《電機與電器控制技術》?精品課件合集第X章XXXX模塊5電氣控制基本環節認知模塊5電氣控制基本環節認知任務5.1電氣控制電路基本控制規律任務描述任務描述：掌握電氣控制基本環節：電動控制、連續控制、多地聯鎖控制、順序控制、正反轉控制、自動往返控制等電路的分析；在此基礎上完成控制線路的制作與調試，并明確在電控電路中需要哪些保護環節。1.知識學習——電氣控制基本環節5.1電氣控制電路基本控制規律

由繼電器接觸器所組成的電氣控制電路，基本控制規律有自鎖與互鎖的控制、點動與連續運轉的控制、多地聯鎖控制、順序控制與自動循環的控制等。1.知識學習——電氣控制基本環節5.1電氣控制電路基本控制規律

由繼電器接觸器所組成的電氣控制電路，基本控制規律有自鎖與互鎖的控制、點動與連續運轉的控制、多地聯鎖控制、順序控制與自動循環的控制等。5.1.1、5.1.2

單向點動與連續控制

自鎖與互鎖的控制統稱為電氣的聯鎖控制，在電氣控制電路中應用十分廣泛，是最基本的控制。1.知識學習——電氣控制基本環節單向點動控制起動：合上電源開關QS,按下起動按鈕SB→接觸器KM線圈得電→KM主觸頭閉合→電動機M起動運行。停止：松開按鈕SB→接觸器KM線圈失電→KM主觸頭斷開→電動機M失電停轉。停止使用時：斷開電源開關QS。圖5-1-1電動控制線路1.知識學習——電氣控制基本環節單向連續運行控制圖5-1-2單向連續運行控制線路起動：合上電源開關QS,按下起動按鈕像這種當松開起動按鈕SB2后，接觸器KM通過自身常開觸頭而使線圈保持得電的作用叫做自鎖（或自保）。與起動按鈕SB2并聯起自鎖作用的常開觸頭叫自鎖觸頭（也稱自保觸頭）。停止：按下停止按鈕1.知識學習——電氣控制基本環節5.1.3

電動機多地聯鎖控制電路的分析該電路的特點是：各地的起動按鈕并聯接在一起，停止按鈕串聯接在一起。即分別實現邏輯或和邏輯與得關系。圖5-1-3兩地聯鎖控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-1-4手動順序控制電路圖

圖（b）為順序起動控制電路,該電路的特點是：將KM1的常開觸頭，串聯在KM2的線圈電路中。即將先起動的電動機控制接觸器的輔助常開觸頭串聯在后起動控制電動機接觸器的線圈電路中。電路特點分析5.1.4

電動機順序控制電路的分析1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-1-5控制電路實現順序控制該電路的特點是：將KM2的輔助常開觸頭并聯在電動機M1停止按鈕SB1的兩端。即將先停止電動機控制的接觸器輔助常開觸頭并聯在后停止的電動機停止按鈕的兩端。電路特點分析1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-1-6控制電路實現順序啟動和順序停止控制電路該電路的特點是：將KM2的輔助常開觸頭并聯在電動機M1停止按鈕SB1的兩端。即將先停止電動機控制的接觸器輔助常開觸頭并聯在后停止的電動機停止按鈕的兩端。電路特點分析1.知識學習——電氣控制基本環節5.1.5

電動機正反轉控制電路的分析圖5-1-7電動機正反轉控制電路圖中，若同時按下SB2和SB3，則接觸器KM1和KM2線圈同時得電并自鎖，它們的主觸點都閉合，這時會造成電動機三相電源的相間短路事故，所以該電路不能使用。

1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-1-8接觸器互鎖的電動機正反轉控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-1-9按鈕、接觸器雙重互鎖的電動機正反轉控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節5.1.6

電動機自動往返控制電路的分析圖5-1-10工作臺自動循環的原理圖1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-1-11工作臺自動循環的控制電路圖模塊5電氣控制基本環節認知任務5.2鼠籠式異步電動機降壓起動控制1.知識學習——電氣控制基本環節5.2鼠籠式異步電動機降壓起動控制

電動機直接起動時，定子起動電流約為額定電流的4～7倍。過大的起動電流將影響接在同一電網上的其他用電設備的正常工作，甚至使它們停轉或無法起動。因此往往采用降壓起動。降壓起動是指利用起動設備將電壓適當降低后加到電動機的定子繞組上進行起動，待電動機起動運轉后，再使其電壓恢復到額定值正常運轉。由于電流隨電壓的降低而減少，所以降壓起動達到了減少起動電流的目的，但同時由于電動機轉矩與電壓的平方成正比，所以降壓起動也將導致電動機的起動轉矩大為降低，因此降壓起動需要在空載或輕載下進行。

常用的降壓起動方法有：定子繞組串電阻（或電抗）起動、Y/△降壓起動、定子串接自耦變壓器降壓起動等。1.知識學習——電氣控制基本環節5.2.1

定子串電阻降壓啟動控制電路圖5-2-1定子串電阻降壓啟動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節5.2.2

自耦變壓器降壓起動控制電路圖5-2-2自耦補償起動器控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節5.2.3Y—△降壓起動控制電路圖5-2-3

Y—△降壓起動器控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節5.2.4鼠籠式異步電動機起動方法比較起動方法適用范圍特點直接電動機容量小于10KW不需起動設備，但起動電流大。定子串電阻電動機容量大于10KW，起動次數不太多的場合。線路簡單、價格低、電阻消耗功率大，起動轉矩小。Y-△起動額定電壓為380V，正常工作時為△接法的電動機，輕載或空載起動。起動電流和起動轉矩為正常工作時的1/3。串自耦變壓器電動機容量較大，要求限制對電網的沖擊電流。起動轉矩大，設備投入較高。模塊5電氣控制基本環節認知任務5.3繞線式異步電動機啟動控制1.知識學習——電氣控制基本環節5.3繞線式異步電動機起動控制

繞線式三相異步電動機降壓起動方法為轉子電路串入起動電阻或頻敏變阻器。

起動過程的控制原則有電流控制原則和時間控制原則兩種。1.知識學習——電氣控制基本環節5.3.1電流控制原則圖5-3-1按電流原則控制的轉子串電阻起動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節5.3.2時間控制原則圖5-3-2按時間原則控制的轉子串電阻起動控制電路模塊5電氣控制基本環節認知任務5.4三相鼠籠式異步電動機制動控制線路設計1.知識學習——電氣控制基本環節5.4三相鼠籠式異步電動機制動控制線路設計

三相異步電動機切除電源后依靠慣性還要轉動一段時間（或距離）才能停下來，而生產中起重機的吊鉤或卷揚機的吊籃要求準確定位；萬能銑床的主軸要求能迅速停下來；升降機在突然停電后需要安全保護和準確定位控制等。這些都需要對拖動的電動機進行制動，所謂制動，就是給正在運行的電動機加上一個與原轉動方向相反的制動轉矩迫使電動機迅速停轉。電動機常用的制動方法有機械制動和電氣制動兩大類。1.知識學習——電氣控制基本環節5.4.1電磁機械制動控制線路圖5-4-1斷電制動型電磁抱閘的結構及其控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-4-2斷電制動型電磁抱閘的結構及其控制電路通電制動型電磁抱閘的控制電路，其特點是斷電時制動閘處于“松開”狀態，適用加工機械場合。1.知識學習——電氣控制基本環節5.4.2能耗制動控制線路圖5-4-3手動控制的能耗制動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-4-4按時間原則控制的能耗制動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-4-5半波整流單向能耗制動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-4-6半波整流可逆能耗制動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-4-7全波整流單向能耗制動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節5.4.3反接制動控制線路圖5-4-8單向運行的反接制動控制電路1.知識學習——電氣控制基本環節制動方法適用范圍特點能耗制動要求平穩準確制動場合。制動準確度高，需直流電源，設備投入費用高。反接制動制動要求迅速．系統慣性大，制動不頻繁的場合。設備簡單,制動迅速，準確性差，制動沖擊力強。異步電動機能耗制動與反接制動比較模塊5電氣控制基本環節認知任務5.5調速控制電路的認識與使用1.知識學習——電氣控制基本環節5.5調速控制電路的認識與使用

由三相交流異步電動機的轉速公式可知，要改變異步電動機的轉速，可采用改變電源頻率f1、改變磁極對數p以及改變轉差率s等3種基本方法。1.知識學習——電氣控制基本環節

改變異步電動機定子繞組的連接方式，可以改變磁極對數，從而得到不同的轉速。常見的交流變極調速電動機有雙速電動機和多速電動機。雙速電動機定子繞組常見的接法有Y/YY和△/YY兩種。5.5.1變極調速原理1.知識學習——電氣控制基本環節5.5.2變極調速控制電路(a)低速△形接法

(b)高速YY形接法1.知識學習——電氣控制基本環節根據變極調速原理“定子一半繞組中電流方向變化，磁極對數成倍變化”，圖(a)將繞組的U1、V1、W1三個端子接三相電源，將U2、V2、W2三個端子懸空，三相定子繞組接成三角形（△）。這時每相的兩個繞組串聯，電動機以4極運行，為低速。圖(b)將U2、V2、W2三個端子接三相電源，U1、V1、W1連成星點，三相定子繞組連接成雙星（YY）形。這時每相兩個繞組并聯，電動機以2極運行，為高速。根據變極調速理論，為保證變極前后電動機轉動方向不變，要求變極的同時改變電源相序。

1.知識學習——電氣控制基本環節圖5-5-24/2極的雙速交流異步電動機控制電路模塊5電氣控制基本環節認知任務5.6電氣控制保護環節設計1.知識學習——電氣控制基本環節5.6電氣控制保護環節設計1．過載保護：FR

原因：電機電流超過額定值一段時間后，繞組發熱，會使絕緣材料變脆，電機壽命降低，甚至損壞。

措施：串接在主電路中的熱繼電器的熱元件在電動機過載時，受熱彎曲，端部產生的位移使常閉觸點斷開，切斷電動機的控制電路。

注意：熱繼電器動作后不能自動復位，等雙金屬片冷卻后，才能復位。

1.知識學習——電氣控制基本環節2．短路保護：FU

原因：熱元件存在熱慣性，電路發生短路時無法瞬時動作。

措施：熔體在短路電流作用下迅速熔斷。

注意：為了擴大保護范圍，熔斷器一般直接裝在刀開關下邊（盡量靠近電源）。1.知識學習——電氣控制基本環節3．失壓、欠壓保護：自鎖觸點（接觸器）

（1）欠壓保護

原因：當電源電壓下降時，電機繞組電流上升。

措施：當電源電壓下降到85%UN以下，接觸器的F吸〈F反，銜鐵釋放，觸點斷開，電機停止。

（2）失壓保護

原因：開關控制電路，若停電后再恢復供電，電機將會自行起動。

措施：停電時，接觸器觸點斷開，電機停止。恢復供電后，若起動按鈕不被按下，則接觸器線圈不會得電，觸點不會閉合，電機無法自行起動。

1.知識學習——電氣控制基本環節欠壓和失（零）壓保護的優點：

①防止電動機低壓運行。

②避免多臺電動機同時起動造成的電網電壓波動。

③防止在電源恢復時，電動機突然起動運行而造成設備和人身事故。模塊5電氣控制基本環節認知任務5.7電氣控制線路的繪制1.知識學習——電氣控制基本環節5.7電氣控制線路的繪制電氣控制線路是由許多電器元件按照一定的要求和規律連接而成的。將電氣控制系統中各電器元件及它們之間的連接線路用一定的圖形表達出來，這種圖形就是電氣控制系統圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖3種。1.知識學習——電氣控制線路的繪制5.7.1常見電氣圖形符號和文字符號在國家標準中，電氣技術中的文字符號分為基本文字符號(單字母或雙字母)和輔助文字符號。基本文字符號中的單字母符號按英文字母將各種電氣設備、裝置和元器件劃分為23個大類，每個大類用一個專用單字母符號表示。如“K”表示繼電器、接觸器類“F”表示保護器件類等，單字母符號應優先采用。雙字母符號是由一個表示種類的單字母符號與另一字母組成，其組合應以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出。1.知識學習——電氣控制線路的繪制5.7.2電氣原理圖

電氣原理圖用圖形和文字符號表示電路中各個電器元件的連接關系和電氣工作原理，它并不反映電器元件的實際大小和安裝位置。1.知識學習——電氣控制線路的繪制圖5-7-1CW6132型普通車床的電氣原理圖1.知識學習——電氣控制線路的繪制電氣原理圖的繪制應注意以下幾點：

（1）電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路3個部分。

（2）電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號必須符合國家規定的統一標準。

1.知識學習——電氣控制線路的繪制電氣原理圖的繪制應注意以下幾點：

（1）電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路3個部分。

（2）電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號必須符合國家規定的統一標準。

（3）在電氣原理圖中，所有電器元件的可動部分均按原始狀態畫出。（4）動力電路的電源線應水平畫出；主電路應垂直于電源線畫出；控制電路和輔助電路應垂直于兩條或幾條水平電源線之間；1.知識學習——電氣控制線路的繪制耗能元件（如線圈、電磁閥、照明燈和信號燈等）應接在下面一條電源線一側，而各種控制觸點應接在另一條電源線上。（5）應盡量減少線條數量，避免線條交叉。

（6）在電氣原理圖上應標出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數；對某些元器件還應標注其特性（如電阻、電容的數值等）；不常用的電器（如位置傳感器、手動開關等）還要標注其操作方式和功能等。

1.知識學習——電氣控制線路的繪制（7）為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖幅分成若干個圖區，圖區行的代號用英文字母表示，一般可省略，列的代號用阿拉伯數字表示，其圖區編號寫在圖的下面，并在圖的頂部標明各圖區電路的作用。

（8）在繼電器、接觸器線圈下方均列有觸點表以說明線圈和觸點的從屬關系，即“符號位置索引”。也就是在相應線圈的下方，給出觸點的圖形符號（有時也可省去），對未使用的觸點用“×”表明（或不作表明）。1.知識學習——電氣控制線路的繪制接觸器各欄表示的含義如下：

繼電器各欄表示的含義如下：

1.知識學習——電氣控制線路的繪制5.7.3電器元件布置圖

電器元件布置圖反映各電器元件的實際安裝位置，為電氣控制設備的制造、安裝提供必要的資料。在圖中電器元件用實線框表示，而不必按其外形形狀畫出；在圖中往往還留有10%以上的備用面積及導線管（槽）的位置，以供走線和改進設計時用；在圖中體積大的和較重的電器元件應該安裝在電氣安裝板下面，發熱元件應安裝在電氣安裝板的上面；在圖中各電器代號應與有關電路圖和電器元件清單上所用列的元器件代號相同。1.知識學習——電氣控制線路的繪制圖5-7-2CW6132型普通車床的電氣布置圖1.知識學習——電氣控制線路的繪制5.7.4電器安裝接線圖

電氣安裝接線圖用以表明所有電器元件、電器設備聯接方式，為電氣控制設備的安裝和檢修調試提供必要的資料。其繪制遵循以下原則：（1）接線圖中，各電器元件的相對位置與實際安裝的相對位置一致，如圖2-27所示，且所有部件都畫在一個按實際尺寸以統一比例繪制的虛線框中。

（2）各電器元件的接線端子都有與電氣原理圖中的相一致編號。1.知識學習——電氣控制線路的繪制

（3）接線圖中應詳細地標明配線用的導線型號、規格、標稱面積及連接導線的根數。標明所穿管子的型號、規格等，并標明電源的引入點。如圖2-28所示，圖中還標注出連接導線的型號、根數、截面積，如BVR5×1mm2為聚氯乙烯絕緣軟電線、5根導線、導線截面積為—平方毫米。

（4）安裝在電氣板內外的電器元件之間需通過接線端子板連線。1.知識學習——電氣控制線路的繪制圖5-7-3三相鼠籠電動機可逆運行控制電器元件布置圖1.知識學習——電氣控制線路的繪制圖5-7-4三相鼠籠電動機可逆運行控制電器配線圖1.知識學習——電氣控制線路的繪制5.7.5閱讀和分析電氣控制線路圖的方法電氣原理圖閱讀和分析的方法步驟如下：

1．分析主電路

從主電路入手，根據每臺電動機和執行電器的控制要求去分析它們的控制內容。控制內容包括起動、轉向控制、調速、制動等。

2．分析控制電路

根據主電