第二章 电气控制线路的基本控制环节
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《电气控制与PLC应用》习题(电子工业出版社 第2版,2012年2月)
PLC原理及应用习题集（适用的教材如下）教材：《电气控制与PLC应用》习题(电子工业出版社第2版,2012年2月) 参考《可编程序控制器原理及应用》习题(机械工业出版社第2版，吴中俊) 适用电气2010级第一章常用低压控制电器习题1、电气图中SB、SA、SQ、FU、KM、KA、KT分别是什么电气元件的文字符号？第二章电气控制线路的基本原则和基本环节习题1、现场调试现手头只有两个按钮、并且每一个按钮只有一个常开触点，设想可以增加别的电气元件，设计一台电动机的启动停止的控制电路。
2、思考题：某工厂控制室有一组照明灯，需要两地可以控制等亮与灭，试绘制其电路原理图。
第三章可编程控制器基础习题1、PLC的定义是什么？2、PLC有哪些主要特点？3、PLC有哪些主要功能？4、简述PLC用户程序的工作过程，有何特点？第四章S7-200PLC的系统配置习题1、特殊存储器标志位SM0.0、SM0.3、SM0.4、SM0.5的代表什么？2、S7-200 CPU221和CPU222的本机I/O是如何分配的？3、S7-200 CPU224和CPU226的本机I/O是如何分配的？4、S7-200 CPU224XP的本机I/O是如何分配的？5、S7-200的模拟量输入模块EM231的地址是如何分配的？6、S7-200的模拟量输出模块EM232的地址是如何分配的？7、S7-200 CPU224+16DI/16DO+4AI的地址是如何分配的？第五章S7-200可PLC的指令系统习题习题（可选做1～2题）1、设计一个开机自检灯闪亮的S7-200 PLC程序，开机后隔一秒，一个灯闪亮一秒停一秒；下一个灯灯闪亮一秒停一秒；共8个灯依次这样闪亮，用以检查灯的好坏。
要求写出I/O分配表，编制梯形图原理程序并写出助记符程序。
2、试写出西门子公司S7-200系列PLC的CPU224XP采集模拟输入值的控制程序（说明：CPU224XP和CPU224 DI/DO一样，只是多了模拟量的2AI/1AO）。
第二章 电器控制线路的基本原则和基本环节
减压起动的方法：定子绕组串电阻
（或电抗器）起动、自耦变压器减
压起动、星-三角形减压起动、延 边三角形起动等。
（一）定子绕组串电阻起动控制
如图2-9
（二）星-三角形减压起动
（三）自耦变压器减压起动控制
三、三相绕线转子电动机的起动控制 绕线转子电动机用于要求起 动转矩较大的场合 起动的方法：在转子电路中 串接电阻和在转子电路中串接频 敏变阻器两种方法。 1、转子绕组串接起动电阻控制 电阻被短接的方式：三相电 阻不平衡短接法（用凸轮控制器） 和三相电阻平衡短接法（用接触 器）。
2、控制线路的设计
（1）设计主电路
（2）确定控制电路的基本部分
（3）设计控制电路的特殊部分 • 刀架的自动循环控制 • 无进给切削的实现
• 快速停车的实现
二、逻辑设计法 逻辑设计法是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，
线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为“1” 态； 线圈的断
电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。
一、电器控制线路常用的图形、文字符号（P41表2-1）
主电路标号和控制电路标号
二、电气原理图
1、绘制电气原理图应遵循的原则
① 电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控 制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的 部分，用粗线条画在原理图的左边；控制电路是通过弱电流的 电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继 电器的触点等组成，用细线是画在原理图的右边。如图2-1 ② 电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用 国家规定的统一标准。 ③ 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以 不画在一起，但需用同一文字符号标出。
（或电抗器）起动、自耦变压器减
压起动、星-三角形减压起动、延 边三角形起动等。
（一）定子绕组串电阻起动控制
如图2-9
（二）星-三角形减压起动
（三）自耦变压器减压起动控制
三、三相绕线转子电动机的起动控制 绕线转子电动机用于要求起 动转矩较大的场合 起动的方法：在转子电路中 串接电阻和在转子电路中串接频 敏变阻器两种方法。 1、转子绕组串接起动电阻控制 电阻被短接的方式：三相电 阻不平衡短接法（用凸轮控制器） 和三相电阻平衡短接法（用接触 器）。
2、控制线路的设计
（1）设计主电路
（2）确定控制电路的基本部分
（3）设计控制电路的特殊部分 • 刀架的自动循环控制 • 无进给切削的实现
• 快速停车的实现
二、逻辑设计法 逻辑设计法是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，
线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为“1” 态； 线圈的断
电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。
一、电器控制线路常用的图形、文字符号（P41表2-1）
主电路标号和控制电路标号
二、电气原理图
1、绘制电气原理图应遵循的原则
① 电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控 制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的 部分，用粗线条画在原理图的左边；控制电路是通过弱电流的 电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继 电器的触点等组成，用细线是画在原理图的右边。如图2-1 ② 电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用 国家规定的统一标准。 ③ 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以 不画在一起，但需用同一文字符号标出。
基本控制环节
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一、图形符号和文字符号
2.文字符号 单字母符号：
➢基本文字符号： 双字母符号:
➢辅助文字符号：表达电气设备、装置和元器件以及电路旳功能、 状态和特征。 如“RD”表达红色，“L”表达限制等。
➢补充文字符号：当规定旳基本文字符号和辅助文字符号不够使用 时，可按国家原则中文字符号组成规律和下述原 则予以补充。
Page: 26
一、单向旋转控制
3.接触器自锁控制
➢电气原理图 ➢工作原理
QS L1 L2
L3
➢保护环节
FU1
短路保护 ：FU1、FU2
KM
FR
FU2 FR
SB2
SB1
KM
M
3～
KM
Date: 2024/9/21
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一、单向旋转控制
3.接触器自锁控制
➢电气原理图 ➢工作原理
QS L1 L2
Date: 2024/9/21
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一、单向旋转控制
4．连续与点动混合控制
✓按钮切换
L1 L2 L3
➢工作原理：
点动控制：按下按钮SB3
按下SB3，电机转动， 松开SB3，电机停止。
连续控制：松开按钮SB3
按下SB1，电机转动， 松开SB1，电机仍转动。 按SB2，电机停止。
Q
FU1
KM FR
Date: 2024/9/21
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第一节 电气控制系统图旳基本知识
电气控制线路： 电气控制线路旳作用： 电动机常见旳基本控制线路：
点动控制线路
正转控制线路
正反转控制线路
位置控制线路
顺序控制线路 多地控制线路 降压开启控制线路 调速控制线路 制动控制线路
第2章 基本控制环节1
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
相关国家标准： GB4728—85《电气图常用图形符号》 GB5226—85《机床电气设备通用技术条件》 GB7159—87《电气技术中的文字符号制定通则》 GB6988—86《电气制图》 GB5094—85《电气技术中的项目代号 》
第5页
2.点动控制 电气原理图：
工作原理：
L1
L2 L3
FU1
启动： 按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电 KM →KM主触头闭合→电动机M启动运行。 停止： 松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM 主触头断开→电动机M失电停转。
SB
M 3～
KM
第22页
机械工程与自动化学院
第二节 三相异步电动机全压启动控制
第10页
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
一、图形符号和文字符号
2.文字符号 补充文字符号原则： 在不违背国家标准文字符号编制原则的条件下，可采用国 家标准中规定的电气文字符号。 在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充国家标 准中未列出的双字母文字符号和辅助文字符号。 使用文字符号时，应按电气名词术语国家标准或专业技术 标准中规定的英文术语缩写而成。 基本文字符号不得超过两位字母，辅助文字符号一般不超 过三位字母。文字符号采用拉丁字母大写正体字，且拉 丁字母中“I”和“O”不允许单独作为文字符号使用。
第2页
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路： 实现对电力拖动系统的启动、正反 电气控制线路的作用： 转、制动、调速和保护，满足生产 工艺要求，实现生产过程自动化。
第3页
机械工程与自动化学院
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制与plc二课后答案
(d)
可以实现正常起动和停止，为 得电优先型电路。 停止按钮直接与接触器线圈串 联，可修改为断电优先型电路。
第二章 电气控制电路基本环节
2-2 图示电气控制线路中有哪些错误或不妥当的地方， 请指出并改正。 按下按钮SB2，KM线圈通电， KM常开触点闭合，造成短路 故障。 KM常开触点应并联在启动按 钮SB2两端形成自锁。
第二章 电气控制电路基本环节
工作台A前进 KM1 后退 KM2 ; 工作台B前进 KM3 后退 KM4
SB SQ2 SQ4 SQ1 SQ3
SB SQ2
KM1 KM3 KM2 KM4
第二章 电气控制电路基本环节
SB SQ2 SQ4 SQ1 SQ3 SB SQ2
KM1 KM3 KM2 KM4
第二章 电气控制电路基本环节
第二章 电气控制电路基本环节
3-1 M1、M2均为笼型电动机，都可以直接起动，试按 下列要求设计主电路及控制电路。 1）M1先起动 ，30秒后，M2自动起动； 2）M2起动后，M1立即停车； 3）M2可以单独停车； 4）M1、M2均能点动。
第二章 电气控制电路基本环节
主电路：
第二章 电气控制电路基本环节
控制电路：
第二章 电气控制电路基本环节
3-2 某机车主轴和润滑泵分别由各自的笼型电动机拖动， 且都采用直接启动，控制要求如下： 1）主轴必须在润滑泵启动之后才可以启动； 2）主轴连续运转时为正向运行，但还可以进行正、反向 点动； 3）主轴先停车后，润滑泵才可以停； 4）设有短路、过载及失压保护。 试设计其主电路和控制电路。 分析： 润滑泵电动机 KM1 主轴电动机正转 KM2 反转 KM3
第二章 电气控制电路基本环节
3-8 化简图示的控制线路。
电气控制与PLC应用(电子教案)目录第2章
图2-7 连续运行控制线路
2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制
既能点动又能长动控制：
图 2 ∣ 8 长 动 与 点 动 控 制
2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制
三相笼型电动机直接起动时，电流一般可达额 定电流的4～7倍，过大的起动电流会减低电动机 的寿命，还会引起电源电压波动，所以对于容量 较大的电动机来说必须采用减压起动的方法，以 限制起动电流。 减压起动虽然可以减小起动电流，但也降低了 起动转矩，因此仅适用于空载或轻载起动。 三相笼型电动机的减压起动方法有定子绕组串 电阻（或电抗器）起动、自耦变压器减压起动、 星-三角形减压起动、延边三角形起动等。
2.1.2 电气原理图
图2-3 电动机正反转横坐ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图示法电气原理图
2.1.3 电气元件布置图
电气元件布置图主要是用来表明电气设备上所 有电机、电器的实际位置，是机械电气控制设备 制造、安装和维修必不可少的技术文件。布置图 根据设备的复杂程度或集中绘制在一张图上，或 将控制柜与操作台的电器元件布置图分别绘制。 绘制布置图时机械设备轮廓用双点划线画出，所 有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用 粗实线绘制出其简单的外形轮廓。电器元件及设 备代号必须与有关电路图和清单上的代号一致。
GB6988—1987《电气制图》
GB7159—1987《电气技术中的文字符号制订通则》 规定从1990年1月1日起，电器控制线路中的图形 和文字符号必须符合最新的国家标准。
2.1.1 电器控制线路常用的图形、文字符号
国家标准GB7159—1987《电气技术中的文 字符号制订通则》规定了电气工程图中的文 字符号、它分为基本文字符号和辅助文字符 号。
建筑电气控制技术(第三版)_第2章
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第3 版）
第2章电气控制的基本环节与规律
SB1 KM2
KM1 KM1=1 KT t KTt=1
M 串电阻R起动
KM2=1
KM2 0
M 全压运行 KM1 KM1=0
切除R
KT KTt=0
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第3 版）
（三）、长动与点动联锁
长动与点动联锁是既能正 常起保停控制，又能进行点动 控制。
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第3 版）
第2章电气控制的基本环节与规律
方法一：用复合按钮。
L1 L2 L3 QS
控制 SB2 ：点动 关系 SB1 ：连续运行
FU
SB3
KM SB1
第2章电气控制的基本环节与规律
第四节 三相异步电动机控制电路
1.起动性能 起动时定子起动电流与额定电流之比值大约5~7。 起动电流大对线路有影响，将造成较大的电压降落， 影响其他负载正常工作。
2.起动方法 直接起动----小(轻)负载 降压起动
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第3 版）
第2章电气控制的基本环节与规律
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第3 版）
第2章电气控制的基本环节与规律
第三节 电气控制的基本控制规律
一、联锁控制规律 （一）、互斥联锁
电动机正反转 图2-3
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 （第3 版）
电气控制电路的基本环节
8
第二章
欠电压继电器应用举例
380V A B C
Q
~110V
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KV
KV
KM M 3~
线圈
9
第二章
六、过电压保护
保护原因：电磁线圈在通断时会产生较高的 感应电动势，将使电磁线圈绝缘击穿而损坏。 保护方法：在线圈两端并联一个电阻串电容 的电路或二极管串电阻的电路。
Q
~110V
SB1
主电路
FU KM
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KA
I < KA KM M 3~
12
线圈
第二章
八、其它保护
其它保护包括：超速保护、行程保护、油压 (水压)保护等。
保护方法：在控制电路中串接一个感受这些参 量控制的常开或常闭触头，实现对控制电路的控制 来实现。
九、电机控制的基本保护要求
2
第二章
第七节 电气控制系统常用的保护环节
一、短路保护 二、过电流保护 三、过载保护 四、失电压保护
五、欠电压保护
六、过电压保护 七、直流电动机的弱磁保护 八、其它保护
3
第二章
一、短路保护
短路：指电路中的电流瞬时达到额定电流的十 几倍与几十倍。
保护方法：采用熔断器或低压断路器。 注意：选择熔断器或低压断路器额定电流时， 必须避开电动机的起动电流，但对短路电流仍能起 保护作用。 熔断器额定电流：单台电动机非频繁起动为 （1.5～2.5）INM，频繁起动为（3～3.5）INM。
延时 控制
→
→ KM2线圈通电 自锁→M2运转
→KM2常闭触点断 开→KT线圈断电
第二章
欠电压继电器应用举例
380V A B C
Q
~110V
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KV
KV
KM M 3~
线圈
9
第二章
六、过电压保护
保护原因：电磁线圈在通断时会产生较高的 感应电动势，将使电磁线圈绝缘击穿而损坏。 保护方法：在线圈两端并联一个电阻串电容 的电路或二极管串电阻的电路。
Q
~110V
SB1
主电路
FU KM
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KA
I < KA KM M 3~
12
线圈
第二章
八、其它保护
其它保护包括：超速保护、行程保护、油压 (水压)保护等。
保护方法：在控制电路中串接一个感受这些参 量控制的常开或常闭触头，实现对控制电路的控制 来实现。
九、电机控制的基本保护要求
2
第二章
第七节 电气控制系统常用的保护环节
一、短路保护 二、过电流保护 三、过载保护 四、失电压保护
五、欠电压保护
六、过电压保护 七、直流电动机的弱磁保护 八、其它保护
3
第二章
一、短路保护
短路：指电路中的电流瞬时达到额定电流的十 几倍与几十倍。
保护方法：采用熔断器或低压断路器。 注意：选择熔断器或低压断路器额定电流时， 必须避开电动机的起动电流，但对短路电流仍能起 保护作用。 熔断器额定电流：单台电动机非频繁起动为 （1.5～2.5）INM，频繁起动为（3～3.5）INM。
延时 控制
→
→ KM2线圈通电 自锁→M2运转
→KM2常闭触点断 开→KT线圈断电
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控制电路 短路保护
SB
KM
Date: 2020/10/11
Page: 17
一、单向旋转控制
3.接触器自锁控制
QS
➢电气原理图 L1 L2 L3
FU2 SB1
FU1
SB2
KM
热继电器 热元件
KM FR
M 3～
FR KM
自锁触点
热继电器 常闭触点
Date: 2020/10/11
Page: 18
工作原理
Page: 12
电器互连图示例
EL
HL
0 42 31 0
41 42 2
3
2
1
3×2.5mm2 3×2.5mm2 3×1mm2 5×0.75mm2 3×0.75mm2
3×2.5mm2 QS
Q1 M1 M2
CW6132型车床电气互连图
Date: 2020/10/11
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第二节 电气控制线路中的基本环节
Date: 2020/10/11
Page: 3
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路： 电气控制线路的作用： 电动机常见的基本控制线路：
点动控制线路
正转控制线路
正反转控制线路
位置控制线路
顺序控制线路 多地控制线路 降压启动控制线路 调速控制线路 制动控制线路
Date: 2020/10/11
Page: 4
✓电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环 节的完整电路，其余的可用虚线框表示，并标明该环节的文字 号或环节的名称。
Date: 2020/10/11
Page: 8
二、绘制、识读电气控制系统图的原则 2.电气原理图 ➢主电路接点表示： ✓三相交流电源采用L1、L2、L3标记 ✓主电路按U、V、W顺序标记 ✓分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记 ✓分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记 ✓控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号
Date: 2020/10/11
Page: 9
➢电气原理图示例：
Date: 2020/10/11
Page: 10
二、绘制、识读电气控制系统图的原则
2.电气安装图
表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线情况。
➢电器安装图：
320
线槽 360
详细绘制出电 器元件安装位 置。
FU1
FU2
KM
FU3
Page: 1
第一节 电气控制线路的绘制原则 电气控制线路： 由各种有触点的接触器、继电器、 按钮、行程开关等按不同连接方式 组合而成的。
Date: 2020/10/11
Page: 2
第一节 电气控制线路的绘制原则
电气控制线路的作用： 实现对电力拖动系统的启动、正反 转、制动、调速和保护，满足生产 工艺要求，实现生产过程自动化。
Q
Q
S
F
F U
M 3～
开启式负荷开关控 制
M 3 ～
自动空气开关 控制
Date: 2020/10/11
Page: 15
一、单向旋转控制
2.点动控制 ➢电气原理图： ➢工作原理：
QS L1 L2
L3
FU1
启动：
按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电
→KM主触头闭合→电动机M启动运行。
KM
停止：
松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM
TC
FR
FU4
Date: 2020/10/11
端子板
50 50 50 50
CW6132型车床电器位 置图
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➢电气互连图：表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间 的电气连接，是实际安装接线的依据
原则： ✓外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置尽可能
符合电器实际情况。 ✓各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电
主触头断开→电动机M失电停转。
FU2
M 3～
SB KM
Date: 2020/10/11
Page: 16
一、单向旋转控制
2.点动控制
➢电气原理图： ➢工作原理： ➢保护环节： 短路保护
QS L1 L2 L3
FU1
➢应用： 常用于电葫芦控制和
KM
车床拖板箱快速 移动短主路电保路护
的电机控制
FU2
M 3～
第一节 电气控制系统图的基本知识
相关国家标准：
✓GB4728—85《电气图常用图形符号》 ✓GB5226—85《机床电气设备通用技术条件》 ✓GB7159—87《电气技术中的文字符号制定通则》 ✓GB6988—86《电气制图》 ✓GB5094—85《电气技术中的项目代号 》
Date: 2020/10/11
Date: 2020/10/11
Page: 19
一、单向旋转控制
3.接触器自锁控制
➢电气原理图 ➢工作原理
气原理图为准，并保持一致。 ✓不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接，
必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用 线束表示，连接导线应注明导线规格（数量、截面 积），一般不表示实际走线途径。 ✓对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示 清楚，并注明电源的引入点。
Date: 2020/10/11
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二、绘制、识读电气控制系统图的原则
电气控制系统图的结构 电气原理图
电气控制系统图
电气安装图 框图
主电路 控制电路 照明和显示电路 电器安装图 电气互连图
Date: 2020/10/11
Page: 6
二、绘制、识读电气控制系统图的原则 1.电气原理图
用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接关系 和工作原理的图
➢原则： ✓主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。 ✓主电路的电源电路一般绘制成水平线，受电的动力装置 （电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧， 控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，
Date: 2020/10/11
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➢原则： ✓同一电器的各元件采用同一文字符号表明。
✓所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受 外力作用时的状态绘制。
一、单向旋转控制
1．手动控制
➢电气原理图：
Q
ห้องสมุดไป่ตู้
Q
S
F
➢特点:
F U
控制方式简单
M 3～
开启式负荷开关控 制
M 3 ～
自动空气开关 控制
Date: 2020/10/11
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第二节 三相异步电动机全压启动控制
一、单向旋转控制
1．手动控制
➢电气原理图： ➢特点: ➢应用:
控制三相电风扇和砂轮机
第二章 电器控制线路基本规律
第一节 电气控制线路的绘制原则 第二节 三相异步电动机全压启动控制 第三节 三相异步电动机降压启动控制 第四节 三相绕线式异步电动机启动控制 第五节 双速异步电动机变速控制 第六节 三相异步电动机电气制动控制 第七节 直流电动机控制 本章小结
Date: 2020/10/11