第1章 电气控制系统.ppt

第1章电气控制系统 1 1概述 发展历程 继电器接触器 50年代 80年代 顺序控制器 70年代 1 2常用低压电器 1 2 1低压电器的基本知识1 低压电器的分类按工作方式可分为手控电器和自控电器 按用途可分为低压控制电器和低压保护电器 按种类可分为刀开关 刀形转换开关 熔断器 低压断路器 接触器 继电器 主令电器和自动开关等 2 低压电器的基本结构与特点 感受部分 感受外界的信号 做出有规律的反应 由电磁系统组成 执行部分 根据指令进行电路的接通或切断 如 触点连同灭弧系统 基本结构 1 2 2电气的图形符号和文字符号 1 电气中的图形符号符号要素 一般符号 限定符号 组成 图形符号的几点问题如下所述 所有符号均应按无电压 无外力作用的正常状态 如按钮未按下 在图形符号中 某些设备元件有多个图形符号 在选用时 应该尽可能选用优选形 在能够表达其含义的情况下 尽可能采用简单形式 在同一图中使用时 应采用同一形式 图形符号的大小和线条的粗细应基本一致 为适应不同需求 可将图形符号根据需要放大和缩小 但各符号相互间的比例应该保持不变 图形符号绘制时方位不是强制的 在不改变符号本身含义的前提下 可将图形符号根据需要旋转或成镜像放置 图形符号中导线符号可以用不同宽度的线条表示 以突出和区分某些电路或连接线 一般常将电源或主信号线用加粗的实线表示 2 电气图中的文字符号电气图中的文字符号用于标明电气设备 装置和元器件的名称 功能状态和特征 1 基本文字符号 2 辅助文字符号 表示电气设备装置和元器件以及线路的功能 状态和特征 由英文单词前两个字母组成 如 DC DirectCurrent 代表直流IN Input 输入 辅助文字符号放在文字符号的后面组成双字母符号 单字母符号 如 R 电阻器 M 电动机 双字母符号 如 RP 电位器 MD 直流电动机 1 2 3电气图的分类与作用 电气图包括电气原理图 电气安装和接线图 1 电气原理图 图1 1三相鼠笼交流电动机单向运行电气原理图 主电路 左侧控制电路 右侧 原理图 刀开关 熔断器 接触器触点 热继电器 起动按钮 接触器常开触点 停止按钮 接触器线圈 2 电气安装图一般电气元件应放在电气控制柜中 图1 2所示为三相鼠笼异步电动机可逆运行控制线路安装图 图1 2三相鼠笼异步电动机单向运行控制线路安装图 在绘制电气安装图时应注意以下几点 1 按电气原理图的要求 应将动力 控制和信号电路分开布置 并各自安装在相应的位置 以便于操作和维护 2 电气控制柜中各元件之间 上 下 左 右之间的连线应保持一定的间距 并且应考虑器件的发热和散热因素 应便于布线 接线和检修 3 给出部分元器件型号和参数 4 图中的文字符号应与电气原理图和电气设备清单一致 1 2 4按钮及开关 1 按钮作用 改变控制系统工作状态 包括 按钮 刀开关 行程开关图1 3所示为按钮结构示意图及符号 图1 3按钮结构示意图及符号 动和触点 动断触点 2 刀开关又称为闸刀 用于接通或断开长期工作设备的电源 或小容量电动机做频繁启动 分类 根据极数 分为单级 双极和三极 刀开关结构及图形符号如图1 4所示 图1 4刀开关结构及图形符号 3 组合开关组合开关又称转换开关 用于非频繁接通断开电路组合开关的结构及图形符号如图1 5所示 图1 5组合开关结构图形及符号 4 自动开关 低压断路器 空气开关或空气断路器 频繁通断电路及其对电动机控制 本身具有过载 短路 欠压保护 自动开关的外形结构及符号如图1 6所示 图1 6自动开关外形结构及图形符号 选择开关时主要考虑 1 额定工作电压 2 电流 3 极数 4允许切断及线电流 5 行程开关 限位开关或位置开关 图1 7行程开关的外形及图形符号 主要用于检测工作机械的位置 发出命令以控制其运动方向和行程的长短 做程序控制 自动循环控制 定位 限位及终端保护 分类 1 按结构 直动式 滚动式 微动式 2 按工作速度 顺动式 慢动式 3 按复位方式 自动复位和非自动复位式 行程开关的选择 1 主要是根据机械位置对结构形式的要求 2 常开常闭触点3 电压种类4 额定电压5电流值 6 熔断器 图1 8熔断器的外形及图形符号 作用 短路保护 常用熔断器有插入式 管式 螺旋式和填料式 选择熔断器 1 熔断器种类 2 额定电压3 容体额定电流 1 2 5接触器 继电器 1 接触器作用 接通或断开交直流电路 分类 a 根据电流性质 直流和交流接触器 b 按灭弧介质 空气式 油浸式 真空式 应用最多的是空气式电磁接触器 图1 9接触器结构示意及图形符号 接触器 触点 线圈 主触点 3对 通断大电流 辅助触点 2对 通断小电流 接触器 电磁机构 将电能转换为机械能 通过电磁吸引力吸引衔铁带动触点动作 包括铁心 线圈 衔铁 弹簧 执行机构 当电流较大时 分断电流瞬间 触点容易产生电弧 造成触点损坏 一般加电弧罩灭弧 接触器选择 1 主触点的额定电压 2 辅助触点的额定电流 3 吸引线圈的电压等级 图1 10中间继电器的外形及图形符号 1 继电器 作用 控制信号动作 分类 电磁式继电器 中间继电器 电流继电器 电压继电器 时间继电器 热继电器 1 电磁继电器 继电器 电磁 触点 中间继电器作用是在电路中进行信号的传递与转换 实现多路控制 小功率控制信号转换大容量信号 图1 11时间继电器图形符号 2 时间继电器 一种按时间原则动作的继电器 时间由人设定 分类 通电延时继电器 线圈通电一段时间后 出点动作断电延时继电器 断电 图1 12热继电器结构示意图 图1 13热继电器的图形符号 热继电器一般有两个或3个发热元件 电阻丝 3 热继电器 作用 过载保护 根据两种热膨胀系数不一样的金属片压捍而成 两金属片伸缩率不同而受热弯曲不同 使触点动作 图1 14速度继电器图形符号 速度继电器主要由转子 定子和触点组成 一般速度继电器的动作转速为120r min 触点复位转速在100r min以下 4 速度继电器 用于笼型异步电动机的反接控制 1 3基本控制线路 1 3 1单向运动控制线路电动机拖动运动部件沿着一个方向运动 称为单向运动 图1 15单向运动控制线路 点动控制是指按下按钮时 电动机就得电运转 松开按钮时 电动机就失电停转 1 3 2多地控制线路 图1 17多地控制线路 为使操作人员可以在不同的地方进行启停操作 设计了多地控制线路 如图1 17 1 3 3双向 可逆 运动控制线路 双向控制及电动机既可以正转又可以反转 也就是改变电源相序 有两种方法 a倒顺开关改变相序 不频繁正反转的电动机 b利用接触器主触点改变相序 频繁 1 按钮互锁正 反转控制互锁 把常闭触点串联在对方线圈回路 在自身线圈得电的同时 常闭触点断开 阻止对方线圈得电 这种现象称为互锁 按钮互锁 按下按钮 切断对方接触器线圈支路 实现互锁 2 接触器互锁正 反转控制线路3 双重互锁正 反转控制线路 机械互锁 电器互锁 双重互锁 1 3 4顺序控制线路 1 同时启动 同时停止控制线路 图1 19同时启动同时停止控制线路 A图 2 顺序启动 同时停止的控制线路 图1 20顺序启动 同时停止的控制线路 M1启动后M2再起动 A图是通过KM1的自锁来制约KM2线圈得电 只有KM1动作之后 KM2才动作 1 图是通过 的常开触点实现互锁 来制约 线圈得电 自锁 互锁 3 同时启动 顺序停止的控制线路 图1 21同时启动 顺序停止的控制线路 闭合 线圈得电 自锁 得电 4 通电延时型时间继电器控制线路 图1 22通电延时型时间继电器控制线路 5 断电延时型时间继电器控制线路 图1 23断电延时型时间继电器控制线路 时间继电器线圈失电 延时T时间后 KT出点动作 KM断电 1 3 5行程开关控制线路 1 限位断电控制线路 图1 24限位断电控制线路 原理 运动部件碰到SQ SQ断开 KM线圈失电 电动机停止 2 限位通电控制线路 图1 25限位通电控制线路 原理 运动部件碰到SQ SQ闭合 KM线圈得电 电动机起动 3 自动往返循环控制线路自动往返循环控制线路如图1 26所示 图1 26行程开关自动往返循环控制线路 工作台在行程开关SQ1和SQ2之间自动往复运动 直到按下停止按钮SB1 1 4电动机启动控制 1 4 1定子串电阻启动控制线路1 4 2电动机的Y 启动控制线路1 4 3自耦变压器降压启动控制线路1 4 4三相交流绕线式异步电动机的启动控制 1 5三相鼠笼式异步电动机制动控