闸门电气及低压电器控制.ppt

电器控制,组合开关图符号及外形图,电器控制,2、控制按钮,结构原理图及图符号,控制按钮产品外形图,控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。 控制按钮由按钮帽、复位弹簧桥式触点和外壳构成。动触点和上面的静触点组成常闭；和下面的静触点组成常开。按下按钮，常闭触点断开、常开触点闭合；松开按钮，在弹簧作用下各触点恢复原态。,电器控制,电器控制,电器控制,电器控制,电器控制,电器控制,一、常用电气控制线路设计,1、电动机 起停控制,SB2启动按钮 SB1停止按钮,电路保护环节： 1、短路保护 (FU) 2、过载保护 (FR) 3、欠压和失压保护（KM）,电器控制,2、电动机 正反转控制,电气互锁的作用：防止接触器主触点熔焊或机械结构失灵使主触点不能断开。若另一接触器动作会造成事故。,电器控制,SQ3和SQ4为超程限位开关,除去SQ1是怎样一个工作过程？,3、工作台 自动往返控制,电器控制,4、多地控制线路,电器控制,5、星-三角降压启动,电器控制,6、反接制动控制电路,电器控制,7、能耗制动控制电路,概 述,凡是能够自动或手动接通和断开电路，以及能够对电路或非电路现象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件统称为电器。,按工作电压高低，电器可分为高压电器和低压电器两大类。高压电器是指额定电压为3KV及以上的电器；低压电器是指交流电压为1000V或直流电压为1200V以下的电器，它是电力拖动自动控制系统的基本组成元件，是本课程研究、使用的对象。,哇！高低压就这样区分啊。,请看一下常用低压电器的的图片，以增加感性认识。,塑壳自动开关（断路器）,带漏电保护的自动开关,1,带消弧罩的接触器,低压接触器,1,机电式时间继电器,1,KV,FR,QS,QL,FU,QL,2,行程（位置）开关,中间继电器,固态（无触点）继电器,1,返回,一、 低压电器类别与构造原理,从图片可以看出，低压电器种类繁多、构造各异、功能多样，下面将它们分类进行介绍。,主令电器用来控制电路的通断。例如：继电器、开关类电器等。 主令电器 发出控制“指令”，控制其他自动电器的动作，例如：按钮、转换开关等。 保护电器 用来保护电源、电路及用电设备，使它们不在短路、过载等故障状态下运行，免遭损坏 。,1.低压电器的分类 1)按控制作用分类 执行电器 用来完成某种动作（主电路的开断）。例如：接触器等。,7,1.低压电器的分类,2)按动作方式分类 自动切换电器 它是按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。 非自动电器 它是通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等。,3)按动作原理分类 电磁式电器 它是根据电磁铁的原理工作的，例如：接触器、继电器等。 非电磁式电器 它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器等。,2,2.低压电器的基本结构,低压电器一般由两个基本部分组成：感受部件和执行部件。 感受部件能感受外界的信号，做出有规律的反应。在自动切换电器中，感受部件大多由电磁机构组成；在手动电器中，感受部件通常为操作手柄、按钮等。 执行部件是根据指令，执行电路的接通、切断等任务，如触点和灭弧系统。 对于自动开关类的低压电器，通常还有中间（传递）部分，它的任务是把感受部件和执行部件两部分连接起来，使它们协调一致，按一定的规律动作。,外界信号,控制系统,1)电磁机构,电磁铁有各种结构形式。是靠电磁力带动触电闭合或断开。电磁铁组成如图所示，电磁线圈通电时产生磁场，使得动、静铁心磁化并互相吸引，当动铁心被吸引向静铁心时，与动铁心相连的动触点也被拉向静触点，令其闭合，接通电路。电磁线圈断电后，磁场消失，动铁心在复位弹簧作用下，回到原位，并牵动、静触点，分断电路。,静触点,动触点,复位弹簧,动铁心,静铁心,线圈,电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。 电磁铁原理,6,电磁铁有各种结构形式。铁心有E形、U形。动作方式有直动式、转动时。它们各有不同的机电性能，适用于不同的场合。下图列出了几种常见电磁铁心的结构形式。,适用于中间继电器,适用于断路器的脱扣器,适用与于大型接触器,电磁铁结构形式,3,直流电磁铁和交流电磁铁,在稳定状态下直流电磁铁中磁通恒定，铁心中不产生损耗，只有线圈产生热量。因此，直流电磁铁的铁心是用整块钢材或工程纯铁制成的，电磁线圈没有骨架，且做成细长形，以增加它和铁心直接接触的面积，利于线圈热量从铁心散发出去。 交流电磁铁中磁通交变，铁心中有磁滞损耗和涡流损耗，铁心和线圈都产生热量。因此，交流电磁铁和铁心一般用硅钢片叠城，以减少铁损，并且将线圈制成粗短形，由线圈骨架把它和铁心隔开，以免铁心的热量传给线圈致使其过热而烧坏。,电磁铁按励磁电流不同可分为直流电磁铁和交流电磁铁。,3,短路环的作用,为了消除这一弊端在铁心柱面的一部分 ，嵌入一只铜环，名为短路环，如图所示。,磁通不同时为零,短路环,该短路环相当于变压器副边绕组，在线圈通入交流电时，铁心柱面产生磁通1，该磁通穿过短路环，短路环中产生感应电流也将产生磁通2 。短路环相当于纯电感电路， 2滞后于1，两个磁通不同时为零，铁心之间始终有磁力吸引，从而克服了衔铁被释放的趋势，使衔铁在通电过程中总是处于吸合状态，明显减小了震动和噪声。所以短路环又叫减振环，它通常由康铜或镍铬合金制成。,7,电压线圈和电流线圈,电磁铁的线圈按接入电路的方式不同分为电压线圈和电流线圈。,电流线圈串联在主电路中，当主电路的电流超过其动作值时带动触点吸合，其电流值比较大，且与线圈的阻抗无关，所以线圈导线比较粗，匝数较小，通常用紫铜条或粗的紫铜线绕制。,电压线圈并联在电源两端，获得额定电压时带动触点吸合，其电流值由电源电压和线圈本身的电阻和阻抗决定。由于线圈匝数多、导线细、电流较小而匝间电压高，所以一般用绝缘性能好的漆包线绕制。,4,2) 触头系统,触头系统属于执行部件，按功能不同可分为主触头和辅助触头两类，主触头用于接通知和分断主电路；辅助触头用于接通知和分断二次电路，还能起互锁和连锁作用。小型触头一般用银合金制成，大型触头用铜材制成。,触头通常以其初始位置即（常态）位置来命名。对电磁式电器来说，是指电磁铁线圈未通电时的位置；对非电量电起来说，是指没有受外力作用的位置。常闭触头（又称动断触头）常态时动、静触头是相互闭合的。常开触头（又称动合触头）常态时动、静触头是分开的。,构成原理图,常闭触头,常开触头,符号,返回,8,二、 开关电器及主令电器,低压开关主要用做隔离、转换及接通和分断电路。常做为机床电路的电源开关，或用于局部照明电路的控制以及小容量电动机的起动、停止和正反转的控制等。,1.开关类电器,常用的低压开关类电器包括刀开关、转换开关、负荷开关和自动开关等,4,1.开关类电器,普通刀开关是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，主要类型有负荷开关（如：胶盖闸刀开关和铁壳开关）、板形刀开关。闸刀开关又称开启式负荷开关，广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）不频繁起动的动力电路的主电路中。,1)刀开关,闸刀开关的主要结构如前图所示。 安装刀开关时瓷底座应与地面垂直，手柄向上，易于灭弧，不得倒装或平装。倒装时手柄可能因自重落下而引起误合闸，危机人身和设备安全。,4,1.开关类电器之二 组合开关,组合开关又称转换开关，它实质上也是一种特除的刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是在平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。组合开关多用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，也可用做不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载及控制5kW以下的小容量电动机的正反转和星三角起动等。,如果组合开关用于控制电动机正反转，则在从正转切换到反转的过程中，必须先经过停止位置，待停止后，再切换到反转位置。组合开关本身不带过载和短路保护装置。,1.开关类电器,自动开关又叫自动空气断路器。它积控制和多重保护功能于一身，除能完成接通知和分断电路外，还能对电路或电器设备发生的短路、过载、失压等故障进行保护。,3)自动开关,它的动作参数可以根据用电的设备的要求人为调整，使用方便、可靠。通常自动开关根据其结构不同，可分为装置式和万能式两类。这里介绍的是装置式自动开关。,后面介绍其内部工作原理,1.开关类电器之三 自动开关,(2)自动开关的技术参数和电路符号 主要技术参数有额定电压、额定电流、级数、脱扣器整定电流、主触电与辅助触点的分断能力和动作时间等。,(1)自动开关的结构及原理,装置式自动开关又称是塑料外壳式（简称塑壳式）自动开关或塑壳式低压断路器。一般用做配电线路的保护开关，电动机及照明电路的控制开关等。其结构如图所示。其主要部分由触电系统、灭弧装置、自动与手动操作机构、脱扣器、外壳组成。,主要保护装置，包括电磁脱扣器（用做短路保护）、热脱扣器（用做过载保护）、失压脱扣器等种类。,1.开关类电器之四漏电保护器,漏电保护器又称漏电保护自动开关或漏电保安器。主要用途：当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，保障人身安全，防止触电事故发生。有的漏电保护器还兼有过载、短路保护，用于不频繁起、停的电动机。,漏电保护器有单相和三相之分，该图片为单相漏电保安器，其电路就画在其面板上。,漏电保护器工作原理,当正常工作时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流相量之和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电保护器工作处于闭合状态。,如果发生漏电或触电事故，三相电流之和便不再为零，这样零序电流互感器二次侧产生与Is对应的感应电动势，加到脱扣器上，当Is达到一定值时，脱扣器动作，推动主开关的锁扣，分断主电路。,返回,3,2.主令电器,主令电器是指在电气自动控制系统中用来发出信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、接触器和其他电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其他产生机械的的远距离控制。常用的主令电器有按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器等。,2,2.主令电器之一 按钮,按钮又称控制按钮或按钮开关，是一种手动控制电器。它只能短时接通或分断5Ay以下的小电流电路，向其他电器发出指令的电信号，控制其他电器动作。,2.主令电器之二 行程开关,行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生产机械运动部件的碰撞、使其内部触点动作，分段或切断电路，从而控制生产机械行程、位置或改变其运动状态,3,2.主令电器之三 万能转换开关,万能转换开关是具有更多操作位置和触点、能够接多个电路的一种手动控制电器。由于它的档位多、触点多，可控制多个电路，能适应复杂线路的要求，故 有“万能”之称。,下页,本讲小结,低压电器 按作用分类,知识点,开关类 电器,刀开关应用与安装,组合开关构造与应用,自动开关的组成及其各种保护的动作原理,漏电保护器的工作原理,主令类 电器,按钮的作用与图形文字符号,行程开关作用与触点符号,万能转换开关（主令）电路符号以及触点通断表,开关电器及主令电器,知识点,第十五讲 接触器、继电器、熔断器,返回,主要内容,一、接触器 二、 继电器 三、熔断器 四、案例教学,第十五讲 接触器、继电器、熔断器,一、接触器 接触器是一种用来频繁接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。它具有低压释放保护功能，可进行频繁操作，实现远距离控制，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件。因它不具备短路保护作用，常和熔断器、热继电器等保护电器配合使用。接触器按电流种类不同可分为交流接触器和直流接触器两类,1.接触器的工作原理,交流接触器的主要部分是电磁系统、触点系统和灭火装置，其外形和结构如图129所示。 交流接触器有两种工作状态，即：得电状态（动作状态）和失电状态（释放状态）。如图129b所示。接触器主触头的动触头装在与衔铁相连的绝缘连杆上，其静触头则固定在壳体上。当线圈得电后，线圈产生磁场，使静铁心产生电磁吸力，将衔铁吸合。衔铁带动动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合，分断或接通相关电路。当线圈失电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧的作用下释放，各触头随之复位。,2.接触器的主要技术参数,额定电压 接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。交流有127V，220V， 380V，500V；直流有110V，220V，440V。 额定电流 接触器铭牌额定电流是指主触头的额定电流。5A，10A，20A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600 A. 吸引线圈的额定电压 交流有36 V，110V，127V，220V，380V；直流有24V，48V，220V，440V。 电气寿命和机械寿命(以万次表示) 额定操作频率(一次h表示) 主触点和辅足触点数目,3、接触器的图形及文字符号,接触器的图形符号及文字符号如图131所示。,根据接触器所控制的负载性质来选择接触器的类型。 接触器的额定电压不得低于被控制电路的最高电压。 接触器的额定电流应大于被控制电路的最大电流。 电磁线圈的额定电压应与所接控制电路的电压相一致。,4.接触器的选择,二、 继电器,继电器是一种根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开控制电路，已完成控制和保护任务的电器。 虽然继电器和接触器都是用来自动接通或断开电路，但是它们仍有很多不同之处。继电器可以对各种电量或非非电量的变化作出反应的，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器则用来控制大电流电路，因此继电器触头容量较小（不大于5A），且无灭弧装置。,1.电磁式继电器,1) 电磁式继电器工作原理 (1)电流继电器（电磁铁，电流线圈） (2)电压继电器（电磁铁，电压线圈） (3) 中间继电器（电磁铁，电压线圈） 2)电磁式继电器的图形及文字符号,2.时间继电器,时间继电器是利用电磁原理或机械原理实现触头延时闭合或延时断开的自动控制电器。常用的时间继电器有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式4类。这里以应用广泛、结构简单、价格低廉且延时范围大的空气阻尼式时间、继电器为主进行介绍。 空气式时间继电器又叫气囊式时间继电器，是利用空气阻尼式的原理获得延时。它由电磁系统延时机构和触头三部分组成。 符号及文字符号如图所示。,三、熔断器,熔断器是一种最简单有效的保护电器。在使用时，熔断器串联在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用做短路保护。 熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔座）两部分组成。熔体由易熔金属材料（铅铜）及合金制成，通常作成丝状或片状。熔管是装熔体的外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。 电流通过熔体产生的热量与电流的平方和电流通过的时间成正比，因此，电流越大，则熔体熔断的时间越短，这称为熔断器的反时限保护特性。,熔断器的反时限特性以及图形文字符号,熔断器的反时限特性以及图形文字符号如图所示。,熔断器的图形文字符号,FU,0,t,I,IN,电流越大 时间越短,熔断器的反时限特性,案例教学：低压电器故障诊断与维修,1.电磁式电器共性故障诊断及维修 1)触头的故障及维修 (1)触头过热 (2)触头磨损 (3)触头熔焊 2)电磁系统的故障及维修 (1)衔铁振动和噪声 (2)线圈过热或烧毁 (3)衔铁不释放 (4)衔铁不能吸合 2.常见电器故障诊断与维修 1)刀开关的运行维修 2)按钮的常见故障与维修 3)接触器的故障诊断与维修 外观检查 灭弧罩检查 触头检查 铁心的检查 线圈的检查 活动部件的检查,案例教学：低压电器故障诊断与维修,4)热继电器的故障诊断与维修 检查负荷电流是否和热元件的额定值相配合 检查热继电器与外部联接点有无过热现象 检查与热继电器联接的导线截面是否满足要求，有无因发热而影响热元件正常工作的现象 检查继电器的运行环境温度有无变化,温度有无超过允许范围(-300C400C) 检查热继电器动作情况是否正确 检查继电器周围环境温度与被保护设备周围环境温度差值,若超出250C（250C）时,应调换大一号等级热元件(或小一号等级热元件),案例教学：低压电器故障诊断与维修,5)熔断器的故障诊断与维修,0,第十七讲 三相异步电动机的典型控制,下页,返回,转矩T,转速n,n1,-n1,电动运行,发电制动,转速反接制动,能耗制动,电源反接制动,起动、调速、反向、制动在特性曲线上的描述,下页,如何实现这些特性？ 由本章控制回路来完成！,2,回顾前几讲学习过的主要内容,按距离分：就地控制与远方控制系统；,按控制量分：时间控制、 电流控制、 速度控制、 位置控制、 压力控制、 温度控制。,按工作程序分：顺序控制和逆序控制,按触点分：有触点控制系统与无触点控制系统；,下页,这些是实现控制的核心部件,1,控制系统的分类与核心器件,组 成： 仅由一只闸刀开关(QS)或自动断路器(QF)组成。是一种最简单的控制电路，主电路和控制电路为同一电路。,特 点： 结构简单，仅能实现简单的手动起停。它不能实现远距离控制和自动控制，也不能实现零压、欠压和过载保护。,适用范围： 开关控制的电路仅适用于不频繁起动的、技术要求较低的小容量电动机或其他用电设备。,下页,3,最简单的控制,皮带输送机系统（如图），带风冷的机电设备，带润滑系统的大型机电设备，这些系统均由两台以上的电动机组成，为保证系统正常工作，一般要采用顺序控制，按先后次序起停电动机。,先M2，后M1 ，切断货源，防止压带, 堵转,3、顺序控制的类型：主电路直接实现方式和控制电路实现方式,1、含义：根据生产工艺的要求，按先后顺序启动或停止电动机。,2、作用：保证生产系统（设备）按工艺要求安全可靠的工作。,开机顺序：,先M1，后M2，防止压带,堵转,停机顺序：,一、顺序控制的含义及其作用,下页,5,1、电路组成特点 后起电动机（M2）的主电路接在先起电动机（M1）接触器（KM1）的主触头的下面（后面）。 保证了只有KM1主触头闭合（电动机M1起动后），M2才有可能起动。,二、主电路直接实现的顺序控制,下页,先起电动机,后起电动机,3,2、控制电路的组成与过程分析 （1）、电路组成（两套控制线路）,主电路实现的顺序的控制电路,下页,2,（2）控制过程分析启动、停车,启动：,停车：,合QS,控制回路得电,按起动按钮SB1,接通线圈KM,主触点KM闭合,常开触点KM闭合,M1启动,短接SB1,自锁,合手动开关X,M2启动,按停车按钮SB2,线圈KM断电,M1、M2停车,自锁触点复位,下页,4,过载或短路保护：,失压和欠压保护：,（3）控制过程分析保护与演示,返回,9,1、线路a结构特点与工作原理,三、由控制电路实现的顺序控制 讨论a、b、c三种不同的结构方式,KM2的控制线路 与KM1线圈并联,线路a结构特点,下页,控制系统工作过程分析（下页）,保证了KM1 得电后，KM2才可能接通，从而实现了M1起动后，M2才能起动的顺序要求。,在主电路实现的基础上，将电动机M2的控制电路与接触器KM1的线圈并接。,4,控制电路a的工作原理,1.准备,3.停车和保护过程（略）,将这一组线下移，可实现双重的顺序控制,合QS,控制回路得电,2.起动,按SB1,接通线圈KM1,主触点闭合,常开触点闭合,M1启动,短接SB1,自锁,按SB2,主触点闭合,接通KM2,M2启动,常开触点闭合,短接SB2,自锁,下页,5,在电动机M2的控制电路中，串接了接触器KM1的常开辅助触头。显然，只要KM1常开触点不闭合（M1不起动），KM2线圈就不能得电，M2电动机就不能起动。 另外，由于增加了一只停止SB22,可以单独停止M2而不影响M1 。,单独停止,顺序控制,下页,4,2 、线路b的特点,在电动机M1的停止按钮两端并接了接触器KM2的常开辅助触头。不但可以顺序起动M1 M2 ，而且实现了M2停止后，M1才能停止的控制要求，即顺序起动、逆序停止。,3、线路c的特点,顺序控制实例见下页,只要我断开后，旁边的停车按钮才起作用！,下页,返回,4,四、带延时的顺序控制皮带运输机控制系统,停止按钮,启动按钮,紧停按钮,线路中的这些数字干什么用的？,哎！常开按钮也可以做停止按钮哇,返回,8,6.1.2多地控制（远方控制）,1、含义 能在两地（就地和远方）或多地控制（起停）同一台电动机的控制方式称为电动机的多地控制。 2、 构成特点（见右图） 就地和远方的起动按钮并联在一起，停止按钮串联在一起。这样就可以分别在甲、乙两地起、停同一台电动机，达到操作方便的目的。 3、应用场所 危险作业场合或无人值守场所的机电设备,这是公共连接点,下页,5,4、远方按钮构成与连接,鼠笼式电动机两地控制接线图,可使操作人员远离危险场所,返回,下页,5,第十八讲 异步电动机的起动控制,一、直接起动控制线路,二、降压起动控制线路,返回,0,一、直接起动控制线路,点动控制电路,连续控制电路,点动、连续控制电路,正反转控制线路,控制线路的接线,返回,0,动作原理,控制电路,主电路,一、直接起动控制线路 点动控制,结构特点 控制回路仅由一只继电器和一个按钮组成。这是一种最基本的电动控制线路多用于机床的辅助控制,起 动：,停车：,下页,返回,9, 连续控制,组成特点： 在点动控制电路中增加一个自锁触头KM和停止按钮SB1。,因为该电路有自锁触头，所以具有失压保护和防止自启动的功能。,返回,9,点动、连续控制,主电路,组成特点 1、在连续控制电路的基础上，增加了有两个触头的点动按钮SB3，在接通电路的同时也将自锁回路断开，因此可实现点动控制。 2、SB2：连续运行 3、该电路还增加了过载保护环节（FR）,控制特点： 在同一电路中既可以实现点动控制，又可以进行连续控制。,返回,9,正反转控制电路之一 正停反控制电路,正停反控制电路,增加了一组反转控制电路。,组成特点： 1、增加了一组反转控制电路； 2、反转时，主回路任意两相交换。,AC两相交换,返回,9,正停反控制电路 操作过程分析与演示,该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。若正转时按下反转按钮，或同按下SB2和SB3会造成短路！,正 转,反 转,停止,9,正反转控制电路之二 带电气互锁的正反转控制电路,互锁电路避免了两只接触器同时得电，从而防止了由于误操作造成的主回路两相短路事故的发生。,结构特点：分别在接触器回路中增加了互锁触头。,将对方的常闭触头串联在自己线圈回路中，同一时间只能由一支接触器得电的控制方式称为互锁或连锁。,互锁含义：,互锁作用：,下页,返回,4,正反转控制电路之三 带有双重互锁的正反转控制,含有双重互锁的正反转控制,结构特点： 在上一套电路的基础上，改换一对具有两组触头的起动按钮，并将常闭触头串接在对方的回路中,形成机械互锁。即使电气闭锁失灵， KM1和KM2也不会同时得电，增加了互锁的可靠性。,三种电路的比较 与（正停反）控制线路相比较，后两组电路可以直接进行正反转的变换控制，提高了劳动效率及安全性。,返回,5,、自动往复循环控制电路由机械控制的正反转,工作台,控制要求：,按下启动按钮启动后，工作台作直线运动时撞击位置开关，使电机反转，工作台返回，周而复始。,核心部件： 限位开关SQ1、SQ2,限位开关SQ的两个触点图形符号,常开触点,常闭触点,限位开关控制关系,撞块触碰时，常开触点闭合，常闭触点断开。撞块离开，触点状态相反。,下页,7,自动往复循环控制电路过程分析,SB2,KM1得电,正转左移,KM1断电 KM2得电,QS,SQ1常闭断开 常开接通,KM1断电、左移停止 KM2得电、电机反转,反转右移,右移停止 电机正转,返回,2,自耦变压器降压起动控制电路,二、降压起动控制线路,定子回路串电阻降压起动控制电路,Y-降压起动控制电路,返回,0,定子回路串电阻降压启动控制电路,缺点：电动机起动结束后，KM1和KT一直得电，这是不必要的，这样做会缩短元件的使用寿命。 应当想办法解决 。, 控制电结构特点：,增加了时间继电器KT，由KT控制KM2将起动电阻R切除。, 工作原理（a套线路）,合QS，按 SB2,KM1得电,串阻R起动 自锁,并接通KT,KM2得电,短接电阻R,电动机正常运转,下页,7,接触器KM2得电后，用其常闭触点将KM1及KT的线圈电路切断,使它们退出工作，同时KM2自锁。这样，在电动机起动后，只有KM2保持带电状态，且保证了电路正常运行。,对（a）图稍加补充就使得完成工作后的继电器及时退出工作，如（b）图所示。 增加KM2常闭触点，切除启动结束后的KM2和KT。 增加KM2常开触点，实现自锁。,电路控制原理：, 电路完善 （a）（b）,返回,7,Y-降压起动控制电路之一,KM1接通电源 、KM2将电机绕组接成三角形,KM1接通电源 、KM3将电机绕组接成星形,KM2与 KM3不能同时接通，否则将发生三相短路。,起动(Y)：,工作()：,注 意：,下页,4,KM1得电,KT通电,KM3主触头分断,KM3线圈断电,电动机Y形起动,KM3得电,KM1主触头闭合,KM1自锁触头闭合,KM3主触头闭合,KM3互锁触头分断,KT常闭触头延时断开,KM3互锁触头闭合,KT常开触头延时闭合,互锁KM3 KT断电复位,KM2自锁触头闭合,KM2主触头闭合 （KM1仍闭合）,电动机形联结全压运行,KM2互锁触头分断,按下 SB2,电动机暂时断电,KM2线圈得电,t,KM1 、KM3通电起动 KM1 、KM2通电工作,启动过程：,停车过程（略）,Y-降压起动控制电路控制过程分析,如果KT的常开先于常闭动作就麻烦了？,下页,19,返回,采用时序图描述控制过程,波形图为高电平时代表按钮按下或继电器（接触器）线圈接通，电动机工作，低电平则表示它们的相反状态。,说明：,按SB2,KM1、KM3、KT得电,从时序图中我们可以解读到以下控制过程：,电动机M在星形连接下启动,t,（KT的两个延时触点状态变换,）KM3断电，KM2得电,电动机M在三角形连接下运行,KT断电复位,下页,4,Y-降压起动控制电路之二 补充：带按钮互锁的Y-启动控制线路,鼠笼式电动机Y-起动的控制电路,起动过程分析,停车过程（略）,有什么特点？,返回,9,构成特点： 1、主回路增加了自耦 变压器， 2、KM1接通（KM2断开） 实现降压起动。 KM2接通，（KM1断 开）正常运转。 3、由时间继电器KT来 控制电路的切换。,自耦变压器降压起动控制电路,最好在这里加一个闭锁触点,下页,6,电路实例： XJ01型自耦变压器降压起动控制电路,为什么要增加一个中间继电器 KA？,返回,5,延边三角形降压起动控制电路,延边三角形降压起动控制电路与星三角启动控制线路基本一致，在实际中应用很少，因此课堂上不再赘述。,下页,返回,0,二、转子绕组串电阻起动控制电路,三、转子绕组串频敏变阻器起动控制电路,电流原则起动控制,时间原则起动控制,0,一、绕线式异步电动的控制类型,返回,第十九讲 绕线式异步电动机的起动控制,由于绕线电动机转子回路可以接到外边来，因此为启动控制带来了比较好的条件。,一、绕线式异步电动的控制类型,下页,2,二、转子绕组串电阻起动控制电路,R1+R2+R3+r,R2+R3+r,R3+r,r,温习一下转子串电阻启动的方法,这是起动转矩,这是稳定工作点,下页,9,按时间原则切换转子电阻的控制线路,Y-起动主控制电路,转子电阻的切换是利用时间继电器来控制的。,下页,返回,4,按电流原则切换转子电阻的控制线路,电流减到一定程度时释放,转子电阻的切换是利用转子电流的大小来控制的，开始启动和刚刚切换电阻之后转子电流较大，三个电流继电器均吸持，当电流减到一定值时电流继电器释放，三个继电器的释放值按规律设置，以保证电流继电器的释放顺序，即切除电阻的顺序。,该线路有诸多缺点！,下页,返回,6,电流为主时间为辅的控制原则,延时触头先闭合 等待电流继电器KI释放,这是一个三相电流继电器,下页,返回,4,控制过程分析,t1,SB2,KM1得电,启动开始,KM1自锁,KM1切除R1,KM1接通KT1,N，I,通电延时,KM2得电,KI释放,KM3得电,KM4得电,自锁,切除R3,切断KT1，使有关继电器退出工作,下页,9,三、转子回路串频敏变阻器的控制电路,自动位置（起动）：,手动位置（起动）：,返回,？,？,？,6,下页,第二十讲 调速和制动控制,一、 变极调速控制,二、 三相异步电动机的制动控制-反接制动,三、 三相异步电动机的制动控制-能耗制动,（一）按时间控制的能耗制动,（四）可逆系统的能耗制动（时间控制原则）,（三）按速度控制的能耗制动,（二）单管能耗制动电路,0,返回,一、变极调速控制,KM1接通， KM2断开，为8极运行（低速）； KM2接通， KM1断开，为4极运行（YY高速） ；,低速 按钮,高速 按钮,6,我有 何用？,返回,二、反接制动控制电路,先来复习一下电源反接为什么可以制动，请看电动机制动特性曲线图。,下页,4,返回,三、能耗制动控制电路,先来看一下能耗制动的机械特性！,定子通入直流电后产生制动转矩，制动转矩和位能负载转矩一起使得电动机减速，当转速接近零时，要采取机械抱闸，否则电机在位能负载的拖动下向相反的方向加速。 若是风机型负载，则会稳定的停下来,下页,4,(一) 按时间控制能耗制动,主回路：增加了一套整流装置，经变压器和可控硅加到定子绕组上。,控制回路：KM1接通电机起动； KM2接通电机能耗制动，经KT延时将制动切除；,一定要注意电动和制动继电器的互锁！否则后果严重,这就是时间控制的核心部件,制动控制,SB1,返回,下页,接通KT,KM1断电,t,KM2断电,制动结束,KM2得电,反接制动,6,电路特点： 在定子电路中串入一只二极管，KM1断开后，定子两相绕组通入脉动直流电，产生恒定磁场，继而产生制动转矩。,(二)单管能耗制动电路,控制过程： 与前一个电路基本相同。,？,制动二极管按什么参数选取。,返回,下页,6,(三)按速度控制的能耗制动,下页,2,你能结合实际说明该电路可能存在的问题吗？,控 制 过 程 分 析（速度控制原则）,返回,5,（四）可逆系统的能耗制动（时间控制原则）,这套线路比第一套制动线路增加了一组反转接触器KM2，KM1与KM2之间有正反转互锁，KM3与KM1、KM2之间有制动和正反转之间的互锁。 无论正转或反转其能耗制动是同一套电路。,制动过程和前面的时间控制线路一致!,下页,3,第二十一讲 保护控制与线路维修,0,二、电控线路的故障诊断与维修,一、三相异步电动机保护控制,返回,一、三相异步电动机保护控制,要使电动机长期、安全、可靠地运行，必须对其实施各项保护措施，因此保护环节是控制系统不可缺少的组成部分。保护的作用一般体现在保护电动机、电网、电器控制设备及人身安全等。,下页,（一）短路保护,（二） 过载保护,( 三) 过流保护,(四) 欠压保护,(五) 零压保护（失压保护）,电动机常用的保护措施及其保护电路,（一）短路保护,电机、电器及导线的绝缘损坏或线路法生故障时，都有可能造成短路事故。很大的短路电流瞬间产生的电弧和电动力都有可能导致电器设备的损坏。因此在发生短路故障时，保护元件应立即动作，将电源切除。,灭弧性能不好有可能造成三相短路,错误接线有可能造成三相短路,接线端口容易发生三相短路,两相同时接触外壳发生短路,倒换线路易造成造成短路,常采用熔断器、自动开关和带有瞬动功能的热继电器作为短路保护。,返回,1,（二） 过载保护,过载的含义：,电动机的工作电流长时间超过其额定值的情况，称为过载。,过载的原因：,负载过大（与额定负载不匹配），启动频繁，缺相运行等。,过载的危害：,使电动机温升超过允许值，绝缘材料变脆，老化，寿命缩短，严重时会造成电动机损坏。因此要进行保护。,过载保护的措施：,通常采用热继电器作为过载保护。过载保护的动作时间与电流的大小成反比，即反时限。,返回,下页,5,三、 过流保护,过流的含义：,电流短时期内超过启动电流。该保护不是瞬动，有一个小的延时，防止误动作。,过流的原因：,过大的起、制动电流，电机堵转，过大的负载等。,过流保护措施：,常采用电磁式过电流继电器实现，将其常闭触点串接在控制电路中，动作值取启动电流的1.2倍，动作时限可根据实际情况调整。,三种电流保护措施的对应故障形态不一样，一般不能相互取代。特别是对大容量的电动机。,返回,下页,8,四 欠压保护,由于电网电压降低等原因，电动机长期工作在欠压状态，由于工作负荷保持不变，致使电动机的电流增加，但增加的幅度还不足于使热继电器动作，如果时间过长也会给电动机带来危害，因此也要采取保护措施，以避免电动机长期在低电压状态下运行。,欠压的原因及保护的意义：,欠压保护措施：,实现欠电压保护的电器是接触器和电磁式继电器。一般当电网电压降低到额定电压的85%以下（ 70% ）时接触器释放，切断电源。,这是接触器的动作特性,返回,下页,6,五、 零压保护（失压保护）,生产机械工作时，由于某种原因电网突然停电，那么电源恢复时电动机便会自行启动，可能会造成人身和设备事故。为了防止在这种情况下电机自启动而实施的保护成为令电压保护。,零压保护的含义：,零压保护的措施：,常用的是压保护电器和欠压保护是同一个元件（并联在启动按钮上面的自锁触点）。即，当电网突然停电时接触期或中间继电器失电，自锁触头复位切断主回路和控制回路的电源。当电网恢复供电时，电动机便不能自行启动，实现了失压保护。,欠压保护是我的第二职业,下页,3,电动机各种保护可总结为下表,欠电流继电器,弱磁保护,欠电流继电器,欠流保护,行程开关,限位保护,过电流继电器,过流保护,欠电压继电器、自动开关,欠压保护,热继电器、自动开关,过载保护,电压继电器、自动开关、按钮接触器控制并具有自锁的电路,零压保护,熔断器、自动开关、过电流继电器,短路保护,采用电器,保护环节,采用电器,保护环节,返回,下页,9,电动机常用的保护措施及其保护电路,过载保护,失压、欠压保护,过流保护,短路保护,连锁保护,短路保护,欠电压保护,返回,下页,1,二、 电控线路的故障诊断与维修,（一） 电气设备的维护和保养,（二） 电控线路的故障检修,下页,返回,0,电器设备在运行中会发生各种各样的故障和故障隐患，影响生产，严重时会造成设备的损坏和人身事故。因此要对电器设备进行日常的维护和保养，以便为其提供一个合适的工作环境和状态，发现事故隐患及时排除。 另外为了保证设备的正常运行减少修理造成的停机时间，应储备充足的电器元件和易损部件。,1、电气设备日常维护保养的重要性,2、日常维护,螺丝是否松动，触头是否烧毛，是否有污垢和碳灰等,下页,一、 电气设备的维护和保养,1,（二） 电控线路的故障检修（一）,1、检修前的故障调查,故障调查的方法：问、看、听、摸、嗅。,2、根据电路、设备的结构及工作原理直观查找故障范围,3、从控制电路动作顺序检查故障范围,4、仪表测量检查,1）电阻测量法,下页,1,2）电压测量法,分阶测量法,分段测量法,返回,下页,测量工具就是大家熟悉的万用电表,0,3）电笔（对地）测量法,5、机械故障检查（略）,根据被测点的对地电压，来诊断电路的故障。测量工具为试电笔。,返回,下页,1,第二十二讲 电气控制设计应用之一,三人抢答器的设计,控制电路的设计原则,两地控制的正反转电路设计过程,0,返回,控制电路的设计原则,1、根据控制对象的要求，确定控制类型,2、分析控制对象的要求，初步确定控制电器；,3、设计主回路（借鉴常用的典型主电路）,4、设计控制回路（借鉴常用的典型控制电路）,5、分析控制过程，检验电路正误。,下页,1,设计一个三人抢答器，用灯光和声音表现抢答器结果。,元器件： 变压器，整流桥，直流继电器，灯泡（12V），语音模块（5V），按钮等。,这很简单，赶快考虑方案！,先设计直流电源：, 220V,再设计控制电路：,怎么复位？,看不到结果？,下页,三人抢答器的设计,19,抢答器组装（联线）,下页,返回,4,具体要求：