电气控制系统的基本环节.ppt

第二章 电气控制系统的基本环节 第一节 电气控制电路图的绘制 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 第五节 其他典型控制环节 第六节 电气控制保护环节简介 第一节 电气控制电路图的绘制 u电气控制系统：由许多电气设备及电气元 件按一定的要求连接而成的。 u电气图：提供了电气控制系统的组成结 构 、工作原理及安装、 调试、 维修等信息。 u电气图的表示方法： 电气原理图元件布置图安装接线图 第一节 电气控制电路图的绘制 一、电气图的图形符号和文字符号 图形符号 文字符号 符号要素 一般符号 限定符号 基本文字符号 辅助文字符号 补充文字符号 通常用于图样或其它文件，用以表一个设 备或概念的图形、标记或字符。 用于电气技术领域中技术文件的编制， 表示电气设备、装置和元件的名称、功 能、状态和特征。 第一节 电气控制电路图的绘制 一、电气图的图形符号和文字符号 1.图形符号 符号要素：具有确定意义的简单图形，必须同其它图形 组合构成一个设备或概念的完整符号。 如接触器常开主触点符号，由接触器触点功 能符号和常开触点符号组合而成。 一般符号：表示一类产品和此类产品特征的一种简单的 符号，如电动机可用一个圆圈表示。 限定符号：提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。 第一节 电气控制电路图的绘制 一、电气图的图形符号和文字符号 第一节 电气控制电路图的绘制 一、电气图的图形符号和文字符号 2.文字符号 基本文字符号： 单字母符号 双字母符号 按拉丁字母顺序将各种电气设备 、装置和元器件划分成为23大类 ，每一类用一个专用单字母符号 表示，如“C”表示电容器类， “R”表示电阻器类等。 由一个表示种类的单字母符号 与另一个字母组成，且以单字 母符号在前，另一字母在后的 次序列出，如“F”表示保护器 件类，“FU”则表示为熔断器 。 第一节 电气控制电路图的绘制 一、电气图的图形符号和文字符号 2.文字符号 基本文字符号 辅助文字符号 表示电气设备、装置和元器件以及电路的功 能、状态和特征。 如“RD”表示红色，“L”表示限制等。 单字母符号 双字母符号 补充文字符号 当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够 使用时，可按国家标准中文字符号组成规律 和下述原则予以补充。 第一节 电气控制电路图的绘制 部分常用电器的图形符号和文字符号 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 KSFRKA YA 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 常开触点 常闭触点 速度继电器 线圈 常开触点 常闭触点 电压继电器 电磁铁 第一节 电气控制电路图的绘制 二、电气原理图 第一节 电气控制电路图的绘制 三、电气元件布置图 50505050 320 360 线槽 端子板 FU1FU2 KM FR TC FU3 FU4 CW6132型车床电器位置图 第一节 电气控制电路图的绘制 四、电气互联图 EL 0 HL 2 3 1 42 42 31 0 32.5mm2 2 M1M2 41 32.5mm2 31mm2 50.75mm2 30.75mm2 32.5mm2 QSQ1 CW6132型车床电气互连图 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 一、单向直接起动控制 1.点动控制QS L1 L3 L2 FU1 KM M 3 SB KM FU2 控制电路 短路保护 主电路 短路保护 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 一、单向直接起动控制 2.连续控制 KM L1 L3 L2 FU1 KM QS SB2 FU2 KM M 3 FR FR SB1 热继电器 热元件 自锁触点 热继电器 常闭触点 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 二、电动机的正反转控制(a) 缺点： 同时按下SB1、SB2 会造成电源短路 只能进行“正停 反”或“反停正” 的操作 控制电路 FU 2 FR SB3 SB1 KM1 KM1KM2 KM2 SB2 KM2 FU1 KM1 M 3 FR Q L1L3L2 主电路 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 二、电动机的正反转控制(b) 缺点： 只能进行“正 停反”或 “反停正” 的操作 KM2 FU1 KM1 M 3 FR Q L1L3L2 主电路 控制电路 FU 2 FR SB3 SB1 KM1 KM1KM2 KM2 SB2 KM2KM1 电气 互锁 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 二、电动机的正反转控制(c) 特点： 可实现“正反 停”或“反正 停”或“正停 反”的操作 复合联锁的正反转控制 复合联锁 电气联锁 机械联锁 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 二、电动机的正反转控制 u 自动往返正反转控制 自动往返工作示意图 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 二、电动机的正反转控制 u 自动往返正反转控制 自动往返可逆电路图 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 减压起动的方法 定子绕组串电阻（电抗）起动 Y减压起动 自耦变压器减压起动 延边三角形减压起动 起动时减小加在定子绕组上的电压， 以减小起动电流； 起动后再将电压恢复到额定值，电动 机进入正常工作状态。 减压起动的实质： 减压起动的原因：较大容量的笼型异步电动机（大于10KW） 因起动电流较大，一般采用减压起动方式起动。 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 一、定子绕组串接电阻或电抗器减压起动控制 u工作原理 电动机起动时在三相定子电路中串接电阻可降低绕组 电压，以限制起动电流；起动后再将电阻短路，电动机即 可在全压下运行。这种起动方式由于不受电动机接线方式 的限制，设备简单，因而得到广泛应用。在机械设备做点 动调整时也常采用这种限流方法以减轻对电网的冲击。 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 一、定子绕组串接电阻或电抗器减压起动控制 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 二、星形三角形转换减压起动控制 u工作原理 全压工作时为三角形接法的电动机，起动时将定子绕 组接成星形，降低电动机的绕组相电压，进而限制起动电 流。当反映起动过程结束的定时器发出指令时再将电动机 的定子绕组改接成三角形接法实现全压工作。该方法只适 用于正常运行为三角形联结的电动机。 星形联结时起动电压为三角形联结的 ， 起动电流和转矩也是三角形联结时的1/3 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 二、星形三角形转换减压起动控制 三角形连接 星形连接 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 二、星形三角形转换减压起动控制 星形三角形转换减压起动控制 热继电器 热元件 热继电器 常闭触点 通电延时 继电器 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 三、自耦变压器减压起动控制 u工作原理 利用自耦变压器来降低起动时的电压，达到限制起动 电流的目的。起动时，自耦变压器一次侧接在电源电压上 ，二次侧接在电动机的定子绕组上，当电动机的转速达到 一定值时，将自耦变压器从电路中切除，此时电动机直接 与电源相接，在正常电压下运行。该方法适用于大容量电 动机，特别是正常运行星形联结的电动机。 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 三、自耦变压器减压起动控制 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 四、延边三角形减压起动控制 u工作原理 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 起动完毕再将定子绕组连接成三角形全压运行。该方法适 用于定子绕组经过特别设计的异步电动机。 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 四、延边三角形减压起动控制 KM1、KM3使接点1、2、3接三相电源，6(7)、4(8)、 5(9)对应端接在一起构成延边三角形接法，用于减压起动 。 KM1、KM2使接点1(6)、2(4)、3(5)接在一起，构成连 接，用于全压运行。 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 五、笼型异步电动机起动方式小结 起动动方法使用场场合特点 直接起动动电电机容量小于10KW不需起动设备动设备 ，起动电动电 流 大 定子串电电阻起 动动 电电机容量不大，起动动不频频 繁且要求平稳稳 起动转动转 矩增加较较大，加速平 滑，电电路简单简单 ，电电阻损损耗 大 Y起动动电电机正常工作为为接，轻轻 负载负载 起动动 起动电动电 流、转转矩较较小 自耦变压变压 器起 动动 电电机容量较较大，要求限制 对电对电 网的冲击电击电 流 起动转动转 矩大，加速平稳稳，损损 耗低，设备较庞设备较庞 大，成本高 延边边三角形起 动动 电电机正常工作为为接，要 求起动转动转 矩较较大 起动电动电 流、转转矩较较Y起 动动大，电电机接线线复杂杂 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 电磁机械制动-电磁铁操纵机械进 行制动 停机制动类型 电气制动-电动机产生一个与转子 转动方向相反的力矩来进行制动 常用的电气制动 反接制动 能耗制动 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 一、反接制动控制 速度继电器 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 二、能耗制动控制 整流变压器 桥式整流电路 能耗制动接触器 单向运行接触器 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 三、电气制动控制小结 制动动方法反接制动动能耗制动动 工作原理 改变电动变电动 机电电源相序，使 定子绕组产绕组产 生反向的旋转转磁 场场，形成制动转动转 矩。 电动电动 机脱离三相交流电电源后， 在定子绕组绕组 加直流电电源，以产产生起 阻止旋转转作用的静止磁场场，达到制 动动的目的。 使用场场合制动动要求迅速，系统惯统惯 性大 ，制动动不频频繁场场合 要求平稳稳制动动 特点设备简单设备简单 ，调调整方便，制动动 迅速价格低，制动动冲击击大， 准确性差，能耗大，不宜频频 繁制动动 制动动能耗小，制动动准确度不高，需 直流电电源，设备费设备费 用高 第五节 其他典型控制环节 一、多地点控制起、停的联锁控制 u原则 起动按钮并联， 停止按钮串联 电动机的两地点控制电路 第五节 其他典型控制环节 二、按顺序工作时停的联锁控制 u工作顺序 M2在M1起动后 才能转动； M1在M2停止后 才能停止。 两台电动机顺序起动控制电路 第五节 其他典型控制环节 三、正常工作与点动的联锁控制 点动、连续控制线路 第六节 电气控制保护环节简介 保护护名称故障原因采用的保护护元件 短路保护护电电源负载负载 短路熔断器、自动动开关 过电过电 流保护护错误错误 起动动、过过大的负载转负载转 矩 频频繁正反向起动动 过电过电 流继电继电 器 过载过载 保护护长长期过载过载 运行热继电热继电 器、热热敏电电阻、自 动动开关、热热脱扣器 零、欠电压电压 保护护 电电源电压电压 突然消失或降低零电压电压 、欠电压继电电压继电 器或 接触器、中间继电间继电 器 弱磁保护护直流励磁电电流突然消失或减小欠电电流继电继电 器 超速保护护电压过电压过 高、弱磁场场过电压继电过电压继电 器、离心开关 、测测速发电发电 机 1、自锁环节应将接触器的常开触点与（ ）按钮相并联。 常开; 常闭; 任意 2、电动机正、反转控制电路中，应将正转接触器的（ ）触点串联于反转接触器的控制电路中。 常开; 常闭; 任意 3、三相异步电动机的能耗制动控制电