電氣自動控制技術課件

第4章電氣自動控制技術4.1低壓電器4.2三相異步電動機基本控制電路4.3三相異步電動機常用控制系統(tǒng)精品PPT4.1

低壓電器

用來對電能的產生、輸送、分配與應用起開關、控制、保護與調節(jié)作用的電工設備稱為電器。低壓電器通常指工作在交流電壓1200V及以下電路中的電氣設備。習慣上3KV以上電路的電器統(tǒng)稱為高壓電器。按作用分類

a)控制電器

這類電器，主要用于電力傳動系統(tǒng)中。有啟動器、接觸器、控制繼電器、控制器、主令電器、電阻器、變阻器、電壓調整器及電磁鐵等。

b)配電電器

這類電器，主要用于低壓配電系統(tǒng)和動力設備中，有刀開關和轉換開關、熔斷器、斷路器等。根據低壓電器它電氣線路中所處的地位和作用，通常按三種方式分類：

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低壓電器按動作方式分類

a)手控電器

這類電器是指依靠人力直接操作來進行切換等動作的電器，如刀開關、負荷開關、按鈕、轉換開關等。

b)自控電器

這類電器是指按本身參數(如電流、電壓、時間、速度等)的變化或外來信號而自動進行工作的電器，如各種形式的接觸器、繼電器等。按有、無觸點分類

a)有觸點電器

前述各種電器都是有觸點的，由有觸點的電器組成的控制電路又稱為繼電—接觸控制電路。

b)無觸點電器

用晶體管或晶閘管做成的無觸點開關、無觸點邏輯元件等屬于無觸點電器。

精品PPT4.1.1刀開關和熔斷器

1.刀開關絕緣板刀片刀夾座刀開關主要作為隔離開關使用，合閘時先合上閘刀開關，再合上控制負載；斷電時次序相反。但不能用它切斷負載。刀開關結構刀開關符號精品PPT2.熔斷器熔斷器又稱保險絲，是一種簡便有效的短路保護電器，串聯在保護電路中。熔體一般是熔點較低的鉛錫合金絲或片，也可由銅絲構成。有填料封閉管式刀形觸頭熔斷器螺旋式熔斷器保險絲熔斷器熔斷器符號精品PPT2.熔斷器熔斷器熔體熔斷所需時間與通入電流的大小有關，稱為熔斷器的保護特性（或安秒特性）。熔斷器額定電流值的選擇(1)對于不出現啟動電流的負載，如電燈、電爐等電阻性負載，熔體額定電流IN可等于或稍大于負載的額定電流IL。(2)空載啟動的電動機熔斷器的保護特性精品PPT2.熔斷器熔斷器額定電流值的選擇(3)頻繁啟動或帶載啟動的電機(4)幾臺電機合用的熔體IN≥(1.5~2.5)*IN容量最大的電動機+∑IN其余電動機精品PPT4.1.2

自動空氣斷路器可實現短路、過載、失壓保護。鎖鉤主觸點手動閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵釋放自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧M3~彈簧彈簧精品PPT4.1.3主令電器1.按鈕主令電器是用于閉合、斷開控制線路的電器設備，用于發(fā)布指令或用于程序控制。按鈕帽復位彈簧常閉觸頭SBSBSB常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(啟動按鈕)復合按鈕外形圖結構符號常開觸頭精品PPT復位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結構符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123按鈕帽精品PPT4.1.3

主令電器2.行程開關結構示意圖行程開關主要將機械位移變成電信號?？捎糜谧詣忧袚Q、限位保護、行程控制等。ST常開觸點常閉觸點ST

符號精品PPT4.1.3主令電器3.組合開關組合開關外形接線圖符號精品PPT4.1.4接觸器1.接觸器的結構與工作原理用于頻繁地接通和斷開交、直流電路及大容量控制電路的開關電器。線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源主觸點常閉常開彈簧~精品PPT4.1.4接觸器1.接觸器的結構與工作原理符號線圈KM

用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動合(常開)輔助觸點動斷(常閉)輔助觸點KM動合(常開)主觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示精品PPT2.接觸器的主要技術參數4.1.4接觸器

額定工作電壓、電流

動作值

額定工作制

操作頻率

接通和分斷能力

機械壽命和電壽命精品PPT電流種類用途分類代號用途分類交流JK0無感或微感負載、電阻爐JK1啟動和運轉中斷開繞組線型電動機JK2啟動、反接控制、反向與密接通斷繞線型電動機JK3啟動和運轉中斷開繞籠型電動機JK4啟動、反接控制、反向與密接通斷籠型電動機直流ZK1啟動和運轉中斷開并勵直流電動機ZK2啟動、反接控制、反向與密接通斷并勵直流電動機ZK3啟動和運轉中斷開串勵直流電動機ZK4啟動、反接控制、反向與密接通斷串勵直流電動機交直流主電路用控制電器接通與分斷能力分類精品PPT4.1.5控制繼電器

繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同。主要區(qū)別：接觸器的主觸點可以通過大電流；繼電器的體積和觸點容量小，觸點數目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。1.電壓繼電器及中間繼電器當作用于吸引線圈的電壓值達到規(guī)定值時才動作。電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。中間繼電器：觸頭數目較多，用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。繼電器按動作原理分類如下：精品PPT2.電流繼電器電流繼電器當作用于吸引線圈的電流值達到規(guī)定值時才動作?？捎糜谶^載或過載保護。3.時間繼電器時間繼電器自吸引線圈得到控制信號至觸頭動作之間有一段延時。用于以時間為函數的電動機啟動過程控制。4.熱繼電器

通過受熱元件產生的機械形變推動機構動作開閉觸頭。用于過載保護。繼電器按動作原理分類如下：精品PPT4.2三相異步電動機基本控制電路4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路M3～FUKMQSSB1SB2NCBA精品PPT4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路M3～FU1KMQSSB1SB2NCBA(a)結構圖FU2精品PPT4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路M3～FU1KMQSSB1SB2NCBA工作原理FU2啟動合上開關QSKM輔助觸點閉合自鎖。按下啟動按鈕SB2,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉。

利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖精品PPTM3～NCBA4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路工作原理停止FU1KMQSSB1SB2FU2精品PPT

在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結構和實際位置，突出的是電氣原理。

電器自動控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1.按國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號畫圖。2.控制線路由主電路(被控制負載所在電路)和控制電路(控制主電路狀態(tài))組成。3.屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標注相同的文字符號。4.所有電器的圖形符號均按無電壓、無外力作用下的正常狀態(tài)畫出，即按通電前的狀態(tài)繪制。5.與電路無關的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路精品PPT分析和設計控制電路時應注意以下幾點：（1）使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準確可靠;（2）盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路;（3）必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯。4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路精品PPT主電路(1)電路原理圖保險絲開關接觸器主觸點啟動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點KMFU1QS3~MCBASB1KMSB2KMFU2

控制電路4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路精品PPTKMFU1QS3~MCBASB1KMSB2KMFU2(2)控制原理4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路合上開關Q啟動KM輔助觸點閉合自鎖。按下起動按鈕SB2,KM線圈通電，KM主觸點閉合，電動機運轉。轉動精品PPT4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數式

分析繼電器控制電路的工作時，可以通過了解繼電器、接觸器線圈的通、斷電規(guī)律進行判斷。1.基本邏輯關系式1）與邏輯及其表達式與邏輯是指決定事件的各個條件全部具備后，事件才發(fā)生。SB1SB2KMKM=SB1●SB22）或邏輯及其表達式或邏輯是指決定事件的各個條件中有一個或一個以上具備后，事件才發(fā)生。精品PPTKM=SB1+SB2SB1SB2KM3）非邏輯及其表達式或邏輯是指決定事件的條件出現時，事件不發(fā)生，條件不發(fā)生時，事件發(fā)生。SBKMKM=SB4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數式1.基本邏輯關系式2）或邏輯及其表達式電器SB觸頭不動作時，線圈通電，說明該觸頭是常閉觸頭。精品PPT4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數式2.繼電器控制電路的邏輯函數表示式三相異步電動機直接啟動控制原理圖精品PPT4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數式2.繼電器控制電路的邏輯函數表示式實現啟動—保持—停止控制關系的方法不是唯一的。SB1KMSB2KMFU2SB1KMSB2KM停止優(yōu)先啟動優(yōu)先精品PPT4.2.3熱繼電器及電動機過載保護1.熱繼電器的機構與工作原理工作原理：

發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。熱繼電器的結構和符號精品PPT4.2.3熱繼電器及電動機過載保護2.電動機用熱繼電器做過載保護的原理電路圖FRKMFU1QS3~MSB1KMSB2KMFU2FR精品PPT4.3三相異步電動機常用控制系統(tǒng)1.三相異步電動機正反轉控制

將電動機接到電源的任意兩根線對調一下，即可使電動機反轉。

需要用兩個接觸器來實現這一要求。當正轉接觸器工作時，電動機正轉；當反轉接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根連線對調一下，電動機反轉。4.3.1正反轉控制精品PPTSBSBFKMFSBRKMRKMR

在改變電機方向時，必須先停車，再開轉向按鈕。SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正轉主觸點3~MFRKMFKMRFRKMFFU.QS正轉接觸器正轉按鈕反轉接觸器.反轉按鈕反轉主觸點1.三相異步電動機正反轉控制精品PPT2.聯鎖控制SBSBFKMFSBRKMRKMRFUKMRKMF3~MFRKMFKMRFRQSKMF.聯鎖(互鎖)聯鎖(互鎖)

在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“聯鎖”。利用接觸器的觸點實現聯鎖控制稱電氣聯鎖。精品PPTSBSBFKMFSBRKMRKMRFUKMRKMF3~MFRKMF.KMRFRQSKMF這種依靠機械機構保證兩個接觸器不能同時通電的方法稱為機械聯鎖（互鎖）.同時采用了機械連鎖和電器聯鎖2.聯鎖控制缺點：改變轉向時必須先按停止按鈕精品PPT4.3.2行程控制1.限位控制限位控制就是當生產機械運動部件到位后，通過行程開關將機械位移變?yōu)殡娦盘?，通過控制電路使運動部件停止運行。FU13~MFRQSKMSB1KMSB2KMFU2FRST精品PPT2.往復運動控制KM2FU13~MFRQSKM1精品PPTSBKMRSBFKMFKMFKMRKMFKMRST1ST2SBRFU2FRST2ST12.往復運動控制精品PPT4.3.3時間控制1.時間繼電器空氣式時間繼電器結構時間繼電器符號通電延時動作觸頭斷電延時動作觸頭線圈精品PPT4.3.3時間控制1.時間繼電器阻容式時間繼電器原理框圖RC延時電路放大電路輸出電路強迫放電電路精品PPT2.時間控制線路舉例KM1FU1QSKM3Y接法KM2FR1）三相異步電動機Y—△啟動自動控制KM1接通電源KM2—繞組Y聯接KM3—繞組

聯接精品PPTSB1SB2KM1KTKM3KM2KM2KM1KTKM3KM3KM3KTFU2FR電源控制Y—△轉換時間控制Y聯接△聯接2.時間控制線路舉例1）三相異步電動機Y—△啟動自動控制精品PPTSB1SB2KM1KTKM3KM2KM2KM1KTKM3KM3KM3KTFU2FR啟動過程：按SB2KM1、KT、KM2通電KM3斷電電動機Y聯接啟動通電通電通電電源控制Y—△轉換時間控制Y聯接△聯接通電延時斷開通電延時閉合經預定延時時間KT的