电气控制基础.pptx

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1、按电压范围分： 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级以下 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上按动作原理分： 手动电器：刀开关、按钮、转换开关 自动电器：断路器、接触器、继电器按用途分： 低压配电器：刀开关、断路器、熔断器等 低压控制电路：接触器、继电器、控制器、按钮等按工作原理分： 电磁式电器 非电量控制电器第1页/共77页常用低压电器第2页/共77页磁电磁电式电器式电器基础基础1.1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动将电磁能转换为机械能并带动触头动作。作。 v组成组成 v原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、

2、衔铁和气气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。芯。 铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢直动式直动式转动式转动式电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。第3页/共77页 请记住：电磁机构与触点机构没有电的联系，只有磁场的联系，所以只需要较小的电流或电压就可以控制大电压电路的

3、通断第4页/共77页二、接触器 用来自动地接通或断开大电流电路的自动电器。 分交流接触器、直流接触器。1234567891011接触器是利用电磁吸力的原理工作的 电磁机构吸引线圈、铁心、衔铁 触头系统主触点、常开常闭辅助触点1、2，3、4是静触点是静触点5、6是动触点是动触点7、8是吸引线圈是吸引线圈9、10分别是动、静铁心分别是动、静铁心11是弹簧是弹簧第5页/共77页1、2之间是常闭触点之间是常闭触点3、4之间是常开触点之间是常开触点7、8之间是线圈之间是线圈接触器的表示符号接触器的表示符号第6页/共77页接触器学习重点 分清主触点、辅助触点 主触点用于接通主电路（大电流、电压） 辅助触点

4、用于接通控制电路（小电流、电压） 分清常闭、常开触点 任何开关都有使用频率第7页/共77页M3电机电机接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触点闭合触点闭合电机接通电机接通电源电源线圈辅助触点铁心衔铁主触点常闭常开弹簧接触器电路第8页/共77页中间继电器、热继电器、时间继电器、速度继电器等继电器用于控制电路、电流小，没有灭弧装置 可在电或非电作用下动作。接触器用于主电路、电流大，有灭弧装置 一 般只能在电压作用下动作。与接触器的区别三、继电器第9页/共77页1、中间继电器KA表示电磁式继电器的图形符号电磁式继电器的图形符号AAA第10页/共77页2、热继电器FR表示，

5、一般只用动断触点，没有线圈。用于过载保护321 a） 感受部分结构示意感受部分结构示意 b） 图文符号图文符号用双金属片，线膨胀系数不同，受热后弯曲，驱动执行用双金属片，线膨胀系数不同，受热后弯曲，驱动执行机构机构双金属双金属1，发热元件，发热元件2，推动导板，推动导板3向左推动执行机构，触点向左推动执行机构，触点发生动作从而切断主电路。发生动作从而切断主电路。 第11页/共77页1-1.接线端子 2 - 主双金属片 3 - 热元件 4 - 推动导板 5 - 补偿双金属片 6 - 常闭触头 7 - 常开触头 8 - 复位调节螺钉 9 - 动触头 110 - 复位按钮 11 - 偏心轮 12 -

6、 支撑件 13 - 弹簧 第12页/共77页3、时间继电器 当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。符号，KT电磁式、阻尼式、电子式1234567891011121314151617181920212223KTKTKT5678910 a）结构示意）结构示意 b）图文符号）图文符号空气阻尼通电延时型时间继电器空气阻尼通电延时型时间继电器第13页/共77页直流电磁式时间继电器空气阻尼时间继电器电动式时间继电器第14页/共77页4）速度继电器 用途 结构及工作原理 符号a）外形 b）结构图第15页/共77页第16页/共77页四、刀开关与低压断路器四、刀开关与低压断路器1、低压开关电器

7、 刀开关分为单刀、双刀、三刀三种，掷向可分为单掷、双掷两种。 刀开关的缺点是：不宜带负载切断电源，电源电压消失后，不能自动复原。第17页/共77页QQQQ双掷刀开关单掷刀开关动触点（刀片）静触点（刀座）第18页/共77页2 2、低压断路器、低压断路器v 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失及失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。v 特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。v 分类：分类：框架式（万能式）框架式（万能式）和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）v 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机结构：触头系统、灭弧装

8、置、脱扣机构、传动机构。构。第19页/共77页1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示1.天弧罩2.开关本体3.抽屉座4.合闸按钮5.分闸按钮6.智能脱扣器7.摇匀柄插入位置8. 连接/试验/分离指示第20页/共77页BEA Confidential. | 2112345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮12345671-主触头2-自由脱扣器3-过电流脱扣器4-分励脱扣器5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头

9、2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮第21页/共77页动作原理动作原理: :第22页/共77页五、熔断器五、熔断器选择熔体：选择熔体： 对于无冲击电流的电路：如照明电路，对于无冲击电流的电路：如照明电路， IFNI (I为电路的最大电流为电路的最大电流) 对于有冲击电流的电路：如电动机的起动，对于有冲击电流的电路：如电动机的起动， IFN(1.53)IMN 第23页/共77页(b) 结构六、主令电器六、主令电器1、控制按钮、控制按钮按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a) 外形图常闭触点第24页/共77页复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式动触头常开静触头外

10、壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮( (停止按钮) )常开按钮( (起动按钮) )复合按钮1234123按钮帽按钮帽在按下按钮帽令其动作时，首先断开常闭触头，再通过一定行程后才接通常开触头；松开按钮帽时，复位弹簧先将常开触头分断，通过一定行程后常闭触头才闭合。按钮第25页/共77页第26页/共77页2、行程开关 用途 行程开关又称限位开关或位置开关，它利用生产机械运动部件的碰撞，使其内部触点动作，分断或切换电路，从而实现生产机械的自动往复控制或限位保护 结构 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。第27页/共77页常开触点：常闭触点：第28页/共77页主电路：主电路： 一台电机正反转一台电机

11、正反转STA1STA2STB1STB2例例:工作台前进、后退往复运动工作台前进、后退往复运动动作原理动作原理: :运动部件撞击产生动作运动部件撞击产生动作第29页/共77页除按钮、行程开关等常用接触式主令电器除按钮、行程开关等常用接触式主令电器外，还大量使用：红外线光电开关、接近外，还大量使用：红外线光电开关、接近开关等。开关等。第30页/共77页习题1. 接触器的主要结构有哪些？2. 在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？两者能否相互替换？为什么？3. 中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何异同？4. 低压断路器具有哪些脱扣装置？分别说明其功能。第31页/共77页1.点

12、动控制2.连续运行控制 3.点动长动组合控制4.顺序连锁控制 5.互锁控制 6.位置原则控制7.时间原则控制8.速度原则的控制线路9.多点控制 三相交流电源的引入线用L1、L2、L3表示 三相动力电器的引出线分别按U、V、W等表示 直接起动小容量电机 降压起动大容量电机第二节第二节 电器控制的基本线路电器控制的基本线路第32页/共77页主电路:开关、熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件。与被控制电动机相串联。控制电路:按钮、接触器线圈、热继电器常闭触点。接在两相之间，控制电路中的电流较小。按下按钮SB接触器线圈KM得电KM主触头闭合电动机运转；主电路主电路FRKMSB控制电路控制电路FRQ

13、FUL1L2L3KM松开按钮SB接触器线圈失电KM主触头打开电动机停转。1、点动控制怎么实现过载保护呢？怎么实现过载保护呢？第33页/共77页2 2、连续运行控制熔断器FU交流接触器KM按扭SBSB1SB2 25热继电器FR421第34页/共77页主主电电路路控制电路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.熔断器热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点第35页/共77页.SB2.通电转动KM3M自锁第36页/共77页.通电通电KM转动3M第37页/共77页转动 .通电通电3M去掉KM辅助触点, 实现点动控制。KM线圈断电电动机停转。KM辅助

14、触头断开，取消自锁。主触头（KM）断开第38页/共77页零压、欠压保护（不能自动恢复）SB1KMKM3M.过载保护短路保护主主电电路路控制电路控制电路电动机的保护第39页/共77页 短路保护短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器通常采用熔断器 FU。过载保护是在电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应进行过载保护常采用热继电器FR保护。 欠压欠压

15、是指电动机工作时，电路电压减少甚至使电动是指电动机工作时，电路电压减少甚至使电动机停转，机停转，失压失压(零压零压)是指电源电压消失而使电动机停转，是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起亦称自起动动)，易造成人身或设备故障。通常采用继电器、接触器，易造成人身或设备故障。通常采用继电器、接触器控制进行保护。控制进行保护。常用的失压和欠压保护有：对接触器实常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁。行自锁。第40页/共77页 控制要求：点动，长动3.点动长动组合控制SB2：为连续按钮：为连续按钮SB3：为点动按钮：为

16、点动按钮方法一：加复合按钮复合按钮按下起动按钮SB2，电动机运转，松开 SB2，电动机继续连续运行。长动：长动：(1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电通电；(2) 使使KM不能自锁不能自锁。点动：点动：按下SB3电机运转电机停转SB3的作用：的作用：第41页/共77页 控制要求：点动，长动SB2为连续按钮为连续按钮SB3为点动按钮为点动按钮SB3常闭应串入常闭应串入KA中中SB3常闭方法二：加中间继电器（KA）M3AB CKMFU按下按下SB2线圈KA通电电动机连续运转按下按下SB3电机运转松开松开SB3电机停转SB3：点动：点动SB2：连续运行：连续运行第42页/共77页点动+连续运行控制

17、规律： 电动机连续运行与点动控制的关键环节是自锁触点是否接入：若能实现自锁，则电动机连续运转；若断开自锁回路，则电动机实现点动控制。第43页/共77页 以下以下控制电路能否实现即能点动、控制电路能否实现即能点动、又能连续运行又能连续运行 NoImage思考思考不能点动！不能点动！点动也自保点动也自保KMSB1KMSB2KHSB第44页/共77页ABAB 控制要求： A启动后B才能启动4、顺序连锁控制线路在B中串A的动合触点。 控制要求： B停后A才能停在A中并B的动合触点。按顺序控制的线路按顺序控制的线路串动合触点并动合触点按钮顺序按钮顺序第45页/共77页控制规律 当要求甲接触器工作后方允许

18、乙接触器工作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的动合触点，与关系。 当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的动合触点并联在甲接触器的停止按钮两端（短接停止按钮），或关系。第46页/共77页时间顺序时间顺序第47页/共77页控制要求：控制要求：第一台电动机起动后过第一台电动机起动后过10s第二台电动机才能起动。第二台电动机才能起动。第48页/共77页控制要求：控制要求：第一台电动机起动后过第一台电动机起动后过10s第二台电动机才能起动。第二台电动机才能起动。第49页/共77页控制要求：控制要求：第一台电动机起动后过第一台电动机起动后过10s第二台电动机才能起动。第二台电动

19、机才能起动。第50页/共77页控制要求：控制要求：第一台电动机起动后过第一台电动机起动后过10s第二台电动机才能起动。第二台电动机才能起动。第51页/共77页 控制要求： 正、反转 用任意改变两相来实现问题：问题：正转转反转必须先按停止按钮；正转转反转必须先按停止按钮；切亮起动按钮不能同时按下，切亮起动按钮不能同时按下，否则短路。否则短路。正反转控制线路正反转控制线路5、互锁控制线路（正、反转控制）SB1停止按钮停止按钮SB2正转按钮正转按钮SB3反转按钮反转按钮第52页/共77页互锁保护正反转控制在同一时间只允许一个接触器工作，互锁串入对方的动断辅助触点接触器互锁正反转控制线路接触器互锁正反

20、转控制线路触点互锁也要先停：正转-停-反转第53页/共77页复合联锁正、反转控制触点互锁加按钮互锁串入对方按钮的动断辅助触点复合联锁正反转控制线路复合联锁正反转控制线路按钮互锁可直接正反转双重互锁：触点的电气互锁按钮的机械互锁用复合按钮第54页/共77页控制规律 当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断辅助触点。 当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的动断辅助触点。第55页/共77页主电路：主电路： 一台电机正反转一台电机正反转STA1STA2STB1STB2例例:工作台

21、前进、后退往复运动工作台前进、后退往复运动动作原理动作原理: :运动部件撞击产生动作运动部件撞击产生动作6、位置原则控制线路 第56页/共77页对比此图和互锁，你会看到他们及其相似对比此图和互锁，你会看到他们及其相似PPT图和书图图和书图1-36有何区别？有何区别？第57页/共77页7、时间原则的控制线路(电机降压启动)串电阻降压起动（两幅图有什么不同？）串电阻降压起动（两幅图有什么不同？）第58页/共77页KM1、KM3得电为得电为YKM1、KM2得电为得电为星星三角降压起动控制线路三角降压起动控制线路对比此图和两电动机顺序起对比此图和两电动机顺序起动，有何区别？动，有何区别？第59页/共7

22、7页两电动机顺序起动两电动机顺序起动星星三角降压起动控制线路三角降压起动控制线路第60页/共77页 8、速度原则的控制线路（反接制动）KM1得电为正常运行得电为正常运行KM2得电为反接制动得电为反接制动KM1、KM2不同时得电不同时得电速度降低到一定程度必速度降低到一定程度必须切断电源（由速度继须切断电源（由速度继电器实现）电器实现）电动机单向运行的反接制动电动机单向运行的反接制动第61页/共77页电动机可逆运行的反接制动电动机可逆运行的反接制动第62页/共77页 两地控制9、多点控制起动按钮并联停止按钮串联三相电机两地控制线路三相电机两地控制线路第63页/共77页64 开启信号约束条件开启信

23、号约束条件: :当要求几个条件同时满足时，电器元件的线圈才得当要求几个条件同时满足时，电器元件的线圈才得电，可采用几个常开触点与电器元件的线圈串联。电，可采用几个常开触点与电器元件的线圈串联。在几个条件中，只要其中一个条件成立，所控制的在几个条件中，只要其中一个条件成立，所控制的线圈就得电，可用几个常开触点并联。线圈就得电，可用几个常开触点并联。关断约束条件关断约束条件: :在几个条件中，只要其中一个条件成立，所控制的在几个条件中，只要其中一个条件成立，所控制的电器线圈就将断电，可用几个常闭触点串联。电器线圈就将断电，可用几个常闭触点串联。当要求几个条件同时存在时，线圈才断电，可用几当要求几个

24、条件同时存在时，线圈才断电，可用几个常闭触点并联。个常闭触点并联。 第64页/共77页65 1.选用典型环节。 2.合理设计电路： 设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。设计时注意事项设计时注意事项第65页/共77页66 减少控制触点，提高可靠性例如:图a电路中，继电器线圈电流需要依次流过多个触点。图b的控制电路每一个继电器线圈电流仅流过一个触点，可靠性得到提高。第66页/共77页67正确连接线圈 电压线圈通常不串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能采用串联施加额定电压之和，以免电压分配不匀引起工作不可靠。对于电感较大的电器线圈，例如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等则不宜与相同电压等级

25、的接触器或中间继电器直接并联工作，否则在接通或断开电源时会造成后者的误动作。第67页/共77页68注意避免出现寄生回路 第68页/共77页一一、控制要求、控制要求 C650C650由三台三相笼型异步电动由三台三相笼型异步电动机拖动机拖动：主电动机主电动机M1M1、冷却电动、冷却电动机机M2M2和刀架快速移动电动机和刀架快速移动电动机M3M3。 从车削工艺要求出发，对各从车削工艺要求出发，对各电动机的控制主要要求电动机的控制主要要求： （1 1）主电动机主电动机M1M1：由它完成主由它完成主运动的驱动，要求运动的驱动，要求：直接起动直接起动连连续运行续运行方式，并有方式，并有正向点动正向点动功能

26、功能以便调整，能以便调整，能正反转正反转以满足螺纹以满足螺纹加工需要，停车时带有加工需要，停车时带有电气制动电气制动。第三节 C650C650卧式车床电气控制线路分析第69页/共77页 （2 2）冷却电动机）冷却电动机M2M2。 用以加工时提供冷却液，采用以加工时提供冷却液，采用用直接起动直接起动、单向运行单向运行、连续连续工作工作方式。方式。 （3 3）快速移动电动机）快速移动电动机M3M3。 单向点动单向点动、短时工作短时工作方式。方式。从对从对M2/M3M2/M3的要求看，与的要求看，与M1M1无关无关 （4 4）要求有）要求有局部照明局部照明和必要和必要的的电气保护电气保护与与联锁联锁

27、。第70页/共77页二、电气控制线路分析二、电气控制线路分析SB1SB1：M1M1正向起动正向起动SB2SB2：M1M1反向起动反向起动SB4SB4：总停止：总停止SB6SB6：主电机点动：主电机点动KMKM：去除：去除R R，长动，长动KM3KM3：M1M1正转正转KM4KM4：M1M1反转反转KS1KS1：M1M1正转动作正转动作KS2KS2：M1M1反转动作反转动作第71页/共77页 1.1.主电动机点动调整控制： 按下按钮SB6SB6，接触器KM3KM3得电吸合，它的主触点闭合，电动机的定子绕组经限流电阻R R与电源接通，电动机在较低速度下起动。M1正转接触器正转接触器M1长动接触器长

28、动接触器中间继电器中间继电器点动按钮点动按钮限流电阻限流电阻第72页/共77页2.2.主电动机正反转控制：按下复合按钮SB1SB1时，接触器KMKM首先得电动作，它的主触点闭合将限流电阻短接，接触器KMKM的辅助动合触点闭合使中间继电器KAKA得电，它的触点闭合，使接触器KM3KM3得电吸合。KM3KM3的主触点将三相电源接通，电动机在额定电压下正转起动。KM3KM3的动合辅助触点和KAKA的动合触点的闭合将KM3KM3线圈自锁。短接R自锁正向起动第73页/共77页反转起动时用反向起动按钮SB2SB2，按下SB2SB2，同样是接触器KMKM得电，然后接通接触器KM4KM4和中间继电器KAKA，

29、于是电动机在满压下反转起动。KM3KM3的动断辅助触点，KM4KM4的动断辅助触点分别串在对方接触器线圈的回路中，起到了电动机正转与反转的电气互锁作用。 自锁反向起动KM3互锁KM3互锁第74页/共77页正转正转按按停止停止按钮按钮断开断开断开断开松松停止停止按钮按钮3.3.主轴电动机反接制动控制 当电动机正向旋转，接触器KM3KM3和KMKM，继电器KAKA为得电动作状态，速度继电器的正转动合触点KS1KS1也闭合，为电动机正转时的反接制动做好准备。 停车时，按下停止按钮SB4SB4，接触器KMKM失电，其主触点断开，电阻R R串入主回路。同时KM3KM3也失电，断开电动机电源；同时KAKA失电，KAKA的动断触点闭合。 松开SB4SB4后，就使反转接触器KM4KM4的线圈通过电路得电，电动机的电源反接，电动机处于反接制动状态。第75页/共77页4.4.刀架快速移动和冷却泵控制：刀架快速移动由转动刀架手柄压动限位开关SQSQ实现。当手柄压动SQSQ后，接触器KM2KM2得电吸合，M3M3电动机带动刀架快速移动。M2M2冷却泵电动机的起动与停止是通过按钮SB3SB3和SB5SB5控制。第76页/共77页感谢您的观看！第77页/共77页