低压电气继电器控制.ppt

电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.1自锁控制电路2.3.2.2互锁控制电路2.3.2.3行程控制电路2.3.2.4多地控制电路2.3.2.5顺序控制电路,*资料来源于网络,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.1自锁控制电路,1.点动控制电路点动控制电路是用按钮和接触器控制电动机的最简单的控制线路，其原理图如下图所示，分为主电路和控制电路两部分。,电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。,起动：,停止：,这种当按钮按下时电动机就运转，按钮松开后电动机就停止的控制方式，称为点动控制。,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.自锁控制电路接触器自锁控制电路的动画演示如右图所示，在点动控制电路的基础上它又在控制回路增加了一个停止按钮SB1，还在起动按钮SB2的两端并接了接触器的一对辅助动合触点KM。,起动：,停止：,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.1自锁控制电路,3.点动和自锁混合控制电路右图所示的电路既能进行点动控制，又能进行自锁控制的动画演示，所以称为点动和自锁混合控制电路。当SA闭合时为自锁控制，当SA断开时为点动控制。,4.电路保护环节（1）短路保护（2）过载保护（3）欠压和失压保护,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.2互锁控制电路,1.接触器互锁的正反转控制电路右图为两个接触器的电动机正反转控制电路。图中，若同时按下SB2和SB3，则接触器KM1和KM2线圈同时得电并自锁，它们的主触点都闭合，这时会造成电动机三相电源的相间短路事故，所以该电路不能使用。,互锁的实现：将接至电动机的三相电源线中的任意两相对调，就可以实现电动机的反转。,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.2互锁控制电路,1.接触器互锁的正反转控制电路,为了避免两接触器同时得电而造成电源相间短路，在控制电路中，分别将两个接触器KM1、KM2的辅助动断触点串接在对方的线圈回路里，如右图所示。这种利用两个接触器（或继电器）的动断触点互相制约的控制方法叫做互锁（也称联锁），而这两对起互锁作用的触点称为互锁触点。,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,1.接触器互锁的正反转控制电路,接触器互锁的电动机正反转控制的工作原理如下：,首先合上电源开关QS。,正转起动：,停止：,反转起动：,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.2互锁控制电路,2.按钮、接触器双重互锁的正反转控制电路下图所示的按钮、接触器双重互锁的正反转控制电路。所谓按钮互锁，就是将复合按钮动合触点作为起动按钮，而将其动断触点作为互锁触点串接在另一个接触器线圈支路中。这样，要使电动机改变转向，只要直接按反转按钮就可以了，而不必先按停止按钮，简化了操作。,接触器联锁正反转控制电路,电气控制技术,自动往复循环控制电路机械设备中如机床的工作台、高炉的加料设备等均需自动往复运行，而自动往复的可逆运行，通常是利用行程开关检测往复运动的相对位置，进而控制电动机的正反转来实现生产机械的往复运动。,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.3行程控制电路,工作台自动往返运动的示意图,电气控制技术,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.4多地控制电路,能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫做电动机的多地控制。,右图所示为两地控制的电路。所谓两地控制是在两个地点各设一套电动机起动和停止用的控制按钮，图中SB3、SB2为甲地控制的起动和停止按钮，SB4、SB1为乙地控制的起动和停止按钮。电路的特点是：两地的起动按钮SB3、SB4（动合触点）要并联接在一起，停止按钮SB1、SB2（动断触点）要串联接在一起。这样就可以分别在甲、乙两地起、停同一台电动机，达到操作方便之目的。,电气控制技术,三地控制,电气控制技术,2.3.2基本控制规律,2.3.2.5顺序控制电路,常用的顺序控制电路有两种，一种是主电路的顺序控制，一种是控制电路的顺序控制。,1.主电路的顺序控制主电路顺序起动控制电路如图所示。,只有当KM1闭合，电动机M1起动运转后，KM2才能使M2得电起动，满足电动机M1、M2顺序起动的要求。,电气控制技术,控制实例,电气控制技术,2.3.3降压起动控制电路,电动机直接起动时，定子起动电流约为额定电流的47倍。过大的起动电流将将影响接在同一电网上的其他用电设备的正常工作，甚至使它们停转或无法起动。因此往往采用降压起动。鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有：定子串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、Y-降压起动等。,2.3.3.1定子串电阻降压起动控制电路2.3.3.2自耦变压器降压起动控制电路2.3.3.3Y-降压起动控制电路2.3.3.4绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路,电气控制技术,2.3.3.1定子串电阻降压起动控制电路,这种起动方法是：起动时在电动机的定子绕组中串接电阻，通过电阻的分压作用，使电动机定子绕组上的电压减小；待起动完毕后，将电阻切除，使电动机在额定电压（全压）下正常运转。其控制电路如右图所示。,电气控制技术,2.3.3.1定子串电阻降压起动控制电路,电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。,电气控制技术,2.3.3.2自耦变压器降压起动控制电路,自耦变压器降压起动是指电动机起动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压。待起动一定时间，转速升高到预定值后，将自耦变压器切除，电动机定子绕组直接接上电源电压，进入全压运行。其控制电路如下：,电气控制技术,2.3.3.2自耦变压器降压起动控制电路,电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。,电气控制技术,2.3.3.3Y-降压起动控制电路,Y-降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，限制起动电流，待电动机起动后，再把定子绕组改接为三角形，使其全压运行。右图为按照时间控制的Y-降压起动控制电路演示。,电气控制技术,2.3.3.3Y-降压起动控制电路演示,电气控制技术,2.3.3.3Y-降压起动控制电路,电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。,电气控制技术,2.3.3.4绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路,绕线式三相异步电动机降压起动方法：转子电路串入起动电阻或频敏变阻器。起动过程的控制原则有电流控制原则和时间控制原则两种。,1.电流控制原则下图为电流控制原则的转子串三级电阻起动控制电路，转子电阻采用平衡短接法。三个过电流继电器KA1、KA2、KA3根据电动机转子电流的变化，控制接触器KM1、KM2、KM3依次得电动作，来逐级切除外加电阻R1、R2、R3。,电气控制技术,2.3.3.4绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路,电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。,由于电动机刚起动时转子电流很大，三个电流继电器KA1、KA2、KA3都吸合，它们的动断触点全部断开，转子绕组串全电阻起动。随着电动机转速的升高，转子电流逐渐减小，逐次使KA1、KA2、KA3释放，并逐次将电阻切除，直到全部电阻被切除，电动机起动完毕，进入正常运行状态。,电气控制技术,2.3.3.4绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路,2.时间控制原则右图为按时间原则控制的转子串电阻起动电路。图中KM为电源接触器，KM1KM3用来短接转子电阻，时间继电器KT1KT3控制起动过程。,电气控制技术,2.3.4制动控制电路,所谓制动，就是给正在运行的电动机加上一个与原转动方向相反的制动转矩迫使电动机迅速停转。电动机常用的制动方法有机械制动和电气制动两大类。,2.3.4.1机械制动控制电路2.3.4.2反接制动控制电路2.3.4.3能耗制动控制电路,电气控制技术,2.3.4.1机械制动控制电路,利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法称为机械制动。机械制动分为通电制动型和断电制动型两种。,电气控制技术,2.3.4.1机械制动控制电路,电磁抱闸制动装置由电磁操作机构和弹簧力机械抱闸机构组成，下图所示为应用断电制动型电磁抱闸的控制电路。,工作原理：上电源开关QS，按下起动按钮SB2后，接触器KM线圈得电自锁，主触点闭合，电磁铁线圈YB通电，衔铁吸合，使制动器的闸瓦和闸轮分开，电动机M起动运转。停车时，按下停止按钮SB1后，接触器KM线圈断电，自锁触点和主触点分断，使电动机和电磁铁线圈YB同时断电，衔铁与铁心分开，在弹簧拉力的作用下闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机迅速停转。,电气控制技术,2.3.4.2反接制动控制电路,用于快速停车的电气制动方法有反接制动和能耗制动等。反接制动依靠改变电动机定子绕组中三相电源的相序，使电动机旋转磁场反转，从而产生一个与转子惯性转动方向相反的电磁转矩，使电动机转速迅速下降，电动机制动到接近零转速时，再将反接电源切除。通常采用速度继电器检测速度的过零点。右图所示为单向运行的反接制动控制电路的演示：,电气控制技术,2.3.4.3能耗制动控制电路,能耗制动是在切除三相交流电源之后，定子绕组通人直流电流，在定子、转子之间的气隙中产生静止磁场，惯性转动的转子导体切割该磁场，形成感应电流，产生与惯性转动方向相反的电磁力矩而使电动机迅速停转，并在制动结束后将直流电源切除。,1.能耗制动控制原理下面以手动控制的能耗制动控制电路进行说明，按下SB2，KM1线圈得电并自锁，电动机起动；当进行能耗制动时，手一直按住SB1，KM2线圈得电，将直流电源接入电动机进行能耗制动，延时两秒左右，松开SB1，能耗制动结束。,电气控制技术,2.3.4.3能耗制动控制电路,能耗制动控制电路动画演示,电气控制技术,2.3.4.3能耗制动控制电路,2.按时间原则控制的能耗制动,电气控制技术,2.3.4.3能耗制动控制电路,工作原理:首先合上电源开关QS。,电气控制技术,2.3.5调速控制电路,三相交流异步电动机的转速公式：,由上式可知，要改变异步电动机的转速，可采用改变电源频率f1、改变磁极对数p以及改变转差率s等3种基本方法。,2.3.5.1变级调速原理2.3.5.2变级调速控制电路,电气控制技术,2.3.5.1变级调速原理,改变异步电动机定子绕组的连接方式，可以改变磁极对数，从而得到不同的转速。常见的交流变极调速电动机有双速电动机和多速电动机。双速电动机定子绕组常见的接法有Y/YY和/YY两种。右图所示为4/2极/YY的双速电动机定子绕组接线图。在制造时每相绕组就分为两个相同的绕组，中间抽头依次为U2、V2、W2，这两个绕组可以串联或并联。,(a)低速形接法,(b)高速YY形接法,电气控制技术,2.3.5.1变级调速原理,根据变极调速原理“定子一半绕组中电流方向变化，磁极对数成倍变化”，上图(a)将绕组的U1、V1、W1三个端子接三相电源，将U2、V2、W2三个端子悬空，三相定子绕组接成三角形（）。这时每相的两个绕组串联，电动机以4极运行，为低速。上图(b)将U2、V2、W2三个端子接三相电源，U1、V1、W1连成星点，三相定子绕组连接成双星（YY）形。这时每相两个绕组并联，电动机以2极运行，为高速。根据变极调速理论，为保证变极前后电动机转动方向不变，要求变极的同时改变电源相序。,电气控制技术,2.3.5.2变级调速控制电路,4/2极的双速交流异步电动机控制电路如下图所示。,图中，SB2为低速起动按钮，SB3为高速起动按钮，SB1为停止按钮。由低速变为高速时采用时间继电器进行控制。电动机低速运转时，M的绕组连接成形；电动机高速运转时，M的绕组连接成YY形。,电气控制技术,2.4典型电气控制系统,2.4.1电气线路分析基础2.4.2普通车床的电气控制2.4.3铣床的电气控制2.4.4组合机床的电气控制,电气控制技术,2.4.1.1电气控制线路分析的内容,分析的具体内容如下：1设备说明书2电气控制原理图3电气设备总装接线图4电器元件布置图与接线图,2.4.1.2电气原理图阅读分析的步骤,2.4.1.3电气原理图阅读分析的方法,2.4.1电气线路分析基础,电气控制技术,2.4.1.2电气原理图阅读分析的步骤,1分析主电路从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析它们的控制内容。控制内容包括起动、转向控制、调速、制动等。2分析控制电路根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，利用前面学过的典型控制环节的知识，按功能不同将控制线路“化整为零”来分析。分析控制线路最基本的方法是“查线读图法”。3分析辅助电路辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警等部分，它们大多是由控制电路中的元件来控制的，所以在分析辅助电路时，还要回过头来对照控制电路进行分析。4分析联锁及保护环节机床对于安全性及可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，还在控制线路中设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。5总体检查“查线读图法”是分析电气原理图的最基本的方法，其应用也最广泛。,电气控制技术,2.4.1.3电气原理图阅读分析的方法,1认识符号2熟悉控制设备的动作情况及触头状态3弄清控制目的和控制方法4按操作后的动作流程来分析动作过程5假设故障分析现象,电气控制技术,2.4.2普通车床的电气控制,2.4.2.1车床的主要结构与运动分析2.4.2.2车床的电力拖动形式及控制要求2.4.2.3车床的电气控制线路分析2.4.2.4车床电气控制线路的特点,电气控制技术,2.4.2.1车床的主要结构与运动分析,右图所示为C650卧式车床结构示意图。它主要由床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。主运动：卡盘或顶尖带动工件的旋转运动；进给运动：溜板带动刀架的纵向或横向直线运动；辅助运动：刀架的快速进给与快速退回。车床的调速采用变速箱。,主轴箱2-纵溜板3-横溜板4-转盘5-方刀架6-小溜板7-尾架8-床身9-右床座10-光杠11-丝杠12-溜板箱13-左床座14-进给箱15-挂轮架16-操纵手柄,电气控制技术,2.4.2.2车床的电力拖动形式及控制要求,1主轴的旋转运动C650型车床的主运动是工件的旋转运动，由主电机拖动，其功率为30kW。主电机由接触器控制实现正反转，为提高工作效率，主电机采用反接制动。2刀架的进给运动溜板带着刀架的直线运动，称为进给运动。刀架的进给运动由主轴电动机带动，并使用走刀箱调节加工时的纵向和横向走刀量。3刀架的快速移动为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快速移动电动机拖动，其功率为2.2kW，并采用点动控制。4冷却系统车床内装有一台不调速、单向旋转的三相异步电动机拖动冷却泵，供给刀具切削时使用的冷却液。,电气控制技术,2.4.2.3车床的电气控制线路分析,电气控制技术,2.4.2.3车床的电气控制线路分析,1.主电路主电动机M1：KM1、KM2两个接触器实现正反转，FR1作过载保护，R为限流电阻，电流表PA用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机功率很大，故PA接入电流互感器TA回路。当主电动机起动时，电流表PA被短接，只有当正常工作时，电流表PA才指示绕组电流。KM3用于短接电阻R。冷却泵电机M2：KM4接触器控制冷却泵电动机的起停，FR2为M2的过载保护用热继电器。快速电机M3：KM5接触器控制快速移动电动机M3的起停，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。,电气控制技术,2.4.2.3车床的电气控制线路分析,2.控制电路（1）主轴电动机的点动控制如右图所示，按下点动按钮SB2不松手接触器KM1线圈通电KM1主触点闭合主轴电动机把限流电阻R串入电路中进行降压起动和低速运转。,车床主电动机点动控制电路,电气控制技术,2.4.2.3车床的电气控制线路分析,（2）主轴电动机的正反转控制下图所示，按下正向起动按钮SB3KM3线圈通电KM