电气控制电路基础教程

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10 7
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8 3 9 5 1 11 4 6 2
KM
8 14 22
13 21
KM
KM
（a） 结构示意
（b）图文符号 图1.2 接触器
（c）常见交流 接触器
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电磁铁特点
根据吸引线圈通电电流的性质分类，电磁铁分为直流电磁铁和交
流电磁铁。通常采用短路环来解决交流电磁铁的振动问题。短路 环的示意图如图1.3所示，其中1为短路环，2为铁心。短路环起到 磁通分相的作用，把极面上的交变磁通分成两个交变磁通，并且 使这两个磁通之间产生相位差，那么它们所产生的吸力间也有一 个相位差，这样，两部分吸力就不会同时达到零值，当然合成后 的吸力就不会有零值的时刻，如果使合成后的吸力在任一时刻都 大于弹簧拉力，就消除了振动。
电器基本知识 1.1.2 常用电器 1.1.3 电气图形
1.1.1
4
1.1.1 电器基本知识
1. 分类
（1）按适用的电压范围分类
分为低压电器和高压电器。
（2）低压电器按所控制的对象分类
分为低压配电电器和低压控制电器。
（3）按所起作用分类
分为控制电器和保护电器。
（4）按动作性质分类
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L1 L2 L3 Q
FU2 SB1 SB2 KM SB2 SB3 KM
FU1
KR
FU2
KM
KR UVW PE M
图1.14 点动控制电路
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4. 自动往返运动
在实际生产中，常常要求生产机械的运动部件能实现自动往
返。因为有行程限制，所以常用行程开关做控制元件来控制 电动机的正反转。图1.15为电动机往返运行的可逆旋转控制 电路。图中KM1、KM2分别为电动机正、反转接触器，SQ1 为反向转正向行程开关，SQ2为正向转反向行程开关，SQ3、 SQ4分别为正向、反向极限保护用限位开关。

在反接制动控制电路中，选择速度作为控制 参量，采用速度继电器实现及时切断反向 制动电源的控制。这种控制过程中选择速 度(转速)作为控制参量进行控制的方式称为 按速度原则的控制方式。
在绕线转于异步电动机的控制电路中，选择 电流作为控制参量，采用电流继电器实现 电动机起动过程中逐段短接起动电阻的控 制。这种控制过程中选择电流作为控制参 量进行控制的方式称为按电流原则的控制 方式。
对接触器，上述表示法中各栏的含义如下所示： 对继电器，上述表示法中各栏的含义如下所示：
2．2 三相笼型异步电动机的基本控制线路
2. 2. 1 全压启动控制线路
(1)短路保护 (2)过载保护 (3)欠压和失压 保护
一、组成电气控制电路的基本规律
对上述的基本控制电路分析和讨论后，我 们可以总结一下组成电气控制电路的基本 规律，使我们对电气控制电路的认识有质 的飞跃。按联锁控制和按控制过程的变化 参量进行控制是组成电气控制电路的基本 规律。
当电动机正常运行时，电源电压过分地降 低将引起一些电器释放，造成控制电路工作 不正常，甚至产生事故；电网电压过低，如 果电动机负载不变，则会造成电动机电流增 大，引起电动机发热，严重时甚至烧坏电动 机。此外，电源电压过低还会引起电动机转 速下降，甚至停转。因此，在电源电压降到 允许值以下时，需要采用保护措施，及时切 断电源，这就是欠电压保护，通常采用欠电 压继电器，或零电压继电器来实现。
过电流往往是由于不正确的起动和过 大的负载引起的，一般比短路电流要小， 在电动机运行中产生过电流比发生短路的 可能性更大，尤其是在频繁正、反转起动 的重复短时工作制电动机中更是如此。直 流电动机和绕线转子异步电动机控制电路 中，过电流继电器也起着短路保护的作用， 一般过电流的动作值为起动电流的1．2倍。

电动机通电后由静止状态逐渐加速到 稳定运行状态的过程称为电动机的起动， 三相笼型异步电动机的起动有降压和全压 起动两种方式。
2.3.1 点动及单向连续运转控制
点动控制线路是用按钮开关、接触器 来控制电动机运转的最简单的控制线路。
所谓点动控制是指按下按钮时，电动机就 得电运转；松开按钮时，电动机就失电停 转。
反接制动控制线路工作过程如下： （1）起动
合上空气开关QF，给电路送电。
按SB2 KM1线圈得电 KM1主触头闭合 电动机M转动 KS常开触头闭合 KM1常开辅助触头闭合自锁
（2）制动
按SB1 KM1线圈失电
KM1主触头打开电动机脱离电源 KM1常闭触头闭合 KM2线圈得电
KM2主触头闭合反接制动 KM2常开辅助触触头闭合自锁
KM1联锁触头闭合
KM2联锁触头断开
KM2主触头闭合
电动机M反转，工作台左移
KM2自锁触头闭合自锁
（4）工作台停止左移（右移开始）
当工作台左移至限定位置时，
挡块撞动SQ1
SQ1常闭触头断开 KM2线圈失电 SQ1常开触头闭合 KM1线圈得电
电动机M停止反转，工作台停止左移
KM1主触头闭合
电动机M又正转，工作台右移
KT3常开触头延时闭合
KT3常开触头延时闭合
KKM1M线1线圈圈得得电电
KM2线圈得电
KM2线圈得电
KM3线圈得电
KM3线圈得电
KKMM11常常KKMM开开11常常辅主开助开触辅触主头头助闭触闭合触头合头闭闭合平合K衡T2切线平除圈KR衡得T1 2电切线除圈R得1 电
KM2常开主触头闭合 平衡切除R2
2.5 异步电动机的制动控制线路
制动可分为机械制动和电气制动，机 械制动一般为电磁铁操纵抱闸制动，电气 制动是电动机产生一个和转子转速方向相 反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。 三相交流异步电动机常用的制动方法有能 耗制动、反接制动和发电反馈制动。

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2.2三相异步电动机的启动电路
(2)电路的保护环节 .熔断器FU作为短路保护，但不能实现过载保护; .热继电器FR具有过载保护的作用; .欠压保护与失压保护是依靠接触器本身的电磁机构来实现的。
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2.2三相异步电动机的启动电路
2.电动机的点动控制电路 图2 -4列出了实现点动控制的几种控制电路。 图2-4 (a)为点动控制电路的最基本形式，按下SB ,
KM线圈通电，动合主触点闭合，电动机启动旋转，松开SB , KM断电，主触点断开，电动机停止运转。所以点动控制电 路的最大特点是取消了自锁触点。 图2-4 (b)为采用开关SA断开自锁回路的点动控制电路。 该电路可实现连续运转和点动控制，由开关SA选择，当SA 合上时为连续控制;SA断开时为点动控制。
图2-7 (c)是在图2-7 (b)的基础上增设了SB2,SB3的动 断触点，构成按钮互锁电路，从而构成具有电气、按钮双重 互锁的控制电路，此电路在正反转控制操作时，不需再按停 止按钮，即可直接实现电动机正反转切换控制。
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2.2三相异步电动机的启动电路
(2)自动循环控制通常情况下，自动往返是利用行程开关(光 电开关)检测运动部件的相对位置，并发出正反向运动切换信 号，这种控制称为行程控制。
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2.1电气控制电路的绘制
2.1.2电气原理图
电气原理图根据控制线图工作原理绘制，具有结构简单，层 次分明的特点，主要用于研究和分析电路工作原理，无论在 设计部门还是生产现场都得到了广泛应用。它包括所有电气 元件的导电部件和接线端点，但并不按电气元件的实际位置 来画，也不反映电气元件的形状、大小和安装方式。
要使电动机M停止运转，只要按下停止按钮SB2，将控制电 路断开即可。这时接触器KM断电释放，KM的动合主触点将 三相电源切断，电动机停止旋转。当手松开按钮后，SB2的 动断触点在复位弹簧的作用下，虽又恢复到原来的动断状态， 但接触器线圈已不再能依靠自锁触点通电了，因为原来闭合 的自锁触点已随着接触器的断电而断开。