其上的多台电动机按一定顺序实现其生产实际中，有些设备往往要求其上的多台电动机按一定顺序实现其起动和停止，如磨床上的电动机就要求先起动液压泵电动机，再起动主起动和停止，如磨床上的电动机就要求先起动液压泵
34、电动机，再起动主轴电动机。顺序起停控制电路有顺序起动、同时停止控制电路和顺序起轴电动机。顺序起停控制电路有顺序起动、同时停止控制电路和顺序起动、顺序停止的控制电路。动、顺序停止的控制电路。4.3.4 顺顺序控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 图图4.9为两台电动机顺序控制电路图，图中左方为两台电动机顺序控制主电路，右方为两台电动机顺序控制电路图，图中左方为两台电动机顺序控制主电路，右方为两种不同控制要求的控制电路，其中图为两种不同控制要求的控制电路，其中图4.9a为按顺序起动电路图，合上主电路与控制为按顺序起动电路图，合
35、上主电路与控制电路电源开关，按下起动按钮电路电源开关，按下起动按钮SB2,KM1线圈通电并自锁，电动机线圈通电并自锁，电动机Ml起动旋转。起动旋转。4.3.4 顺顺序控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.3.4 顺顺序控制 如果要求如果要求M1先启动，先启动，M2后启动；后启动；M1先停止，先停止，M2后停止。后停止。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路在在许多顺序控制中，要求有一定的时间间隔许多顺序控制中，要求有一定的时间间隔，可用时间，可用时间继电器来
36、实现继电器来实现。图图4.10 时间继电器控制的顺序起动电路时间继电器控制的顺序起动电路4.3.4 顺顺序控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路 在在生产中，某些机床的工生产中，某些机床的工作台需要进行自动往复作台需要进行自动往复运行。运行。4.3.5 自动动往复复循环环控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路图中：图中：SQ1SQ1为反向转正向行程开关为反向转正向行程开关，SQ2SQ2为正向转反向行程开关为正向转反向行程开关，SQ3SQ3为正向限位开关为正
37、向限位开关，SQ4SQ4为反向限位开关为反向限位开关。电路电路工作原理工作原理：合合上主电路与控制电路电源开关，按下正转起动按钮上主电路与控制电路电源开关，按下正转起动按钮SB2,KM1SB2,KM1线圈通线圈通电并自锁，电动机正转起动旋转，拖动工作台前进向右移动，当移动到位电并自锁，电动机正转起动旋转，拖动工作台前进向右移动，当移动到位时，撞块时，撞块A A压下压下SQ2SQ2，其常闭触头断开，常开触头闭合。，其常闭触头断开，常开触头闭合。4.3.5 自动动往复复循环环控制 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.3.5 自动
38、动往复复循环环控制 行程开关的用法总结：行程开关的用法总结：（1 1）正反向行程开关）正反向行程开关SQ1SQ1、SQ2SQ2 同启动按钮模式，同时加上机械互锁；同启动按钮模式，同时加上机械互锁；（2 2）限位行程开关）限位行程开关SQ3SQ3、SQ4SQ4 同急停按钮模式。同急停按钮模式。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路4.4.1 4.4.1 短路短路保护保护4.4.2 4.4.2 过电流保护过电流保护 4.4.3 4.4.3 过载过载保护保护4.4.4 4.4.4 失失电压保护电压保护4.4.5 4.4.5 欠电压保护欠
39、电压保护4.4.6 4.4.6 过电压保护过电压保护 4.4.7 4.4.7 直流电动机直流电动机的弱磁保护的弱磁保护 4.4.8 4.4.8 其他其他保护保护机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路电气控制系统电气控制系统必须在安全可靠的前提下来满足生产工艺要求必须在安全可靠的前提下来满足生产工艺要求，为此，在电气控制系统的设计与运行中，必须考虑系统发生各种故为此，在电气控制系统的设计与运行中，必须考虑系统发生各种故障和不正常工作情况的障和不正常工作情况的可能性。可能性。保护保护环节是所有电气控制系统不可缺少的组成部分环节是所有电
40、气控制系统不可缺少的组成部分。常用。常用的保的保护环节有过电流、过载、短路、过电压、失电压、断相、弱磁与超护环节有过电流、过载、短路、过电压、失电压、断相、弱磁与超速保护等速保护等。主要讲解低压主要讲解低压电动机常用的保护环节。电动机常用的保护环节。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路短路：短路：电器电器或线路或线路绝缘遭到损坏、负载短路、接线绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误错误时产生的电气故障现象时产生的电气故障现象。短路短路时产生的瞬时故障电流可达到额定电流的十几倍到几十倍，使电气设备或时产生的瞬时故障电流可达到额定电流的十
41、几倍到几十倍，使电气设备或配电线路因过流而产生电动力而损坏，甚至因电弧而引起火灾。短路保护要求具有配电线路因过流而产生电动力而损坏，甚至因电弧而引起火灾。短路保护要求具有瞬动特性瞬动特性，即要求在很短时间内切断电源，即要求在很短时间内切断电源。短路短路保护的常用方法有熔断器保护和低压断路器保护保护的常用方法有熔断器保护和低压断路器保护。低压。低压断路器动作电流按断路器动作电流按电动机起动电流的电动机起动电流的1.21.2倍来整定，相应低压断路器切断短路电流的触头容量应加大。倍来整定，相应低压断路器切断短路电流的触头容量应加大。4.4.1 短路保护护 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械
42、工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路过电流：指过电流：指电动机或电器元件超过其额定电流的运行状态，其一般比短路电电动机或电器元件超过其额定电流的运行状态，其一般比短路电流小，不超过流小，不超过6 6倍额定电流倍额定电流。过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。过电流保护是区别于短路保护的一种电流型保护。在在过电流情况下，电器元件并不是马上损坏，只要在达到最大允许温升之前，过电流情况下，电器元件并不是马上损坏，只要在达到最大允许温升之前，电流值能恢复正常，还是允许的。但过大的冲击负载，使电动机流过过大的冲击电流值能恢复正常，还是允许的。但过大的冲击负载，使电动机流过过大
43、的冲击电流，以致损坏电动机。同时，过大的电动机电磁转矩也会使机械的传动部件受电流，以致损坏电动机。同时，过大的电动机电磁转矩也会使机械的传动部件受到损坏，因此要瞬时切断电源。到损坏，因此要瞬时切断电源。电动机电动机在运行中产生过电流的可能性要比发生短路的可能性大，特别是在频在运行中产生过电流的可能性要比发生短路的可能性大，特别是在频繁起动和正反转、重复短时工作电动机中更是如此繁起动和正反转、重复短时工作电动机中更是如此。4.4.2 过电过电流保护护 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路过电流保护过电流保护常用过电流继电器来实现，
44、通常过电流继电器与接触器配合使用，常用过电流继电器来实现，通常过电流继电器与接触器配合使用，即将过电流继电器线圈串接在被保护电路中，当电路电流达到其整定值时，过电流即将过电流继电器线圈串接在被保护电路中，当电路电流达到其整定值时，过电流继电器动作，而过电流继电器常闭触头串接在接触器线圈电路中，使接触器线圈断继电器动作，而过电流继电器常闭触头串接在接触器线圈电路中，使接触器线圈断电释放，接触器主触头断开来切断电动机电源。电释放，接触器主触头断开来切断电动机电源。常用常用于直流电动机和三相绕线转子异步电动机的控制电路于直流电动机和三相绕线转子异步电动机的控制电路中；若中；若过电流继电器过电流继电器
45、动作电流为动作电流为1.21.2倍电动机起动电流，则过流继电器亦可实现短路保护作用。倍电动机起动电流，则过流继电器亦可实现短路保护作用。4.4.2 过电过电流保护护 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路过载过载保护是过电流保护中的一种。过载是指电动机的运行电流大于其保护是过电流保护中的一种。过载是指电动机的运行电流大于其额定电流，但在额定电流，但在1.51.5倍额定电流以内。倍额定电流以内。电动机电动机过载过载的因很多：如的因很多：如负载的突然增加，缺相运行或电源电压降低负载的突然增加，缺相运行或电源电压降低等等。长期。长期过载
46、运行，其绕组的温升将超过允许值而使绝缘老化、损坏。过载运行，其绕组的温升将超过允许值而使绝缘老化、损坏。过载过载保护装置要求具有保护装置要求具有反时限特性反时限特性，且不会受电动机短时过载冲击电，且不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以通常用热继电器作过载保护。流或短路电流的影响而瞬时动作，所以通常用热继电器作过载保护。4.4.3 过载过载保护护 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路当当有有6 6倍以上额定电流通过热继电器时，需经倍以上额定电流通过热继电器时，需经5s5s后才动作，这样在热继电器后才动作，这
47、样在热继电器未动作前，可能使热继电器的发热元件先烧坏，所以在使用热继电器作过载保未动作前，可能使热继电器的发热元件先烧坏，所以在使用热继电器作过载保护时，还必须装有熔断器或低压断路器的短路保护装置。由于过载保护特性与护时，还必须装有熔断器或低压断路器的短路保护装置。由于过载保护特性与过电流保护不同，故不能用过电流保护方法来进行过载保护过电流保护不同，故不能用过电流保护方法来进行过载保护。对于对于电动机进行断相保护，可选用带断相保护的热继电器来实现过载保护。电动机进行断相保护，可选用带断相保护的热继电器来实现过载保护。4.4.3 过载过载保护护 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机
48、械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路电动机电动机应在一定的额定电压下才能正常工作，电压过高、过低或者工应在一定的额定电压下才能正常工作，电压过高、过低或者工作过程中非人为因素的突然断电，都可能造成生产机械损坏或作过程中非人为因素的突然断电，都可能造成生产机械损坏或人身事故。人身事故。因此，在因此，在电气控制电路中，应根据要求设置失电压保护、过电压保护电气控制电路中，应根据要求设置失电压保护、过电压保护和欠电压保护。和欠电压保护。4.4.4 失电压电压保护护 机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路正常正常工作时，如果
49、因为电源电压消失而停转，一旦电源电压恢复时，有工作时，如果因为电源电压消失而停转，一旦电源电压恢复时，有可能自行起动，电动机的自行起动将造成人身事故或机械设备损坏可能自行起动，电动机的自行起动将造成人身事故或机械设备损坏。为为防止电压恢复时电动机自行起动或电器元件自行投入工作而设置的保防止电压恢复时电动机自行起动或电器元件自行投入工作而设置的保护、称为失电压保护。护、称为失电压保护。4.4.4 失电压电压保护护 失电压保护的两种方式：失电压保护的两种方式：（1 1）采用）采用接触器和按钮控制的起动、接触器和按钮控制的起动、停止。当停止。当电源电压消失时，电源电压消失时，接触器自动接触器自动释释
50、放而切断放而切断电机电机电源，当电源电压恢复时，由于接触器自锁触头已断开，不会自行起电源，当电源电压恢复时，由于接触器自锁触头已断开，不会自行起动。动。（2 2）采用接触器和不能）采用接触器和不能自动复位的手动开关、自动复位的手动开关、行程开关时，行程开关时，必须采用专门的零必须采用专门的零电压继电器。工作过程中一旦失电，零压继电器释放，其自锁电路断开，电源电压电压继电器。工作过程中一旦失电，零压继电器释放，其自锁电路断开，电源电压恢复时，不会自行起动。恢复时，不会自行起动。机械电气控制及自动化机械电气控制及自动化机械工程机械工程学院学院第四章第四章 电气控制线路电气控制线路电动机电动机运转时
