1、第第6 6章章 电气设备控制电路图电气设备控制电路图 在建筑工程中，许多设备都是由电动机在建筑工程中，许多设备都是由电动机拖动的。利用控制元件实施对电动机及拖动的。利用控制元件实施对电动机及其它用电设备的工作状态和运行方式。其它用电设备的工作状态和运行方式。在运行过程中，电动机及其控制设备有在运行过程中，电动机及其控制设备有可能发生短路，过载等故障，因此还须可能发生短路，过载等故障，因此还须有保护元件和信号元件。有保护元件和信号元件。由各种控制元件，保护元件和导线组成由各种控制元件，保护元件和导线组成电动机的控制线路，用来分析控制线路电动机的控制线路，用来分析控制线路工作原理的图纸，称为控制电
2、路图。工作原理的图纸，称为控制电路图。控制电器控制电器手动电器手动电器自动电器自动电器刀开关刀开关组合开关组合开关按钮按钮接触器接触器继电器继电器 行程开关行程开关 6.1 6.1 常用控制电器常用控制电器返回返回由操作人员由操作人员手动操纵手动操纵按照指令、信号、或某个按照指令、信号、或某个物理量的变化而自动动作物理量的变化而自动动作一、刀闸开关一、刀闸开关控制对象：控制对象：380V380V，5.5kW 5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值一般选择：闸的额定电流值一般选择：（3-53-5）异步电机额定电流）异步电机额定电流
3、电路符号电路符号Q返回返回二、按钮二、按钮常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮电路符号电路符号SB作用作用：接通或断开控制电路接通或断开控制电路返回返回复合按钮复合按钮复合按钮：复合按钮：常开按钮常开按钮和常闭按钮做在一起。和常闭按钮做在一起。电路符电路符号号SB三、行程开关三、行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。限位保护、行程控制、自限位保护、行程控制、自动切换等。动切换等。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST四、四、交流接触器交
4、流接触器用来接通或断开电动机用来接通或断开电动机或其他设备的主电路或其他设备的主电路构成构成；主要由电磁铁和触点两部分组成，主要由电磁铁和触点两部分组成，触点又可分为主触点和辅助触点触点又可分为主触点和辅助触点。接触器技术接触器技术指标指标：额定工作电压、电额定工作电压、电 流、触点数目等流、触点数目等返回返回返回返回动作过程动作过程线圈通电衔铁被吸合触点闭合接通电源线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电动机电动机返回返回接触器线圈接触器线圈接触器主触点用于主电路接触器主触点用于主电路(流过的电流大，需加灭弧装置）流过的电流大，需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器接
5、触器辅助触点辅助触点用于控制电路用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）（流过的电流小，无需加灭弧装置）返回返回四、继电器四、继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型：中
6、间继电器中间继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。作用作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。继电器用来传递信号或用于控制电路中。返回返回发热元件发热元件1.结构结构：I I常闭触点常闭触点双金双金属片属片2.工作原理工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器热继电器功能功能：过载保护过载保护返回返回3.热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件常闭触点常闭触点FRFR串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电
7、路中串联在控制电路中返回返回五、熔断器五、熔断器电路符号电路符号FU作用作用：用于短路保护用于短路保护返回返回 保护特性：反时限特性（熔保护特性：反时限特性（熔体动作时间随电流增大而减体动作时间随电流增大而减小）小）IR：熔体最小熔化电流：熔体最小熔化电流 IRT：熔体额定电流：熔体额定电流 熔断器的融化系数熔断器的融化系数 该系数一般为该系数一般为1.2-1.5RTRrIIk 作用作用：可实现短路、过载、失压保护。可实现短路、过载、失压保护。结构结构：过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器工作原理工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，
8、欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。六、六、自动空气断路器（自动开关自动空气断路器（自动开关）返回返回 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等）电机正反转控制电机正反转控制 行程控制行程控制 时间控制时间控制 速度控制速度控制 基本控制环节基本控制环节 6.2 6.2 三相鼠笼式异步电动机三相鼠笼式异步电动机6.2.1异步机的点动起动异步机的点动起动M3ABCKMFUQSBCKMSB动作过程动作过程触头（触头（KM）打开）打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电）断电 电机停转。电
9、机停转。触头（触头（KM）闭合）闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）通电）通电电机转动；电机转动；控制电路控制电路主电路主电路KM自锁自锁按下按钮（按下按钮（SBSB2 2），线圈（），线圈（KMKM）通电，）通电，电机起动；同时辅助触点（电机起动；同时辅助触点（KMKM）闭合。）闭合。即使按钮松开，线圈保持通电状态，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运转。电机连续运转。KMSB2M3ABCKMFUQSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮自锁的作用自锁的作用6.2.26.2.2电动机直接起动控制电路电动机直接起动控制电路短路保护短路保护方法：加熔断器方法：加熔断器 选择熔体额定
10、电流时，必须躲开起动电流，但选择熔体额定电流时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。对短路电流仍能起保护作用。一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。即停车。异步电机的起动电流异步电机的起动电流 I Istst=(5-7)=(5-7)额定电流额定电流 保护措施保护措施返回返回电动机工作时，若因负载过重而使电动机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此电流增大，但又比短路电流小。此 时熔断器起不了保护作用时熔断器起不了保护作用。加热继电器，进行过载保护。加热继电器，进行过载保护。将任意两相热元件串接在电动机任意将任意两相热元
11、件串接在电动机任意 两相中。两相中。将其常闭触点串接在控制电路中。将其常闭触点串接在控制电路中。返回返回KMSB1KMSB2FR热继电热继电器触点器触点M3ABCKMFUQFR热元件热元件加一个或三加一个或三个热元件是个热元件是否也可以？否也可以？零压（失压）保护零压（失压）保护 零压保护就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。方法：采用继电器、接触器控制方法：采用继电器、接触器控制电源电压电源电压85%85%时，接触器触点自动时，接触器触点自动断开，可避免烧坏电机。断开，可避免烧坏电机。返回返回ABCM3KMFUQ控制电路控制电路KMSB1KMSB2在电源停电后突然再来电
12、时，可避免在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而发生意外事故电机自动起动而发生意外事故。主电路主电路返回返回方法：方法：起动按钮并联；停止按钮串联起动按钮并联；停止按钮串联乙地乙地甲地甲地KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB2乙乙FR 6.2.3两地控制一台电动机两地控制一台电动机QSKHM3AB CKMFU方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。6.2.4点动点动+连续运行连续运行SB3：点动：点动SB2：连续运行：连续运行控制控制关系关系该电路缺点：动作不够可靠。该电路缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2KHSB3主电路主电路控制电路控制电路SBKASB1KASB2KHK
13、MKAM3AB CKMFU方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KA）。）。控制控制关系关系SB：点动：点动SB2：连续运行：连续运行 以下控制电路能否实现即能点动、以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行又能连续运行 KMSB1KMSB2KHSB 思考思考不能点动！不能点动！画图要求画图要求（1）首先了解工艺过程及控制要求，搞清控制系统中 各电动机、控制电器的作用以及它们的控制关系；（2）在原理图中，同一电器的各部件是分散的，为便 于识别，它们必须按国家规定的统一符号来表示；（3）所有电器的触点均表示在起始情况下的位置，即 在没有通电或没有发生机械动作时的位置；（4）控制电路和主电路
14、要清楚地分开设计和阅读；（5）控制电路中，根据控制要求按自上而下、自左而 右的顺序进行设计或阅读；（6）继电器、接触器线圈只能并联，不能串联；返回返回6.2.5 6.2.5 正反转控制电路正反转控制电路一、正反转控制原理一、正反转控制原理1.基本原理基本原理 将接到电源的任意两根将接到电源的任意两根联线对调一头即可实现电动联线对调一头即可实现电动机的正反转，为此可用两个机的正反转，为此可用两个交流接触器来实现。交流接触器来实现。2.基本要求基本要求 必须保证两个交流必须保证两个交流接触器接触器不能同时工作不能同时工作ABCKMRM3FUQFRKMF返回返回KMFKMFSB1SBFFRKMRKM
15、RKMRSBR操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB13.3.动作过程动作过程接触器接触器不能同时工作不能同时工作KMFKMRM3ABCFUQFR返回返回二、二、加互锁的正反转控制加互锁的正反转控制正转时，正转时，SBSBR R不起作用；反转时，不起作用；反转时，SBSBF F不不起作用。从而避免两个接触器同时工起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBR互锁互锁互锁作用互锁作用：返回返回KMRM3A BCKMFFUQ SKH三、三、双重互锁的正反转控制双重互锁的正反转控制电器互锁电器互锁机械
16、互锁机械互锁KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR缺点：缺点：正转过程中要求反转，必须先按停正转过程中要求反转，必须先按停 止按钮，然后才能按反转按钮止按钮，然后才能按反转按钮。返回返回一、一、行程开关行程开关电路的限位保护、行程控制、电路的限位保护、行程控制、自动切换等自动切换等。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST行程控制行程控制 与按钮类似，但其动作要由机械撞击。与按钮类似，但其动作要由机械撞击。作用作用结构结构返回返回返回返回KMFKMRM3ABCFUQFR二、二、行程控制行程控制 行程控制，就是当
17、运动行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。用行程开关来进行控制。实质为电动机实质为电动机的正反转控制的正反转控制主电路与电动机的正主电路与电动机的正反转电路相同反转电路相同返回返回1.1.行程控制的基本原理行程控制的基本原理正向正向行程开关行程开关STASTB反向反向例：例：要求下图中的行车运动到要求下图中的行车运动到A A、B B两处时能够自动停车两处时能够自动停车。KMRM3A B CFUQFR主电路主电路返回返回 控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF至右端位置撞开至右端位置撞开STSTA
18、 A SB2 正向运行正向运行电动机停车电动机停车动作过程动作过程反向运行可同样分析反向运行可同样分析返回返回正向正向行程开关行程开关STASTB反向反向KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTASTB2.2.自动往复运动控制自动往复运动控制 行程开关采用复行程开关采用复合式开关。正向运合式开关。正向运行停车的同时，自行停车的同时，自动起动反向运行；动起动反向运行；反之亦然。反之亦然。措施措施在前面要求基础上，到达在前面要求基础上，到达A A、B B处能自动返回。处能自动返回。返回返回 行程开关除用来控制电动行程开关除用来控制电动 机正反转外，还可实现终端保机正反转外，还
19、可实现终端保护、自动循环、制动等各项要护、自动循环、制动等各项要求求返回返回时间继电器时间继电器钟表式钟表式空气式空气式电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式时间控制时间控制一、一、时间继电器时间继电器时间继电器有通时间继电器有通电延时和断电延时两种电延时和断电延时两种返回返回时间继电器触点类型时间继电器触点类型断断 电电 式式常闭常闭断电断电后后延时闭合延时闭合常开常开断电断电后后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电通电后后延时闭合延时闭合常闭常闭通电通电后后延时断开延时断开常闭触点常闭触点常开触点常开触点返回返回KMFU
20、QSKH电机电机绕组绕组AxByCzKM-YABCXYZYZBYXCAKM-主电路主电路定时控制例定时控制例一：一：电机的电机的Y 起动起动KM-Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM-闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。ZBYXCAABCXYZY起动时起动时KM3、KM1工工作作，电动机接成，电动机接成Y形形。运行时运行时KM2工作，电动工作，电动机接成机接成形形。返回返回KMFUQSKH电机AxByCzKM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY Y 起动起动控制电路控制电路KH主电路接通电源主电路接通电源延时延时KT KM-KM-Y
21、 Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM-1 电机电机M1控制要求：控制要求：1.M1 1.M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2.M2 2.M2 可单独停可单独停2 电机电机M2定时控制例定时控制例二：二：顺序控制顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序，没有延时要求。没有延时要求。FUKM2KH2AB CFUM3AB CKM1KH1M3主电路主电路KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM1SB1SB2KH1KM1控制电路控制电路不可以不可以 !两电机各自要有独立两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头的电
22、源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重。）的负荷过重。M3KM1KHKM2KHM3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主电路主电路控制电路控制电路这样实现顺序这样实现顺序控制可不可以控制可不可以?KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KT 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的延时起动的顺序控顺序控制，用以下电路可不可以？制，用以下电路
23、可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 M2起动起动 不可以不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。例：例：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.1.小车启动后，前进到小车启动后，前进到A A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动：到到A A地后停地后停1 1分钟等待装料，然后自动返回分钟等待装料，然后自动返回B B地。地。到到B B地后停地后停1 1分钟等待卸料，然后自动返回分钟等待卸料，然后自动返回A A地。地。2.2.有过载和短路
24、保护。有过载和短路保护。应用举例应用举例返回返回M3ABCKMFFUQ FRKMR主电路主电路与电动机的正反转控制与电动机的正反转控制的主电路相同的主电路相同热继电器热继电器过载保护过载保护 熔断器熔断器 短路保护短路保护返回返回控制电路控制电路STa、STb 为为A、B 两处的两处的行程开关行程开关 KTa、KTb 为为 时间继电器时间继电器 KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR返回返回常用建筑电气设备电路图 常用的建筑电气设备有水泵控制设备、风机控制设备、双电源自动切换箱、空调系统、电梯控制电路等。一、双电源自动切换电路
25、一、双电源自动切换电路 u 双电源自动切换电路，一路电源来自变压器，通过断路器QF1，接触器KM1，通过断路器QF3向负载供电。u 当变压器供电发生故障时，通过自动切换控制电路使KM1主触头断开，KM2主触头闭合，将备用的发电机接入，保持供电。u 供电时，合上QF1、QF2，然后合上S1、S2，因变压器供电回路接有KM继电器，保证了首先接通变压器供电回路，KM1线圈通电，铁芯西河，KM1主触头闭合，KM、KM1互锁触头断开，使KM2、KT不能通电。u 当变压器供电发生故障时，KM、KM1线圈失电，触头还原。使KT时间继电器线圈通电，经延时后KT常开触点延时闭合，KM2线圈通电自锁，KM2主触头
26、闭合，备用发电机供电。二、给水泵控制电路给水泵控制电路 u给水泵控制方案有多种方式，可有一台水泵，或两台水泵互为备用。控制方式可有压力控制、液位控制等。u两台给水泵互为备用，直接启动电路，控制方式为液位控制的给水泵控制电路。u水位控制器有干簧管式，水银开关式，电极式等多种类型。图中水位控制器采用的是干簧管式水位控制器。u干簧管式水位控制器是由干簧管，永久磁钢，浮标和塑料管等组成。u干簧管是用两片弹性好的坡莫合金放置在密封的玻璃管内组成，当永久磁钢套在干簧管上时，两个干簧片被磁化相互吸引或排斥，使其干簧触点接通或断开。当永久磁钢离开后，干簧管中的两个簧片利用弹性恢复原状，干簧管有常开和常闭两种形
27、式。u水位控制器的原理是在垂直的朔料管中装有上下水位的两个干簧管，朔料管外套有一个浮标，浮标中装有永久磁钢，当浮标移到上，下水位线时，对应的干簧管接受到磁信号而动作，发出水位状态的电信号，去启动或停止水泵。水位控制器转换开关 在控制开关中，转换开关通常有两种表示方法，一种为接点图表法，转换开关在不同的位置上对应于不同的触点接通，一般附在图纸的某一位置上。另一种采用图形符号另一种采用图形符号法，每对触点与相关法，每对触点与相关回路相连，回路相连，0表示手柄表示手柄的中间位置，有的图的中间位置，有的图上标准手柄的转动角上标准手柄的转动角度，或各位置控制操度，或各位置控制操作状态的文字符号，作状态的文字符号，如自动，手动，如自动，手动，1号设号设备，备，2号设备，启动，号设备，启动，停止等。虚线表示手停止等。虚线表示手柄操作时节点开闭位柄操作时节点开闭位置线，虚线上的实心置线，虚线上的实心圆点表示手柄在此位圆点表示手柄在此位置时接通，此回路因置时接通，此回路因此而接通。没有实心此而接通。没有实心圆点表示接点断开圆点表示接点断开。
