第6章 生產機械電氣自動控制

1、6.1 常用控制電器常用控制電器6.2 電氣控制系統(tǒng)線路圖電氣控制系統(tǒng)線路圖6.3 三相異步電動機的基本控制電路三相異步電動機的基本控制電路6.4 配電箱（柜）電氣控制系統(tǒng)配電箱（柜）電氣控制系統(tǒng)6.5 拓展與應用拓展與應用第第6 6章章 生產機械的電氣自動控制生產機械的電氣自動控制6.1.1 刀開關刀開關1. 作用作用起接通電源的作用。起接通電源的作用。2. 分類分類單刀：用在某一相線上單刀：用在某一相線上雙刀：用在兩相上雙刀：用在兩相上三刀三刀: : 用在三相上用在三相上3. 符號符號6.1 6.1 常用控制電器常用控制電器1. 作用作用短路保護。短路保護。6.1.2 低壓熔斷器低壓熔斷器

2、 瓷插式熔斷器瓷插式熔斷器 6.1.2 低壓熔斷器低壓熔斷器 保險管保險管 又稱轉換開關，是一種通過操作手柄左右轉動進行通斷控又稱轉換開關，是一種通過操作手柄左右轉動進行通斷控制的特殊刀開關。制的特殊刀開關。 6.1.3 組合開關組合開關 電路原理圖電路原理圖 6.1.3 組合開關組合開關6.1.4 按鈕按鈕1. 作用作用 用于接通或斷開輔助電路，靠手動操作。用于接通或斷開輔助電路，靠手動操作。2. 按鈕結構按鈕結構復合按鈕復合按鈕 2. 按鈕結構按鈕結構復合按鈕復合按鈕 常閉按鈕常閉按鈕（動斷按鈕）（動斷按鈕）常開按鈕常開按鈕（動合按鈕）（動合按鈕）3. 符號符號 舉例：舉例：用指示燈表示其

3、工作狀態(tài)用指示燈表示其工作狀態(tài)SB上一頁上一頁返返 回回下一節(jié)下一節(jié)下一頁下一頁上一節(jié)上一節(jié)1. 作用作用接通或斷開電路，利用電磁吸力的作用而動作的。接通或斷開電路，利用電磁吸力的作用而動作的。2. 結構結構6.1.5 交流接觸器交流接觸器(KM)3. 原理圖原理圖4. 符號符號電動機的點動控制電動機的點動控制（1 1）工作原理）工作原理（2 2）主電路）主電路/ /輔助電路輔助電路M3啟動按鈕啟動按鈕線圈線圈動鐵芯動鐵芯動合主觸點動合主觸點按下啟動按鈕按下啟動按鈕放開啟動按鈕放開啟動按鈕舉例舉例-按鈕和交流接觸器應用按鈕和交流接觸器應用電動機的長動控制電動機的長動控制M3啟動按鈕啟動按鈕動合

4、主觸點動合主觸點動合輔觸點動合輔觸點自鎖（自保）自鎖（自保）長動控制結構圖長動控制結構圖M3啟動按鈕啟動按鈕停止按鈕停止按鈕動合主觸點動合主觸點動合輔觸點動合輔觸點按停止按鈕按停止按鈕撤消自鎖（自保）撤消自鎖（自保）繪制原理圖繪制原理圖6.1.6 繼電器繼電器1.中間繼電器中間繼電器 作用：用于輔助電路，彌補觸點的不足。作用：用于輔助電路，彌補觸點的不足。工作原理：與交流接觸器相同。工作原理：與交流接觸器相同。2. 熱繼電器（熱繼電器（KR）(1) 作用：作用： 用于過載保護，靠電流熱效應產生保護動作。用于過載保護，靠電流熱效應產生保護動作。(2) 結構與動作原理結構與動作原理:(3) 符號符

5、號KRKR6.1.7 自動空氣斷路器自動空氣斷路器(空氣開關空氣開關) 1. 1. 作用作用兼具刀開關和熔斷器的作用，兼具刀開關和熔斷器的作用，具有短路、過載、失壓保護等功能。具有短路、過載、失壓保護等功能。 2. 工作原理圖工作原理圖鎖鉤主觸點過流 脫扣器欠壓 脫扣器銜鐵連桿裝置釋放彈簧3. 符號符號舉例 1. 電氣控制線路的電氣控制線路的3種表示方法種表示方法 電氣安裝接線圖、電器元件布置圖、電氣原理圖。電氣安裝接線圖、電器元件布置圖、電氣原理圖。 (1) 電氣接線圖電氣接線圖 用來表明所有電器元件、電器設備的聯(lián)接方式，為電氣控用來表明所有電器元件、電器設備的聯(lián)接方式，為電氣控制設備的安裝

6、和檢修調試提供必要的資料。制設備的安裝和檢修調試提供必要的資料。 (2) 電器元件布置圖電器元件布置圖 用于表明電氣原理圖中所有電器元件、電器設備的實際位用于表明電氣原理圖中所有電器元件、電器設備的實際位置，為電氣控制設備的制造、安裝提供必要的資料。置，為電氣控制設備的制造、安裝提供必要的資料。 (3) 電氣原理圖電氣原理圖 用于表達設備電氣控制系統(tǒng)的組成及工作原理，可用于安用于表達設備電氣控制系統(tǒng)的組成及工作原理，可用于安裝、調試、檢修控制系統(tǒng)。裝、調試、檢修控制系統(tǒng)。6.2 電氣控制系統(tǒng)線路圖電氣控制系統(tǒng)線路圖 2. 電器原理圖的繪制原則及讀圖方法電器原理圖的繪制原則及讀圖方法 (1) 按

7、國家標準規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。按國家標準規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。 (2) 由主電路和輔助電路組成的控制線路，畫圖時習慣由主電路和輔助電路組成的控制線路，畫圖時習慣上將主電路畫在原理圖的左側或上方，輔助電路畫在原理圖上將主電路畫在原理圖的左側或上方，輔助電路畫在原理圖的右側或下方。的右側或下方。 (3) 同一電器元件的不同部分同一電器元件的不同部分(如接觸器、繼電器的線圈如接觸器、繼電器的線圈和觸點和觸點)按其功能和所接線路的不同分別畫在不同的電路中，按其功能和所接線路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標注相同的文字符號。若有多個同類電器，可在文字但必須標注相同的文字符號。

8、若有多個同類電器，可在文字符號后加數(shù)字序號，如符號后加數(shù)字序號，如KM1、KM2等。等。 (4) 原理圖中元器件和設備的可動部分（如按鈕、觸點原理圖中元器件和設備的可動部分（如按鈕、觸點等）均按沒有動作時的原始狀態(tài)畫出。等）均按沒有動作時的原始狀態(tài)畫出。 (5) 控制電路的分支線路，原則上按照動作先后順序排控制電路的分支線路，原則上按照動作先后順序排列，有直接聯(lián)系的交叉導線連接點要用黑圓點表示；無直接列，有直接聯(lián)系的交叉導線連接點要用黑圓點表示；無直接聯(lián)系的交叉導線連接點不畫黑圓點。聯(lián)系的交叉導線連接點不畫黑圓點。 (6) 與線路無關的部件與線路無關的部件(如鐵心、支架、彈簧等如鐵心、支架、彈

9、簧等)在控制電在控制電路原理圖中不需要畫出。路原理圖中不需要畫出。3.分析和設計控制電路時應注意的問題分析和設計控制電路時應注意的問題 (1) 使控制電路簡單，電器元件少，工作準確可靠。使控制電路簡單，電器元件少，工作準確可靠。 (2) 盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路。的控制電路。 (3) 必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯(lián)。必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯(lián)。 4. 部分電機和電器圖形符號部分電機和電器圖形符號名稱名稱圖形圖形符號符號文文字字符符號號名稱名稱圖形圖形符號符號文文字字符符號號三相

10、籠型三相籠型異步電動異步電動機機M交交流流接接觸觸器器線圈線圈KM刀開關刀開關Q動合動合主觸主觸點點KM熔斷器熔斷器FU動合動合輔助輔助觸點觸點KM斷路器斷路器Q動斷動斷輔助輔助觸點觸點KM 4. 部分電機和電器圖形符號部分電機和電器圖形符號按按鈕鈕動合動合SB熱熱繼繼電電器器發(fā)熱發(fā)熱元件元件KR動斷動斷SB動斷動斷觸點觸點KR復合復合SB時時間間繼繼電電器器延時延時閉合閉合動合動合觸點觸點KT延時延時斷開斷開動合動合觸點觸點KT行行程程開開關關動合動合觸點觸點SQ延時延時閉合閉合動斷動斷觸點觸點KT動斷動斷觸點觸點延時延時斷開斷開動斷動斷觸點觸點6.3.1 單向直接起動控制單向直接起動控制

11、一、點動控制電路一、點動控制電路1. 電路組成電路組成6.3 三相異步電動機的基本控制電路三相異步電動機的基本控制電路 2. 工作原理工作原理 合上斷路器合上斷路器Q，電路，電路通電。通電。 (1) 起動過程起動過程 按下按鈕按下按鈕SBKM線線圈通電圈通電 KM主觸點閉合主觸點閉合電動機接入三相電源、電動機接入三相電源、起動運轉；起動運轉； (2) 停車過程停車過程 松開按鈕松開按鈕SB KM線圈斷電線圈斷電 KM主觸點主觸點斷開斷開電動機切斷三相電電動機切斷三相電源、停止運轉。源、停止運轉。3. 點動控制電路的特點點動控制電路的特點一點就動，一松即停。一點就動，一松即停。4. 畫電路圖的方

12、法畫電路圖的方法(1) 先主后輔；先主后輔；(2) 用展開法。用展開法?！舅伎寂c討論】【思考與討論】如何實現(xiàn)連續(xù)運轉？如何實現(xiàn)連續(xù)運轉？主電路主電路控制電路控制電路二、連續(xù)運轉二、連續(xù)運轉(長動長動)控制電路控制電路主電路主電路控制電路控制電路 1. 電路組成電路組成 2. 工作原理工作原理 合上斷路器合上斷路器Q，電路，電路通電。通電。 按下按鈕按下按鈕SBKM線線圈通電圈通電 KM主觸點閉合主觸點閉合電動機運轉；電動機運轉； 同時，同時， KM輔助觸點輔助觸點閉合閉合(自鎖自鎖) 。 松開按鈕松開按鈕SB KM輔輔助觸點仍閉合助觸點仍閉合連續(xù)運轉。連續(xù)運轉。3. 完整的連續(xù)運轉完整的連續(xù)運

13、轉(長動長動)控制電路控制電路主電路主電路控制電路控制電路 該電路具有短路保該電路具有短路保護、過載保護和失壓保護、過載保護和失壓保護的功能。護的功能。KRKR三、三、 既能點動又能長動控制電路既能點動又能長動控制電路1. 電路組成電路組成KRKR三、三、 既能點動又能長動控制電路既能點動又能長動控制電路2. 長動控制長動控制KR三、三、 既能點動又能長動控制電路既能點動又能長動控制電路3. 點動控制點動控制復合按鈕的動作順序是：復合按鈕的動作順序是：按下時動斷觸點先斷開，動合觸點后閉合；按下時動斷觸點先斷開，動合觸點后閉合；松開按鈕時，動合觸點先斷開，動斷觸點后閉合。松開按鈕時，動合觸點先斷

14、開，動斷觸點后閉合。這樣就能保證電路可靠斷開。這樣就能保證電路可靠斷開。KR三、三、 既能點動又能長動控制電路既能點動又能長動控制電路3. 點動控制點動控制復合按鈕的動作順序是：復合按鈕的動作順序是：按下時動斷觸點先斷開，動合觸點后閉合；按下時動斷觸點先斷開，動合觸點后閉合；松開按鈕時，動合觸點先斷開，動斷觸點后閉合。松開按鈕時，動合觸點先斷開，動斷觸點后閉合。這樣就能保證電路可靠斷開。這樣就能保證電路可靠斷開。保護環(huán)節(jié)保護環(huán)節(jié):短路保護短路保護過載保護過載保護KR 1. 控制要求控制要求: 要求分別在兩地有控制電動機的起停。要求分別在兩地有控制電動機的起停。四、兩地直接起動和停止控制電路四、

15、兩地直接起動和停止控制電路3. 保護功能保護功能短路保護、過載保護。短路保護、過載保護。KR練習題練習題 下列電路能否控制電機起停下列電路能否控制電機起停? ?能起動能起動,不能停止不能停止不能起動不能起動,且造成電源短路且造成電源短路能起動能起動,且不能停止且不能停止只能點動只能點動6.3.2 正反轉控制正反轉控制 1.1. 工作原理工作原理 將電動機接到電源的任意將電動機接到電源的任意兩根線對調一下，即可使電動兩根線對調一下，即可使電動機由正轉變?yōu)榉崔D。機由正轉變?yōu)榉崔D。 注意問題：注意問題： 正轉接觸器和反轉接觸器不能正轉接觸器和反轉接觸器不能同時通電閉合，否則會造成電源短路。同時通電閉

16、合，否則會造成電源短路。 2. 電路組成電路組成 2. 電路組成電路組成 電氣互鎖電氣互鎖 3. 具有雙重互鎖保護的正反轉控制電路具有雙重互鎖保護的正反轉控制電路該電路電氣互鎖由該電路電氣互鎖由KM1和和KM2的動斷輔助觸點實現(xiàn)。的動斷輔助觸點實現(xiàn)。該電路的機械互鎖由復合按鈕的動作實現(xiàn)。該電路的機械互鎖由復合按鈕的動作實現(xiàn)。6.3.3 順序聯(lián)鎖控制順序聯(lián)鎖控制 例如：皮帶運輸例如：皮帶運輸起動要求起動要求: 1#電機電機M1先起動，先起動，2#電機電機M2才能起動。才能起動。停車要求停車要求: 2#電機電機M2先停止，先停止，1#電機電機M1才能停止。才能停止。上一頁上一頁返返 回回下一節(jié)下一

17、節(jié)下一頁下一頁上一節(jié)上一節(jié) 順序聯(lián)鎖控制電路順序聯(lián)鎖控制電路 【例題【例題6.3.1】 兩條皮帶運輸機分別由兩臺籠式電動機拖動兩條皮帶運輸機分別由兩臺籠式電動機拖動, 用用一套起停一套起停按鈕控制它們的起停按鈕控制它們的起停, 為了避免物體堆積在運輸機上為了避免物體堆積在運輸機上,要求電動機按下述順序起動和停止要求電動機按下述順序起動和停止: 起動時起動時,M1 起動后起動后, M2 才才隨之起動隨之起動; 停止時停止時, M2 停止后停止后, M1 才隨之停止。才隨之停止。解：解：按下按下SB1KM1通電通電M1起動起動KM1觸點閉合觸點閉合 KM2通電通電M2起動起動按下按下SB2KM2斷

18、電斷電M2停止停止KM2觸點斷開觸點斷開KM1斷電斷電M1停止停止6.3.4 行程控制行程控制 行程開關行程開關(ST) (ST) 也稱限位開關也稱限位開關原理原理: :運動部件撞擊產生動作。運動部件撞擊產生動作。行程控制電路行程控制電路6.3.5 時間控制時間控制 時間控制是指按照所需要設定的時間間隔來接通、斷開時間控制是指按照所需要設定的時間間隔來接通、斷開控制電路，以實現(xiàn)生產機械在時間進程中的某些特定動作，控制電路，以實現(xiàn)生產機械在時間進程中的某些特定動作，通常由時間繼電器實現(xiàn)時間控制。通常由時間繼電器實現(xiàn)時間控制。時間繼電器時間繼電器(KT)空氣阻尼式時間繼電器原理示意圖空氣阻尼式時間

19、繼電器原理示意圖星形星形- -三角形起動控制電路三角形起動控制電路6.4 配電箱（柜）電氣控制系統(tǒng)配電箱（柜）電氣控制系統(tǒng) 配電箱（柜）是按電氣接線要求將開關設備、測量儀表、配電箱（柜）是按電氣接線要求將開關設備、測量儀表、保護電器和輔助設備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，保護電器和輔助設備組裝在封閉或半封閉金屬柜中或屏幅上，構成低壓配電裝置。正常運行時可借助手動或自動開關接通構成低壓配電裝置。正常運行時可借助手動或自動開關接通或分斷電路。當發(fā)生故障或運行異常時借助保護電器切斷電或分斷電路。當發(fā)生故障或運行異常時借助保護電器切斷電路或報警。借助測量儀表可顯示運行中的各種參數(shù)，還可以路或報警

20、。借助測量儀表可顯示運行中的各種參數(shù)，還可以對某些電氣參數(shù)進行調整，對偏離正常工作狀態(tài)進行提示或對某些電氣參數(shù)進行調整，對偏離正常工作狀態(tài)進行提示或發(fā)出信號。發(fā)出信號。配電箱按供電系統(tǒng)的要求可分為以下種類配電箱按供電系統(tǒng)的要求可分為以下種類（1 1）一級配電設備（動力配電中心）一級配電設備（動力配電中心）（2 2）二級配電設備（動力配電柜和電動機控制中心）二級配電設備（動力配電柜和電動機控制中心）（3 3）末級配電設備（照明動力配電箱）末級配電設備（照明動力配電箱）按結構特征和用途可分為以下種類按結構特征和用途可分為以下種類 （1 1）固定面板式開關柜，常稱開關板或配電屏）固定面板式開關柜，常稱開關板或配電屏 （2 2）防護式（即封閉式）開關柜）防護式（即封閉式）開關柜 （3 3）抽屜式開關柜）抽屜式開關柜 （4 4）動力、照明配電控制箱）動力、照明配電控制箱6.5 拓展與應用拓展與應用