建筑電氣控制技術(shù)(第二版)-第2章

第二章電氣控制的基本環(huán)節(jié)(huánjié)與規(guī)律精品資料由于生產(chǎn)(shēngchǎn)機(jī)械的種類繁多，所要求的電氣控制線路也是千變?nèi)f化、多種多樣的。但無論是比較簡(jiǎn)單的，還是很復(fù)雜的電氣控制線路，都是由一些基本環(huán)節(jié)組合而成。本章著重闡明組成這些電氣控制線路的基本規(guī)律和典型線路環(huán)節(jié)。這樣，再結(jié)合具體的生產(chǎn)(shēngchǎn)工藝要求，就不難掌握電氣控制線路的分析和設(shè)計(jì)方法。精品資料第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)的電路圖及繪制(huìzhì)原則電氣(diànqì)控制系統(tǒng)中用國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一符號(hào)、文字和圖形的形式來表示各電器元件及其相互連接關(guān)系，這就是電氣(diànqì)控制系統(tǒng)的電路圖。電氣原理圖

電氣安裝圖

根據(jù)電氣設(shè)備的工作原理繪制而成，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明；便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。

按照電器實(shí)際位置和實(shí)際接線線路，用給定的符號(hào)畫出來的，這種電路圖用于電氣設(shè)備的安裝和維修。

精品資料電氣(diànqì)控制系統(tǒng)的電路圖繪制規(guī)律如下：1．元件、器件和設(shè)備的圖形符號(hào)和文字符號(hào)應(yīng)符合國(guó)家規(guī)范。2．主電路和輔助電路分開。3．用平行線繪制，少交叉，并盡可能按照(ànzhào)動(dòng)作順序先后排列。4．原理圖中各電氣元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排。

精品資料5．元器件和設(shè)備的可動(dòng)部分在圖中通常(tōngcháng)應(yīng)表示成：⑴觸點(diǎn)為非激勵(lì)狀態(tài)，即電器沒有通電和沒有外力作用時(shí)觸點(diǎn)的狀態(tài)；⑵接觸器和電磁式繼電器等系指線圈不加電壓(diànyā)時(shí)的觸點(diǎn)狀態(tài)；⑶按鈕、行程開關(guān)等指未被壓合時(shí)觸點(diǎn)狀態(tài)，也就是動(dòng)合觸點(diǎn)開啟、動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合的狀態(tài)。精品資料6．為安裝和維護(hù)方便，各接線端子應(yīng)編號(hào)，規(guī)則見GB4026《電器接線端子的識(shí)別和用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)志接線端子的通則》。一般主電路用字母加數(shù)字來表示接線端子；輔助電路用數(shù)字編號(hào)，以單雙數(shù)區(qū)分電源(diànyuán)極性（以每一回路中電壓降為最大的元件為界，如以接觸器的線圈為界）。精品資料舉例(jǔlì)：電路原理圖圖2-1a為三相(sānxiānɡ)交流電動(dòng)機(jī)的起?？刂齐娐吩韴D精品資料圖2-1a三相(sānxiānɡ)交流電動(dòng)機(jī)的起?？刂齐娐冯娫韴D返回(fǎnhuí)精品資料圖2-1b三相交流(jiāoliú)電動(dòng)機(jī)的起停控制電路安裝接線圖精品資料第二節(jié)、電氣控制的基本(jīběn)環(huán)節(jié)1、點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)(huánjié)圖2-2用↑表示有驅(qū)動(dòng)力，↓表示無驅(qū)動(dòng)力；X=1表示動(dòng)合觸點(diǎn)X閉合，X=0表示動(dòng)合觸點(diǎn)X斷開。SB↑→KM↑→KM=1→M↑起動(dòng)SB↓→KM↓→KM=0→M↓停止小結(jié):通過分析，可看出圖2-2所示電路，只有在按下按鈕SB時(shí)電動(dòng)機(jī)M才能通電起動(dòng)運(yùn)行，故稱為點(diǎn)動(dòng)控制電路。按鈕SB和接觸器KM的這種組合稱為點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)。

精品資料2、起保?？刂?kòngzhì)環(huán)節(jié)圖2-1SB1↑→KM↑→KM=1→M↑起動(dòng)(qǐdònɡ)SB2↑→KM↓→KM=0→M↓停止接觸器KM的輔助動(dòng)合觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)

精品資料圖2-1線路(xiànlù)設(shè)有以下幾種保護(hù):

1．短路(duǎnlù)保護(hù)熔斷器FU12．過載保護(hù)熱繼電器FR3．欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)自鎖觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)精品資料返回(fǎnhuí)結(jié)束(jiéshù)精品資料返回(fǎnhuí)精品資料第三節(jié)電氣控制的基本(jīběn)控制規(guī)律一、聯(lián)鎖(liánsuǒ)控制規(guī)律（一）、互斥聯(lián)鎖電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)圖2-3精品資料SB1↑→KM1↑→KM1=1→M↑正轉(zhuǎn)SB3↑→KM1↓→KM1=0→M↓停止(tíngzhǐ)SB2↑→KM2↑→KM2=1→M↑反轉(zhuǎn)L1、L3線路(xiànlù)短路互斥聯(lián)鎖SB1↑→KM1↑→KM1=1→M↑正轉(zhuǎn)└→=0(互鎖)SB2↑KM2不會(huì)通電

精品資料機(jī)械互鎖電器互鎖精品資料（二）、順序(shùnxù)聯(lián)鎖1.起動(dòng)(qǐdònɡ)聯(lián)鎖a）2.停止聯(lián)鎖b）M1先起動(dòng)，M2后起動(dòng)，將KM1常開觸頭串入KM2線圈回路中。M2先停止，M1后停止，將KM2常開觸頭并在M1停止按鈕旁。精品資料（三）、長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)聯(lián)鎖(liánsuǒ) 長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)聯(lián)鎖(liánsuǒ)是既能正常起保停控制，又能進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制。精品資料精品資料方法(fāngfǎ)二：加中間繼電器（KA）精品資料長(zhǎng)動(dòng)與點(diǎn)動(dòng)的區(qū)別就在于有無(yǒuwú)自鎖觸點(diǎn)的作用。精品資料例如(lìrú)：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺(tái)電機(jī)。方法：兩起動(dòng)按鈕并聯(lián)(bìnglián)；兩停車按鈕串聯(lián)。(四)、多地點(diǎn)控制甲地乙地KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙SB4乙精品資料電器互鎖規(guī)律：欲使兩接觸器不能同時(shí)工作，只需將兩接觸器的常閉觸點(diǎn)互相串入對(duì)方的線圈電路中即可。順序控制(kòngzhì)規(guī)律：要求甲接觸器得電后，乙接觸器方可得電，只需將甲的常開觸點(diǎn)串在乙的線圈電路中；要求乙接觸器失電后，甲接觸器方可失電，只需將乙的常開觸點(diǎn)并在甲的停車按鈕上。實(shí)現(xiàn)多地控制(kòngzhì)的原則：控制(kòngzhì)按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。小結(jié)(xiǎojié)精品資料聯(lián)鎖控制(kòngzhì)的關(guān)鍵是正確地選擇聯(lián)鎖觸點(diǎn)。精品資料二、參量(cānliàng)控制規(guī)律控制過程的變化參量(cānliàng)很多，通過測(cè)量元件反應(yīng)參量(cānliàng)的變化，并將這一變化參量(cānliàng)反饋回來作用與控制裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，這就是參量(cānliàng)控制規(guī)律。精品資料常用的變化參量(cānliàng)有行程、時(shí)間、速度、電流等精品資料（一）行程(xíngchéng)控制利用(lìyòng)行程開關(guān)（極限開關(guān)）實(shí)現(xiàn)限位控制。精品資料SB1↑→KM1↑→KM1=1→M↑右移(yòuyí)，至右終端位置，SQ2↑→KM1↓→M↓，停止。精品資料（二）時(shí)間(shíjiān)控制利用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)由降壓起動(dòng)(qǐdònɡ)至全壓運(yùn)行的切換，即用時(shí)間繼電器的延時(shí)來控制降壓起動(dòng)(qǐdònɡ)時(shí)間。精品資料精品資料精品資料（三）速度(sùdù)控制圖2-10所示為單向運(yùn)行電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路。利用(lìyòng)速度繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)反接制動(dòng)的控制。精品資料精品資料（四）液位控制(kòngzhì)圖2-11所示為建筑物生活(shēnghuó)水箱水位自動(dòng)控制電路。通過水位控制器實(shí)現(xiàn)水泵的起?？刂?。液位傳感器（SL1低水位，SL2高水位精品資料精品資料（五）壓力(yālì)控制圖2-12所示為建筑物消防噴淋系統(tǒng)中恒壓泵的控制電路。利用壓力繼電器實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)對(duì)泵的自動(dòng)啟停。精品資料精品資料第四節(jié)三相(sānxiānɡ)異步電動(dòng)機(jī)控制電路1.起動(dòng)(qǐdònɡ)性能起動(dòng)(qǐdònɡ)時(shí)定子起動(dòng)(qǐdònɡ)電流與額定電流之比值大約5~7。起動(dòng)(qǐdònɡ)電流大對(duì)線路有影響，將造成較大的電壓降落，影響其他負(fù)載正常工作。2.起動(dòng)方法直接起動(dòng)----小(輕)負(fù)載降壓起動(dòng)精品資料一、降壓(jiànɡyā)起動(dòng)控制電路（一）自耦降壓(jiànɡyā)起動(dòng)控制電路時(shí)間繼電器延時(shí)自動(dòng)切換的自耦降壓起動(dòng)控制電路圖2-13

精品資料精品資料自耦降壓起動(dòng)(qǐdònɡ)控制電路的基本要求（1）不允許存在全電壓直接起動(dòng)的可能。（2）降壓(jiànɡyā)起動(dòng)完畢后，不允許在自耦變壓器二次側(cè)電壓或經(jīng)自耦變壓器部分繞組降壓(jiànɡyā)后的電壓下起動(dòng)。精品資料（3）投入全電壓運(yùn)轉(zhuǎn)后，不得存在自耦變壓器再次接入主電路的可能，以防止自耦變壓器部分繞組短路而另一部分繞組過電壓運(yùn)行。（4）在可能的情況下，盡量減少和避免電動(dòng)機(jī)二次涌流（指第二次接入交流(jiāoliú)電網(wǎng)時(shí)過渡過程所產(chǎn)生的沖擊電流）的沖擊。精品資料（二）Y-Δ起動(dòng)(qǐdònɡ)控制電路電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)其定子繞組是聯(lián)接成三角形的，那么在起動(dòng)時(shí)可把它聯(lián)成星形，等到轉(zhuǎn)速接近(jiējìn)額定值時(shí)再換成三角形。這樣，在起動(dòng)時(shí)就把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的。星形三角形精品資料時(shí)間(shíjiān)繼電器延時(shí)自動(dòng)切換的Y-Δ起動(dòng)控制電路精品資料圖2-14

精品資料Y-Δ起動(dòng)控制電路基本(jīběn)要求（1）不得(bude)存在全電壓起動(dòng)的可能。（2）Y形與Δ形接法接觸器之間必須有互鎖以防短路現(xiàn)象的發(fā)生。（3）對(duì)有可能長(zhǎng)期處于輕載的電動(dòng)機(jī)，控制電路應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)能長(zhǎng)期在Y形接法下工作的可能。精品資料（三）延邊Δ形起動(dòng)(qǐdònɡ)控制電路這一電路的設(shè)計(jì)思想是兼取星形連接與三角形連接的優(yōu)點(diǎn)，以期完成更為理想的啟動(dòng)過程。其轉(zhuǎn)換過程仍按照時(shí)間原則來控制。如前所述，星形啟動(dòng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但不足的是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小。設(shè)想如果能兼取星形接法啟動(dòng)電流(diànliú)小，而三角形接法啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點(diǎn)，可在啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組的一部分接成星形，而另一部分接成三角形，在啟動(dòng)結(jié)束以后，再換接成三角形接法，這就是所謂延邊三角形啟動(dòng)方式。精品資料延邊三角形/三角形電動(dòng)機(jī)繞組(ràozǔ)連接圖2-15是時(shí)間繼電器延時(shí)自動(dòng)切換(qiēhuàn)的延邊Δ形起動(dòng)控制電路精品資料精品資料（四）定子串電阻降壓(jiànɡyā)起動(dòng)控制電路如圖2-9所示。精品資料（五）軟啟動(dòng)由于傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備存在許多缺點(diǎn)，因此現(xiàn)在出現(xiàn)了電子控制(kòngzhì)的軟啟動(dòng)器。圖2-16所示為軟啟動(dòng)器(Softstarter)原理示意圖。精品資料圖2-17不同起動(dòng)(qǐdònɡ)方法下的起動(dòng)(qǐdònɡ)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)(qǐdònɡ)時(shí)的電機(jī)電壓精品資料二、制動(dòng)(zhìdònɡ)控制電路因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分(bùfen)有慣性，所以把電源切斷后，電動(dòng)機(jī)還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間而后停止。為了縮短輔助工時(shí)，提高生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)效率，并為了安全起見，往往要求電動(dòng)機(jī)能夠迅速停車和反轉(zhuǎn)。這就需要對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)。對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，也就是要求它的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。這時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。精品資料（一）機(jī)械(jīxiè)制動(dòng)控制電路1．?dāng)嚯姳чl如圖2-18所示。注意:本圖中電磁(diàncí)抱閘裝置應(yīng)為斷電抱閘型2．通電抱閘如圖2-19所示。精品資料圖2-18機(jī)械(jīxiè)制動(dòng)控制電路精品資料圖2-19通電(tōngdiàn)抱閘制動(dòng)控制電路精品資料（二）反接(fǎnjiē)制動(dòng)控制電路1．單向運(yùn)行(yùnxíng)的反接制動(dòng)控制電路如圖2-10所示。2．可逆運(yùn)行(yùnxíng)的反接制動(dòng)控制電路如圖2-20所示。圖2-21為具有限流電阻的反接制動(dòng)控制電路。圖2-22所示為限流電阻在起動(dòng)過程和制動(dòng)過程中都起作用的反接制動(dòng)控制電路。精品資料圖2-20反接(fǎnjiē)制動(dòng)控制電路精品資料圖2-21具有限流電阻的反接(fǎnjiē)制動(dòng)控制電路精品資料圖2-22限流電阻(diànzǔ)在起動(dòng)和制動(dòng)中都起作用的反接制動(dòng)控制電路精品資料（三）能耗(nénɡhào)制動(dòng)控制電路1．按時(shí)間整定控制的能耗制動(dòng)(zhìdònɡ)控制電路，如圖2-23所示。2．按速度整定控制的能耗制動(dòng)(zhìdònɡ)控制電路，如圖2-24所示。

能耗制動(dòng)的控制線路的設(shè)計(jì)思想是制動(dòng)時(shí)在定子繞組中任意兩相通入直流電流，形成固定磁場(chǎng)，它與旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。精品資料圖2-23按時(shí)間整定控制(kòngzhì)的能耗制動(dòng)控制(kòngzhì)電路精品資料圖2-24按速度(sùdù)整定控制的能耗制動(dòng)控制電路精品資料第五節(jié)三相(sānxiānɡ)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電路一、異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理調(diào)速即速度調(diào)節(jié)，是指在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中