基本与典型电气控制电路分析与设计

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1、电气控制及PLC技术电气学院自动化杨霞2010年1月2电气控制及PLC技术第3讲讲解内容：2基本与典型电气控制电路分析与设计电气控制线路的设计、绘制及分析基本电气控制线路学习说明：本讲是学习电气控制设计基础。重点掌握：1.电气控制线路的设计、绘制及分析；2.电气控制线路基本环节：(1)掌握电气控制原则：时间原则、速度原则、电流原则、与行程原则。(2)掌握电动机保护环节。(3)掌握三相异步电动机基本控制环节：起动、正反转、调速、制动电气控制电路。(4)掌握电气控制电路的联锁环节。32基本与典型电气

2、控制电路分析与设计任何复杂的电器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器控制的基础。电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气安装接线图、电器布置图。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的工作原理等优点。电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的国家标准。4电器控制线路：根据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，是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边。控制电路：是通过弱电流的

3、电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用细线条画在原理图的右边。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。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，如KM1、KM2等。注意：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。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气连接点须用黑点标出。5电气控制线路的设计、绘制及分析一、电气控制线路的设计概述（一）设计的基本原则满足技术、经济指标要求

4、，操作、维修方便的基本要求。通过优选器件，提高可靠性，延长寿命，提高产品的竞争力。（二）设计的基本内容1.拟订设计的任务书。2.选择拖动方案和控制方式。3.设计电气原理图及合理选择元件（原理设计）。4.绘制电气安装接线图（工艺设计）。5.汇总资料，编写说明书。61.选用典型环节。2.合理设计电路：必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。①设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。图2-1控制电路例如（双控）图2-1b与图2-1a相比，具有节省连接导线，可靠性高。（三）设计的一般规律7②减少控

5、制触点，提高可靠性（a）（b）图2-2控制电路例如:图2-2a电路中，继电器线圈电流需要依次流过多个触点。图2-2b的控制电路每一个继电器线圈电流仅流过一个触点，可靠性得到提高。8③防止竞争现象图2-3反身自停电路例如:图2-3a为反身自停电路，存在电气导通的竞争现象。图2-3b为无竞争的反身自停电路。结论：继电、接触器控制电路不得用自身触点切断线圈的导电电路。9电气控制原理设计方法有两种，经验设计法和逻辑代数设计法。1.经验设计法电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和辅助电路的设计。（1）经验设

6、计方法根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。（2）电气控制设计步骤①主电路→②控制电路→③辅助电路→④反复审核。2.逻辑设计法利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。（四）设计的基本方法10注意：理论部分同学们自学。实际绘制与分析，边设计分析边讲解！二、电气控制线

7、路的绘制与分析三、电气控制原则注意：时间原则、速度原则、电流原则、与行程(位置)原则，在下节实例讲解！四、电动机保护环节注意：短路保护FU；过载保护FR；欠、失电压保护KM；接地保护等PE。五、电气控制电路的连锁环节注意：电气联锁、机械联锁。11基本电气控制线路一、直接起动控制线路☞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。优点：电气设备少，线路简单。缺点：起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的正常工作。（一）点动控制注意：根据控制要求，分析需要的电气器件。主电路：由

8、刀开关QS、熔断器FU、交流接触器的主触点KM、热继电器FR、笼型电动机M和接地保护PE组成；控制电路：由起动按钮SB和交流接触器线圈KM组成。12图2-4实现点动的控制线路（一）点动控制最简单的点动控制：适合小功率电动机控制起动过程：先合上刀开关QS→按下起动按钮SB→接触器线圈KM通电→接触器主触点KM闭合→电动机M通电直接起动。停机过程：松开起动按钮SB→接触器线圈KM断电→接触器主触点KM断开→电动机M停电停转。点动控制：按下按钮，电动机转动，松开按钮，电动机