第一节 电气图的基本知识,电气图：用电气图形符号绘制的工程图，是电气工程领域中提供信息的最主要方式，提供的信息内容可以是功能、位置、设备制造及接线等。,电气图的命名：根据其所表达信息的类型和表达方式确定，包括系统图与框图、电路图、接线图与接线表、功能表图、逻辑图、位置图等。,电气控制系统图：根据国家电气制图标准规定的图形符号、文字符号以及规定的画法，用工程图的形式，将电气设备及电气元件按照一定的控制要求连接，表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求等。,电气控制系统图内容及类型： 电路图（电气原理图） 电气接线图 电器元件布置图,电气图形符号：,符号要素 限定符号 一般符号 非电操作动作符号,电气文字符号：,基本文字符号 表示电气设备、装置和元器件的类型、特性等。 辅助文字符号 表示电气设备、装置和元器件的功能、状态和特征等。,图形符号组合示例,部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号,一般三极电源开关,低压断路器,常开触点 常闭触点 复合触点 限位开关,QK,QF,SQ,熔断器,常开 常闭 复合 按钮,FU,SB,线圈 主触点 常开辅助触点 常闭辅助触点 接触器,KM,线圈 常开延时闭合触点 常闭延时打开触点 常开延时打开触点 常闭延时闭合触点 时间继电器,KT,部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号,常开触点 常闭触点 速度继电器,热元件 常闭触点 热继电器,线圈 常开触点 常闭触点 中间继电器,KV,FR,KA,电磁铁,YA,线圈 常开触点 常闭触点 电压继电器,KU,线圈 常开触点 常闭触点 电流继电器,KI,信号灯,HL,直流电动机,M,变压器,三相 异步电动机,M,转换开关,SA,电气原理图：根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式 绘制的电气图。,方法：不按电器元件实际布置绘制，而是根据电器元件在电路中所起的作用画在不同的部位上。 作用：用于分析研究系统的组成和工作原理，为寻找电气故障提供帮助，同时也是编制电气接线图的依据。 特点：结构简单，层次分明。 主电路：设备的驱动电路，包括从电源到用电设备的电路， 是强电流通过的部分。 控制电路：由按钮、接触器和继电器的线圈、各种电器的 常开、常闭触点等组合构成的控制逻辑电路， 实现所需要的控制功能，是弱电流通过的部分。 信号指示电路 保护电路 主电路用粗实线，控制电路和辅助的信号指示及保护电路用细实线。,水平布置：电源线垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件（如接触器的线圈）画在电路的最右端。 垂直布置：电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路的耗能元件画在电路的最下端。,电器元件不画出实际的外形图，采用电气图形符号和文字符号表示。 同一电器的各个部件可画在不同的地方，用相同的文字符号标注。 多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号加以区分。 电器元件的可动部分以非激励或不工作的状态和位置的形式表示： 继电器和接触器的线圈在非激励状态； 断路器和隔离开关在断开位置； 零位操作的手动控制开关在零位状态， 不带零位的手动控制开关在图中规定的位置； 机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态； 保护类元器件处在设备正常工作状态，特别情况加以说明。 元器件的数据和型号，用小号字体标注在电器元件符号的附近，需要标注的元器件的数量比较多时，可以采用设备表的形式统一给出。,电器元件布置图：表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位置，是电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。,电气接线图：表示电气设备或装置连接关系的简图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修和故障处理。,第二节 电气图纸规范,图 幅 尺 寸 (mm),图幅尺寸选择：电气图的规模与复杂程度；能够清晰地反映电气图的细节； 整套图纸的幅面尽量保持一致；便于装订和管理； CAD 绘制时，输出设备（打印机、绘图仪等）对于输出幅面的限制。,图框线：根据图纸是否需要装订以及图纸幅面的大小确定。,需要装订的图纸的图框线 A0、A1、A2：a25mm，c10mm 其它： a25mm，c5mm,不需要装订的图纸的图框线 A0、A1：e20mm 其它： e15mm,图幅分区：对各种幅面的图纸进行分区表示电气图中各个组成部分在图上的位置，便于直观反映绘图的范围及确定相互之间的关系。,分区数一般为偶数，每一分区的长度为2575mm，分区在水平和垂直两个方向的长度可以不同； 分区的编号，水平方向用阿拉伯数字，垂直方向用大写英文字母。编号从图纸的左上角开始，分区代号用行与列两个编号组合而成。,标题栏：画在图框的右下角，绘制方向应该与看图方向一致。,标准A3图纸，标题栏可以绘制成通长的格式。 内容：设计单位名称、用户单位名称、专业名、设计阶段、比例尺、设计人、审核人、图纸名称、图纸编号、日期、页次等。,标题栏格式式样,图线：,线型：粗实线、细实线、虚线、点划线、双点划线、加粗实线、较细实线、波浪线、双折线等。 线宽：0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.4mm。 常用图线上加限定符号或文字符号可表示用途，形成新的图线符号。 同一套图纸绘制时，应事先确定23种线宽及平行线距，平行线距不小于粗线宽的两倍，且不小于0.7mm。,字体：汉字、字母及数字，书写端正、清楚，排列整齐，间距均匀。,汉字推荐用长仿宋简化汉字字体、斜体（右倾与水平线成75角）等。 字母、数字用直体。 字体大小视幅面大小而定。 字高：20mm、14mm、10mm、7mm、5mm、3.5mm、2.5mm等。 字宽为字高的2/3。 汉字字粗为字高的1/5，数字及字母的字粗为字高的1/10。,尺寸标记：设备制造加工和工程施工的重要依据，包括尺寸线、尺寸界限、尺寸起止点（实心箭头或45斜短划线构成）及尺寸数字。,比例：所绘图形与实物大小的比值。,设备布置图、平面图、结构详图按比例绘制。 电气图多不按比例画出。 比例号：前面的数字通常为1，后面的数字为实物尺寸与图形尺寸的比例倍数。 平面图常用比例：1:10、1:20、1:50、1:100、1:200、1:500等,注释：图示不够清楚时的补充解释。,两种方式： 直接放在说明对象附近； 加标记，注释放在图面的适当位置。,详图：表示装置中的部分结构、做法、安装措施的单独局部放大图，被放大部分加以索引标志，置于被放大部分的原图上。,技术数据：元器件、设备等的技术参数。,三种形式： 标注在图形侧； 标注在图形内； 加序号以表格的形式列出。,机床电气的逻辑表示及逻辑运算,一、机床电气的逻辑表示,1逻辑“与”触点串联 逻辑关系为 K=AB 2逻辑“或”触点并联 逻辑关系为 K=A+B,3逻辑“非”触点状态转换 K2= 4基本功能电路,(1)“自锁”电路,逻辑关系为K=SB+K,(2)“禁止” 电路,逻辑表达式为： K=SB+,(3)“联锁电路,逻辑表达式为,(4)“记忆”电路,记忆电路的逻辑表达式为,（5）顺序动作电路,三、基本逻辑运算及应用举例,某电动机的运行由接触器KM控制，要求只有在继电器K1、K2、K3中任何一个或两个动作时才能运转，而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路。,(1)列出控制元件与执行元件的动作状态表,(2)根据表写出接触器KM动作的逻辑函数式为 (3)利用逻辑代数基本公式化简 (4)根据化简后的逻辑式绘制控制线路,第三节 三相异步电动机基本控制电路,一、直接起动控制,1手动控制,D,6,5,开启式负荷开关控制,自动空气开关控制,控制方式简单,特点:,电气原理图：,一、直接起动控制,1手动控制,D,6,5,开启式负荷开关控制,自动空气开关控制,特点:,电气原理图：,应用:,控制三相电风扇和砂轮机,2.点动控制,工作原理：,启动： 按下起动按钮SB接触器KM线圈得电KM主触头闭合电动机M启动运行。 停止： 松开按钮SB接触器KM线圈失电KM 主触头断开电动机M失电停转。,电气原理图：,2.点动控制,应用：,常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速 移动的电机控制,保护环节：,短路保护,控制电路 短路保护,主电路 短路保护,工作原理：,电气原理图：,电气原理图,3.接触器自锁控制,自锁触点,热继电器 热元件,热继电器 常闭触点,工作原理,电气原理图,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,短路保护 ：FU1、FU2,短路保护 ：FU1、FU2,过载保护 ：FR,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,电气原理图,短路保护 ：FU1、FU2,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,欠压、失压保护 ：KM,电气原理图,过载保护 ：FR,开关切换,4连续与点动混合控制,按钮切换,开关切换,点动控制：SA断开,4连续与点动混合控制,开关切换,4连续与点动混合控制,主电路,点动控制：SA断开,连续控制：SA闭合,控制电路,按钮切换,4连续与点动混合控制,工作原理：,连续控制：松开按钮SB3,点动控制：按下按钮SB3,主电路实现顺序控制,5顺序控制,控制电路实现顺序控制,要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式,顺序启动同时停止控制,顺序启动逆序停止控制,顺序启动同时停止控制,特点:,电气原理图：,控制电路,顺序控制,顺序启动逆序停止控制,电气原理图：,特点:,主电路,控制电路,多地控制,特点：,工作原理：,在两地或多地控制同一台电动机的控制方式 启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联,三地控制,二 降压启动控制,降压启动的方法,定子绕组串电阻（电抗）启动,自耦变压器降压启动,Y降压启动,延边三角形降压启动,降压启动的实质：,启动时减小加在定子绕组上的电压， 以减小起动电流； 启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。,一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制,1.定子串电阻降压自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,2.手动、自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,正常运行接触器,变压器星点接触器,变压器电源接触器,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,电气原理图,降压启动按钮,全压运行按钮,中间继电器,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,电气原理图,工作原理,2.时间继电器控制自耦变压器降压启动,电气原理图,工作原理,三、星形三角形降压启动控制,指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。 Y起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。,时间 继电器控制Y降压起动三个接触器控制,电气原理图,4,电源接触器,星形接法接触器,三角形接法接触器,工作原理,Y降压启动控制,星-三角变换减压起动控制电路（2）：KM1、KM2、KT,KM2断电时，电动机绕组由KM2的动断辅助触点连接成星形起动。 KM2通电后，电动机绕组由KM2动合主触点连接成三角形正常运行。 辅助触点容量较小，4 13kW的电动机可采用该控制电路。 考虑KM1的主触点承担分断时的大电流，KM2的辅助动断触点只在空载或小电流的情况下断开，避免电弧的烧蚀缩短辅助触点寿命。,四、延边三角形降压启动控制,延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接“”形，而另一部分接成“Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成“”形全压运行。,定子绕组的连接方式：,延边形接法,形接法,电气原理图,三相绕线式异步电动机启动控制,绕线异步电动机的优点：,可以在转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性，从而达到减小启动电流、增大启动转矩及平滑调速之目的。,绕线异步电动机降压启动原理：,起动时，