电气控制系统的基本控制电路
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电气控制基本电路电气控制线路简单设计方法与元器件选择
③ 利用二极管的单向导电性减少触点数目。见图3示. ④ 利用逻辑代数的方法减少触点数目。如图4(a)示.
图3 利用二极管简化控制电路 图4 利用逻辑代数减少触点
Page: 8
（4）尽量缩短连接导线的数量和长度 设计时，应根据实际情况，合理考虑并安排电气设备和元件 的位置及实际连线，使连接导线数量最少，长度最短。
第 2 章 电气控制基本电路 电气控制线路的
简单设计方法和元器件的选择
Page: 1
2.3.1 电气控制线路设计的主要内容 2.3.2 电气控制线路的设计 2.3.3 常用电器元件的选择
Page: 2
本节介绍:继电接触器电控线路设计方法，包括设计内容、 一般程序、设计原则、设计方法和步骤，电控系统的安 装、调试方法。
图5中，图(a)接线不合理，从电气柜到操作台需4根导线。图 (b)接线合理，从电气柜到操作台只需3根导线。
Page: 9
图5 线路的合理连接
注意：同一电器的不同触点在线路中应尽可能具有公共连接线。以减少导线 段数和缩短导线长度，如图6示。
图6 节省连接导线的方法
Page: 10
3．保证电控线路工作可靠
最主要的是选择可靠的电器元件。同时，设计时要注意几点：
（1）正确连接电器元件的触点
同一电器元件的常开和常 闭触点靠得很近，如果分 别接在电源不同相上，当 触点断开产生电弧时，可 能在两触点间形成飞弧造 成电源短路。 图8(a)中SQ的接法错误,应 改成图8(b)形式。
Page: 11
图8 触点的正确连接
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4．保证电控线路工作的安全性 应有完善的保护环节，保证设备安全运行。 常用有短路、过流、过载、失压、弱磁、 超速、极限保护等。 (1）短路保护 强大的短路电流容易引起各种电气设备和 元件的绝缘损坏及机械损坏。因此，短路 时应迅速可靠地切断电源。 采用熔断器作短路保护的电路见图12。 也可用断路器（自动开关）作短路保护， 图12 熔断器短路保护 兼有过载保护功能。
电气控制系统
电气控制系统：从开关到自动化控制随着各种工业设备的广泛应用，在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
（Electric Control System，ECS）是一种通过电气信号控制工程设备和各类工业运动部件的系统。
一般包括设备控制电路、电子元件、控制设备、电机及其驱动、系统自动化控制等方面。
相较于传统的人工控制，具有自动化、快速、精确、可靠等优点，可以有效提高工业生产的效率和品质。
本文将从开关到自动化控制，介绍的相关知识。
1. 开关与继电器在电路中，开关是一个最简单的控制元件。
通过开关的打开和关闭来控制电路中的电流的通断，从而控制其他设备。
开关一般具有开关量、电气特性、线路分配、连接方式等特点。
常用的开关有单刀双掷开关、脚踏开关、旋钮开关等，根据使用的场景不同，开关类型和规格也会有所区别。
继电器是一种电气工控制器件，是指通过一个电路的控制来控制另一个电路的工作，常见的继电器有电磁继电器、固态继电器、时间继电器等。
继电器是一种通用性很强的控制元件，主要用于中小型控制装置，特别是对于需要将信号从一个电路转移到另一个电路，并需要对电路或设备进行隔离的情况。
继电器可以通过电磁铁来实现可靠地控制，同时还具有接触部分不生锈、不氧化、不磨损等优点。
2. 电机及其驱动电机是中最基本的驱动元件，根据其工作原理和结构不同，可以分为直流电动机、异步电动机、同步电动机等，其中异步电动机应用最为广泛。
电机的工作需要配合驱动器，驱动器是电控系统中最重要的一个环节，它主要的作用是将电控系统中的信号，转换成电机能够接受的信号，从而让电机转动。
根据驱动器的输出类型不同，可以将其分为数字驱动器和模拟驱动器两种类型。
数字驱动器是将输入信号（例如：脉冲、方波）进行数字转换处理之后，通过PWM或其他方式输出信号驱动电机；而模拟驱动器则是将输入信号进行电路放大之后，输出到电机驱动电路。
在实际的驱动进程中，直接使用数字或模拟驱动器的方式已经不能满足需求。
电气控制电路基本环节
2、时间继电器延时已到，而电路无切
换动作：检查时间继电器是否有故障， 检查KM3的常闭辅助触点是否未断开或 被卡住，KM3线圈是否损坏 3、△方式工作时，主电路短路：检查 电机线路故障，相序是否搞错
三、三相饶线转子电动机的起动控制
图2-14
1、电气控制基本控制规律： 3）多地联锁控制 4）顺序控制 5）自动循环的控制 2、三相异步电动机的起动控制：星形-三 角形减压起动控制、自藕变压器减压起动 控制、三相绕线转子电动机的起动控制
不能自锁：检查启动按钮是否有损坏，
检查接触器常开辅助触点是否未闭合或 被卡住（触点损坏） 不能互锁：检查启动按钮是否有损坏， 检查接触器常闭辅助触点是否未断开或 被卡住（触点粘连）
小
结
1、电气控制系统图的组成：原理图、
元件布置图、安装接线图 2、电气控制基本控制规律： 1）自锁与互锁的控制 2）点动与连续运转控制
自锁另一作用：实现欠压和失压保护
见图2-5
互锁电路
图2-6 B)电气互锁 C)机械互锁 D)为何要互锁？
二、点动与连续运转的控制
见图2-7
常见故障及处理方法
按下启动按钮，接触器不工作：检查
熔断器是否熔断，检查热继电器是否 动作，检查电源电压是否正常，检查 按钮触点是否接触不良，检查接触器 线圈是否损坏
四、电动机可逆运行能耗制动控制
图2-18 工作原理：参见P62
第五节 三相异步电动机的调速控制
调速方法：变极对数、变转差率、变频调速 变极对数：通过接触器触头来改变电动机绕 组的接线方式，以获得不同的极对数来达到 调速的目的。 变转差率：通过调节定子电压、改变转子电 路中的电阻、采用串级调速来实现。 变频调速：改变电动机交流电源的频率而达 到调速目的调速方法。
电气设备控制电路图
中间继电器 电压继电器 电流继电器 继电器类型： 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） …...
第十一页，共61页。
中间(zhōngjiān)继电器
作用(zuòyòng)：继电器用来传递信号或用于控制 电路继中电。器和接触器的工作原理一样。主要区别在
于，接触器的主触点可以通过(tōngguò)大电流，而继电器的 触点只能通过(tōngguò)小电流。
接触器技术指标：额定工作电压、电
流、触点数目等
第七页，共61页。
返回
第八页，共61页。
返回(fǎnh
弹簧
线圈 铁芯 衔铁 电动机
~~
动作(dòngzuò)过程
主触点
线圈(xiànquā
M 3~
第九页，共61页。
衔铁(xiántiě)被吸
辅助 触点
触点闭合 接通电源
返回
接触器线圈(xiànquān)
断开电 源；欠压时，欠压脱扣第器十六页，将共61页脱。 钩顶开，断开电源。返回
6.2 三相(sān xiānɡ)鼠笼式异
基本(jīběn)控步制电环动节机
电机(diànjī)起动、停车（点动、连续运行、多地 点
控制、顺序控制等） 电机(diànjī)正反转控制 行程控制 时间控制 速度控制
M
电机自动起动而发生意外事故。
3~
返回(fǎnhu
第二十四页，共61页。
两地(liǎnɡ dì)控制一台电
动机
SB1甲
SB2甲
FR KM
KM
甲地(jiǎ d
SB1乙
SB2乙
乙地
方法：起动按钮并联(bìnglián)；停止按
钮串联
第二十五页，共61页。
第十一页，共61页。
中间(zhōngjiān)继电器
作用(zuòyòng)：继电器用来传递信号或用于控制 电路继中电。器和接触器的工作原理一样。主要区别在
于，接触器的主触点可以通过(tōngguò)大电流，而继电器的 触点只能通过(tōngguò)小电流。
接触器技术指标：额定工作电压、电
流、触点数目等
第七页，共61页。
返回
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返回(fǎnh
弹簧
线圈 铁芯 衔铁 电动机
~~
动作(dòngzuò)过程
主触点
线圈(xiànquā
M 3~
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衔铁(xiántiě)被吸
辅助 触点
触点闭合 接通电源
返回
接触器线圈(xiànquān)
断开电 源；欠压时，欠压脱扣第器十六页，将共61页脱。 钩顶开，断开电源。返回
6.2 三相(sān xiānɡ)鼠笼式异
基本(jīběn)控步制电环动节机
电机(diànjī)起动、停车（点动、连续运行、多地 点
控制、顺序控制等） 电机(diànjī)正反转控制 行程控制 时间控制 速度控制
M
电机自动起动而发生意外事故。
3~
返回(fǎnhu
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两地(liǎnɡ dì)控制一台电
动机
SB1甲
SB2甲
FR KM
KM
甲地(jiǎ d
SB1乙
SB2乙
乙地
方法：起动按钮并联(bìnglián)；停止按
钮串联
第二十五页，共61页。
plc电气图及电器控制基本控制电路
三种形式： 标注在图形侧； 标注在图形内； 加序号以表格的形式列出。
电气控制与可编程序控制器
第二章 电气图及电气控制基本控制电路
第三节 三相异步电动机基本控制电路
直接起动控制电路 (a)开关直接控制 熔断器FU：短路保护 开关Q：闸刀开关、铁壳开关等。 Q选电动机保护用断路器，可实现过 载保护，可不用熔断器FU。 适用于不频繁起动的小容量电动机， 不能远距离、自动控制。 (b)按钮、接触器控制 熔断器FU：短路保护 开关Q：分断电源（同上）。 热继电器FR：过载保护 合Q，按下SB2，KM线圈得电，主触点闭合，电动机通电起动；自锁触点KM 闭合，松开SB2，KM线圈继续得电，保证电动机工作。 按SB1，KM线圈断电，主触点断开，电动机停止，辅助触点断开解除自锁。 失压、欠压保护：意外断电或电源电压跌落太大时，接触器释放，自锁解除。 电源电压恢复正常后，电动机不会自动投入工作。
电气控制与可编程序控制器
第二章 电气图及电气控制基本控制电路
电器元件布臵图：表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位臵，是
电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。 电气控制柜与操作台（箱）内部布臵图 电气控制柜与操作台（箱）面板布臵图 控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出 电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实际的安装位臵 电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用的代号一致
电气控制与可编程序控制器
第二章 电气图及电气控制基本控制电路
减压起动控制电路：
星--三角变换减压起动：全压工作时为三角形接法的电动机，起动时 将其定子绕组接成星形，降低电动机的绕组相电压，进而限制起动电 流。当反映起动过程结束的定时器发出指令时再将电动机的定子绕组 改接成三角形接法实现全压工作。 定子串电阻或电抗器减压起动：电动机起动时在三相定子电路中串接 电阻可降低绕组电压，以限制起动电流；起动后再将电阻短路，电动 机即可在全压下运行。这种起动方式由于不受电动机接线方式的限制， 设备简单，因而得到广泛应用。在机械设备做点动调整时也常采用这 种限流方法以减轻对电网的冲击。 自耦变压器减压起动 延边三角形减压起动
电气控制与可编程序控制器
第二章 电气图及电气控制基本控制电路
第三节 三相异步电动机基本控制电路
直接起动控制电路 (a)开关直接控制 熔断器FU：短路保护 开关Q：闸刀开关、铁壳开关等。 Q选电动机保护用断路器，可实现过 载保护，可不用熔断器FU。 适用于不频繁起动的小容量电动机， 不能远距离、自动控制。 (b)按钮、接触器控制 熔断器FU：短路保护 开关Q：分断电源（同上）。 热继电器FR：过载保护 合Q，按下SB2，KM线圈得电，主触点闭合，电动机通电起动；自锁触点KM 闭合，松开SB2，KM线圈继续得电，保证电动机工作。 按SB1，KM线圈断电，主触点断开，电动机停止，辅助触点断开解除自锁。 失压、欠压保护：意外断电或电源电压跌落太大时，接触器释放，自锁解除。 电源电压恢复正常后，电动机不会自动投入工作。
电气控制与可编程序控制器
第二章 电气图及电气控制基本控制电路
电器元件布臵图：表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位臵，是
电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。 电气控制柜与操作台（箱）内部布臵图 电气控制柜与操作台（箱）面板布臵图 控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出 电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实际的安装位臵 电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用的代号一致
电气控制与可编程序控制器
第二章 电气图及电气控制基本控制电路
减压起动控制电路：
星--三角变换减压起动：全压工作时为三角形接法的电动机，起动时 将其定子绕组接成星形，降低电动机的绕组相电压，进而限制起动电 流。当反映起动过程结束的定时器发出指令时再将电动机的定子绕组 改接成三角形接法实现全压工作。 定子串电阻或电抗器减压起动：电动机起动时在三相定子电路中串接 电阻可降低绕组电压，以限制起动电流；起动后再将电阻短路，电动 机即可在全压下运行。这种起动方式由于不受电动机接线方式的限制， 设备简单，因而得到广泛应用。在机械设备做点动调整时也常采用这 种限流方法以减轻对电网的冲击。 自耦变压器减压起动 延边三角形减压起动
低压电器及基本电气控制线路—常用低压电器
1、热继电器的作用：防止线路或电气设备长时间过载的低压保护电器。
热继电器
✓ 热继电器的作用和型号
2、热继电器的型号
热继电器
✓ 热继电器的原理与结构
一、热继电器的基本原理 热继电器中的关键零件是热元件。 热元件是由两种热膨胀系数不同的金属片铆接在-起而制成的，又叫作双金 属片(铁镍合金)。 热继电器另一个关键零件是常闭触头。 发热元件2通电发热后，主双金属片1受热向左弯曲，推动导板3向左推动执 行机构发生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大到 一定程度时，执行机构发生跃变，即触点动作，由常闭转为常开。
熔断器
✓ 螺旋式熔断器
螺旋式熔断器主要由瓷帽、熔断 管、瓷套、上接线端、下接线端和底 座等组成，熔丝安装在熔断体的瓷质 熔管内，熔管内部充满起灭弧作用的 石英砂。熔断体自身带有熔体熔断指 示装置。螺旋式熔断器是一种有填料 的封闭管式熔断器，结构较瓷插式熔 断器复杂，其结构如图2-20所示。
熔断器
01
低压断路器的作用与分类
02
低压断路器的结构及原理
03
低压断路器的选择与安装
04 低压断路器的常见故障及处理
01 低压断路器的作用与分类
✓ 低压断路器的作用
✓ 低压断路器的分类
低压断路器的作用与分类
✓ 低压断路器的作用
接通、承载及分断正常电路条件下的电流； 在规定的非正常电路条件（过载、短路）下，接通、分断电流，并能在一定 时间内承载电流。
U<
KV KV
KV
欠电压继电器
U>
KV KV
KV
过电压继电器
电磁式继电器
✓ 中间继电器
中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。其结 构及文字图形符号如图所示。
热继电器
✓ 热继电器的作用和型号
2、热继电器的型号
热继电器
✓ 热继电器的原理与结构
一、热继电器的基本原理 热继电器中的关键零件是热元件。 热元件是由两种热膨胀系数不同的金属片铆接在-起而制成的，又叫作双金 属片(铁镍合金)。 热继电器另一个关键零件是常闭触头。 发热元件2通电发热后，主双金属片1受热向左弯曲，推动导板3向左推动执 行机构发生一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大到 一定程度时，执行机构发生跃变，即触点动作，由常闭转为常开。
熔断器
✓ 螺旋式熔断器
螺旋式熔断器主要由瓷帽、熔断 管、瓷套、上接线端、下接线端和底 座等组成，熔丝安装在熔断体的瓷质 熔管内，熔管内部充满起灭弧作用的 石英砂。熔断体自身带有熔体熔断指 示装置。螺旋式熔断器是一种有填料 的封闭管式熔断器，结构较瓷插式熔 断器复杂，其结构如图2-20所示。
熔断器
01
低压断路器的作用与分类
02
低压断路器的结构及原理
03
低压断路器的选择与安装
04 低压断路器的常见故障及处理
01 低压断路器的作用与分类
✓ 低压断路器的作用
✓ 低压断路器的分类
低压断路器的作用与分类
✓ 低压断路器的作用
接通、承载及分断正常电路条件下的电流； 在规定的非正常电路条件（过载、短路）下，接通、分断电流，并能在一定 时间内承载电流。
U<
KV KV
KV
欠电压继电器
U>
KV KV
KV
过电压继电器
电磁式继电器
✓ 中间继电器
中间继电器是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的继电器。其结 构及文字图形符号如图所示。
电气控制电路
1.3.3.4 绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路
2. 时间控制原则 右图为按时间原则控制
的转子串电阻起动电路。 图中 KM 为电源接触器， KM1~KM3 用来短接转子电 阻，时间继电器 KT1~KT3 控制起动过程。
1.3.4 制动控制电路
所谓制动，就是给正在运行的电动机加上一个与原转动方向相 反的制动转矩迫使电动机迅速停转。电动机常用的制动方法有机 械制动和电气制动两大类。
1.3.2 基本控制规律
1.3.2.2 互锁控制电路
1. 接触器互锁的正反转控制电路
为了避免两接触器同时得电而 造成电源相间短路，在控制电路 中，分别将两个接触器 KM1 、 KM2 的辅助动断触点串接在对方 的线圈回路里，如右图所示。
这种利用两个接触器（或继电 器）的动断触点互相制约的控制 方法叫做 互锁 （也称联锁），而 这两对起互锁作用的触点称为互 锁触点。
这种起动方法是： 起动时在电动机的定子 绕组中串接电阻，通过 电阻的分压作用，使电 动机定子绕组上的电压 减小；待起动完毕后， 将电阻切除，使电动机 在额定电压（全压）下 正常运转。其控制电路 如右图所示。
1.3.3.1 定子串电阻降压起动控制电路
电路工作原理如下：首先合上电源开关 QS 。
1.3.3.2 自耦变压器降压起动控制电路
1.3.2 基本控制规律
1.3.2.5 顺序控制电路
常用的顺序控制电路有两种，一种是主电路的顺序控制， 一种是控制电路的顺序控制。
1. 主电路的顺序控制 主电路顺序起动控制电 路如图所示。
只有当 KM1 闭合，电动 机 M1 起动运转后， KM2 才 能使 M2 得电起动，满足电 动机 M1 、 M2 顺序起动的 要求。
电气控制电路基础
>KM线圈通电并自锁－>M通电工作 。
KM自锁触点，是指与SB2并联的 常开辅助触点，其作用是当按钮 SB2闭合后又断开，KM的通电状态 保持不变，称为通电状态的自我锁 定。
停止按钮SB1，用于切断KM线圈 电流并打开自锁电路，使主回路的 电动机M定子绕组断电停止工作。
L1 L2 L3
QS
FU 1 KM
3~
0.125kW
U 12
KM
1440r/min 2900r/min
13 X 1
1
1
2
3
Q2
HL
EL
PE
4
54Biblioteka ab图1.2 区位图号含义及触点位置表示含义
电气控制电路基础
图区、触点位置索引
区位图号含义及触点位置表示含义
5
电气控制电路基础
1.1.2电气元件布置图
电器设备和元器件的布置应注意以下几 个方面：
压降低，以限制启动电流。启动
结束后再将电阻短接，使电动机
KM 1
在额定电压下正常运行。 R
• 主电路：
KM1实现串电阻启动 KM2实现全压运行
FR
PE M
3~
1
2
3
FU 1 KM2
KM 1
电动机控制 减压控制
FR
SB1
SB 2
KM2 KM1
KM2
KT
KM 1 KT KM 2
1 5 5 6X 2 7 4
f (KM ) SB1 • (SB2 KM )
SB1 SB2 KM
KM a
KA1 KA1 KA KA2 KA3 KA
KM
8
b
电气控制电路基础
1.3三相异步电动机的启动控制
KM自锁触点，是指与SB2并联的 常开辅助触点，其作用是当按钮 SB2闭合后又断开，KM的通电状态 保持不变，称为通电状态的自我锁 定。
停止按钮SB1，用于切断KM线圈 电流并打开自锁电路，使主回路的 电动机M定子绕组断电停止工作。
L1 L2 L3
QS
FU 1 KM
3~
0.125kW
U 12
KM
1440r/min 2900r/min
13 X 1
1
1
2
3
Q2
HL
EL
PE
4
54Biblioteka ab图1.2 区位图号含义及触点位置表示含义
电气控制电路基础
图区、触点位置索引
区位图号含义及触点位置表示含义
5
电气控制电路基础
1.1.2电气元件布置图
电器设备和元器件的布置应注意以下几 个方面：
压降低，以限制启动电流。启动
结束后再将电阻短接，使电动机
KM 1
在额定电压下正常运行。 R
• 主电路：
KM1实现串电阻启动 KM2实现全压运行
FR
PE M
3~
1
2
3
FU 1 KM2
KM 1
电动机控制 减压控制
FR
SB1
SB 2
KM2 KM1
KM2
KT
KM 1 KT KM 2
1 5 5 6X 2 7 4
f (KM ) SB1 • (SB2 KM )
SB1 SB2 KM
KM a
KA1 KA1 KA KA2 KA3 KA
KM
8
b
电气控制电路基础
1.3三相异步电动机的启动控制
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
电气控制部分
按工作方式分：固定接触、可分接触、滑动及滚动接触。 1.触点类型 按接触方式分：点接触、线接触、面接触。 按断点形式分：单断点、双断点。
收缩电阻：金属导体内电力线会在有限触点附近急聚收缩形成的。 2.接触电阻 通常用Rs表示。 ﹙ Rj ﹚ 膜电阻：导体表面在空气中形成薄膜对电流造成阻 碍构成膜电阻，通常用Rb表示。
①刀开关
普通型 带灭弧装置型
带灭弧装置和熔断器型
1）隔离开关电器： （见图1－9a） 带熔断器型 ②熔断器
①控制按钮：见图1－11 2）主令开关电器： ②位置开关 行程开关又称限位开关，见图1－12
接近开关又称无触点开关，见图1－13
③转换开关，又叫万能转换开关，见图1－14
二、接触器和继电器
接触器和继电器是低压电器中应用最广泛的电磁器件。接触
（二）联锁或互锁
运动形式：在机床的控制线路中，经常要求电动机 有顺序的起动，即按照工艺要求，电动机起动有一 定的先后顺序，不能随便起动。
工作过程：见图1－19所示。 分析比较：a图和b图。 注意：互锁也是一种联锁关系。强调了触点间的互 锁作用，常用的有电动机正反转控制等。
（三）多点控制
电气控制基础
第一节 常用低压电器 第二节 基本电气控制电路
第一节 常用低压电器介绍
低压电器系统是由低压控制电路和低压执行机构（主要指
电动机）组成。所谓低压是指我国50HZ、380V或50HZ、 220V用户电源。低压控制电路是由各种低压电器加线路组成。 电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其他物 理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续的改变 电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、 检测和调节用的电器元件或设备。
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第二章
第二章 继电--接触器控制电路 的基本环节
第一节 电气控制系统图 第二节 电气控制电路基本控制规律 第三节 三相异步电动机的起动控制 第四节 三相异步电动机的制动控制 第五节 三相异步电动机的调速控制 第六节 直流电动机的电气控制 第七节 电气控制系统常用的保护环节
8/4/2013
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8/4/2013
2）强电、弱电应分开， 弱电应屏蔽，防止外界干扰。
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第二章
3）需要经常维护、 检修、调整的电器元 件安装位置不宜过高 或过低。
5）电器元件布置 不宜过密，应留有一 定间距。如用走线槽， 应加大各排电器间距， 以利布线和维修。
4）电器元件的布置 应考虑整齐、美观、 对称。外形尺寸与 结构类似的电器安 装在一起，以利安 装和配线。
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第二章
四、安装接线图
安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、 线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元 件布置图一起使用。 电气接线图的绘制原则是： 1）各电气元件 均按实际安装位置 绘出，元件所占图 面按实际尺寸以统 一比例绘制。
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2）一个元件中所 有的带电部件均画 在一起，并用点划 线框起来，即采用 集中表示法。
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第二章
例：CW6132型车床控制盘电器布置图
图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图
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第二章
例：CW6132型车床电气设备安装布置图
图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图
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第二章
五、自动往复循环控制
图2-12 自动往复循环控制 a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路
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第二章
第三节 三相异步电动机的起动控制
一、星形—三角形减压起动控制
图2-13 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
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第二章
四、顺序控制
按顺序起动与停止的控制电路
图2-10 两台电动机顺序控制电路图 a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路
8/4/2013
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第二章
时间继电器控制的顺序起动电路
图2-11 时间继电器控制的顺序起动电路
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图2-20 电动机无变压器单管能耗制动电路
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第二章
第五节 三相异步电动机的调速控制
一、三相笼型电动机变极调速控制
图2-21 双速电动机三相绕组连接图
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第二章
图2-22 双速电动机变极调速控制电路
第二章
三、电动机单向运行能耗制动控制
图2-18 电动机单向运行时间原则能耗制动控制电路
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第二章
四、电动机可逆运行能耗制动控制
图2-19 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路
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第二章
五、无变压器单管能耗制动控制
1）按变频的原理分有：
交—交变频器和交—直—交变频器。
2）交—直—交变频器的分类： 电压型和电流型
图2-26 电压型变频器基本结构
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第二章
2．交—直—交变频器
交—直—交变频器主要由整流调压、滤波及逆 变三部分组成
图2-27 交—直—交变频器的组成
一、自锁与互锁的控制
自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电气 控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。
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第二章
三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
图2-5 为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
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只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可实 现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频调 速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种： 1．额定频率以下的调速 2．额定频率以上的调速
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第二章
（二）三相异步电动机变频调速时的机械特性
1、U1/f1=常数时的变频调速机械特性
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第二章
（三）继电器、接触器触头位置的索引
电气原理图中，在继电器、接触器线圈的下 方注有该继电器、接触器相应触点所在图中位置 的索引代号，索引代号用图面区域号表示。
（四）电气图中技术数据的标注 电气图中各电气元器件和型号，常在电气原 理图中电器元件文字符号下方标注出来。
第二章
第一节 电气控制系统图
常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置 图与安装接线图。
一、电气图常用的图形符号、文字符 号和接线端子标记
二、电气原理图
电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部 件的联接关系和工作原理的图。
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第二章
例：CW6132型普通车床电气原理图
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第二章
表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据
被控制电动 机功率/KW 14 20 28 40 55 75 80 95 100 最大工作 电流/A 28 40 58 77 110 142 152 180 190 自耦变压器 功率/KW 14 20 28 40 55 75 115 115 115 电流互感 器变比 —— —— —— —— —— —— 300/5 300/5 300/5 热继电器整 定电流/A 32 40 63 85 120 142 2．8 3．2 3．5
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第二章
3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气 原理图一致，并符合国家标准。
4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出， 并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图 上的导线编号相一致。
5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以 绘成一股线。
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第二章
第四节 三相异步电动机的制动控制
一、电动机单向反接制动控制
图2-16 电动机单向反接制动控制电路
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第二章
二、电动机可逆运行反接制动控制
图2-17 电动机可逆运行反接制动控制电路
8/4/2013
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第二章
表2-1 QX4系列自动星形—三角形起动器技术数据
型号 QX4--17 QX4--30 QX4--55 QX4--75 控制电动机功 率/KW 额定电流 /A 热继电器额 定电流/A 时间继电器 整定值/S
13 17
22 38 40 55 75
26 33
图2-1 CW6132型普通车床电气原理图
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第二章
（一）绘制电气原理图的原则：
1．图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形 符号和文字符号。 2．电气原理图的组成 电气原理图由主电路和辅助电 路组成。 3．电源线的画法 4．原理图中电气元件的画法 5．电气原理图中电气触头的画法
42．5 58 77 105 142
15 19
25 34 45 61 85
11 13
15 17 20 24 30
QX4--125
125
260
100~160
14~60
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第二章
二、自耦变压器减压起动控制
图2-14 XJ01系列自耦减压起动电路图
8/4/2013
图2-24 三相异步电动机U1/f1=常数
变频调速机械特性
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第二章
2、U1/f1N的变频调速机械特性
图2-25 U1=U1N 时三相异步电动机 变频调速机械特性
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第二章
（三）变频器
1、变频器的分类
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第二章
1）单相逆变电路
2）三相逆变电路
图2-28 单相逆变电路原理图 a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图
图2-29 三相逆变电路原理图 a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图
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3）电压型交—直—交变频器
型号 XJ01—14 XJ01—20 XJ01—28 XJ01—40 XJ01—55 XJ01—75 XJ01—80 XJ01—95 XJ01—100
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第二章
三、三相绕线型异步电动机的起动控制
第二章 继电--接触器控制电路 的基本环节
第一节 电气控制系统图 第二节 电气控制电路基本控制规律 第三节 三相异步电动机的起动控制 第四节 三相异步电动机的制动控制 第五节 三相异步电动机的调速控制 第六节 直流电动机的电气控制 第七节 电气控制系统常用的保护环节
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2）强电、弱电应分开， 弱电应屏蔽，防止外界干扰。
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第二章
3）需要经常维护、 检修、调整的电器元 件安装位置不宜过高 或过低。
5）电器元件布置 不宜过密，应留有一 定间距。如用走线槽， 应加大各排电器间距， 以利布线和维修。
4）电器元件的布置 应考虑整齐、美观、 对称。外形尺寸与 结构类似的电器安 装在一起，以利安 装和配线。
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四、安装接线图
安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、 线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元 件布置图一起使用。 电气接线图的绘制原则是： 1）各电气元件 均按实际安装位置 绘出，元件所占图 面按实际尺寸以统 一比例绘制。
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2）一个元件中所 有的带电部件均画 在一起，并用点划 线框起来，即采用 集中表示法。
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例：CW6132型车床控制盘电器布置图
图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图
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例：CW6132型车床电气设备安装布置图
图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图
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五、自动往复循环控制
图2-12 自动往复循环控制 a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路
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第三节 三相异步电动机的起动控制
一、星形—三角形减压起动控制
图2-13 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
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四、顺序控制
按顺序起动与停止的控制电路
图2-10 两台电动机顺序控制电路图 a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路
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时间继电器控制的顺序起动电路
图2-11 时间继电器控制的顺序起动电路
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图2-20 电动机无变压器单管能耗制动电路
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第五节 三相异步电动机的调速控制
一、三相笼型电动机变极调速控制
图2-21 双速电动机三相绕组连接图
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图2-22 双速电动机变极调速控制电路
第二章
三、电动机单向运行能耗制动控制
图2-18 电动机单向运行时间原则能耗制动控制电路
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四、电动机可逆运行能耗制动控制
图2-19 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路
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五、无变压器单管能耗制动控制
1）按变频的原理分有：
交—交变频器和交—直—交变频器。
2）交—直—交变频器的分类： 电压型和电流型
图2-26 电压型变频器基本结构
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2．交—直—交变频器
交—直—交变频器主要由整流调压、滤波及逆 变三部分组成
图2-27 交—直—交变频器的组成
一、自锁与互锁的控制
自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电气 控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。
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三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
图2-5 为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
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只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可实 现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频调 速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种： 1．额定频率以下的调速 2．额定频率以上的调速
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（二）三相异步电动机变频调速时的机械特性
1、U1/f1=常数时的变频调速机械特性
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（三）继电器、接触器触头位置的索引
电气原理图中，在继电器、接触器线圈的下 方注有该继电器、接触器相应触点所在图中位置 的索引代号，索引代号用图面区域号表示。
（四）电气图中技术数据的标注 电气图中各电气元器件和型号，常在电气原 理图中电器元件文字符号下方标注出来。
第二章
第一节 电气控制系统图
常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置 图与安装接线图。
一、电气图常用的图形符号、文字符 号和接线端子标记
二、电气原理图
电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部 件的联接关系和工作原理的图。
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例：CW6132型普通车床电气原理图
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表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据
被控制电动 机功率/KW 14 20 28 40 55 75 80 95 100 最大工作 电流/A 28 40 58 77 110 142 152 180 190 自耦变压器 功率/KW 14 20 28 40 55 75 115 115 115 电流互感 器变比 —— —— —— —— —— —— 300/5 300/5 300/5 热继电器整 定电流/A 32 40 63 85 120 142 2．8 3．2 3．5
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第二章
3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气 原理图一致，并符合国家标准。
4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出， 并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图 上的导线编号相一致。
5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以 绘成一股线。
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第四节 三相异步电动机的制动控制
一、电动机单向反接制动控制
图2-16 电动机单向反接制动控制电路
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二、电动机可逆运行反接制动控制
图2-17 电动机可逆运行反接制动控制电路
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表2-1 QX4系列自动星形—三角形起动器技术数据
型号 QX4--17 QX4--30 QX4--55 QX4--75 控制电动机功 率/KW 额定电流 /A 热继电器额 定电流/A 时间继电器 整定值/S
13 17
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26 33
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（一）绘制电气原理图的原则：
1．图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形 符号和文字符号。 2．电气原理图的组成 电气原理图由主电路和辅助电 路组成。 3．电源线的画法 4．原理图中电气元件的画法 5．电气原理图中电气触头的画法
42．5 58 77 105 142
15 19
25 34 45 61 85
11 13
15 17 20 24 30
QX4--125
125
260
100~160
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二、自耦变压器减压起动控制
图2-14 XJ01系列自耦减压起动电路图
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变频调速机械特性
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2、U1/f1N的变频调速机械特性
图2-25 U1=U1N 时三相异步电动机 变频调速机械特性
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（三）变频器
1、变频器的分类
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1）单相逆变电路
2）三相逆变电路
图2-28 单相逆变电路原理图 a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图
图2-29 三相逆变电路原理图 a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图
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3）电压型交—直—交变频器
型号 XJ01—14 XJ01—20 XJ01—28 XJ01—40 XJ01—55 XJ01—75 XJ01—80 XJ01—95 XJ01—100
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三、三相绕线型异步电动机的起动控制