电工学第7章电气自动控制

1、7.1手动控制,7.2起停自动控制,7.3正反转控制,7.4顺序联锁控制,7.5行程控制,7.6时间控制,7.7可编程控制器,第7章电气自动控制,教学基本要求,分析与思考题,练习题,返回主页,教学基本要求1.了解常用低压电器的基本结构和功能;2.掌握笼式异步电动机的起停控制和正反转控制电路以及电路的自锁和互锁方法;3.了解短路、过载和失压保护的方法；4.掌握顺序联锁以及行程和时间控制的原则;5.能读懂简单控制电路的原理图;6.初步掌握可编程序控制器的应用。,返回,应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。,本章主要介绍几种常用

2、的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。,实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如闸刀开关、按钮、继电器、接触器等。,具有保护作用的电气设备，统称为保护电器，如熔断器、热继电器等。,按动作形式还可把低压电器分为：手动电器和自动电器。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,(一)刀开关（Q）1.作用：起接通电源的作用。分为：,2.符号：,7.1手动控制,3.选择:选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流。,返回,下一节,下一页,图片,它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。1.作用：短路保护2.符号：,(二)熔断器（FU）,3.选择熔体：对于无冲击电流的电路：如照

3、明电路，IFNIm(Im为电路的最大电流)对于有冲击电流的电路：如电动机的起动，IFN(1.53)IMN若有几台电动机共用一熔断器，IFN(1.53)IMm+IMN,上一页,返回,下一节,下一页,图片,三刀开关的手动控制电路,（三）断路器（Q）,自动开关或空气开关1.作用:兼有刀开关和熔断器的作用。2.符号:,3.动作原理:,上一页,返回,下一节,下一页,图片,断路器,1.作用:用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。2.结构：,(一)按钮（SB）,1常闭触点或动断触点2常开触点或动合触点,7.2起停自动控制,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图片,按钮,按下按钮帽：,常闭触点断开,常开触点闭

4、合,松开按钮帽：,常开触点断开,常闭触点闭合,4.种类：,联动按钮,紧急按钮自锁按钮用指示灯表示其工作状态,3.符号:,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,1.作用:接通或断开电路，利用电磁吸力的作用而动作的。2.结构:,(二)交流接触器(KM),按状态分,按用途分,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图片,交流接触器,电磁系统、触点,3.符号：,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,1.作用:用于过载保护,靠电流热效应产生动作的。2.结构与动作原理:,(三)热继电器（FR）,3.符号:,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图片,热继电器,(四)中间继电器,1.作用:用于辅助电路,弥补触

5、点的不足。,2.工作原理:与交流接触器相同。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图片,(五)起停自动控制电路,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,继电接触控制线路由一些基本控制环节组成。,在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，不考虑电器的结构和实际位置，突出电气原理。,电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：,1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。,2.控制线路由主电路(被控制负载所在三相电路)和控制电路(控制主电路状态的单相电路)组成。,3.同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。,上一页,返回,下一

6、节,下一页,上一节,4.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。,5.与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。,分析和设计控制电路时应注意,使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠,(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。,(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,（2）保护环节:短路保护过载保护失压保护(欠压保护),上一页,返回,下一节,下一页,上一节,控制要求:（1）电动机直接起动的长动控制,1.直接起动控制,练习题7.2.1下列电路能否控制电机

7、起停?,能起动,不能停止。,不能起动,且造成电源短路。,非正常起动,且不能停止。,只能点动。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,（2）保护环节:短路保护过载保护失压保护(欠压保护),控制要求:（1）带点动的长动控制,点动按钮SBst2的作用：,(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。,复合按钮,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,2.带点动的直接起动控制,后闭合,先断开,按下SBst2,闭合,电机运转,点动时：,自锁触点不起作用,通电,按下SBst1,电机运转,长动时：,按下SBstp,电机停转,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,先断开,后闭合,断开,断电,松开SBst

8、2,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,松开SBst2,电机停转,实现点动,用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,（2）保护环节:短路保护过载保护失压保护(欠压保护),控制要求:（1）多地点长动控制,SBst1,SBstp1为甲地按钮,SBst2,SBstp2为乙地按钮。,3.多地点直接起动控制,7.3正反转控制,将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。,需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。,在同一时

9、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”。,利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁。,利用按钮的触点实现联锁控制称机械互锁。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,缺点：改变转向时必须先按停止按钮。,1.电气互锁的正反转控制电路,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,2.机械、电气双重互锁的正反转控制电路,KMF,KMF,SBst2,SBstp,KMR,SBst1,KMF,KMR,KMR,当电机正转时，按下反转按钮SBst2,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,KMF,KMF,SBs

10、t2,SBstp,KMR,SBst1,KMF,KMR,KMR,当电机反转时，按下正转按钮SBst1,先断开,通电,闭合,断电,断开,闭合,闭合,电机正转,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,7.4顺序联锁控制,起动要求:1#电机先起动，2#电机才动。停车要求:2#电机先停，1#电机才停。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,顺序联锁控制电路,练习题7.4.1两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动,用一套起停按钮控制它们的起停,为了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才随之起动;停止时,M2停止后,M1才随之停

11、止。,【解】,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,按下SBst,KM1通电,M1起动,KM1触点闭合,KM2通电,M2起动,按下SBstp,KM2断电,M2停止,KM2触点断开,KM1断电,M1停止,(一)行程开关(ST)也称限位开关动作原理:运动部件撞击产生动作。,7.5行程控制,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图片,主电路：一台电机正反转。,例:工作台前进、后退往复运动。,控制电路：应在正反转的基础上，在每套支路中分别串联行程开关的动断触点。,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,(二)控制电路,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图7.5.2自动往返行程控制,上一页,返回,下一

12、节,下一页,上一节,图7.5.2自动往返行程控制,衔铁,线圈,静铁心,恢复弹簧,托板,释放弹簧,杠杆,活塞杆,橡皮膜,撞块,7.6时间控制,(一)时间继电器(KT),上一页,返回,下一节,下一页,上一节,图片,图7.6.1时间继电器,上一页,返回,下一节,下一页,上一节,(二)控制电路,图7.6.2星-三角起动控制,7.7可编程控制器,(一)等效电路,上一页,返回,下一页,上一节,图7.2.7电动机的正反转控制PLC等效电路,(二)梯形图,如:电动机的正反转控制,确定输入和输出点数：,输入:SBstF:X0SBstR:X1SBstP:X2FR:X3,输出：KMF：Y30KMR：Y31,上一页,返回,下一页,上一节,（三）语句表,上一页,返回,下一页,上一节,表7.7.1F系列PLC的指令表,例如：写出下列梯形图的语句表。,LDX0ANDX1LDX2ANIX3ORB,LDIX4ANDX5ORBOUTY30END,上一页,返回,下一页,上一节,图7.7.4ORB的用法,7.4.1两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动,用一套起停按钮控制它们的起停,为了避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序启动和停止:启动时,M1启动后,M2才随之启动;停止时,M2停止