1、信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅控制電器各種電機電氣控制電路第一章第一章第一章第一章 電氣控制基礎電氣控制基礎信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅可以這么說，控制電器是一種控制電的工具。可以這么說，控制電器是一種控制電的工具。 控制電器可以視為一種具有二值的邏輯原件，即開關器件。控制電器可以視為一種具有二值的邏輯原件，即開關器件。這些器件在輸入條件的控制下，無論是自動的還是非自動的，這些器件在輸入條件的控制下，無論是自動的還是非自動的，其輸出或者使電路完全導通（記作其輸出或者使電路完全導通（記作ON），或者使電路完全斷），或者使電路完全斷開（記作開（記作OFF）

2、。）。第一節第一節 控制電器控制電器控制電器概述：控制電器概述：信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅第一節第一節 控制電器控制電器控制電器分類：控制電器分類：（一一）按用途分按用途分1） 控制電器：用于各種控制電路和控制系統的電器。如：接觸器，各種控控制電器：用于各種控制電路和控制系統的電器。如：接觸器，各種控制繼電器等。制繼電器等。2）主令電器：用于自動控制系統中發送控制指令的電器。如：控制按鈕、主）主令電器：用于自動控制系統中發送控制指令的電器。如：控制按鈕、主令開關、行程開關、轉換開關等。令開關、行程開關、轉換開關等。3）保護電器：用于保護電設備的電器。如：熔斷器、熱繼電器

3、、避雷器等。保護電器：用于保護電設備的電器。如：熔斷器、熱繼電器、避雷器等。4）執行電器：指用于完成某種動作或傳動功能的電器。如：電磁鐵、電磁閥）執行電器：指用于完成某種動作或傳動功能的電器。如：電磁鐵、電磁閥等。等。（二）按工作原理分（二）按工作原理分 1） 電磁式電器：依據電磁感應原理來工作的電器。如：交直流接觸器、各電磁式電器：依據電磁感應原理來工作的電器。如：交直流接觸器、各種電磁式繼電器等。種電磁式繼電器等。2） 非電量控制電器：靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。如：非電量控制電器：靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器。如：刀開關、行程開關、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器、

4、溫度繼電器等。刀開關、行程開關、按鈕、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅第一節第一節 控制電器控制電器常見的控制電器常見的控制電器信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 刀開關刀開關是一種手動電器，由操作手柄、是一種手動電器，由操作手柄、觸刀、靜插座和絕緣地板組成；按刀數可分觸刀、靜插座和絕緣地板組成；按刀數可分為單極、雙極和三極為單極、雙極和三極。 刀開關是一種手動配電電器。刀開關是一種手動配電電器。 它主要用來隔離電源、手動接通或斷開它主要用來隔離電源、手動接通或斷開交直流電路，也可用于不頻繁的接通與分斷交直流電路，也可用于

5、不頻繁的接通與分斷額定電流以下的負載，如小型電動機、電爐額定電流以下的負載，如小型電動機、電爐等。等。1.11.1刀開關刀開關信以致遠捷行弘毅Wang yang 刀開關刀開關由操作手柄、觸刀、靜由操作手柄、觸刀、靜插座和絕緣插座和絕緣底底板組成板組成。1.11.1刀開關刀開關或QSQSQS a） b） c）a)單極 b)雙極 c)三極刀開關的圖形符號及文字符號刀開關的圖形符號及文字符號：信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 熔斷器是一種利用熔化而切斷電熔斷器是一種利用熔化而切斷電路的保護電器。路的保護電器。 將它串接于保護電路中，當電路發將它串接于保護電路中，當電路發生短路或嚴重

6、過電流時快速自動熔斷，生短路或嚴重過電流時快速自動熔斷，從而切斷電路電源，起到保護作用。從而切斷電路電源，起到保護作用。1.21.2熔斷器熔斷器信以致遠捷行弘毅Wang yang 斷路器斷路器由由熔斷管、熔斷體、填熔斷管、熔斷體、填料、導電部件料、導電部件組成組成。1.21.2熔斷器熔斷器熔斷器熔斷器的圖形符號及文字符號的圖形符號及文字符號：FU熔斷器的電氣符號信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 在低壓控制電路中，控制按鈕發在低壓控制電路中，控制按鈕發布手動控制指令。布手動控制指令。 按鈕是一種短時接通或斷開小電按鈕是一種短時接通或斷開小電流電路的電器。它不直接控制主電路流電路

7、的電器。它不直接控制主電路的通斷，而是在控制電路中控制接觸的通斷，而是在控制電路中控制接觸器或者繼電器等，再由它們去控制主器或者繼電器等，再由它們去控制主電路，故稱作電路，故稱作“主令電器主令電器”。1.3 1.3 按鈕按鈕信以致遠捷行弘毅Wang yang 控制按鈕一般用紅色表示停止控制按鈕一般用紅色表示停止按鈕，綠色表示起動按鈕。按鈕，綠色表示起動按鈕。1.4 1.4 按鈕按鈕按鈕按鈕的圖形符號及文字符號的圖形符號及文字符號：按鈕的符號 a)常開觸頭 b)常閉觸頭 c)復式觸頭信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 接觸器是用來接通或切斷電動機接觸器是用來接通或切斷電動機或其他

8、負載主電路的一種控制電器，在或其他負載主電路的一種控制電器，在電力拖動自動控制線路中被廣泛應用。電力拖動自動控制線路中被廣泛應用。具有動作迅速，控制容量大，使用安全具有動作迅速，控制容量大，使用安全方便，能頻繁操作和遠距離操作等優點。方便，能頻繁操作和遠距離操作等優點。 主要用作電動機主要用作電動機、小型發電機、小型發電機、電熱設備、電焊機和電容器組等各種設電熱設備、電焊機和電容器組等各種設備的主控開關。能接通和斷開負載電流，備的主控開關。能接通和斷開負載電流，但不能切斷短路電流，因此常與熔斷器但不能切斷短路電流，因此常與熔斷器和熱繼電器等配合使用。和熱繼電器等配合使用。1.5 1.5 接觸器

9、接觸器信以致遠捷行弘毅Wang yang 接觸器接觸器主要由電磁機構、觸頭主要由電磁機構、觸頭系統、滅弧裝置和其它部件組成。系統、滅弧裝置和其它部件組成。1.5 1.5 接觸器接觸器接觸器接觸器的圖形符號及文字符號的圖形符號及文字符號：a)b)c)KMKMKM 接觸器的符號a) 線圈 b) 常開觸頭 c) 常閉觸頭信以致遠捷行弘毅Wang yang1.5 1.5 接觸器接觸器信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 繼電器是一種根據特定形式的繼電器是一種根據特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。輸入信號而動作的自動控制電器。其輸入量可以是電流電壓等電量，其輸入量可以是電流電壓等電量

10、，也可以是溫度、時間、速度、壓力也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電量，而輸出則是觸頭的動作等非電量，而輸出則是觸頭的動作或者是電路參數的變化。或者是電路參數的變化。1.6 1.6 繼電器繼電器信以致遠捷行弘毅Wang yang 電磁式繼電器的結構及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機電磁式繼電器的結構及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機構和觸頭系統構成。構和觸頭系統構成。1.6 1.6 繼電器繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器的圖形符號及文字符號的圖形符號及文字符號：電磁式繼電器的符號a)線圈一般符號 b)電流繼電器線圈 c)電壓繼電器線圈 d)觸頭a)b)c)KIKAKAI I UKVd)信以致

11、遠捷行弘毅Wang yang1.61 1.61 接觸器與繼電器的區別接觸器與繼電器的區別接觸器與繼接觸器與繼電器的區別電器的區別3、繼電繼電器器針對針對特定的要求，特定的要求，會與會與其其它它裝置裝置組組合合設計設計成成時間時間繼電繼電器、器、壓壓力力繼電繼電器等等，有附加器等等，有附加功能，而接功能，而接觸觸器一般不器一般不會會具有附加具有附加的功能。的功能。1、繼電繼電器的器的觸頭觸頭容量一般不容量一般不會會超超過過5A，小型，小型繼電繼電器的器的觸頭觸頭容量一般容量一般只有只有1A或或2A，而接，而接觸觸器的器的觸頭觸頭容量最小也有容量最小也有10A到到20A；2、接、接觸觸器的器的觸頭

12、觸頭通常有三通常有三個個主主觸觸頭頭另外另外還還有若干有若干個輔個輔助助觸頭觸頭，而，而繼繼電電 器的器的觸頭觸頭一般不分主一般不分主輔輔； 4、應應用用場場合不同，接合不同，接觸觸器一器一 般用于主回路，般用于主回路，繼電繼電器一般用器一般用 于控制回路；于控制回路；信以致遠捷行弘毅Wang yang1、中間繼電器、中間繼電器 中間繼電器是電磁式繼電器的一種，觸頭對數多，觸頭容量較大動作靈敏度高。中間繼電器主要起信號中繼作用。2、時間繼電器、時間繼電器 時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理實現觸頭延時接通和斷開的自動控制電器。3、熱繼電器、熱繼電器 熱繼電器是利用電流的熱效應原理實現電

13、動機過載保護的自動控制電器。4、速度繼電器、速度繼電器 速度繼電器主要用作籠型異步電動機的反接制動控制。速度繼電器與被控電動機的軸相連接，當電動機轉動時，速度繼電器的轉子隨之轉動，當達到一定轉速，常閉觸頭分斷，常開觸頭閉合。當電動機轉速低于某一數值時，觸頭在彈簧作用下復位。5、固態繼電器、固態繼電器 固態繼電器（縮寫SSR），是用隔離器件實現了控制端與負載端的隔離。固態繼電器的輸入端用微小的控制信號，輸出端直接驅動大電流負載。 1.62 1.62 常用繼電器常用繼電器信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 它是一種將旋轉位移轉換成一它是一種將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號的旋轉式串

14、數字脈沖信號的旋轉式傳感器傳感器，這些脈沖能用來控制角位移，如果這些脈沖能用來控制角位移，如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起，也可用于測量直線位移。一起，也可用于測量直線位移。 一般其選型的重要參數就是編一般其選型的重要參數就是編碼器的線數，即編碼器旋轉一圈轉碼器的線數，即編碼器旋轉一圈轉換成多少個脈沖信號。換成多少個脈沖信號。1.7 1.7 編碼器編碼器信以致遠捷行弘毅Wang yang 編碼器有一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗編碼器有一個中心有軸的光電碼盤，其上有環形通、暗的刻線，有光電發射和接收器件讀取，獲得脈沖信號。光電的刻線，有光電發射和接收

15、器件讀取，獲得脈沖信號。光電編碼器的原理如圖所示：編碼器的原理如圖所示：1.71 1.71 編碼器的結構編碼器的結構信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 開關電源是維持穩定輸出電壓開關電源是維持穩定輸出電壓的一種電源。的一種電源。 我們常用的直流開關電源其功我們常用的直流開關電源其功能就是將電能質量較差的原生態電能就是將電能質量較差的原生態電源（粗電），如市電電源，轉換成源（粗電），如市電電源，轉換成滿足設備要求的質量較高的直流電滿足設備要求的質量較高的直流電壓（精電）。壓（精電）。1.8 1.8 開關電源開關電源信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅 接近開關是一種

16、不需要和被檢接近開關是一種不需要和被檢測物接觸用測物接觸用，用，用感應方法將被測物體感應方法將被測物體的遠近狀態轉換成電信號的無觸點開的遠近狀態轉換成電信號的無觸點開關關。1.9 1.9 接近開關接近開關信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅1.91 1.91 接近開關的接線方法接近開關的接線方法 接近開關按輸出形式又可分為交流兩線式，直流兩線式和直接近開關按輸出形式又可分為交流兩線式，直流兩線式和直流三線式，其中直流三線式又分為流三線式，其中直流三線式又分為PNPPNP輸出和輸出和NPNNPN輸出。可以直接輸出。可以直接驅動繼電器計數器等直流負載。驅動繼電器計數器等直流負載。NP

17、N型接近開關接線圖信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅1.92 1.92 接近開關的接線方法接近開關的接線方法PNP型接近開關接線圖兩線制接近開關接線圖棕接正藍接負黑接信號線信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅1.10 1.10 溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器熱電阻熱電阻PtCu熱電偶熱電偶半導體半導體信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電機電機第二節第二節 電機電機信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅2.1 2.1 電機分類電機分類 電動機也稱電機（俗稱馬達），在電路中用字電動機也稱電機（俗稱馬達），在電路中用字母母“M”“M

18、”表示。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為表示。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。用電器或各種機械的動力源。電機電機交流電機交流電機同步電機同步電機異步電機異步電機直流電機直流電機控制電機控制電機步進電機步進電機伺服電機伺服電機信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅2.2 2.2 異步電機異步電機 異步電機的工作原理：是通過一種旋異步電機的工作原理：是通過一種旋轉磁場與由這種旋轉磁場借助于感應作用轉磁場與由這種旋轉磁場借助于感應作用在轉子繞組內所感生的電流相互作用，產在轉子繞組內所感生的電流相互作用，產生電磁轉矩來實現拖動作用。生電磁轉矩來實現拖動作用。 因此

19、交流異步電動機只需給其提供三因此交流異步電動機只需給其提供三相交流電源便可旋轉。一般對其的控制分相交流電源便可旋轉。一般對其的控制分為直接接觸器控制和變頻器控制。為直接接觸器控制和變頻器控制。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅2.3 2.3 步進電機步進電機 步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈

20、沖信號，電機則轉過一個步距角。電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。簡單。 步進步進電機常用于低轉速，精度要求不高的電機常用于低轉速，精度要求不高的場合。場合。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅2.4 2.4 伺服電機伺服電機 伺服電動機又分為直流和交流伺服電動機伺服電動機又分為直流和交流伺服電動機兩大類。兩大類。 伺服系統是用來精

21、確地跟隨或復現某個過伺服系統是用來精確地跟隨或復現某個過程的閉環反饋控制系統。程的閉環反饋控制系統。 我公司的伺服電機實際上是一個永磁同步我公司的伺服電機實際上是一個永磁同步電機，通過編碼器構成伺服電機，編碼器的精電機，通過編碼器構成伺服電機，編碼器的精度決定了伺服電機的精度。一個伺服系統關鍵度決定了伺服電機的精度。一個伺服系統關鍵在于伺服驅動器，伺服驅動器的性能決定了伺在于伺服驅動器，伺服驅動器的性能決定了伺服系統的性能。服系統的性能。 伺服電機常用于高精度，高轉速的場合。伺服電機常用于高精度，高轉速的場合。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅2.5 2.5 工業控制系統組成工

22、業控制系統組成變頻調速器伺服驅動器步進驅動器繼電器固態繼電器接觸器比例調節閥電動機伺服動機步進電機電爐電磁閥電動機信號等報警裝置顯示單元通訊模擬量脈沖量通訊人機界面HMISCADA組態軟件RS422/232/485人工操作(一次儀表)傳感器二次儀表IC卡其他信號反饋（開關量、模擬量、脈沖量）開關量模擬量脈沖量PLC信號部分控制部分驅動部分執行部分模擬量開關量開關量（晶體管/繼電器）（頻率，脈寬）信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路第三節第三節 電氣控制線路電氣控制線路信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路3. 3. 電氣

23、控制線路電氣控制線路 由按鈕、接觸器、繼電器等低壓電器組成的電器控制線路，具有線路簡單、便于掌握、維修方便等許多優點，在老式生產機械的電氣控制領域中，一直獲得廣泛的應用。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路3.1 3.1 三相籠型異步電動機點動控制線路三相籠型異步電動機點動控制線路信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路3.1 3.1 三相籠型異步電動機點動控制線路三相籠型異步電動機點動控制線路 點動控制電路是用按鈕和接觸器控制電動機的最簡單的控制電點動控制電路是用按鈕和接觸器控制電動機的最簡單的控制電路，分為主電路和控制

24、電路兩部分。主電路的電源引入采用了隔離路，分為主電路和控制電路兩部分。主電路的電源引入采用了隔離開關開關QS,電動機的電源由接觸器電動機的電源由接觸器KM的主觸點的通、斷來控制。工作的主觸點的通、斷來控制。工作過程如下：過程如下：首先合上電源開關首先合上電源開關QS啟動：啟動：按下按下SB KM線圈得電線圈得電 KM主觸點閉合主觸點閉合 電動機電動機M運轉運轉停止：停止：按下按下SB KM線圈失電線圈失電 KM主觸點分斷主觸點分斷 電動機電動機M停轉停轉信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅3.1 3.1 三相籠型異步電動機點動控制線路三相籠型異步電動機點動控制線路 這種當按鈕按下

25、時電動機就轉動，按鈕松開后這種當按鈕按下時電動機就轉動，按鈕松開后電動機就停轉的工作方式，稱為點動控制。電動機就停轉的工作方式，稱為點動控制。特點：不能實現電動機的連續運轉。特點：不能實現電動機的連續運轉。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路3.2 3.2 三相異步電動機三相異步電動機全壓啟動全壓啟動控制線路控制線路QSFRFUKMM3 合刀開關合刀開關QS按按SB1 KM線圈線圈得電得電按按SB2 KM線圈線圈失電失電M3M3 KM輔助觸頭閉合輔助觸頭閉合自自鎖鎖 KM主觸頭閉合主觸頭閉合 M運轉運轉 KM輔助觸頭解除輔助觸頭解除自自鎖鎖 KM主觸頭斷開

26、主觸頭斷開 M停轉停轉KMSB1KMSB2FR主電路主電路控制電路控制電路信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路3.2 3.2 三相異步電動機三相異步電動機全壓啟動全壓啟動控制線路控制線路 這種依靠接觸器自身輔助觸點使其線圈保持通這種依靠接觸器自身輔助觸點使其線圈保持通電的現象稱為自鎖（或稱自保）。電的現象稱為自鎖（或稱自保）。特點：能實現電動機的連續運轉。特點：能實現電動機的連續運轉。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅電氣控制線路電氣控制線路3.3 3.3 三相異步電動機三相異步電動機正反轉正反轉控制線路控制線路 在許多加工現場中，經常要求

27、電動機能夠實在許多加工現場中，經常要求電動機能夠實現可逆運行。例如機床工作臺的前進與后退、主現可逆運行。例如機床工作臺的前進與后退、主軸的正轉與反轉、起重機吊鉤的上升與下降等。軸的正轉與反轉、起重機吊鉤的上升與下降等。這些控制工藝都要求能實現電動機的正反轉切換。這些控制工藝都要求能實現電動機的正反轉切換。 由三相異步電動機的工作原理可知，由三相異步電動機的工作原理可知，若將接若將接至電動機的三相電源進線中的任意兩相對調，即至電動機的三相電源進線中的任意兩相對調，即可使電動機反轉。可使電動機反轉。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅3.3 3.3 三相異步電動機三相異步電動機正反轉

28、正反轉控制線路控制線路 若同時按下若同時按下SB2和和SB3，則接觸器，則接觸器KM1和和KM2同時得電并自鎖，它同時得電并自鎖，它們的主觸點都閉合，這樣們的主觸點都閉合，這樣會導致電動機的三相電源會導致電動機的三相電源短路，所以該電路不能使短路，所以該電路不能使用。用。信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅3.3 3.3 三相異步電動機三相異步電動機正反轉正反轉控制線路控制線路主電路主電路控制電路控制電路信以致遠捷行弘毅Wang yang信以致遠捷行弘毅合上電源開關合上電源開關QS正轉啟動：正轉啟動：按下按下SB2 KM1線圈得電線圈得電 KM1主觸點閉合主觸點閉合 電動機電動機M運轉運轉 KM1輔助常閉觸點斷開，對輔助常閉觸點斷開，對KM2互鎖互鎖 KM1輔助常開觸點閉合，自鎖輔助常開觸點閉合，自鎖停止：停止：按下按下SB 1 KM1線圈失電線圈失電 KM1主觸點分斷主觸點分斷 電動