机电控制技术教学课件PPT继电器接触器控制系统设计.ppt

上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 交通大学控制课程系列交通大学控制课程系列 专业基础课、必修课专业基础课、必修课 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 引言 继电器接触器控制系统是应用最早的控制系 统，它由各种有触点的接触器、继电器、控 制器、行程开关等低压电器组成的控制系统 。此系统具有结构简单、容易掌握、维护检 修简便、价格低廉等特点，多年来在工业生 产中得到广泛应用。为此本章结合实际自动 化项目和工程，详细介绍继电器接触器控制 系统的工作原理、组成及设计方法。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 本章主要介绍内容 2.1 常用低压电器 2.2 电气原理图的画法规则 2.3 基本控制电路 2.4 三相异步电机控制电路设计 2.5 电气控制系统设计方法 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 2.1 常用低压电器 低压电器定义 电器定义 根据外界特定的信号和要求，自动或手动地接通或 断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电 路或非电对象控制的电气设备称为电器。 低压电器 直流1500v以下的电器；交流1200v以下的电器。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 低压电器分类 低压电器按其在系统的作用，一般分为两类： 低压配电电器、低压控制电器。 低压配电电器: 用于输配电系统，典型产品有：刀开关、自动 开关、熔断器等； 低压控制电器: 用于电力拖动控制系统，典型产品有：继电器 、接触器、主令电器（按钮、限位开关）等。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 低压配电电器 一、断路器(又称空气开关） u作用： 不频繁地接通或断开负载电路 具有过载、短路、失压保护功能 u分类： 按其用途自动开关可分为：保护线路、保护电动机、 保护照明电路； 按其所含有的脱扣器自动开关可分为：失压脱扣器、 过载脱扣器、过电流脱扣器等； 按主电路极数自动开关可分为：单极、双极、三极。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u结构及工作原理 结构：不论那种自动开关，从结构看都是有三部分 组成： 主触点及灭弧系统（执行部分）接通/分 断主电路； 各种脱扣器（感测元件）接收电路的故障 信号； 操作机构（机械传递部件）由脱扣器接收 信号后由它实现自动/手动跳闸的任务。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 断路器结构图 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 （过电流脱扣器的自动开关原理结构图） 锁钩 主触点 过流 脱扣器 连杆装置 释放弹簧 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u选型：断路器既能接通或分断正常工作电流，也能自动分 断过载或短路电流，因此选择自动开关时，其额定电压和额 定电流应不小于电路正常工作的电压和电流，脱扣器的整定 电流与所控的负载额定电流一致。 uu断路器文字与图形符号断路器文字与图形符号 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u断路器外形图 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 二、刀开关及组合开关 uu作用：接通或断开长期作用：接通或断开长期 工作设备的电源工作设备的电源 uu作用：主要用于电源引入，作用：主要用于电源引入， 所以也称为电源隔离开关所以也称为电源隔离开关 uu选型：主要根据电源种类、电压等级、所需触点数和电选型：主要根据电源种类、电压等级、所需触点数和电 动机容量动机容量 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 控制电器 一、继电器 u作用：根据某种输入信号的变化，接通/断开控制电路 ，实现控制目的。 u分类： 按输入信号的性质可分为： 电压继电器（过、欠） 、电流继电器（过、欠） 、时间 继电器、温度继电器、速度继电器及压力继电器等； 按工作原理可分为： 电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器 、电子式继电器等。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u结构及工作原理（以电磁式电流继电器为例） 组成： 铁芯、线圈、动/静触点等组成。 分类： 按线圈接收的是直流还是交流，继电器可分为交流继 电器或直流继电器； 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u选型 电流继电器主要根据主电路的电流种类和额定电流来选择 u 分类 过流（压）：过流后（额定电流的110以上）时，触点动作 。 欠流（压）：欠流后（额定电流的10以下）时，触点复位 。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 二、中间继电器 u特点：中间继电器（ka）实质上是电压继电器的一种，但它 的触点数多，触点的容量大（额定电流510a）。 u作用：信号传递、放大、分路、反相。 u图形、文字符号及外观图： 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 三、时间继电器 u定义：线圈通电或断电后其触 点经过一定延时再动作的继电 器 u种类：断电延时时间继电器、 通电延时时间继电器。 另按其工作原理不同，时间 继电器又可分为：电磁阻尼式 、空气阻尼式、晶体管式时间 继电器。 u选型:考虑延时方式、电源、价 格、温度。操作频率五方面。 u图形、文字符号及外观图 触点表示含义 具体见教材 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u空气阻尼式时间继电器结构与工作原理 机床交流控制 系统常用的一 种时间继电器 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 四、热继电器 作用：利用热效应原理，对电机或电气设备过载起保护作用。 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运 行均会引起过电流。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 五、接触器 u作用：接触器是一种用来频繁地接通或断开有负载的主 电路的自动控制器。 u与继电器的区别： 主、辅触点之分 按主触点通过的电流是直流还是交流，接触器分为直流 /交流接触器。 主触点容量大。 u图形及文字符号： 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u接触器外形图 u交流接触器结构图 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 u接触器主要技术参数 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24v、48v、110v、220v、440v 交流有：36v、220v、380v 额定电流：主触点的额定电流。 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上 ） 操作频率：每小时的操作次数 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 六、主令电器 发出命令改变控制系统工作状态的电器。 常用的主令电器有：按钮、行程开关等。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 接近开关 振荡器振荡后,在开关的感应面上产生交变 磁场,当金属物体接近,金属体产生涡流,吸 收振荡器能量,以致振荡器停振,由整形放 大器转换成二进制的开关信号. 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 2.2 电气原理图的画法规则 电气控制系统图定义： 电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而成 的。电气控制系统中各电气元件及其连接，可用一定 的图形表达出来，这种图称为电气控制系统图。 电气控制系统图主要包括的种类： 电气原理图 电器元件布置图 电气安装接线图 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 (1)电气原理图 定义：采用电气元件的图形和文字符号，以展开的形式绘制 成的表示电气控制线路工作原理的图形。 作用：便于阅读和分析控制系统。 注：电气原理图并不反映电器元件的实际大小和安装位置 (2)电器元件布置图 定义：表明电器设备在机械设备上和电器控制柜中的实际安 装位置的图 作用：便于制造、加工、安装。 (3)电气安装接线图 定义：表明各电器之间的实际连接的图 作用：便于配线检修。 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 cw6132cw6132型车床电气原理图型车床电气原理图 绘制电气原理图的基本规则 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 继电器接触器控制系统 1、原理图一般分为主电路（由电动机、接触器主触点等电器 元件组成。（电流大）和控制或辅助电路（由接触器线 圈、继电器等电器元件组成。（电流小）两部分。主电 路用粗实线表示，画在左边（或上部）；辅助电路用细 实线表示，画在右边（或下部）； 2、原理图中，各电器元件采用国家规定的图形符号来画，属 于同一电器的线圈和触点，都用同一文字符号表示。当 使用相同类型电器时，可在文字符号后加数字序号来区 分。 3、同一电器元件的各个部件可不画在一起，根据便于阅读和 分析的原则来画。 绘制电气原理图的基本规则(续） 上海交通大学机械与动力学院 school of mechanical & power engineering 机电控制技术 第二章 school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering school of mechanical & power engineering 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