第二章繼電接觸器控制系統(tǒng)2.ppt

第2章繼電接觸控制系統(tǒng),2.4行程控制,2.1常用控制電器,2.2鼠籠式電動機起動的控制線路,2.3鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路,2.5時間控制,自動控制,2.2鼠籠式電動機起動的控制線路,1對籠型異步電動機起動的要求(1)起動電流不能太大(2)要有足夠的起動轉(zhuǎn)矩(3)起動設(shè)備要簡單，價格低廉，便于操作及維護。,自動控制,2.2鼠籠式電動機起動的控制線路,2.起動方法(1)直接起動,(a)結(jié)構(gòu)圖,自動控制,主電路,控制電路,2.2鼠籠式電動機直接起動的控制線路,1)電路,(b)原理圖,自動控制,控制電路,一、直接起動,電動機的保護,過載保護,短路保護,零壓、欠壓保護,主電路,控制電路,自動控制,工作原理,KM,合上開關(guān)Q,起動,2)控制原理,KM輔助觸點閉合自鎖。,按下起動按鈕SB2,KM線圈通電，,通電,轉(zhuǎn)動,自動控制,合上開關(guān)Q,2)控制原理,松開起動按鈕SB2,利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖,自鎖,自動控制,2)控制原理,主電路,FR,FU,Q,Q,轉(zhuǎn)動,停車,自動控制,2)控制原理,轉(zhuǎn)動,停車,停轉(zhuǎn),去掉KM輔助觸點,實現(xiàn)點動控制。,自動控制,3).既能長期工作又能點動的控制電路,后閉合,先斷開,按下SB3,閉合,電機運轉(zhuǎn),點動時：,自鎖觸點不起作用,通電,按下起動按鈕，電動機運轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機停轉(zhuǎn)。,自動控制,先斷開,后閉合,斷開,斷電,3).既能長期工作又能點動的控制電路,松開SB3,電機停轉(zhuǎn),實現(xiàn)點動,用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。,自動控制,2.起動方法,電動機直接起動時，定子起動電流約為額定電流的47倍。過大的起動電流將將影響接在同一電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備的正常工作，甚至使它們停轉(zhuǎn)或無法起動。因此往往采用降壓起動。鼠籠式異步電動機常用的降壓起動方法主要有：定子串電阻（或電抗）降壓起動、自耦變壓器降壓起動、Y-降壓起動等。,2.2鼠籠式電動機起動的控制線路,自動控制,2.2鼠籠式電動機起動的控制線路,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,延邊三角形降壓啟動,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，電動機進入正常工作狀態(tài)。,自動控制,這種起動方法是：起動時在電動機的定子繞組中串接電阻，通過電阻的分壓作用，使電動機定子繞組上的電壓減??；待起動完畢后，將電阻切除，使電動機在額定電壓（全壓）下正常運轉(zhuǎn)。其控制電路如右圖所示。,(2).降壓起動定子串電阻降壓起動控制電路,自動控制,定子串電阻降壓起動,電路工作原理如下：首先合上電源開關(guān)QS。,自動控制,(2).降壓起動Y換接起動控制線路,設(shè)：電機每相阻抗為,降壓起動時的電流為直接起動時的,自動控制,(a)僅適用于正常運行為三角形聯(lián)結(jié)的電機。,(b)Y換接起動適合于空載或輕載起動的場合,Y-換接起動應(yīng)注意的問題,自動控制,(2).降壓起動Y換接起動控制線路,Y接法,接法,籠型電動機Y換接起動控制線路,自動控制,通電,通電,通電,斷電,通電延時繼電器,通電延時斷開,復(fù)合按鈕,起動過程：,按SB2,KM1通電,KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接,常閉斷開,常閉延時斷開,電動機Y接起動,KT通電,KM3通電,通電瞬時閉合,自動控制,KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接,通電,通電,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,KT,KM2,KT,KM2,通電,斷電,通電延時繼電器,通電延時斷開,斷電,KM1斷電,常開斷開,常閉閉合,當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時,通電,斷電,電動停轉(zhuǎn),電機接運行,自動控制,(2).降壓起動Y換接起動控制線路,Y-降壓起動是指電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，限制起動電流，待電動機起動后，再把定子繞組改接為三角形，使其全壓運行。,自動控制,首先合上電源開關(guān)QS。,按照時間控制的Y-降壓起動控制電路,Y降壓啟動控制(同上張幻燈片),(2).降壓起動,自動控制,(3)自耦降壓起動,Q2下合：接入自耦變壓器，降壓起動。,Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。,合刀閘開關(guān)Q,Q2,自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯(lián)成Y形不能采用Y起動的鼠籠式異步電動機。,自動控制,方法：任意調(diào)換電源的兩根進線，電動機反轉(zhuǎn)。,電動機正轉(zhuǎn),電動機反轉(zhuǎn),2.3鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路,自動控制,2.3鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路,將電動機接到電源的任意兩根線對調(diào)一下，即可使電動機反轉(zhuǎn)。需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn)。,自動控制,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：,基本控制電路,自動控制,接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路,自動控制,SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。,正反轉(zhuǎn)的控制線路,3,M,FR,FU,正轉(zhuǎn)觸點,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,正轉(zhuǎn)接觸器,正轉(zhuǎn)按鈕,正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作。,反轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)觸點,按下SBF,SB,KMF,在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”。,“聯(lián)鎖”觸點,利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。,缺點：改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。,解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通電,斷開,斷電,閉合,自動控制,利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖。,鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,自動控制,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,當(dāng)電機正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR,先斷開,斷電,閉合,通電,閉合,閉合,電機反轉(zhuǎn),當(dāng)電機靜止時，按下正轉(zhuǎn)按鈕SBF,電動機正轉(zhuǎn),先斷開,后閉合,通電,斷電,斷開,自動控制,2.4行程控制,自動往返運動：,1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回,行程控制：,控制某些機械的行程，當(dāng)運動部件到達(dá)一定行程位置時利用行程開關(guān)進行控制。,自動控制,STa,STb,1,2,按SBF時,(其常閉斷開，常開閉合),KMF斷電,KMR通電,行程開關(guān),自動往返運動：,擋塊,自動控制,工作臺自動往返控制,自動控制,2.5鼠籠式電動機能耗制動控制線路,自動控制,2.5.1機械制動控制電路,利用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為機械制動。機械制動分為通電制動型和斷電制動型兩種。,斷電制動型電磁抱閘的結(jié)構(gòu)示意圖,自動控制,電磁抱閘制動裝置由電磁操作機構(gòu)和彈簧力機械抱閘機構(gòu)組成，圖示應(yīng)用斷電制動型電磁抱閘的控制電路。,2.5.1機械制動控制電路,工作原理：上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB2后，接觸器KM線圈得電自鎖，主觸點閉合，電磁鐵線圈YB通電，銜鐵吸合，使制動器的閘瓦和閘輪分開，電動機M起動運轉(zhuǎn)。停車時，按下停止按鈕SB1后，接觸器KM線圈斷電，自鎖觸點和主觸點分?jǐn)?，使電動機和電磁鐵線圈YB同時斷電，銜鐵與鐵心分開，在彈簧拉力的作用下閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機迅速停轉(zhuǎn)。,自動控制,2.5.2反接制動,停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動機定子產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。,食品機械自動控制,2.5.2反接制動控制電路,用于快速停車的電氣制動方法有反接制動和能耗制動等。反接制動依靠改變電動機定子繞組中三相電源的相序，使電動機旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，電動機制動到接近零轉(zhuǎn)速時，再將反接電源切除。通常采用速度繼電器檢測速度的過零點。單向運行的反接制動控制電路,自動控制,2.5.3能耗制動,在斷開三相電源同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。,自動控制,1.能耗制動控制原理下面以手動控制的能耗制動控制電路進行說明，按下SB2，KM1線圈得電并自鎖，電動機起動；當(dāng)進行能耗制動時，手一直按住SB1，KM2線圈得電，將直流電源接入電動機進行能耗制動，延時兩秒左右，松開SB1，能耗制動結(jié)束。,2.5.3能耗制動,斷電延時繼電器,直流電源,斷電延時斷開,自動控制,2.按時間原則控制的能耗制動,正常運行：,按SB2,常開閉合自鎖,常閉斷開,KT通電,常開閉合,KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間,斷電延時斷開,通電,通電,斷電,斷電延時繼電器,自動控制,KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間,通電,通電,斷電,斷電延時斷開,制動時：,按SB1,KM1主觸點斷開,常開斷開,常閉閉合,斷電,自動控制,KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間,斷電延時斷開,通電,通電,斷電,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,斷電,通電,斷電,KT觸點斷開,自動控制,2.6.1電氣控制線路分析的內(nèi)容,分析的具體內(nèi)容如下：1設(shè)備說明書2電氣控制原理圖3電氣設(shè)備總裝接線圖4電器元件布置圖與接線圖,2.6.2電氣原理圖閱讀分析的步驟,2.6.3電氣原理圖閱讀分析的方法,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,自動控制,2.6.2電氣原理圖閱讀分析的步驟,1分析主電路從主電路入手，根據(jù)每臺電動機和執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容?？刂苾?nèi)容包括起動、轉(zhuǎn)向控制、調(diào)速、制動等。2分析控制電路根據(jù)主電路中各電動機和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學(xué)過的典型控制環(huán)節(jié)的知識，按功能不同將控制線路“化整為零”來分析。分析控制線路最基本的方法是“查線讀圖法”。,自動控制,2.6.2電氣原理圖閱讀分析的步驟,3分析輔助電路輔助電路包括電源指示、各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、參數(shù)測定、照明和故障報警等部分，它們大多是由控制電路中的元件來控制的，所以在分析輔助電路時，還要回過頭來對照控制電路進行分析。,自動控制,2.6.2電氣原理圖閱讀分析的步驟,4分析聯(lián)鎖及保護環(huán)節(jié)機床對于安全性及可靠性有很高的要求，實現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動和控制方案外，還在控制線路中設(shè)置了一系列電氣保護和必要的電氣聯(lián)鎖。5總體檢查“查線讀圖法”是分析電氣原理圖的最基本的方法，其應(yīng)用也最廣泛。,自動控制,2.6.3電氣原理圖閱讀分析的方法,1認(rèn)識符號2熟悉控制設(shè)備的動作情況及觸頭狀態(tài)3弄清控制目的和控制方法4按操作后的動作流程來分析動作過程5假設(shè)故障分析現(xiàn)象,自動控制,在分析一個具體繼電接觸控制電路時，除應(yīng)該注意不同電路之間的差別外，更要注意各種不同電路之間的共同點。繼電接觸控制電路主要由信號元件、控制元件和執(zhí)行元件組成。信號元件：速度繼電器、溫度繼電器、行程開關(guān)等。控制元件：中間繼電器、接觸器等。執(zhí)行元件：電動機、電磁閥、電磁離合器等。,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,食品機械自動控制,常用的閱讀分析繼電接觸式控制電路的方法有：(1)查線讀圖法先分析執(zhí)行元件線路一般應(yīng)先從電動機著手或從主電路著手，看一下電路中有哪些控制元件的主觸點或觸點組合。,自動控制,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,常用的閱讀分析繼電接觸式控制電路的方法有：(1)查線讀圖法按動操作按鈕，觀察元件的觸點信號是如何控制其他控制元件動作的查看吸動的控制元件的觸點如何控制其他控制元件或執(zhí)行元件動作的。,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,自動控制,舉例：裝瓶壓蓋機電氣原理圖(教材19頁)查線讀圖法是用文字?jǐn)⑹鰜碚f明控制過程的，對于簡單線路，直觀性較強。但當(dāng)控制線路復(fù)雜時，就顯得相當(dāng)復(fù)雜，而且由于在原理圖中同一電器元件的線圈和觸點是分散的，所以在分析過程中，很容易漏看和錯看。因此，適合用邏輯代數(shù)分析方法。,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,自動控制,常用的閱讀分析繼電接觸式控制電路的方法有：(2)邏輯代數(shù)分析法用邏輯表達(dá)式來描述繼電接觸式控制線路的邏輯功能，可以把一個邏輯電路變換成一個等效的邏輯代數(shù)式。不但有利于簡化接點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，節(jié)省電路元件，而且，可以使電路的邏輯功能特性簡明清晰。,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,自動控制,常用的閱讀分析繼電接觸式控制電路的方法有：(3)控制過程圖示法查線讀圖法可用語言文字?jǐn)⑹鰴C械設(shè)備的操作過程；邏輯代數(shù)法使描述數(shù)學(xué)公式化；但這兩種方法都不能把各種電器的動作按時間先后順序直觀地在時間坐標(biāo)圖上表示出來。控制過程圖示法是以縱坐標(biāo)表示各控制電器的工作狀態(tài)，橫坐標(biāo)表示控制作用時間。,2.6繼電接觸控制電路的分析方法,自動控制,1.合理選擇電氣控制方案在電氣控制系統(tǒng)中，選擇控制方案與生產(chǎn)工藝、電機結(jié)構(gòu)及傳動方式密切相關(guān)。(1)對于不需要經(jīng)常改變操作程序的普通設(shè)備，其生產(chǎn)工藝相對簡單，采用繼電接觸式控制方案一般就可滿足要求。(2)當(dāng)操作程序需要經(jīng)常改變，控制功能較復(fù)雜時，可選用順序控制器、可編程需控制器等。,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,2.組成繼電接觸控制電路的基本規(guī)律繼電接觸控制電路的共同點是通過觸點的動和斷，控制電機或其他電器執(zhí)行元件動作以實現(xiàn)控制要求。(一)邏輯門電路的基本概念所謂“門”，就是一種開關(guān)，在一定條件下它能允許信號通過，條件不滿足，信號就通不過。,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系)，所以門電路又稱為邏輯門電路?；具壿嬯P(guān)系為“與”、“或”、“非”三種。下面通過例子說明邏輯電路的概念及“與”、“或”、“非”的意義。,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,設(shè)：開關(guān)斷開、燈不亮用邏輯“0”表示，開關(guān)閉合、燈亮用邏輯“1”表示。,邏輯表達(dá)式：Y=AB,(1).“與”邏輯關(guān)系,“與”邏輯關(guān)系是指當(dāng)決定某事件的條件全部具備時，該事件才發(fā)生。,0,1,0,B,Y,A,狀態(tài)表,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,(2).“或”邏輯關(guān)系,“或”邏輯關(guān)系是指當(dāng)決定某事件的條件之一具備時，該事件就發(fā)生。,邏輯表達(dá)式：Y=A+B,真值表,1,1,1,0,自動控制,(3).“非”邏輯關(guān)系,“非”邏輯關(guān)系是否定或相反的意思。,Y,220V,A,+,-,R,自動控制,2.組成繼電接觸控制電路的基本規(guī)律(二)聯(lián)鎖控制在生產(chǎn)過程中，為了滿足生產(chǎn)工藝要求，一些執(zhí)行元件常有嚴(yán)格的先后動作順序。比如，在裝配流水作業(yè)線上，前一道工序完成后，后一道工序才能接著進行。,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,2.組成繼電接觸控制電路的基本規(guī)律(二)聯(lián)鎖控制前已所述，實現(xiàn)先后動作順序的聯(lián)鎖控制總結(jié)為：當(dāng)要求甲接觸器動作后，乙接觸器才能動作時，可以把甲的常開觸點串入乙接觸器線圈回路中。當(dāng)要求甲接觸器動作時，乙接觸器不能動作時，可以把甲接觸器得常閉觸點串接在乙接觸器的線圈回路中。如前所述的電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。(三)變化參量控制,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,3.電氣控制電路經(jīng)驗設(shè)計方法自動控制電路設(shè)計包括拖動方案和設(shè)計電氣控制線路。拖動方案的選擇實際上是動力設(shè)備的選擇，通常有電動機、液壓裝置和氣動裝置等。經(jīng)驗設(shè)計方法，就是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，選擇一些基本控制電路，應(yīng)用邏輯代數(shù)公式，對控制電路進行改進，使其不但符合工藝要求，而且性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理。,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,3.電氣控制電路經(jīng)驗設(shè)計方法(1)利用邏輯代數(shù)式簡化電路；(2)選用標(biāo)準(zhǔn)電器元件；普通常用交流接觸器只有兩對常開輔助觸點。(3)線路工作時通電電器應(yīng)盡可能少；,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,3.電氣控制電路經(jīng)驗設(shè)計方法(4)保證控制線路工作安全可靠。規(guī)定：把共用同一電源的所有接觸器、繼電器以及執(zhí)行電器線圈的一端，均接于電源的一側(cè)，而控制觸點接于電源的另一側(cè)。,2.7繼電接觸控制電路的設(shè)計,自動控制,4.電氣控制電路原理圖的繪制在電氣控制系統(tǒng)中，一般使用多種元件，如電動機，接觸器，繼電器等。為了便于分析、設(shè)計、安裝和使用維護，各