电力拖动常用控制线路.ppt

P6三相异步电动机控制电路的设计 任务6 1常用低压的认识任务6 2三相异步电动机的认识任务6 3三相异步电动机的三相绕组的连接方法任务6 4三相异步电动机的点动和长动控制电路的制作任务6 5三相异步电动机的降压起动控制电路的制作任务6 6三相异步电动机正反转控制电路的制作任务6 7利用行程开关控制电动机正反转控制电路的制作任务6 1两台三相异步电动机正反转控制电路的设计与制作 P6M1常用低压电器的使用方法 任务6 1 1低压开关类电器的认识任务6 1 2低压熔断器的认识任务6 1 3交流接触器的认识任务6 1 4继电器的认识任务6 1 5主令电器的认识 常用低压电器 低压电器通常是指工作在交流额定电压1200V 直流额定电压1500V及以下的电路中 起通断 保护 控制或调节作用的电器产品 它是电力拖动自动控制系统的基本组成元件 电器按其工作电压等级可分成高压电器和低压电器 按照电器动作性质不同 低压电器可分为手控电器和自控电器两大类 手控电器是指依靠人力直接操作的电器 如闸刀开关 铁壳开关 转换开关 按钮等 自控电器是指按照指令信号或物理参数 如电流 电压 时间 速度等 的变化而自动动作的电器 如各种型号的接触器 继电器等 按用途分又可分为低压控制电器和低压配电电器两大类 低压配电电器主要用于低压供电系统 如刀开关 低压断路器 转换开关和熔断器等 低压控制电器主要用于电力拖动控制系统 如接触器 继电器 控制器 行程开关 主令控制器和万能转换开关等 低压开关类电器的认识 适用于交流50Hz 500V以下小电流电路中 主要作为一般电灯 电阻和电热器等回路的控制开关用 1 闸刀开关 选择闸刀开关时 应注意以下三个问题 第一 根据电压和极数选择 第二 根据额定电流选择 第三 选择开关时 应注意检查各刀片与对应夹座是否直线接触 有无歪斜 2 铁壳开关 铁壳开关又称封闭式负荷开关 用来控制照明电路时 开关的额定电流可按该电路的额定电流选择 也可用来控制起动不频繁的小型电动机 但不适宜用60A以上的开关来控制电动机 铁壳开关的选择原则可以参考闸刀开关的选择原则 3 组合开关 在机床电器控制线路中 组合开关 又称转换开关 属于手动控制电器 如图所示 其结构特点是用动触片代替闸刀 以左右旋转操作代替刀开关的上下分合操作 有单极 双极和多极之分 常用来作为电源引入开关 也可以用它来直接起动和停止小容量鼠笼式电动机或使电动机正反转 局部照明电路也常用它来控制 选用组合开关时 应根据用电设备的耐压等级 容量和极数等综合考虑 组合开关本身不具有过载保护和短路保护装置 使用时要另外采取保护措施 4 自动空气开关 可实现短路 过载 失压保护 自动空气断路器 自动开关 锁钩 主触点手动闭合 衔铁释放 动画 自动空气断路器原理图 连杆装置 释放弹簧 低压熔断器的认识 常用的低压熔断器如图所示 熔断器是低压配电网络和电力拖动系统中主要用作过载和短路保护的电器 熔断器的主要工作部分熔体 串联在被保护电器或电路前面 当电路或设备过载或或短路时 大电流将熔体熔化 分断电路而起保护作用 交流接触器的认识 交流接触器的外形 结构及符号如图所示 交流接触器的外形与结构 接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 a 外形 b 结构 1 电磁系统 电磁系统是用来操作触头闭合与分断用的 包括线圈 动铁心和静铁心 电磁系统结构如图所示 2 触头系统 触头系统起着分断和闭合电路的作用 包括主触头和辅助触头 主触头用于通断主电路 通常为三对常开触头 辅助触头用于控制电路 起电气连锁作用 一般常开 常闭各两对 触点系统如图所示 3 灭弧装置 当主触点断开时 其间产生电弧 会烧坏触点 并使切断时间拉长 因此必须采用灭弧措施 灭弧装置是起着熄灭电弧的作用 容量在10A以上的都有灭弧装置 对于小容量的常采用双断口触头灭弧等 对于大容量的采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧 4 其他部件 其他部件主要包括反作用弹簧 外壳等 交流接触器适用于频繁地接通和断开电动机或其他负载主电路及控制电路 由于具备低电压释放功能 所以还当作保护电器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 线圈 辅助触点 铁心 衔铁 电源 电机 主触点 常闭 常开 动画 弹簧 符号 用于主电路流过的大电流 需加灭弧装置 用于控制电路流过的小电流 无需加灭弧装置 属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示 接触器技术指标 额定工作电压 电流 触点数目等 常用的交流接触器有CJ10 CJ12 CJ20和3TB等系列 继电器的识别 1 中间继电器 中间继电器的结构和交流接触器基本相同 只是电磁系统小些 触点多些 中间继电器选用时 应根据被控制电路电压等级 所需触点数 种类和容量综合考虑 中间继电器 中间继电器触头容量小 触点数目多 用于控制线路 通常用于传递信号和同时控制多个电路 也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件 a 外形 中间继电器外形与符号 2 热继电器 热继电器 用于电动机的过载保护 热继电器外形与结构 a 外形 b 结构 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 杠杆被弹簧拉回 常闭触点断开 发热元件 杠杆 热继电器 工作原理 结构原理图 双金属片 常闭触头 用于电动机的过载保护 动画 3 时间继电器 时间控制 就是采用时间继电器进行延时控制 常用的时间继电器如图所示 时间继电器是利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时闭合或延时断开的自动控制电器 在交流电路中常采用空气式时间继电器 它是利用空气阻尼作用而达到动作延时的目的 它主要由电磁系统 工作触点 气室和传动机构等四部分组成 时间继电器 是从得到输入信号 线圈通电或断电 起 经过一段时间延时后才动作的继电器 适用于定时控制 直流电磁式结构图 阻尼铜套 衔铁 工作原理 当衔铁未吸合时 磁路气隙大 线圈电感小 通电后激磁电流很快建立 将衔铁吸合 继电器触点立即改变状态 而当线圈断电时 铁心中的磁通将衰减 磁通的变化将在铜套中产生感应电动势 并产生感应电流 阻止磁通衰减 当磁通下降到一定程度时 衔铁才能释放 触头改变状态 因此继电器吸合时是瞬时动作 而释放时是延时的 故称为断电延时 1 直流电磁式时间继电器 1 通电延迟时间继电器 通电延迟时间继电器的结构及符号如图所示 图中所示的时间继电器是通电延时 有两个延时触点 一个是延时断开的常闭触点 一个是延时闭合的常开触点 此外 还有两个瞬时触点 即通电后下面的微动开关瞬时动作 通电延时继电器 b 断电延时继电器 延时继电器的外形与结构 a 外形 通电延时的空气式时间继电器结构示意图 微动开关2 微动开关1 2 断电延迟时间继电器 断电延时的时间继电器也有两个延时触点 一个是延时闭合的常闭触点 一个是延时断开的常开触点 时间继电器选用原则是 第一 应根据被控制电路的实际要求选择不同延时方式的继电器 第二 应根据被控制电路的电压等级选择电磁线圈电压 使两者电压相等 断电延时的空气式时间继电器结构示意图 常闭延时闭合 常闭延时断开 空气式时间继电器的延时范围大 有0 4 60s和0 4 180s两种 结构简单 但准确度较低 时间继电器的型号有JS7 A和JJSK2等多种类型 1 按钮 手动切换电器 b 结构 按钮常用于接通和断开控制电路 a 外形图 主令电器的认识 按钮主要由按钮帽 复位弹簧 动断触点 接线柱及外壳等组成 原来就接通的触点 称为常闭触点 原来就断开的触点 称为常开触点 选用按钮应根据使用场合 被控制电路所需触点数目及按钮帽的颜色等方面综合考虑 1 按钮 动画 2 认识行程开关 行程控制 就是当运动部件达到一定行程位置时采用行程开关来进行控制 行程开关又称为限位开关或位置开关 属于主令电器的另一种类型 其作用与按钮相同 都是向继电器 接触器发出电信号指令 实现对生产机械的控制 图中是一般结构图 图中有一个常开触点和一个常闭触点 行程开关是由装在运动部件上的挡块来撞动的 用于自动往复控制或限位保护等 行程开关 限位开关 b 示意图 结构与按钮类似 但其动作要由机械撞击 a 外形图 行程开关的外形符号 任务6 2三相异步电动机的认识 1 电动机组成 2 定子 三相异步电动机的定子由机座和装在机座内的圆桶形铁心及其中的三相定子绕组组成 如图所示 机座是用铸铁或铸钢制成的 铁心是由互相绝缘的钢片叠成的 铁心的内圆周表面冲有槽用以放置对称三相绕组AX BY CZ 可以连接成星形 也可以连接成三角形 3 转子 1 鼠笼式的转子绕组 鼠笼式的转子绕组做成鼠笼状 就是在转子铁心的槽中放铜条 其两端用端环连接如图所示 2 绕线式的转子绕组 绕线式异步电动机的构造如图所示 鼠笼式与绕线式只是在转子的构造上不同 它们的工作原理是一样的 转子铁心是圆柱状 也用硅钢片叠成 表面冲有槽 铁心装在转轴上 轴上加机械负载 任务6 3三相异步电动机的三相绕组的连接方法 1 三相定子绕组的星形连接 2 三相定子绕组的三角形连接 继电接触控制线路由一些基本控制环节组成 下面介绍继电接触控制线路的绘制 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图 它不考虑电器的结构和实际位置 突出的是电气原理 电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法 1 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图 2 控制线路由主电路 被控制负载所在电路 和控制电路 控制主电路状态 组成 3 属同一电器元件的不同部分 如接触器的线圈和触点 按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中 但必须标注相同的文字符号 任务6 4三相异步电动机的点动和长动控制电路的制作 4 所有电器的图形符号均按无电压 无外力作用下的正常状态画出 即按通电前的状态绘制 5 与电路无关的部件 如铁心 支架 弹簧等 在控制电路中不画出 分析和设计控制电路时应注意以下几点 使控制电路简单 电器元件少 而且工作又要准确可靠 2 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路 3 必须保证每个线圈的额定电压 不能将两个线圈串联 1 点动控制电路 1 刀开关手动控制电路 2 点动控制电路 参照图接线 接线应按照主电路 控制电路分步来接 接线次序应按自上而下 从左向右来接 即先主后辅 先串后并的基本原则 在图中电动机都采用星形接法 接线完毕后需经指导教师检查线路后 合上开关QS 接通电源 按下起动按钮SB 观察电动机转动情况 松开按钮SB 观察电动机是否停止 先切断电源 拉下空气开关QS 再拆线 主电路仍保留 a 结构图 2 长动控制电路 主电路 控制电路 鼠笼式电动机直接起动的控制线路 1 电路 动画 b 原理图 控制电路 一 直接起动 电动机的保护 过载保护 短路保护 零压 欠压保护 主电路 控制电路 电动机的保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力 使电动机和电器设备产生机械性损坏 故要求迅速 可靠切断电源 通常采用熔断器FU和过流继电器等 欠压是指电动机工作时 引起电流增加甚至使电动机停转 失压 零压 是指电源电压消失而使电动机停转 在电源电压恢复时 电动机可能自动重新起动 亦称自起动 易造成人身或设备故障 常用的失压和欠压保护有 对接触器实行自锁 用低电压继电器组成失压 欠压保护 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护 常采用热继电器FR保护 也可采用自动开关和电流继电器保护 KM 合上开关Q 起动 2 控制原理 KM辅助触点闭合自锁 按下起动按钮SB2 KM线圈通电 通电 转动 动画 合上开关Q 2 控制原理 松开起动按钮SB2 利用自身辅助触点 维持线圈通电的作用称自锁 自锁 2 控制原理 主电路 FR FU Q Q 转动 停车 2 控制原理 转动 停车 停转 去掉KM辅助触点 实现点动控制 长动控制电路制作 按图接线 接线应按照主回路 控制回路分步来接 接线次序应按自上而下 从左向右来接 即先主后辅 先串后并的基本原则 在图中电动机都采用星形接法 接线完毕需经指导教师检查线路后 合上开关QS 接通电源 按下起动按钮SBl 观察电动机转动情况 松开起动按钮SB1 再观察电动机转动情况 按下停止按钮SB2 观察电动机是否停止 先切断电源 拉下空气开关QS 再拆线 主电路仍保留 既能长期工作又能点动的控制电路 按下起动按钮 电动机运转 松开起动按钮 电动机停转 点动按钮SB3的作用 1 使接触器线圈KM通电 2 使线圈KM不能自锁 复合按钮 后闭合 先断开 按下SB3 闭合 电机运转 点动时 自锁触点不起作用 通电 先断开 后闭合 断开 断电 松开SB3 松开SB3 电机停转 实现点动 用途 试车 检修以及车床主轴的调整等 KM1 FU Q KM2 M1 M2 3 3 SB SB1 KM1 KM1 SB2 KM2 KM2 按SB1 通电 闭合 再按SB2 闭合 通电 闭合 闭合 1 控制顺序 M1起动后M2才能起动 M2既不能单独起动 也不能单独停车 电机的顺序控制 动画 M13 两电机各自要有独立的电源 这样接 主触头 KM1 的负荷过重 KM1 KM2 SB KM2 SB KM1 FR1 KM1 例1 两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 起动 通电 通电 闭合 闭合 SB KM1 FR1 例 两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 停止 断电 断电 断开 断开 任务6 5三相异步电动机的降压起动控制电路的制作 制作步骤 将空气开关QS手柄位置置于 关 位置 按图接线 接线应按照主回路 控制回路分步来接 接线次序应按自上而下 从左向右来接 即先主后辅 先串后并的基本原则 接线尽可能整齐 清晰 能用短线的地方 就用短线连接 便于检查 在连线时通过转动插头将接插件自行锁紧 使接点牢固 可靠 接线完毕后需经指导教师检查线路后 方能接通电源 合上空气开关QS 按下起动按钮SBl 观察电动机转动情况 按下停止按钮SB2 观察电动机是否停止 先切断电源 拉下空气开关QS 再拆线 主电路仍保留 将电动机接到电源的任意两根线对调一下 即可使电动机反转 需要用两个接触器来实现这一要求 当正转接触器工作时 电动机正转 当反转接触器工作时 将电动机接到电源的任意两根联线对调一下 电动机反转 任务6 6三相异步电动机正反转控制电路的制作 SBF和SBR决不允许同时按下 否则造成电源两相短路 正反转的控制线路 3 M FR FU 正转触点 KMR 动画 KMF KMF KMR FR Q KMF 正转接触器 正转按钮 正反转控制电路必须保证正转 反转接触器不能同时动作 反转接触器 反转按钮 反转触点 按下SBF SB KMF 在同一时间内 两个接触器只允许一个通电工作的控制作用 称为 联锁 联锁 触点 利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁 缺点 改变转向时必须先按停止按钮 解决措施 在控制电路中加入机械连锁 KMR SBF KMF KMF SBR KMR KMR 通电 断开 断电 闭合 利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁 鼠笼式电动机正反转的控制线路 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR