電氣控制技術第二章課件

1、電氣控制的基本環(huán)節(jié)和基本規(guī)律電氣控制的基本環(huán)節(jié)和基本規(guī)律 由于生產機械的種類繁多，所要求的電氣控制線路也是千變萬化、多種多樣的。但無論是比較簡單的，還是很復雜的電氣控制線路，都是由一些基本環(huán)節(jié)組合而成。本章著重闡明組成這些電氣控制線路的基本規(guī)律和典型線路環(huán)節(jié)。這樣，再結合具體的生產工藝要求，就不難掌握電氣控制線路的分析和設計方法。 由于生產機械的種類繁多，所要求的電氣控第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)的電路圖及繪制原則 電氣控制系統(tǒng)中用國家規(guī)定的統(tǒng)一符號、文字和圖形的形式來表示各電器元件及其相互連接關系，這就是電氣控制系統(tǒng)的電路圖。 電氣原理圖 電氣安裝圖 根據電氣設備的工作原理繪制而成，它具有結構簡單、

2、層次分明；便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點。 按照電器實際位置和實際接線線路，用給定的符號畫出來的，這種電路圖用于電氣設備的安裝和維修。 第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)的電路圖及繪制原則 電氣控制系電氣控制系統(tǒng)的電路圖繪制規(guī)律如下： 1元件、器件和設備的圖形符號和文字符號應符合 國家規(guī)范。2主電路和輔助電路分開。 3用平行線繪制，少交叉，并盡可能按照動作順序先后排列。 4原理圖中各電氣元件和部件在控制線路中的位置，應根據便于閱讀的原則安排。 電氣控制系統(tǒng)的電路圖繪制規(guī)律如下： 1元件、器件和設備的圖5元器件和設備的可動部分在圖中通常應表示成： 觸點為非激勵狀態(tài)，即電器沒有通電和沒有外力作用時觸點的狀態(tài)

3、；接觸器和電磁式繼電器等系指線圈不加電壓時的觸點狀態(tài)；按鈕、行程開關等指未被壓合時觸點狀態(tài)，也就是動合觸點開啟、動斷觸點閉合的狀態(tài)。 5元器件和設備的可動部分在圖中通常應表示成： 觸點為非激6為安裝和維護方便，各接線端子應編號，規(guī)則見GB4026電器接線端子的識別和用字母數字符號標志接線端子的通則。一般主電路用字母加數字來表示接線端子；輔助電路用數字編號，以單雙數區(qū)分電源極性（以每一回路中電壓降為最大的元件為界，如以接觸器的線圈為界）。 6為安裝和維護方便，各接線端子應編號，規(guī)則見GB4026舉例：電路原理圖圖2-1a為三相交流電動機的起?？刂齐娐吩韴D 舉例：電路原理圖圖2-1a為三相交流電

4、動機的起停控制電路原理圖2-1a三相交流電動機的起?？刂齐娐冯娫韴D 返回圖2-1a三相交流電動機的起?？刂齐娐冯娫韴D 返回圖2-1b三相交流電動機的起?？刂齐娐钒惭b接線圖 圖2-1b三相交流電動機的起?？刂齐娐钒惭b接線圖 第二節(jié)、 電氣控制的基本環(huán)節(jié) 1、點動控制環(huán)節(jié) 圖2-2 用表示有驅動力，表示無驅動力；X=1表示動合觸點X閉合，X=0表示動合觸點X斷開。SBKMKM =1M 起動 SBKMKM =0M 停止 小結:通過分析，可看出圖2-2所示電路，只有在按下按鈕SB時電動機M才能通電起動運行，故稱為點動控制電路。按鈕SB和接觸器KM的這種組合稱為點動控制環(huán)節(jié)。 第二節(jié)、 電氣控制的基

5、本環(huán)節(jié) 1、點動控制環(huán)節(jié) 圖2-2、起保?？刂骗h(huán)節(jié) 圖2-1 SB1KMKM=1M 起動SB2KMKM=0M 停止 接觸器KM的輔助動合觸點稱為自鎖觸點 2、起保?？刂骗h(huán)節(jié) 圖2-1 SB1KMK圖2-1線路設有以下幾種保護:1短路保護 熔斷器FU1 2過載保護 熱繼電器FR 3欠壓保護和失壓保護 自鎖觸點 實現(xiàn) 圖2-1線路設有以下幾種保護:1短路保護 熔斷器FU1返回結束返回結束返回返回第三節(jié) 電氣控制的基本控制規(guī)律一、聯(lián)鎖控制規(guī)律（一）、互斥聯(lián)鎖電動機正反轉 圖2-3第三節(jié) 電氣控制的基本控制規(guī)律一、聯(lián)鎖控制規(guī)律（一）、互斥聯(lián)SB1KM1KM1=1M 正轉 SB3KM1KM1=0M 停止

6、 SB2KM2KM2=1M 反轉 L1、L3 線路短路KM1KM2SB2SB3SB1KM1FRKM2KM1KM2互斥聯(lián)鎖SB1KM1KM1=1M 正轉 =0 (互鎖)SB2 KM2 不會通電 SB1KM1KM1=1M 正轉 L1、L3 線機械互鎖電器互鎖機械互鎖電器互鎖（二）、順序聯(lián)鎖1.起動聯(lián)鎖2.停止聯(lián)鎖 M1先起動，M2后起動，將KM1常開觸頭串入KM2線圈回路中。 M2先停止，M1后停止，將KM2常開觸頭并在M1停止按鈕旁。（二）、順序聯(lián)鎖1.起動聯(lián)鎖2.停止聯(lián)鎖 M1先起動，M2（三）、長動與點動聯(lián)鎖 長動與點動聯(lián)鎖是既能正常起保停控制，又能進行點動控制。（三）、長動與點動聯(lián)鎖 長動

7、與點動聯(lián)鎖是既能正常起電氣控制技術第二章課件方法二：加中間繼電器（KA）方法二：加中間繼電器（KA） 長動與點動的區(qū)別就在于有無自鎖觸點的作用。 長動與點動的區(qū)別就在于有無自鎖觸點的作用。 例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機。方法：兩起動按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。(四)、多地點控制甲地乙地KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙SB4乙例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機。方法：兩起動按鈕并聯(lián)；兩停電器互鎖規(guī)律：欲使兩接觸器不能同時工作，只需將兩接觸器的常閉觸點互相串入對方的線圈電路中即可。順序控制規(guī)律：要求甲接觸器得電

8、后，乙接觸器方可得電，只需將甲的常開觸點串在乙的線圈電路中；要求乙接觸器失電后，甲接觸器方可失電，只需將乙的常開觸點并在甲的停車按鈕上。實現(xiàn)多地控制的原則：控制按鈕的常開觸點并聯(lián)，常閉觸點串聯(lián)。小結電器互鎖規(guī)律：欲使兩接觸器不能同時工作，只需將兩接觸器的常閉 聯(lián)鎖控制的關鍵是正確地選擇聯(lián)鎖觸點。 聯(lián)鎖控制的關鍵是正確地選擇聯(lián)鎖觸點。 二、參量控制規(guī)律 控制過程的變化參量很多，通過測量元件反應參量的變化，并將這一變化參量反饋回來作用與控制裝置，實現(xiàn)自動控制，這就是參量控制規(guī)律。 二、參量控制規(guī)律 控制過程的變化參量很多，通 常用的變化參量有行程、時間、速度、電流等 常用的變化參量有行程、時間、速

9、度、電流等 （一）行程控制 利用行程開關（極限開關）實現(xiàn)限位控制 。（一）行程控制 利用行程開關（極限開關）實現(xiàn)限位控制 。SB1KM1KM1=1M右移，至右終端位置，SQ2KM1M，停止。SB1KM1KM1=1M右移，至右終端位置，（二）時間控制 利用時間繼電器實現(xiàn)由降壓起動至全壓運行的切換，即用時間繼電器的延時來控制降壓起動時間。（二）時間控制 利用時間繼電器實現(xiàn)由降電氣控制技術第二章課件電氣控制技術第二章課件（三）速度控制 圖2-10所示為單向運行電動機反接制動控制電路。利用速度繼電器實現(xiàn)對反接制動的控制。 （三）速度控制 圖2-10所示為單向運電氣控制技術第二章課件（四）電流控制 圖2

10、-11所示為繞線電動機轉子回路串電阻起動控制電路。 利用電流繼電器實現(xiàn)對電阻逐段切除的控制，三個電流繼電器KI1、KI2和KI3的吸合電流值相同，但釋放電流值不同，KI1釋放電流值最大，KI2次之，KI3最小。 （四）電流控制 圖2-11所示為繞線電動SB1KMKM=1KA、KI1、KI2、KI3nIKI1KI1=0 KM1KM1=1短接R1. SB1KMKM=1（五）液位控制 圖2-12所示為建筑物生活水箱水位自動控制電路。通過水位控制器實現(xiàn)水泵的起?？刂啤?（五）液位控制 圖2-12所示為建筑物電氣控制技術第二章課件（六）壓力控制 圖2-13所示為建筑物消防噴淋系統(tǒng)中恒壓泵的控制電路。利用

11、壓力繼電器實現(xiàn)對泵的自動啟停。 （六）壓力控制 圖2-13所示為建筑物電氣控制技術第二章課件第四節(jié) 三相異步電動機控制電路1.起動性能起動時定子起動電流與額定電流之比值大約57。起動電流大對線路有影響，將造成較大的電壓降落，影響其他負載正常工作。2.起動方法直接起動-小(輕)負載降壓起動第四節(jié) 三相異步電動機控制電路1.起動性能2.起動方法一、降壓起動控制電路（一）自耦降壓起動控制電路 1按鈕操作的自耦降壓控制電路圖2-14 圖2-15 2時間繼電器延時自動切換的自耦降壓起動控制電路一、降壓起動控制電路（一）自耦降壓起動控制電路 圖2-14 電氣控制技術第二章課件電氣控制技術第二章課件3自耦降

12、壓起動控制電路的基本要求 （1）不允許存在全電壓直接起動的可能。（2）降壓起動完畢后，不允許在自耦變壓器二次側電壓或經自耦變壓器部分繞組降壓后的電壓下起動。 3自耦降壓起動控制電路的基本要求 （1）不允許存在全電壓直（3）投入全電壓運轉后，不得存在自耦變壓器再次接入主電路的可能，以防止自耦變壓器部分繞組短路而另一部分繞組過電壓運行。（4）在可能的情況下，盡量減少和避免電動機二次涌流（指第二次接入交流電網時過渡過程所產生的沖擊電流）的沖擊。（3）投入全電壓運轉后，不得存在自耦變壓器再次接入主電路的可（二）Y-起動控制電路電動機在工作時其定子繞組是聯(lián)接成三角形的，那么在起動時可把它聯(lián)成星形，等到轉

13、速接近額定值時再換成三角形。這樣，在起動時就把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的 。星形三角形（二）Y-起動控制電路電動機在工作時其定子繞組是聯(lián)接成三角1按鈕操作的Y-起動控制電路2時間繼電器延時自動切換的Y-起動控制電路 圖2-17 圖2-16 1按鈕操作的Y-起動控制電路圖2-17 圖2-16 圖2-16 圖2-16 圖2-17時間繼電器延時自動切換的Y-起動控制電路 圖2-17時間繼電器延時自動切換的Y-起動控制電路 3Y-起動控制電路基本要求 （1）不得存在全電壓起動的可能。（2）Y形與形接法接觸器之間必須有互鎖以防短路現(xiàn)象的發(fā)生。（3）對有可能長期處于輕載的電動機，控制電路應考慮

14、電動機能長期在Y形接法下工作的可能。3Y-起動控制電路基本要求 （1）不得存在全電壓起動的可（三）延邊形起動控制電路 這一電路的設計思想是兼取星形連接與三角形連接的優(yōu)點，以期完成更為理想的啟動過程。其轉換過程仍按照時間原則來控制。如前所述，星形啟動有很多優(yōu)點，但不足的是啟動轉矩太小。設想如果能兼取星形接法啟動電流小，而三角形接法啟動轉矩大的優(yōu)點，可在啟動時將電動機定子繞組的一部分接成星形，而另一部分接成三角形，在啟動結束以后，再換接成三角形接法，這就是所謂延邊三角形啟動方式。（三）延邊形起動控制電路 這一電路的設計思想是兼 延邊三角形/三角形電動機繞組連接圖2-19 時間繼電器延時自動切換的延

15、邊形起動控制電路圖2-18 延邊形起動控制電路 延邊三角形/三角形電動機繞組連接圖2-19 時間繼電器延時（四）定子串電阻降壓起動控制電路（五）轉子串電阻或頻繁變阻器起動控制電路（四）定子串電阻降壓起動控制電路二、制動控制電路 因為電動機的轉動部分有慣性，所以把電源切斷后，電動機還會繼續(xù)轉動一定時間而后停止。為了縮短輔助工時，提高生產機械的生產效率，并為了安全起見，往往要求電動機能夠迅速停車和反轉。這就需要對電動機制動。對電動機制動，也就是要求它的轉矩與轉子的轉動方向相反。這時的轉矩稱為制動轉矩。二、制動控制電路 因為電動機的轉動部分（一）機械制動控制電路 1斷電抱閘 如圖2-22所示。注意:

16、本圖中電磁抱閘裝置應為斷電抱閘型2通電抱閘 如圖2-23所示。 （一）機械制動控制電路 1斷電抱閘 如圖2-22（二）反接制動控制電路 1單向運行的反接制動控制電路 如圖2-10所示。 2可逆運行的反接制動控制電路 如圖2-24所示。圖2-25為具有限流電阻的反接制動控制電路。圖2-26所示為限流電阻在起動過程和制動過程中都起作用的反接制動控制電路。 （二）反接制動控制電路 1單向運行的反接制動控制電路（三）能耗制動控制電路 1按時間整定控制的能耗制動控制電路，如圖2-27所示。2按速度整定控制的能耗制動控制電路，如圖2-28所示。 能耗制動的控制線路的設計思想是制動時在定子繞組中任意兩相通入直流電流，形成固定磁場，它與旋轉著的轉子中的感應電流相互作用，從而產生制動轉矩。（三）能耗制動控制電路 1按時間整定控制的能耗制動控制電路電氣控制技術第二章課件電氣控制技術第二章課件三、雙速電動機控制電路 由三相異步電動機的轉速公式可知，三相異步電動機的調速方法主要有變極對數調速、變轉差率調速及變頻調速三種。 其中變轉差率的方法可通過調定子電壓、改變轉子電路中的電阻以及采用串級調速、電磁轉差離合器調速等來實現(xiàn)。改變轉子電路電阻的調速方法只適用于繞線轉子異步電動機。變頻調速和串級調速比較復雜將在專門的課程中講授。