继电器-接触器控制电路的基本环节.ppt

第二章继电器 接触器控制电路的基本环节 2 1三相异步电动机的启动控制电路 一 电动机启动 电动机接通电源后由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程 二 起动的方法 1 直接起动定义 将额定电压直接加到电机定子绕组上使电动机起动 叫直接起动或全压起动 Ist 电动机起动电流 A IN 电动机的额定电流 A S 电源的容量 KVA PN 电动机的额定功率 KW 控制线路图 适用范围 10KW以下的三相异步电动机 条件 1 点动控制线路 定义 指在按下按钮时电动机转动工作 松开按钮时电动机停止工作 叫点动 原理图 工作原理 合上开关QS 控制电路 主电路 2 长动控制线路 定义 指电动机在起动后 如果没有发出停止信号 电动机将连续工作下去 叫长动 按下按钮 SB1 线圈 KM 通电 电机起动 同时 辅助触头 KM 闭合 即使按钮松开 线圈保持通电状态 电机连续运转 自锁 作用 定义 依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象 原理图 工作过程 长动控制线路 合上QS 按下SB2 KM线圈吸合 KM主触点闭合 电动机运转 KM辅助常开触点闭合 自锁 按下SB1 KM线圈断电 主触点 辅助触点断开 电动机停止 自锁另一作用 实现欠压和失压保护 3 电动机安全保护环节 熔断器比较适用于对动作精确度和自动化程度较差的系统中 如小容量笼型电动机 一般普通交流电源等 自动开关结构复杂 操作频率低 广泛用于要求较高的场合 短路保护 过载保护 常用的过载保护元件是热继电器FR 由于热惯性的原因 热继电器不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作 所以在使用热继电器的保护电路中 还需设短路保护 失压 零压 保护 失压保护是指防止电动机电压消失后 当电压恢复时电机自行起动的保护 连续与点动混合正转控制电路 3 多地点控制线路 多点控制是指在两地或两个以上地点进行的控制操作 连接原则 常开按钮均相互并联 常闭按钮均相互串联 4 顺序控制线路 定义 指多台电动机按事先约定的步骤依次工作的控制线路 控制线路 主电路 顺序起动 同时停止 顺序起动 分别停止 顺序起动 顺序停止 连接规律 起动顺序 先起动的电动机的接触器常开触点串联到后起动电动机的接触器线圈中 停止顺序 先停止的电动机的接触器常开触点并联到后停止电动机的停止按钮两端 工作原理 改变三相电源的相序即可改变电动机旋转方向 接触器吸合顺序 1 正转时 KM1吸合 KM2不能吸合 2 反转时 KM2吸合 KM1不能吸合 5 电动机正反转控制线路 接触器正反转控制线路 上图中如果按了SB2又按了SB3 就会造成短路事故 因此这种线路是不能采用的 接触器互锁正反转控制线路 接触器互锁正反转控制线路 解决加互锁 在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁 联锁 缺点 该线路不能实现直接正反转 复合联锁正反转控制线路 复合联锁正反转控制线路 6 行程开关控制的具有自动往返功能的可逆旋转电路 工作台 M 前进 后退 1 自动往返工作示意图 SQ3 SQ4行程开关起限位保护作用 2 自动往返控制线路图 定义 借助起动设备将电源电压适当降低后加到定子绕组上进行起动 待电动机转速升高到接近稳定时 再使电压恢复到额定值 使电动机在额定电压下进行 三相笼型异步电动机降压起动的方法 定子绕组串电阻或电抗器降压起动 自耦变压器降压起动 Y 降压起动 延边三角形起动等 2 减压启动 定子绕组串电阻或电抗器降压起动控制线路 电动机起动时在三相定子电路中串接电阻 使电动机定子绕组电压降低 减小起动电流 待电动机转速接近额定转速时 再将电阻短接 电动机仍然在额定电压下运行 自耦变压器 起动补偿器 降压起动 起动时 电动机的定子绕组通过自耦变压器接到三相电源上 属降压起动 当转速升高到一定程度后 自耦变压器被切除 电动机定子直接接在电源上 电动机进入正常运行 UN IS IS U 设自耦变压器变比K N1 N2 则电动机定子电压为直接起动时的1 K 定子电流 即自耦变压器副边电流 降为直接起动时的1 K 而自耦变压器原边电流则为直接起动时的1 K2 起动转矩降低为直接起动时的1 K2 自耦变压器降压起动控制线路 Y 降压起动控制线路 在正常运行时 电动机定子绕组是联成三角形的 起动时把它联接成星形 起动即将完毕时再恢复成三角形 Y 起动控制线路 2 2三相异步电动机的制动控制线路 一 制动1 定义 异步电动机的电磁转矩T与转速n的方向相反时 电磁转矩将成为电机旋转的阻力矩 电机处于这种状态 叫制动 2 目的 利用电磁转矩的制动作用使电机迅速停车 刹车 或者稳定工作在某些有特殊要求的状态 3 方法 机械制动和电气制动 电气制动 反接制动 能耗制动 回馈制动 机械制动 机械抱闸制动 液压装置制动 1 反接制动 工作原理 改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序 使定子绕组产生方向相反的旋转磁场 从而产生制动转矩 实现制动 制动过程 当想要停车时 首先将三相电源切换 然后当电动机转速接近零时 再将三相电源切除 特点 方法简单 无需直流电源 制动快 但制动过程冲击强烈 易损坏传动零件 能量消耗大 适用场合 用于10KW以下小容量电动机 控制线路图 判断哪个是串电阻降压起动的主电路 判断哪个是反接制动的主电路 按下SB1 KM1 KM3吸合 电机起动运转 延时时间一到 KM1 KM2吸合 但电机不转 工作原理 在三相电动机停车切断三相交流电源的同时 将一直流电源引入定子绕组 产生静止磁场 电动机转子由于惯性仍沿原方向转动 则转子在静止磁场中切割磁力线 产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩 实现对转子的制动 制动方法实质是把转子原来储存的机械能 转变成电能 又消耗在转子的制动上 所以称做能耗制动 2 能耗制动 特点 制动过程平稳 无冲击 但需专用的直流电源 适用场合 适用于电动机容量较大 要求制动平行稳与制动频繁的场合 控制线路 单相桥式整流能耗制动控制线路 注意 制动作用的强弱与通入直流电流的大小和电动机转速有关 在同样的转速下电流越大制动作用越强 一般取直流电流为电动机空载电流的3 4倍 过大会使定子过热 半波整流的能耗制动控制线路 反接制动的特点是制动效果显著 但在制动过程中有冲击 对传动部件有害 能量消耗较大 故用于不太经常起制动的设备 如铣床 镗床 中型车床主轴的制动 能耗制动具有制动准确 平稳 能量消耗小等优点 但制动力较弱 特别是在低速时尤为突出 另外它还需要直流电源 故适用于要求制动准确 平稳的场合 如磨床 龙门刨床等的主轴定位 反接制动与能耗制动比较 3 回馈制动 再生制动或发电制动 工作原理 当电动机转子轴上受外力作用 使转子的转速超过了旋转磁场的转速时 这时电磁转矩的方向与转子的运动方向相反 成为制动转矩 此时电动机将机械能转变为电能馈送电网 2 2电气控制线路的故障检测与分析 一 调查研究法电路出现故障 切忌盲目乱动 在检修前应对故障发生情况进行尽可能详细的调查 1 问 询问操作人员故障发生前后电路和设备的运行状况 发生时的迹象 如有无异响 冒烟 火花及异常振动 故障发生前有无频繁启动 制动 正反转 过载等现象 检测的方法 2 听 在电路和设备还能勉强运转而又不致扩大故障的前提下 可通电启动运行 倾听有无异响 如有应尽快判断出异响的部位后迅速停车 3 看 触头是否烧蚀 熔毁 线头是否松动 松脱 线圈是否发高热 烧焦 熔体是否熔断 脱扣器是否脱扣等 其他电气元件有无烧坏 发热 断线 导线连接螺钉是否松动 电动机的转速是否正常 4 摸 刚切断电源后 尽快触摸检查线圈 触头等容易发热的部分 看温升是否正常 二 逻辑分析法逻辑分析法主要在对整个电路工作原理熟悉的基础上 从故障现象出发 按电路工作原理逐级分析 划出故障的可疑范围 再配合其他方法找出故障发生的准确位置 三 欧姆表法 如右图 按下启动按钮SB2 接触器KM1不吸合 说明线路有故障 在查找故障点前首先把控制电路两端从控制电源上断开 万用表置于电阻挡 1 电阻分阶测量法 R12 R13 R14 R15 R16 0 R17 R线圈 1 正常时 2 当测量某标号时 电阻突然增大 说明表笔刚跨过的触头或连接线接触不良或断路 按下SB2不放 2 电阻分段测量法 按下SB2不放 2 若测得某两点间电阻很大 说明该触头接触不良或导线断路 3 注意事项 用电阻测量法检查故障时一定要断开电源 如被测的电路与其他电路并联 则必须将该电路与其他电路断开 否则所测得的电阻值是不准确的 测量高电阻值的电器元件时 把万用表的选择开关旋转至适合的电阻挡 四 试电笔检测法 试电笔检测断路故障的方法如右图 按下SB2 用试电笔依次测试1 2 3 4 5 6各点 测到哪点试电笔不亮 即表示该点为断路处 五 导线短接法 短接法用一根绝缘良好的导线 把所怀疑断路的部位短接 如短接过程中电路被接通 就说明该处断路 导线短接法检查故障时应注意问题 短接法是用手拿绝缘导线带电操作的 因此一定要注意安全 避免触电事故发生 短接法只适用于检查压降极小的导线和触点之间的断路故障 对于压降较大的电器 如电阻 线圈 绕组等断路故障 不能采用短接法 否则会出现短路故障 对于机床的某些要害部位 必须在保障电气设备或机械部位不会出现事故的情况下才能使用短接法 六 电压测量法 按下启动按钮SB2 万用表置于500V交流电压挡 1 电压分阶测量法把黑表笔作固定笔固定在某一相线端 以醒目的红表笔作移动笔 并触及控制电路中间位置任一触点的任意一端 1 电压分阶测量法 1 正常时 U12 U13 U14 U15 U16 0U17 380V 2 当测到某标号 1 6标号 时 电压突然增大 说明表笔刚跨过的触头或连接线接触不良或断路 2 电压分段测量法 1 正常时 U12 U23 U34 U45 U56 0U67 380V 2 若测得某两点间 标号1 6 电压为380V 说明该触头接触不良或导线断路 一 触头系统常见故障与排除 1 触头过热故障原因 触头压力不足 触头接触不良 电弧将触头表面烧坏 以上三种原因会使触头接触电阻增加 使触头过热 电器的常见故障及维修 2 触头发毛 故障现象 触头表面上形成许多凸出的小点 主要原因 触头分断时因温度很高的电弧有触头之间燃烧 使触头熔化 3 触头熔焊定义 电弧的高温将动 静触头焊在一起而不能分断的现象称为熔焊 4 触头磨损分类 电气磨损 机械磨损两种 电气磨损属于正常磨损 是因电弧高温使触头金属气化蒸发而造成的 机械磨损是由触头闭合时的撞击和触头表面的相对滑动摩擦造成的 1 衔铁振动噪声大故障原因是 短路环损坏 动 静铁心由于衔铁歪斜或端面有污垢而造成接触不良 活动部件卡阻而使衔铁不能完全吸合 二 电磁系统的故障及维修 2 线圈过热或烧毁产生故障原因 线圈匝间短路 动 静铁心端面变形或有污垢 闭合后有间隙 操作过于频繁 外加电压高于线圈额定电压 电流过大 产生热效应 严重时会烧毁线圈 2 3双速异步电动机的控制电路 1 调速的定义 指在电动机负载不变的情况下 人为地改变电动机的转速 2 调速的方法 变极调速 变转差率调速 变频调速 据s n1 n n1得 n 60f1 1 s p 改变定子绕组的磁极对数 变极调速 变极的原理 a b 变极调速的原理 改变半相绕组的电流方向 使磁极对数发生改变 从而使转变发生变化 变极的方法 Y YY YY Y YY YY 特点 设备简单 体积小 重量轻 但电动机绕组引出头较多 调速级数小 属于有级调速 只适用于笼型异步电动机 双速电动机控制电路 2 4电气控制系统图 一 定义 将电气控制系统中电气元件及其连接关系用一定的的图表示出来 这种图叫电气控制系统图 二 分类 2 电气原理图 1 定义 表示各电气元件或设备的基本组成和连接关系的一种电气图 2 绘制电气原理图的原则 原理图一般分主电路和辅助电路两部分 原理图中的电器元件要采用国家规定的统一标准符号 根据便于阅读的原则安排各元气件的位置 图中所有电器的触头都应按初始开闭状态画出 各元气件一般按动作顺序从上往下 从左到右依次排列 图中有直接电联系的交叉导线连接点要用黑圆点表示 机床电气原理图 3 电器元件布置图和电气安装接线图 电器布置图主要是用来表明电气设备上所有电器的实际位置 为生产机械电气控制设备的制造 安装和维修提供必要的资料