电气控制线路讲义.ppt

第二章 电气控制线路,电气控制：,通过电气自动控制方式来控制生产过程电气控制线路：,把各种有触点的接触器、继电器以及按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路电路图较直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强；通用性、灵活性差，可靠性差特点：,一、电气原理图构成,分为主电路与辅助电路两个部分主电路是电气控制线路中强电流通过的部分，是由电机以及与它相连接的电气元件如组合开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等组成的线路辅助电路中通过的电流较小，包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路控制电路是由按钮、继电器和接触器的吸引线圈和辅助触点等组成信号电路是附加的，如果将它从辅助电路中分开，并不影响辅助电路工作的完整性第一节 绘 图 原 则,根据简单清晰的原则，原理图采用电气元件展开的形式绘制它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，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尺寸大小二、绘制电气原理图的原则,①所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示②主电路用粗实线绘制在图的左侧或上方，辅助电路用细实线绘制在图的右侧或下方。

④在原理图中，同一电器的不同部分（线圈、触点）应根据便于阅读的原则安排在图中，为了表示是同一元件要在电器的不同部分使用同一文字符号来标明对于同类电器，必须在名称后或下标加上数字序号以区别，如 KM1、KM2等③无论是主电路还是辅助电路或其元件，均应按功能布置，各元件尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排列⑤所有电器的可动部分均以自然状态（各种电器在没有通电和没有外力作用时的状态）画出⑥原理图上应尽可能减少线条和避免线条交叉各导线之间有电的联系时，在导线的交点处画一个实心圆点根据图面布置的需要，可以将图形符号旋转900、1800或450绘制一般地，原理图的绘制要求层次分明，各电气元件以及它们的触点安排要合理，并保证电气控制线路运行可靠，节省连接导线，便于施工、维修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，图区的编号一般写在图的下部图的上方设有用途栏，用文字注明该栏对应电路或元件的功能，以利于理解原理图各部分的功能及全电路的工作原理三、图面区域的划分,电气原理图实例,第二节 基本控制环节,一、点动、连续运转控制,1、点动控制,控制要求：按下按钮电机起动，松开按钮电机停车。

FU1,FU2,KM,KM,SB,QS,U V W,,松开SB，KM线圈断电，主触点断开，电动机停止合上QS，按下SB，KM线圈吸合，KM 主触点闭合，电动机运转2、连续运转控制,控制要求：按下起动按钮电机起动并连续运转，松开按钮电机工作不受影响；按下停车按钮电机停止转动FR,FR,FU1,FU2,KM,KM,KM,SB1,SB2,QS,U V W,合上QS，按下SB1，KM线圈吸合，KM 主触点闭合，电动机起动同时KM辅助常开触点闭合，电机连续运转按下SB2，KM线圈断电，主触点、辅助触点断开，电动机停止特点：,依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电,----自锁自锁环节有对命令的“记忆”功能线路保护环节：,a、短路保护,b、过载保护,c、欠压保护,d、失压保护,3、既能点动又能连续运转的控制,？,如果接触器断电后,衔铁释放时间拖长并超过点动按钮SB3的复位时间,后果怎样二、正反转控制,控制要求： 实现正、反转的连续运转控制FR,FU2,KM1,KM1,SB1,SB3,SB2,KM2,KM2,KM2,缺点,KM1,KM2,解决：,加互锁在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（联锁）。

缺点,KM1,,,,解决：,加按钮互锁（双联锁）当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的常闭触点当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的常闭触点控制规律,,讨论1,,有问题吗？,正反转控制 接线要点是什么？,讨论2,,设接触器线圈电压 为380V，如何引出 控制电路电源线？,,三、顺序控制,控制要求：,两台电动机M1、M2，M1先起动后M2才能起动；按下停止按钮，两台电动机同时停车KM1,解决：,,,KM2,KM1,,,,,FU2,,,,,,,,控制要求：,两台电动机M1、M2，M1先起动后M2才能起动；按下停止按钮，两台电动机同时停车，M2能单独停车两台电动机M1、M2，M1先起动后M2才能起动；按下停止按钮，M2先停车后M1才能停车当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作时，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常开触点当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的常开触点并联在甲接触器的停止按钮两端控制规律,,控制特点：,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。

现有四个程序电路需要依次的执行,？,这种先后顺序关系称为联锁 G1～G4分别表示第一至第四程序的执行电路K1～K4分别表示G1～G4程序执行完成时发出的控制信号SB5、SB6分别为起动和停止按钮四、多地（点）控制,控制要求：,无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行两地起动,两地停车,控制规律,,多地控制电路需设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置 起动按钮的常开触点要并联，停止按钮的常闭触点要串联五、多条件控制,控制要求：,电机（电路）的起动与停止控制需要多个条件多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联控制规律,,1.自锁——接触器常开触点与按钮常开触点相并联2.互锁——两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中3.点动——无自锁环节4.多地——按钮的常开触点并联、常闭触点串联5.多条件——按钮的常开触点串联、常闭触点并联讨论,1、起动时，按下起动按钮SB1电动机旋转，松开立即停车2、起动不起来3、接通电源引入开关QS，并按下起动按钮SB1后：,a、接触器KM不动作b 、接触器KM动作，电动机不转动。

c、电动机不转动，但有嗡嗡声及振动d、接触器KM颤动，且噪声很大第三节 基本控制方法,电气控制线路是为生产工艺所提出的各种各样的控制要求而服务的生产工艺过程的变化将伴随一些物理量，电气控制就是要准确地测量和反映这些参数的变化并能根据这些参数的变化来实现自动控制行程控制,时间控制,速度控制,?,一、行程控制,怎样实现工作台的自动往返运动,?,如何实现全行程往返控制,如何实现超行程控制,二、时间控制,,,KMY,KMY,KM△,FR,KM,,,?,怎样实现Y--△起动控制,QF,工作过程：,按SB1,,KM通电，自锁,,KMY通电,KT通电,,Y接起动,,延时,KMY常闭开，断开KM△,,KT常闭开，解除Y接,KT常开闭,,KM△通电△接运行,KM△常闭开，解除KT,能耗制动控制线路,定时控制例一：,控制要求：,定时控制例二：,顺序控制,M1 起动后，M2延时5s自行起动； M2 可单独停车SB2 ,,控制电路,,,单向反接制动控制线路,三、速度控制,?,怎样实现反接制动控制,双向反接制动控制线路,a)三角形连接,b)双星形连接,②短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或缩短使用寿命。

第四节 电气控制线路中的保护,电气系统故障可能引起的严重后果：,①短路电流通过短路点燃起电弧，致使电气设备烧坏甚至烧毁，严重时会引发火灾③造成电网电压下降，波及其他用户和设备，使正常工作和生产遭到破坏甚至使事故扩大，造成整个配电系统瘫痪④最常见的不正常工作情况是过负荷长时间过负荷会使载流设备和绝缘的温度升高，而使绝缘加速老化或设备遭受损坏，甚至引起故障将保护电器检测的信号，经过变换或放大后去控制被保护对象，当电流达到整定值时保护电器动作一、电流型保护,电流型保护的基本原理：,绝缘损坏、负载短接、接线错误等故障1、短路保护,a、发生短路的原因：,b、保护的常用方法：,采用熔断器、,自动空气开关短路保护要求具有瞬动特性过电流保护是区别于短路保护的另一种电流型保护，一般采用过电流继电器，过电流继电器的特点是动作电流值比短路保护的电流值小，一般不超过2.5Ie2、过电流保护,过电流保护也要求有瞬动保护特性，即只要过电流值达到整定值，保护电器立即切断电源过载也是指电动机运行电流大于其额定电流，但超过额定电流的倍数更小些通常在1.5 Ie以内3、过载保护,过载保护是采用热继电器 FR与接触器 KM配合动作的方法完成保护的。

过载保护要求保护电器具有反时限特性断相保护通常采用专门为断相运行而设计的断相保护热继电器4、断相保护,5、欠电流保护,欠电流保护是指被控制电路电流低于整定值时动作的一种保护通常用欠电流继电器来实现二、电压型保护,1、失压保护,电机正常工作时因电源电压消失而停转，为防止电压恢复时电动机的自行启动或电气元件的自行投入工作而设置的保护采用接触器及按钮控制、,零压继电器电动机或电气元件在正常运行中，电网电压降低到额定电压的60％～80％时，就要求能自动切除电源而停止工作，这种保护称为欠电压保护2、欠电压保护,b、电网电压降低到 额定值的 60％时，控制线路中的各类交流接触器、继电器既不释放又不能可靠吸合，处于抖动状态（有很大噪声）， 线圈电流增大，既不能可靠工作，又可能造成电气元件和电动机的烧毁电网电压降低对控制线路的影响：,a、在负载一定的情况下，电动机电流将增加；,采用接触器及按钮控制，以及空气开关或专门的电磁式欠电压继电器与接触器配合来进行欠电压保护3、过电压保护,另外，直流电磁机构、电感量大的一类负载如电磁铁、电磁吸盘等，需设置相应的泄放回路（圈两端并联一个电阻，电阻串电容或二极管串电阻等形式）来进行过电压保护。

采用专门的过电压继电器与接触器配合来进行过电压保护一些生产机械的运动部件的行程和相对位置，往往要求限制在一定范围内，必须有适当的位置保护三、其他保护,1、位置保护,可以采用行程开关、干簧继电器，也可以采用非接触式接近开关等电气元件通常是将开关元件的常闭触点串联在接触器控制电路中，当运动部件到达设定位置时，开关动作常闭触点打开而使接触器失电释放，于是运动部件停止运行在电气控制线路设计中，常要对生产过程中的温度、压力（液体或气体压力）、流量、运动速度等设置必要的控制与保护，将以上各物理量限制在一定范围以内，以保证整个系统的安全运行2、温度、压力、流量、转速等物理量的保护,需要采用各种专用的温度、压力、流量、速度传感器或继电器，在控制回路中串联一些受这些参数控制的常开或常闭触点，然后通过逻辑组合、联锁等实现控制在电力拖动系统中，应根据不同的工作况，对电动机设置一种或几种保护措施保护元件有多种；对于同一种保护要求，可选用不同的保护元件在选用保护元件时，应考虑报护元件自身的保护特性、电动机的容量和电路复杂情况，以及经济性等问题同时，在电机的控制线路中设置电气联锁和机械联锁为保证生产工艺要求的实现和电路安全可靠地运行。

注意：,第五节 电气控制系统分析,电气控制系统是机械设备的重要组成部分，是保证机械设备各种运动的准确与协调、生产工艺各项要求得以满足、工作安全可靠及操作自动化的主要技术手段了解电气控制系统对于机械设备的正确安装、调整、维护与使用都是必不可少的在分析典型生产机械的电气控制系统时，首先应对其机械结构及各部分的运动特征有清楚了解其次，由于现代生产机械多采用机械、液压和电气相结合的控制技术，并以电气控制系统技术作为连接中枢，所以应树立机、电、液相结合的整体概念，注意它们之间的协调关系。