电气控制基础
基本知识|控制元件|常见电路
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目录
1 基本知识 2 常用控制元件 3 传感器的应用 4 基本控制电路 5 常见的电机控制 6 电路绘图工具
电气控制基本知识
控制电路图
什么叫电气控制
• 由于生产设备的种类繁多 • 各种电力拖动系统的控制方式和控制
要求各不相同 • 因此掌握电气控制系统的基本分析方
布局合理
依据控制需要表达的内容而定，便于看 出功能关系不考虑实际位置，突出工作 原理和操作过程，按动作顺序从上至下， 从左至右
常用文字和图形符号
文字符号
名称 发电机 电动机 熔断器 断路器 接触器 控制开关（旋钮） 按钮 时间继电器 电流继电器 电压继电器 热继电器 隔离开关
代号 G M FU QF KM SA SB KT KA KV
漏电保护器接法
TT系统
严禁保护线连接前端N极
TN-C系统
保护线与电源线的PEN连接
TN-S系统
禁止零线N和保护线PE混用或连接
执行元件和负载
电动机
电能转化为机械能
电磁制动器
缩短停车时间
电磁阀
控制液体和气体的方向、流 量、速度等
三相电机
电动机一般是三相异步电机
三相异步电机是感应电动机的一种，是靠同时接入 380V三相交流电流（相位差120度）供电的一类电动 机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以 相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所 以叫三相异步电动机。
传感器案例
非接触液位传感器
隔离式测量
电涌保护器
应用：水池水塔、无人机农药自动喷洒、鱼缸、污水处理
传感器案例
雨滴传感器、湿度传感器
感应板上没有水滴时，继电 器不动作，滴上一滴水，继 电器吸合，启动相关设备
电涌保护器
应用：雨天自动控制设备启动，开关窗等操作 农业上可以雨天自动停止浇水 养护、道路监控、机房管理方面也有很多应用
电气控制图主要特点
电气控制图与其他的工程图纸有着很大的区别，不像其他图纸要标明元件或设备的具体位置和尺寸，而电气控制图只表 明系统或装置的电气关系，所以它具有其独特的一面，电气控制图的主要特点如下：
关系清楚
用图形符号、连接线或简化外形来表示 电气关系和连接关系的一种图纸
简洁明了
采用统一的电气元件或设备的图形符号、 文字符号和连线表示的要画出电气元件 的外形构造
传感器的接法
显示屏
显示测量数据，为设备管理提供依据
变送器
接PLC或单片机，进行数据处理后执行
转换模块
在电脑显示数据，向软件提供数据
控制仪表
输出各种控制指令
电气元件
通过继电器直接控制执行元件
通讯模块
数据发送到远端，进行远程采集 和控制
传感器案例
压力传感器
通过压力电阻变化输出重量 数据
电涌保护器
应用：称台、称勾、压力传送带
特点：不能带负荷操作 可以切断小负荷电流
控制小容量的用电设备或线路 胶壳刀闸、开关板用刀闸、封闭式熔断负荷开关等
开关电器
断路器
特点：过载和短路保护 可以用作不频繁的启动和转换
QF
三极 低压自动开关（空气开关）、框架式断路器
小知识
断路器工作原理
结构：
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
小知识
隔离开关和断路器容易混淆
法是电工的基本技能
电气控制电路是各种生产设备的重要组成部分
• 电气控制电路图是采用统一的图形和文字符号按照控制功能绘制的图纸 • 是电气工作人员的工程语言，也是设备动作的说明书 • 通过控制电路图能详细了解线路的工作原理 • 便于对设备电路的测试和寻找故障
• 高速公路常见电气控制：风机、汽通门、水泵、双电源切换、栏杆机、发卡机
控制电器
中间继电器
信号传递与转换
KA
KA KA
线圈 常开触头 常闭触头
中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同，区别是什么？
控制电器
信号灯
指示电路电源是否正常
从二次回路取电，接触器辅助触点做为开关驱动
控制电器
行程开关
机械碰撞实现电路接通
实现正反转控制、限位控制等功能
控制电路
压力继电器
利用气体、液体压力来 启动电气接点
符合某个条件就能启动（并联启动按钮） 符合某个条件就能中止（串联停机按钮）
汽通门的控制还需要整合什么功能？ 1、两地控制两台电机 2、电机正反转
A地 B地
条件控制
符合多个条件才能启动 模式一：同时按下启动
SB2和SB3都接通以后，km得电实现自锁 设备持续运行 需要多个按钮同时按下的场景
模式2：符合一些条件后，按下按钮启动
传感器案例
接近传感器
测量是否发生遮挡 优点：检测精确，误差小 应用最电广涌泛保的护传器 感器
应用：发卡机、垃圾桶、客货车识别、超高检测、倒车雷达、 远程门禁、金库报警、脚踏报警、隧道开灯控制等
传感器案例
位移、距离传感器
测量物体发生的位移情况、、 物体到传感器的距离、物体 规则度检测等
电涌保护器
应用：机器人控制、物体高度和长度的数值测量、路面平整度检查
常见的三相电机控制电路
2 正反转控制
三相电按120°顺序导通。 通过两个接法不同的交流接触器更换
2
任意两相的相序，即可实现反转
2
3
1
3
21
2
单相交流电机通过主副线圈切换来实现正反转 直流电机通过互换正负极实现正反转
传感器的应用
功能全面 应用广泛
传感器的作用
3 按输出信号分类
2
1 按物理量分类
温度、湿度、压 力、位移、流量、 液位、力、加速 度、气体等
自锁运行
按下按钮后持续运行
按一下按钮时，按钮SB常开点接通，接触器KM线圈得电， KM主触点和辅助触点闭合，按钮松开后，设备开始工作。 这个控制图有什么问题吗？
除非断开隔离开关，否则无法停止
因此要增加停止按钮（取常闭触点），按下SB2后，KM 线圈断电，主回路断开。
点动、运行互换
可以单独点动，又可以长期运行
名称 开关电器 主令电器 控制电器 保护电器 漏电保护器 执行元件
种类 隔离开关、断路器、交流接触器、倒顺开关
控制按钮、转换开关、组合开关 时间继电器、信号灯、中间继电器、温度继电器、压
力继电器、电温度计、速度继电器等 低压熔断器、热继电器、电涌保护器、电机保护器
电动机、制动器、电磁阀
开关电器
刀开关
检测特性
要根据精度、量程、灵 敏度、检测距离等指标 选择传感器，正确、稳
定的反映相关数据
适用电源
5V/12V/24V/110V/220V 根据精度和环境合理选用传感器电源 寻找平衡点（增加额外的电源还是确 保低电平的稳定性）
输出方式
根据控制的需要选择传感器的输出方式 避免再增加继电器回路
传感器的主要输出方式
接线盒内部：6个端子 分别是3个绕组的两端
常见的三相电机控制电路
1 Y- 启动方式（区别于全压直接启动）
启动时星形连接，启动以后再转换为三角启动，可以降低启动电流，
U1 W2 U2 V2
W2 U2
V2 W1
Y 联结
V1 U1 V1 W1
W2 U1
W2 U2 V2
W1 V2
V1 U2
联结
U1 V1 W1
如何设定热继电器额定电流数值？
保护电路
电涌保护器
并联在主回路上，过电压时起到保 护作用
电动机保护器
利用电子测量装置，断开电路，有辅助电源的， 可以监视各种运行状态并发出信号
漏电保护器
剩余电流动作保护器
漏电电流达到或超过额定值， 自动断开电路
电涌保护器
1. 在厨房、水池等潮湿环境，容易发生漏电的场所选用 2. 和断路器有什么区别？ 3. 有哪些注意事项？
两大部分
主电路（又称为一次回路）和控制电路（又称为二次回路） 主电路：是电源向负载输送电能的电路，即发电→输电→变电→配电→用电能的电路，它通常包括了发电机、变 压器、各种开关、互感器、接触器、母线、导线、电力电缆、熔断器、负载(如电动机、照明和电热设备)等。
控制电路：是为了保证主电路安全、可靠、正常、经济合理运行的而装设的控制、测量、监视、指示电路，它主 要是由控制开关、继电器、脱扣器、测量仪表、指示灯、音响灯光信号设备组成
接触器互锁
按下SB1，KM1得电时辅助常闭触点断开 按SB2,KM2不会接通
以上两个回路都是松开按钮就会停止的，怎么持续运行： 1、将SB换成SA（旋钮） 2、或者在按钮两边并联接触器常闭触点（不要忘了加停止按钮）
两地控制
两个不同地点都可以启动和断开
按下SB2或者SB4，接触器都能得电自锁 按下SB1或SB3，接触器都能断开主回路和控制回路
辅助 触头
开关电器
倒顺开关
特点： 不具备失压保护和过载保护功能
控制三相电机正转、反转、停机
主令电器
SB
SB
SB
控制按钮
特点：
不直接控制主电路 在控制电路中发出“指令”
常开按钮 常闭按钮 复合按钮
6 7
1
3
触点容量一般不超过5A，具有动开、动闭或组合功能
2 5
4
主令电器 SA
转换开关
特点： 不直接控制主电路 在控制电路中发出“指令”
温度继电器
温度升高到一定值， 接通断开电路
速度继电器
机械旋转信号转化为开 闭电路
保护电路
熔断器
电流产生的热量分断电路
如何选择保险丝的容量？
保护电路
热继电器
主要用于电动机过载保护