第二章電氣控制系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)和基本規(guī)律電氣控制電路讀圖基本控制常用基本控制電路三相異步電動機控制線路電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖。由于它們的用途不同，繪制原則也有差別。根據(jù)學習的實際需要，這里重點介紹電氣原理圖。電氣原理圖目的是便于閱讀和分析控制線路，應根據(jù)結構簡單、層次分明清晰的原則，采用電器元件展開形式繪制。它包括所有電器元件的導電部件和接線端子，但并不按照電器元件的實際布置位置來繪制，也不反映電器元件的實際大小。電氣控制系統(tǒng)圖繪制原則電氣控制系統(tǒng)圖繪制原則以下圖所示的某機床的電氣原理圖為例，來說明電氣原理圖的規(guī)定畫法和應注意的事項機床系統(tǒng)控制電路圖圖2-1繪制電氣原理圖原則電氣原理圖一般分主電路和輔助電路（控制電路）兩部分。主電路是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件；一般由組合開關、主熔斷器、接觸器主觸點、熱繼電器的熱元件和電動機等組成。輔助電路是控制線路中除主電路以外的電路，其流過的電流比較小和輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路和保護電路。其中控制電路是由按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點、熱繼電器觸點、保護電器觸點等組成。電氣原理圖中所有電器元件都應采用國家標準中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。電氣原理圖中電器元件的布局電氣原理圖中電器元件的布局，應根據(jù)便于閱讀原則安排。主電路安排在圖面左側或上方。輔助電路安排在圖面右側或下方。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動作順序從上到下，從左到右排列。電氣原理圖中，當同一電器元件的不同部件（如線圈、觸點）分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標注統(tǒng)一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數(shù)字序號來區(qū)別。如兩個接觸器，可用KM1、KM2文字符號區(qū)別。電氣原理圖中電器元件的布局電氣原理圖中，所有電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態(tài)畫出。對于繼電器、接觸器的觸點，按其線圈不通電時的狀態(tài)畫出；控制器按手柄處于零位時的狀態(tài)畫出；對于按鈕、行程開關等觸點按未受外力作用時的狀態(tài)畫出。電氣原理圖中電器元件的布局電氣原理圖中，應盡量減少線條和避免線條交叉。各導線之間有電聯(lián)系時，在導線交點處畫實心圓點。根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪制，一般逆時針方向旋轉90度，但文字符號不可倒置。圖紙的區(qū)域劃分圖紙上方的1、2、3…等數(shù)字是圖區(qū)的編號，它是為了便于檢索電氣線路，方便閱讀分析從而避免遺漏設置的。圖區(qū)編號也可設置在圖的下方。圖區(qū)編號下方的的文字表明它對應的下方元件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個元件或某部分電路的功能，以利于理解全部電路的工作原理。電氣控制原理圖電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關按鈕開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關1電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關12電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關123電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關1234電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關12345電氣控制原理圖交機電機熔絲交流接觸器熱繼電器空氣開關123454363基本電路第一節(jié)基本控制自鎖控制互鎖控制順序控制工作正常與點動連鎖控制多點控制連鎖控制自動循環(huán)控制一、起動、自鎖控制依靠接觸器自身輔助觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象----自鎖為什么加自鎖？為什么用點動開關？3。2。1工作過程合上QS，按下SB2，KM線圈吸合，KM主觸點閉合，電動機運轉。KM輔助常開觸點閉合，自鎖。按下SB1，KM線圈斷電，主觸點、輔助觸點斷開，電動機停止。自鎖另一作用：實現(xiàn)欠壓和失壓保護3。2。1二、互鎖控制控制要求：正、反轉；如何實現(xiàn)？缺點3。2。2解決加互鎖----在同一時間里兩個接觸器只允許一個工作的控制作用稱為互鎖。缺點3。2。3解決聯(lián)鎖復合聯(lián)鎖正、反轉控制3。2。4控制規(guī)律當要求甲接觸器工作時，乙接觸器就不能工作，此時應在乙接觸器的線圈電路中串入甲接觸器的動斷觸點。當要求甲接觸器工作時乙接觸器不能工作，而乙接觸器工作時甲接觸器不能工作，此時應在兩個接觸器的線圈電路中互串入對方的動斷觸點。基本電路45基本電路123453基本電路123453基本電路1234533基本電路三、順序控制控制要求：電機1啟動以后才容許電機2啟動；改變控制要求：三、順序控制控制要求：A、電機1啟動以后才容許電機2啟動；B、電機2停止以后才容許電機1停止；控制規(guī)律思考3。2。5控制規(guī)律當要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的動合觸點。當要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸器線圈斷電，則將乙接觸器的動合觸點并聯(lián)在甲接觸器的停止按鈕兩端。四、常動與點動基本電路基本電路四、工作常動與點動控制要求：SB3點動SB2長動3。2。6五、多點控制連鎖控制結論：兩點控制三點控制如何實現(xiàn)？3。2。7基本電路六、自動循環(huán)控制六、自動循環(huán)控制控制要求：電機運行T1后，停止T2,然后繼續(xù)循環(huán)。圖2-21控制過程圖2-21表2-8行程控制工藝要求可逆行程自動往返循環(huán)控制第二節(jié)常用基本控制電路籠型異步電動機起動控制線路電動機制動控制線路電機的制動電機的調速順序控制

控制系統(tǒng)實例一.直接起動控制電路

1.單向旋轉2.可逆轉動3.點動控制4.自動往返運動

1.單向旋轉

三相籠型電動機單向旋轉可用開關或接觸器控制，圖1.12為接觸器控制電路。接觸器控制電路圖中，Q為開關，F(xiàn)U1、FU2為主電路與控制電路的熔斷器，KM為接觸器，KR為熱繼電器，SB1、SB2分別為起動按鈕與停止按鈕，M為籠型感應電動機。圖1.12單向旋轉其中的保護環(huán)節(jié)為：1）短路保護。2）過載保護。3）欠壓保護。

單向旋轉中加點動控制

生產(chǎn)過程中，不僅要求生產(chǎn)機械運動部件連續(xù)運動，還需要點動控制。下圖為電動機點動控制電路。圖中的控制電路既可實現(xiàn)點動控制，又可實現(xiàn)連續(xù)運轉。SB3為連續(xù)運轉的停止按鈕，SB1為連續(xù)運轉起動按鈕，SB2為點動起動按鈕。

點動控制電路二、電動機降壓起動控制線路1.串電阻降壓起動工作過程2.自耦變壓器起動法下圖是采用自動控制自耦變壓器降壓起動的控制電路。是由交流接觸器、熱繼電器、時間繼電器、按鈕和自耦變壓器等元件組成。圖中KM1為正常運轉接觸器，KM2為降壓起動接觸器，KA為起動中間繼電器，KT為降壓起動時間繼電器。

自耦變壓器降壓起動3.星—三角降壓起動工作原理星形啟動，三角型運行，就是所謂的"星角啟動"。星形接法時，在電動機的一個極相組上的電壓是三角形接法的"3分之根號3倍"，約0.5773倍，相當于降壓啟動，可以降低啟動電流。

3。3。2凡是正常運行時三相定子繞組接成三角形運轉的三相籠型感應電動機，都可采用Y-D降壓起動。起動時，定子繞組先接成Y聯(lián)結，接入三相交流電源，起動電流下降到全壓起動時的√3/3，（對于Y系列電動機直接起動時起動電流為額定電流IN的5.5～7倍。）當轉速接近額定轉速時，將電動機定子繞組改成D聯(lián)結，電動機進入正常運行。這種方法簡便、經(jīng)濟，可用在操作較頻繁的場合，但其起動轉矩只有全壓起動時的1/3，Y系列電動機起動轉矩為額定轉矩的1.4～2.2倍。下圖為用于13kW以上電動機的起動電路，由三個接觸器和一個時間繼電器構成。Y-D起動3。3。3基本電路工作過程4.電機的制動

機械制動控制2.反接制動控制電路4.1.機械制動控制利用機械裝置使電動機在斷電后迅速停止的方式。最常用的是電磁抱閘。電磁抱閘分為斷電制動和通電制動兩種。通電制動是指線圈通電時，閘瓦緊緊抱住閘輪。而斷電制動是指當線圈斷電時，閘瓦緊緊抱住閘輪。

電磁抱閘斷電制動控制電路：按下起動按鈕SB1，KM線圈通電，三相主觸點閉合，電磁鐵YB通電，吸引銜鐵克服彈簧力使杠桿向上移動，閘瓦和閘輪分開，電動機起動。需要停止時，按下SB2，KM線圈斷電，YB斷電，杠桿在彈簧作用下向下移動，閘瓦抱住閘輪，使電動機迅速停止。廣泛運用到起重設備:定位準確；防止由于電動機突然斷電，使重物自行下落而造成事故。

4.2.反接制動控制電路改變電動機定子繞組上的電源相序來產(chǎn)生制動力矩，使電動機迅速停止；并利用速度繼電器、反接制動電阻等使速度下降到一定值后電動機自行斷電。反接制動控制電路圖為電動機單向旋轉電機反接制動控制電路。當電動機轉速接近零時應迅速切斷三相電源，否則電動機將反向起動。為此采用速度繼電器來檢測電動機的轉速變化，并將速度繼電器調整在n>130r/min時觸點動作，而當n<100r/min時，觸點復原。圖中:KM1為反接制動接觸器，KM2為電動機單向旋轉接觸器，KV為速度繼電器，R為反接制動電阻。反接制動電動機全波能耗制動控制電路5.電機的調速

下圖是D-YY反轉向方案變極調速電動機接線方法及控制電路。它是通過改變定子繞組的半相繞組電流方向來實現(xiàn)變極的。將三相繞組的首尾端依次相接，構成一個封閉三角形，從首端引出線接電源，中間抽頭懸空著，構成D聯(lián)結。若將三個首尾端相接構成一個中性點N，而將各繞組中間抽頭接電源，構成YY聯(lián)結。使每相的兩個半相繞組并聯(lián)，從而使其中一個半相繞組電流方向反了，于是電動機極對數(shù)減小一半，即pD=2pYY。電機變極調速電機接線方法變極對數(shù)調速方法

用改變定子繞組的接紅方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調速目的，特點如下：具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；

無轉差損耗，效率高；

接線簡單、控制方便、價格低；

有級調速，級差較大，不能獲得平滑調速；

可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調速特性。

本方法適用于不需要無級調速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。電機變極調速控制圖2-126.正反轉控制7.順序控制

順序控制是指以預先規(guī)定好的時間或條件為依據(jù)，按預先規(guī)定好的動作次序，對控制過程各階段順序地進行自動控制。下圖是順序控制原理圖，其中G1～G4分別表示第一至第四程序的執(zhí)行電路，可根據(jù)每一程序的具體要求設計，K1～K4分別表示G1～G4程序執(zhí)行完成時發(fā)出的控制信號，SB5、SB6分別為起動和停止按鈕。順序控制原理圖8.控制系統(tǒng)實例

8.1主軸和進給電動機的控制8.2快速移動8.3工作臺或主軸箱與主軸機動進給聯(lián)鎖下面以鏜床為例，分析其控制線路的應用和控制系統(tǒng)的組成。圖1.25為鏜床電氣控制原理圖。T68鏜床控制原理圖8.1主軸和進給電動機的控制

M1電動機的正反轉控制高速與低速的轉換3．M1電動機的停車制動4．點動控制5．主軸及進給變速控制（1）停車變速（2）運行中變速8.2快速移動

主軸、工作臺和主軸箱的快速移動，由快速手柄并聯(lián)動行程開關SQ9、SQ10，控制接觸器KM6、KM7，從而控制M2快速移動電動機來實現(xiàn)的?？焖偈直獾街虚g位置，SQ9、SQ10不被壓下，M2電動機停止轉動；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9斷開，KM6通電，M2電動機正轉；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10斷開，KM7通電，M2電動機反轉。8.3工作臺或主軸箱與主軸機動進給聯(lián)鎖

為防止主軸箱或工作臺機動進給時出現(xiàn)將花盤刀架或主軸扳到機動進給的誤操作，一般都安裝一個行程開關SQ5以便與主軸箱和工作臺操縱手柄有機械聯(lián)動，另外在主軸箱上再設置一個行程開關SQ6以便與主軸進給手柄和花盤刀架進給手柄有機械聯(lián)動。如果主軸箱或工作臺的操縱手柄在機動進給時，SQ5斷開，此時若將花盤刀架或主軸進給手柄也扳到機動進給位置，SQ6也斷開，這樣切斷了控制電路的來源，所以M1電動機停轉，同時，M2電動機也無法開動，從而起到聯(lián)鎖保護的作用。第三節(jié)數(shù)學輔助分析法

用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的基本運算邏輯函數(shù)與繼電接觸控制線路圖

1.用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的基本運算（1）“與”運算（邏輯乘）邏輯代數(shù)中運算符號“×”或“·”讀作“與”?！芭c”運算的真值表如表1.2所示。表1.2與運算實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與”門，它的邏輯符號如圖1.18（a）所示，圖1.18（b）顯示出了繼電控制線路中“與”運算的實例，它表示觸點的串聯(lián)。若規(guī)定觸點接通為“1”，斷開為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，則可以寫出KM＝KA1×KA2，只有觸點KA1、KA2均接通，接觸器線圈KM能通電。（a）邏輯符號（b）控制線路實例圖1.18邏輯“與”（2）“或”運算（邏輯加）邏輯代數(shù)中運算符號“+”讀作“或”?！盎颉边\算的真值表如表1.3所示。表1.3或運算實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“或”門，它的邏輯符號如圖1.19（a）所示，圖1.19（b）顯示出了繼電控制線路中“或”運算的實例，它表示觸點的并聯(lián)，可寫成KM＝KA1×KA2，當觸點KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通時，接觸器線圈都可通電。圖1.19邏輯“或”（a）邏輯符號（b）控制線路實例（3）“非”運算（邏輯非）邏輯代數(shù)