现代低压电器及其控制技术 PPT课件

1 2 3 4 3 触头分断时电弧产生及常用灭弧方法 2 触头的接触电阻及其减小方法 5 1 2熔断器 熔断器种类RC1A系列瓷插入式熔断器RL1系列瓷螺旋式熔断器RM10无填料封闭管式熔断器RT0系列有填料封闭管式熔断器熔断器的选择类型额定电压熔体额定电流电阻性负载IR I一台电动机IR 1 5 2 5 Ied多台电动机IR 1 5 2 5 Iemax ied符号FU 熔断器的主要技术参数有额定电压 额定电流 熔体额定电流和极限分断能力等 6 RC1A系列熔断器的基本数据如表1 1所示 表1 1RC1A系列瓷插式熔断器基本技术数据 7 1 3刀开关与自动开关 刀开关刀开关又称闸刀开关 主要类型 大电流刀开关负荷开关熔断器式刀开关符号QS 转换开关转换开关又称组合开关 8 1 4自动开关1 自动开关又称自动空气断路器2 类型 框架式自动开关塑料外壳式自动开关限流式自动开关等3 符号QF各类开关的选择 极数电流电压 9 1 5接触器 交流接触器CJ0 CJ10 CJ20系列采用直动式或螺管式电磁机构CJ12 CJ12B系列采用绕轴转动的拍合式电磁机构工作原理直流接触器CZ0系列主要技术参数及型号额定电压额定电流 指主触头 吸引线圈的额定电压 10 使用寿命额定操作频率 次 h 型号CJ10 20CZ0 100 10查阅电工手册 C 接触器J 交流10 设计序号20 额定电流Z 直流 接触器的选择类型额定电压额定电流 IC Pe 103 KUe 吸引线圈额定电压触头数目及种类 K取1 1 4 11 1 6继电器 继电器的组成检测机构中间机构执行机构继电器的分类电磁式 感应式 电动式 电子式 热继电器电流 电压 功率 速度 压力 温度继电器控制与保护继电器有触点和无触点继电器继电器与接触器的区别继电器 小电流电路和控制电路输入各种物理量接触器 大电流 大功率电路和主电路输入电压继电器和接触器都用于控制电路的通断 12 一 电磁式继电器1 电磁式电流继电器欠电流继电器线圈电流为30 65 继电器吸合 小于10 20 继电器释放过电流继电器线圈电流为110 400 交流继电器吸合过载或短路则吸合电流继电器的线圈串接于主电路2 电磁式电压继电器欠电压继电器线圈电压为40 70 继电器释放过电压继电器线圈电压为110 150 继电器吸合电压继电器的线圈并接于被测电路 13 3 电磁式中间继电器中间继电器实则上是电压继电器触头数量多容量大 5 10A 4 电磁式继电器的整定调整释放弹簧的松紧程度改变非磁性垫片的厚度5 电磁式继电器的型号及参数JT系列JL系列JZ系列参数见书 22 23页 6 电磁式继电器的选择种类触头数目容量7 符号KAKVK 14 二 时间继电器1 直流电磁式时间继电器铁心上加阻尼套 断电时线圈短接 精度低多用于断电延时时间短 小于5 5S 2 空气阻尼式时间继电器通电延时型断电延时型延时范围大结构简单寿命长价格低精度低常用型号JS7系列参数见26页 15 3 晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器也称半导体式时间继电器利用RC电路的时间常数来改变延时时间常用型号JSJJS13JS14JS15JS20 J 晶体管S 时间20 序号 多用于通电延时断电延时时间较短4 时间继电器的选用类型延时时间精度5 符号KT 16 三 热继电器热继电器用于过载保护过载电流太大或过载时间长则切断电源结构及工作原理1234常用型号JR0JR5JR10JR14JR15JR16等热继电器选用型号额定电流相数 符号FR 分为二相和三相 17 四 速度继电器速度继电器用于笼型电动机反接制动电路速度继电器的转轴与电动机转轴相联接常用型号YJ1JFZ0型动作速度 120r min复位速度 100r min工作原理符号KA 18 1 7主令电器 主令电器分类控制按纽LA系列符号SB行程开关12JW LX19 JLXK1系列符号SQ接近开关LJ1 LJ2 LXJ0系列万能转换开关LW5 LW6系列主令电器的选择触头对数工作电压工作电流等 19 第三章基本电气控制线路 电气控制 继电接触器控制方式电气控制线路 用导线按一定方式把接触器 继电器 按钮 行程开关等电器元件连接起来的线路 主要控制对象 电动机电气控制的特点 线路简单 设计 安装 调整 维修方便 价格低廉 运行可靠 电气控制的作用 电力拖动系统的起动 调速 反转 制动等控制 电力拖动系统的保护 20 第一节电气控制线路的绘制 电气控制线路的绘制必须采用统一规定的图形符号 文字符号和标准画法进行绘制一 常用电气图形符号 文字符号二 电气线路图安装图电器元件分布位置原理图根据电气控制线路的工作原理绘制电气线路原理图应遵循 1 采用统一规定的图形符号 文字符号 2 主电路用粗实线绘在左侧或上方 辅助电路用细实线绘在右侧或下方 按功能 动作顺序从左到右 从上到下布置 21 22 返回 23 3 同一元件的不同部分用同一符号 同类元件文字符号加下标或数字序号 4 所有电器的可动部分为自然状态 5 尽可能减少线条和避免线条交叉 层次分明安排合理运行可靠安装和维修方便三 阅读和分析控制线路图的方法逻辑代数法 通过对电路的逻辑表达式的运算来分析控制电路 查线读图法 通过具体对控制线路的剖析 学习阅读和分析电气线路的方法 了解生产工艺与执行电路的关系分析主电路读图和分析控制电路 24 25 第二节三相异步电动机的启动控制线路 一 鼠笼式异步电动机全压启动控制线路 1 单向长动控制线路能实现对电动机的起动 停止的自动控制 远距离控制 频繁操作等 主电路 QS 隔离开关 FU 熔断器 KM 接触器常开主触点 FR 热继电器热元件 M 电动机 控制线路 SB2 起动按钮 SB1 停止按钮 KM 接触器线圈和常开辅助触点 FR 热继电器常闭触头 26 控制线路工作原理起动电动机合上QS 按下SB2 KM线圈得电 KM常开主触头闭合电动机运转 同时KM常开辅助触头闭合保证电动机连续运转 KM常开辅助触头称为自锁触头停止电动机按下SB1 KM线圈失电 KM常开主触头断开电动机停转 同时KM常开辅助触头断开 保证KM线圈失电 电动机不会自行起动 线路保护环节FU 短路保护FR 过载保护KM 欠压和失压保护 a 防止电动机在重载情况下低压运行b 避免电动机同时起动而造成电压严重下降c 防止电源电压恢复时电动机突然运转 27 图a为最基本的点动控制线路按下SB 电动机起动运转 松开SB 电动机断电停转 线路保护环节 FU为断路保护 FR为过载保护图b为能实现点动与长动的控制线路按钮SB3为点动控制 按钮SB2为长动控制 它采用了一个中间继电器二个自锁触头 2 单向点动控制线路 28 二 三相鼠笼式异步电动机降压起动控制线路 三相鼠笼式异步电动机起动电流为额定电流的4 7倍 功率较大的电动机必须采用降压起动 鼠笼式异步电动机降压起动的方法 定子电路串电阻或电抗降压自耦变压器降压星形 三角形降压延边三角形降压1 串电阻或电抗降压起动控制线路设计思路 起动初在主电路中采用串联分压降压起动 当电动机转速接近额定转速则转为全压完成起动过程 典型线路手动控制运行方式自动控制运行方式 29 手动控制按下SB2 KM1线圈得电 KM1主触头闭合 辅助触头自锁 电动机降压起动 按下SB3 KM2线圈得电 KM2主触头闭合 辅助触头自锁 电动机全压运行 按下SB1 KM1 KM2线圈失电 电动机停止运行 FU断路保护 FR过载保护 KM欠压或失压保护 自动控制按下SB2 KM1线圈得电 KM1主触头闭合 辅助触头自锁 电动机降压起动 KT线圈得电经过延时常开延时触头闭合 KM2线圈得电 主触头闭合电动机全压运行 30 2 自耦变压器降压控制线路 设计思路起动初用自耦变压器调低电压降压起动 当电动机转速接近额定转速则转为全压完成起动过程 典型线路合上QS 按下SB2 KM1和KT线圈同时得电 KM1常开主触点 辅助触点闭合 常闭辅助触点分断 电动机降压起动 KT常开延时触点延时闭合 KA线圈得电 常闭触点分断 KM1线圈失电 常开触点复位 降压电源断开 KM1常闭触点复位 KM2线圈得电 KM2常开主触点闭合 电动机全压运行 KM1常闭触点称互锁触点 31 按下SB1 KM2线圈失电 电动机停止转动 FU 断路保护FR 过载保护KM 失压保护常用于容量较大 正常运行为星形接法的电动机3 Y 降压起动控制线路设计思路按时间原则首先Y型起动 当转速接近额定转速 转换成 型运行 220V 380V 典型线路 按下SB2 KM线圈得电 电动机接入电源 同时KMY线圈 KT线圈得电 KMY线圈得电 KMY主触头闭合 电动机星形起动 KMY辅助触头断开 保证KM 线圈不得电 KT线圈得电 常开延时触头闭合 常闭延时触头断开 KMY线圈失电 KMY触头复位 切断星形连接 使KM 线圈得电 电动机转为 形运行 按下SB1 电动机停转 32 4 降压起动控制线路设计思路按时间原则首先延边 型起动 当转速接近额定转速 转换成 型运行 优点 起动转矩大 典型线路 按下SB2 KM KT KMY线圈得电 电动机延边 起动 同时保证KM 线圈不能得电 KT常开延时触头闭合 常闭延时触头断开 KMY线圈失电 KMY触头复位 切断延边 连接 使KM 线圈得电 电动机转为 形运行 33 三 绕线式异步电动机起动控制线路 设计思路采用逐步改少转子串联电阻的方法 下断增加电动机转速最终进入正常运行 典型线路1 按时间原则组成的控制线路 按下SB2 KM线圈得电 主触头 辅助触头变位 电动机起动 同时KT1线圈得电 KT1常开触头延时闭合 KM1线圈得电 主触头 辅助触头变位 切除1RQ 同时KT2线圈得电 KT2常开触头延时闭合 KM2线圈得电 主触头 辅助触头变位 切除2RQ 同时KT3线圈得电 KT3常开触头延时闭合 KM3线圈得电 主触头 辅助触头变位 切除3RQ 这样电动机转速不断提高 最后达到额定值 起动过程全部完成 34 2 按电流原则组成的控制线路 按下SB2 KM线圈得电 主触点 辅助触点闭合 电动机起动 因起动电流很大 KA1 KA2 KA3都动作 常闭触点全部断开 KA4线圈得电 常开触点闭合 当电流慢慢变小 KA1释放 电流再变小 KA2释放 电流再变小 KA3再释放 起动过程结束转为正常运行 KA4在此起到了延时的作用 KA1 KA2 KA3为过电流继电器 KA4为中间继电器 36 第三节三相异步电动机的正反转控制线路 设计思路采用改变三相相序使电动机产生反转典型线路1 手动控制线路 A 正 停 反控制线路此电路为二个长动控制的组合 所不同处为增加了KM2 KM3的常闭辅助触点 实行互锁 使二个KM线圈不能同时得电 B 正 反 停控制线路此电路采用二个复合按钮实行联锁 先关后开进行转换 实际生产过程中使用的正 反 停控制线路增加了KM2 KM3的常闭辅助触点 实行互锁 使运行更可靠 37 2 自动控制线路采用行程开关实行自动往返控制典型线路 SQ1 SQ2行程开关按装在指定位置自动返回控制 图2 14 按下SB1 KM1线圈得电 电动机正转 刀架向前运动 当刀架运行至SQ2位置 压下SQ2 KM1失电 互锁触头复位 KM2则得电 电动机反转 刀架向后自动返回 当刀架运行至SQ1位置 压下SQ1 KM2失电 电动机停转 自动往返控制 图2 15 SQ3 SQ4限位开关 38 第四节三相异步电动机的制动控制线路 为保证工作设备的可靠性和人身安全 为实现快速 准确停车 强迫电动机停车 制动方法机械制动 电磁抱闸制动 电磁离合器制动电气制动 反接制动 能耗制动 回馈制动 一 电磁机械制动控制线路利用电磁制动闸紧紧抱住电动机同轴的制动轮 1 电磁抱闸制动a 断电电磁抱闸制动合上QS 按下SB2 KM1线圈得电 主触点 辅助触点闭合 制动松开 同时KM2线圈得电 电动机起动运行 按下SB1 KM1 KM2失电 电动机停止供电并被制动 39 b 通电电磁抱闸制动合上QS 按下SB2 KM1线圈得电 主触点 辅助触点变位 电动机起动运行 按下SB1 KM1线圈失电 电动机脱离电源 同时KM1常闭触点复位 KM2 KT线圈得电 电动机被制动 KT常闭延时触点延时断开 KM2 KT线圈失电 电磁制动闸松开 电磁抱闸制动的优点 制动力矩大 制动迅速 安全可靠 停车准确 缺点 制动愈快 冲击振动愈大 对机械设备不利 使用场合 升降型机械一般采用断电型 机床一般采用通电型 40 当按下SB2或SB3 电动机正向或反向起动运行 当按下SB1 SB1的常闭触点断开 将电动机脱离电源 SB1的常开触点闭合 使电磁离合器YC得电吸合 压紧磨擦片制动 松开SB1 YC失电释放 制动结束 2 电磁离合器制动线路 41 二 反接制动控制线路 设计思路利用电动机正反转控制方法 在电动机正常关闭时接通反转控制 当电动机转速接近零时 100r min 用速度继电器切断反转控制 典型线路 单向控制 可逆控制1 单向反接制动控制线路 按下SB2 KM1线圈得电 电动机起动运行 当转速达到一定值 KA常开触点闭合 为反接制动作准备 当按下SB1 KM1线圈失电 电动机脱离电源 此时电动机惯性旋转 KA仍闭合 当KM1常闭触点复位 KM2线圈得电 电动机进入反接制动状态 当转速接近零时 KA复位 KM2失电 制动结束 42 2 可逆反接制动控制线路 按下SB2 KM1线圈得电 电动机正向起动运行 KA Z变位 由于KM1先动作 故KM2不能得电 当按下SB1 KM1失电 触点复位 由于惯性旋转 KA仍闭合 故KM2线圈得电 电动机进入反接制动 当转速接近零时KA Z复位 制动结束 按下SB3 KM2线圈得电 电动机反向起动运行 KA F变位 由于KM2先动作 故KM1不能得电 当按下SB1 KM2失电 触点复位 由于惯性旋转 KA仍闭合 故KM1线圈得电 电动机进入反接制动 当转速接近零时KA F复位 制动结束 当转速达到 KA将变位 电动机短时得电 引起事故 43 可逆反接制动控制改进线路按下SB2 KM1线圈得电 电动机正向起动运行 KA Z变位 由于SB2 KM1互锁 故KM2不能得电 当按下SB1 KM1失电 触点复位 同时KA线圈得电 由于惯性旋转 KA Z仍闭合 故KM2线圈得电 电动机进入反接制动 当转速接近零时KA Z复位 KM2失电 KA失电 制动结束 按下SB3 KM2线圈得电 电动机反向起动运行 KA F变位 由于SB3 KM2互锁 故KM1不能得电 当按下SB1 KM2失电 触点复位 同时KA线圈得电 由于惯性旋转 KA F仍闭合 故KM1线圈得电 电动机进入反接制动 当转速接近零时KA F复位 KM1失电 KA失电 制动结束 44 串对称电阻可逆反接制动控制改进线路 按下SB2 KA1线圈得电 使KM1线圈得电 电动机正向起动 KA Z变位 KA3线圈得电 KM3得电电动机正向运行 由于SB2 KA1 KM1互锁 故KA2 KM2不能得电 当按下SB1 KA1 KM1失电 触点复位 使KM3线圈失电 由于惯性旋转 KA Z仍闭合 故KA3线圈仍得电 使KM2线圈得电 电动机进入反接制动 当转速接近零时KA Z复位 KA3失电 使KM2失电 制动结束 正向直接转为反向控制请自行分析 45 三 能耗制动控制线路 设计思路在电动机脱离三相交流电后 立刻加上直流电 利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩 达到制动目的 能耗制动应用广泛典型线路 时间继电器控制 速度继电器控制1 单向能耗制动控制线路 按下SB2 KM1线圈得电 电动机起动运行 KM1互锁 KM2不得电 转速提高KA闭合 为制动作准备 按下SB1 KM1线圈失电 电动机脱离电源 KM1常闭复位 此时KA仍闭合 KM2得电 转速下降 KA断开 制动结束 46 2 可逆运行能耗制动控制线路 按下SB2 SB3 KM1 KM2 线圈得电 电动机正向 反向 起动运行 KM1 KM2 互锁 KM2 KM1 不得电 按下SB1 KM1 KM2 线圈失电 电动机脱离电源 KM1 KM2 常闭复位 此时 KM3 KT线圈得电 电动机制动 KM3常闭触点断开 保证KM1 KM2 不得电 经过一定时间KT延时触点断开 KM3失电 使KT线圈失电 制动结束 47 第五节三相异步电动机调速控制线路 设计思想根据n 60f 1 s p 可以得出 电动机的调速方法 调速方法 变频调速变转差率调速变极调速 变极调速典型线路1 双速电动机调速控制线路双投开关Q合向低速 KM3得电 电动机接成三角形 低速运行 双投开关Q合向空档 电动机停止 双投开关Q合向高速 KT得电 常开瞬动触点闭合 KM3得电 电动机接成三角形 低速运行 KT常开延时触点延时闭合 常闭延时触点延时断开 KM3失电 KM2 KM1相继得电 电动机转成双星形 高速运行 48 考工使用电路2 三速异步电动机控制线路 自学 变转差率调速变频调速 自学 以后再学 49 第六节其它典型控制线路 一 多地点控制线路采用并联常开起动按钮 串联常闭关闭按钮 二 顺序起停控制线路采用把先起动的接触器常开触点 串联在后起动的接触器线圈电路中 三 步进控制线路采用程序依次步进的方式顺序控制 四 多台电动机同时起 停电路 50 第六章典型生产机械电气控制系统 电气控制系统是机械设备的重要组成部分 了解电气控制系统对机械设备的正确安装 调整 维护与使用是必不可少的 本章介召车床 磨床 铣床 铛床电气控制系统 笫一节普通车床电气控制系统 车削内外圆柱 圆锥 端面 加工螺纹 钻孔 扩孔 铰孔 滚花等 一 主要结构及运动特点 主要结构运动特点主运动 主轴旋转运动 进给运动 溜板带动刀架的直线运动 51 二 CA6140型普通车床控制电路分析 1 主电路电源开关QS KM1控制主电机 KM2控制冷却泵电机 KM3控制快速移动电机 FU1 FU2作断路保护 FR1 FR2 FR3作过载保护 2 控制电路控制电路通过控制变压器TC将380V降至110V 提高安全度 合上QS 控制电路经TC供电 按下SB1 主轴电机起动运转 按下SB2 主轴电机停止运转 接通SA1 冷却泵电机工作 断开SA1 冷却泵电机停止工作 主轴电机起动运转时 按住SB3 快速移动电机工作 照明电路 24V 用SA2控制 合上QS 6V 指示灯亮 52 笫二节磨床电气控制系统 一 主要结构及运动特点 主要结构运动特点主运动 砂轮的旋转运动 进给运动 工作台往复运动 纵向 立柱进给运动 横向 砂轮的垂直运动 上下 二 电力拖动及控制要求 见书78页 平面 外圆 内圆 无心磨床等提高精度和光洁度 53 三 M7120电气控制系统分析 1 主电路电源开关QS1 KM1控制液压泵电机M1 KM2控制砂轮电机M2 KM3 KM4控制砂轮升降电机M4 XS2控制冷却泵电机M3 FU1 FU4作断路保护 FR1 FR2 FR3作过载保护 2 控制电路控制电路采用380V供电 通过整流变压器T将380V降至110V 用桥式整流VC输出110V直流电压给电磁吸盘供电 用照明变压器TC给照明电压 36V 指示灯电压 6 3V 合上QS1 KA得电 按下SB2 M1运行 按下SB1 M1停止运行 按下SB4 M2运行 同时可开M3 按下SB3 M2 M3停止运行 按下SB5 SB6 M4运行 松开SB5 SB6 M4停止运行 按下SB8 SB9 电磁吸盘YH充 去磁 按下SB7 电磁吸盘YH失电 54 笫三节万能铣床电气控制系统 一 主要结构及运动特点 主要结构运动特点主运动 铣刀的旋转运动 进给运动 工作台的上下 升降台 左右 溜板 前后 工作台 以及快速进给 旋转 溜板 七种进给运动 二 电力拖动和控制要求 见书87页 卧式 立式 仿形 龙门铣床等加工平面 斜面 沟槽等 55 三 控制电路分析 56 1 主电路电源开关QS KM2 KM3 SA5控制主轴电机 KM4 KM5控制进给电机 KM6为快速进给 KM1控制冷却泵电机 FU1 FU2短路保护 FR1 FR2 FR3过载保护 KM3 正转 主轴正向起动 KM2 正转 主轴反接制动 KM3 反转 主轴反向起动 KM2 反转 主轴反接制动 KM3 停 主轴不转 为进给作准备 2 控制电路TC控制变压器提供控制电压 T照明变压器提供照明电压 1 主电机控制 按下SB1 SB2 KM3线圈得电 常开触点自锁 主轴电机M1起动运行 正 反转SA5控制 当转速达到一定转速 速度继电器KA 正 反转 闭合 为制动作准备 SQ7为变速冲动开关 变速通过拉 旋转 推完成 SQ7冲动开关在推拉过程中变位 达到短时通电 使齿轮啮合 变换速度推拉操作要快 避免KM2通电时间过长 57 按住SB3 SB4 由于惯性旋转KA仍闭合 KM2线圈得电 电动机反接制动 2 进给电机控制工作台横向 前 后 和升降 上 下 进给运动通过十字复式操作手柄 上 下 前 后和中间零位 选择操作SA1在断开位置SQ3 向下 向前SQ4 向上 向后工作台横向 前 后 和升降 上 下 进给运动具有终端限位 SQ3 SQ4 将操作手柄板到向前位置 压下SQ3 SA1 1 SQ1 2 SQ2 2 SA1 3闭合 KM4线圈得电 工作台向前进给运动 进给运动控制必须在KM3吸合的条件下进行 58 工作台纵向 左 右 进给运动通过纵向操作手柄 左 右 中间 选择操作位置SA1在断开位置SQ1 向右SQ2 向左工作台纵向 左 右 进给运动具有终端限位 SQ2 SQ1 将操作手柄板到向左位置 压下SQ2 SA1 1 SQ3 2 SQ4 2 SQ6 2闭合 KM5线圈得电 工作台向前进给运动 进给运动控制必须在KM3吸合的条件下进行 59 工作台的快速移动在十字复式或纵向操作手柄中选择进给方向 按下SB5 SB6 快速进给电磁铁YA吸合 通过机械机构实现快速进给 快速进给为点动控制 快速进给是在正常进给的条件下实现的 变速进给时的冲动由变速手柄与冲动开关SQ6通过机械联动实现变速时 将蘑菇形进给变速手柄向外拉一些 转动该手柄选择好进给速度 再将手柄向外一拉并立即推回原位 在拉到极限位置的瞬间 冲动开关SQ6变位 接触器KM4线圈短时得电 进给电动机M2瞬时转动 完成变速冲动 60 圆工作台回转运动SA1板到接通位置 全部操作手柄在中间位置 由于KM5 SA1 2 SQ2 2 SQ1 2 SQ3 2 SQ4 2 SQ6 2都闭合 KM4线圈得电 拖动工作台单向转动 进给运动控制必须在KM3吸合的条件下进行进给的联锁见书 91页 3 冷却泵电机控制转换开关SA3控制 4 照明电路变压器T将380V交流电压变为36V安全电压 SA4控制 61