電氣原理圖與電機(jī)控制

關(guān)于電氣原理圖與電機(jī)控制第1頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三3июля2023г.

電氣控制系統(tǒng)圖的類型及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1電氣控制系統(tǒng)圖概述

電氣控制系統(tǒng)是由許多電器元件按一定要求連接而成的。為了表達(dá)電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、原理等設(shè)計意圖，同時也為了便于系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，將電氣控制系統(tǒng)中的各電器元件的連接用一定的圖形表達(dá)出來，這種圖就稱為電氣控制系統(tǒng)圖。常用的電氣控制系統(tǒng)圖有三種，即電氣原理圖、電器布置圖和安裝接線圖。第2頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三三相籠型異步電動機(jī)可逆運(yùn)行電氣原理圖第3頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三電氣原理圖電氣原理圖是用來表示電路中各電器元件的導(dǎo)電部件的連接關(guān)系和工作原理。它應(yīng)根據(jù)簡單、清晰的原則，采用電器元件展開的形式來繪制，而不按電器元件的實(shí)際位置來畫，也不反映電器元件的大小。其作用是為了分析電路的工作原理，指導(dǎo)控制系統(tǒng)或設(shè)備的安裝、調(diào)試與維修。第4頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三1）電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。主電路是指從電源到電動機(jī)大電流通過的電路。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路及保護(hù)電路等，它們由接觸器和繼電器的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)、按鈕、控制變壓器、熔斷器、照明燈、信號燈及控制開關(guān)等電器元件組成。2）控制系統(tǒng)內(nèi)的全部電機(jī)、電器和其它器械的帶電部件，都應(yīng)在原理圖中表示出來。3）原理圖中各電器元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)圖形符號，文字符號也要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。4）原理圖中各電器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。同一電器元件的各個部件可以不畫在一起，但必須采用相同的文字符號標(biāo)明。第5頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三5)主電路各接點(diǎn)標(biāo)記三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記，中性線采用N標(biāo)記。電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序標(biāo)記。分級三相交流電源主電路采用三相文字代號U、V、W前加上阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3等來標(biāo)記，如1U、1V、1W，2U、2V、2W等。第6頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三6）圖中各元器件和設(shè)備的可動部分，都按沒有通電和沒受外力作用時的自然狀態(tài)畫出。例如接觸器、繼電器的觸點(diǎn)，按吸引線圈不通電狀態(tài)畫；控制器按手柄處于零位時的狀態(tài)畫；按鈕、行程開關(guān)觸點(diǎn)按不受外力作用時的狀態(tài)畫。7）原理圖的繪制應(yīng)布局合理、排列均勻，便于閱讀，原理圖可以水平布置，也可以垂直布置。8）電器元件應(yīng)按功能布置，具有同一功能的電器元件應(yīng)集中在一起，并按動作順序從上到下，從左到右依次排列。9）原理圖中有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線連接點(diǎn)，用黑圓點(diǎn)表示；無直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)，但應(yīng)盡量避免線條的交叉。第7頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三圖幅分區(qū)及符號位置索引

為了便于確定原理圖內(nèi)容和各組成部分的位置，方便閱讀，往往需要將圖面劃分為若干區(qū)域。圖幅分區(qū)的方法是：在圖的邊框處，豎邊方向用大寫拉丁字母，橫邊方向用阿拉伯?dāng)?shù)字，編號順序應(yīng)從左上角開始。圖幅分區(qū)示例下圖所示。第8頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

在具體使用時，對水平布置的電路，一般只需標(biāo)明行的標(biāo)記；對垂直布置的電路，一般只需標(biāo)明列的標(biāo)記；復(fù)雜的電路才采用組合標(biāo)記。圖幅分區(qū)及符號位置索引第9頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三由于接觸器、繼電器的線圈和觸點(diǎn)在電氣原理圖中不是畫在一起。為了便于閱讀，在接觸器、繼電器線圈的下方畫出其觸點(diǎn)的索引表，閱讀時可以通過索引表方便地在相應(yīng)的圖區(qū)找到其觸點(diǎn)。圖幅分區(qū)及符號位置索引第10頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

對于接觸器，索引表有三欄，有主觸點(diǎn)和輔助常開、常閉觸點(diǎn)圖區(qū)號，各欄的含義為：

對于繼電器，索引表只有兩欄，有常開、常閉觸點(diǎn)圖區(qū)號，各欄的含義為:圖幅分區(qū)及符號位置索引第11頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三接觸器：繼電器：第12頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三熱繼電器FR下方標(biāo)注的數(shù)據(jù)，表示熱繼電器的動作電流值為4.5～7.2A和整定電流值為6.8A；圖中連接導(dǎo)線上的1、1.5字樣是表明該導(dǎo)線的截面積。第13頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

電器元件布置圖

電器元件布置圖主要是用來表明電氣設(shè)備上所有電器元件的實(shí)際位置，為設(shè)備的安裝及維修提供必要的資料。布置圖可根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度集中繪制或分別繪制。常用的有電氣控制箱中的電器元件布置圖和控制面板布置圖等。第14頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

電氣安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、維修和故障處理。通常接線圖與電氣原理圖及元件布置圖一起使用。接線圖中需表示出各電器項(xiàng)目的相對位置、項(xiàng)目代號、端子號、導(dǎo)線號和導(dǎo)線型號等內(nèi)容。圖中的各個項(xiàng)目（如元件、部件、組件、成套設(shè)備等）可采用其簡化外形（如正方形、矩形、圓形）表示，簡化外形旁應(yīng)標(biāo)注項(xiàng)目代號，并與電氣原理圖中的標(biāo)注一致。電氣安裝接線圖第15頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

手動開關(guān)直接啟動控制2.1三相異步電動機(jī)直接啟動控制線路第16頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制

右圖是采用按鈕與接觸器控制的三相籠型異步電動機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路。電路分為兩部分，主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件組成；控制電路由按鈕SB1和SB2、熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)、熔斷器FU2及接觸器KM的線圈和常開輔助觸點(diǎn)KM組成。什么是自鎖？第17頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三圖中SB2、SB4、SB6為啟動按鈕，SB1、SB3、SB5為停止按鈕，分別安裝在三個不同的地方。在任一地點(diǎn)按下啟動按鈕，KM線圈都能通電并自鎖，而在任一地點(diǎn)按下停止按鈕，KM線圈都會斷電。從圖中可以看出，實(shí)現(xiàn)多地控制時，啟動按鈕應(yīng)并聯(lián)，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)。多點(diǎn)控制第18頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

點(diǎn)動與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制

圖b是用選擇開關(guān)SA斷開或接通自鎖回路，既能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動也能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電路。圖c是用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制，SB2實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的電路。第19頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三正反轉(zhuǎn)控制線路如圖所示線路中，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2，KM1線圈通電并自鎖，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3，KM2線圈通電并自鎖，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。但若在電動機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行時，又按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3，KM2線圈也能通電并自鎖，這時KM1與KM2主觸點(diǎn)都閉合，將會使主電路發(fā)生兩相電源短路事故。第20頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三正反轉(zhuǎn)控制線路如圖b所示線路就能避免上述事故的發(fā)生，它將接觸器KM1與KM2常閉觸點(diǎn)分別串接在對方線圈電路中，形成相互制約的控制，稱為互鎖或聯(lián)鎖控制。這種利用接觸器（或繼電器）常閉觸點(diǎn)的互鎖稱為電氣互鎖。第21頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三正反轉(zhuǎn)控制線路為什么要采用機(jī)械互鎖？第22頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三自動往返正反轉(zhuǎn)控制

第23頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三順序控制

在左圖中，M1為油泵電動機(jī)，M2為主軸電動機(jī)。由圖可見，接觸器KM2的線圈電路中串入了接觸器KM1的常開輔助觸點(diǎn)，這樣只有當(dāng)接觸器KM1線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合后，才允許KM2線圈通電，即電動機(jī)M1先啟動后才允許電動機(jī)M2啟動。將接觸器KM2的常開觸點(diǎn)并聯(lián)在電動機(jī)M1的停止按鈕SB1兩端，這樣當(dāng)接觸器KM2通電，電動機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)時，SB1被KM2的常開觸點(diǎn)短接，不起作用，只有當(dāng)接觸器KM2斷電，SB1才能起作用，油泵電動機(jī)M1才能停止。這樣就實(shí)現(xiàn)了按順序啟動、按順序停止的聯(lián)鎖控制。電路解讀P64.10三臺電動機(jī)順序啟動逆序停止電路？第24頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三第25頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三2.2三相異步電動機(jī)降壓啟動控制線路

較大容量的三相籠型異步電動機(jī)因啟動電流較大，一般都采用降壓啟動。

第26頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三

星—三角降壓啟動控制線路

左圖為星—三角降壓啟動控制線路。當(dāng)合上刀開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2時，KM1、KM3、KT線圈同時通電并自鎖，電動機(jī)接成星形啟動，同時時間繼電器開始定時。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，KT動作，KT的常閉觸點(diǎn)斷開，KM3線圈斷電，其主觸點(diǎn)斷開；同時KT的常開觸點(diǎn)閉合，KM2線圈通電并自鎖，其主觸點(diǎn)閉合，使電動機(jī)接成三角形全壓運(yùn)行。當(dāng)KM2通電吸合后，KM2常閉觸點(diǎn)斷開，使KT線圈斷電，避免時間繼電器長期工作。KM2、KM3常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互鎖控制，防止星形和三角形同時接通造成電源短路。第27頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三2.3三相異步電動機(jī)的制動控制線路

三相異步電動機(jī)切斷電源后，由于慣性的作用，總要經(jīng)過一段時間才能完全停下來。而有些生產(chǎn)機(jī)械要求迅速、準(zhǔn)確地停車，這就要求對電動機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫制動。制動的方法有機(jī)械制動和電氣制動兩大類。機(jī)械制動采用機(jī)械抱閘或液壓裝置制動；電氣制動是產(chǎn)生一個與原來轉(zhuǎn)動方向相反的制動轉(zhuǎn)矩。常用的電氣制動方法有反接制動和能耗制動。第28頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三能耗制動在三相電動機(jī)停車切斷三相電源的同時，將一直流電源接入定子繞組，產(chǎn)生一個靜止的磁場，以慣性轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子切割該磁場，產(chǎn)生一與轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對轉(zhuǎn)子起制動作用，制動結(jié)束后切除直流電源。第29頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三反接制動控制線路實(shí)質(zhì)上是改變異步電動機(jī)定子繞組中三相電源相序，產(chǎn)生一與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的反向啟動轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行制動。進(jìn)行制動時，首先將三相電源相序切換，然后在電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時，將電源及時切除。采用速度繼電器來判斷電動機(jī)的零速點(diǎn)并及時切斷三相電源。第30頁，講稿共33頁，2023年5月2日，星期三雙速電動機(jī)的控制

雙速電動機(jī)的定子繞組的連接方式常用的有兩種：一種是繞組從單星形改成雙星形(b-c)，另一種是從三角形改成雙星形(a-c)，這兩種接法都能使電動機(jī)產(chǎn)生的磁極對數(shù)減少一半即電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍。

第31頁，講稿共33頁，2023年5月2