《设备控制技术》课件-项目2 电气控制部分

设备控制技术1.常用低压电器简介目录CONTENTS熔断器01低压开关02主令电器03接触器04继电器0501．熔断器低压熔断器属于保护电器，在线路中主要用做短路保护，通常简称为熔断器。使用时，熔断器应串联在被保护的电路中。

螺旋式熔断器有填料封闭管式熔断器熔断器的符号（1）断路器断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，是一种集控制和多种保护功能于一体的自动开关。线路正常工作时，它作为电源开关接通和分断电路；当电路中发生短路、过载和失压等故障时，它能自动跳闸切断故障电路，从而保护线路和电器设备。

DZ15系列塑壳式DW16系列万能式02．低压开关低压开关一般为非自动切换电器，主要作为隔离、转换、接通和分断电路用。（2）负荷开关和组合开关开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称刀开关封闭式负荷开关组合开关（3）低压开关的符号低压断路器开启式负荷开关组合开关03．主令电器主令电器用作接通或断开控制电路，以发出指令或用于程序控制的开关电器。（1）按钮开关按钮开关不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中发出指令或信号，控制接触器、继电器等电气，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁。（1）按钮几种按钮开关的外形

按钮在不受外力时，分为启动按钮（常开按钮）、停止按钮（常闭按钮）和复合按钮（即常开、常闭触头组合为一体的按钮）。

按钮开关的符号

（2）行程开关行程开关是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。是行程控制和限位保护不可缺少的电器。若将行程开关安装于生产机械行程终点处，以限制其行程，则称为限位开关或终点开关。

行程开关的结构行程开关的符号04．接触器接触器实际上是一种自动的电磁式开关。触头的通断不是用手来控制，而是电动操作。接触器的优点是能实现远距离自动操作，具有欠压和失压自动释放保护功能。接触器——用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器。接触器按主触头通过电流的种类，分为交流接触器和直流接触器两类。

（1）交流接触器CJX1系列交流接触器CJ20系列交流接触器（2）

结构及工作原理交流接触器主要有电磁系统（由线圈、铁芯心、衔铁组成）、触头系统（主、辅触头）、灭弧装置和辅助部件等组成。

当接触器的线圈通电后，线圈流过电流产生磁场，使静铁芯心产生足够吸力，克服反作用弹簧的反作用力，将衔铁吸合，同时传动机构带动三对常开主触头和辅助常开触头闭合，辅助常闭触头断开。当接触器线圈断电或电压显著下降后，由于铁芯心电磁吸力消失或过小，衔铁在反作用弹簧力的作用下复位，带动各触头恢复到原始状态。③符号

晶体管式时间继电器空气阻尼式时间继电器05继电器通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。（1）时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断的自动控制电器。在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器，它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。他的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。

时间继电器的符号（2）热继电器热继电器是利用流过继电器热元件的电流产生的热效应而反时限动作的自动保护电器。反时限动作，是指电器的延时动作时间随通过电流的增加而缩短。热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行保护及其他电气设备热状态的控制等。由于热惯性，热继电器不会瞬时动作，因此不能用作短路保护。

它主要是由热元件、传动机构、常闭触头、电流整定装置和复位按钮组成。

结构及符号

例题：熔断器与热继电器用于保护交流三相异步电动机，能不能互相取代?为什么?熔断器用于过电流和短路保护，在负载短路时能够瞬间熔断，起到保护设备的作用。热继电器用于过电流保护，是靠电流通过双金属片发热弯曲来切断电路，反应迟缓，不能起到短路防护作用。所以，两者不能相互替代。2.单向运行控制电路目录CONTENTS点动控制电路01连续运行控制电路02三相异步电动机在传动系统中起着提供动力、驱动机械设备运转的作用，如图所示M7130型平面磨床，由一系列的低压电器组成的电气传动系统控制电动机的单向运转，从而实现对工件表面的磨削。在电力驱动控制系统中，电动机始终沿着一个方向连续运转的，称为单向运行。M7130型平面磨床实物图三相异步电动机点动控制电路01所谓点动控制电路即按下按钮电动机就启动，松开按钮电动机就停止。电动机转动的时间长短，取决于启动按钮被按下的时间。常用于电动葫芦的起重电动机控制和机床的刀架、工作台在调整或试运行时的电动机控制。点动正转控制电路示意图如图1所示。点动正转控制线路图2所示。图1点动正转控制电路示意图（1）L1、L2、L3是三相交流电源。（2）断路器起隔离电源的作用。（3）接触器主触点控制电动机电路的通断。（4）按钮控制接触器线圈电路的通断。（5）电动机M得电运转，断电停转。（1）线路分析点动正转控制电路动画

图2点动正转控制线路断开断路器QF，切断电源。（3）电路的保护措施

QF起隔离电源作用，熔断器FU1是作为主电路短路保护用的，熔断器FU2为控制线路的短路保护。PE起保护接地作用。适用场合：控制电动机短时断续运行，适用于短时工作制的场合。例如：机床设备调试、水闸门的起升控制等。

（2）工作原理连续运行控制电路02对于点动正转控制线路，启动按钮松开后电动机便停止运行，若要实现电动机的连续运行，可采用接触器自锁正转控制线路。接触器自锁控制电路示意图如图3所示，

启动：合上QF，接上三相电源。按下SB1，接触器KM线圈得电，主触点闭合，电动机直接起动运转。同时与SB1并联的接触器辅助常开触点闭合，松开SB1后，仍能保持线圈得电，称为自锁（或自保）电路，起自锁作用的辅助常开触点称为自锁触点。图3连续正转控制电路示意图

停止：按下停止按钮SB2，接触器KM线圈失电，主触点断开，与SB1并联的接触器常开辅助触点也断开，电动机停转。连续正转控制电路（1）线路分析自锁是指松开启动按钮后，接触器利用自身辅助常开触头保持线圈得电状态的控制方式，与启动按钮相并联的常开触头则称为“自锁触头”。图4接触器自锁正转控制线路

这种线路的主电路和点动控制线路的主电路相似，区别在于：控制电路中串接了一个停止按钮SB2，在启动按钮SB1的两端并接了接触器KM的一个辅助常开触头。并且，在主电路和控制电路中都增加了热继电器的相关元件，以避免在电动机连续运转过程中出现过载现象的产生。（2）工作原理合上电源开关QF。断开断路器QF，切断电源。（3）电路的保护措施短路保护熔断器FU1是作为主电路保护用的，熔断器FU2为控制线路的短路保护。过载保护由过载保护热继电器KH来完成。欠压和失压保护依靠接触器本身实现零压和欠压保护。

例题一：在下图所示的电动机点动控制电路中，（c）是正确的。例题二：图所示控制电路中有些地方画错了，试加以改正。改正后指出图中各低压电器元件名称。答：1、错误有四处：辅助电路缺单独的熔断器，主电路缺热继电器的主元件，KM自锁触点应为常开触点，缺电动机接地装置。2、组合开关QS，熔断器FU1、FU2,交流接触器KM，热继电器KH，常开按钮SB2，常闭按钮SB1，动力电路由QS、FU1、KM主触点、KH热元件、电动机M组成。控制电路由FU2、SB1、SB2、KM的辅助触点和KM的线圈组成。3.倒顺开关正反转控制电路目录CONTENTS倒顺开关01倒顺开关正反转控制电路02倒顺开关01倒顺开关又叫可逆开关是专为控制小容量三相异步电动机正反转而设计生产的一种特殊组合开关。HZ3-132型倒顺开关如图1所示。

外形结构符号图1HZ3-132型倒顺开关倒顺开关控制电路02倒顺开关正反转控制电路如下图2所示，利用倒顺开关改变电源相序，即可实现对电动机正反向的启动、停止控制。倒顺开关正反转控制电路正转停手柄从“停”位置左转45°（顺位置），L1-U、L2-V、L3-W相接，电动机旋转（设为正转）。将手柄板到“停”位置，电动机停止。反转停手柄从“停”位置右转45°（倒位置），L1-W、L2-V、L3-U相接，电动机反方向旋转。将手柄板到“停”位置，电动机停止。保护措施

QF起隔离电源的作用，熔断器FU起短路保护，PE起保护接地作用。合上电源开关QF。1.工作原理所用电器少；在频繁换向时，操作人员劳动强度大；安全性差。且被控电动机的容量较小。常用于控制额定电流10A，功率在3kW以下的电动机。3.适用范围2.特点4.注意事项（1）不允许由顺（倒）转直接扳至倒（顺）转。否则，电动机的定子绕组会因为电源突然反接而产生很大的反接电流，易使电动机定子绕组因过热而损坏。（2）倒顺开关接线时，应将开关两侧进出线中的一相互换，并看清开关接线端标记，切忌接错，以免产生电源两相短路故障。（3）电动机及倒顺开关的金属外壳必须可靠接地.且必须将接地线接到倒顺开关指定的螺钉上，切忌接在开关的罩壳上。例题：下图中当倒顺开关QS处于停的当倒顺开关QS处于“停”位置时，QS的动、静触点（断开）电动机不转；当手柄扳至“顺”位置时，QS动触点和左边的静触点相接触，输入电动机定子绕组的电源相序为（正序），电动机（正转）；当手柄扳至“倒”位置时，QS动触点和右边静触点相接触，输入电动机定子绕组的电源相序为（负序），电动机（反转）。知识回顾

电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转。该线路虽然可靠，但操作不便。一一知识回顾一知识回顾按下复合按钮时，常闭触点先断开；然后，常开触点再闭合；一知识回顾常开触点新课教学按钮联锁正反转控制电路二

为克服接触器联锁正反转控制线路操作不便的缺点，把正转按钮SB1和反转按钮SB2换成两个复合按钮，并使两个复合按钮的常闭触头代替接触器的联锁触头，就构成了按钮联锁的正反转控制线路。

1、线路构成1、线路构成合上电源QF,按下SB1,SB1常闭触点断开，对KM2联锁2、工作原理--正转SB1常闭触点闭合，KM1线圈得电2、工作原理--正转KM1自锁触点闭合，KM1主触头闭合，电动机正转2、工作原理--正转2、工作原理--正转松开SB1，由于KM1自锁触点作用，电动机持续正转2、工作原理--反转按下SB2，SB2常闭触点断开，对KM1联锁，电动机停止正转2、工作原理--反转SB2常开触点闭合，KM2线圈得电，2、工作原理--反转KM2自锁触点闭合，主触点闭合，电动机反转2、工作原理--反转松开SB2,KM2自锁触点自锁作用，电动机持续反转2、工作原理--停转按下SB3，整个控制电路失电，主触头分断，电动机失电停转线路优点:操作方便。线路缺点:容易产生电源两相短路故障。实例：当正转接触器KM1发生主触头熔焊或被杂物卡住等故障时，即使KM1线圈失电，主触头也分断不开，这时若直接按下反转按钮SB2，KM2得电动作，主触头闭合，必然造成电源两相短路故障。所以采用此线路工作有一定的安全隐患。在实际工作中，经常采用按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路。

3、线路特点如何在电动机直接由正转直接转换成反转时，避免两相短路事故呢？三新课预报四小练习按钮联锁控制电路就是将复合按钮的（）触头，代替接触器的联锁触头。5.按钮接触器双重联锁控制电路按钮联锁与接触器联锁正反转控制电路的优缺点一知识回顾优点：操作方便,电动机直接由正转转换成反转。缺点：容易出现两相短路的故障。按钮联锁正反转控制电路优缺点：接触器联锁正反转控制电路的优缺点：优点：工作安全可靠。缺点：操作不方便，正转转换成反转不能直接切换二新课教学按钮、接触器双重联锁正反转控制电路1、双重联锁控制电路的构成2、正转工作原理2、正转工作原理2、正转工作原理2、正转工作原理第一重：交流接触器常闭触头与对方的线圈串联而构成的联锁。第二重：复合按钮的常闭触头串联在对方电路中而构成的联锁。特点：电动机可以直接有正转转换成反转，而且避免了电源的两相短路。3、“双重”的含义及特点4、反转工作原理20167301017在添加标题4、反转工作原理4、反转工作原理4、停转工作原理小结三1、按钮，接触器双重联锁正反转控制电路是将按钮联锁和接触器联锁正反转控制线路组合在一起而形成的新电路。2、特点：操作方便，又安全可靠四本节重点1、掌握“双重”的含义2、掌握双重联锁正反转控制线路的工作原理。五小练习一、填空除了用接触器常闭辅助触头做电气联锁外，还可用复合按钮的（）触头做电气联锁，这种控制电路称为（）正反转控制电路。二、做图试画出一台电动机的按钮联锁正反转控制线路图。6.工作台自动往返控制电路目录CONTENTS行程开关01工作原理02通电分析03行程开关01定义：是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器（又称位置开关或限位开关）。作用：与按钮相同，区别在于它不是靠手动操作，而是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。a)LX19系列

b)JLXK1系列c)图形符号工作原理02工作原理02通过行程开关可以控制工作台的行程和位置，配合电动机自动转换正反转控制，从而实现工作台在一定行程内的自动往返运动。原理演示：工作台自动往返的示意图通电分析03线路分析03主电路分析03工作台向左运动03工作台左端限位停止03工作台向右运动0303工作台右端限位停止工作台再次向左运动037.定子绕组串电阻降压启动控制电路目录CONTENTS工作原理01通电分析02工作原理01工作原理01启动时，串入电阻进行分压，限制启动电流。启动完成后，将电阻短接，电动机全压运行。通电分析02线路分析02主电路分析02控制电路分析02停止时，按下停止按钮SB2即可。8.Y-△降压启动控制电路目录CONTENTS连接形式01工作原理02通电分析03连接形式01

三相异步电机的定子绕组在△形联结时有两种接法，一种是正序，一种是反序。Y形联结时U2、V2、W2直接联结到一起。电动机定子绕组Y接法

电动机定子绕组△接法正序反序工作原理02工作原理02电动机在启动时，将定子绕组作Ү形联结，电动机在正常运行时,将定子绕组改为△形联结,这就是Ү—△降压启动的原理。通电分析03线路分析03主电路分析03控制电路分析Y形启动03控制电路分析△形运行03控制电路分析停机控制039.能耗制动控制电路目录CONTENTS工作原理01通电分析02工作原理01工作原理01当电动机切断交流电源后，立即在任意两组定子绕组中通入直流电，迫使电动机迅速停转的方法称为能耗制动。通电分析02线路分析02主电路分析02控制电路分析02控制电路分析0210.反接制动控制电路目录CONTENTS工作原理01通电分析02工作原理01工作原理01电动机断电后，将三相电源线任意两相对调，使电动机旋转方向与转矩方向相反而处于制动状态，称为反接制动。通电分析02线路分析02主电路分析02控制电路分析02断开隔离开关QS，切断电源。11.CA6140型车床电气控制目录CONTENTS机床结构01运动形式02线路分析03机床结构01CA6140型普通车床结构示意外形图1-主轴箱；2-纵溜板；3-横溜板；4-转盘；5-方刀架；6-小溜板；7-尾架；8-床身；9-右床座；10-光杠；11-丝杠；12-溜扳箱；

13-左床座；14-进给箱；15-挂轮架；i6-操纵手柄运动形式02

车床的切削运动包括工件旋转的主运动和刀具的直线进给运动。主运动是卡盘或卡盘与顶尖带着工件的旋转运动。车床的进给运动是刀架带动刀具的直线运动。1.CA6140型车床的运动形式线路分析03CA6140型车床电路工作原理

1.主电路分析

在主电路中，一共有三台电动机。M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动。M2为冷却泵电动机，用来输送切削液。M3为刀架快速移动电动机。2．控制电路分析（1）主轴电动机M1的控制（2）冷却泵M2的控制

（3）刀架快速移动电动机M3的控制

刀架快速移动电动机M3的启动由按钮SB3控制，并采用点动控制。（4）照明、信号电路的控制

EL为车床低压照明灯，由控制变压器TC的二次侧输出24V安全电压供电，由开关SA控制，熔断器FU2提供短路保护。HL为电源信号灯，由TC的二次侧输出6V电压供电，熔断器FU3提供短路保护，电源接通后信号灯亮，表示车床已接通电源。12.X62W型万能铣床电气控制目录CONTENTS结构01运动形式02电气控制要求03工作原理04结构011—底座2—床身3—主轴4—悬梁5—刀杆支架6—工作台7—回转盘8—横溜板9—升降台X62W型万能铣床外形图运动形式02主运动：铣刀的旋转。进给运动：工作台上、下、前、后、左、右六个方向的进给。圆工作台的旋转运动。辅助运动：工作台快速运动、旋转运动1．X62W型万能铣床运动形式电气控制要求032．X62W型万能铣床的控制要求（1）铣削加工有顺铣和逆铣两种