资源描述
电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识 三相异步电动机全压起动三相异步电动机全压起动 三相笼型异步电动机降压起动控制电路三相笼型异步电动机降压起动控制电路三相异步电动机的制动控制线路三相异步电动机的制动控制线路 其他典型控制环节其他典型控制环节 电动机控制的保护环节电动机控制的保护环节 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电气控制系统图电气控制系统图:电气原理图电气原理图电器布置图电器布置图电气接线图电气接线图将电气控制系统中各种电气元件及其连将电气控制系统中各种电气元件及其连接用一定图形表示出来接用一定图形表示出来 一、一、电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1.图形、文字符号图形、文字符号）图形符号图形符号通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符）文字符号文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。）主电路各接点标记 三相交流电源引入线采用 L1、L2、L3 标记。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按 U、V、W 顺序标记。分级三相交流电源主电路采用三相文字代号 U、V、W 的前边加上阿拉伯数字 1、2、3 等来标记，如 1U、1V、1W；2U、2V、2W 等。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2.电气原理图电气原理图用国家标准规定的图形符号和文字符号代表各种元件，用国家标准规定的图形符号和文字符号代表各种元件，依据控制要求和各电器的动作原理，用线条代表导线依据控制要求和各电器的动作原理，用线条代表导线连接起来。它包括所有电气元件的导电部件和接线端连接起来。它包括所有电气元件的导电部件和接线端子，但不按电气元件的实际位置来画，也不反映电气子，但不按电气元件的实际位置来画，也不反映电气元件的尺寸及安装方式元件的尺寸及安装方式 绘制电气原理图必须遵循的国家标准绘制电气原理图必须遵循的国家标准 GB4026:1992电器设备接线端子和特定导线线电器设备接线端子和特定导线线 端的识别及应用字母数字系统的通则端的识别及应用字母数字系统的通则。GB/T4728:19962000电气简图用图形符号电气简图用图形符号GB/T6988:19932000电气技术用文件的编制电气技术用文件的编制GB7159:1987电气技术中的文字符号制订通则电气技术中的文字符号制订通则电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 组成电气控制线路的基本电路一个完整的控制电路包括了电源电路、主电路、控制电路和辅助电路四部分。辅助电路又可分辅助电路又可分为信号电路、照明电路和保护电路等。为信号电路、照明电路和保护电路等。1）电源电路：按规定绘成水平线与电源保护和电源开关组成。2）主电路：该电路的通电状态决定了电机的状态。3）控制回路：该电路的通电状态决定了线圈的状态。4）辅助电路：起照明、信号显示、报警等作用。控制过程电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 绘制电气原理图应遵循以下原则绘制电气原理图应遵循以下原则主电路主电路是指从电源到电动机的大电流通过的电路，其是指从电源到电动机的大电流通过的电路，其中电源电路用水平线绘制，受电动力设备及其保护电中电源电路用水平线绘制，受电动力设备及其保护电器支路应垂直于电源电路画出。器支路应垂直于电源电路画出。控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等应垂直控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等应垂直地绘于两条水平电源线之间地绘于两条水平电源线之间。耗能元件的一端应直接。耗能元件的一端应直接连接在电位低的一端，控制触点连接在上方水平线和连接在电位低的一端，控制触点连接在上方水平线和耗能元件之间。耗能元件之间。不论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序不论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，电路可以水平布置也从上到下，从左到右依次排列，电路可以水平布置也可以垂直布置。可以垂直布置。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 在电气原理图中，所有电器元件的图形、文在电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号、接线端子标记必须采用国家规定的字符号、接线端子标记必须采用国家规定的统一标准。统一标准。采用电器元件展开图的画法。同一电器元件采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部分可以不画在一起，但需用同一文字的各部分可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电器元件，符号标出。若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号，例如可在文字符号后加上数字序号，例如KM1、KM2。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 在原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要在原理图中，有直接电联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。黑圆点。绘制电气原理图应遵循以下原则绘制电气原理图应遵循以下原则在原理图中，所有电器按自然状态画出。所有按钮、在原理图中，所有电器按自然状态画出。所有按钮、触点均按电器没有通电或没有外力操作、触点没有触点均按电器没有通电或没有外力操作、触点没有动作的原始状态画出。动作的原始状态画出。在原理图上将图分成若干个图区，并标明该区电路在原理图上将图分成若干个图区，并标明该区电路的用途和作用。在继电器、接触器线圈下方列出触的用途和作用。在继电器、接触器线圈下方列出触点表，说明线圈和触点的从属关系。点表，说明线圈和触点的从属关系。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 某车床的某车床的电气原理电气原理 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电路图常采用在图的下方沿横坐标方向划分的方式，并用数字标明图区。同时在图的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。电路图中技术数据的标注 电路图中元器件的数据和型号（如热继电器动作电流和整定值的标注、导线截面积等）可用小号字体标注在电器代号的下面。图区和触点位置索引电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 3.电器布置图电器布置图电器布置图是表示电气设备上电器布置图是表示电气设备上所有电器所有电器元件的实际位置元件的实际位置，为电气控制设备的安，为电气控制设备的安装、维修提供必要的技术资料。电气元装、维修提供必要的技术资料。电气元件均用粗实线绘制出简单的外形轮廓，件均用粗实线绘制出简单的外形轮廓，机床的轮廓线用细实线或点划线机床的轮廓线用细实线或点划线 某车床的电某车床的电器布置图器布置图 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 4.电气接线图电气接线图电气接线图主要用于安装接线、线路检查、线路维修电气接线图主要用于安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。绘制接线图的原则是：和故障处理。绘制接线图的原则是：应将各电气元件的组成部分画在一起，布置尽量符合应将各电气元件的组成部分画在一起，布置尽量符合电器的实际情况。电器的实际情况。各电器的图形符号、文字符号及接线端子标记均与电各电器的图形符号、文字符号及接线端子标记均与电气原理图一致。气原理图一致。同一控制柜上的电气元件可直接相连，控制柜与外部同一控制柜上的电气元件可直接相连，控制柜与外部器件相连，必须经过接线端子板，且互连线应注明规器件相连，必须经过接线端子板，且互连线应注明规格，一般不表示实际走线。格，一般不表示实际走线。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 某车床的电某车床的电气接线图气接线图 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 案例案例1：在工厂、生活中有很多功率较小的异在工厂、生活中有很多功率较小的异步电动机，如：小型台钻、冷却泵、手电钻等步电动机，如：小型台钻、冷却泵、手电钻等的电动机，由于它们功率较小、拖动的负载较的电动机，由于它们功率较小、拖动的负载较小，一般允许直接起动。对于有些电动机直接小，一般允许直接起动。对于有些电动机直接起动为方便采用开关手动控制，而某些如机床起动为方便采用开关手动控制，而某些如机床上的电动机一般由控制电路实现起动。上的电动机一般由控制电路实现起动。二、三相异步电动机全压起动二、三相异步电动机全压起动 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 降压起动降压起动定子绕组串电阻起动定子绕组串电阻起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动星形星形-三角形降压起动三角形降压起动延边三角形降压起动延边三角形降压起动 起动起动直接起动直接起动手动手动自动自动电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1.手动控制的三相异步电动机直接起动手动控制的三相异步电动机直接起动这种起动这种起动电路只有电路只有主起动电主起动电路，没有路，没有控制电路控制电路，所以无，所以无法实现自法实现自动控制动控制 手动直接起动可通过操手动直接起动可通过操纵刀开关、转换开关、纵刀开关、转换开关、组合开关或自动开关等组合开关或自动开关等手动电器来实现电动机手动电器来实现电动机电源的接通与断开电源的接通与断开 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电动机直接起动控电动机直接起动控电动机直接起动控电动机直接起动控制的电路制的电路制的电路制的电路刀开关控制电动机起停刀开关控制电动机起停电路。若为胶盖闸刀开电路。若为胶盖闸刀开关，由于其断流能力低，关，由于其断流能力低，所控制的电动机功率不所控制的电动机功率不能超过能超过5.5kW。若采用。若采用铁壳开关控制，由于其铁壳开关控制，由于其灭弧能力较强、动作迅灭弧能力较强、动作迅速，因此可用于控制速，因此可用于控制28kW以下的电动机的直以下的电动机的直接起动接起动 刀开关控制电动机的起动刀开关控制电动机的起动时，不能用热继电器对电时，不能用热继电器对电动机实现过载保护，只能动机实现过载保护，只能采用熔断器实现短路保护，采用熔断器实现短路保护，且电路无失压与欠压保护，且电路无失压与欠压保护，对电动机的保护性能较差。对电动机的保护性能较差。同时，由于直接对主电路同时，由于直接对主电路进行操作，安全性能也较进行操作，安全性能也较差，操作频率低，只适合差，操作频率低，只适合电动机容量较小、起动、电动机容量较小、起动、换向不频繁的场合换向不频繁的场合 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电动机直接起动控电动机直接起动控电动机直接起动控电动机直接起动控制的电路制的电路制的电路制的电路断路器控制电动断路器控制电动机起停电路。断机起停电路。断路器除具有手动路器除具有手动操作功能外，在操作功能外，在电路出现故障时电路出现故障时还能通过脱扣器还能通过脱扣器实现自动保护功实现自动保护功能。可通过合理能。可通过合理选用带脱扣器的选用带脱扣器的断路器以实现对断路器以实现对电动机的各种保电动机的各种保护护 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电动机直接起动控电动机直接起动控电动机直接起动控电动机直接起动控制的电路制的电路制的电路制的电路组合开关控制电动机正组合开关控制电动机正反转电路。组合开关由反转电路。组合开关由于无灭弧机构，因此，于无灭弧机构，因此，电动机的功率也不能超电动机的功率也不能超过过5.5kW。且正反向转。且正反向转换时速度不能太快，以换时速度不能太快，以免引起过大的反接制动免引起过大的反接制动电流，影响电器的使用电流，影响电器的使用寿命寿命 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2.接触器控制的直接起动控制电路接触器控制的直接起动控制电路1）电动机单向连续运行直接起动控制电路）电动机单向连续运行直接起动控制电路主电路主电路控制控制电路电路起动起动按钮按钮停止停止按钮按钮自锁自锁触点触点通过自身动合辅助触点保证线圈继续通电的电路称为通过自身动合辅助触点保证线圈继续通电的电路称为自锁电路，起自锁作用的动合辅助触点称为自锁触点自锁电路，起自锁作用的动合辅助触点称为自锁触点 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电路具有的保护环节电路具有的保护环节短路保护。短路保护。主电路和控制电路分别由熔断器主电路和控制电路分别由熔断器FU1和和FU2实现短路保护。实现短路保护。过载保护。过载保护。由热继电器由热继电器FR实现对电动机的实现对电动机的过载保护。过载保护。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 失压保护失压保护电动机正常运转时，电源可能停电，当恢复供电时，电动机正常运转时，电源可能停电，当恢复供电时，如果电动机自行起动，很容易造成设备和人身事故。如果电动机自行起动，很容易造成设备和人身事故。采用带自锁的控制线路后，断电时由于自锁触点已采用带自锁的控制线路后，断电时由于自锁触点已经打开，当恢复供电时，电动机不能自行起动，从经打开，当恢复供电时，电动机不能自行起动，从而避免了事故的发生。而避免了事故的发生。欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行欠压和失压保护作用是按钮、接触器控制连续运行的控制线路的一个重要特点的控制线路的一个重要特点 欠压保护欠压保护 当电源电压由于某种原因而下降时，电动机的转矩当电源电压由于某种原因而下降时，电动机的转矩将显著下降，将使电动机无法正常运转，甚至引起电将显著下降，将使电动机无法正常运转，甚至引起电动机堵转而烧毁。采用具有自锁的控制线路可避免出动机堵转而烧毁。采用具有自锁的控制线路可避免出现这种事故。因为当电源电压低于接触器线圈额定电现这种事故。因为当电源电压低于接触器线圈额定电压的压的75%左右时，接触器就会释放，自锁触点断开，左右时，接触器就会释放，自锁触点断开，同时动合主触点也断开使电动机断电，起到保护作用同时动合主触点也断开使电动机断电，起到保护作用电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2）电动机点动与连续运行控制电路）电动机点动与连续运行控制电路电气设备工作时常常需要进行点动调整，电气设备工作时常常需要进行点动调整，如车刀与工件位置的调整，因此需要用如车刀与工件位置的调整，因此需要用点动控制电路来完成。点动控制是指按点动控制电路来完成。点动控制是指按下按钮时，电动机通电起动、运行，松下按钮时，电动机通电起动、运行，松开按钮电动机断电、停止开按钮电动机断电、停止。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 只有点动控制，只有点动控制，运行时间较短，运行时间较短，主电路不需要主电路不需要接热继电器接热继电器 既有点动控制既有点动控制又有连续控制又有连续控制 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 3.电动机正反向连续运行直接起动控电动机正反向连续运行直接起动控制电路制电路任意调换电源的两根进线任意调换电源的两根进线改变电动机三相电源的相序改变电动机三相电源的相序改变电动机的旋转方向改变电动机的旋转方向实现运动部件正反两个实现运动部件正反两个方向的运动方向的运动电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 接触器控制的电动机可逆运行控制电路接触器控制的电动机可逆运行控制电路 当正反向起当正反向起动按钮同时动按钮同时按下时，接按下时，接触器触器KM1、KM2将同时将同时得电，造成得电，造成主回路相间主回路相间短路。因此，短路。因此，该电路由于该电路由于可靠性很差，可靠性很差，实际中一般实际中一般不采用不采用 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 将将KM1、KM2正反转正反转接触器的动断辅助触点接触器的动断辅助触点互相串联接在对方线圈互相串联接在对方线圈电路中，形成相互制约电路中，形成相互制约的关系，使的关系，使KM1、KM2的线圈不能同时的线圈不能同时得电。这种相互制约的得电。这种相互制约的关系称为关系称为互锁控制互锁控制.这这种由接触器（或继电器）种由接触器（或继电器）动断辅助触点构成的互动断辅助触点构成的互锁称为电气互锁。锁称为电气互锁。此电路必须此电路必须先按下停止先按下停止按钮按钮SB1，然后才能进然后才能进行反向的操行反向的操作。因此，作。因此，此电路只能此电路只能构成正构成正-停停-反的操作顺反的操作顺序序 互锁触点互锁触点电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 将正转起动按将正转起动按钮和反转起动钮和反转起动按钮的动断辅按钮的动断辅助触点串联在助触点串联在对方电路中，对方电路中，构成相互制约构成相互制约的关系。这种的关系。这种方式称为机械方式称为机械互锁互锁 可实现正可实现正-停停-反的控制，也可实现正反的控制，也可实现正-反反-停的控制。但是停的控制。但是这种直接正反转控制电路仅适用于小容量电动机且正反向这种直接正反转控制电路仅适用于小容量电动机且正反向转换不频繁、拖动的机械装置惯量较小的场合转换不频繁、拖动的机械装置惯量较小的场合 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 案例案例2：某企业风机系统的鼓风机功率为：某企业风机系统的鼓风机功率为50 kW，且该企业鼓风机较多，为限制电流，所，且该企业鼓风机较多，为限制电流，所有鼓风机都采用有鼓风机都采用Y-降压起动。由于电流较大，降压起动。由于电流较大，不适合采用手动开关进行不适合采用手动开关进行Y-转换，而采用接转换，而采用接触器、继电器等按时间原则进行的自动起动控触器、继电器等按时间原则进行的自动起动控制。控制制。控制M7475B型磨床的主电动机功率为型磨床的主电动机功率为25kW，由于砂轮一般是空载起动，所以也采，由于砂轮一般是空载起动，所以也采用由控制电路实现的用由控制电路实现的Y-降压起动控制。降压起动控制。三、三、异步电动机降压起动控制异步电动机降压起动控制 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 三相鼠笼型异步电动机的降压起动方法：三相鼠笼型异步电动机的降压起动方法：定子回路串电阻或电抗器定子回路串电阻或电抗器星三角降压起动星三角降压起动电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1）手动切除电阻控制电路）手动切除电阻控制电路1.定子绕组串电阻降压起动控制电路定子绕组串电阻降压起动控制电路起动起动电阻电阻 切换切换按钮按钮起动起动按钮按钮该电路从起动到全该电路从起动到全压运行都是由操作压运行都是由操作人员掌握，很不方人员掌握，很不方便。且若由于某种便。且若由于某种原因导致原因导致KM2不能不能动作时，电阻不能动作时，电阻不能被短接，电动机将被短接，电动机将长期在低电压下运长期在低电压下运行，严重时将烧毁行，严重时将烧毁电动机。因此，应电动机。因此，应对此电路进行改进对此电路进行改进，如加互锁或信号，如加互锁或信号电路电路 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2）自动切除电阻的控制电路）自动切除电阻的控制电路控制过程控制过程:电动机运行时，电动机运行时，接触器接触器KM1、KM2和时间继和时间继电器电器KT线圈线圈都通电，消耗都通电，消耗功率功率 合上电源开关合上电源开关QS、按下起动按、按下起动按钮钮SB2KM1、KT线圈同时通电线圈同时通电KT辅助触辅助触点自锁点自锁KM1主触点接通电源，电动机串主触点接通电源，电动机串电阻起动电阻起动时间继电器时间继电器KT延时结束延时结束，KT动合触点延时闭合动合触点延时闭合接触器接触器KM2线圈线圈通电通电KM2动合辅助触点闭合自动合辅助触点闭合自锁，动断辅助触点断开使锁，动断辅助触点断开使KM1线圈断电，继而线圈断电，继而KT线线圈断电。圈断电。KM2主触点闭合，主触点闭合，切除起动电阻切除起动电阻R，电动机转，电动机转入全压运行入全压运行时间继电器的延时时间时间继电器的延时时间根据电动机起动时间的根据电动机起动时间的长短进行调整。对负载长短进行调整。对负载经常变化的电动机，若经常变化的电动机，若对起动时间控制要求较对起动时间控制要求较高时，需要经常调整时高时，需要经常调整时间继电器的整定值，不间继电器的整定值，不方便方便 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2.星形三角形降压起动控制电路星形三角形降压起动控制电路凡是正常运行时定子绕组接成三角形接法的凡是正常运行时定子绕组接成三角形接法的三相笼型感应电动机，都可采用星形三相笼型感应电动机，都可采用星形三角三角形降压起动。形降压起动。起动效果：起动效果：起动电流和起动转矩只有全压起起动电流和起动转矩只有全压起动时的动时的1/3。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1）手动控制电路）手动控制电路 常用有常用有QX1、QX2两个系列。两个系列。手动星三角手动星三角起动器不带任起动器不带任何保护，要与何保护，要与其他保护电器其他保护电器配合使用配合使用 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 按钮控制的按钮控制的手动星形手动星形三角形起动三角形起动电路电路 此电路采用按钮此电路采用按钮手动控制星形手动控制星形三角形的切换，三角形的切换，同样存在操作不同样存在操作不方便，切换时间方便，切换时间不易掌握的缺点不易掌握的缺点可采用时间继电可采用时间继电器控制的自动器控制的自动“Y-D”降压起动降压起动控制控制 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2）自动星三角降压起动控制电路）自动星三角降压起动控制电路电路电路控制控制过程过程电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 说明说明 星三角降压起动的电路简单、成本低。星三角降压起动的电路简单、成本低。起动时起动电流降低为直接起动电流动三分起动时起动电流降低为直接起动电流动三分之一，起动转矩也降为直接起动转矩的三分之一，起动转矩也降为直接起动转矩的三分之一，这种方法仅仅适合于电动机轻载或空之一，这种方法仅仅适合于电动机轻载或空载起动的场合载起动的场合 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 案例案例3：电动机自由停车的时间较长，随惯性大电动机自由停车的时间较长，随惯性大小而不同，而某些生产机械要求迅速、准小而不同，而某些生产机械要求迅速、准确地停车，如镗床、车床的主电动机需快速确地停车，如镗床、车床的主电动机需快速停车；起重机为使重物停位准确及现场安全停车；起重机为使重物停位准确及现场安全要求，也必须采用快速、可靠的制动方式要求，也必须采用快速、可靠的制动方式 制动：制动：机械制动和电气制动机械制动和电气制动 电气制动：电气制动：在电动机转子上加一个与转向相反在电动机转子上加一个与转向相反的制动电磁转矩，使电动机转速迅的制动电磁转矩，使电动机转速迅速下降，或稳定在另一转速速下降，或稳定在另一转速 反接制动反接制动能耗制动能耗制动常用常用四、四、三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动 控制线路控制线路电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1.三相异步电动机能耗制动控制电路三相异步电动机能耗制动控制电路 能耗制动是指电动机脱离交流电源后，立能耗制动是指电动机脱离交流电源后，立即在定子绕组的任意两相中加入一直流电即在定子绕组的任意两相中加入一直流电源，在电动机转子上产生一制动转矩，使源，在电动机转子上产生一制动转矩，使电动机快速停下来电动机快速停下来。能耗制动采用直流电源，故也称为能耗制动采用直流电源，故也称为直流制动直流制动。按控制方式有按控制方式有时间原则时间原则与与速度原则速度原则。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1）按速度原则控制的电动机单向运行能耗制按速度原则控制的电动机单向运行能耗制动控制电路动控制电路 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 假设速度继电器假设速度继电器的动作值调整为的动作值调整为120r/min，释放，释放值为值为100 r/min。合上开关合上开关QS，按，按下起动按钮下起动按钮SB2 SB1动合触点后闭合，动合触点后闭合，使使KM2线圈通电自锁。线圈通电自锁。KM2主触点闭合，交流主触点闭合，交流电源经整流后经限流电电源经整流后经限流电阻向电动机提供直流电阻向电动机提供直流电源，在电动机转子上产源，在电动机转子上产生一制动转矩，使电动生一制动转矩，使电动机转速迅速下降机转速迅速下降 KM1通电自锁，通电自锁，电动机起动电动机起动 当转速上升至当转速上升至120 r/min，KV动合触点动合触点闭合，为闭合，为KM2通电作通电作准备。电动机正常运准备。电动机正常运行时，行时，KV动合触点动合触点一直保持闭合状态一直保持闭合状态 停车时，按下停车按停车时，按下停车按钮钮SB1SB1动断触动断触点首先断开，使点首先断开，使KM1断电接触自锁，主回断电接触自锁，主回路中，电动机脱离三路中，电动机脱离三相交流电源相交流电源 当转速下降至当转速下降至100 r/min，KV动合触点断开，动合触点断开，KM2断电释放，切断直断电释放，切断直流电源，制动结束流电源，制动结束 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2）按时间原则进行控制的电动机可逆运行按时间原则进行控制的电动机可逆运行能耗制动控制电路能耗制动控制电路 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2.三相异步电动机反接制动控制电路三相异步电动机反接制动控制电路 反接制动是利用改变电动机电源的相序，反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法因而产生制动转矩的一种制动方法 制动迅速，效果好，但冲击大。制动迅速，效果好，但冲击大。一般用于电动机需快速停车的场合。一般用于电动机需快速停车的场合。特点特点:为了减小冲击电流为了减小冲击电流u 通常要求在电动机主电路中串接一定的通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流。电阻以限制反接制动电流。u 对电源反接制动的另一个要求是在电动机对电源反接制动的另一个要求是在电动机转速接近于零时，必须及时切断反相序电源，转速接近于零时，必须及时切断反相序电源，以防止电动机反向再起动。以防止电动机反向再起动。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电路控制过程电路控制过程电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 五、其他典型控制环节五、其他典型控制环节 案例案例4：下图是一台：下图是一台X53K立式铣床，它是一种常用的立式铣床，它是一种常用的加工设备，由底座、床身、悬梁、工作台、升降台等加工设备，由底座、床身、悬梁、工作台、升降台等组成，其电源开关安装在图中所示床身组成，其电源开关安装在图中所示床身A处，按钮分处，按钮分别位于床身和工作台前的别位于床身和工作台前的A、B两处。当需要进行铣削两处。当需要进行铣削加工时，必须先在加工时，必须先在A处合上总电源，而起动和停止可处合上总电源，而起动和停止可在在A、B任意一处进行，即可在任意一处进行，即可在A处起动，处起动，A或或B处停处停止，也可在止，也可在B处起动，处起动，A或或B处停止。是一种典型的两处停止。是一种典型的两地控制方式。地控制方式。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 1.多地控制电路多地控制电路位置位置A装有起动装有起动按钮按钮SB2、停止、停止按钮按钮SB1，在，在B位置装有启动位置装有启动按钮按钮SB4、停、停止按钮止按钮SB3，则在则在A、B两位两位置都能实现对置都能实现对电动机的起停电动机的起停 控制控制控制原则：控制原则：起动按钮并联，停止按钮串联起动按钮并联，停止按钮串联 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2.顺序起停控制电路顺序起停控制电路正序起动，同时停正序起动，同时停止或单独停止止或单独停止M2 正序起动正序起动逆序停止逆序停止 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 3.间歇运行控制间歇运行控制如用如用KM主触点控制主触点控制电动机，则此电路可电动机，则此电路可实现电动机间歇运行实现电动机间歇运行控制控制电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 4.自动往返控制环节自动往返控制环节运动部件自动往返示意图运动部件自动往返示意图 两端限位行程开关两端限位行程开关 正反向极限保护用行程开关正反向极限保护用行程开关 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 当部件运动到使其上当部件运动到使其上的撞块的撞块B压下行程开压下行程开关关SQ2时，时，SQ2动断动断触点断开，触点断开，KM1失电失电释放，释放，SQ2动合触点动合触点闭合，使闭合，使KM2得电自得电自锁，电动机正转变为锁，电动机正转变为反转，拖动运动部件反转，拖动运动部件朝右运动朝右运动 当撞块当撞块A压下行程开关压下行程开关SQ1时，电动机又由反转时，电动机又由反转变正转。如此周而复始，变正转。如此周而复始，运动部件即在受限制的行运动部件即在受限制的行程范围内进行往返运动程范围内进行往返运动 KM1通电自锁，通电自锁，电动机正转，拖电动机正转，拖动运动部件向左动运动部件向左运动运动 合上开关合上开关QS，按下，按下起动按钮起动按钮SB2电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 六、六、电动机控制的保护环节电动机控制的保护环节 1.短路保护电机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。短路电流可能使电器设备损坏，因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切断电源。常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。由于熔断器价格便宜，断弧能力强，所以一般电路几乎无例外地用它作短路保护。但是熔体的品质、老化及环境温度等因素对其动作值影响很大。用其保护电动机时，可能只有一相熔体烧断而造成电动机单相运行，用自动开关作短路保护则能克服这些缺陷。当出现短路时，其电流线圈动作，将整个开关跳开，三相电源同时被切断。自动开关还兼有过载保护和欠压保护，不过其结构复杂，价格贵，不宜频繁操作，一般用在要求高的场合。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 2.过电流保护 电动机不正确地起动或负载转矩剧烈增加会引起电动机过电流运行。一般情况下这种过电流比短路电流小，但比电动机额定电流却大得多。在电动机运行过程中产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转起动的重复短时工作制的电动机中更是如此。过电流的危害虽没有短路那么严重，但同样会造成电动机的损坏。原则上，短路保护所用元件可以用作过电流保护，不过断弧能力可以要求低些，完全可以利用控制电动机的接触器来断开过电流，因此常用瞬时动作的过电流继电器与接触器配合起来作过电流保护，过电流继电器作为测量元件，接触器作为执行元件断开电路。电气控制与电气控制与PLCPLC模模模模块块块块二二二二控控控控制制制制电电电电路路路路基基基基本本本本环环环环节节节节 3.过载保护电动机长期超载运行，绕组温升将超过其允许值，造成绝缘材料变脆，寿命减少，严重时会使电机损坏。过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。常用的过载保护元件是热继电器。由于热惯性的原因，热继电器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，所以在使用热继电器作过载保护的同时，还必须设有短路保护，选作短路保护的熔断器熔体的额定电流不应超过4倍热继电器发热元件的额定电流。电气控制与电气控制与PLCPLC模模
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