電氣控制技術課件

1、電氣控制技術課件,課題四 電氣控制技術,一、常用低壓電器 低壓電器是指工作在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V的電路中起通斷、控制、調節(jié)及保護作用的電器。 一般按用途可分為： （1）低壓控制電器 包括接觸器、繼電器、主令電器和電磁離合器等，主要用于電氣控制系統中，實現發(fā)布指令、控制系統狀態(tài)及執(zhí)行動作等作用。 （2）低壓配電電器 包括刀開關、轉換開關、熔斷器和自動開關等，主要用于低壓配電系統中，實現電能的輸送、分配和保護電路及用電設備的作用。,電氣控制技術課件,按低壓電器的動作方式不同可分為： （1）手動電器 指依靠人工直接操作完成動作切換的電器，如按鈕、刀開關等。 （2）自動電器

2、指依靠電器本身參數變化或外來信號的作用而自動完成動作切換或狀態(tài)變化的電器，如接觸器、繼電器等。,電氣控制技術課件,（一）接觸器 1、交流接觸器,電氣控制技術課件,交流接觸器主要由以下四部分組成： （1）電磁系統 電磁系統由線圈、動鐵心（銜鐵）、靜鐵心和復位彈簧組成。 （2）觸點系統 觸點是電器的執(zhí)行元件，起接通和斷開電路的作用。 （3）滅弧裝置 容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置。 （4）其他部分 包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構、接線柱和外殼等。,電氣控制技術課件,2、直流接觸器 直流接觸器的結構和工作原理與交流接觸器相類似，主要由直流電磁機構、觸點系統和滅弧裝置等組成。常

3、用的型號有CZ0和CZ18等系列，用于直流電的電氣控制系統電路中。 3、接觸器的選用 接觸器的選用主要考慮如下因素： （1）根據負載性質確定接觸器的類型，即直流負載選用直流接觸器，交流負載選用交流接觸器。 （2）接觸器的額定電壓與額定電流應大于或等于所控制負載的額定電壓與額定電流。 （3）線圈額定電壓應與所控制電路的電壓相一致。 （4）接觸器的觸點種類和觸點數量應滿足主電路和控制電路的控制要求。,電氣控制技術課件,（二）繼電器 1、電壓、電流繼電器,根據輸入線圈中電壓（電流）大小而決定執(zhí)行機構是否動作的繼電器稱為電壓（電流）繼電器。,電氣控制技術課件,2、中間繼電器,中間繼電器是用來轉換控制信

4、號的中間環(huán)節(jié)，以增加控制信號的觸點數量或提高控制信號的功率。,電氣控制技術課件,3、熱繼電器,熱繼電器是利用電流的熱效應來切斷電路的保護電 器，常用于電動機的過載保護。,電氣控制技術課件,4、時間繼電器,時間繼電器是一種接收信號（線圈通電或斷電）后，經過一定的延時才能輸出信號（觸點的閉合或斷開）的控制電器。按其動作原理與構造不同，可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和晶體管式等；按其延時方式可分為通電延時型和斷電延時型兩種。,電氣控制技術課件,電氣控制技術課件,電氣控制技術課件,5、速度繼電器,速度繼電器是當轉速達到規(guī)定值時觸點動作的繼電器。,電氣控制技術課件,（三）熔斷器,熔斷器在低壓電路中主要

5、用于短路和嚴重過載時的保護。 熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管或絕緣底座兩部 分組成。常用的熔斷器有： （1）瓷插式熔斷器 它具有結構簡單、價格低廉、使用方便等特點，多用于照明和控制系統中。常用的產品有RC1A系列。 （2）螺旋式熔斷器 它是一種有填料的封閉管式熔斷器，具有體積小、更換熔絲安全方便，有熔體熔斷的指示標記等特點，多用在配電電路中作短路保護。,電氣控制技術課件,電氣控制技術課件,（四）主令電器 1、按鈕 按鈕是一種手動且能自動復位的主令電器。 按鈕一般由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸點、靜觸點和外殼等組成。,電氣控制技術課件,2、行程開關 行程開關又稱限位開關，是用來檢測運動部件位移

6、，并轉換成電信號，控制機械運動的主令電器。,電氣控制技術課件,3、接近開關 接近開關是無觸點開關，用于機械設備時，它能象行程開關一樣起限制行程的作用。按工作原理分，有高頻振蕩型、電容型、感應電橋型、霍爾效應型及永久磁鐵型等多種，其中以高頻振蕩型最為常用。,電氣控制技術課件,（五）低壓隔離器,1、刀開關 刀開關主要由操作手柄、刀片、觸點座和底板等組成。 刀開關在安裝時應注意： （1）閘刀在合閘狀態(tài)時，手柄應朝上，不準倒裝或平裝，以防造成安全事故。 （2）電源進線應接在刀開關的上 端，負載接在下端，這樣拉閘后 刀片與電源隔離，可防止意外事 故發(fā)生。,電氣控制技術課件,2、轉換開關 轉換開關又稱組合

7、 開關，有單極、雙極和 多極之分，常用作電源 的引入開關，也可用作 直接控制小容量異步電 動機非頻繁啟動和停止 的控制開關，以及控制 電路的轉換開關等。,電氣控制技術課件,（六）低壓斷路器,低壓斷路器又稱自動開關，是一種既有手動開關作用又能進行短路、過載和欠壓失壓保護的電器。,電氣控制技術課件,二、 電氣控制基本環(huán)節(jié) （一）國家電氣制圖標準簡介,為了便于對電氣控制系統進行設計、分析、安裝、調試和檢修，必須采用國家標準規(guī)定的統一的圖形符號和文字符號表示電氣控制系統中各電器元件及其連接關系，這種圖就是電氣控制系統圖，它主要有三種形式：電氣原理圖、電氣安裝圖和電氣接線圖。,電氣控制技術課件,1、電氣

8、原理圖,（1）原理圖一般分為主電路、控制電路、照明電路、信號電路等。 （2）為閱圖方便，各電器元件一般應按動作順序從上到下、從左到右依次排列。 （3）各電器元件和部件在原理圖中的位置應根據便于閱讀的原則安排，同一電器元件的各個部件（如線圈和觸點）可以不畫在一起，但必須用同一文字符號標注。 （4）圖中所有電器觸點都按“常態(tài)”繪制。 （5）為便于檢索電氣控制電路和閱圖，將圖面劃分為若干區(qū)域。 （6）由于接觸器、繼電器的線圈和觸點在電氣原理圖中不是畫在一起的，為便于閱讀，在接觸器、繼電器線圈的下方畫出其觸點的索引表。,電氣控制技術課件,2、電氣安裝圖,電氣安裝圖是用來表示電氣控制系統中各電器元件在機

9、械設備和電氣控制柜的實際安裝位置。各電器元件的安裝位置是由機械設備的結構和工作要求所決定的，如電動機要與被拖動的機械部件連在一起；行程開關應放在能取得信號的位置；操作元件應放在操作方便的地方；一般電器元件應放在電氣控制柜內。,電氣控制技術課件,3、電氣接線圖,電氣接線圖用來表示電氣設備之間實際接線情況。繪制電氣接先圖時應把各電氣元件的各個部分（如觸點與線圈）畫在一起；文字符號、元件連接關系、電路號碼編制都必須與電氣原理圖一致。,電氣控制技術課件,（二） 電氣控制電路的邏輯代數分析方法,1、邏輯代數 （1）“與”運算 “與”運算又稱為邏輯“乘”，其邏輯函數式為： F=A B C “與”運算的運算

10、法則是： 00= 0 01= 0 10= 0 11= 1,電氣控制技術課件,（2）“或”運算 “或”運算又稱為邏輯“加”，其邏輯函數式為： F=A + B + C “或”運算的運算法則是： 0 + 0= 0 0 + 1= 1 1 + 0= 1 1 + 1= 1 （3）“非”運算 “非”運算又稱為邏輯“非”，其邏輯函數式為： F=A,電氣控制技術課件,2、電器元件的邏輯表示,所謂電器元件的邏輯表示就是用邏輯代數中的“1”和“0”來表示電氣控制電路中的線圈的“得電”與“失電”、觸點的“閉合”與“斷開”兩種狀態(tài)。為統一起見，規(guī)定用等分別表示接觸器、繼電器、按鈕等電器的動合觸點；用、等分別表示接觸器、

11、繼電器、按鈕等電器的動斷觸點；用“1”表示線圈得電、“0”表示線圈斷電；用“1”表示觸點的閉合、“0”表示觸點的斷開。,電氣控制技術課件,3、電路狀態(tài)的邏輯表示,電路的連接千變萬化，但都是由基本的串聯與并聯連接兩種方式構成的。因此，我們可用邏輯“與”表示串聯連接，用邏輯“或”表示并聯連接。 4、電路的化簡 用邏輯代數表示電路，最實用的結果就是可利用邏輯代數的運算法則和基本定律對電路進行化簡。,電氣控制技術課件,（三）三相異步電動機的啟動控制電路,1、直接啟動控制電路,按下啟動按鈕SB2，接觸器線圈KM得電，其主觸點閉合，并且其輔助動合觸點閉合，保持KM線圈一直處于通電狀態(tài)，使電動機直接啟動。此

12、控制電路稱為自鎖電路。起自鎖作用的觸點稱為自鎖觸點。 按下停止按鈕SB1時，接觸器線圈KM斷電，電動機停止。,電氣控制技術課件,2、減壓啟動控制電路 （1）定子串電阻減壓啟動控制電路,電氣控制技術課件,（2）星三角形（Y）減壓啟動控制電路 電動機啟動時， 其定子繞組接成星形， 每相繞組所承受的電 壓為電源的相電壓 （220V），啟動完畢 后自動換接成三角形， 此時每相繞組所承受 的電壓為電源的線電 壓（380V）。,電氣控制技術課件,（四）三相異步電動機的制動控制電路,1、反接制動控制電路 反接制動是利 用改變電動機定子 繞組上三相電源的 相序，使定子產生 反向旋轉磁場作用 于轉子上而產生的

13、強力制動。,電氣控制技術課件,2、能耗制動控制電路 能耗制動是指在 電動機剛切除三相電 源之際，立即在定子 繞組中接入直流電源。 由于轉子切割固定磁 場產生制動力矩，使 電動機的動能轉變?yōu)?電能并消耗在轉子的 制動上，故稱能耗制 動。當轉子轉速為零 時，再切除直流電源。,電氣控制技術課件,（五）三相異步電動機的正反轉控制電路,1、按鈕控制的電動機正反轉控制電路 在主電路 中，兩個接觸 器、觸點接法 不同，故可改 變電動機電源 的相序，從而 改變電動機的 轉向。,電氣控制技術課件,2、行程開關控制的電動機正反轉控制電路,電氣控制技術課件,（六） 三相異步電動機的調速控制電路,電源頻率固定后，電動

14、機的轉速與它的磁極對數P成反比。若能改變定子繞組的磁極對數，就可以改變電動機的轉速。在多速電動機中，就是通過改變繞組的連接方法來改變磁極對數的。 1、 /YY接法,電氣控制技術課件,2、Y/YY接法,電氣控制技術課件,（七）電液控制,液壓傳動系統結構簡單，可輸出很大的推力和轉矩，傳遞運動平穩(wěn)、反應快、沖擊小，控制方便，易于實現自動化。因此電氣控制電路與液壓傳動系統相結合的電液控制在數控機床、組合機床等設備及自動化生產線中的應用越來越廣泛。,電氣控制技術課件,電氣控制技術課件,1、滑臺原位停止 當電磁鐵YA1、YA2、YA3都斷電時，電磁換向閥3處于中位，滑臺停止不動?；_在原位停止時行程開關S

15、T1被擋鐵壓下，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。 2、滑臺快進 把轉換開關SC扳到位置1，按下按鈕SB1，繼電器KA1得電并自鎖，其動合觸點閉合，使電磁鐵YA1、YA3得電，電磁換向閥2和3均處于左位，于是變量泵1輸出的壓力油經電磁換向閥3流入液壓缸左腔，缸右腔的回油經換向閥3和2也進入缸的左腔，形成差動快速回路使滑臺快速向前運動，此時ST1復位。,電氣控制技術課件,3、滑臺工進 當滑臺快速進給到擋鐵壓下行程開關ST2時，ST2的動合觸點閉合，使KA2線圈得電并自鎖，使電磁鐵YA3斷電，液壓缸右腔的回油只能經調速閥4流回油箱，使滑臺自動轉換為工作進給。 4、滑臺快退 當滑臺進給到終點時，擋鐵壓下

16、行程開關ST3，其動合觸點閉合，使KA3線圈得電并自鎖，YA1、YA3斷電，滑臺停止工進；YA2得電，電磁換向閥3處于右位，變量泵輸出的壓力油經換向閥3進入液壓缸右腔，缸左腔的回油經換向閥3直接流入油箱，滑臺快退。當滑臺退回原位時，ST1被壓下，其動斷觸點斷開，使KA3斷電，因此YA2也斷電，換向閥3復位，滑臺停止。,電氣控制技術課件,5、滑臺的點動控制 將轉換開關扳到位置2時，按下按鈕SB1，KA1得電，使YA1、YA3也得電，滑臺可向前快進。但由于KA1電路不能自鎖，因此松開SB1后，滑臺立即停止運動，即實現滑臺點動向前調整。,電氣控制技術課件,（八）其他基本控制電路,1、長動與點動控制,

17、電氣控制技術課件,2、多點控制 在大型設備中， 為了操作方便，常要 求能在多個地點進行 控制。將啟動按鈕并 聯連接，停止按鈕串 聯連接，分別裝在兩 個地方，就可實現兩 地控制，圖中，SB1為 急停按鈕，用于緊急 情況下的停車操作。,電氣控制技術課件,3、順序啟動控制 在裝有多臺電動機 的設備上，有時要求電 動機按一定的順序啟動， 才能保證操作過程的合 理和工作的安全可靠。 這些順序關系反映在控 制電路上，稱為順序啟 動控制。,電氣控制技術課件,4、電動機的保護 （1）短路保護 常用的短路保護元件有熔斷器和斷路器。 熔斷器串聯在被保護的電路中，當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，熔斷器的熔體自動熔斷，從

18、而切斷電路，達到保護的目的。通常熔斷器比較適用于動作準確度和自動化程度要求較低的系統中，如小容量的籠型異步電動機、一般的普通交流電源等。 斷路器具有短路、過載和欠壓失壓保護功能，在電路發(fā)生上述故障時，能快速自動切斷電源。斷路器結構復雜、操作頻率低，一般用于要求較高的場合，如低壓配電盤的總電源開關及電動機變壓器的合閘開關。,電氣控制技術課件,（2）過載保護 電動機在運行過程中，如果由于過載或其他原因使電流超過額定值時，將引起電動機過熱。如果溫度超過允許溫升，就會使絕緣材料變脆，壽命減少，嚴重時使電動機損壞，因此，必須對電動機進行過載保護。常用的過載保護元件是熱繼電器。當電動機在額定電流下工作時，

19、電動機為額定溫升，熱繼電器不動作；在過載電流較小時，熱繼電器要經過較長時間才動作；過載電流較大時，熱繼電器則經過較短時間就會動作。,電氣控制技術課件,（3）欠壓和失壓（零壓）保護 當電動機運行時，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成控制電路工作不正常，可能產生事故；電源電壓下降嚴重也會引起電動機轉速下降甚至停轉。因此需要在電源電壓降低到一定允許值以下時將電源切斷，這就是欠壓保護。 當電動機運行時，遇到電源臨時停電，在恢復供電時，如果未加防范措施而讓電動機自行啟動，很容易造成設備或人身事故。為了防止電源恢復時電動機自行啟動的保護叫失壓（零壓）保護。,電氣控制技術課件,（4）過電流保護 過電

20、流往往是由于不正確的啟動和過大的負載轉矩引起的，一般比短路電流要小，電動機在頻繁進行正、反轉和啟、制動工作時，都容易產生過電流。一般用過電流繼電器實現過電流保護，應將其串聯在電動機主電路中。,電氣控制技術課件,三、 典型電氣控制電路分析,1、分析主電路 明確主電路中電動機和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求和內容。 2、分析控制電路 根據主電路的控制要求，找出各個控制環(huán)節(jié)，分析其控制原理。 3、分析輔助電路 結合控制電路，分析電源指示電路、照明電路、故障報警電路等輔助電路。 4、分析聯鎖與保護環(huán)節(jié) 機械設備有安全性和可靠性的要求，因此，控制電路中設置了電氣聯鎖與電氣保護。 5、總體檢查 先分析局部電路的工作原理及控制關系，再理解各控制環(huán)節(jié)的聯系，從而了解整個電氣控制系統的原理。,電氣控制技術課件,（一） CJK6132數控車床電氣控制,1、機床結構 CJK6132數控車床使用C6132普通車床的床身作為機床本體，配置數控系統。它主要由主軸箱、刀架、尾座、床身和控制面板等組成。X軸和Z軸使用步進電動機和滾珠絲杠驅動，主軸使用交流變頻電動機驅動，在主軸箱上設置的低速大扭矩變速手柄，可以滿足特殊工序的需要。在主軸末端安裝主軸脈沖編碼器，以進行螺紋切削。機床的刀架使用四方電動刀架，可以安裝四把加工刀具。,電