电气控制线路基础.ppt

★★第第2 2章章 电气控制线路基础电气控制线路基础目的：目的： 掌握电气控制线路的图形、文字符号及一般掌握电气控制线路的图形、文字符号及一般的绘制原则，学习由电器元件组成的鼠笼式三的绘制原则，学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步相交流异步电动机电动机起起、、停，正反转，多地，多停，正反转，多地，多条件控制电路的基本原理条件控制电路的基本原理；降压；降压起动控制电路起动控制电路；；制动控制电路制动控制电路；；变极调速变极调速电气控制线路的简电气控制线路的简单设计方法单设计方法要求：要求： 领会常用控制电路的设计思想，学会分析基领会常用控制电路的设计思想，学会分析基础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路练画出这些电路本章内容本章内容 1.电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则2.三相笼型异步电动机的基本控制线路三相笼型异步电动机的基本控制线路3.三相笼型异步电动机降压启动控制线路三相笼型异步电动机降压启动控制线路4.三相笼型异步电动机制动控制线路三相笼型异步电动机制动控制线路5.三相笼型异步电动机速度控制线路三相笼型异步电动机速度控制线路6.变频调速与变频器的使用变频调速与变频器的使用7.电气控制线路的简单设计法电气控制线路的简单设计法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2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 1.什么是电气控制线路？什么是电气控制线路？n用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。

来，并实现某种特定控制要求的电路 2.什么是电气控制系统图？什么是电气控制系统图？n为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图就是电气控制系统图3.电气控制系统图的种类电气控制系统图的种类 （电气原理图、电气布置图、电（电气原理图、电气布置图、电气安装接线图）气安装接线图）4.电气原理图电气原理图2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 1.常用电气图形和文字符号常用电气图形和文字符号n电气图形符号和文字符号的国家标准电气图形符号和文字符号的国家标准l演化历史演化历史l 现状现状ü图形符号基本上是统一的国家标准图形符号基本上是统一的国家标准ü文字符号还在使用已废止的文字符号还在使用已废止的GB 7159—1987《《电气技术中的文字符电气技术中的文字符号制订通则号制订通则》》 n目前电气图形符号和文字符号相关的国家标准介绍目前电气图形符号和文字符号相关的国家标准介绍l参考教材上的讲解参考教材上的讲解ü本教材是第一本全面采用电气文字符号新国家标准的教材本教材是第一本全面采用电气文字符号新国家标准的教材2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则 6.电气控制线路图的绘制原则电气控制线路图的绘制原则n绘制电气原理图时应遵循的原则绘制电气原理图时应遵循的原则 l电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。

电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分l主电路主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成机等组成l辅助电路辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小辅助电路包括控制电路、照明电路、的电流比较小辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路其中控制电路是由按钮、接触信号电路和保护电路其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成电器触点等组成 n绘制绘制电气原理图电气原理图时应遵循的原则时应遵循的原则 l电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示规定的图形符号和文字符号表示l电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。

主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排安排主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方无论主电路还是辅助电路，均按在图面右侧或下方无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列l电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号对于在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别如同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别如两个接触器，可用两个接触器，可用QA1、、QA2文字符号区别文字符号区别2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 n绘制电气原理图时应遵循的原则绘制电气原理图时应遵循的原则 l电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出对于继电器、接触器的没有外力作用时的状态画出。

对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出按未受外力作用时的状态画出l电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉各电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点根导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转时针方向旋转90°，但文字符号不可倒置但文字符号不可倒置2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 n图面区域的划分图面区域的划分l图纸上方的图纸上方的1、、2、、3…等数字是图区的编号，它是为等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的图区编号也可设置在图的下方图区编号也可设置在图的下方l图区编号下方的文字表明它对应的下方元件或电路的图区编号下方的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。

功能，以利于理解全部电路的工作原理2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 n符号位置的索引符号位置的索引l当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用l接触器、继电器的线圈、触点的索引方法接触器、继电器的线圈、触点的索引方法ü接触器接触器ü继电器继电器2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 7.电气安装接线图电气安装接线图n电气安装接线图用于电气设备和电器元件的安装、配线、维护和检修电气安装接线图用于电气设备和电器元件的安装、配线、维护和检修电器故障图中标示出各元器件之间的关系、接线情况以及安装和敷电器故障图中标示出各元器件之间的关系、接线情况以及安装和敷设的位置等，对某些较为复杂的电气控制系统或设备，当电气控制柜设的位置等，对某些较为复杂的电气控制系统或设备，当电气控制柜中或电气安装板上的元器件较多时，还应该画出各端子排的接线图中或电气安装板上的元器件较多时，还应该画出各端子排的接线图。

n一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用n绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：l必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图l各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致电器元件的位置应与实际安装位置一致l不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接l走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示画连接线时，应标走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 1.电器元件布置图电器元件布置图n电器元件布置图主要用来表明电气设备或系统中所有电器元器件的实电器元件布置图主要用来表明电气设备或系统中所有电器元器件的实际位置，为制造、安装、维护提供必要的资料。

际位置，为制造、安装、维护提供必要的资料n电器元器件布置图的设计应遵循以下原则：电器元器件布置图的设计应遵循以下原则：l必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图l相同类型的电器元件布置时，应把体积较大和较重的安装在控制柜或面板相同类型的电器元件布置时，应把体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方l发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，但热继电器一般安发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，但热继电器一般安装在接触器的下面，以方便与电机和接触器的连接装在接触器的下面，以方便与电机和接触器的连接l需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作装位置应高低适宜，以便工作人员操作l强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入l电器元器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观电器元器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观2.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则制原则 1.概述概述n三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大。

三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大n其电气控制线路图大都由继电器接触器和按钮等其电气控制线路图大都由继电器接触器和按钮等有触点的电器组成有触点的电器组成2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路1.2.1 全压启动控制线路全压启动控制线路n这是最基本的电动机控这是最基本的电动机控制线路是任何一个电制线路是任何一个电气工程师需要熟记于心气工程师需要熟记于心的电路n组成：组成：l主电路主电路l控制线路控制线路2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路1.2.1 全压启动控制线路全压启动控制线路n工作原理工作原理l启动过程启动过程l操作过程操作过程l重要概念：重要概念：这种依靠接这种依靠接触器本身辅助触点使其触器本身辅助触点使其线圈保持通电的现象称线圈保持通电的现象称为为自锁自锁起自锁作用的起自锁作用的触点称为自锁触点触点称为自锁触点l停止过程停止过程●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路2.2.1 全压启动控制线路全压启动控制线路n控制线路的保护环节控制线路的保护环节l短路保护：短路保护：FAl过载保护：过载保护：BBl失压和欠压保护失压和欠压保护: QA2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路2.2.2 正反转控制线路正反转控制线路n生产实际的需要生产实际的需要n工作原理工作原理n工作过程工作过程l基本控制线路（不能使用）基本控制线路（不能使用）l正－停－反正－停－反ü重要概念：重要概念：将其中一个接将其中一个接触器的常闭触点串入另一个接触器的常闭触点串入另一个接触器线圈电路中，则任一接触触器线圈电路中，则任一接触器线圈先带电后，即使按下相器线圈先带电后，即使按下相反方向按钮，另一接触器也无反方向按钮，另一接触器也无法得电，这种联锁通常称为法得电，这种联锁通常称为互互锁锁，即二者存在相互制约的关，即二者存在相互制约的关系。

系 l正－反－停正－反－停2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路正反向工作的控制电路正反向工作的控制电路2.2.3 点动控制线路点动控制线路n生产实际的需要生产实际的需要n工作过程工作过程2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路2.2.4 多点控制线路多点控制线路n生产实际的需要生产实际的需要n工作过程工作过程●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路2.2.5 顺序控制线路顺序控制线路n生产实际的需生产实际的需要要n类型类型l基于动作先基于动作先后顺序后顺序l基于时间控基于时间控制制n工作过程工作过程●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路2.2.6 自动循环控制线路自动循环控制线路n生产实际的需要生产实际的需要n工作过程工作过程●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.2 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机的基本控制线路的基本控制线路综合基本电路的结构特点：基本电路的结构特点：1.1.自锁自锁————接触器常开触点与按钮常开触点相并联接触器常开触点与按钮常开触点相并联。

2.2.互锁互锁————两个两个接触器的常闭触点串联接触器的常闭触点串联在在对方线圈的对方线圈的电路中电路中3.3.点动点动————无无自锁环节自锁环节4.4.多地多地————按钮的常开触点并联、常闭触点串联按钮的常开触点并联、常闭触点串联5.5.多条件多条件————按钮的常开触点串联、常闭触点并联按钮的常开触点串联、常闭触点并联1.概述概述n为什么要进行降压启动控制？为什么要进行降压启动控制？n降压启动的过程降压启动的过程n降压启动方法降压启动方法l定子电路串电阻（或电抗）定子电路串电阻（或电抗）l星形星形—三角形三角形l自耦变压器自耦变压器l延边三角形延边三角形l使用软启动器使用软启动器l使用变频器使用变频器 2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.星形星形—三角形降压启动控制线路三角形降压启动控制线路n降压启动原理降压启动原理l启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的为额定值的1/ ，，Y形连接时，加在电动机定子绕组上的电流是形连接时，加在电动机定子绕组上的电流是Δ连连接接时时的的1/3，，从而减小了启动电流对电网的影响。

当转速接近额定转从而减小了启动电流对电网的影响当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转n工作过程工作过程 l主电路为什么像这样连接？主电路为什么像这样连接？l工作过程工作过程2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.星形星形—三角形降压启动控制线路三角形降压启动控制线路n特点和适用场合特点和适用场合l优点：启动电流特性好，结构简单，价格低；优点：启动电流特性好，结构简单，价格低；l缺点：由于启动转矩也降低到了原来的缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差所以转矩特性差l适合于轻载或空载启动的场合适合于轻载或空载启动的场合2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.自耦变压器降压启动控制线路自耦变压器降压启动控制线路n降压启动原理降压启动原理n工作过程工作过程 2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.自耦变压器降压启动控制线路自耦变压器降压启动控制线路n特点及适用场合特点及适用场合l优点：启动时对电网的电流冲击小，功率损耗小。

优点：启动时对电网的电流冲击小，功率损耗小l缺点：自耦变压器相对结构复杂，价格较高缺点：自耦变压器相对结构复杂，价格较高l这种线路主要用于较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的影这种线路主要用于较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的影响2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.软启动器及其使用软启动器及其使用n使用场合及特点使用场合及特点l在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动装置，它采用电子启在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动装置，它采用电子启动方法l主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调节，另外还具有对电动机和软启动器本身的热保护、限制转矩和电节，另外还具有对电动机和软启动器本身的热保护、限制转矩和电流冲击、三相电源不平衡、缺相、断相等保护功能和实时检测并显流冲击、三相电源不平衡、缺相、断相等保护功能和实时检测并显示如电流、电压、功率因数等参数的功能示如电流、电压、功率因数等参数的功能n原理：原理：利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通角，改变其输出电压，达到通过调压方式来控制启动电流和角，改变其输出电压，达到通过调压方式来控制启动电流和启动转矩。

启动转矩P66 图图2-10）） 2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.软启动器及其使用软启动器及其使用n软启动器的控制功能软启动器的控制功能l斜坡升压启动方式斜坡升压启动方式ü此种启动方式一般可设定启动初始电压此种启动方式一般可设定启动初始电压Uqo和启动时间和启动时间t1这种启动方这种启动方式关闭电流反馈，属式关闭电流反馈，属开环控制方式开环控制方式，在电动机启动过程中，电压线性逐，在电动机启动过程中，电压线性逐渐增加，在设定的时间内达到额定电压渐增加，在设定的时间内达到额定电压l转矩控制及启动电流限制启动方式转矩控制及启动电流限制启动方式ü此种启动方式一般可设定启动初始力矩此种启动方式一般可设定启动初始力矩Tqo、启动阶段力矩限幅、启动阶段力矩限幅TLI、力、力矩斜坡上升时间矩斜坡上升时间t1和启动电流限幅和启动电流限幅ILI这种启动方式引入电流反馈，通这种启动方式引入电流反馈，通过计算间接得到负载转矩，属过计算间接得到负载转矩，属闭环控制方式闭环控制方式由于控制目标为转矩，故由于控制目标为转矩，故软启动器输出电压为非线性上升。

软启动器输出电压为非线性上升 ü此种控制方式可以使电动机以最佳的启动加速度、以最快的时间完成平此种控制方式可以使电动机以最佳的启动加速度、以最快的时间完成平稳的启动，是应用最多的启动方式稳的启动，是应用最多的启动方式2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路1.软启动器及其使用软启动器及其使用n软启动器的控制功能软启动器的控制功能l电压提升脉冲启动方式电压提升脉冲启动方式ü此种启动方式一般可设定电压提升脉冲限幅此种启动方式一般可设定电压提升脉冲限幅ULI升压脉冲宽度一般为升压脉冲宽度一般为5个电源周波，即个电源周波，即100ms在启动开始阶段，晶闸管在极短时间内按设定在启动开始阶段，晶闸管在极短时间内按设定升压幅值启动，可得到较大的启动转矩，此阶段结束后，转入转矩控制升压幅值启动，可得到较大的启动转矩，此阶段结束后，转入转矩控制及启动电流限制启动该启动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的启及启动电流限制启动该启动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的启动场合l转矩控制软停车方式转矩控制软停车方式 l制动停车方式制动停车方式ü能耗制动方式能耗制动方式2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路4.软启动器及其使用软启动器及其使用n使用举例：使用举例：TE的的Altistart46l具有通用软启动器的各种功能具有通用软启动器的各种功能l电动机单向运行，带旁路接触器、软启动、软停车或自由停车控制线路电动机单向运行，带旁路接触器、软启动、软停车或自由停车控制线路 ü端子功能端子功能•L1/L2/L3,A1/A2/A3,T1/T2/T3,A2/B2/C2•PL•STOP,RUN•C,400üKF1,KF2输出继电器的作用输出继电器的作用•KF1:可编程内部继电器，可作为故障继电器，也可作为隔离继电器。

当可编程内部继电器，可作为故障继电器，也可作为隔离继电器当KF1设置为故障继电器时，当软启动器控制电源上电时，设置为故障继电器时，当软启动器控制电源上电时，KF1闭合，当软启闭合，当软启动器发生故障时，动器发生故障时，KF1断开；当断开；当KF1设置为隔离继电器时，若软启动器接收设置为隔离继电器时，若软启动器接收到启动信号，到启动信号，KF1闭合，当软启动器软停车结束时、或在软启动器在自由停闭合，当软启动器软停车结束时、或在软启动器在自由停车模式下接收到停车信号时、或在运行过程中出现故障，车模式下接收到停车信号时、或在运行过程中出现故障，KF1断开•KF2：：启动结束继电器当软启动器完成启动过程后，启动结束继电器当软启动器完成启动过程后，KF2闭合，当软启动闭合，当软启动器接收到停车信号或出现故障时，器接收到停车信号或出现故障时，KF2断开2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路三线控制方式编程输出继电器启动结束继电器1.软启动器及其使用软启动器及其使用n使用举例：使用举例：TE的的Altistart46l单台软启动器启动多台电机举例单台软启动器启动多台电机举例ü注意外部旁路的区别注意外部旁路的区别üKF1,KF2输出继电器的作用输出继电器的作用•在一台电动机启动结束后，软启动器被外部旁路。

对它来说，这是在一台电动机启动结束后，软启动器被外部旁路对它来说，这是不正常状态，所以不正常状态，所以KF1和和KF2都断开●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路2.3 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机降压启动控制线路降压启动控制线路KF5接通表示启动，断开表示停车.1.概述概述n为什么要进行制动控制？为什么要进行制动控制？n制动方法制动方法l机械的机械的l电气的电气的ü反接制动反接制动ü能耗制动能耗制动ü使用软启动器或变频器中的制动功能使用软启动器或变频器中的制动功能●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路1.反接制动控制线路反接制动控制线路n工作原理工作原理l切断电源并加入反相序的电源切断电源并加入反相序的电源l注意事项注意事项ü限制冲击电流限制冲击电流ü及时切除反向电源及时切除反向电源n特点及适用场合特点及适用场合l特点：特点：制动迅速，效果好，冲击大制动迅速，效果好，冲击大l适用场合：适用场合：通常仅适用于通常仅适用于10 kW以下的小容量电动机。

以下的小容量电动机 ●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路1.反接制动控制线路反接制动控制线路n单向运行反接制动控制线路单向运行反接制动控制线路l工作过程讲解工作过程讲解 ●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路2.反接制动控制线路反接制动控制线路n具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线路具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线路l正向启动正向启动 SF2↑→→KF3↑→QA1→QA1↑→→电动机降机降压启启动→→转速上升到一定速上升到一定值时→→BS1BS1↑→KF1→KF1↑→QA3→QA3↑→RA→RA被短被短接接→→电动机全机全压下升速到下升速到额定定值l正向停止正向停止SF1↓↓→KF3→KF3↓↓、、QA1QA1↓↓、、QA3QA3↓↓→QA2→QA2↑→→在接有在接有RARA的情况下制的情况下制动→→转速下降到一定速下降到一定值→→KF1KF1↓↓→QA2→QA2↓↓→→制制动结束束●●电气控制线电气控制线路基础路基础2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路1.能耗制动控制线路能耗制动控制线路n工作原理工作原理l所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。

的作用以达到制动的目的n实现方法实现方法l根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制；根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制；l也可以根据能耗制动速度原则，用速度继电器进行控制也可以根据能耗制动速度原则，用速度继电器进行控制 2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路1.能耗制动控制线路能耗制动控制线路n单向运行能耗制动控制线路单向运行能耗制动控制线路 l以时间控制原则进行控制；以时间控制原则进行控制；l以速度原则进行控制以速度原则进行控制 2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路1.能耗制动控制线路能耗制动控制线路n能耗制动和反接制动的比较能耗制动和反接制动的比较l能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制线路相接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂对比较复杂l能耗制动一般适用于电动机容量较大和启动、制动频能耗制动一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。

反接制动一般适合于电动机容量较小和不繁的场合反接制动一般适合于电动机容量较小和不频繁制动的场合频繁制动的场合2.4 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机制动控制线路制动控制线路1.概述概述n电气调速方法电气调速方法l三相笼型异步电动机转速公式：三相笼型异步电动机转速公式：l调速方法调速方法ü改变改变p：变极调速－有级调速，简单，适用于要求不高的一般场合变极调速－有级调速，简单，适用于要求不高的一般场合ü改变改变s：滑差电机－已淘汰滑差电机－已淘汰ü改变改变f：变频调速－调速性能最好，使用广泛的调速方法变频调速－调速性能最好，使用广泛的调速方法2.5 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机速度控制线路速度控制线路1.变极调速控制线路变极调速控制线路n变极方法变极方法2.5 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机速度控制线路速度控制线路1.变极调速控制线路变极调速控制线路n双速电动机调速控制线路双速电动机调速控制线路l主电路的连接主电路的连接l低速启动低速启动l高速启动高速启动问题：想一想问题：想一想QA3的作用？的作用？2.5 三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机速度控制线路速度控制线路1.变频调速的基本概念变频调速的基本概念n什么是变频调速？什么是变频调速？n上世纪上世纪80年代前，什么因素制约了变频调速的发展？年代前，什么因素制约了变频调速的发展？n变频调速的特点变频调速的特点2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.变频器的类型变频器的类型n工具变流环节分类工具变流环节分类l交－直－交变频器交－直－交变频器ü大多数变频器都属于交－直－交型大多数变频器都属于交－直－交型 l交－交变频器交－交变频器n根据直流电路的滤波方式分类根据直流电路的滤波方式分类 l电压型变频器电压型变频器l电流型变频器电流型变频器2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用2.变频器的类型变频器的类型n根据控制方式分类根据控制方式分类lV/f控制控制ü基本概念基本概念•开环控制开环控制•原因：原因：仅改变频率，将会产生由弱励磁引起的转矩不足或由过励仅改变频率，将会产生由弱励磁引起的转矩不足或由过励磁引起的磁饱和现象，使电动机功率因数和效率显著下降。

磁引起的磁饱和现象，使电动机功率因数和效率显著下降 •控制机理：改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的控制机理：改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，在较广范围内调速运转时，电动机的功率因数磁通保持一定，在较广范围内调速运转时，电动机的功率因数和效率不下降这就是控制电压与频率之比，所以称为和效率不下降这就是控制电压与频率之比，所以称为V/F控制ü特点特点•它是最简单的一种控制方式，不用选择电动机，通用性优良它是最简单的一种控制方式，不用选择电动机，通用性优良•与其他控制方式相比，在低速区内电压调整困难，故调速范围窄，通常与其他控制方式相比，在低速区内电压调整困难，故调速范围窄，通常在在1∶ ∶10左右的调速范围内使用左右的调速范围内使用•急加速、减速或负载过大时，抑制过电流能力有限急加速、减速或负载过大时，抑制过电流能力有限•不能精密控制电动机实际速度，不适合用于同步运转场合不能精密控制电动机实际速度，不适合用于同步运转场合2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.变频器的类型变频器的类型n根据控制方式分类根据控制方式分类l矢量控制矢量控制ü基本概念基本概念•产生原因：按照直流电动机电枢电流控制思想，使交流异步电产生原因：按照直流电动机电枢电流控制思想，使交流异步电动机达到与直流电动机相同的调速性能。

动机达到与直流电动机相同的调速性能•机理：即将供给异步电动机的定子电流在理论上分成两部分：机理：即将供给异步电动机的定子电流在理论上分成两部分：产生磁场的电流分量（磁场电流）和与磁场相垂直、产生转矩产生磁场的电流分量（磁场电流）和与磁场相垂直、产生转矩的电流分量（转矩电流）该磁场电流、转矩电流与直流电动的电流分量（转矩电流）该磁场电流、转矩电流与直流电动机的磁场电流、电枢电流相当机的磁场电流、电枢电流相当 ü特点特点•需要使用电动机参数，一般用做专用变频器需要使用电动机参数，一般用做专用变频器•调速范围在调速范围在1∶ ∶100以上•速度响应性极高，适合于急加速、减速运转和连续速度响应性极高，适合于急加速、减速运转和连续4象限运转，象限运转，能适用于任何场合能适用于任何场合2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.变频器的类型变频器的类型n根据输出电压调制方式分类根据输出电压调制方式分类lPAM方式方式ü脉冲幅值调制（脉冲幅值调制（PAM，，Pulse Amplitude Modulation）） lPWM方式方式ü脉冲宽度调制（脉冲宽度调制（PWM，，Pulse Width Modulation）） n根据输入电源的相数分类根据输入电源的相数分类l单相变频器单相变频器l三相变频器三相变频器2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.变频器的组成变频器的组成n主电路主电路n控制电路控制电路n保护电路保护电路2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.变频器的主要技术参数变频器的主要技术参数n输入侧主要额定数据输入侧主要额定数据 n输出侧主要额定数据输出侧主要额定数据 n对变频器设置和调试时的主要参数对变频器设置和调试时的主要参数 2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.变频器的选择变频器的选择n种类选择种类选择n容量选择容量选择2.变频器的主要功能变频器的主要功能n频率给定功能频率给定功能n升速、降速和制动控制升速、降速和制动控制n控制功能控制功能n保护功能保护功能3.变频器的操作方式变频器的操作方式n数字操作器和数字显示器数字操作器和数字显示器 n远程操作远程操作 n端子操作端子操作2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用9.变频调速与变频器的使用变频调速与变频器的使用n应用举例：应用举例：Micromaster 440l应用举例应用举例2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用1.概述概述n一般设计法：一般设计法：又称为经验设计法。

它主要是根据生产工艺要求，利又称为经验设计法它主要是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路用各种典型的线路环节，直接设计控制电路n逻辑设计法：逻辑设计法：它根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计它根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计控制线路控制线路n为什么要对设计方法进行改进？为什么要对设计方法进行改进？2.简单设计法介绍简单设计法介绍n一般设计法的几个主要原则一般设计法的几个主要原则l最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求l在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠ü尽量减少电器的数量尽量减少电器的数量 尽量选用相同型号的电器和标准件，以减少备尽量选用相同型号的电器和标准件，以减少备品量，尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节品量，尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节ü尽量减少控制线路中电源的种类尽量减少控制线路中电源的种类 尽可能直接采用电网电压，以省去尽可能直接采用电网电压，以省去控制变压器。

控制变压器 2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n一般设计法的几个主要原则一般设计法的几个主要原则l在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠ü尽量缩短连接导线的长度和数量尽量缩短连接导线的长度和数量 设计控制线路时，应考虑各个元件设计控制线路时，应考虑各个元件之间的实际接线之间的实际接线2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n一般设计法的几个主要原则一般设计法的几个主要原则l在满足生产要求的前提下，控制线路力在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠求简单、经济、安全可靠ü正确连接触点正确连接触点 在控制电路中，应尽量在控制电路中，应尽量将所有触点接圈的左端或上端，线圈将所有触点接圈的左端或上端，线圈的右端或下端直接接到电源的另一根母线的右端或下端直接接到电源的另一根母线上（左右端和上下端是针对控制电路水平上（左右端和上下端是针对控制电路水平绘制或垂直绘制而言的）这样可以减少绘制或垂直绘制而言的）。

这样可以减少线路内产生虚假回路的可能性，还可以简线路内产生虚假回路的可能性，还可以简化电气柜的出线化电气柜的出线ü正确连接电器的线圈正确连接电器的线圈 在交流控制电路在交流控制电路中不能串联两个电器的线圈中不能串联两个电器的线圈2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n一般设计法的几个主要原则一般设计法的几个主要原则l在满足生产要求的前提下，控制在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠线路力求简单、经济、安全可靠ü元器件的连接元器件的连接 应尽量减少多个应尽量减少多个元件依次通电后才接通另一个电器元件依次通电后才接通另一个电器元件的情况元件的情况ü要注意电器之间的联锁和其他安要注意电器之间的联锁和其他安全保护环节全保护环节 2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n逻辑设计法中继电器开关逻辑函逻辑设计法中继电器开关逻辑函数数l电气控制线路中的典型控制对电气控制线路中的典型控制对象象ü继电器逻辑开关函数继电器逻辑开关函数ü表达式：表达式：*2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n逻辑设计法中继电器开关逻辑函数逻辑设计法中继电器开关逻辑函数l电气控制线路中的典型控制对象电气控制线路中的典型控制对象ü一般形式：一般形式：•X开开为控制对象的开启信号，应选取在开启边界线上发生状态改变的逻辑为控制对象的开启信号，应选取在开启边界线上发生状态改变的逻辑变量；变量；•X关关为控制对象的关断信号，应选取在控制对象关闭边界线上发生状态改为控制对象的关断信号，应选取在控制对象关闭边界线上发生状态改变的逻辑变量。

变的逻辑变量•路图中使用的触点路图中使用的触点K为输出对象本身的常开触点，属于控制对象的内为输出对象本身的常开触点，属于控制对象的内部反馈逻辑变量，起自锁作用，以维持控制对象得电后的吸合状态部反馈逻辑变量，起自锁作用，以维持控制对象得电后的吸合状态2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n逻辑设计法中继电器开关逻辑函数逻辑设计法中继电器开关逻辑函数l电气控制线路中的典型控制对象电气控制线路中的典型控制对象üX开开和和X关关的选择的选择•X开开和和X关关一般要选短信号，这样可以有效防止启一般要选短信号，这样可以有效防止启/停信号波动的影响，保停信号波动的影响，保证了系统的可靠性证了系统的可靠性 2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n逻辑设计法中继电器开关逻辑函数逻辑设计法中继电器开关逻辑函数l电气控制线路中的典型控制对象电气控制线路中的典型控制对象ü更进一步的表达式：更进一步的表达式：在某些实际应用中，为进一步增加系统的可靠性和安全在某些实际应用中，为进一步增加系统的可靠性和安全性，性，X开和开和X关往往带有约束条件。

关往往带有约束条件ü对约束条件的说明对约束条件的说明2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法2.简单设计法介绍简单设计法介绍n简单设计法简单设计法l定义：定义：一般设计法中的重要设计原则和逻辑设计法中的控制对象的开关逻辑一般设计法中的重要设计原则和逻辑设计法中的控制对象的开关逻辑函数就组成了简单设计法函数就组成了简单设计法 l设计步骤设计步骤ü找出控制对象的开启信号、关断信号；找出控制对象的开启信号、关断信号；ü如果有约束条件，则找出相应的开启约束条件和关断约束条件；如果有约束条件，则找出相应的开启约束条件和关断约束条件；ü把各种已知信号带入公式中，写出控制对象的逻辑函数（熟练后可省去把各种已知信号带入公式中，写出控制对象的逻辑函数（熟练后可省去该步）；该步）；ü结合一般设计法的设计原则和逻辑函数，画出该控制对象的电气线路图结合一般设计法的设计原则和逻辑函数，画出该控制对象的电气线路图ü最后根据工艺要求做进一步的检查工作最后根据工艺要求做进一步的检查工作l关键：关键：简单设计法的核心内容是找出控制对象的开启条件（短信号）和关断简单设计法的核心内容是找出控制对象的开启条件（短信号）和关断条件（短信号），然后所有的设计问题就很简单了，当然一些控制对象的开启条件（短信号），然后所有的设计问题就很简单了，当然一些控制对象的开启条件和关断条件的短信号不容易找出来，这时就要采取一些其他技巧和措施配条件和关断条件的短信号不容易找出来，这时就要采取一些其他技巧和措施配合使用才能解决问题。

合使用才能解决问题2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法3.简单设计法应用举例简单设计法应用举例n三台电动机的顺序启停控制三台电动机的顺序启停控制l题目分析题目分析2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法3.简单设计法应用举例简单设计法应用举例n三台电动机的顺序启停控制三台电动机的顺序启停控制l设计过程设计过程（用白板亲自设计）（用白板亲自设计）2.7 电气控制线路的电气控制线路的简单设计法简单设计法1.电气控制线路分析基础电气控制线路分析基础n电气控制线路分析的内容与要求电气控制线路分析的内容与要求l设备说明书设备说明书ü设备工作原理，技术性能指标；设备工作原理，技术性能指标；ü各操作元器件的用途即功能；各操作元器件的用途即功能；ü电气控制要求；电气控制要求；ü与机械部分的联锁与机械部分的联锁l电气控制原理图电气控制原理图n阅读分析电气原理图的方法与步骤阅读分析电气原理图的方法与步骤l分析主电路；分析主电路；l分析控制电路分析控制电路l分析辅助电路；分析辅助电路；l分析联锁与保护环节；分析联锁与保护环节；l总体检查总体检查2.8 典型生产机械典型生产机械 电气控制线路分析电气控制线路分析1.C650车床电气控制线路车床电气控制线路分析分析n卧式车床的用途卧式车床的用途l卧式车床是一种应用极为广卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削加工机床，主泛的金属切削加工机床，主要用来加工各种回转表面、要用来加工各种回转表面、螺纹和端面，并可通过尾架螺纹和端面，并可通过尾架进行钻孔、铰孔和攻螺纹等进行钻孔、铰孔和攻螺纹等切削加工。

切削加工n组成组成l床身床身l主轴主轴l刀架刀架l溜板箱溜板箱l尾架尾架 2.8 典型生产机械典型生产机械 电气控制线路分析电气控制线路分析1.C650车床电气控制线路分析车床电气控制线路分析n车床的主要结构和运动形式车床的主要结构和运动形式l主运动主运动l进给运动进给运动l电气制动电气制动l正反转正反转l速度调节（机械方法）速度调节（机械方法）l冷却液供给电动机冷却液供给电动机l快速移动电动机快速移动电动机2.8 典型生产机械典型生产机械 电气控制线路分析电气控制线路分析1.C650车床电气控制线路分析车床电气控制线路分析n电力拖动及控制要求电力拖动及控制要求l主电动机主电动机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l电动机电动机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。

停止方式，并且为连续工作状态l主电动机和冷却泵电动机应具有必要的短路和过载保护主电动机和冷却泵电动机应具有必要的短路和过载保护l快速移动电动机快速移动电动机MA3拖动刀架快速移动可根据使用需要随时手拖动刀架快速移动可根据使用需要随时手动控制启停动控制启停l应具有安全的局部照明装置应具有安全的局部照明装置2.8 典型生产机械典型生产机械 电气控制线路分析电气控制线路分析2.C650车床电气控制线路分析车床电气控制线路分析n电气控制线路分析电气控制线路分析l主电路分析主电路分析l控制电路分析控制电路分析ü主电动机正反转启动与点动控制主电动机正反转启动与点动控制ü主电动机反接制动控制主电动机反接制动控制ü快速移动和冷却泵电动机的控制快速移动和冷却泵电动机的控制ü辅助电路辅助电路2.8 典型生产机械典型生产机械 电气控制线路分析电气控制线路分析2.8 典型生产机械典型生产机械 电气控制线路分析电气控制线路分析1.主要内容回顾主要内容回顾2.要求要求n掌握典型控制环节的设计和使用掌握典型控制环节的设计和使用l自锁自锁l互锁互锁l点动点动l顺序控制顺序控制l约束条件的使用约束条件的使用l时间继电器的使用时间继电器的使用n三相笼型异步电动机基本控制线路三相笼型异步电动机基本控制线路n变频调速以及变频器的基本概念变频调速以及变频器的基本概念n会使用简单设计法设计简单的控制线路会使用简单设计法设计简单的控制线路本章小结本章小结。