电力拖动电路-船舶电气.ppt

努力努力目标一定能达到,第一节常用控制电器第二节三相异步电动机的基本保护环节第三节三相异步电动机的各种控制环节第四节三相异步电动机的典型控制电路第五节锚机、绞缆机电力拖动控制系统第六节起货机的运行特点和对电力控制的基本要求第七节自动操舵控制系统,第六章电力拖动控制电路及系统,第一节常用控制电器,本节介绍的控制电器主要有四种主令电器接触器继电器熔断器大纲要求：掌握控制电器的电路符号；常用控制电器的结构原理与功能。,一、主令电器,主令电器：主要切换单极或多极的控制线路，以发出命令或作程序控制的电器。1.按钮开关：主要用作接通或断开控制电路。,按钮颜色代表着功能红色“停止”红色蘑菇头“急停”绿色“启动”,用于非频繁地接通和分断电路，换接电源和负载，测量电路和小容量电动机的起动,2.组合开关,组合开关又称转换开关，由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。右图为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图。转换开关中的弹簧可使动、静触片快速断开，利于熄灭电弧。但转换开关的触片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，电流100A以下的电路中做电源开关。,2.组合开关,符号表示：1.图形符号：触点用小圆圈表示，虚线表示档位，在虚线上涂上黑点表示触点在对应的档位接通，没有黑点则表示断开。2.触头表表示：将触点与档位分别画在表格中的行和列，对应的格子内用“”表示触点在该档位接通，空白表示断开。,2.组合开关,用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。,形式:按钮式转臂式,3.行程开关,主令控制器：是一种多位置多回路的控制电器,用来频繁操作并要求有多种控制状态的场合。船上：起货机、锚机的操作控制。图形符号：1.触点用小圆圈表示，虚线表示档位，在虚线上涂上黑点表示触点在对应的档位接通，没有黑点则表示断开2.触头表表示：将触点与档位分别画在表格中的行和列，对应的格子内用“”表示触点在该档位接通，空白表示断开,4.主令控制器,4.主令控制器,二、熔断器,低压熔断器是低压配电系统中安全保护的电器，主要用于电网保护和用电设备保护。作用：电力拖动电路中作短路保护保护原理：利用通电的金属元件在一定的条件下发热熔化，从而分断电路的电器。组成：主要由熔体（熔芯、熔片、熔丝）、绝缘底座组成。熔体材料：具有熔点低、导电性能好、易于熔断、不易氧化。结构形式：开启式、半封闭式、封闭式。,(1)无填料封闭管式(插入式),组成：熔断体熔丝、动触片底座绝缘底座、接线端子、静触头,1.熔断器结构,(1)无填料封闭管式（插入式）,组成：熔断体熔体、刀形触头、绝缘管底座绝缘底板、接线端子、静触头,1.熔断器结构,(2)螺旋管式熔断器（有填料封闭管式熔断器）,组成：瓷帽、熔管、瓷套、瓷座熔管：瓷管、石英砂、熔体。,熔断指示器：熔体熔断时，指示器自动弹出，由玻璃窗口可看出。,1.熔断器结构,(3)管式快速熔断器（有填料封闭管式熔断器）,1.熔断器结构,接法：串接在被保护的电路之中。,保护特性：熔断时间和流过熔体电流的关系特点：反时限,2.熔断器选用,熔断器主要根据负载的情况和电路短路电流的大小来选择：对于容量较小的照明线路或容量较小的电动机保护，可选用半封闭式或无填料封闭式熔断器；对于短路电流相当大的电路或有易燃气体的地方，应选用有填料封闭式熔断器；对于晶闸管及硅元件的保护，应选用快速熔断器。熔断器熔体的额定电流的选择方式应设备的性质合理选择熔体。,2.熔断器选用,平稳电路（电阻电路）IFuN=I单台电动机直接起动电路IFuN=（1.52.5）IMN轻载、不频繁起动的电动机IFuN=（2.54）IMN重载、频繁起动的电动机IFuN=（36）IMN多台电动机直接起动电路IFuN=（1.52.5）IMN+IMN+余量6.配电变压器低压侧:IFuN=（1.51.2）I2N,额定电压：熔断器长期工作时和熔断后所能承受的电压；一般大于电气设备的额定电压。额定电流：熔断器长期通过的电流，各部件温升不超过极限允许温升所能承受的电流值。（熔体的额定电流决定于其最小熔断电流。一个额定电流等级的熔断器可以配若干个额定电流等级的熔体。）额定分断能力：能可靠分断的最大短路电流。,3.熔断器主要技术参数,熔断器是在一般的过载电流下熔断还是在短路电流时熔断，通常不易区分，而只能凭经验判断，凡熔断器熔断时，响声不大，熔体只在一两处熔断，管子的内壁没有烧焦现象，也没有大量的熔体蒸汽附着在管壁，这是在一般的过载电流下熔断的。凡熔断器熔断时的响声特别大，有时看见两端有火光，管内熔体断成许多小段，管子的内壁有大量的熔体蒸汽附着，有时管壁有烧焦现象，这样就可能是在短路电流时熔断的。,区分过载与短路现象：,(1)根据各种电器设备用电情况（电压等级、电流等级、负载变化情况等)，在更换熔体时，应按规定换上相同型号、材料、尺寸、电流等级的熔体。(2)按线路电压等级选用相应电压等级的熔断器，通常熔断器额定电压不应低于线路额定电压。(3)根据配电系统中可能出现的最大短路电流，选择具有相应分断能力的熔断器。,4.熔断器的使用应注意问题,(4)在电路中，各级熔断器应相应配合，通常要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大23倍，以免发生越级动作而扩大停电范围。(5)不能随便改变熔断器的工作方式，在熔体熔断后，应根据熔断管端头上所标明的规格，换上相应的新熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两端，装入熔断器内继续使用。,4.熔断器的使用应注意问题,(6)作为电动机保护的熔断器，应按要求选择熔丝，而熔断器只能作电动机主回路的短路保护，不能作过载保护。(7)在下列线路中，不允许接入熔断器接地线路中。三相四线制的中性线路中。直流电动机的励磁回路中,4.熔断器的使用应注意问题,三、接触器,功用：频繁地远距离接通和切断大电流电路特点：具有控制容量大、可远距离操作、能实现连锁控制，有失压及欠压保护分类：交流、直流控制对象：电动机等电力负载,接触器组成：触头系统、灭弧装置、电磁机构、释放弹簧及底座,三、接触器,外形图,示意图,接触器结构图,U,接触器的应用,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。,电磁机构,电磁机构：带有铁芯的线圈通电后对铁磁物质产生吸力，把电能转化为机械能的机构。,工作原理：线圈1通电后,铁芯被磁化，静铁芯2产生电磁力，当电磁力大于反力弹簧4的反力，衔铁3向静铁芯移动直至接触。（闭合状态）,电磁机构的结构形式,交流电磁吸力：F2由于磁通是交变的所以交流电磁吸力也是交变的其公式是：F=m2/(40S)m2/(40S)cos2t,交流电磁机构分磁环的作用,吸力变化，最小值为零，每周内出现两次反力大于吸力情况,现象产生振动与电磁噪声,分磁环的作用,加上短路环后，铁心端面上的磁通被分成了有一定相位差的两部分，则它们所产生的电磁吸力间也有一定相位差，二者合成后的电磁吸力便不可能为零了。如果在电磁机构的吸引线圈通电期间，二者合成后的电磁吸力在任一时刻都始终大于反力，便不会产生剧烈的振动和噪声了。,为解决问题，在电磁机构的铁心端面上嵌装一个铜环，此环称为分磁环或短路环。,直流电磁机构：线圈没有骨架铁芯瘦高形，线圈瘦长铁芯由软钢或纯铁制成没有分磁环,交、直流电磁机构的区别,交流电磁机构：线圈有骨架铁芯矮胖形，线圈短粗状铁芯由钢片叠成有分磁环,并联：线圈跨接于电源两端（电压线圈）特点：匝数多，线径细，电流小而匝间电压较高串联：线圈串接于电路中（电流线圈）特点：匝数少，线径粗。,电磁线圈的接线,描述电磁机构在工作过程中吸力与反力随工作气隙变化规律的曲线,电磁机构的特性,1、直流电磁吸力F21/22、交流电磁吸力F2,吸力特性：电磁吸力F与工作气隙的关系曲线,电磁机构吸力特性,对于直流电磁机构：由于其安匝数为恒值，是属“恒磁势”系统，它的电磁吸力与气隙的平方成反比。F21/2励磁安匝大者，吸力特性向上移。,电磁机构吸力特性,对于交流电磁机构：对于并联线圈：UE4.44fmW当外加电压一定时，其磁通的幅值m一定，电磁吸力基本上与气隙无关，F2属“恒磁链”系统。但线圈电流与气隙成正比,由于,m一定，磁阻Rm与气隙成正比，则电流与气隙成正比,1、交流电磁机构的铁心与衔铁接触不良甚至卡住时，将会出现什么后果？为什么?2、为什么有时将频繁操作的交流电磁机构改换成直流电磁机构?3、直流电磁机构动作后，往往在其线圈回路中串入一个电阻，主要是起什么作用？,触头系统：,触头系统组成：主触头-用于主电路、大电流辅助触头-用于控制电路、小电流,触头形式：单断口指式：（大容量）双断口桥式：（小容量）,触头系统：,双断口桥式：（小容量）,单断口指式：（大容量）,灭弧装置：,灭弧装置：1、电动力熄弧2、磁吹熄弧3、灭弧罩灭弧4、栅片灭弧：,电动力熄弧,（1）额定工作电压：（2）额定工作电流：（3）动作值：吸合值:在85-110%额定电压内可靠吸合;释放值:不大于10-75%额定电压。（4）操作频率：（5）工作制：（6）接通与分断能力,接触器的主要技术参数：,简单的接触器控制,闸刀起隔离作用,起动按钮,特点：小电流控制大电流,动合主触头,动铁芯,线圈,A,B,C,KM,FU,QS,B,C,KM,SB,点动控制线路,动作过程,控制电路,主电路,简单的接触器控制,A,B,C,M3,闸刀起隔离作用,自保持,停止按钮,起动按钮,特点：小电流控制大电流,二、电动机连续运行,注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。,四、继电器,种类：电磁式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、电动式等。常用的以电磁式为主，,继电器是根据电量(如电流、电压)或非电量(如时间、压力、温度、转速、液位等）的变化而能断控制线路的电器，常用于信号传递和扩展控制。,1.电磁式继电器原理与接触器同，根据线圈不同可以做成电压、电流、中间、时间继电器，所以也称为通用继电器。,接触器触头有主触头与辅触头之分，主触头控制大电流，辅助触头用于控制电路，触头数量较少。有灭弧装置灵敏度较低,电磁式继电器与接触器的区别,继电器触头没有主触头与辅触头之分，触头数量相对较多。没有灭弧装置灵敏度较高,电磁式继电器的结构,（1）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,电压继电器：线圈与控制电路并联，线圈匝数多而细。主要用于欠电压或过电压保护,（2）电压继电器和电流继电器,电流继电器：线圈与控制电路串联，线圈匝数粗而少。主要用于欠电流过电流保护,结构特点：磁路上套着一个铜套或铝套延时原理：磁通变化，铜套中产生涡流，阻尼运用场合：直流电路；断电延时,(3)电磁式时间继电器,衔铁,阻尼铜套,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.,原理,2.时间继电器,作用：在电路中起控制动作时间作用的继电器,有通电延时和断电延时之分,1.通电延时闭合，断电瞬时断开的常开触头。,2.通电瞬时闭合，断电延时断开的常开触头。,3.通电延时断开，断电瞬时闭合的常闭触头。,4.通电瞬时断开，断电延时闭合的常闭触头。,时间继电器类型：,钟表式,空气式,电子式,阻容式数字式,。,时间继电器类型,(2)气囊式时间继电器,外形图,结构图,原理图,组成：电磁机构气囊触头系统延时时间调节：可以通过节流孔上的螺钉进行,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)空气式时间继电器,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0.460s和0.4180s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。,(2)电子式时间继电器,利用RC电路的充电来实现延时动作,电路组成：电源、RC充放电回路、单结晶体管触发电路和执行继电器。,3.热继电器,热继电器外形图,工作特性：I=f(t)具有反时限整定电流：等于或略大于电动机的额定电流,(a)外形,(b)结构,发热元件,热继电器,结构：,I,常闭触头,热继电器的符号,串联在主电路中,串联在控制电路中,由于熔断器熔体的熔断电流大于其额定电流，而在电动机的控制电路中，所选熔体的额定电流又远大于电动机的额定电流。因此：熔断器通常只能作短路保护，不能用作过载保护。因为熔断器的过流保护特性与电动机所需要的过载保护特性不一定匹配，所以一般也不能做电动机的过载保护。电动机的过载保护电器是热继电器。由于发热元件通过较大电流，或短路电流时，热继电器不会立即动作，因此，热继电器只能过载保护，而不能作短路保护。,热继电器与熔断器功能区别,热继电器注意事项,注意：1.热继电器只用作过载保护或缺相保护，不能用作短路保护。2.热继电器动作后须经过冷却后，按动复位按钮才能复位。作用：在电力拖动电路中起过载保护接线方法：加热元件与被保护电路相串联，触头与控制电路相串联工作特性：I=f(t)具有反时限整定电流：等于或略大于电动机的额定电流,4.速度继电器,速度继电器是传递转速信号的继电器,5.电磁制动器：,电磁制动器是把电磁力转变为机械制动力矩，从而使电动机断电后迅速停转的一种电器。(1)圆盘式电磁制动器结构与工作原理,锚机的基本组成,总案,锚绞机,电动机,主令控制器,控制箱,（通电状态）（断电状态）1-弹簧;2-摩擦片;3-端盖;4-动片;5-调节螺丝;6-电磁铁圆盘;7-电动机壳;8-线圈;9-轴;10-吊环（测量孔）,圆盘式电磁制动器结构图,(2)抱闸式电磁制动器,断路器在电力系统正常运行时作为接通和断开主电路的开关，在非正常运行时可用来保护主电路。所以它既是一种开关电器，又是一种保护电器。万能式断路器主要作为发电机主开关装置式断路器主要作为负载开关,五、断路器,万能式断路器外形,装置式断路器外形,装置式断路器,组成：触头系统（包括熄弧）、操作机构、保护装置,自动空气断路器（自动开关）,工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。,锁钩,主触点手动闭合,衔铁释放,连杆装置,释放弹簧,断路器,具有过电流脱扣、失压脱扣、和分励脱扣的断路器原理,答案:D,2某组合开关的触点状态表如下，现要选触点对来控制一电灯如图，使当旋钮柄位于中间位置时，灯灭；而位于左或右位置时，灯均亮。应如何做_。A将1-2触点串入电灯回路即可B将3-4触点、5-6触点串联后再串入电灯回路即可C将3-4触点、7-8触点串联后再串入电灯回路即可D将1-2触点、7-8触点并联后再串入电灯回路即可,答案:D,3关于组合（转换）开关的下列说法正确的是_。A常常仅设有一对触点B只有动触点，无静触点C常常设有多对触点，不同触点对的状态总是一致D常常设有多对触点，一对触点是由一动触点和一静触点构成,12下列哪种时间继电器触点在其线圈通电后立即闭合，断电后延时断开_。,答案:B,答案:B,13.某控制线路中有一正常工作着的线圈额定电压为380V的交流接触器，由于某种原因电路的电压由原来的380V降至350V，其他正常，则_。A接触器不能吸合，但能释放衔铁B接触器仍能正常吸合和释放衔铁C接触器烧毁D接触器不能吸合，也不能释放衔铁,14下列哪种时间继电器触点在其线圈通电后立即断开，断电后延时闭合_。,答案:D,答案:D,19双金属片热继电器在电动机控制线路中的作用_。A短路保护B零位保护C失压保护D过载保护和缺相保护,24下列不属于恒磁通的电器_。A交流电压继电器B交流接触器C交流电流继电器D电磁式继电器,答案:C,答案:D,25对于直流接触器，下面说法错误的_。A直流接触器的铁芯可以是整块铁制成的B直流接触器属恒磁势电器C直流接触器的线圈在衔铁吸合后串入经济电阻以减少损耗D若不串经济电阻，直流接触器衔铁吸合后磁通较衔铁吸合前小,26对于电磁式继电器下列说法错误的_。A交流电压继电器衔铁吸合前后吸力基本不变B直流继电器为恒磁势电器C若不串经济电阻，直流继电器衔铁吸合后的电磁吸力远大于吸合前的电磁吸力D若不串经济电阻，直流电器衔铁吸合后的电磁吸力远小于吸合前的电磁吸力,答案:D,答案:A,27对于接触器来说,下面说法错误的_。A凡交流接触器均属恒磁通元件B交流接触器衔铁吸合前后磁通基本不变C凡直流接触器均属恒磁势元件D直流接触器衔铁吸合前后线圈中电流是一样的,30空气压缩机的自动起停控制线路中不可缺少_以实现在设定的高压时_，而在设定的低压时_。A压力继电器/停止/停止B压力继电器/停止/起动C热继电器/停止/起动D热继电器/停止/起动,答案:B,答案:A,31交、直流接触器因故障吸合不上，如果时间长了对其的影响_。A交流接触器的线圈和铁芯发热，严重时烧坏，而直流接触器则无此现象B直流接触器的线圈和铁芯发热，严重时烧坏，而交流接触器则无此现象C两者线圈和铁芯都严重发热D无不正常的影响,32直流电器的铁芯不用相互绝缘的硅钢片叠压而成，也不在其端部装短路环的原因_。A直流电器的电压低B直流电器的电流小C直流电器的磁通小D线圈工作时没有感应生电动势，铁芯中的磁通为恒定值无涡流,答案:D,答案:D,34船舶消防通道旁装有多个可打破玻璃的消防报警器。在未打碎玻璃时，它们的触点状态_。A串联断开B串联闭合C并联闭合D并联断开,37下列电器中，属于恒磁势电器的_。A交流接触器B交流电压中间继电器C交流电流继电器D热继电器,答案:C,答案:D,39交流接触器通电后，产生剧烈震动的原因之一是_。A经济电阻烧毁B电源电压过高C线圈导线太细，电阻太大D短路环断裂,40线圈额定电压为220V的交流接触器如错接到220V直流电源上时，则_。A接触器不能吸合B仍能正常工作C线圈烧毁D工作时铁芯颤动,答案:C,答案:A,41下列电器的铁芯端面上设有短路铜套的是_。A交流电压继电器B直流电流继电器C直流电压继电器D直流时间继电器,42由于衔铁机械卡住不能吸合而造成线圈发热而损坏的电器是_。A交流接触器B直流接触器C交流电流继电器D直流电流继电器,答案:A,答案:B,43具有电压线圈的直流接触器属于_。A恒磁通电器B恒磁势电器C可变磁势电器D视型号确定,46对于直流接触器，下面说法正确的_。A不串经济电阻，衔铁吸合前后磁通变化很大B为减小损耗铁芯须用硅钢片叠加而成C为稳定电磁吸力，铁芯端面要有短路铜环D由于线圈电流一定，衔铁吸合前后磁通基本不变,答案:A,第二节三相异步电动机的各种控制线路,控制电线的组成：电器控制元件依一定规律用导线连接组合起来即为控制线路控制线路图（电气图）：用规定的图形符号和文字来表示电机和电器元件之间相互关系及其连接的图图形符号和文字符号：符合GB4728-84、85和GB7159-87的标准。,一、电气控制系统图和安装接线图(一)电气元件的图形符号和文字符号,控制线路图的分类1.原理图用来说明电气控制系统工作原理，详细表示电路设备或全套装置的全部组成和电气连接。不考虑实际位置；分析原理用。2.接线图：用来表明电气控制系统中各元件的实际安装和接线情况。既表明各电气元件在电路上的联系，又表明各元件相互间位置的图形。施工、检修用。3.端子功能图：完成某一功能的单元全部外接端子，而单元和内部用框图、表图或文字说明的一种简图。用来表明元器件间电气上相互连接的关系。,(二)电气线路图,电气线路图,1、原理图,2、接线图：,3、端子功能图：,实际使用中，上述三种图是相互配合起来使用的,电气线路图,电气线路图可以分成主电路和辅助电路（控制电路）主电路：能量流通回路。它进行能量转换，电流大。图中常用粗实线表示。辅助电路（控制电路）：信息流通回路。它实施对系统的控制、警示、保护，电流较小。图中常用细实线表示。,（1）图形符号（用图样或其它文件来表示一个设备或概念的图形、标记或字符）它是构成电气图的基本单元,前述的各种元件的电气符号就是例子。,(三)图形符号、文字符号,（2）文字符号：用来表示电气设备、装置和元器件的名称、功能和特征的代号基本文字符号：单字母：“K”代表接触器（继电器）“R”代表电阻器。双字母：“FU”代表熔断器“KM”代表接触器。辅助文字符号：常加于基本文字符号之后，进一步表示电气设备装置和元器件的功能、特征及状态。（“RD”“ON”）,1.原理图绘制绘制原理图的出发点是便于阅读，下面列出绘制原理图的几项原则：(1)所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图形符号和文字符号来表示。(2)原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。主电路用粗线条画出。辅助电路一般用细线条画出。交叉导线成直角，过长的连线用中断线表示。在各导线间有电联系时，必须在相连导线的交点处画一个圆点。,(四)绘图原则和读图方法,(3)在原理图中，同一电器的不同部分(如线圈、触点)分散在图内不同的部位，规定使用同一文字符号标明。对于几个同类电器则用不同数字同一文字的符号表示。(4)在原理图中所有的触点均表示各种电器在没有通电或没有外力作用时的状态（称正常状态），如对于接触器是指其线圈未加电压，而对于按钮、行程开关等是指其未被压合。,(四)绘图原则和读图方法,1.原理图绘制,(5)为安装和维修方便，电机和电器的各接线端都要用数字编号。主电路的接线端子用字母后面附加一位或两位数字，如X11、X22、X33，等。辅助电路的接线端子只用数字编号，常采用单数或双数区分两根电源的极性。(6)同等重要的并联电路应依主电路对称的分布，功能上相关的项目应靠近绘制，以使关系表达清晰。,(四)绘图原则和读图方法,1.原理图绘制,绘制安装接线图的几项原则：(1)安装接线图应表示出各电器的实际位置，同一电器的各元件要画在一起。(2)要表示出各电机、电器之间的电气连接，凡是导线走向相同的可以合并画成单线。(3)安装接线图中元件的图形和文字符号以及端子的编号应与原理图一致。(4)安装接线图上应标明导线的走线管的型号、规格。在复杂的系统中，某些电气连接可以用去向号来代替线条。,(四)绘图原则和读图方法,2.安装接线图绘制,为满足安装接线等方面的实际要求，接线图通常应表示出项目的相对位置、项目代号、端子号、接线号、导线类型、导线截面、屏蔽、导线绞合等内容。项目的表示方法一般采用简化外形符号（正方形、长方形），简单元器件用一般符号表示（C、R）。简化外形图用细实线或点画线绘制，有接线的一端须用细实线绘制。端子的表示方法一般用图形符号和端子代号表示，端子排或不画端子符，用端子代号表示.,(四)绘图原则和读图方法,绘图原则和读图方法,绘图原则和读图方法,导线的表示方法:连续线、中断线、单线表示。,绘图原则和读图方法,3.读图的基本方法步骤（1）首先弄清电力拖动的基本任务，各部分的功能及对控制系统的技术要求（2）分清主、辅电路，明确其基本构成，弄清图形、文字符号意义（3）分析电路，弄清基本环节及其相互连接关系及工作顺序（4）分析特殊环节（5）主、辅电路联系起来读（6）如有可能将线路图与实际系统对照,(四)绘图原则和读图方法,鼠笼式电动机直接起动的控制线路,(a)结构图,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,(b)原理图,A,B,C,KM,FU,QS,B,C,KM,SB,二、电动机点动控制线路,动作过程,控制电路,主电路,用途与功能：试车、调整时用；按动按钮电机运行，松开按钮电机停车。原理分析：线圈有电，触头改变状态；线圈失电触头恢复原状。起、停和运行都需操作者参与。保护措施：主、控制电路短路保护。,动控制线路：点一下，动一下。,三、电动机连续运行,注意：接触器线圈电压380V时，采用此种接线方式。,用途与功能：远距离控制和保护异步电动机。原理分析：起、停需操作者参与，运行时则不需要参与。保护措施：失欠压、过载、短路保护。（注意：自锁触头的2个作用）,连续控制线路,连续线路,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,既能长期工作又能点动的控制电路,按下起动按钮SB3，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转，实现点动。,按下按钮SB2，电动机连续运行。,复合按钮,四、多地点控制线路,用途与功能：在两个或以上对同一台异步电动机进行连续（起动、停止）控制。注意：控制线路的画法。接线要点：起动按钮并联；停止按钮串联。,控制线路,主电路,两个地点（用两个颜色表示）,例如：画出甲、乙两地同时控制一台电机的控制线路。,方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联,举例,五、电动机的行程控制,自动往返运动：,1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回,行程控制：,控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。,STa,STb,1,2,按SBF时,(其常闭断开，常开闭合),KMF断电,KMR通电,行程开关,自动往返运动：,挡块,六、电机的正反转控制,正转,反转,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,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,正反转互锁控制,反转的实现：改变相序，任意两线对调。由两个接触器实现。互锁的含义：就是互相“锁住”对方，不让对方同时处于工作状态。一方处于工作时，另一方就被“锁住”不能再处于工作状态，除非处于工作状态的一方停止工作。互锁目的：避免同时工作，避免短路。互锁形式：电气、机械和多重互锁。,电气互锁,电气互锁,方法：将接触器的常闭辅触头串接到被互锁的另一个接触器的线圈回路中。特点：直接按下反转按钮不能进入反转，但相对较可靠。,因为：接触器通断时，主触头若被电弧烧粘住，则其常闭辅触头不能闭合，即使按下另外一个接触器控制按钮也不能使其通电工作相对较可靠。,电机的正反转控制加电气互锁,互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。,KMF,SB1,KMF,SBF,FR,KMR,KMR,M3,A,B,C,KMF,FU,QS,FR,机械互锁,机械互锁,方法：将按钮的常闭辅触头串接到被互锁的另一个接触器的线圈回路中。特点：可直接按下按钮进入反转，但相对较不可靠。因为：接触器通断时，主触头若被电弧烧粘住，虽然故障接触器线圈不通电，但却仍使主电路接通。若另一接触器线圈通电工作，则造成短路。,另一种互锁,多重互锁（电气、机械）,多重互锁,电气互锁较可靠，但不能直接反向起动（需先停车后才能反向起动）；机械互锁虽能直接反向起动，但却不太可靠，因此将电气互锁和机械互锁组合在一起则成为多重互锁。特点：既可直接反向，又较可靠（主触头粘连时也能起到互锁作用）。,KMF,SB1,KMF,SBF,FR,KMR,KMR,KMR,KMF,电机的正反转控制双重互锁,KMR,M3,A,B,C,KMF,FU,QS,FR,七、电动机的联锁控制,联锁控制：即按顺序起动或停止的控制联合控制。用途：许多设备要求机油泵电机必须先起动，后停止。,联锁控制要点：先起动接触器的常开触头与后起动接触器线圈串联。,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。,3.电机的顺序控制,.,.,.,.,控制要求：1.M1起动后，M2才能起动2.M2停车后M1才能停车,顺序控制举例,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,控制要求：1.M1起动后，M2才能起动2.停车可以单独停车,控制电路,八、电动机双位控制电路,应用场合：控制量允许在一个范围（高低限）内变化的场合。控制元件：高低压压力继电器组合而成的元件。高压时KP（H）断开，低压时KP（L）闭合。实质：自动时就是利用压力继电器代替按钮的多地点控制线路。手动时则是连续控制线路。,电动机保护的类型：,第三节电动机的基本保护环节,一、短路保护,措施：设自动空气断路或加熔断器。自动空气断路器有控制与保护功能控制通、断,保护短路（电磁脱扣）过载（热脱扣）,二、过载保护,措施：设自动空气断路或加过载继电器。过载继电器主要有热继电器和过流继电器,热继电器动作后需冷却时间，不能立即复位。,二、过载保护,过流继电器,A,B,C,KM,FU,QS,主电路,三、失（欠）压保护,方法：采用继电器、接触器控制,接触器零压继电器,三、失（欠）压保护,四、缺相保护,措施：加热继电器(三相式),利用单相运行时,电流过大,使热继电器动作,断开控制电路.,第四节电动机的典型控制电路,一、三相异步电动机正反转控制电路,电气互锁正反转电路,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“互锁”。,“互锁”触点,利用接触器的触点实现互锁控制称电气互锁。,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互锁,鼠笼式电动机正反转的控制线路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,二、海（淡）水柜水位自动控制,二、海（淡）水柜水位自动控制,二、海（淡）水柜水位自动控制,水柜水位控制-水位的高低用气压表示水位高-水柜内气压高，水位低-水柜内气压低,分析水位自动控制图应从下面四方面着手：1）水位低于低水位2）水位高于低水位，但低于高水位3）水位高于主水位4）水位低于高水位，但高于低水位,二、海（淡）水柜水位自动控制,1）水位低于低水位,压力开关状态KPH闭合，KPL闭合,电动机状态电动机运行,流程图：,水位低于低水位时KPH闭合，KPL闭合KM有电KM主触头闭合电动机运行KM辅助触头闭合自保,二、海（淡）水柜水位自动控制,2）水位高于低水位，但低于高水位,压力开关状态KPH闭合，KPL断开,电动机状态电动机运行,流程图：,水位高于低水位，但低于高水位时KPL断开，KPH闭合由于自保，KM仍有电KM主触头仍闭合电动机运行,二、海（淡）水柜水位自动控制,3）水位高于高水位,压力开关状态KPH断开，KPL断开,电动机状态电动机停止,流程图：,水位高于高水位时KPL断开，KPH断开KM断电KM主触头断开电动机停止运行,二、海（淡）水柜水位自动控制,4）水位低于高水位，但高于低水位,压力开关状态KPH闭合，KPL断开,电动机状态电动机停止,流程图：,水位低于高水位，但高于低水位时KPL断开，KPH闭合由于自保已经断开，KM仍就断电电动机不运行,二、海（淡）水柜水位自动控制,5）水位低于低水位,压力开关状态KPH闭合，KPL闭合,电动机状态电动机运行,流程图：,水位低于低水位时KPH闭合，KPL闭合KM有电KM主触头闭合电动机运行KM辅助触头闭合自保,二、海（淡）水柜水位自动控制2,三、空压机自动控制,总体说明：,自动化船舶上空压机主要用于压缩空气，压缩空气主要用于主机起动、杂用空气。一般有二台（主、备用），可以一台供气，也可以二台同时供气（一般在一台供气不够时）。自动控制压力：主用机为2.53.0MPa，备用机为2.32.8MPa。二台空压机控制箱共用一只压力继电器，目的是为了保证可靠供气。空压机操作方式有手动和自动，手动操作是根据需要操作；自动操作是根据压力自动操作。操作地有遥控（集控制室）和就地（机旁）,三、空压机自动控制,工作原理：,气压双位控制-高压停，低压起动。（由SP压力继电器完成）冷却水压控制-防止断水（由WP水压继电器完成）两地控制：停串，起并手动自动控制（由转换开关Q完成）延时目的放气，确保轻载起动电磁阀功能：YV1冷却水，YV2进气，YV3排气保护：短路、过载、欠压、缺相、水压,（油压,高温）,三、空压机自动控制线路2,四、三相异步电动机Y-换接起动控制,特点:适合工作、轻载起动的电机。起动电流和起动力矩为的1/3。,四、三相异步电动机Y-换接起动控制,工作原理：,Y运行由1KM和3KM控制并与2KM互锁延时继电器KT控制起动时间运行由1KM和2KM控制并与3KM互锁Y-之间互锁由2KM和3KM常闭触头完成保护:短路、过载、欠压和互锁,四、三相异步电动机Y-换接起动控制2,五、机组自动切换控制,总体说明：,船舶上重要泵，如为主机服务的燃油泵、滑油泵等，为控制方便和工作可靠均设置两套机组，机组可以在机旁控制，也可以在集控室遥控。当运行泵系统出现故障时能实现机组自动切换。机组在下列情况下应能自动切换：1）运行泵电动机过载。(运停,备起,原运泵备)2）运行泵电动机突然失电。(运停,备起,原运泵备)3）运行泵出口压力下降。(运停,备起,原运泵备或停)自动切换控制电路具有：自动起动、自动切换、自动顺序起动功能。,五、机组自动切换控制,元件说明：1.SA-手动、自动转换开关；2.KT1、KT2延时继电器，KT1用于延时压力监视投入，KT2用于压力波动时自动切换，防止频繁误动作；3.KP压力继电器：4.3KA自动切换继电器,机组自动切换控制主电路,1#泵,2#泵,说明:1KM与2KM是控制泵的主接触器,是由1KA和2KA控制,而1KA和2KA则分别由控制电路控制,机组自动切换控制电路,1#泵,手动:SA转换开关至手动(0位),按起动按钮1SB，1KA有电，主触头闭合电机工作，辅助触闭合，产生自保。手动状态时，双泵可单独工作也可同时工作。,自动状态：SA转换开关至1(1号泵工作，2号泵备用)，按起动按钮1SB，如果2号泵电源已合（2QS闭）且没有工作（2KM闭），则1KA有电，主触头闭合电机工作，辅助触闭合，产生自保。,3KA回路是2号机工作1号机备用时，为1号机工作准备的。,机组自动切换控制电路,自动状态：SA转换开关至1(1号泵工作，2号泵备用)，泵压力正常：1KA工作后，辅助触头闭合，KT1时间继电器工作，开始延时，在延时时间内，如果泵的压力建立则KP动作,4KA工作，其常闭触头断开，延时时间到KT1闭合，由于4KA已断开，3KA不动作。,机组自动切换控制电路,自动状态：SA转换开关至1(1号泵工作，2号泵备用)，泵压力不正常：1KA工作后，辅助触头闭合，KT1时间继电器工作，开始延时，在延时时间内，如果泵的压力没建立则4KA不工作，延时时间到KT1闭合，3KA动作，常开触头闭合，2KA动作，2号泵工作，2KM常闭触头打开，1号泵停止工作，1KM触头闭合使2号泵产生自保。,机组自动切换控制电路,自动状态：SA转换开关至1(1号泵工作，2号泵备用)，泵工作后压力下降：由于泵压力正常时4KA工作，其自保触头闭合的，另一常开触头也闭合的，当压力降时，KP断开，KT2有电开始在延时时间内，压力恢复KP又动作，KT2失电，延时到压力没有恢复，KT2的常开触头闭合，3KA动作，转2号泵工作。,运行工况：1.正常起锚；2.应急起锚；3.抛锚。正常起锚工况：正常起锚工况有5个阶段：收躺锚链：电动机轴上负载转矩不变，且较小。拉紧锚链：轴上负载转矩逐渐增大。拔锚出土：负载转矩达到最大，“出土”后突然减小。提锚出水：负载转矩逐渐减小。拉锚入孔：负载转矩再次有所增大，但不多。注意：拔锚不出土时电动机有可能堵转，此时要求电动机能够承受堵转转矩。为了减小对电动机的冲击，通常可以通过主机推进器推动船艇前进，依靠船艇前进的动力拔锚出土。,第五节锚机、绞缆机电力拖动控制系统,一、锚机、绞缆机运行特点,船艇锚泊时的状态,锚机起锚工况的5个阶段,锚链：水深20米以内，锚链=水深*4米；水深21-50米，锚链=水深*3米。,锚机起锚工况的5个阶段,第一阶段：收起卧于海底的锚链第二阶段：收紧锚链第三阶段：拔锚出土；（锚机电动机的负载力矩最大，锚机可堵转1min）第四阶段；收起悬于水中的锚及锚链第五阶段：拉锚入锚链孔,锚机负载图,船艇抛锚时有两种情况：抛锚工况：1.水深不大时，直接松开制动器，锚自由下落，靠锚和锚链自重进行抛锚；2.海水较深时，则锚自由下落的速度较大，为了较好地控制下落速度也为了防止起锚困难和损坏设备，应该采取电气制动的方法，使锚下落的速度恒定。电气制动的方法有：1.能耗制动；2.再生（回馈、发电）制动。通常采用再生制动（节能）。应急起锚工况：1.深水抛锚时，由于水深锚抛不到底，需将锚拉起，找合适地方再抛。此时锚链最长，起锚负载转矩最大。2.一般定义：在电动机热继电器动作后，由于情况紧急通过应急起锚按钮短接热继电器进行的起锚。,锚机其它工况说明,二、锚机、绞缆机对电力拖动及控制的要求,1在锚机和绞缆机的控制系统中应设置自动逐级延时起动电路和应急保护电路。2电动机应具有足够大的过载能力，应能满足任何一种起锚状态所需要的最大转矩，并且能在最大负载力矩下起动(在30min内允许起动25次)。3电动机在堵转情况下能承受堵转电流时间为1min(堵转力矩为额定力矩的2倍)，在堵转时，对直流而言，应能使电动机自动转到人为机械特性上运行，对交流而言，应能自动转换到低速运行。,二、锚机、绞缆机对电力拖动及控制的要求,4为满足必须的起锚速度和拉锚人孔时的低速，要求电动机有一定的调速范围，一般要求在5:1-3:1；5在电动抛锚时，因为是位能性负载，所以要求控制系统必须具有稳定的制动抛锚功能，匀速抛锚。6电动机起动次数不宜过于频繁，应能连续工作30min，且要满足30min内起动25次的要求。7采用电气和机械联合制动，以便满足快速停车及系缆时具有轻载高速性能。,二、锚机、绞缆机对电力拖动及控制的要求,8电力拖动装置应能满足在给定航区内，单锚破土后，能收起双锚。9对电动液压锚机来讲，它应具有独立的电动机驱动，其液压管路应不受其他甲板机械的管路影响。链轮与驱动轴之间应装有离合器，离合器应有可靠的锁紧装置；链轮或卷筒应装有可靠的制动器，制动器刹车后应能承受锚链断裂负荷45的静拉力；锚链轮上必须装有止链器。,对电机要求（6方面）：1.容量：单锚破土起双锚；2.起动：可最大负荷起动，工作时间30min，30min内起25；3.特性：软或下坠的机械特性；4.过载：堵转1min；5.速度：一定范围(5:1-3:1)；6.电机：防水式，短时工作制电动机。对控制线路要求（5方面）：1.起动：逐级自动起动；2.过载：保证堵转1分钟不保护动作；3.抛锚：匀速深水抛锚（再生或能耗制动）；4.保护：短路、失压、过载、断相保护；5.制动：电气和机械配合制动。,二、锚机、绞缆机对电力拖动及控制的要求,交流锚机的控制线路1,复杂电路的分析方法,复杂电路分析方法：1.经典读图法：从主令元件入手，逐路分析。经典读图法要求对图中元件的作用清楚，工作过程有一定的了解，且需要经验积累。2.逻辑代数读图法：采用逻辑函数表示线圈的通电逻辑，先列出各个线圈的逻辑函数并化简，然后根据逻辑函数读图。由于时间关系，不能介绍逻辑函数及其化简，所以只能采用经典读图法分析。需要注意的主要工作过程：.打开刹车串电阻；.三速运行及换档；.制动刹车放电抱闸。,交流锚机的控制线路分析特点:1.三速(二套绕组,一套4极高速,一套8/16极中低速YY/)2.中低速直接起动,高速通过中速延时起动3.高速过载自动转至中速，高速起动时过载延时保护4.正反转可逆的对称控制，正反转互锁，高中低速互锁5.主令控制器控制起动、调速、停止、及反转6.具有短路、过载、失压保护,交流锚机的控制线路2,电动机说明,电锚机电动机：采用继电接触器控制的锚机一般采用变极调速，因此电动机一般要求具有两套绕组（或三套绕组）。采用16/8/4三速鼠笼式异步电动机拖动。有两套独立绕组，高速4极，单独一套绕组，中速8级（YY），低速16极（），