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1、第第8 8章章 电气控制电气控制8.1 8.1 常用低压控制电器常用低压控制电器8.2 8.2 继电继电-接触器控制系统的基本电路接触器控制系统的基本电路8.3 8.3 可编程序控制器的原理及应用可编程序控制器的原理及应用本章作业8-18-38-48-58-7本章重点本章重点本章重点本章重点重点：重点：重点：重点：1、了解常用低压电器的结构、工作原理和用途、了解常用低压电器的结构、工作原理和用途;2、掌握、掌握自锁自锁、联锁联锁的作用和方法的作用和方法;3、掌握、掌握过载过载、短路短路和和失压失压保护的作用和方法保护的作用和方法;4、能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单、能读懂简单的控制电路
2、原理图、能设计简单的控制电路。的控制电路。难点：难点：难点：难点：设计简单的控制电路。设计简单的控制电路。8.1 常用低压控制电器常用低压控制电器 低压控制电器是指工作在交流电压小于低压控制电器是指工作在交流电压小于l200V、直流电、直流电压小于压小于1500V，并在电路中起接通、断开、保护、控制或，并在电路中起接通、断开、保护、控制或调节作用的电器设备。调节作用的电器设备。8.1.1 常用低压控制电器中的输入设备常用低压控制电器中的输入设备 常用低压控制电路中的输入设备一般包括常用低压控制电路中的输入设备一般包括按钮按钮、刀开刀开关关、组合开关组合开关、行程开关行程开关。1.按钮（按钮（S
3、B）按钮是通常用来接通或断开控制电路（其中电流很按钮是通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或其他电气设备的运行。小），从而控制电动机或其他电气设备的运行。1、按钮（按钮（SB）复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式动触头桥式动触头常开静触头常开静触头外壳外壳SBSBSBSBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮(停止按钮停止按钮)常开按钮常开按钮(起动按钮起动按钮)复合按钮复合按钮1 12 23 34 44 41 12 23 3按钮帽按钮帽工作原理：工作原理：按下按钮帽时，常闭触头断开，常开触头闭合；按下按钮帽时，常闭触头断开，常开触头闭合；放
4、开按钮帽时，在弹簧的作用下，动触点恢复到常态。放开按钮帽时，在弹簧的作用下，动触点恢复到常态。动画演示动画演示2、刀开关（、刀开关（Q）刀开关是低压配电中应用最广的电器，主要用来隔离刀开关是低压配电中应用最广的电器，主要用来隔离电源。电源。在电流不大的线路里可以直接用它接通和断开电源，适合在电流不大的线路里可以直接用它接通和断开电源，适合额定电压在交流额定电压在交流380V380V或直流或直流440V440V以下、额定电流以下、额定电流1500A1500A以下以下的场合。的场合。2、刀开关（、刀开关（Q）选择使用闸刀开关时，刀的极数要与电源进线相数相等，选择使用闸刀开关时，刀的极数要与电源进线
5、相数相等，其额定电流应大于或等于所控制负载的额定电流。其额定电流应大于或等于所控制负载的额定电流。用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图用组合开关起停电动机的接线图M3手柄手柄转轴转轴静触头静触头动触头动触头工作原理：工作原理：用手柄转动转轴用手柄转动转轴时，就可将三个触点同时接时，就可将三个触点同时接通或断开。通或断开。适用场所：适用场所：在控制电路中，在控制电路中，电源的接入、照明设备的通电源的接入、照明设备的通断、小功率电动机的起动和断、小功率电动机的起动和停止都可以来用组合开关来停止都可以来用组合开关来实现。组合开关也常用于小实现。组合开关
6、也常用于小功率异步电动机的正转和反功率异步电动机的正转和反转控制。转控制。3、组合开关（、组合开关（S）组合开关又称为盒式开关或转换开关。它实质上也组合开关又称为盒式开关或转换开关。它实质上也是一种刀开关，由若干动触片和静触片（刀片）分别装是一种刀开关，由若干动触片和静触片（刀片）分别装于数层绝缘垫板内组成。于数层绝缘垫板内组成。4、行程开关（、行程开关（ST）行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器，用于控制生产机械的运动方来发出控制指令的主令电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小和位置保护等。向、行程大小和位置
7、保护等。分类：分类：按结构可分为按结构可分为直动直动式式、滚轮式滚轮式和和微动式微动式三种。三种。当行程开关用于位置保当行程开关用于位置保护时，亦称为护时，亦称为限位开关限位开关。（1）直动式行程开关）直动式行程开关工作原理：工作原理：直动式行程开关有一对动合触头和一对动断触头。静直动式行程开关有一对动合触头和一对动断触头。静触头装在绝缘基座上，动触头与椎杆相连，当推杆受到装在运动触头装在绝缘基座上，动触头与椎杆相连，当推杆受到装在运动部件上的挡铁作用后，触点换接。当挡铁离开椎杆后，恢复弹簧部件上的挡铁作用后，触点换接。当挡铁离开椎杆后，恢复弹簧使开关自动复位。使开关自动复位。适用场所：适用场
8、所：于挡铁运动速度不小于于挡铁运动速度不小于0.4m0.4mminmin的场合中，否则会由于的场合中，否则会由于电弧在触点上所停留时间过长而使电弧在触点上所停留时间过长而使触点烧坏。触点烧坏。特点：特点：结构简单，价格便宜，应用结构简单，价格便宜，应用甚广。甚广。（2）滚轮式行程开关）滚轮式行程开关工作原理：工作原理：当被控机械上的撞块撞当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，带动滑轮转动，顶下横板，使边，带动滑轮转动，顶下横板，使微动开关中的触点迅速动作。当运微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时，在复位弹簧的作用动机械返回时，在复位弹簧的作用
9、下，各部分动作部件复位。下，各部分动作部件复位。分类：分类：单滚轮自动复位和双滚轮单滚轮自动复位和双滚轮（羊角式）非自动复位式。（羊角式）非自动复位式。动画演示动画演示（3）微动开关式行程开关）微动开关式行程开关动画演示动画演示8.1.2 常用低压控制电器中的输出设备常用低压控制电器中的输出设备1接触器（接触器（KM）常用低压控制电路中的输出设备一般包括常用低压控制电路中的输出设备一般包括接触器接触器、继电器继电器、指示灯指示灯等。等。接触器是一种自动的电磁式电器，适用于远距离频接触器是一种自动的电磁式电器，适用于远距离频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。繁接通或断开交直流主电路及大容
10、量控制电路。1、接触器（、接触器（KM）控制对象：控制对象：电动机。能实现远距离控制，并具有欠（零）电动机。能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。电压保护。分类：分类：交流接触器交流接触器和直流接触器。和直流接触器。组成：组成：触点系统、触点系统、电磁机构和灭弧装置电磁机构和灭弧装置组成。组成。（1）接触器的工作原理）接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作；常闭触头断开，常开触头磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作；常闭触头断开，常开触头闭合，二者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔
11、铁在闭合，二者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原；常开触头断开，常闭触释放弹簧的作用下释放，使触头复原；常开触头断开，常闭触头闭合。头闭合。动画演示动画演示接触器的图形及文字符号接触器的图形及文字符号（2）接触器的主要技术参数）接触器的主要技术参数 接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、线圈的额接触器的主要技术参数有额定电压、额定电流、线圈的额定电压、接通与分断能力、机械寿命与电气寿命和操作频率等。定电压、接通与分断能力、机械寿命与电气寿命和操作频率等。1）额定电压和额定电流）额定电压和额定电流 额定电压是指主触点的额定工作电压；额定电压是指主触点
12、的额定工作电压；额定电流是指主触点的额定电流。额定电流是指主触点的额定电流。接触器的额定电压和额定电流的等级如表所示。接触器的额定电压和额定电流的等级如表所示。接触器线圈的额定电压（接触器线圈的额定电压（V）等级如表所示。）等级如表所示。直流接触器直流接触器交流接触器交流接触器24、48、110、220、44036、110、220、3803）接通与分断能力）接通与分断能力 接触器在规定条件下，能在给定电压下可靠接通和分断的接触器在规定条件下，能在给定电压下可靠接通和分断的预期电流值。接通时，主触点不应发生熔焊；分断时，主触预期电流值。接通时，主触点不应发生熔焊；分断时，主触点不应发生长时间燃弧
13、。点不应发生长时间燃弧。2）线圈的额定电压）线圈的额定电压4）机械寿命与电气寿命）机械寿命与电气寿命 机械寿命：机械寿命：1000万次以上万次以上 电气寿命：电气寿命：100万次以上万次以上5）操作频率）操作频率 300次次/h、600次次/h、1200次次/h几种。几种。（3）接触器选择的基本原则）接触器选择的基本原则1 1）接触器极数和电流种类的确定；）接触器极数和电流种类的确定；2 2）根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接）根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器；触器；3 3）根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级；）根据负载功率和操作情况来
14、确定接触器主触头的电流等级；4 4）根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压；器的额定电压；5 5）接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定；）接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定；6 6）接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。）接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。（4）接触器的选用步骤）接触器的选用步骤1 1）选择接触器的类型）选择接触器的类型 交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，分别记为类，分别记为AC1AC1、A
15、C2AC2、AC3AC3和和AC4AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷，如白炽灯、电阻炉等；白炽灯、电阻炉等；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；二类交流接触器用于绕线式异步电动机的起动和停止；三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转三类交流接触器的典型用途是鼠笼型异步电动机的运转和运行中分断；和运行中分断；四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、四类交流接触器用于笼型异步电动机的起动、反接制动、反转和点动。反转和点动。2 2）选择接触器的额定参数）选择接触器的额定参数 根据被控对象和工作参数如电压、
16、电流、功率、频率及工根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。作制等确定接触器的额定参数。电压：电压：一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要求可以降低，使用时也较安全。以降低，使用时也较安全。频率：频率：频率不高的，接触器额定电流大于负荷额定电流；频率不高的，接触器额定电流大于负荷额定电流；重任务电动机（重任务电动机（100100次次/min/min），选接触器额定电流大于电动机），选接触器额定电流大于电动机额定电流；特重任务电动机（额定电流；特重任务电动机（6006001200012000次次/h/h），接触器大致
17、），接触器大致可按电寿命及起动电流选用。可按电寿命及起动电流选用。对电容器进行控制时：对电容器进行控制时：接触器的额定电流可按电容器的接触器的额定电流可按电容器的额定电流的额定电流的1.51.5倍选取。倍选取。对变压器进行控制时：对变压器进行控制时：考虑浪涌电流，可按变压器额定考虑浪涌电流，可按变压器额定电流的电流的2 2倍选取接触器。倍选取接触器。对电热设备进行控制时：对电热设备进行控制时：负荷的冷态电阻较小，选用接负荷的冷态电阻较小，选用接触器时可不用考虑（起动电流），直接按负荷额定电流选取。触器时可不用考虑（起动电流），直接按负荷额定电流选取。对体放电灯进行控制时：对体放电灯进行控制时：
18、起动电流大、起动时间长，对起动电流大、起动时间长，对于照明设备的控制，可按额定电流于照明设备的控制，可按额定电流1.11.11.41.4倍选取交流接触器。倍选取交流接触器。2 2）选择接触器的额定参数）选择接触器的额定参数、继电器、继电器 继电器是一种根据电量（如电压和电流等）或非电继电器是一种根据电量（如电压和电流等）或非电量（如热、时间、压力、转速等）的变化接通或断开控量（如热、时间、压力、转速等）的变化接通或断开控制电路，以实现自动控制或保护电力拖动装置的电器。制电路，以实现自动控制或保护电力拖动装置的电器。组成：组成：感测机构、中间机构和执行机构。感测机构、中间机构和执行机构。种类：种
19、类：常用的有中间继电器、时间继电器、热继电器等。常用的有中间继电器、时间继电器、热继电器等。（1）中间继电器（）中间继电器（KA）特点：特点：触点数多，触点电流容量小，动作灵敏，其结构、工作原理与接触点数多，触点电流容量小，动作灵敏，其结构、工作原理与接触器相似。触器相似。主要用途：主要用途：是当其它继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继是当其它继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，从而起到中间转换的作用。电器来扩大它们的触点数或触点容量，从而起到中间转换的作用。KAKA线圈线圈线圈线圈常开触头常开触头常开触头常开触头KAKA常闭触头常闭触头常闭触
20、头常闭触头KAKA图图形形及及文文字字符符号号（2）时间继电器（）时间继电器（KT）时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器。时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器。分类：分类：电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等类型。电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等类型。选型：选型：时间继电器主要根据控制回路所需要的延时触点的延时方式、时间继电器主要根据控制回路所需要的延时触点的延时方式、瞬时触点的数目以及使用条件来选择。瞬时触点的数目以及使用条件来选择。时间继电器的图形及文字符号符号时间继电器的图形及文字符号符号（3）热继电器（）热继电器（FR）热继电器是利用电流的热效应
21、原理来保护设备，使之免受热继电器是利用电流的热效应原理来保护设备，使之免受长期过载的危害。长期过载的危害。用途：用途：过载保护、断相保护、三相电流不平衡运行的保护等过载保护、断相保护、三相电流不平衡运行的保护等(a)(a)(a)(a)外形外形外形外形(b)(b)(b)(b)结构结构结构结构热继电器的工作原理：热继电器的工作原理：热元件热元件扣板扣板双金属片双金属片常闭触点常闭触点若长时间过载，发热元件使双金属片受热，因双金属片的下层膨胀若长时间过载，发热元件使双金属片受热，因双金属片的下层膨胀若长时间过载，发热元件使双金属片受热，因双金属片的下层膨胀若长时间过载，发热元件使双金属片受热，因双金
22、属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，脱扣，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。系数大，使其向上弯曲，脱扣，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。系数大，使其向上弯曲，脱扣，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。系数大，使其向上弯曲，脱扣，扣板被弹簧拉回，常闭触点断开。动画演示动画演示热继电器的图形及文字符号工作原理：热继电器的图形及文字符号工作原理：图图图图a a用于主电路，图用于主电路，图用于主电路，图用于主电路，图b b用于控制电路。用于控制电路。用于控制电路。用于控制电路。热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器热继电器的选择主要根据电动机的额定
23、电流来确定热继电器热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。的型号及热元件的额定电流等级。的型号及热元件的额定电流等级。的型号及热元件的额定电流等级。、指示灯、指示灯 继电继电-接触控制系统中的指示灯主要用于显示控制系接触控制系统中的指示灯主要用于显示控制系统的工作状态。红色表示工作状态停止，绿色表示工作状统的工作状态。红色表示工作状态停止，绿色表示工作状态运行。态运行。8.1.3 其它低压控制电器其它低压控制电器 其它的低压电器，在电气控制线路中起保护作用，主其它的低压电器，在电气控制线路中起保护作用，主要有熔断器和低压断路器等。要有熔断器和低压断路器
24、等。熔断器（熔断器（FU）熔断器用于熔断器用于短路保护。短路保护。熔断器是熔断器是串联串联在被保护电路中在被保护电路中的，当电路短路时，电流很大，熔体急剧升温，立即熔断，的，当电路短路时，电流很大，熔体急剧升温，立即熔断，从而起到保护作用。从而起到保护作用。熔断器的结构一般分成熔体座和熔体等部分。熔断器的结构一般分成熔体座和熔体等部分。、熔断器（、熔断器（FU）符号：符号：FU熔断器额定电流熔断器额定电流IF的选择：的选择：(1)电灯、电炉等电阻性负载电灯、电炉等电阻性负载IF IL(3)频繁起动的电机频繁起动的电机(2)单台电机单台电机低压断路器（低压断路器（QF）断路器又称自动空气开关或自
25、动开关。它可用来分配电能，断路器又称自动空气开关或自动开关。它可用来分配电能，不频繁地起动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护。不频繁地起动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护。当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时，能自动切断当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时，能自动切断电路。其功能相当于熔断器式开关与过电路。其功能相当于熔断器式开关与过/欠热继电器等的组合。欠热继电器等的组合。断路器主要由断路器主要由3 3个基本部分组成，即主触点、灭弧系统和个基本部分组成，即主触点、灭弧系统和各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压（欠电压）脱扣器等。各种脱扣器，包括过电流脱扣器、失压（欠电
26、压）脱扣器等。低压断路器的工作原理：低压断路器的工作原理：动画演示动画演示锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合衔铁释放衔铁释放自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图自动空气断路器原理图连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧过流过流脱扣器脱扣器欠压欠压脱扣器脱扣器8.2 8.2 继电继电-接触器控制系统的基本电路接触器控制系统的基本电路 任何复杂的电气控制线路都是按照一定的控制原则，由任何复杂的电气控制线路都是按照一定的控制原则，由基本的控制线路组成的。基本控制线路是学习电气控制的基基本的控制线路组成的。基本控制线路是学习电气控制的基础。特别是对生产机械整个电气控制线路工作原理的
27、分析与础。特别是对生产机械整个电气控制线路工作原理的分析与设计有很大的帮助。设计有很大的帮助。本节首先介绍电气控制原理图的基本知识和绘图方法，本节首先介绍电气控制原理图的基本知识和绘图方法，然后结合上节所讲的常用低压电器，如继电器、接触器和按然后结合上节所讲的常用低压电器，如继电器、接触器和按钮等，介绍其基本的控制线路，包括全压起动控制线路、正钮等，介绍其基本的控制线路，包括全压起动控制线路、正反转控制线路、点动与连续运动的控制线路、自动循环控制反转控制线路、点动与连续运动的控制线路、自动循环控制线路及反接制动控制线路。线路及反接制动控制线路。8.2 8.2 继电继电-接触器控制系统的基本电路
28、接触器控制系统的基本电路8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路8.2.3 8.2.3 减压起动控制线路减压起动控制线路8.2.4 8.2.4 正反转控制电路正反转控制电路8.2.5 8.2.5 自动循环控制电路自动循环控制电路8.2.6 8.2.6 反接制动控制电路反接制动控制电路8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则1 1图形符号及文字符号图形符号及文字符号 1990 1990年年1 1月月
29、1 1日开始执行的，由国家标准局颁布的日开始执行的，由国家标准局颁布的GB4728-GB4728-19841984电气图用符号及电气图用符号及GB6988-1987GB6988-1987电气制图和电气制图和GB7159-1987GB7159-1987电气技术中的文字符号制订细则。电气技术中的文字符号制订细则。接线端子的标记符合国家标准接线端子的标记符合国家标准GB4026-1983GB4026-1983电器接线端电器接线端子的识别和用字母数字符号标记接线端子的通则。子的识别和用字母数字符号标记接线端子的通则。常用电气图形符号和文字符号可见附录常用电气图形符号和文字符号可见附录A A。8.2.1
30、 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则2.2.电气控制图绘制原则电气控制图绘制原则 电气控制线路的定义：电气控制线路的定义：以各类电机或其他执行电器为被以各类电机或其他执行电器为被控对象，以继电器、接触器、按钮、行程开关、保护元件等控对象，以继电器、接触器、按钮、行程开关、保护元件等器件组成的自动控制线路，通称为电气控制线路。器件组成的自动控制线路，通称为电气控制线路。电气控制线路的表示方法：电气控制线路的表示方法：电气原理图、安装接线图和电器电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。布置图三种。电气原理图是根据工作原理而绘制的，具
31、有结构简单、电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路工作原理等优点。在各种生层次分明、便于研究和分析电路工作原理等优点。在各种生产机械的电气控制中，无论在设计部门或生产现场都得到广产机械的电气控制中，无论在设计部门或生产现场都得到广泛的应用。图泛的应用。图8-168-16所示为所示为CW6132CW6132型普通车床电气原理图。图型普通车床电气原理图。图中，按被控对象和控制功能的不同对图面区域进行了划分。中，按被控对象和控制功能的不同对图面区域进行了划分。8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图
32、绘制原则8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则 图图8-178-17中，对符号位置也进行了索引。中，对符号位置也进行了索引。符号位置的索引符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号的组成如用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号的组成如图图8-178-17所示。所示。当某原理图仅有一页图样时，只写图号和图区的行、列当某原理图仅有一页图样时，只写图号和图区的行、列号，在只有一个图号多页图样时，则图号可省略，而元件的号，在只有一个图号多页图样时，则图号可省略，而元件的相关触点只出现在一张图样上时，只标出图
33、区号。相关触点只出现在一张图样上时，只标出图区号。8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则 电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系应用附图表示。附图中各栏的含义如图应用附图表示。附图中各栏的含义如图8-188-18所示。所示。8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则绘制电气原理图应遵循以下原则：绘制电气原理图应遵循以下原则：（1 1）电气控制电路根据电路通过的电流大小可分为主电）电气控制电路根据
34、电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强路和控制电路。主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分。控制电路是通过弱电流的电路，一般由电流通过的部分。控制电路是通过弱电流的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成。点等组成。（2 2）电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必）电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标准。须采用国家规定的统一标准。8.2.1 8.2.1 常用电气设备图形文字符号及电气控制图绘制原则常用电气设备图形文字符号及电气控
35、制图绘制原则（3 3）采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件）采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号，如一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号，如KM1KM1、KM2KM2等。等。（4 4）所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原）所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。始状态画出。（5 5）控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，）控制电路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉连接时的电
36、气连接点须用黑点标出。两线交叉连接时的电气连接点须用黑点标出。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路 笼型三相异步电动机的起动和停止控制电路是应用最广笼型三相异步电动机的起动和停止控制电路是应用最广泛的，也是最基本的控制电路。主要有直接起动和降压起动泛的，也是最基本的控制电路。主要有直接起动和降压起动两种方式。两种方式。全压起动控制有刀开关直接起动控制及接触器直接起动全压起动控制有刀开关直接起动控制及接触器直接起动控制两种方式。控制两种方式。一些控制要求不高的简单机械，如小型台钻、砂轮机、一些控制要求不高的简单机械，如小型台钻、砂轮机、冷却泵等常采用刀开关直接控制电动机起动和
37、停止。它适用冷却泵等常采用刀开关直接控制电动机起动和停止。它适用于不频繁起动的小容量电动机，不能远距离控制和自动控制。于不频繁起动的小容量电动机，不能远距离控制和自动控制。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路 采用接触器直接起动控制包括：点动；连续控制；既能采用接触器直接起动控制包括：点动；连续控制；既能点动又能长动控制。点动又能长动控制。在电源容量足够大时，小容量笼型电动机可直接起动。在电源容量足够大时，小容量笼型电动机可直接起动。直接起动的优点是电气设备少，电路简单。缺点是起动电流直接起动的优点是电气设备少，电路简单。缺点是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其他用电
38、设备的正常工作。大，引起供电系统电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路1 1点动控制电路点动控制电路 如图如图8-198-19所示，主电路由所示，主电路由刀开关刀开关Q Q、熔断器、熔断器FUFU、交流接触、交流接触器器KMKM的主触点和笼型电动机的主触点和笼型电动机M M组组成；控制电路由起动按钮成；控制电路由起动按钮SBSB和和交流接触器线圈交流接触器线圈KMKM组成，线路组成，线路的工作过程如下：的工作过程如下：8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路起动过程：起动过程：先合上刀开关先合上刀开关QQ按下起动按钮按下起
39、动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈通电线圈通电KMKM主触点闭合主触点闭合电动机电动机M M通电直接起动。通电直接起动。停车过程：停车过程：松开松开SBKMSBKM线圈断电线圈断电KMKM主触点断开主触点断开MM停电停电停转。停转。按下按钮，电动机转动；松开按钮，电动机停转，这按下按钮，电动机转动；松开按钮，电动机停转，这种控制就叫点动控制。它能实现电动机短时转动，常用于种控制就叫点动控制。它能实现电动机短时转动，常用于对机床的刀调整和电动葫芦等。对机床的刀调整和电动葫芦等。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路2 2连续运行控制线路连续运行控制线路 在实际生产中往往要求
40、电动在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓机实现长时间连续转动，即所谓长动控制，如图长动控制，如图8-208-20所示。主电所示。主电路由刀开关路由刀开关Q Q、熔断器、熔断器FUFU、接触器、接触器KMKM的主触点、热继电器的主触点、热继电器FRFR的发热的发热元件和电动机元件和电动机M M组成，控制电路由组成，控制电路由停止按钮停止按钮SB2SB2、起动按钮、起动按钮SB1SB1、接、接触器触器KMKM的常开辅助触点和线圈、的常开辅助触点和线圈、热继电器热继电器FRFR的常闭触点组成。的常闭触点组成。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路工作过程如下：工作过
41、程如下：起动过程：起动过程：合上刀开关合上刀开关QQ按下起动按钮按下起动按钮SB1SB1接触器接触器KMKM线圈通线圈通电电KMKM主触点和常开辅助触点闭合主触点和常开辅助触点闭合电动机电动机M M接通电源运转；松接通电源运转；松开开SB1SB1，利用接通的，利用接通的KMKM常开辅助触点自锁，电动机常开辅助触点自锁，电动机M M连续运转。连续运转。停车过程：停车过程：按下停止按钮按下停止按钮SB2KMSB2KM线圈断电线圈断电KMKM主触点和辅助常主触点和辅助常开触点断开开触点断开电动机电动机M M断电停转。断电停转。在连续控制中，当起动按钮在连续控制中，当起动按钮SB1SB1松开后，接触器
42、松开后，接触器KMKM的线圈通的线圈通过其辅助常开触点的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的过其辅助常开触点的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助常开触点的闭合而使线圈连续运行。这种依靠接触器自身辅助常开触点的闭合而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。起到自锁作用的辅助常保持通电的控制方式，称自锁或自保。起到自锁作用的辅助常开触点称自锁触点。开触点称自锁触点。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路线路设有以下保护环节：线路设有以下保护环节：短路保护：短路保护：短路时熔断器短路时熔断器FUFU的熔体熔断而切断电路起保护作的熔体熔断而切断电路起
43、保护作用。用。电动机长期过载保护：电动机长期过载保护：采用热继电器采用热继电器FRFR。由于热继电器的热。由于热继电器的热惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值的电流，热继电惯性较大，即使发热元件流过几倍于额定值的电流，热继电器也不会立即动作。因此在电动机起动时间不太长的情况下，器也不会立即动作。因此在电动机起动时间不太长的情况下，热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才热继电器不会动作，只有在电动机长期过载时，热继电器才会动作，用它的常闭触点断开使控制电路断电。会动作，用它的常闭触点断开使控制电路断电。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路欠电压、失电压保护：欠
44、电压、失电压保护：通过接触器通过接触器KMKM的自锁环节来实现。的自锁环节来实现。当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压（如停电）当电源电压由于某种原因而严重欠电压或失电压（如停电）时，接触器时，接触器KMKM断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢断电释放，电动机停止转动。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行复正常时，接触器线圈不会自行通电，电动机也不会自行起动，只有在操作人员重新按下起动按钮后，电动机才能起动，只有在操作人员重新按下起动按钮后，电动机才能起动。起动。8.2.2 8.2.2 全压起动控制电路全压起动控制电路本控制线路具有如下优点：本控制线路具有如下
45、优点：1 1）防止电源电压严重下降时电动机欠电压运行；）防止电源电压严重下降时电动机欠电压运行；2 2）防止电源电压恢复时，电动机自行起动而造成设备和人）防止电源电压恢复时，电动机自行起动而造成设备和人身事故；身事故；3 3）避免多台电动机同时起动造成电网电压的严重下降。）避免多台电动机同时起动造成电网电压的严重下降。在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加工，则要求电动机既能实现点动又能实现长动。将图工，则要求电动机既能实现点动又能实现长动。将图8-198-19和和图图8-208-20的控制线路结合，就可以实现既能点动控制又能连续的控制
46、线路结合，就可以实现既能点动控制又能连续控制的控制线路，在此不在详述。控制的控制线路，在此不在详述。8.2.3 8.2.3 减压起动控制线路减压起动控制线路 较大容量的笼型异步电动机（大于较大容量的笼型异步电动机（大于10kw10kw）直接起动时，）直接起动时，电流为其额定电流的电流为其额定电流的4848倍，过大的起动电流会对电网产生倍，过大的起动电流会对电网产生巨大的冲击，所以一般采用减压方式来起动。具体实现的方巨大的冲击，所以一般采用减压方式来起动。具体实现的方案有：定子串电阻或电抗器减压起动、星案有：定子串电阻或电抗器减压起动、星-三角形（三角形（Y-Y-）变）变换减压起动、自耦变压器减
47、压起动、延边三角形减压起动等，换减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动等，下面详细讲解星下面详细讲解星-三角形（三角形（Y-Y-）减压起动控制电路。）减压起动控制电路。8.2.3 8.2.3 减压起动控制线路减压起动控制线路 图图8-218-21所示的星所示的星-三角形三角形（Y-Y-）减压起动控制电路，）减压起动控制电路，是按时间原则实现控制的。起是按时间原则实现控制的。起动时将电动机定子绕组连接成动时将电动机定子绕组连接成星形，加在电动机每相绕组上星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定电压的的电压为额定电压的1/1/，从而，从而减小了起动电流。待起动后按减小了起动电流。待起动后按
48、预先整定的时间把电动机换成预先整定的时间把电动机换成三角形联接，使电动机在额定三角形联接，使电动机在额定电压下运行。电压下运行。8.2.3 8.2.3 减压起动控制线路减压起动控制线路起动过程：起动过程：合上刀开关合上刀开关QQ按下起动按钮按下起动按钮SBSB2 2，接触器，接触器KMKM1 1和和KMKM2 2线圈得电线圈得电其其KMKM1 1和和KMKM2 2的主触点均闭合，同时的主触点均闭合，同时KMKM1 1的辅助的辅助触点使接触器触点使接触器KMKM1 1和和KMKM2 2保持线圈通电状态保持线圈通电状态此时定子绕组连此时定子绕组连接成星形，电动机接成星形，电动机M M接通电源后降压
49、起动；接通电源后降压起动；KMKM1 1的辅助触点接的辅助触点接通后，时间继电器通后，时间继电器KTKT线圈通电，延时线圈通电，延时tKTtKT延时常闭辅助触延时常闭辅助触点断开点断开KMKM2 2线圈断电；线圈断电；KTKT延时闭合常开触点闭合延时闭合常开触点闭合KMKM3 3接触接触器线圈得电，其主触点闭合，定子绕组连接成三角形器线圈得电，其主触点闭合，定子绕组连接成三角形电动电动机机M M加以额定电压正常运行。加以额定电压正常运行。KMKM3 3常闭辅助触点断开常闭辅助触点断开KTKT线圈线圈断电。断电。8.2.3 8.2.3 减压起动控制线路减压起动控制线路 该电路结构简单，缺点是起动
50、转矩也相应下降为三角形该电路结构简单，缺点是起动转矩也相应下降为三角形联接的联接的1/31/3，转矩特性差。因而本线路适用于电网，转矩特性差。因而本线路适用于电网380V380V、额、额定电压定电压660V/380V660V/380V、星、星-三角形联接的电动机轻载起动的场合。三角形联接的电动机轻载起动的场合。8.2.4 8.2.4 正反转控制电路正反转控制电路 在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台的前进和后退；电梯的上升和下降等，这就要求电动机作台的前进和后退；电梯的上升和下降等，这就要求电动机能实现正、反转的运行。对于三相笼型