1、第第2章章 基本电气控制线路基本电气控制线路 继电接触式控制系统：继电接触式控制系统：实现对电力拖动系统的启动、实现对电力拖动系统的启动、调速、反转、制动等运行状态的控制。调速、反转、制动等运行状态的控制。电气控制线路图：电气控制线路图：电气原理图、电器布置图、电电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。气安装接线图。1、主电路、控制电路分开主电路、控制电路分开；2、控制电路中，根据控制要求按、控制电路中，根据控制要求按自上而下自上而下、自左而自左而的顺的顺序；序；3、同一个电器同一个电器的所有线圈、触点不论在什么位置都用的所有线圈、触点不论在什么位置都用相相同的名字同的名字；4、原理图上所有电
2、器，必须按国家标准符号绘制，且均、原理图上所有电器，必须按国家标准符号绘制，且均按未通电状态表示；按未通电状态表示；5、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈可以并联，不能串联线圈可以并联，不能串联；第第2章章 基本电气控制线路基本电气控制线路1、直接启动控制线路、直接启动控制线路(点动、连续运行点动、连续运行)2、多地点控制线路、多地点控制线路3、电机的正反转控制、电机的正反转控制4、行程控制线路、行程控制线路5、定时控制线路（电机的、定时控制线路（电机的Y/启动启动）6、顺序控制线路、顺序控制线路7、保护线路、保护线路2.2.1 2.2.1 异步机的直接起动（异步机的直接起动（1 1）M3
3、ABCKMFUQSBCKMSB点动控制点动控制动作过程动作过程触点（触点（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。电机停转。触点（触点（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异步机的直接起动（异步机的直接起动（2 2）电动机连续运行电动机连续运行KM自锁自锁自锁的作用自锁的作用按下按钮按下按钮（SB），），线圈（线圈（KM）通电，）通电，电机起动；同时，辅助触点（电机起动；同时，辅助触点（KM）闭合，）闭合，即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机即使按钮松开，线圈保持通电状态，电机连续运
4、转。连续运转。KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KMSB1KMSB2KHM3ABCKMFUQSKH电流成回路，电流成回路，只要接两相就可以了。只要接两相就可以了。异步机的直接起动异步机的直接起动 +过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触点器触点QSKHM3AB CKMFU方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。点动点动+连续运行连续运行(1)(1)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点动点动+连续运行连续运行(2
5、)(2)SBKASB1KASB2KHKMKAM3AB 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：连续运行例如：甲、乙两地同时控制一台电机例如：甲、乙两地同时控制一台电机KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB1乙乙SB1乙乙方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。多地点控制多地点控制乙地乙地甲地甲地2.2.2 2.2.2 电机的正反转控制电机的正反转控制(1)(1)KMFKMFSB1SBFKHM3ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMRSBR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先
6、停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1电机的正反转控制电机的正反转控制(2)-(2)-加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SKHKMRSBR互锁互锁KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMFSBR电机
7、的正反转控制电机的正反转控制(3)-(3)-双重互锁双重互锁KMRM3A BCKMFFUQSKH电气互锁电气互锁机械互锁机械互锁双重互锁双重互锁机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电气互锁（互锁触点）电气互锁（互锁触点）2.2.3 2.2.3 行程控制行程控制KMRM3ABCKMFFUQSKH 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BA行程控制电路（行程控制电路（1 1）控制回路控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关正程正程限位开关限
8、位开关STASTB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）行程控制行程控制(2)-(2)-自动自动往复运动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回到位后能自动返回电机电机STaSTbKMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复合式采用复合式开关。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦
9、然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施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M22.2.4 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KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后
10、，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KMFUQSKH电机电机绕组绕组AxByCzKM-YABCXYZYZBYXCAKM-2.2.5 2.2.5 启动控制启动控制主电路主电路（1 1）电机的）电机的Y 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。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
11、KT KM-KM-Y Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM-2.2.6 速度控制反接制动电路速度控制反接制动电路M3KM1RKM2KM1SB1KSKM2KM2SB2KM1KM1SB1KM2KS 正常工作时，正常工作时，KM1通电，通电，电机正向运转，速度继电器电机正向运转，速度继电器（KS）常开触点闭合；停车）常开触点闭合；停车时，按时，按SB1，KM1断电，断电，KM2通电，开始反接制动，通电，开始反接制动，当电机的速度接近零时，当电机的速度接近零时，KS打开，电机停止运转，反接打开，电机停止运转，反接制动结束。制动结束。限流限流电阻电阻M3ABCKMFUQS主主电电路路K
12、MSB1KMSB2控制电路控制电路2.2.72.2.7 欠压保护和失压保护欠压保护和失压保护：采用电压继电器和接触器采用电压继电器和接触器自锁触点自锁触点 采用继电器、接触器控制后，电采用继电器、接触器控制后，电源电压源电压130r/min时触点动作，而当nKM1SB1KM2KVKM1SB2KM1SB2KM2KRFU2KV2.6顺序控制 z顺序控制是指以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。z图1.24是顺序控制原理图，其中G1G4分别表示第一至第四程序的执行电路，可根据每一程序的具体要求设计，K1K4分别表示G1G4程序执行完成时发出的控制
13、信号，SB5、SB6分别为起动和停止按钮。图图1.24 顺序控制原理图顺序控制原理图返回本节返回本节SB5SB6KM5KM1KM2G1KM1K1KM1KM2KM3G2KM2K2KM2KM3KM4G3KM3K3KM3KM4KM5G4KM4K4KM4KM5KM52.7 电器控制线路的设计方法 z 人们希望在掌握了电器控制的基本原则和基本控制环节后，不仅能分析生产机械的电器控制线路的工作原理，而且还能根据生产工艺的要求，设计电器控制线路。z 电器控制线路的设计方法通常有两种：经验设计法和逻辑设计法。返回返回2.7.1 经验设计法 z 经验设计是根据生产机械的工艺要求和加工过程，利用各种典型的基本控制
14、环节，加以修补、补充、完善，最后得出最佳方案。若没有典型的控制环节可采用，则按照生产机械的工艺要求逐步进行设计。z 经验设计法比较简单，但必须熟悉大量的控制线路，掌握多种典型线路的设计资料，同时具有丰富的实践经验。z 通常是先采用一些典型的基本环节，实现工艺基本要求，然后逐步完善其功能，并加上适当的联锁与保护环节。返回返回2.7.1 经验设计法z 采用经验设计法，一般应注意以下几个问题：1.保护控制线路工作的安全和可靠性 1）线圈的连接。在交流控制线路中，不能串联接入）线圈的连接。在交流控制线路中，不能串联接入两个电器线圈，如图两个电器线圈，如图2-33所示。即使外加电压是两个所示。即使外加电
15、压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的。线圈额定电压之和，也是不允许的。图2-33 不能串联接入两个电器线圈 2.7.1 经验设计法2）电器触头的连接。同一个电器的常开触头和常闭）电器触头的连接。同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。触头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。图2-34 电器触头的连接 2.7.1 经验设计法3）线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能）线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接通另一个电器元件，如图所示。在图接通另一个电器元件，如图所示。在图2-35a中，线圈中，线圈KA3的接通要经过的接通要经过KA、KA1、KA2三
16、对常开触头。若三对常开触头。若改为图改为图2-35b，则每一线圈的通电只需经过一对常开触，则每一线圈的通电只需经过一对常开触头，工作较可靠。头，工作较可靠。图2-35 减少多个电器元件依次通电 2.7.1 经验设计法4）应考虑电器触头的接通和分断能力，若容量不够，可）应考虑电器触头的接通和分断能力，若容量不够，可在线路中增加中间继电器，或增加线路中触头数目。增加在线路中增加中间继电器，或增加线路中触头数目。增加接通能力用多触头并联连接；增加分断能力用多接通能力用多触头并联连接；增加分断能力用多 触头串触头串联连接。联连接。5）应考虑电器元件触头）应考虑电器元件触头“竞争竞争”问题。同一继电器的
17、常问题。同一继电器的常开触头和常闭触头有开触头和常闭触头有“先断后合先断后合”型和型和“先合后断先合后断”型。型。“先断后合先断后合”型：通电时常闭触头先断开，常开触头后闭型：通电时常闭触头先断开，常开触头后闭合；断电时常开触头先断开，常闭触头后闭合。合；断电时常开触头先断开，常闭触头后闭合。“先合后断先合后断”型：通电时常开触头先闭合，常闭触头后型：通电时常开触头先闭合，常闭触头后断开；断电时常闭触头先闭合，常开触头后断开。断开；断电时常闭触头先闭合，常开触头后断开。如果触头动作先后发生如果触头动作先后发生“竞争竞争”的话，电路工作则不可的话，电路工作则不可靠。靠。2.7.1 经验设计法2.
18、控制线路力求简单、经济 1）尽量减少触头的数目。尽量减少电器元件和触头）尽量减少触头的数目。尽量减少电器元件和触头的数目，所用的电器、触头越少，则越经济，出故障的数目，所用的电器、触头越少，则越经济，出故障的机会也越少，如图的机会也越少，如图2-37所示。所示。图2-37 减少触头数目 2.7.1 经验设计法2）尽量减少连接导线。将电器元件触头的位置合理）尽量减少连接导线。将电器元件触头的位置合理安排，可减少导线根数和缩短导线的长度，以简化接安排，可减少导线根数和缩短导线的长度，以简化接线，如图线，如图2-38中，起动按钮和停止按钮同放置在操作中，起动按钮和停止按钮同放置在操作台上，而接触器放
19、置在电气柜内。从按钮到接触器要台上，而接触器放置在电气柜内。从按钮到接触器要经过较远的距离，所以必须把起动按钮和停止按钮直经过较远的距离，所以必须把起动按钮和停止按钮直接连接，这样可减少连接线。接连接，这样可减少连接线。图2-38 减少连接导线 不合理不合理 合理合理 2.7.1 经验设计法3）控制线路在工作时，除必要的电器元件必须长期）控制线路在工作时，除必要的电器元件必须长期通电外，其余电器应尽量不长期通电，以延长电器元通电外，其余电器应尽量不长期通电，以延长电器元件的使用寿命和节约电能。件的使用寿命和节约电能。3.防止寄生电路 控制线路在工作中控制线路在工作中出现意外接通的电路出现意外接
20、通的电路叫寄生电路。如图叫寄生电路。如图2-39，电动机正转时过，电动机正转时过载，则热继电器动作载，则热继电器动作时会出现寄生电路，时会出现寄生电路，图中虚线所示，使接图中虚线所示，使接触器触器KM1不能断电，不能断电，起不了保护作用。起不了保护作用。图2-39 寄生电路 2.7.1 经验设计法4.应具有必要的保护环节 1）短路保护）短路保护 在电器控制线路中，通常采用熔断器或在电器控制线路中，通常采用熔断器或断路器作短路保护。断路器作短路保护。2）过流保护）过流保护 过电流一般比短路电流要小。采用过电过电流一般比短路电流要小。采用过电流继电器和接触器配合使用。流继电器和接触器配合使用。3）
21、过载保护）过载保护 通常采用热继电器作笼型电动机的长期通常采用热继电器作笼型电动机的长期过载保护。过载保护。4）零电压保护）零电压保护 零电压保护通常采用并联在起动按钮零电压保护通常采用并联在起动按钮两端的接触器的自锁触头来实现。两端的接触器的自锁触头来实现。2.7.2 逻辑设计法 z 逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来设计电器控制线路，同时也可以用于线路的简化。z 把电器控制线路中的接触器、继电器等电器元件线圈的通电和断电、触头的闭合和断开看成是逻辑变量，通过简单的“逻辑与”、“逻辑或”、“逻辑非”等基本运算，得出其运算结果，此结果即表明电器控制线路的结果。z 对逻辑函数式进行化简，然后
22、由简化的逻辑函数式画出相应的电气原理图，最后再进一步检查、完善，以期得到既满足工艺要求，又经济合理、安全可靠的最佳设计线路。返回返回2.7.2 逻辑设计法1.逻辑与 000100010011图2-46 逻辑与电路 12KM=KAKA表2-4 逻辑与的真值表 1KA2KA12KM=KA KA2.7.2 逻辑设计法2.逻辑或 000101011011图2-47 逻辑或电路 表2-5 逻辑或的真值表 12KM=KA+KA1KA2KA12KM=KA+KA2.7.2 逻辑设计法3.逻辑非 图图2-48表示与继电器常开触头表示与继电器常开触头 相对应的常闭触头相对应的常闭触头 与接触器线圈串联的逻辑非电路
23、。与接触器线圈串联的逻辑非电路。KAKA图2-48 逻辑非电路 1001表2-6 逻辑非的真值表 KAKM=KAKM=KA返回返回2.7.2 逻辑设计法z 逻辑函数的化简可以使电器控制线路简化，可运用逻辑运算的基本公式和运算规律进行化简，表2-7列出了逻辑代数常用的基本公式和运算规律。例:131213KM=KAKA+KAKA+KAKA13312=KAKA+KA+KAKA112=KA+KA KA12=KA+KA互不定律，互不定律，1吸收定律吸收定律z2.8.1加热炉自动上料控制线路z2.8.2 T68镗床控制线路z2.8.3 C650车床电气控制线路分析返回本章首页返回本章首页2.8 典型生产机
24、械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析2023-2-1591z 电气控制线路分析基础y电气控制线路分析的内容与要求x设备说明书设备工作原理，技术性能指标；各操作元器件的用途即功能；电气控制要求；与机械部分的联锁。x电气控制原理图y阅读分析电气原理图的方法与步骤x分析主电路；x分析控制电路x分析辅助电路；x分析联锁与保护环节；x总体检查。2.8 典型生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析主主电电路路应用举例应用举例:KMF1M13 KMR1KMF2M23 KMR2加热炉自动上料控制线路加热炉自动上料控制线路炉门开闭电动机炉门开闭电动机推料机进退电动机推料机进退电动机2.8
25、典型生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析SB1KMF1SB2KMF1KMR1STdSTaKMF2KMF2KMR2STaSTbKMR2KMR2KMF2STbSTcKMR1KMR1KMF1STcSTd炉门开炉门开推料机进推料机进推料机退推料机退炉门闭炉门闭炉炉门门开开推料机进推料机进推料机退推料机退炉炉门门闭闭STdSB2STcSTaSTb 加热炉自动上料控制线路加热炉自动上料控制线路按按 SB2 KMF1 通电通电 M1 正转正转 炉门开炉门开压压 STa KMF1 断电断电 M1停转停转 KMF2 通电通电 M2正转正转推料机进，送料入炉，到料位推料机进，送料入炉，到料位压压
26、STb KMF2 断电断电 KMR2 通电通电 M2 反转反转推料机退，到原位推料机退，到原位 KMR1 断电断电 M1 停转停转 KMR1 通电通电 M1 反转反转炉门闭炉门闭 KMR1 断电断电 M1停转停转 STd 动合触点闭合，为下次循环作准备动合触点闭合，为下次循环作准备压压 STc 压压 STd 加热炉自动上料控制线路动作次序加热炉自动上料控制线路动作次序以镗床以镗床为例，为例，分析其分析其控制线控制线路的应路的应用和控用和控制系统制系统的组成。的组成。图为镗图为镗床电气床电气控制原控制原理图。理图。T68镗床控制原理图镗床控制原理图L1L2L3FU1MKSMnnQKM1KM2FU
27、2KM3RRKM3KRKM4KM5KM5KM6KM7TELFU4Q1XSXPHLSQ5SQ6SBSB1FU3FRKA1KA1KA2SB2KA1KA2KA2SQ3SQ1KM3KA1KA2KTSQKVSB3KM2KM1KVSQ4SQ2KM3SB4KM1KM2KVKM1KM2KT1KM5KM4KM4KM5KM6KM7KM7KM6KT1SQ7SQ8SQ9SQ10SQ9SQ1012n.2.8.2 T682.8.2 T68镗床控制线路镗床控制线路1主轴和进给电动机的控制 1.M1电动机的正反转控制 2.高速与低速的转换 3.M1电动机的停车制动 4.点动控制 5.主轴及进给变速控制（1）停车变速（2）运行
28、中变速 返回本节返回本节2 快速移动 z主轴、工作台和主轴箱的快速移动，由快速手柄并联动行程开关SQ9、SQ10，控制接触器KM6、KM7，从而控制M2 快速移动电动机来实现的。快速手柄扳到中间位置，SQ9、SQ10不被压下，M2 电动机停止转动；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9断开，KM6通电，M2电动机正转；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10断开，KM7通电，M2 电动机反转。返回本节返回本节3工作台或主轴箱与主轴机动进给联锁 z为防止主轴箱或工作台机动进给时出现将花盘刀架或主轴扳到机动进给的误操作，一般都安装一个行程开关SQ5以便与主轴箱和工作台操纵手柄有机械联动，另外在主轴箱上再设置
29、一个行程开关SQ6以便与主轴进给手柄和花盘刀架进给手柄有机械联动。如果主轴箱或工作台的操纵手柄在机动进给时，SQ5断开，此时若将花盘刀架或主轴进给手柄也扳到机动进给位置，SQ6也断开，这样切断了控制电路的来源，所以M1电动机停转，同时，M2电动机也无法开动，从而起到联锁保护的作用。返回本节返回本节L1L2L3FU1MKSMnnQKM1KM2FU2KM3RRKM3KRKM4KM5KM5KM6KM7TELFU4Q1XS XPHLSQ5SQ6SBSB1FU3FRKA1KA1KA2SB2KA1KA2KA2SQ3SQ1KM3KA1KA2KTSQKVSB3KM2KM1KVSQ4SQ2KM3SB4KM1KM
30、2KVKM1KM2KT1KM5KM4KM4KM5KM6KM7KM7KM6KT1SQ7SQ8SQ9SQ10SQ9SQ1012n.2023-2-151002.C650车床电气控制线路分析y 卧式车床的用途x卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削加工机床，主要用来加工各种回转表面、螺纹和端面，并可通过尾架进行钻孔、铰孔和攻螺纹等切削加工。y 组成x床身x主轴x刀架x溜板箱x尾架 2.8.3 C6502.8.3 C650车床电气控制线路分析车床电气控制线路分析2023-2-151012.C650车床电气控制线路分析y车床的主要结构和运动形式x主运动x进给运动x电气制动x正反转x速度调节（机械方法）x冷却
31、液供给电动机x快速移动电动机2.8 典型生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析2023-2-151022.C650车床电气控制线路分析y电力拖动及控制要求x主电动机MA1完成主轴主运动和溜板箱进给运动的驱动，电动机采用直接启动的方式启动，可正反两个方向旋转，并可进行正反两个旋转方向的电气停车制动。为加工调整方便，还应具有点动功能。x电动机MA2拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用直接启动及停止方式，并且为连续工作状态。x主电动机和冷却泵电动机应具有必要的短路和过载保护。x快速移动电动机MA3拖动刀架快速移动。可根据使用需要随时手动控制启停。x应具有安全的局部照明装置。2.8 典型
32、生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析2023-2-151032.C650车床电气控制线路分析y电气控制线路分析x主电路分析x控制电路分析主电动机正反转启动与点动控制主电动机反接制动控制快速移动和冷却泵电动机的控制辅助电路2.8 典型生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析2023-2-151042.8 典型生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析2023-2-15105z 主要内容回顾z 要求y掌握典型控制环节的设计和使用x自锁x互锁x点动x顺序控制x约束条件的使用x时间继电器的使用y三相笼型异步电动机基本控制线路y会使用简单设计法设计简单的控制线路电气控制线路基础电气控制线路基础本章小结本章小结
