《电气控制技术》ppt课件

1、课题四课题四 电气控制技术电气控制技术 一、常用低压电器一、常用低压电器 低压电器是指任务在交流电压小低压电器是指任务在交流电压小于于1200V1200V、直流电压小于、直流电压小于1500V1500V的电路的电路中起通断、控制、调理及维护作用的中起通断、控制、调理及维护作用的电器。电器。 普通按用途可分为：普通按用途可分为： 1 1低压控制电器低压控制电器 包括接触器、包括接触器、继电器、主令电器和电磁离合器等，继电器、主令电器和电磁离合器等，主要用于电气控制系统中，实现发布主要用于电气控制系统中，实现发布指令、控制系统形状及执行动作等作指令、控制系统形状及执行动作等作用。用。 2 2低压配

2、电电器低压配电电器 包括刀开关、包括刀开关、转换开关、熔断器和自动开关等，主转换开关、熔断器和自动开关等，主要用于低压配电系统中，实现电能的要用于低压配电系统中，实现电能的保送、分配和维护电路及用电设备的保送、分配和维护电路及用电设备的作用。作用。 按低压电器的动作方式不同可分为： 1手动电器 指依托人工直接操作完成动作切换的电器，如按钮、刀开关等。 2自动电器 指依托电器本身参数变化或外来信号的作用而自动完成动作切换或形状变化的电器，如接触器、继电器等。 一接触器一接触器 1 1、交流接触器、交流接触器 交流接触器主要由以下四部分组成：1电磁系统 电磁系统由线圈、动铁心衔铁、静铁心和复位弹簧

3、组成。2触点系统 触点是电器的执行元件，起接通和断开电路的作用。3灭弧安装 容量在10A以上的接触器都有灭弧安装。 4其他部分 包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构、接线柱和外壳等。 2、直流接触器、直流接触器 直流接触器的构造和任务原理与交流接触器相直流接触器的构造和任务原理与交流接触器相类似，主要由直流电磁机构、触点系统和灭弧类似，主要由直流电磁机构、触点系统和灭弧安装等组成。常用的型号有安装等组成。常用的型号有CZ0和和CZ18等系列，等系列，用于直流电的电气控制系统电路中。用于直流电的电气控制系统电路中。3、接触器的选用、接触器的选用 接触器的选用主要思索如下要素：接触器的

4、选用主要思索如下要素：1根据负载性质确定接触器的类型，即直流负根据负载性质确定接触器的类型，即直流负载选用直流接触器，交流负载选用交流接触器。载选用直流接触器，交流负载选用交流接触器。2接触器的额定电压与额定电流应大于或等于接触器的额定电压与额定电流应大于或等于所控制负载的额定电压与额定电流。所控制负载的额定电压与额定电流。3线圈额定电压应与所控制电路的电压相一致。线圈额定电压应与所控制电路的电压相一致。4接触器的触点种类和触点数量应满足主电路接触器的触点种类和触点数量应满足主电路和控制电路的控制要求。和控制电路的控制要求。 二继电器二继电器 1 1、电压、电流继电器、电压、电流继电器 根据输

5、入线圈中电压电流大小而决议执行机构能否动作的继电器称为电压电流继电器。 2、中间继电器、中间继电器 中间继电器是用来转换控制信号的中间环节，以添加控制信号的触点数量或提高控制信号的功率。 3、热继电器、热继电器 热继电器是利用电流的热效应来切断电路的维护电器，常用于电动机的过载维护。 4、时间继电器、时间继电器 时间继电器是一种接纳信号线圈通电或断电后，经过一定的延时才干输出信号触点的闭合或断开的控制电器。按其动作原理与构造不同，可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等；按其延时方式可分为通电延时型和断电延时型两种。 5、速度继电器、速度继电器 速度继电器是当转速到达规定值时触点动作的继电

6、器。 三熔断器三熔断器 熔断器在低压电路中主要用于短路和严重过载时的维护。 熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管或绝缘底座两部分组成。常用的熔断器有：1瓷插式熔断器 它具有构造简单、价钱低廉、运用方便等特点，多用于照明和控制系统中。常用的产品有RC1A系列。2螺旋式熔断器 它是一种有填料的封锁管式熔断器，具有体积小、改换熔丝平安方便，有熔体熔断的指示标志等特点，多用在配电电路中作短路维护。 四主令电器四主令电器 1 1、按钮、按钮 按钮是一种手动且能自动复位的按钮是一种手动且能自动复位的主令电器。主令电器。 按钮普通由按钮帽、复位弹簧、桥按钮普通由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点和外壳等组成

7、。式动触点、静触点和外壳等组成。 2 2、行程开关、行程开关 行程开关又称限位开关，是用来检测行程开关又称限位开关，是用来检测运动部件位移，并转换成电信号，控制运动部件位移，并转换成电信号，控制机械运动的主令电器。机械运动的主令电器。 3 3、接近开关、接近开关 接近开关是无触点开关，用于机械设接近开关是无触点开关，用于机械设备时，它能象行程开关一样起限制行程备时，它能象行程开关一样起限制行程的作用。按任务原理分，有高频振荡型、的作用。按任务原理分，有高频振荡型、电容型、感应电桥型、霍尔效应型及永电容型、感应电桥型、霍尔效应型及永久磁铁型等多种，其中以高频振荡型最久磁铁型等多种，其中以高频振荡

8、型最为常用。为常用。 五低压隔离器五低压隔离器 1 1、刀开关、刀开关 刀开关主要由操作手柄、刀片、触点座刀开关主要由操作手柄、刀片、触点座和底板等组成。和底板等组成。 刀开关在安装时应留意：刀开关在安装时应留意：1 1闸刀在合闸形状时，手柄应朝上，不闸刀在合闸形状时，手柄应朝上，不准倒装或平装，以防呵斥平安事故。准倒装或平装，以防呵斥平安事故。2 2电源进线应接在刀开关的上电源进线应接在刀开关的上端，负载接在下端，这样拉闸后端，负载接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离，可防止不测事刀片与电源隔离，可防止不测事故发生。故发生。 2 2、转换开关、转换开关 转换开关又称组合转换开关又称组合开关，有

9、单极、双极和开关，有单极、双极和多极之分，常用作电源多极之分，常用作电源的引入开关，也可用作的引入开关，也可用作直接控制小容量异步电直接控制小容量异步电动机非频繁启动和停顿动机非频繁启动和停顿的控制开关，以及控制的控制开关，以及控制电路的转换开关等。电路的转换开关等。 六低压断路器六低压断路器 低压断路器又称自动开关，是一种既有手动开关作用又能进展短路、过载和欠压失压维护的电器。 二、二、 电气控制根本环节电气控制根本环节 一国家电气制图规范简介一国家电气制图规范简介 为了便于对电气控制系统进展设计、分析、安装、调试和检修，必需采用国家规范规定的一致的图形符号和文字符号表示电气控制系统中各电器

10、元件及其衔接关系，这种图就是电气控制系统图，它主要有三种方式：电气原理图、电气安装图和电气接线图。 1、电气原理图、电气原理图 1原理图普通分为主电路、控制电路、照明电路、信号电路等。 2为阅图方便，各电器元件普通应按动作顺序从上到下、从左到右依次陈列。3各电器元件和部件在原理图中的位置应根据便于阅读的原那么安排，同一电器元件的各个部件如线圈和触点可以不画在一同，但必需用同一文字符号标注。4图中一切电器触点都按“常态绘制。 5为便于检索电气控制电路和阅图，将图面划分为假设干区域。 6由于接触器、继电器的线圈和触点在电气原理图中不是画在一同的，为便于阅读，在接触器、继电器线圈的下方画出其触点的索

11、引表。 2、电气安装图、电气安装图 电气安装图是用来表示电气控制系统中各电器元件在机械设备和电气控制柜的实践安装位置。各电器元件的安装位置是由机械设备的构造和任务要求所决议的，如电动机要与被拖动的机械部件连在一同；行程开关应放在能获得信号的位置；操作元件应放在操作方便的地方；普通电器元件应放在电气控制柜内。 3、电气接线图、电气接线图 电气接线图用来表示电气设备之间实践接线情况。绘制电气接先图时应把各电气元件的各个部分如触点与线圈画在一同；文字符号、元件衔接关系、电路号码编制都必需与电气原理图一致。 二二 电气控制电路的逻辑代数分析方法电气控制电路的逻辑代数分析方法 1 1、逻辑代数、逻辑代数

12、1 1“与运算与运算 “与运算又称为逻辑与运算又称为逻辑“乘，其逻辑函乘，其逻辑函数式为：数式为： F=A B C F=A B C “与运算的运算法那么是：与运算的运算法那么是： 00= 0 00= 0 01= 0 01= 0 10= 0 10= 0 11= 1 11= 12 2“或运算或运算 “或运算又称为逻辑或运算又称为逻辑“加，其逻辑函数式为：加，其逻辑函数式为： F=A + B + C F=A + B + C “或运算的运算法那么是：或运算的运算法那么是： 0 + 0= 0 0 + 0= 0 0 + 1= 1 0 + 1= 1 1 + 0= 1 1 + 0= 1 1 + 1= 1 1

13、+ 1= 1 3 3“非运算非运算 “非运算又称为逻辑非运算又称为逻辑“非，其逻辑函数式为：非，其逻辑函数式为： F=A F=A2 2、电器元件的逻辑表示、电器元件的逻辑表示 所谓电器元件的逻辑表示就是用逻辑代数中的“1和“0来表示电气控制电路中的线圈的“得电与“失电、触点的“闭合与“断开两种形状。为一致同见，规定用等分别表示接触器、继电器、按钮等电器的动合触点；用、等分别表示接触器、继电器、按钮等电器的动断触点；用“1表示线圈得电、“0表示线圈断电；用“1表示触点的闭合、“0表示触点的断开。 3 3、电路形状的逻辑表示、电路形状的逻辑表示 电路的衔接千变万化，但都是由根本的串联与并联衔接两种

14、方式构成的。因此，我们可用逻辑“与表示串联衔接，用逻辑“或表示并联衔接。4、电路的化简 用逻辑代数表示电路，最适用的结果就是可利用逻辑代数的运算法那么和根本定律对电路进展化简。三三相异步电动机的启动控制电路三三相异步电动机的启动控制电路 1 1、直接启动控制电路、直接启动控制电路 按下启动按钮SB2，接触器线圈KM得电，其主触点闭合，并且其辅助动合触点闭合，坚持KM线圈不断处于通电形状，使电动机直接启动。此控制电路称为自锁电路。起自锁作用的触点称为自锁触点。 按下停顿按钮SB1时，接触器线圈KM断电，电动机停顿。 2 2、减压启动控制电路、减压启动控制电路 1 1定子串电阻减压启动控制电路定子

15、串电阻减压启动控制电路 2 2星星三角形三角形YY减压启动控制电路减压启动控制电路 电动机启动时，电动机启动时，其定子绕组接成星形，其定子绕组接成星形，每相绕组所接受的电每相绕组所接受的电压为电源的相电压压为电源的相电压220V220V，启动终了，启动终了后自动换接成三角形，后自动换接成三角形，此时每相绕组所接受此时每相绕组所接受的电压为电源的线电的电压为电源的线电压压380V380V。 四三相异步电动机的制动控制电路四三相异步电动机的制动控制电路 1、反接制动控制电路、反接制动控制电路 反接制动是利反接制动是利用改动电动机定子用改动电动机定子绕组上三相电源的绕组上三相电源的相序，使定子产生相

16、序，使定子产生反向旋转磁场作用反向旋转磁场作用于转子上而产生的于转子上而产生的强力制动。强力制动。 2、能耗制动控制电路、能耗制动控制电路 能耗制动是指在能耗制动是指在电动机刚切除三相电电动机刚切除三相电源之际，立刻在定子源之际，立刻在定子绕组中接入直流电源。绕组中接入直流电源。由于转子切割固定磁由于转子切割固定磁场产生制动力矩，使场产生制动力矩，使电动机的动能转变为电动机的动能转变为电能并耗费在转子的电能并耗费在转子的制动上，故称能耗制制动上，故称能耗制动。当转子转速为零动。当转子转速为零时，再切除直流电源。时，再切除直流电源。 五三相异步电动机的正反转控制电路五三相异步电动机的正反转控制电

17、路 1、按钮控制的电动机正反转控制电路、按钮控制的电动机正反转控制电路 在主电路在主电路中，两个接触中，两个接触器、触点接法器、触点接法不同，故可改不同，故可改变电动机电源变电动机电源的相序，从而的相序，从而改动电动机的改动电动机的转向。转向。 2、行程开关控制的电动机正反转控制电路、行程开关控制的电动机正反转控制电路 六六 三相异步电动机的调速控制电路三相异步电动机的调速控制电路 电源频率固定后，电动机的转速与它的磁极对数P成反比。假设能改动定子绕组的磁极对数，就可以改动电动机的转速。在多速电动机中，就是经过改动绕组的衔接方法来改动磁极对数的。 1、 /YY接法 )1 ()1 (6001Sn

18、SPfn2、Y/YY接法接法 七电液控制七电液控制 液压传动系统构造简单，可输出很大的推力和转矩，传送运动平稳、反响快、冲击小，控制方便，易于实现自动化。因此电气控制电路与液压传动系统相结合的电液控制在数控机床、组合机床等设备及自动化消费线中的运用越来越广泛。 1 1、滑台原位停顿、滑台原位停顿 当电磁铁当电磁铁YA1YA1、YA2YA2、YA3YA3都断电时，电磁换向阀都断电时，电磁换向阀3 3处处于中位，滑台停顿不动。滑台在原位停顿时行程开关于中位，滑台停顿不动。滑台在原位停顿时行程开关ST1ST1被挡铁压下，其动合触点闭合，动断触点断开。被挡铁压下，其动合触点闭合，动断触点断开。 2 2

19、、滑台快进、滑台快进 把转换开关把转换开关SCSC扳到位置扳到位置1 1，按下按钮，按下按钮SB1SB1，继电器，继电器KA1KA1得电并自锁，其动合触点闭合，使电磁铁得电并自锁，其动合触点闭合，使电磁铁YA1YA1、YA3YA3得得电，电磁换向阀电，电磁换向阀2 2和和3 3均处于左位，于是变量泵均处于左位，于是变量泵1 1输出输出的压力油经电磁换向阀的压力油经电磁换向阀3 3流入液压缸左腔，缸右腔的流入液压缸左腔，缸右腔的回油经换向阀回油经换向阀3 3和和2 2也进入缸的左腔，构成差动快速回也进入缸的左腔，构成差动快速回路使滑台快速向前运动，此时路使滑台快速向前运动，此时ST1ST1复位。

20、复位。3、滑台工进、滑台工进 当滑台快速进给到挡铁压下行程开关当滑台快速进给到挡铁压下行程开关ST2时，时，ST2的动合的动合触点闭合，使触点闭合，使KA2线圈得电并自锁，使电磁铁线圈得电并自锁，使电磁铁YA3断电，断电，液压缸右腔的回油只能经调速阀液压缸右腔的回油只能经调速阀4流回油箱，使滑台自动流回油箱，使滑台自动转换为任务进给。转换为任务进给。 4、滑台快退、滑台快退 当滑台进给到终点时，挡铁压下行程开关当滑台进给到终点时，挡铁压下行程开关ST3，其动合触，其动合触点闭合，使点闭合，使KA3线圈得电并自锁，线圈得电并自锁，YA1、YA3断电，滑断电，滑台停顿工进；台停顿工进；YA2得电，

21、电磁换向阀得电，电磁换向阀3处于右位，变量泵处于右位，变量泵输出的压力油经换向阀输出的压力油经换向阀3进入液压缸右腔，缸左腔的回油进入液压缸右腔，缸左腔的回油经换向阀经换向阀3直接流入油箱，滑台快退。当滑台退回原位时，直接流入油箱，滑台快退。当滑台退回原位时，ST1被压下，其动断触点断开，使被压下，其动断触点断开，使KA3断电，因此断电，因此YA2也断电，换向阀也断电，换向阀3复位，滑台停顿。复位，滑台停顿。 5、滑台的点动控制、滑台的点动控制 将转换开关扳到位置将转换开关扳到位置2时，按下按钮时，按下按钮SB1，KA1得电，使得电，使YA1、YA3也得电，滑台也得电，滑台可向前快进。但由于可

22、向前快进。但由于KA1电路不能自锁，电路不能自锁，因此松开因此松开SB1后，滑台立刻停顿运动，后，滑台立刻停顿运动，即实现滑台点动向前调整。即实现滑台点动向前调整。 八其他根本控制电路八其他根本控制电路 1、长动与点动控制、长动与点动控制 2、多点控制、多点控制 在大型设备中，在大型设备中，为了操作方便，常要为了操作方便，常要求能在多个地点进展求能在多个地点进展控制。将启动按钮并控制。将启动按钮并联衔接，停顿按钮串联衔接，停顿按钮串联衔接，分别装在两联衔接，分别装在两个地方，就可实现两个地方，就可实现两地控制，图中，地控制，图中，SB1为为急停按钮，用于紧急急停按钮，用于紧急情况下的停车操作。

23、情况下的停车操作。 3、顺序启动控制、顺序启动控制 在装有多台电动机在装有多台电动机的设备上，有时要求电的设备上，有时要求电动机按一定的顺序启动，动机按一定的顺序启动，才干保证操作过程的合才干保证操作过程的合理和任务的平安可靠。理和任务的平安可靠。这些顺序关系反映在控这些顺序关系反映在控制电路上，称为顺序启制电路上，称为顺序启动控制。动控制。 4、电动机的维护、电动机的维护1短路维护短路维护 常用的短路维护元件有熔断器和断常用的短路维护元件有熔断器和断路器。路器。 熔断器串联在被维护的电路中，熔断器串联在被维护的电路中，当电路发生短路或严重过载时，熔当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体自动

24、熔断，从而切断电断器的熔体自动熔断，从而切断电路，到达维护的目的。通常熔断器路，到达维护的目的。通常熔断器比较适用于动作准确度和自动化程比较适用于动作准确度和自动化程度要求较低的系统中，如小容量的度要求较低的系统中，如小容量的笼型异步电动机、普通的普通交流笼型异步电动机、普通的普通交流电源等。电源等。 断路器具有短路、过载和欠压失压断路器具有短路、过载和欠压失压维护功能，在电路发生上述缺点时，维护功能，在电路发生上述缺点时，能快速自动切断电源。断路器构造能快速自动切断电源。断路器构造复杂、操作频率低，普通用于要求复杂、操作频率低，普通用于要求较高的场所，如低压配电盘的总电较高的场所，如低压配电

25、盘的总电源开关及电动机变压器的合闸开关。源开关及电动机变压器的合闸开关。 2过载维护过载维护 电动机在运转过程中，假设由于过载或其他电动机在运转过程中，假设由于过载或其他缘由使电流超越额定值时，将引起电动机过缘由使电流超越额定值时，将引起电动机过热。假设温度超越允许温升，就会使绝缘资热。假设温度超越允许温升，就会使绝缘资料变脆，寿命减少，严重时使电动机损坏，料变脆，寿命减少，严重时使电动机损坏，因此，必需对电动机进展过载维护。常用的因此，必需对电动机进展过载维护。常用的过载维护元件是热继电器。当电动机在额定过载维护元件是热继电器。当电动机在额定电流下任务时，电动机为额定温升，热继电电流下任务时

26、，电动机为额定温升，热继电器不动作；在过载电流较小时，热继电器要器不动作；在过载电流较小时，热继电器要经过较长时间才动作；过载电流较大时，热经过较长时间才动作；过载电流较大时，热继电器那么经过较短时间就会动作。继电器那么经过较短时间就会动作。 3欠压和失压零压维护欠压和失压零压维护 当电动机运转时，电源电压过分地降低将引起当电动机运转时，电源电压过分地降低将引起一些电器释放，呵斥控制电路任务不正常，能够一些电器释放，呵斥控制电路任务不正常，能够产惹事故；电源电压下降严重也会引起电动机转产惹事故；电源电压下降严重也会引起电动机转速下降甚至停转。因此需求在电源电压降低到一速下降甚至停转。因此需求在

27、电源电压降低到一定允许值以下时将电源切断，这就是欠压维护。定允许值以下时将电源切断，这就是欠压维护。 当电动机运转时，遇到电源暂时停电，在恢复供当电动机运转时，遇到电源暂时停电，在恢复供电时，假设未加防备措施而让电动机自行启动，电时，假设未加防备措施而让电动机自行启动，很容易呵斥设备或人身事故。为了防止电源恢复很容易呵斥设备或人身事故。为了防止电源恢复时电动机自行启动的维护叫失压零压维护。时电动机自行启动的维护叫失压零压维护。 4过电流维护过电流维护 过电流往往是由于不正确的启动和过大过电流往往是由于不正确的启动和过大的负载转矩引起的，普通比短路电流要的负载转矩引起的，普通比短路电流要小，电动

28、机在频繁进展正、反转和启、小，电动机在频繁进展正、反转和启、制开任务时，都容易产生过电流。普通制开任务时，都容易产生过电流。普通用过电流继电器实现过电流维护，应将用过电流继电器实现过电流维护，应将其串联在电动机主电路中。其串联在电动机主电路中。 三、三、 典型电气控制电路分析典型电气控制电路分析 1 1、分析主电路、分析主电路 明确主电路中电动机和电磁阀等执行电明确主电路中电动机和电磁阀等执行电器的控制要求和内容。器的控制要求和内容。2 2、分析控制电路、分析控制电路 根据主电路的控制要求，找出各个控根据主电路的控制要求，找出各个控制环节，分析其控制原理。制环节，分析其控制原理。3 3、分析辅

29、助电路、分析辅助电路 结合控制电路，分析电源指示电路、结合控制电路，分析电源指示电路、照明电路、缺点报警电路等辅助电路。照明电路、缺点报警电路等辅助电路。4 4、分析联锁与维护环节、分析联锁与维护环节 机械设备有平安性和可靠性的机械设备有平安性和可靠性的要求，因此，控制电路中设置了电气联锁与电气维护。要求，因此，控制电路中设置了电气联锁与电气维护。5 5、总体检查、总体检查 先分析部分电路的任务原理及控制关系，先分析部分电路的任务原理及控制关系，再了解各控制环节的联络，从而了解整个电气控制系再了解各控制环节的联络，从而了解整个电气控制系统的原理。统的原理。 一一 CJK6132数控车床电气控制数控车床电气控制 1 1、机床构造、机床构造 CJK6132CJK6132数控车床运用数控车床运用C6132C6132普通车普通车床的床身作为机床本体，配置数控系统。床的床身作为机床本体，配置数控系统。它主要由主轴箱、刀架、尾座、床身和它主要由主轴箱、刀架、尾座、床身和控制面板等组成。控制面板等组成。X X轴和轴和Z Z轴运用步进电轴运用步进电动机和滚珠丝杠驱动，主轴运用交流变动机和滚珠丝杠驱动，主轴运用交流变频电动机驱动，在主轴箱