电气控制系统的基本控制电路.pptx
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1、第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.1电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准基本电气控制方法基本电气控制方法异步电动机的基本电气控制线路异步电动机的基本电气控制线路本本 章章 小小 结结习题与思考题习题与思考题本章内容本章内容第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.2电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准一、电气图中的图形符号和文字符号的国家标准一、电气图中的图形符号和文字符号的国家标准 电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组
2、成的控制线路。为了表达设备电气控制系统的组行程开关等组成的控制线路。为了表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求,需要用统成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求,需要用统一的工程语言即用工程图的形式来表达,这种工程图即是电气一的工程语言即用工程图的形式来表达,这种工程图即是电气图。常用于机械设备的电气工程图有图。常用于机械设备的电气工程图有3 3种:种:电路原理图电路原理图、接线图接线图、元器件布置图元器件布置图。电气工程图是根据国家电气制图标准,用规定。电气工程图是根据国家电气制图标准,用规定的图形符号、文字符号以及规定的画法绘制而成的。的图形符号、文字符号
3、以及规定的画法绘制而成的。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.3电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准1.电气图中的图形符号和文字符号的国家标准电气图中的图形符号和文字符号的国家标准(1)图形符号图形符号 国国家家电电气气图图形形符符号号标标准准GB/T 4728规规定定了了电电气气图图中中图图形形符符号号的的画画法法,该该标标准准与与国国家家电电气气制制图图标标准准GB 6980于于1990年年1月月1日日正正式式贯彻执行。贯彻执行。(2)文字符号文字符号 国国家家标标准准GB/T 71591987电电气气技技术术中中的的文文字字符符号号制制
4、订订通通则则规定了电气工程图中的文字符号。规定了电气工程图中的文字符号。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.4图图2.1 某机床电控系统电路图某机床电控系统电路图 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.5电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准二、电气控制原理图的绘制原则二、电气控制原理图的绘制原则 电路图应有两种:一种是电气原理图,另一种是电气安装接线图。电路图应有两种:一种是电气原理图,另一种是电气安装接线图。电电气气原原理理图图是是根根据据电电气气动动作作原原理理绘绘制制的的,用用来来表表示示电电气气的的动动作
5、作原原理理,用用于于分分析析动动作作原原理理和和排排除除故故障障,而而不不考考虑虑电电气气设设备备的的电电气气元元器器件件的的实实际际结结构构和和安安装装情情况况。通通过过电电路路图图,可可详详细细地地了了解解电电路路、设设备备电电气气控控制制系系统统的的组组成成和和工工作作原原理理,并并可可在在测测试试和和寻寻找找故故障障时时提提供供足足够够的的信信息息,同同时时电电气原理图也是编制接线图的重要依据。气原理图也是编制接线图的重要依据。电电气气安安装装接接线线图图也也叫叫电电气气装装配配图图,它它是是根根据据电电气气设设备备和和电电气气元元器器件件的的实实际际结结构构、安安装装情情况况绘绘制制
6、的的,用用来来表表示示接接线线方方式式、电电气气设设备备和和电电气气元元器器件件的的位位置置、接接线线场场所所的的形形状状和和尺尺寸寸等等。电电气气安安装装接接线线图图只只从从安安装装、接接线线角角度度出出发发,而而不不明明显显表表示示电电气气动动作作原原理理,是是供供电电气气安安装装、接接线线、维维修修、检查用的。检查用的。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.6电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准1.1.电气原理图绘制电气原理图绘制 电电气气原原理理图图中中,一一般般主主电电路路和和控控制制电电路路分分为为两两部部分分画画出出。主主电电路路
7、是是设设备备的的驱驱动动电电路路,在在控控制制电电路路的的控控制制下下,根根据据控控制制要要求求由由电电源源向向用用电电设设备供电。主电路通常用备供电。主电路通常用粗实线粗实线画在图样的画在图样的左侧左侧(或上方或上方)。控控制制和和辅辅助助电电路路一一般般用用细细实实线线画画在在图图样样的的右右侧侧(或或下下方方)。控控制制电电路路、辅辅助助电电路路要要分分开开画画。控控制制电电路路画画出出控控制制主主电电路路工工作作以以及及用用作作其其他他控控制制要要求求的的控控制制电电器器的的动动作作顺顺序序。控控制制电电路路由由接接触触器器和和继继电电器器线线圈圈、各各种种电电器器的的常常开开、常常闭
8、闭触触点点组组合合构构成成控控制制逻逻辑辑,实实现现需需要要的的控控制制功功能能。辅辅助助电电路路是指设备中的信号和照明部分。是指设备中的信号和照明部分。主主电电路路、控控制制电电路路和和其其他他辅辅助助的的信信号号照照明明电电路路,保保护护电电路路一一起起构构成成电电控控系系统统。电电气气原原理理图图中中的的电电路路可可水水平平布布置置或或者者垂垂直直布布置置。水水平平布布置置时时,电电源源线线垂垂直直画画,其其他他电电路路水水平平画画,控控制制电电路路中中的的耗耗能能元元件件画画在在电电路路的的最最右右端端。垂垂直直布布置置时时,电电源源线线水水平平画画,其其他他电电路路垂垂直直画画,控控
9、制制电电路路中中的的耗耗能元件画在电路的最下端。能元件画在电路的最下端。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.7电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准 2.2.元器件绘制和器件状态元器件绘制和器件状态 电电气气原原理理图图中中的的所所有有电电气气元元器器件件不不画画出出实实际际外外形形图图,而而采采用用国国家家标标准准规规定定的的图图形形符符号号和和文文字字符符号号表表示示。同同一一电电器器的的各各个个部部件件可可根根据据需需要要画画在在不不同同的的地地方方,但但必必须须用用相相同同的的文文字字符符号号标标注注。电电气气原原理理图图中中所所有有元
10、元器器件件的的可可动动部部分分通通常常表表示示在在电电器器非非激激励励或或不不工工作作的的状状态态和和位位置置,其其中中常常见见的元器件状态有:的元器件状态有:(1)(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。继电器和接触器的线圈处在非激励状态。(2)(2)断路器和隔离开关在断开位置。断路器和隔离开关在断开位置。(3)(3)零位操作的手动控制开关在零位状态。零位操作的手动控制开关在零位状态。(4)(4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。(5)(5)保护类元器件处在设备正常工作状态。保护类元器件处在设备正常工作状态。第第2章章 电气控制系统的基
11、本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.8电气控制线路的绘制及国家标准电气控制线路的绘制及国家标准三、图形区域的划分及读图方法三、图形区域的划分及读图方法 1.1.图形区域的划分图形区域的划分 工工程程图图样样通通常常采采用用分分区区的的方方式式建建立立坐坐标标,以以便便于于阅阅读读查查找找,电电气气原原理理图图常常采采用用在在图图的的下下方方沿沿横横坐坐标标方方向向划划分分的的方方式式,并并用用数数字字标标明明图图区区,如如图图2.12.1所所示示,同同时时在在图图的的上上方方沿沿横横坐坐标标方方向向划划分分,分分别别表表明明该该区区电电路路的功能。的功能。2.2.电气原理图的阅读方法电气原
12、理图的阅读方法 一一般般设设备备电电气气原原理理图图中中可可分分为为主主电电路路(或或主主回回路路)、控控制制电电路路及及辅辅助助电电路路。在在读读电电气气原原理理图图之之前前,先先要要了了解解被被控控对对象象对对电电力力拖拖动动的的要要求求;了了解解被被控控对对象象有有哪哪些些运运动动部部件件以以及及这这些些部部件件是是怎怎样样动动作作的的,各各种种运运动动之之间间是是否否有有相相互互制制约约的的关关系系;熟熟悉悉电电路路图图的的制制图图规规则则及及电电气气元元器器件件的的图图形形符符号。号。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.9电气控制线路的绘制及国家标准电
13、气控制线路的绘制及国家标准读电气原理图时要先从主电路入手,一般步骤如下:读电气原理图时要先从主电路入手,一般步骤如下:(1)(1)看看本本设设备备所所用用的的电电源源。一一般般设设备备多多用用三三相相电电源源(380V(380V、50Hz)50Hz),也也有有用直流电源的设备。用直流电源的设备。(2)(2)分分析析主主电电路路有有几几台台电电动动机机,分分清清它它们们的的用用途途、类类别别(笼笼型型异异步步电电动动机机、绕线转子异步电动机、直流电动机或是同步电动机绕线转子异步电动机、直流电动机或是同步电动机)。(3)(3)分分清清各各台台电电动动机机的的动动作作要要求求,如如起起动动方方式式、
14、转转动动方方式式、调调速速及及制制动动方式,各台电动机之间是否有相互制约关系。方式,各台电动机之间是否有相互制约关系。(4)(4)了了解解主主电电路路中中所所用用的的控控制制电电器器及及保保护护电电器器。前前者者是是指指除除常常规规接接触触器器之之外外的的控控制制元元件件,如如电电源源开开关关(转转换换开开关关及及断断路路器器)、万万能能转转换换开开关关。后后者者是是指指短短路路保保护护器器件件及及过过载载保保护护器器件件,如如空空气气断断路路器器中中电电磁磁脱脱扣扣器器及及热热过过载载脱脱扣扣器器的的规规格格,熔熔断断器器、热热继继电电器器及及过过电电流流继继电电器器等等器器件件的的用用途途
15、及及规格。规格。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.10基本电气控制方法基本电气控制方法一、异步电动机简单的起、保、停电气控制电路一、异步电动机简单的起、保、停电气控制电路 异异步步电电动动机机起起、保保、停停电电气气控控制制电电路路如如图图2.22.2所所示示。图图中中左左侧侧为为主主电电路路,由由电电源源开开关关QS、熔熔断断器器FU1 1、接接触触器器KM主主触触点点、热热继继电电器器FRFR的的发发热热元元件件和和电电动动机机M构构成成;右右侧侧控控制制线线路路由由熔熔断断器器FU2、热热继继电电器器FR常常闭闭触触点点、停停止止按按钮钮SB1、起起动动
16、按按钮钮SB2 2、接接触触器器KM常开辅助触点和它的线圈构成。常开辅助触点和它的线圈构成。图图2.2 异步电动机起、保、停控制线路异步电动机起、保、停控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.11基本电气控制方法基本电气控制方法1.1.工作原理工作原理 依依靠靠接接触触器器自自身身常常开开触触点点而而使使其其线线圈圈保保持持通通电电的的现现象象称称为为自自锁锁。起起自自锁锁作作用用的的辅辅助助触触点点称称为为自自锁锁触触点点。这这个个电电路路是是单单向向自自锁锁控控制制电电路路,它它的的特特点点是是,起起动动、保保持持、停停止止,所所以以称称为为“起起、保、
17、停保、停”控制电路。控制电路。2.2.保护环节保护环节(1)(1)短短路路保保护护。熔熔断断器器FU1、FU2 2分分别别作作主主电电路路和和控控制制线线路路的的短短路保护,当线路发生短路故障时能迅速切断电源。路保护,当线路发生短路故障时能迅速切断电源。(2)(2)过过载载保保护护。通通常常生生产产机机械械中中需需要要持持续续运运行行的的电电动动机机均均设设过过载载保保护护,其其特特点点是是过过载载电电流流越越大大,保保护护动动作作越越快快,但但不不会会受受电电动动机机起动电流影响而动作。起动电流影响而动作。热继电器热继电器FR起过载保护作用。起过载保护作用。第第2章章 电气控制系统的基本控制
18、电路电气控制系统的基本控制电路1.12基本电气控制方法基本电气控制方法(3)(3)失失压压和和欠欠压压保保护护。在在电电动动机机正正常常运运行行时时,如如果果因因为为电电源源电电压压的的消消失失而而使使电电动动机机停停转转,那那么么在在电电源源电电压压恢恢复复时时电电动动机机就就可可能能自自行行起起动动,电电动动机机的的自自起起动动可可能能会会造造成成人人身身事事故故或或设设备备事事故故。防防止止电电源源电电压压恢恢复复时时电电动动机机自自起起动动的的保保护护叫叫做做失失压压保保护护,也也叫叫零零电电压压保保护护。在在电电动动机机正正常常运运行行时时,电电源源电电压压过过分分降降低低会会引引起
19、起电电动动机机转转速速下下降降和和转转矩矩降降低低,若若负负载载转转矩矩不不变变,使使电电流流过过大大,造造成成电电动动机机停停转转和和损损坏坏电电动动机机。由由于于电电源源电电压压过过分分降降低低可可能能会会引引起起一一些些电电器器释释放放,造造成成电电路路不不正正常常工工作作,可可能能会会产产生生事事故故。因因此此需需要要在在电电源源电电压压下下降降到到最最小小允允许许的的电电压压值值时时将将电电动动机机电电源源切切除除,这这样样的的保保护护叫叫做做欠欠压压保保护护。图图2.22.2中中依依靠靠接接触触器器自自身身电电磁磁机机构构实实现现失失压压和和欠欠压保护。压保护。第第2章章 电气控制
20、系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.13基本电气控制方法基本电气控制方法二、多地点与多条件控制线路二、多地点与多条件控制线路 多多地地点点控控制制是是指指在在两两地地或或两两个个以以上上地地点点进进行行的的控控制制操操作作,多多用用于于规规模模较较大大的的设设备备,为为了了操操作作方方便便常常要要求求能能在在多多个个地地点点进进行行操操作作。在在某某些些机机械械设设备备上上,为为保保证证操操作作安安全全,需需要要多多个个条条件件满满足足,设设备备才才能能工工作作。这这样样的的控控制制要要求求可可通通过过在在电电路路中中串串联联或或并并联联电电器器的的常常闭闭触触点点和和常常开开触触
21、点点来来实实现现。多多地地点点控控制制按按钮钮的的连连接接原原则则为为:常常开开按按钮钮均均相相互互并并联联,组组成成“或或”逻逻辑辑关关系系,常常闭闭按按钮钮均均相相互互串串联联,组组成成“与与”逻逻辑辑关关系系,任任一一条条件件满满足足,结结果果即即可可成成立立。图图2.32.3为为两两地地控控制制线线路路,遵遵循循以以上上原原则则还还可可实实现现三三地地及及更更多多地地点点的的控制。控制。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.14基本电气控制方法基本电气控制方法多多条条件件控控制制按按钮钮的的连连接接原原则则为为:常常开开按按钮钮均均相相互互串串联联,常常闭
22、闭按按钮钮均均相相互互并并联联,所所有有条条件件满满足足,结结果果才才能能成成立立。图图2.42.4为为两两个个条条件件控制线路,遵循以上原则还可实现更多条件的控制。控制线路,遵循以上原则还可实现更多条件的控制。图图2.3 两地控制线路两地控制线路图图2.4 两个条件控制线路两个条件控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.15基本电气控制方法基本电气控制方法三、连续工作与点动控制三、连续工作与点动控制 实实际际生生产产中中,生生产产机机械械常常需需点点动动控控制制,如如机机床床调调整整对对刀刀和和刀刀架架、立立柱柱的的快快速速移移动动等等。所所谓谓点点动动,
23、指指按按下下起起动动按按钮钮,电电动动机机转转动动;松松开开按按钮钮,电电动动机机停停止止运运动动。与与之之对对应应的的,若若松松开开按按钮钮后后能能使使电电动动机机连连续续工工作作,则则称称为为长长动动。区区分分点点动动与与长长动动的的关关键键是是控控制制电电路路中中控控制制电电器器通通电电后后能能否否自自锁锁,即即是是否否具具有有自自锁锁触触点点。点点动动控控制线路如图制线路如图2.52.5所示。图所示。图(a)(a)为用按钮实现的点动控制电路。为用按钮实现的点动控制电路。生生产产实实际际中中,有有的的生生产产机机械械既既需需要要连连续续运运转转进进行行加加工工生生产产,又又需需要要在在进
24、进行行调调整整工工作作时时采采用用点点动动控控制制,这这就就产产生生了了点点动动、长长动动混合控制电路。混合控制电路。第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.16基本电气控制方法基本电气控制方法(a)(b)(c)(d)图图2.5 点动控制线路点动控制线路第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.17基本电气控制方法基本电气控制方法四、三相异步电动机的正反转控制线路四、三相异步电动机的正反转控制线路 生生产产实实践践中中,许许多多设设备备均均需需要要两两个个相相反反方方向向的的运运行行控控制制,如如机机床床工工作作台台的的进进退退、升升降降以
25、以及及主主轴轴的的正正反反向向运运转转等等。此此类类控控制制均均可可通通过过电电动动机机的的正正转转与与反反转转来来实实现现。由由电电动动机机原原理理可可知知,电电动动机机三三相相电电源源进进线线中中任任意意两两相相对对调调,即即可可实实现现电电动动机机的的反反向向运运转转。通常情况下,电动机正反转可逆运行操作的控制线路有:通常情况下,电动机正反转可逆运行操作的控制线路有:1.1.正反转控制正反转控制2.“2.“正正停停反反”控制控制3.“3.“正正反反停停”控制控制 第第2章章 电气控制系统的基本控制电路电气控制系统的基本控制电路1.18基本电气控制方法基本电气控制方法(a)无互锁无互锁的正
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