1電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識(shí)
電氣控制線路：
由各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等按不同連接方式組合而成的。
電氣控制線路的作用：
實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、調(diào)速和保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。電動(dòng)機(jī)常見的基本控制線路：
相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：
GB4728—85《電氣圖常用圖形符號(hào)》
GB5226—85《機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件》
GB7159—87《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》
GB6988—86《電氣制圖》
GB5094—85《電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào) 》
電氣原理圖
用圖形符號(hào)和項(xiàng)目代號(hào)表示電路各個(gè)電器元件連接關(guān)系和工作原理圖主電路、控制電路和信號(hào)電路應(yīng)分開繪出。表示出各個(gè)電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)。
主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動(dòng)力裝置（電動(dòng)機(jī)）及其保護(hù)電器支路用垂直線繪制在圖的左側(cè)， 控制電路用垂直線繪制在圖面的右側(cè)，同一電器的各元件采用同一文字符號(hào)表明。所有電路元件的圖形符號(hào)，均按電器未接通電源和沒(méi)有受外力作用時(shí)的狀態(tài)繪制。循環(huán)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，在電氣原理圖上繪出工作循環(huán)圖。轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)等繪出動(dòng)作程序及動(dòng)作位置示意圖表。由若干元件組成具有特定功能的環(huán)節(jié)，用虛線框括起來(lái)，并標(biāo)注 出環(huán)節(jié)的主要作用，如速度調(diào)節(jié)器、電流繼電器等。電路和元件完全相同并重復(fù)出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，可以只繪出其中一個(gè)環(huán)節(jié)的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標(biāo)明該環(huán)節(jié)的文字號(hào)或環(huán)節(jié)的名稱。
原則：
外購(gòu)的成套電氣裝置，其詳細(xì)電路與參數(shù)繪在電氣原理圖上。電氣原理圖的全部電機(jī)、電器元件的型號(hào)、文字符號(hào)、 用途、數(shù)量、額定技術(shù)數(shù)據(jù)，均應(yīng)填寫在元件明細(xì)表內(nèi)。為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表示操作順序，并盡可能減少線條和避免線條交叉。將圖分成若干圖區(qū)，上方為該區(qū)電路的用途和作用，下方為圖區(qū)號(hào)。在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點(diǎn)表以說(shuō)明線圈和觸點(diǎn)的從屬關(guān)系。
分析和設(shè)計(jì)控制電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
(1) 使控制電路簡(jiǎn)單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn)確可靠。
(2) 盡可能避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器的控制電路。
(3) 必須保證每個(gè)線圈的額定電壓，不能將兩個(gè)線圈串聯(lián)。
2基本控制電路電動(dòng)機(jī)的保護(hù)
短路保護(hù)是因短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器 FU和過(guò)流繼電器等。
欠壓是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，引起電流增加甚至使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對(duì)接觸器實(shí)行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。
過(guò)載保護(hù)是為防止三相電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中電流超過(guò)額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動(dòng)開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。
3三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)控制
單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制--接觸器自鎖控制
主電路：
三相電源經(jīng)QS、FU1、KM的主觸點(diǎn)，F(xiàn)R的熱元件到電動(dòng)機(jī)三相定子繞組。
控制電路：
用兩個(gè)控制按鈕，控制接觸器KM線圈的通、斷電，從而控制電動(dòng)機(jī)（M）啟動(dòng)和停止。
啟動(dòng)過(guò)程：
合上QS，按動(dòng)起動(dòng)按鈕SB2—>KM線圈通電并自鎖－>M通電工作。 停止過(guò)程：
按動(dòng)停止按鈕SB1—>KM線圈失電并觸點(diǎn)斷開－>KM斷電停止工作，松開SB1后，自鎖觸頭處于斷開位置，接觸器線圈仍處于斷電狀態(tài)。
KM自鎖觸點(diǎn)，是指與SB1并聯(lián)的常開輔助觸點(diǎn)，其作用是當(dāng)按鈕SB1閉合后又?jǐn)嚅_，KM的通電狀態(tài)保持不變，稱為通電狀態(tài)的自我鎖定。停止按鈕SB2，用于切斷KM線圈電流并打開自鎖電路，使主回路的電動(dòng)機(jī)M定子繞組斷電停止工作。
過(guò)載保護(hù)：
熱繼電器FR用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，其在控制電路的常閉觸點(diǎn)打開，接觸器KM線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)M停止工作.排除過(guò)載故障后，手動(dòng)使其復(fù)位，控制電路可以重新工作。 短路保護(hù)：
熔斷器組FU1用于主電路的短路保護(hù)，F(xiàn)U2用于控制電路的短路保護(hù)。 失電壓保護(hù)：
電路失電,接觸器KM失電釋放,不操作起動(dòng)按鈕，KM線圈不會(huì)再次自行通電，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)。
工作原理：
連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)混合控制
點(diǎn)動(dòng)控制：SA斷開
連續(xù)控制：SA閉合 |
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組成特點(diǎn)：
1、在連續(xù)控制電路的基礎(chǔ)上，增加了有兩個(gè)觸頭的點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3，在接通電路的同時(shí)也將自鎖回路斷開，因此可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。
2、SB1：連續(xù)運(yùn)行。
順序控制：
要求幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)或停止按一定的先后順序來(lái)完成的控制方式。
順序啟動(dòng)逆序停止控制：
按下按鈕SB1再按下SB2分別啟動(dòng)M1 M2。
按下SB4停下M2；按下SB3停下M1；順序不能改變。 
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按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路
接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖控制
在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”
行程控制：
有些生產(chǎn)機(jī)械如萬(wàn)能銑床，要求工作臺(tái)在一定距離內(nèi)能自動(dòng)往返，通常利用行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。 |
三相異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)控制
降壓?jiǎn)?dòng)的方法： 定子繞組串電阻（電抗）啟動(dòng)
自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)
Y—△降壓?jiǎn)?dòng)
延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)
降壓?jiǎn)?dòng)的實(shí)質(zhì)：
啟動(dòng)時(shí)減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流；啟動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
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星形——三角形降壓?jiǎn)?dòng)控制
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低起動(dòng)電壓，減小起動(dòng)電流；待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再把定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。
Y—△起動(dòng)只能用于正常運(yùn)行時(shí)為△形接法的電動(dòng)機(jī)。 |
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三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制
繞線異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：可以在轉(zhuǎn)子繞組中串接電阻來(lái)改善電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而達(dá)到減小啟動(dòng)電流、增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及平滑調(diào)速之目的。
繞線異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)原理：起動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)子回路中串入三相起動(dòng)變阻器，并把起動(dòng)電阻調(diào)到最大值，以減小起動(dòng)電流，增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，起動(dòng)電阻逐級(jí)減小。起動(dòng)完畢后，起動(dòng)電阻減小到零，轉(zhuǎn)子繞組被短接，電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行。
電流原則控制：
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電流原則控制：
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常閉觸頭都打開，KM1、KM2、KM3主觸頭處于斷開狀態(tài)，全部啟動(dòng)電阻均串接在轉(zhuǎn)子繞組中。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流最大，KA1、KA2、KA3都吸合，其常閉觸頭都打開，KM1、KM2、KM3主觸頭處于斷開狀態(tài)，全部啟動(dòng)電阻均串接在轉(zhuǎn)子繞組中。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高，轉(zhuǎn)子電流逐漸減小，當(dāng)電流減小至KA1的釋放電流時(shí)，KA1首先釋放，其常閉觸頭復(fù)位，使接觸器KM1得電主觸頭閉合，切除第一級(jí)電阻R1。R1被切除后，轉(zhuǎn)子電流重新增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，轉(zhuǎn)子電流又減小，當(dāng)減小至KA2的釋放電流時(shí)，KA2釋放，KA2的常閉觸頭復(fù)位，KM2線圈得電主觸頭閉合，第二級(jí)電阻R2被切除，同理，切除第三級(jí)電阻，全部電阻被切除，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。 |
三相異步電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)控制
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制動(dòng)方法：反接制動(dòng)控制；能耗制動(dòng)
關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)電源相序的改變，且當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近于零時(shí)，能自動(dòng)將電源切除。
反接制動(dòng)控制原理：
改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，形成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求：10kW以上電動(dòng)機(jī)的定子電路中串入反接制動(dòng)電阻，轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，及時(shí)切斷反相序電源,防止反向再起動(dòng)。
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工作原理：
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，KM1通電吸合，KS的常開觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。按下停止按鈕SB1，KM1斷電，電動(dòng)機(jī)定子繞組脫離三相電源，電動(dòng)機(jī)因慣性仍以很高速度旋轉(zhuǎn)，KS常開觸點(diǎn)仍保持閉合，將SB1按到底，使SB1常開觸點(diǎn)閉合，KM2通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)定子串接電阻接上反相序電源，進(jìn)入反接制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近100r/min時(shí)，KS常開觸點(diǎn)復(fù)位，KM2斷電，電動(dòng)機(jī)斷電，反接制動(dòng)結(jié)束。
能耗制動(dòng)控制原理：電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組加直流電源，以產(chǎn)生起阻止旋轉(zhuǎn)作用的靜止磁場(chǎng)，達(dá)到制動(dòng)的目的。
特點(diǎn)：
特點(diǎn)：
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單向能耗制動(dòng)控制：按速度原則控制
直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制
特點(diǎn)：良好的起動(dòng)、制動(dòng)與調(diào)速性能；啟動(dòng)沖擊電流大，可達(dá)額定電流的10～20倍。一般不允許全壓直接起動(dòng)。 |
串二級(jí)電阻按時(shí)間原則啟動(dòng)控制
電氣原理圖：
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小結(jié)：
1.本章重點(diǎn)講述了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速等控制線路。
2.掌握電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法及其使用場(chǎng)合和特點(diǎn)；掌握各種電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法及其使用場(chǎng)合和特點(diǎn)；掌握電動(dòng)機(jī)的控制原則,即時(shí)間原則、速度原則、電流原則、電勢(shì)原則、行程原則、頻率原則。
3.掌握電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的保護(hù)環(huán)節(jié) 常用的聯(lián)鎖保護(hù)：電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖， 常用的互鎖環(huán)節(jié)：動(dòng)作順序聯(lián)鎖環(huán)節(jié)、電氣元件與機(jī)械動(dòng)作的聯(lián)鎖。
電動(dòng)機(jī)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、失壓和欠壓保護(hù)，弱磁保護(hù)及超速保護(hù)等。
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