電器自動控制課件PLC_PPT2.

1、機(jī)械設(shè)備電氣自動控制 二、繼-接控制電路基本環(huán)節(jié)河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院第2章 拖動系統(tǒng)基本控制電路 目的： 學(xué)習(xí)由電器元件組成的鼠籠式三相交流異步電動機(jī)起、停，正反轉(zhuǎn)，多點控制，多條件控制電路的基本原理；降壓起動控制電路；制動控制電路；變極調(diào)速。繞線式異步電動機(jī)的控制電路；電液控制技術(shù)；直流電動機(jī)基本控制電路。 要求： 領(lǐng)會常用控制電路的設(shè)計思想，學(xué)會分析基礎(chǔ)電路的工作原理，熟記起停、正反轉(zhuǎn)、兩地控制等電路的電路結(jié)構(gòu)及特點，并要求能夠熟練畫出這些電路。第2章 拖動系統(tǒng)基本控制電路2.1 2.1 電氣控制線路圖的繪制及分析2.2 2.2 直接起動及其主要控制環(huán)節(jié)2.3 2.3 三相交流異步機(jī)降壓起

2、動控制電路2.4 2.4 三相交流異步機(jī)制動控制電路2.5 2.5 變極調(diào)速控制線路2.6 2.6 電液控制技術(shù)2.1 電氣控制線路圖的繪制及分析 用以描述電氣控制設(shè)備電氣原理及安裝、調(diào)試用的工藝性圖紙，主要包括電氣原理圖、電氣安裝位置圖、電氣安裝接線圖和電氣安裝互連圖等。2.1.1 2.1.1 電氣線路圖2.1.2 2.1.2 電氣原理的讀圖方法2.1.1 電氣線路圖電氣線路圖： 電氣線路圖是指描述控制線路接線關(guān)系和原理的圖紙，分為電氣原理圖和電氣安裝接線圖。電氣原理圖的分類： 主回路：強(qiáng)電流通過部分 輔助回路：控制、照明、指示電氣原理圖的繪制規(guī)則： 主回路：粗實線 輔助回路：細(xì)實線 電氣符

3、號畫法： 一般垂直放置，也可以逆時針轉(zhuǎn)動9090水平放置。 圖中電器元件的狀態(tài)為常態(tài)（未壓動、未通電）2.1.2 電氣原理的讀圖方法1 1、查線讀圖法（常用方法）： 按照由主到輔，由上到下，由左到右的原則分析電氣原理圖。較復(fù)雜圖形，通?？梢曰麨榱?，將控制電路化成幾個獨立環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)分析，然后，再串為一個整體分析。2 2、邏輯代數(shù)法 用邏輯代數(shù)描述控制電路的工作關(guān)系。2.2 直接起動及其主要控制環(huán)節(jié) 本節(jié)主要描述小型電動機(jī)的全壓起動及其主要控制環(huán)節(jié)。 2.2.1 2.2.1 起?？刂?2.2.2 2.2.2 正反轉(zhuǎn)控制電路 2.2.3 2.2.3 其它環(huán)節(jié)2.2.1 起?？刂?手動控制操作方法：

4、 手動合上QSQS，電動機(jī)M M工作；手動切斷QSQS，電動機(jī)M M停止工作。 電路保護(hù)措施： FUFU短路保護(hù) 電路優(yōu)點：控制方法簡單、經(jīng)濟(jì)、實用。 電路缺點：保護(hù)不完善，操作不方便自動起停控制主電路： 三相電源經(jīng)QS、FU1、KM的主觸點，F(xiàn)R的熱元件到電動機(jī)三相定子繞組。 控制電路： 用兩個控制按鈕，控制接觸器KM線圖的通、斷電，從而控制電動機(jī)（M）啟動和停止。 起動過程分析： KM自鎖觸點，是指與SB1并聯(lián)的常開輔助觸點，其作用是當(dāng)按鈕SB1閉合后又?jǐn)嚅_，KM的通電狀態(tài)保持不變，稱為通電狀態(tài)的自我鎖定自鎖環(huán)節(jié)。 停止按鈕SB2，用于切斷KM線圈電流并打開自鎖電路，使主回路的電動機(jī)M定子

5、繞組斷電停止工作。起?？刂齐娐返谋Ｗo(hù)分析過載保護(hù)： 熱繼電器FRFR用于電動機(jī)過載時，其在控制電路的常閉觸點打開，接觸器KMKM線圈斷電，使電動機(jī)M M停止工作。排除過載故障后，手動使其復(fù)位，控制電路可以重新工作。短路保護(hù)： 熔斷器組FU1FU1用于主電路的短路保護(hù)，F(xiàn)U2FU2用于控制電路的短路保護(hù)。零壓保護(hù)： 電路失電復(fù)上電，不操作起動按鈕，KMKM線圈不會再次自行通電，電動機(jī)不會自行起動。2.2.2 正反轉(zhuǎn)控制電路可逆運行（正反轉(zhuǎn)） 實現(xiàn)的方法： 改變電源相序 （兩根相線對調(diào)）。1 1、正反轉(zhuǎn)基本控制電路： 主電路： KM1KM1主觸點接通 正相序電源MM正轉(zhuǎn)。 KM2KM2主觸點接通

6、反相序電源MM反轉(zhuǎn)。 控制電路： SB1SB1控制正轉(zhuǎn)， SB2SB2控制反轉(zhuǎn)， SB3SB3用于停止控制。 KMKM的常閉觸點用于互鎖控制，即使在接觸器 故障情況下，也可以保證不發(fā)生主電路短路現(xiàn)象互鎖環(huán)節(jié)。特別注意：在有可逆運行的控制線路中必須設(shè)置互鎖環(huán)節(jié)按鈕聯(lián)鎖功能 前頁圖的電氣操作只能按正、停、反或反、停、正的方式進(jìn)行操作。電路不能正反、反正操作控制。 上圖使用按鈕連鎖，首先使用和常開觸點聯(lián)動的常閉觸點的斷開對方支路線圈電流，再利用常開觸點的閉合接通通電線圈電流，方便操作。工作臺自動循環(huán)控制 工作臺移動機(jī)構(gòu)示意 在工作臺的移動機(jī)構(gòu)和固定部件上分別裝置的行程開關(guān)和檔鐵（壓動行程開關(guān)用），當(dāng)

7、移行機(jī)構(gòu)運動到某一固定位置時，壓動行程開關(guān)，取代人手接動按鈕的功能，實現(xiàn)自動循環(huán)控制。 右圖SQ1SQ1用于正轉(zhuǎn)控制，SQ2SQ2用于反轉(zhuǎn)控制，SQ3SQ3、SQ4SQ4的常閉觸點用于極限位置的保護(hù)。 改變要求見備注-綜合 電氣原理圖中電器元件各部分符號與實際位置無關(guān)，可根據(jù)原理，將電氣符號畫在任何需要的電路位置。 2.2.3 其它環(huán)節(jié)點動（在長動基礎(chǔ)上的點動） 用途：適用于電動機(jī)短時間調(diào)整的操作。 按鈕操作：SB3SB3常閉觸點用來切段自鎖電路實現(xiàn)點動。 轉(zhuǎn)換開關(guān)控制：SASA合上，有自鎖電路，SB2SB2為長動操作按鈕；SASA斷開，無自鎖電路，SB2SB2為點動操作按鈕。 中間繼電器KA

8、KA控制：按動SB2SB2、KAKA通電自鎖，KMKM線圈通電，此狀態(tài)為長動；按動SB3SB3、KMKM線圈通電，但無自鎖電路，為點動操作。 多點控制、 定義： 多地控制電路設(shè)置多套起、停按鈕，分別安裝在設(shè)備的多個操作位置，故稱多地控制。 特點： 起動按鈕的常開觸點并聯(lián)，停止按鈕的常閉觸點串聯(lián)。 操作： 無論操作哪個啟動按鈕都可以實現(xiàn)電動機(jī)的起動；操作任意一個停止按鈕都可以打斷自鎖電路，使電動機(jī)停止運行。多條件控制 電路用途： 多條件啟動控制和多條件停止控制電路，適用于電路的多條件保護(hù)。 電路特點： 按鈕或開關(guān)的常開觸點串聯(lián)，常閉觸點并聯(lián)。多個條件都滿足（動作）后，才可以起動或停止。順序控制

9、用途： 用于實現(xiàn)機(jī)械設(shè)備依次動作的控制要求。 主電路順序控制： KM2KM2串在KM1KM1觸點下，故只有M1M1工作后M2M2才有可能工作。順序控制 控制電路的順序控制：a a）KM1KM1的輔助常開觸點起自鎖和順控的雙重作用。b b）單獨用一個KM1KM1的輔助常開觸點作順序控制觸點。c c）M1M2M1M2的順序起動、M2M2M1M1的順序停止控制。順序停止控制分析：KM2KM2線圈斷電，SB1SB1常閉點并聯(lián)的KM2KM2輔助常開觸點斷開后，SB1SB1才能起停止控制作用，所以，停止順序為M2M2M1M1。綜合基本電路的結(jié)構(gòu)特點：1.1.自鎖接觸器常開觸點與按鈕常開觸點相并聯(lián)。2.2.

10、互鎖兩個接觸器的常閉觸點串聯(lián)在對方線圈的電路中。3.3.點動無自鎖環(huán)節(jié)。4.4.多地按鈕的常開觸點并聯(lián)、常閉觸點串聯(lián)。5.5.多條件按鈕的常開觸點串聯(lián)、常閉觸點并聯(lián)。2.3 三相交流異步電動機(jī)降壓起動控制電路 用途：三相交流異步電動機(jī)的降壓起動，用于大容量三相交流異步電動機(jī)輕載或大負(fù)載慣量起動時減小起動電流。 降壓啟動控制電路： 2.3.1 Y-2.3.1 Y-降壓起動控制電路2.3.2 2.3.2 自耦補(bǔ)償降壓起動控制電路2.3.3 2.3.3 定子串電阻降壓起動控制電路 要求： 熟記Y-Y-、定子串電阻降壓起動控制電路結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握自耦補(bǔ)償起動和延邊三角形降壓起動電路工作原理的分析方

11、法2.3.1 Y- 降壓起動 降壓原理： 起動時，電動機(jī)定子繞組Y Y連接，運行時連接。Y-降壓起動控制電路 主電路分析：KM1KM1、KM3YKM3Y起動，KM1KM1、KM2KM2運行。 討論：KM1KM1、KM2KM2、KM3KM3容量關(guān)系。 Y- Y- 降壓起動過程分析： 按下起動按鈕SB2KM1SB2KM1線圈通電自鎖 KM3KM3線圈通電-M-M作Y Y接起動； KTKT線圈通電延時KM3KM3線圈斷電KM2KM2線圈通電自鎖-M-M作 接法運行。 KTKT線圈斷電復(fù)位。2.3.2 自耦補(bǔ)償起動 降壓原理：起動時電動機(jī)定子繞組接自耦變壓器的次級，運行時電動機(jī)定子繞組接三相交流電源，

12、并將自耦變壓器從電網(wǎng)切除。 主電路：起動時，KM1KM1主觸點閉合，自耦變壓器投入起動；運行時，KM2KM2主觸點閉合，電動機(jī)接三相交流電源，KM1KM1主觸點斷開，自耦變壓器被切除。 討論： KM2KM2與KM1KM1的控制要求； KM1KM1主觸點的容量。 控制電路：起動過程分析按動SB2SB2KM1KM1線圈通電自鎖 電動機(jī)M M自耦補(bǔ)償起動； KTKT線圈通電延時-KA-KA線圈通電自鎖KM1KM1、KTKT線圈斷電-KM2-KM2線圈通電 電動機(jī)M M全壓運行。2.3.3 定子串電阻降壓起動每相繞組端電壓一定， 串入電阻，減少電流，從而每相繞組力矩減小，降壓起動； 起動后，移除電阻（

13、R被短接），電機(jī)全壓運行。特點：不受電動機(jī)定子繞組接線形式限制，但能耗大。 圖圖a存在問題：存在問題： 1.電動機(jī)正常運行時，電動機(jī)正常運行時，線路中除了線路中除了KM2得電得電外，外，KM1、KT1也始也始終得電，影響電氣元終得電，影響電氣元件壽命，也增加電路件壽命，也增加電路的故障點。的故障點。2.當(dāng)當(dāng)KM1線圈斷線時，線圈斷線時，經(jīng)過一段時間延時，經(jīng)過一段時間延時，電機(jī)發(fā)生全壓起動。電機(jī)發(fā)生全壓起動。定子串電阻降壓起動定子串電阻降壓起動2.4 三相交流異步機(jī)制動控制電路 主要內(nèi)容： 機(jī)械抱閘制動，能耗制動，反接制動。 要求： 了解各種制動方法的實現(xiàn)電路，以及能耗制動限流電阻的計算原則，掌

14、握能耗和反接制動電路的原理分析。 2.4.1 2.4.1 機(jī)械制動 1 1、常用方法： 電動抱閘制動 、電磁離合器制動 （多用于斷電制動）。2.4.1 機(jī)械制動2 2、制動原理：斷電電磁抱閘制動方式： 電磁抱閘的電磁線圈通電時，電磁力克服彈簧的作用，閘瓦松開，電動機(jī)可以運轉(zhuǎn)。電磁離合器制動方式（結(jié)構(gòu)） 電磁離合器的電磁線圈通電，動、靜摩擦片分離，無制動作用，電磁線圈斷電，在彈簧力的作用下動、靜摩擦片間產(chǎn)生足夠大的摩擦力而制動。3 3、控制電路分析 啟動時，接觸器KMKM線圈通電時，其主觸點接通電動機(jī)定子繞組三相電源的同時，電磁線圈YBYB通電，抱閘（動摩擦片）松開，電動機(jī)轉(zhuǎn)動。 停止時，接觸器

15、KMKM線圈斷電電動機(jī)M M斷電電磁鐵線圈YBYB失電實現(xiàn)抱閘或電磁制動。2.4.2 電氣制動 用途：電氣制動多用于電動機(jī)的快速停車。 常用方法有能耗制動和反接制動。1 1、能耗制動制動原理 制動時，在切除交流電源的同時，給三相定子繞組通入直流電流。 限流電阻的計算： 電路設(shè)計時，根據(jù)I IZ= =（1.51.54 4）I IN的原則，選取直流電流電壓等級，以及限流電阻的功率和阻值。主電路 直流電源的獲取方法，交流電源（降壓）經(jīng)整流（半波、全波、橋式）。 圖2.4.32.4.3主電路中接觸器KM1KM1的主觸點閉合時，電動機(jī)M M作電動工作。 接觸器KM2KM2主觸點用于能耗制動時為定子繞組通

16、入直流電流?？刂齐娐罚ò磿r間原則控制） 起動： 按動起動按鈕SB2KM1SB2KM1線圈通電自鎖，電動機(jī)M M作電動運行。 制動： 按動停車按鈕SB1KM1SB1KM1線圈斷電復(fù)位KM2KM2線圈通電自鎖電動機(jī)M M定子繞組切除交流電源，通入直流電源能耗制動。 SB1KTSB1KT線圈通電延時KM2KM2線圈斷電復(fù)位KTKT線圈斷電復(fù)位。2、反接制動工作原理： 反相序電源制動，轉(zhuǎn)速接近零時，切除反相序電源。主電路： KM1KM1電動運行；KM2KM2通入反相序電源，反接制動。 限制反接制動電流?？刂齐娐?（速度控制原則） 起動：接動啟動按鈕SB2KM1SB2KM1通電自鎖電動機(jī)M M通入正相序

17、電源轉(zhuǎn)動。 停止：按動停車按鈕SB1KM1SB1KM1線圈斷電復(fù)位KM2KM2線圈通電自鎖，實現(xiàn)反接制動，轉(zhuǎn)速n n接近零時，速度繼電器KSKS常開觸點打開KM2KM2線圈斷電，反接制動結(jié)束。習(xí)題1、按速度控制原則設(shè)計低壓直流供電的能耗制動控制電路。 2、設(shè)計電路滿足：降壓啟動可逆運行反接制動M3nnnnQF1KM1KM2KM3RPEKSKSZKSFKM1KM3KM2KA1KM2KA1SB2SB1KA1KM1M1KM1(KM1KA1SB3KM2KM2KSZKSFSB4KT1KT2KM3KA1SB2SB3KA1正反停KT1KT22.5 變極調(diào)速控制線路2.5.1 2.5.1 雙速電機(jī)（鼠籠式三相

18、交流異步電動機(jī)）、雙速電機(jī)的變極方法U1V1W1U1V1W1端接電源， U2V2W2U2V2W2開路，電動機(jī)為接法（低速）U1V1W1U1V1W1端短接，U2V2W2U2V2W2端接電源為YYYY接法（高速）注意，變極時，調(diào)換相序，以保證變極調(diào)速以后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向不變。2.5.1雙速電機(jī)2、主電路 ： KM1主觸點構(gòu)成接的低速接法。 KM2、KM3用于將U1V1W1端短接，并在UVW端通入三相交流電源，構(gòu)成YY接的高速接法。3、控制電路 圖a電路中，按鈕SB1實現(xiàn)低速起動和運行。按鈕SB2使KM2、KM3線圈通電自鎖，用于實現(xiàn)YY變速起動和運行。 圖b 電路在高速運行時，先低速起動，后高速（

19、YY）運行，以減少啟動電流。4、雙速電機(jī)控制電路圖B分析 選擇開關(guān)SASA合向高速時間繼電器KTKT線圈通電延時KM1KM1線圈通電，電動機(jī)M M作低速啟動。 KTKT延時時間到KM1KM1線圈斷電復(fù)位KM2KM2、KM3KM3線圈通電電動機(jī)M M作YYYY接法高速運行。 選擇開關(guān)SASA合向低速KM1KM1線圈通電，電動機(jī)M M作低速轉(zhuǎn)動。 選擇開關(guān)SASA合向0 0位時，電動機(jī)停止運行。2.5.2 三速電機(jī)控制1 1、變極原理 三速電機(jī)定子有2 2套繞組，1 1套可作為接法和YYYY接法的雙速繞組，另1 1套為Y Y型接法的中速繞組。2 2、主電路KM1KM1主觸點（4 4個）構(gòu)成低速連接

20、，其中W1U3W1U3接到W1W1點。KM2KM2主觸點構(gòu)成中速Y Y連接，此時U3W1U3W1斷開以避免交流。KM3KM3、KM4KM4主觸點構(gòu)成高建雙星形連接（KM3KM3構(gòu)成Y Y點）3、控制電路 SB1SB1用于KM1KM1的起?？刂?，SB2SB2用于KM2KM2的起?？刂?，SB3SB3用于KM3KM3和KM4KM4的起停控制。2.6電液控制技術(shù)重點：液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)，電液控制的方法難點：液壓部件的認(rèn)識要求：了解液壓系統(tǒng)的控制方法及電磁鐵的驅(qū)動要求，會簡單設(shè)計液壓控制電路。1、液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)控制部件： 電磁閥（YVYV）：二位二通液壓電磁換向閥；三位五通電磁換向閥； YAYA：電磁線圈（直

21、流） 溢流閥（壓力閥）；調(diào)速閥（節(jié)流閥）；單向閥動力部件：液壓泵及電動機(jī)執(zhí)行部件：液壓缸（活塞），液壓馬達(dá)輔助裝置：油箱，油管，過濾器2、液壓動力滑臺液壓系統(tǒng)工作原理： 滑臺進(jìn)給工步圖 快進(jìn)：YA1YA1，YA3YA3通電 工進(jìn)：YA1YA1通電 停止：YA1YA1維通，溢流閥工作 快退：YA2YA2通電控制電路分析選擇開關(guān)SASA合向自動工作位置的自動循環(huán)過程： 按動SB1KA1SB1KA1線圈通電自鎖YA1YA1、YA3YA3線圈通電，滑臺快進(jìn)；至壓下SQ2KA2SQ2KA2線圈通電自鎖YA3YA3線圈斷電，滑臺工進(jìn)；壓下SQ3SQ3滑臺逗留；KTKT線圈通電延時KA3KA3線圈通電自鎖YA1YA1，KA2KA2線圈斷電YA2YA2線圈通電，滑臺快退；壓下SQ1KA3SQ1KA3線圈斷電YA2YA2線圈斷電，滑臺在原位停止。循環(huán)過程結(jié)束。手動操作： SB2SB2用于工作臺手動退回。 SASA在手動位置時，SB1SB1用于工作臺手動進(jìn)給。圖2.2.1 手動起-?？刂齐娐穲D2.2.2 自動起-停控制電路圖2.2.3 正、反轉(zhuǎn)控制電路圖2.2.4 按鈕聯(lián)鎖正、反轉(zhuǎn)控制電路圖2.2.5工作臺往復(fù)運動示意圖終點保護(hù)終點保護(hù)行程控制行程控制圖2