电气控制基础(基本电气控制电路).ppt

常用低压电器,复习1、常用的灭弧方法：2、接触器的功能3、判断：接触器具有欠压、失压保护和短路保护功能。4、接触器的额定电压是指：5、接触器吸引线圈的额定电压的选择：6、继电器和接触器的异同点7、如何从外形上区分电压继电器和电流继电器8、中间继电器的功能9、电磁式时间继电器的特点10、接触器的线圈、主触点、辅助常开常闭触点、电压继电器的线圈及触点的图形及文字符号,常用低压电器,空气阻尼式时间继电器的工作原理,图1.6空气阻尼通电延时型时间继电器,常用低压电器,空气阻尼式时间继电器的特点：结构简单、电磁干扰小、寿命长、价格低，延时范围：0.4s-180s，延时误差较大。时间继电器的选用：延时方式的选择；精度的选择时间继电器的图形和文字符号,KT,KT,KT,KT,KT,KT,常用低压电器,热继电器用途：主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。结构及工作原理：1、双金属片2、热元件3、导板,（a）感受部分结构示意,（b）图文符号,图1.7热继电器,FR,常用低压电器,热继电器的选用：长期工作条件下，按电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级，热元件的额定电流应接近或略大于电动机的额定电流。使用时整定旋钮应调整到电动机的额定电流处。三角形连接的电动机应选用带断相保护的三相式热继电器。额定电流应大于或等于被保护电动机的额定电流，若起动时间较长，热元件的额定电流可调节到电动机额定电流的1.1-1.5倍。速度继电器：,基本电气控制电路,一、什么是电气控制系统图？将电气控制系统中各个电器元件及其连接用一定的图形符号表示出来，就是电气控制系统图。二、分类电气系统图和框图、电气原理图、电器布置图、电气安装接线图、功能图、电器元件明细表等。电气原理图包括所有电器元件的导电部件和接线端点，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的大小。三、电气图中的图形符号和文字符号,基本电气控制电路,四、绘制电路图的有关规定1、主电路：从电源到用电设备的电路，大电流通过的部分。2、辅助电路：通过的是小电流，包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等。3、绘制电路图的有关规定电路中所有电器元件的图形、文字符号必须采用国家规定的统一标准主、辅电路应分开绘出，一般主电路在左，辅助电路在右。同一电器的不同组成部分可以不画在一起，但是文字符号应标注一致。各元件的可动部分（触点）都应以未通电或无外力作用时的初始状态画出。,基本电气控制电路,布局合理、排列均匀，可水平或竖直布置。各元件尽可能按工作顺序从左到右或从上到下排列。有机械联系的元件用虚线连接，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。事故、备用、报警开关应标示在设备正常使用时的位置；如在特定的位置时，图上应有说明。,基本电气控制电路,一、三相异步电动机单向点动控制线路,控制电路,主电路,基本电气控制电路,二、工作原理起动时，合上刀开关Q引入三相电源。当按下按钮SB时，接触器KM线圈通电，衔铁和铁心吸合，主触点闭合，电动机起动运行。当手松开按钮时，接触器KM断电释放，主触点断开，电动机被切断电源而停转。三、特点短时工作，电动机转动时间由按钮按下的时间决定。,对应PLC控制,控制电路,程序,基本电气控制电路,一、三相异步电动机单向连续运行控制线路,基本电气控制电路,二、工作原理起动时，合上刀开关Q引入三相电源。按下起动按钮SB2，接触器KM线圈通电，衔铁吸合，主触点和辅助触点同时闭合，电动机起动。此时KM线圈通过SB2和KM辅助触点两条线路保持通电。当松开SB2，SB2触点复位断开，KM线圈通过其辅助触点保持通电，电动机连续运行。停止时，按下停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，主触点和辅助触点复位断开，电动机停止运行。保护环节：当电动机长期过载运行，热继电器FR动作，其动断触点断开，KM线圈失电，电动机停转。当主电路（控制电路）发生短路时，熔断器FU1（FU2)动作，断开电路。,控制电路,程序,对应PLC控制,基本电气控制电路,三、自锁电器元件依靠自身辅助触点保持其线圈通电的现象，称为自锁。起自锁作用的触点称为自锁触点。四、欠压、失压保护当电网电压较低时，接触器等电气元件衔铁释放，使所有触点复位，防止电动机在低压下运行，称为欠压保护。当电源电压消失，电动机停转，接触器等元件的自锁触点复位断开，当电源电压恢复后，电动机不能自动起动，称为失压保护。自锁触点既能起自锁作用，也起着欠压和失压保护作用。,基本电气控制电路,一、三相电动机点动和连续运行控制线路,基本电气控制电路,基本电气控制电路,基本电气控制电路,两地起、停控制线路,思考：如何实现两地点动、连续混合控制？,基本电气控制电路,两地点动、连续混合控制,基本电气控制电路,主电路,一、三相异步电动机正反转控制电路,基本电气控制电路,基本电气控制电路,二、带电气互锁正反转控制电路,基本电气控制电路,三、双重联锁的正反转控制电路,FU2,基本电气控制电路,互锁：同一时间里两个电器元件只允许一个工作的控制作用称为互锁或联锁两个规律：（1）当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作的，应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。（2）当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作的，应在两个接触器线圈电路中互串对方的动断触点。双重联锁正反转电路中，复式按钮SB2和SB3机械互锁不能取代电气互锁。因为当KM1的触点发生熔焊时，其线圈断电后触点不复位，若没有电气互锁，此时按下按钮SB3，接触器KM2线圈通电，主触点闭合，接通反向电源，主电路电源会发生短路现象。,基本电气控制电路,一、两台电动机按顺序起动和停止的控制电路,基本电气控制电路,二、两个规律（1）当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的动合触点。（2）当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的动合触点并联在甲接触器的停止按钮两端。,总结两台电动机的控制1,分别控制两台电动机控制线路,(1)电动机M1先起动后，M2才能起动，M2并能单独停车。,总结两台电动机的控制2,(2)电动机M1先起动后，M2才能起动，并且M2为点动控制。,(3)M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动。,SB1,SB3,SB2,KT,KM1,KM2,KM2,KT,KM1,总结两台电动机的控制3,(4)M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动，且M2起动后，M1立即停车。,(5)起动时，M1起动后M2才能起动；停止时，M2停止后M1才能停止。,关于全压起动,本节所介绍的控制线路电动机都是采用直接起动，或者称为全压起动，它是通过开关或接触器，将额定电压直接加在定子绕组上使电动机起动的方法。优点是起动设备简单、起动力矩较大、起动时间短。缺点是起动电流大（为额定电流的5-7倍），当电动机容量很大时，过大的起动电流将会造成线路上很大的电压降落，不仅影响到线路上其他设备的运行，同时，由于电压降落也会影响到起动转矩，严重时，会导致电动机无法起动。因此，直接起动只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。一般容量小于10KW的电动机常采用直接起动，超过10KW的通常要采用各种措施进行降压起动。,关于降压起动,所谓降压起动，就是在起动时，将定子绕组电压降低，起动结束后将定子电压升至全压，使电动机在全压下运行。笼型感应电动机的降压方法通常有：定子串电阻降压起动；定子串电抗器降压起动；定子串自耦变压器降压起动；星-三角降压起动等。无论哪种方法，对控制的要求是相同的，即给出起动指令后，先降压，当电动机接近额定转速时再加全压。此过程时间、电流、转速等参量都发生变化，原则上都可以作为控制信号。但是电流和转速受负载变化、电网电压波动影响较大，而起动时间不受这些因素影响，所以控制电动机起动，大多采用时间为变化参量来进行控制。,2.3三相异步电动机降压起动控制,2.3.1笼型感应电动机起动控制线路一、定子电路串电阻（或电抗器）降压起动控制二、星-三角降压起动控制三、自耦变压器降压起动控制2.3.2三相绕线型感应电动机起动控制线路一、转子绕组串电阻起动控制二、转子绕组串频敏变阻器的起动控制2.3.3异步电动机软起动控制,定子电路串电阻降压起动,定子电路串电阻降压起动,定子所串电阻一般采用由电阻丝绕制的板式电阻或铸铁电阻，它的阻值小、功率大，允许通过较大的电流。定子串电阻降压起动的方法不受电动机接线形式的限制，设备简单，但是能量损耗较大。为了节省能量，可采用电抗器代替电阻，但其成本较高。控制线路与定子串电阻降压起动的线路相同。,星-三角降压起动控制线路,此电路适用于电动机容量较大的场合（一般用于13KW以上）。,两接触器的星-三角降压起动,两接触器的星-三角降压起动,此线路的特点是：1、主电路中所用KM2动断触点为辅助触点，如果工作电流太大就会烧坏触点，所以这种控制线路只适用于功率较小的电动机（通常用于容量为4-13KW的电动机）。2、只用两个接触器和一个时间继电器，线路较简单。另外，在由星形联结转换为三角形联结时，KM2是在不带负载的情况下吸合的，可以延长元件的使用寿命。星-三角降压起动具有投资少、线路简单的优点。但是在限制起动电流的同时，起动转矩也只有三角形直接起动的三分之一，因此它只适用于空载或轻载起动的场合。,自耦变压器降压起动控制线路,自耦变压器降压起动控制线路,自耦变压器降压起动的方法适用于电动机容量较大、正常工作时接成星形或三角形的电动机。起动转矩可以通过改变变压器抽头的位置得到改变。但是自耦变压器价格较贵，而且不允许频繁起动。一般工厂常用的自耦变压器起动方法是采用成品的补偿降压起动器。,2.4三相异步电动机制动控制,电动机断电后，由于惯性作用，停车时间较长。某些生产工艺要求电动机能迅速而准确的停车，这就要求对电动机进行强迫制动。制动停车的方式有机械制动和电气制动两种，机械制动时采用机械抱闸制动；电气制动是产生一个与原来转动方向相反的制动力矩。制动过程中电流、转速、时间三个参量都在变化，因此可以取某一变化参量作为控制信号，在制动结束时及时取消制动转矩。,2.4.1笼型感应电动机能耗制动控制,能耗制动就是把在运动过程中储存在转子中的机械能转变为电能，消耗在转子电阻上的一种制动方法。将正在运转的三相笼型感应电动机从交流电源上切除，向定子绕组通入直流电流，便在空间产生静止的磁场，此时电动机转子因惯性而继续运转，切割磁感应线，产生感应电动势和转子电流，转子电流与静止磁场相互作用，产生制动力矩，使电动机迅速减速停车。按时间原则控制的能耗制动线路特点：制动电流较小，能量损耗小，制动准确，但需要直流电源，制动速度较慢，使用于要求平稳制动的场合。,按时间原则控制的能耗制动线路,2.4.1笼型感应电动机反接制动控制线路,反接制动是依靠改变定子绕组中的电源相序，使定子绕组旋转磁场反向，转子受到与旋转方向相反的制动力矩作用而迅速停车。对控制的要求：制动时，给定子加入反向电源，转速接近零时，切断电源，防止电动机反向起动。特点：优点是制动能力强，制动时间短；缺点是能量损耗大、制动时冲击力大、制动准确度较差。在反接制动时，电动机定子绕组流过的电流相当于全电压直接起动时电流的两倍，为了限制制动电流对电动机转轴的机械冲击力，往往在制动过程中的定子电路中串入电阻。,