电气控制基础

1、小结,第二章 电气控制基础,2-1 电气控制线路图的基本概念和绘制,2-2 电气控制线路的基本电路,保护环节: 短路、过流、过载、过压、失压(欠压)、极限保护等。,控制环节: 长动与点动、互锁、优先、多地点与多条件、顺序、工作循环自动控制等,小结,2-4 异步电动机的正反转控制线路,2-3 鼠笼式异步电动机的起动控制线路,综合练习,1、接触器线圈电压是多少？,2、如果接触器线圈电压为220V,控制线 路做何改变？,两台电动机传送带的顺序控制电路,综合练习,M1先启t1后 M2启；停时： M2停后t2 M1再停,由于生产设备可转动部分具有机械惯性，因此三相异步电动机从切除电源、利用机械摩擦等阻力

2、使其自然停车，总要经历一段时间，而这往往不能适应许多机械设备的工艺要求。例如万能铣床、卧式镗床、组合机床等机械设备的主轴都要求能迅速停车和准确定位，这就要求对电动机进行制动控制，迫使其立即停车。,2-5 异步电动机制动控制线路,Flash,电动机制动的方法一般有两类：,2-5 异步电动机制动控制线路,电气制动 实质上是在电动机停车过程中，产生一个与转子原来旋转方向相反的电磁制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。,机械制动 就是利用电磁铁操纵机械装置进行的制动。例如电磁抱闸制动器（在吊车、卷扬机、电梯设备上常用）等，可使电动机在切断电源后迅速停转。,2-5 异步电动机制动控制线路,一.能耗制动控制线

3、路 方法：在切断电动机的三相交流电源后，立即在定子绕组中通入一个直流电源，以产生一个恒定的磁场，而因惯性旋转的转子绕组则切割磁力线产生感应电流，继而产生与惯性转动方向相反的电磁转矩，对转子起到制动作用。当电动机转速降至零时，再切除直流电源。,这种消耗转子的机械能，并将其转化成电能，从而产生制动力的制动方法，称为能耗制动法。,2-5 异步电动机制动控制线路,下面介绍两种单向能耗制动控制线路: 复合按钮手动控制 时间继电器自动控制,2-5 异步电动机制动控制线路,图(a).复合按钮手动制动控制线路在停车时,要按下按钮SB1,一直到制动结束才放开按钮.,能耗制动作用的强弱与通入直流电流的大小和制动开

4、始时电动机的转速有关，在同样的转速下，电流越大，制动作用越强。该电流的大小可由可调电阻来调节。该电流一般取为电动机额定电流的2-3倍。,2-5 异步电动机制动控制线路,图(b).时间继电器自动制动控制线路 延时时间的控制可由电动机功率和拖动情况来决定,特点：电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱，特别是低速时尤为突出，另外控制系统需附加直流电源装置。一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动，待转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。能耗制动一般用于制动要求平稳准确、电动机容量大和起制动频繁的场合，如磨床、龙门刨床

5、及组合机床的主轴定位等等。,2-5 异步电动机制动控制线路,二.反接制动控制线路 电动机反接制动的方法为：要停车时，将电动机上的三相电源相序切换，使之产生一个与转子惯性转动方向相反的转矩，电机的转速就会迅速下降，当转速接近零时，再将电源切除。,2-5 异步电动机制动控制线路,问题是：如果将正在正向运行的电动机的电源一反接，其转速就会由正转急剧降到零，若反接电源不及时切除，电机又会从零速反向起动运行。,如何在电动机转速降为零时及时切除电源呢？控制电路采用了速度继电器来完成，速度继电器转子与电动机的轴同轴相连，电动机的转速即反映为速度继电器转子的转速。速度继电器的工作原理是：当速度继电器的转子转速

6、大于120rpm时，其触点动作; 而当转速小于100rpm时，其触点复位。,2-5 异步电动机制动控制线路,另外，由于反接制动时旋转磁场与转子的相对速度很大，接近两倍的同步转速，因此电流很大，所以对于鼠笼式电动机，常在定子电路中串接电阻；对于绕线式电动机，则在转子电路中串接电阻，此电阻称为反接制动电阻。可三相均衡串接，也可两相串接，两相串接电阻的阻值应为三相串接的1.5倍。,2-5 异步电动机制动控制线路,下面介绍反接制动的控制线路:,2-5 异步电动机制动控制线路,当电动机在运转时，速度继电器的常开触点闭合，为KM2的得电作好准备。制动时按SB1, KM2得电制动, 当 n100rpm时,

7、则KS打开, 制动过程结束。,双向起动反接制动电路,2-5 异步电动机制动控制线路,电动机反接制动方式的优点是：制动力大，效果显著。缺点是：制动准确性差，制动过程冲击力大，易损坏传动部件，而且使电网供给的电磁功率与拖动系统的机械功率全部转变为电动机转子的热损耗，其能量损耗大，故应限制反接制动次数。一般用于系统惯性较大，制动要求迅速，起制动不频繁的场合。如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动。,2-5 异步电动机制动控制线路,在同一负载下，人为地将电动机的转速从某一数值改变为另一数值，来符合生产机械工作的需要称为调速。例如：在金属切削机床上加工零件，为保证零件加工质量，主轴的转速随着工件和刀具的材料

8、、工件的直径、加工工艺要求及走刀量等的不同而不同。,2-6 异步电动机的调速控制线路,长期以来，在电动机的调速领域中，直流调速方案一直占有主要地位。20世纪60年代以后，随着电力电子学与电子技术的发展，使得采用半导体交流技术的交流调速系统得以实现，特别是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力传动的进一步开发创造了有利的条件。,2-6 异步电动机的调速控制线路,实际应用中，交流调速技术不仅调速性能优良，而且还具有节约能源、减少维护费用、节约占地面积等优点，尤其是在大容量或工作于恶劣环境时，更为直流拖动所不及。因此了解和掌握交流调速的原理和方法，熟悉交流传动控制系统研究的现

9、状和发展，已经成为从事机电传动与控制的人士十分关注的一个领域。,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,根据异步电动机的转速公式： n = 60 f (1 - s) / p 可知异步电动机的调速方法有改变频率 f 、改变极对数 p 和改变转差率 s 三种 。,我国电网频率是固定的50Hz，改变电源频率需要专门的变频装置，且控制电路复杂、成本较高，虽可实现大范围的无级调速，是一种理想的调速方法，但由于其成本较高，故在普通的中小型设备中应用较少。,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调

10、速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,一. 三相鼠笼式异步电动机定子绕组改变极对数的原理：,2-6 异步电动机的调速控制线路,磁极对数p的改变取决于电动机定子绕组的结构和接线。下面只以三相定子绕组中的一相(U1U2)为例来说明:,如果每相绕组都是由两个线圈串联或并联组成，结果就不唯一了。,2-6 异步电动机的调速控制线路,n = 60 f (1 - s) / p,2-6 异步电动机的调速控制线路,nYY =2 n,2-6 异步电动机的调速控制线路,nYY =2 nY,可见，通过改变定子绕组中线圈的接线，就可得到不同的磁场极对数，从而改变电动机的转速。若在定子上安装两套独立的三相绕组，而

11、且各自又具有所需的磁极对数，两套独立绕组中的每一套又有不同的接线，这样就可以分别得到双速、三速或四速电动机，通常称为多速电动机。,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,为了使电动机在改变磁极对数后仍能维持原来的转向不变，就必须在改变极对数的同时，改变三相绕组接线的相序(例如将B、C两相对换), 这是设计变磁极调速电动机控制线路时一个必须要注意的问题。,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,2-6 异步电动机的调速控制线路,开关打到高速时，由时间继电器的两个触点首先接通低速，经延时后自动切换到高速，这样先低速后高速的控制，目的是限制起动电流。适用于大