第2章電器控制線路的基本規(guī)律.ppt

1、第二章 電器控制線路的基本規(guī)律,電器控制電路的繪制 電氣控制電路基本環(huán)節(jié) 三相異步電動機(jī)的啟動控制 三相異步電動機(jī)的制動控制 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制 電氣控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié),第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識,由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等按不同連接方式組合而成的。,電氣控制線路：,第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識,電氣控制線路：,電氣控制線路的作用：,實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的啟動、正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速和保護(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。,第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識,電氣控制線路：,電動機(jī)常見的基本控制線路：,點動控制線路,正轉(zhuǎn)控制線路,正反轉(zhuǎn)控制線路,位置控制線路

2、,順序控制線路,多地控制線路,降壓啟動控制線路,調(diào)速控制線路,制動控制線路,電氣控制線路的作用：,第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識,一、圖形符號和文字符號,圖形符號,文字符號,符號要素,一般符號,限定符號,基本文字符號,輔助文字符號,補(bǔ)充文字符號（略）,通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。,用于電氣技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)文件的編制，表示電氣設(shè)備、裝置和元件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。,一、圖形符號和文字符號,1.圖形符號,符號要素：,具有確定意義的簡單圖形，必須同其它圖形組合構(gòu)成一個設(shè)備或概念的完整符號。 如接觸器常開主觸點符號，由接觸器觸點功能符號和常開觸點符號組合而成。

3、,一般符號：,表示一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特征的一種簡單的符號，如電動機(jī)可用一個圓圈表示。,限定符號：,提供附加信息的一種加在其它符號上的符號。,一、圖形符號和文字符號,2.文字符號,基本文字符號：,單字母符號：,雙字母符號,按拉丁字母順序?qū)⒏鞣N電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分成為23大類，每一類用一個專用單字母符號表示，如“C”表示電容器類，“R”表示電阻器類等。,一、圖形符號和文字符號,2.文字符號,基本文字符號：,單字母符號：,雙字母符號：,由一個表示種類的單字母符號與另一個字母組成，且以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保護(hù)器件類，“FU”則表示為熔斷器。,一、圖形符號和文字符號

4、,2.文字符號,基本文字符號：,輔助文字符號：,表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征。 如“RD”表示紅色，“L”表示限制等。,單字母符號：,雙字母符號:,二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則,電氣控制系統(tǒng)圖,電氣原理圖,電氣安裝圖,電器元件布置圖,電氣安裝接線圖,主電路,控制電路,照明和顯示電路,電氣控制系統(tǒng)圖的結(jié)構(gòu),二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則,原則：,1.電氣原理圖,用圖形符號和項目代號表示電路各個電器元件連接關(guān)系和工作原理的圖。,主電路、控制電路和信號電路應(yīng)分開繪出。 表示出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)。 主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（

5、電動機(jī)）及其保護(hù)電器支路用垂直線繪制在圖的左側(cè)， 控制電路用垂直線繪制在圖面的右側(cè)。,同一電器的各元件采用同一文字符號表明。 所有電路元件的圖形符號，均按電器常態(tài)（未接通電源和沒有受外力作用）時的狀態(tài)繪制。,原則：,為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表示操作順序， 并盡可能減少線條和避免線條交叉。 將圖分成若干圖區(qū)，上方為該區(qū)電路的用途和作用，下 方為圖區(qū)號。在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點表以 說明線圈和觸點的從屬關(guān)系。,電氣原理圖示例：,二、繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖的原則,2.電氣安裝圖,電器元件布置圖：,表示電氣控制系統(tǒng)中各電器元件的實際位置和接線情況。,詳細(xì)繪制出電器元件安裝位置。,電

6、氣安裝接線圖：,表明了電器設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據(jù)。,第二節(jié) 三相異步電動機(jī)全壓啟動控制,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,1手動控制,開啟式負(fù)荷開關(guān)控制,自動空氣開關(guān)控制,控制方式簡單,特點:,電氣原理圖：,第二節(jié) 三相異步電動機(jī)全壓啟動控制,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,1手動控制,開啟式負(fù)荷開關(guān)控制,自動空氣開關(guān)控制,特點:,電氣原理圖：,應(yīng)用:,控制三相電風(fēng)扇和砂輪機(jī),2.點動控制,工作原理：,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,啟動： 按下起動按鈕SB接觸器KM線圈得電KM主觸頭閉合電動機(jī)M啟動運行。 停止： 松開按鈕SB接觸器KM線圈失電KM 主觸頭斷開電動機(jī)M失電停轉(zhuǎn)。,電氣原理圖：,

7、2.點動控制,應(yīng)用：,常用于電葫蘆控制和車床拖板箱快速 移動的電機(jī)控制,保護(hù)環(huán)節(jié)：,短路保護(hù),控制電路 短路保護(hù),主電路 短路保護(hù),工作原理：,電氣原理圖：,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,電氣原理圖,3.接觸器自鎖控制,自鎖觸點,熱繼電器 熱元件,熱繼電器 常閉觸點,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,工作原理,電氣原理圖,3.接觸器自鎖控制,工作原理,保護(hù)環(huán)節(jié),短路保護(hù) ：FU1、FU2,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,短路保護(hù) ：FU1、FU2,過載保護(hù) ：FR,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,3.接觸器自鎖控制,工作原理,保護(hù)環(huán)節(jié),電氣原理圖,短路保護(hù) ：FU1、FU2,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,3.接觸器自鎖控制,工作原理,保護(hù)環(huán)節(jié),欠壓、失壓保護(hù)

8、：KM,電氣原理圖,過載保護(hù) ：FR,點動與自鎖的區(qū)別,不設(shè)自鎖觸點 不另設(shè)停止按鈕 不設(shè)FR,必設(shè)自鎖觸點 另設(shè)停止按鈕 設(shè)FR,開關(guān)切換,4連續(xù)與點動混合控制,按鈕切換,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,開關(guān)切換,點動控制：SA斷開,4連續(xù)與點動混合控制,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,開關(guān)切換,4連續(xù)與點動混合控制,主電路,點動控制：SA斷開,連續(xù)控制：SA閉合,控制電路,按鈕切換,4連續(xù)與點動混合控制,工作原理：,連續(xù)控制：松開按鈕SB3,點動控制：按下按鈕SB3,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,(a),(b),(c),控制電路(a)：復(fù)合按鈕SB3實現(xiàn)的點動控制線路；單獨設(shè)置一個點動按鈕，適用于需經(jīng)常點動控制

9、操作的場合。 控制電路(b)：旋轉(zhuǎn)開關(guān)SA實現(xiàn)的點動控制線路，可實現(xiàn)點動與長動切換；適用于不經(jīng)常點動控制操作的場合。 控制電路(c) ：中間繼電器實現(xiàn)點動的控制線路；單獨設(shè)置一個點動回路，適用于電動機(jī)功率較大并需經(jīng)常點動控制操作的場合。,主電路實現(xiàn)順序控制（少用）,5順序控制,控制電路實現(xiàn)順序控制,要求幾臺電動機(jī)的啟動或停止按一定的先后順序來完成的控制方式,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,順序啟動同時停止控制,順序啟動逆序停止控制,順序啟動同時停止控制,特點:,電氣原理圖：,控制電路,順序控制,順序啟動逆序停止控制,電氣原理圖：,特點:,主電路,控制電路,一、單向旋轉(zhuǎn)控制,多地控制,特點：,工作原理：,在兩

10、地或多地控制同一臺電動機(jī)的控制方式 啟動(常開)按鈕并聯(lián)，停止(常閉)按鈕串聯(lián),三地控制,二、可逆旋轉(zhuǎn)控制,電路形式:,電動機(jī)原理：,改變電動機(jī)三相電源的相序，可改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,轉(zhuǎn)換開關(guān)控制的正反轉(zhuǎn) 按鈕、接觸器控制的正反轉(zhuǎn) 位置控制,1.轉(zhuǎn)換開關(guān)控制正反轉(zhuǎn)控制 電路,5.5KW以下的電動機(jī)電路 直接控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn),特點:,電氣原理圖：,應(yīng)用:,主電路,控制電路,用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)電源調(diào)相,轉(zhuǎn)換開關(guān),2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路,主電路：,KM2,控制電路：,正轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)按鈕,工作原理：,缺點：,基本控制電路,2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路,控制電路：,工作原理：,接觸器聯(lián)鎖控制（電氣互鎖）,

11、聯(lián)鎖,接觸器聯(lián)鎖,按鈕聯(lián)鎖,2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路,控制電路：,工作原理：,接觸器聯(lián)鎖控制（電氣互鎖）,聯(lián)鎖,接觸器聯(lián)鎖,按鈕聯(lián)鎖,2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路,控制電路：,工作原理：,優(yōu)點：,接觸器聯(lián)鎖控制（電氣互鎖）,聯(lián)鎖,接觸器聯(lián)鎖,按鈕聯(lián)鎖,工作安全可靠,缺點：,操作不便,2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路,控制電路：,工作原理：,優(yōu)點：,按鈕聯(lián)鎖控制（機(jī)械互鎖）,操作方便,缺點：,易產(chǎn)生故障,2.按鈕控制正反轉(zhuǎn)控制電路,控制電路：,工作原理：,優(yōu)點：,接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖控制,安全可靠，操作方便,聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路,3.位置開關(guān)控制,有些生產(chǎn)機(jī)械如萬能銑床，要求工作臺在一定距離內(nèi)能自動往返

12、，通常利用行程開關(guān)控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)。,工作臺自動往返控制,第三節(jié) 三相異步電動機(jī)降壓啟動控制,降壓啟動的方法,定子繞組串電阻（電抗）啟動,自耦變壓器降壓啟動,Y降壓啟動,降壓啟動的實質(zhì)：,啟動時減小加在定子繞組上的電壓， 以減小起動電流； 啟動后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。,一、定子繞組串電阻（電抗）啟動控制,1.定子串電阻降壓自動啟動控制線路,主電路 控制電路： KM2得電，電動機(jī)正常運行。 起動后，KM1與KT一直得電，浪費電能。,一、定子繞組串電阻（電抗）啟動控制,1.定子串電阻降壓自動啟動控制線路,電氣原理圖,工作原理,一、定子繞組串電阻（電抗）啟動控制,2.手動

13、、自動啟動控制線路,電氣原理圖,工作原理,1.按鈕、接觸器手動控制自耦變壓器降壓啟動,二、自耦變壓器降壓啟動控制,電氣原理圖,正常運行接觸器,變壓器星點接觸器,變壓器電源接觸器,1.按鈕、接觸器手動控制自耦變壓器降壓啟動,二、自耦變壓器降壓啟動控制,電氣原理圖,降壓啟動按鈕,全壓運行按鈕,中間繼電器,1.按鈕、接觸器手動控制自耦變壓器降壓啟動,二、自耦變壓器降壓啟動控制,電氣原理圖,工作原理,2.時間繼電器自動控制自耦變壓器降壓啟動,二、自耦變壓器降壓啟動控制,電氣原理圖,工作原理,三、星形三角形降壓啟動控制,指電動機(jī)起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，減小起動電流；待電動機(jī)起動后，再

14、把定子繞組改接成三角形，使電動機(jī)全壓運行。 Y起動只能用于正常運行時為形接法的電動機(jī)。,時間繼電器控制Y降壓起動三個接觸器控制,三、星形三角形降壓啟動控制,電氣原理圖,電源接觸器,星形接法接觸器,三角形接法接觸器,工作原理,Y降壓啟動控制,控制電路特點：避免短路,節(jié)約電能,星-三角降壓啟動控制線路（2）：KM1、KM2、KT,KM2斷電時，電動機(jī)繞組由KM2的動斷輔助觸點連接成星形起動。 KM2通電后，電動機(jī)繞組由KM2動合主觸點連接成三角形正常運行。 輔助觸點容量較小，4 13kW的電動機(jī)可采用該控制電路。 考慮KM1的主觸點承擔(dān)分?jǐn)鄷r的大電流，KM2的輔助動斷觸點只在空載或小電流的情況下斷

15、開，避免電弧的燒蝕縮短輔助觸點壽命。,星-三角降壓啟動控制線路（3）,1) KM3先吸合 KM1后吸合,2) 互鎖保護(hù)措施,3) 電機(jī)繞組由Y形形后，隨著KM3失電，KT失電復(fù)位,拓展：三相繞線式異步電動機(jī)啟動控制,繞線異步電動機(jī)的優(yōu)點：,可以在轉(zhuǎn)子繞組中串接電阻來改善電動機(jī)的機(jī)械特性，從而達(dá)到減小啟動電流、增大啟動轉(zhuǎn)矩及平滑調(diào)速之目的。,繞線異步電動機(jī)降壓啟動原理：,起動時，在轉(zhuǎn)子回路中串入三相起動變阻器，并把起動電阻調(diào)到最大值，以減小起動電流，增大起動轉(zhuǎn)矩。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，起動電阻逐級減小。 起動完畢后，起動電阻減小到零，轉(zhuǎn)子繞組被短接，電動機(jī)在額定狀態(tài)下運行。,1.按鈕操作控制,轉(zhuǎn)

16、子繞組串電阻啟動控制線路,電氣原理圖：,工作原理：,用按鈕逐級切除 啟動電阻,啟動 電阻,缺點,操作不便,電源 接觸器,短接電阻 接觸器,2.時間原則控制,轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路,電氣原理圖：,2.時間原則控制,轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路,工作原理：,KT1、KT2、KT3分別控制三個接觸器KM1、KM2、KM3按順序依次吸合，自動切除轉(zhuǎn)子繞組中的三級電阻,缺點？改進(jìn)？,3.電流原則控制,轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路,主電路,KM,KM1,KM2,KM3,KA,控制電路,電氣原理圖：,三個欠電流繼電器的線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中，電流繼電器的吸合電流一樣，但釋放電流不同，KI1的釋放電流最大，KI

17、2其次，KI3最小。,停機(jī)制動類型：,第六節(jié) 三相異步電動機(jī)電氣制動控制,常用的電氣制動：,反接制動,能耗制動,電磁機(jī)械制動-電磁鐵操縱機(jī)械進(jìn)行制動,電氣制動-電動機(jī)產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的力矩來進(jìn)行制動,制動電阻的接線方法:,一、反接制動控制,原理：,要求：,對稱接法,不對稱接法,第六節(jié) 三相異步電動機(jī)電氣制動控制,改變電動機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的 旋轉(zhuǎn)磁場，形成制動轉(zhuǎn)矩。,10kW以上電動機(jī)的定子電路中串入反接制動電 阻，轉(zhuǎn)速接近于零時，及時切斷反相序電源,防 止反向再起動。,1.單向反接制動的控制,一、反接制動控制,電氣原理圖：,速度繼電器,關(guān)鍵是電動機(jī)電源相序的改變，且當(dāng)轉(zhuǎn)

18、速下降接近于零時，能自動將電源切除。,2.可逆運行的反接制動控制,一、反接制動控制,特點（與反接制動相比）： 消耗的能量小，其制動電流要小得多； 適用于電動機(jī)能量較大，要求制動平穩(wěn)和制動頻 繁的場合； 能耗制動需要直流電源整流裝置。,二、能耗制動控制,原理：電動機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組加 直流電源，以產(chǎn)生起阻止旋轉(zhuǎn)作用的靜止磁 場，達(dá)到制動的目的。,1.單向能耗制動控制,二、能耗制動控制,按時間原則控制,單向運行接觸器,能耗制動接觸器,整流變壓器,橋式整流電路,1.單向能耗制動控制,二、能耗制動控制,按速度原則控制,2.電動機(jī)可逆運行能耗制動控制,二、能耗制動控制,正轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)接觸

19、器,第八節(jié) 電氣控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié),一、短路保護(hù): 常用熔斷器和低壓斷路器. 二、過載保護(hù): 常用熱繼電器. 三、過電流保護(hù): 常用過電流繼電器與接觸器配合 使用、低壓斷路器 四、零壓（失壓）保護(hù): 常用接觸器和中間繼電器 五、欠電壓保護(hù): 常用欠電壓繼電器.,保護(hù)目的:消除有害因素;保障設(shè)備和人身安全. 保護(hù)環(huán)節(jié):短路、過載、過電流、欠電壓與零電壓、弱磁保護(hù)等.,1.短路保護(hù) 電路發(fā)生短路時的危害，短路電流會 引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電 動力，使電動機(jī)和電路中的各種電氣設(shè) 備產(chǎn)生機(jī)械性損壞， 圖a為采用熔斷器作短路保護(hù)的電路。 圖b為采用斷路器作為短路保護(hù)和過載 保護(hù)的電路。 若主

20、電動機(jī)容量較小，主電路中的 熔斷器可同時作為控制電路的短路保護(hù) 若主電動機(jī)容量較大，則控制電路 一定要單獨設(shè)置短路保護(hù)熔斷器。 若主電路采用三相四線制或?qū)ψ儔浩鞑捎弥行渣c接地的三相三線制的供電電路中，必須采用三相短路保護(hù)。,短路電路,2. 過電流保護(hù) 不正確的起動和過大的沖擊負(fù)載，常常引起電動機(jī)出現(xiàn)很大的過電流。 過電流的危害，導(dǎo)致電機(jī)損壞，引起過大的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，使機(jī)械的轉(zhuǎn)動部件受到損壞。,工作原理： 當(dāng)電動機(jī)起動時，時間繼電器KT的動斷觸點仍閉合，動合觸點尚未閉合，過電流繼電器KI的線圈不接入電路。起動結(jié)束后，KT動斷觸點斷開，動合觸點閉合，KI線圈得電，開始起保護(hù)作用。 工作過程中，某種原因而引起過電流時，TA輸出電壓增加，KI動作，其動斷觸點斷開，電動機(jī)便停止運轉(zhuǎn)。,圖a所示是