常用低压电器及控制电路(用).ppt

1,电气控制技术,2,教学参考书和要求：,教学参考书： (1)常用低压电器原理及其控制技术 王仁祥 编著，机械工业出版社 (2)电气控制基础与可编程控制器应用教程 高溥 主编，西安电子科技大学出版社 要求： 掌握常用低压电器的原理、功能。 做到能够正确选择使用与控制系统相关的 一些常用低压电器。,3,第0章 电器控制技术概述,低压电器简介 基本控制环节 电动机的保护 控制电路综合举例,4,0.1 低压电器简介,低压电器指工作在交流1000V或者直流1200V额定电压以下的电路中的电器。 作用：实现对电路或非电对象的通断切换、控制、检测、保护、变换和调节等。,5,0.1 低压电器简介,常用低压电器的分类： 控制电器：用于控制电路，如接触器（交、直流接触器）、继电器（时间继电器、热继电器）等。 配电电器：用于分配电能，如开关、熔断器等。 执行电器：用于完成所要求的动作，如电磁阀、执行机构等。 其它电器：变频器、智能电器等。,6,作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 参数：最主要参数为熔体的额定电流 分类：,0.2 常用低压电器,文字符号,0.2.1 熔断器 （保险丝/管）,7,瓷插式熔断器,0.2.1 熔断器,8,螺旋式熔断器,0.2.1 熔断器,9,有填料式熔断器,0.2.1 熔断器,10,无填料密封式熔断器,0.2.1 熔断器,11,快速熔断器,0.2.1 熔断器,12,自恢复熔断器,0.2.1 熔断器,13,0.2.2 刀开关,俗称“闸刀”，是一种手动电器。,安装时，手柄要朝上。,用于控制容量小于7.5KW的电机。,分类： 按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器,作用：隔离电源，不频繁通断电路,14,1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关） 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：刀开关的文字符号为Q或QS。,0.2.2 刀开关,15,16,17,0.2.2 刀开关,2.带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。,18,3.负荷开关 (1)开启式负荷开关 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。 分类：单相双极和三相三极两种,0.2.2 刀开关,19,20,3.负荷开关 (2)封闭式负荷开关（铁壳开关） 作用：手动通断电路及短路保护。,0.2.2 刀开关,21,0.2.3接触器,22,23,触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头） 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,（1）结构,1. 交流接触器,24,交流接触器结构图,灭弧装置,25,(2)交流接触器原理,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触头闭合,电机接通 电源,26,工作原理: 当线圈通电时， 常闭触头断开 常开触头闭合 当线圈断电时， 常开触头恢复断开 常闭触头恢复闭合,27,用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理：与交流接触器基本相同。,2.直流接触器,28,3.接触器有关符号：,接触器控制对象：电动机及其它电力负载,接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。,29,4. 接触器的主要技术指标,30,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；,5.接触器的使用选择原则,31,0.2.4 继电器,32,作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 按用途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A,0.2.4 继电器,33,1.继电器,继电器和接触器的工作基本原理一样。主要区别： 接触器的主触点可以通过很大电流，而继电器的触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于逻辑控制电路。 继电器要比接触器动作要快很多，因此继电器常被用来快速动作的回路中，如继电保护等。,中间继电器 电压继电器 电流继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） .,继电器类型：,过压继电器 欠压继电器,34,2.继电器的原理结构,动作过程,线圈通电,衔铁吸合动片,触点闭合,常开触点,线圈,衔铁,弹簧,触点公共端,磁轭,动片,常闭触点,35,3.继电器有关符号：,继电器线圈,继电器触点,继电器应用对象：逻辑控制回路。 继电器技术指标：额定工作电压、触点额定电压/额定电流、触点数目等。,36,发热元件,0.2.5 热继电器,1.结构：,常闭触头,双金属片,2.工作原理：,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。,扣板,37,热继电器的结构和动作,38,3.热继电器的符号,发热元件,串联在主电路中,串联在控制电路中,常闭触头,热继电器应用对象：电机过流(过载)保护。 热继电器技术指标：额定工作电压、触点额定电压/额定电流等。,39,0.2.6 时间继电器,时间继电器主要实现延时接通、延时断开等功能。,通电延时(接通/断开缓吸)继电器：,断电延时(接通/断开缓放)继电器：,1.图形符号,40,2.空气阻尼式时间继电器的工作原理,阻尼腔,常开触头 延时闭合,常闭触头 延时打开,线圈,衔铁,常闭触头,常开触头,线圈通电 衔铁吸合（向下） 连杆动作 瞬动触头动作 延时触头延时动作,动作过程,瞬动触点,延时触点,41,时间继电器触头类型,断 电 式,通 电 式,瞬 时 动 作,延 时 动 作,42,0.2.7 控制按钮,常开按钮,复合按钮,复合按钮把常开按钮和常闭按钮做在一起。,常闭按钮,43,按钮的结构和动作,44,45,0.2.8 行程开关,用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。,原理结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,46,47,0.2.9 接近开关,接近开关可以替代行程开关 高频振荡式：金属物质接近时控制高频振荡器起或停 霍尔式：磁敏元件与磁铁 超声波式：发射超声波和接收超声波 差动线圈式：检测金属物质涡流和磁场变化 永磁式等：磁铁和干簧继电器,48,0.2.10 转换开关,转换开关是选择开关，主要用于电路的切换。例如三相电压表切换、电流表的切换、手自动切换、远方(集中)就地停止切换等,49,0.2.11 低压断路器,功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。,50,断路器,名称：又叫自动空气开关 作用：既有手动开关作用， 又能自动进行失压、 欠压、过载和短路保护 电流电磁系统 电压电磁系统 结构： 脱扣系统 触头系统 弹簧系统,51,低压断路器的结构和动作,52,工作原理: 过流脱扣器在正常情况下与衔铁分离的，严重过载或短路时，线圈因流过大电流而产生较大的电磁吸力，把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开，起过流保护作用。 欠压脱扣器在正常情况下吸住衔铁，主触点闭合，电压严重下降或断电时释放衔铁而使主触点断开，实现欠压保护。电源电压正常时，必须重新合闸才能工作。,53,常用电气图形、文字符号表,SB,位置开关,一般三极 电源开关,符号,符号,名称,图形符号,名称,图形符号,低压断路器,QS,QF,常闭,常开,转换开关,SQ,SA,停止,起动,控制按钮,接触器,主触点,线圈,辅助触点,KM,FR,热继电器,54,0.3 简单的接触器控制,开关,自保持,停止按钮,起动按钮,特点：小电流控 制大电流,55,单向自锁运行控制演示,56,电机起动、停止（点动控制、连续运行、多地点控制、顺序控制等） 电机正反转控制 行程控制 时间控制 速度控制 ,1.基本控制环节,0.4 电动机控制电路,57,电气控制系统图,将控制电路中的各种电器元件和连接按照一定的图形符号与文字符号表达出来的图形就是电气控制系统图。 电气控制系统图包括电气原理图、电器元件布置图和电气接线图等。,58,电气控制系统图绘制原则： (1) 所有元件均按照国标的图形符号和文字符号表示； (2) 主电路与辅电路分开画； (3) 同一元件的不同部分可绘制在不同位置，但必须使用统一文字符号表示； (4) 所有电器的可动部分均按照没有通电或者无外力的状态下画出； (5) 尽量减少线条和避免线条交叉； (6) 层次分明。,电气控制系统图,59,2.异步机的直接起动点动控制,动作过程,控制电路,主电路,接触器控制系统可分为： 主电路和控制电路两部分,60,电动机的点动控制演示,61,3.异步机的直接起动电机连续运行,自保持,自保持的作用,按下SB2按钮，线圈(KM)通电，电机起动；同时，辅助触头(KM)闭合，即使按钮松开，线圈仍保持通电状态，电机连续运转。 按下SB1按钮，线圈(KM)断电，电机停转,起动按钮,停车按钮,62,4.异步机的直接起动有过载保护,发热元件,热继电 器触头,当电路电动机过载时，热继电器常闭触点断开，发热元件将接触器线圈断电而使主触点断开，电动机停转。,63,举例：甲、乙两地同时控制一台电机,方法：采用两个起动、两个停止按钮， 两起动按钮并联，两停止按钮串联。,5.多地点控制,64,方法一：用复合按钮,6.点动/连续运行_1,控制电路,65,6.点动/连续运行_2,方法二：加中间继电器(KA)。,66,以下控制电路能否实现即能点动、 又能连续运行,思考,不能点动！,67,7.电机的正反转控制_1,该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成相间短路!,反转按钮,正转按钮,68,注意： 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。 SB2和SB3不能同时按下，否则会造成短路！,69,7.电机的正反转控制_2,互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两接触器同时工作造成主回路短路。,互锁,70,71,8.电机的复杂控制电路,72,行程控制_1,73,行程控制电路_2,（反向运行同样分析）,74,行程控制_3自动往复运动,工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回,75,自动往复运动控制电路,限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。,关键措施,53页,76,9.定时控制,77,定时控制-举例：,主电路,（1）电机的Y起动,电机 绕组,78,Y 转换完成,79,控制要求： 起动：先起M1，延时10秒后起M2,（2）顺序控制,皮带运输机的控制电路,80,顺序控制电路1 两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。,控制电路,81,不可以 ! 主触头(KM1)负荷过重。 两电机要各自独立控制！,82,顺序控制电路2：M1起动后，M2延时起动。,SB2 ,主电路同前,控制电路,83,实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路是否可以？,不可以！ 继电器、 接触器的线 圈有各自的 额定值， 线圈不能串 联。,84,0.5电动机的保护,85,主 电 路,0.5.1 失压保护：采用继电器、接触器控制,86,0.5.2 短路保护：加熔断器,频繁起动 的电机：,异步电动机的起动电流Is t约为额定电流IN的(57)倍。选择熔体额定电流IF时，既要躲开起动电流，又要在短路时起保护作用。 IF选择公式如下：,一般电机：,87,电机过载运行使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器不熔断，应增加热继电器，进行过载保护。,0.5.3 过载保护： 1.加热继电器,88,作用：可实现短路、过载、失压保护。,2.自动空气断路器（自动开关）,工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源； 欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。,89,0.6 速度控制,速度继电器,90,速度控制反接制动电路,KM1,R,KM2,KS,SB2：起动，SB1：停止,91,例(1)-运料小车的控制,设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求： 1. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动： 到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。,0.7 控制电路综合举例,92,运料小车控制电路,KMR,STa 、STb 为A、B 两端的限位开关,KTa 、KTb 为 两个时间继电器,主回路,38页,93,该电路的问题：