第2章-基本電氣控制電路【第3講】.ppt

1、2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,1,2 基本電氣控制電路,回顧,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,2,2 基本電氣控制電路,2.3.2、三相繞線式異步電動機(jī)的啟動控制線路,控制方式： 按時間原則控制 按電流原則控制,回顧,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,3,2 基本電氣控制電路,2.3.2、三相繞線式異步電動機(jī)的啟動控制線路,1) 時間原則控制繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制線路,（a）基本電路,時間原則控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動控制線路,回顧,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,4,基本電路的動作時序,回顧,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車

2、工程學(xué)院,5,2 基本電氣控制電路,2.3.2、三相繞線式異步電動機(jī)的啟動控制線路,2) 電流原則控制繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制線路,電流原則控制轉(zhuǎn)子電路串電阻起動控制線路,利用電流繼電器根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)子電流大小的變化來控制電阻的分級切除。,回顧,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,6,2 基本電氣控制電路,2.4、交流異步電動機(jī)的制動控制線路,制動方式： 機(jī)械制動：機(jī)械抱閘、液壓或氣壓制動 電氣制動：反接制動、能耗制動、電容制動等， 實質(zhì)是產(chǎn)生反向制動轉(zhuǎn)矩。,交流異步電動機(jī)定子繞組脫離電源后，由于系統(tǒng)慣性作用，轉(zhuǎn)子需經(jīng)一段時間才能停止轉(zhuǎn)動，這往往不能滿足某些生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求

3、，也影響生產(chǎn)效率的提高，并造成運動部件停位不準(zhǔn)，工作不安全。,制動就是指示電動機(jī)脫離正常工作電源后迅速停轉(zhuǎn)的措施。,制動要求：電動機(jī)制動，迅速停車或準(zhǔn)確定位。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,7,2 基本電氣控制電路,2.4.1、反接制動控制線路,電動機(jī)反接制動方法就是在想要停車時，將電動機(jī)上三相電源的相序改變，使之產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，這樣電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就能迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時將電源切除。 假設(shè)電動機(jī)正在正向運行，若將電源反接，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇降到零。如果反接電源不及時切除，則電動機(jī)又要從零速方向運行。如何在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為零時及時切除電源呢？ 控制電路是采用速度繼電

4、器來完成這一功能的，速度繼電器的轉(zhuǎn)子與電動機(jī)的軸同軸相連，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速即反映為速度繼電器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。 速度繼電器的工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于120r/min時，其觸點動作；當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100r/min時，其觸點復(fù)位。,問題：,措施：,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,8,1 常用低壓電器速度繼電器, 結(jié)構(gòu),a)外形 b)實物 c)結(jié)構(gòu)原理 速度繼電器 1螺釘；2反力彈簧；3常閉觸點；4動觸點；5常開觸點；6返回杠桿；7杠桿；8定子導(dǎo)體；9定子；10轉(zhuǎn)軸；11轉(zhuǎn)子,知識點回顧,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,9,2 基本電氣控制電路,2.4.1、反接制動控制線路,熱繼電

5、器,正常運行時,該觸點閉合,KM1與KM2不能同時吸合,應(yīng)加互鎖,反接制動時，電動機(jī)的定子繞組要串接一個制動電阻，限制較大制動電流,反接制動時，該觸點閉合，改變電源的通電相序，產(chǎn)生較大的制動轉(zhuǎn)矩，快速制動,速度繼電器,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為零時切除電源。,熱繼電器的動斷觸點,啟動按鈕,制動復(fù)合按鈕,互鎖按鈕,啟動時該線圈得電,互鎖按鈕,自鎖觸點,反接制動時該線圈得電,失電繼電器的動斷觸點，當(dāng)其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于120r/min時，其觸點動作;當(dāng)轉(zhuǎn)速小于100r/min時，觸點復(fù)位。,單向反接制動控制,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,10,2 基本電氣控制電路,2.4.1、反接制動控制線路,工

6、作過程：,按下SB2,啟動按鈕,按下SB1,SB1動斷 觸點斷開,KS動合觸點仍合上,KS動合觸點復(fù)位,制動復(fù)合按鈕,單向反接制動控制,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,11,2 基本電氣控制電路,2.4.1、反接制動控制線路,電動機(jī)反接制動時，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全壓直接啟動時電流的兩倍。因此一般10kW以上的電動機(jī)采用反接制動，應(yīng)在電動機(jī)反接制動主電路中串接一電阻，以限制反接制動電流。 電動機(jī)反接制動方式的優(yōu)點是制動力矩大，制動迅速；缺點是制動精確性差，制動過程中沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動零件，能量消耗較大。所以，反

7、接制動一般只適用于系統(tǒng)慣性較大，制動要求迅速、操作不頻繁的場合，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動。,單向反接制動控制,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,12,2 基本電氣控制電路,2.4.1、反接制動控制線路,單向反接制動控制,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,13,2 基本電氣控制電路,2.4.1、反接制動控制線路,可逆運行反接制動控制線路,正向啟動按鈕,正轉(zhuǎn)接觸器線圈,反轉(zhuǎn)接觸器線圈,短接電阻接觸器線圈,中間繼電器線圈,速度繼電器,正轉(zhuǎn)閉合觸點,反轉(zhuǎn)閉合觸點,啟動與制動電阻,自鎖按鈕,互鎖按鈕,停止按鈕,反向啟動按鈕,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,

8、14,正向啟動：,合上電源QS,KM1常開觸點閉合,KM1常閉觸點斷開,KM1常開觸點閉合,KM1主觸點閉合,電機(jī)M串電阻R降壓啟動,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,15,反接制動：,按下停止按鈕SB1,SB1常開觸點閉合,KA3常閉觸點斷開,KA3常閉觸點斷開,KA3常開觸點閉合,KA1常開觸點閉合,KA1常開觸點閉合,KM1線圈斷電,KM1常閉觸點閉合,KM1主觸點斷開,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,16,反接制動：,KM2線圈得電,KM2常閉觸點斷開,KM2主觸點閉合,KA1常開觸點斷開,KA1常開觸點斷開,電動機(jī)反方向啟動和停車反接制動過程與上述過程相同。

9、,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,17,注意點：, 電阻R具有限制啟動電流和反接制動電流的雙重作用。 熱繼電器可避免啟動電流和制動電流的影響。,停止按鈕SB1在按下時一定要按到底并保持一定時間，以保證KA3能可靠得電，否則將無法實現(xiàn)反接制動。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,18,優(yōu)點：制動力強(qiáng)，制動迅速。 缺點：制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊強(qiáng)烈，易損害傳動部件，制動能量消耗大，不宜頻繁制動。 場合：一般適用于制動要求迅速，系統(tǒng)慣性大，不經(jīng)常啟動與制動的場合，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,19,課后習(xí)題解答,20

10、20年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,20,第一章 習(xí)題解答,1.1 如何區(qū)分直流電磁系統(tǒng)和交流電磁系統(tǒng)？如何區(qū)分電壓線圈和電流線圈？,答：直流電磁鐵鐵心由整塊鑄鐵鑄成，而交流電磁鐵的鐵心則用硅鋼片疊成，以減小鐵損。, 直流電磁鐵僅有線圈發(fā)熱，線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)，制成細(xì)長形，且不設(shè)線圈骨架，鐵心與線圈直接接觸，利于線圈的散熱。 交流電磁鐵由于鐵心和線圈均發(fā)熱，所以線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，制成短粗形，吸引線圈設(shè)有骨架，且鐵心與線圈隔離，利于鐵心與線圈的散熱。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,21,第一章 習(xí)題解答,1.2 交流電磁系統(tǒng)中短路環(huán)的作用是什么？三相交流電磁鐵有無短路環(huán)？

11、為什么？,答：交流接觸器線圈通過的是交變電流，電流正負(fù)半波要經(jīng)過零點，在電流過零點時線圈電磁吸力接近于零，如此動鐵芯會與靜鐵芯發(fā)生振動和噪聲。在鐵心端面上開槽安放短路環(huán)后，交變的磁通使得短路環(huán)產(chǎn)生同頻交變感應(yīng)電流，該電流使短路環(huán)內(nèi)產(chǎn)生與鐵心磁通變化相反的逆磁通。如此在鐵心端面上，短路環(huán)內(nèi)的磁通與環(huán)外磁通在時間上錯開，避免了吸力過零產(chǎn)生噪聲和振動現(xiàn)象。,沒有短路環(huán)，因為短路環(huán)是在電流過零時產(chǎn)生感應(yīng)電流維持鐵芯吸合，三相交流電磁鐵一相電流過零時其余兩相不為零，鐵芯還是吸合的，因此不再需要短路環(huán)。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,22,第一章 習(xí)題解答,1.3 交流電磁線圈誤接入直流電

12、源、直流電磁線圈誤接入交流電源，將發(fā)什么問題？為什么？,答：交流電磁線圈誤接入對應(yīng)直流電源,時間長了有可能將線圈燒掉，因為交流線圈的電感一般很大，其電阻阻值較小，所以當(dāng)通直流電源后，電流會很大，電磁閥不會動作。直流電磁線圈誤接入對應(yīng)交流電源，不會有什么影響，因為直流電磁線圈的阻值大，相應(yīng)的電感也大，一般比交流電磁線圈的大。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,23,第一章 習(xí)題解答,1.4電弧是如何產(chǎn)生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？,答：開關(guān)觸頭在大氣中斷開電路時，如果電路的電流超過0.251A，電路斷開后加在觸頭間的電壓超過1220

13、V，則在觸頭間隙（又稱弧隙）中便會產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、發(fā)出強(qiáng)光和能夠?qū)щ姷慕茍A柱形的氣體。,電弧的危害： (1)延長了切斷故障的時間； (2)高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞； (3)形成飛弧造成電源短路事故； (4)電弧是造成電器的壽命縮短的主要原因。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,24,第一章 習(xí)題解答,1.4電弧是如何產(chǎn)生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？,交流是成正弦變化的，當(dāng)觸點斷開時總會有某一時刻電流為零，此時電流熄滅。直流電弧由于其不過零點，導(dǎo)致開關(guān)不能斷開電弧，與交流電相比，直流電弧不易熄滅。,機(jī)械性拉弧、磁吹式滅弧

14、、窄縫滅弧、柵片滅弧法、固體產(chǎn)氣滅弧、石英砂滅弧、油吹滅弧、氣吹滅弧等。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,25,第一章 習(xí)題解答,1.5 接觸器的主要結(jié)構(gòu)有哪些？交流接接觸器和直流接觸器如何區(qū)分？,答：接觸器的結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)，滅弧裝置和其他部件等組成。,直流接觸器與交流接觸器相比，直流接觸器的鐵心比較小,線圈也比較小,交流電磁鐵的鐵心是用硅鋼片疊柳而成的。線圈做成有支架式,形式較扁。因為直流電磁鐵不存在電渦流的現(xiàn)象，區(qū)分方式如下： (1) 銘牌：AC是交流，DC是直流； (2) 滅弧罩：交流接觸器設(shè)有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞 主觸頭，大的有滅弧柵片。直流

15、接觸器由于直流電弧比交流電弧難 以熄滅，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅?。?(3) 極數(shù)：交流的主極為三、直流的主極為二； (4) 線圈的鐵芯和銜鐵(交流的為硅鋼片、直流為整體式）。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,26,第一章 習(xí)題解答,1.6 交流接觸器在銜鐵吸合時，線圈中會產(chǎn)生沖擊電流，為什么？直流接觸器會產(chǎn)生這種現(xiàn)象嗎？為什么？,答：交流接觸器的線圈是一個電感，是用交流電工作的。吸合前線圈內(nèi)部沒有鐵心，電感很小，阻抗也就很小，所以電流大；吸合后鐵心進(jìn)入線圈內(nèi)部，電感量增大，阻抗增大，所以電流就降下來了。,直流接觸器工作電流主要取決于其內(nèi)部電阻，所以不會產(chǎn)生沖擊電流。,2

16、020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,27,第一章 習(xí)題解答,1.7 中間繼電器的作用是什么？中間繼電器與接觸器有何異同？,答：中間繼電器的作用是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯蠹丛龃笥|頭容量的繼電器。,中間繼電器的觸頭對數(shù)多，觸頭容量較大（額定電流5A10A），動作靈敏。其主要用途是當(dāng)其它繼電器的觸頭對數(shù)或觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來擴(kuò)大觸頭數(shù)目，起到中轉(zhuǎn)或變換作用；接觸器觸點有主觸點和輔助觸點之分，而中間繼電器沒有主、輔助觸點之分。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,28,第一章 習(xí)題解答,1.8 對于星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)能否用一般三相結(jié)構(gòu)熱繼電器作斷

17、相保護(hù)？為什么？對于三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)必須使用三相具有斷相保護(hù)的熱繼電器，對嗎？,答：可以。因為熱繼電器內(nèi)部有雙金屬片。當(dāng)電機(jī)電源缺相時，包括機(jī)械方面的原因造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)，電機(jī)的電流會增加。電流增加使金屬片受熱到一定程度，根據(jù)熱膨脹系數(shù)的不同金屬片會分開。從而來斷開熱繼電器的輔助觸頭，被控制的接觸器會釋放，切斷電源，熱繼電器有過熱過載保護(hù)，保護(hù)電機(jī)不會因為電流的增加被燒壞。,必須使用三相具有斷相保護(hù)的熱繼電器。 三角形接法的電動機(jī)，線電流是相電流的1.732倍。當(dāng)發(fā)生斷相時，線電流等于相電流。同樣的相電流下，斷相時的線電流較小，造成普通熱繼電器在斷相時保護(hù)靈敏度下降，因此要用斷相熱繼電器

18、才行。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,29,第一章 習(xí)題解答,1.9 試比較電磁式時間繼電器、空氣阻尼式時間繼電器、電動式時間繼電器與電子式時間繼電器的優(yōu)缺點及應(yīng)用場合？,答： 1、電磁式時間繼電器是根據(jù)電磁阻尼原理產(chǎn)生延時的,延時時間短(0.31.6s)，但它結(jié)構(gòu)比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。 2、空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產(chǎn)生的阻力來進(jìn)行延時的，其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，延時范圍大(0.4180s)，但延時精確度低。 3、電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動機(jī)帶動減速齒輪轉(zhuǎn)動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍

19、寬(0.472h)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價格很貴。 4、電子式時間繼電器又稱為晶體管式時間繼電器，它是利用延時電路來進(jìn)行延時的，這種繼電器精度高，體積小。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,30,第一章 習(xí)題解答,1.10 在電動機(jī)的控制電路中，熱繼電器與熔斷器各起什么作用？兩者能否互相替換？為什么？,答： 熱繼電器主要是起到過載保護(hù)作用還有因三相電流不平衡、缺相引起的過載保護(hù)，而熔斷器主要起短路保護(hù)作用和嚴(yán)重過載保護(hù)。,兩者不能互相替換，熱繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有熱慣性作用，當(dāng)線路發(fā)生短路時熱繼電器需要內(nèi)部的保護(hù)機(jī)構(gòu)一定時間來發(fā)熱令原本是常閉的觸點斷開，響應(yīng)時間自然要比保險絲要長，起不到及

20、時的保護(hù)作用，而且熱繼電器當(dāng)常閉觸點斷開后（令控制回路斷開）過來一段時間內(nèi)部的保護(hù)機(jī)構(gòu)慢慢的冷卻后原本斷開起保護(hù)的常閉觸點又復(fù)位閉合了，此時如果短路還沒有解決的，常閉觸點又一次的斷開，這樣如此的循環(huán)下去。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,31,第一章 習(xí)題解答,1.11 在使用和安裝HK系列刀開關(guān)時，應(yīng)注意些什么？鐵殼開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點是什么？試比較膠底瓷蓋刀開關(guān)與鐵殼刀開關(guān)的差異及各自用途？,答： 電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸點一邊的進(jìn)線端（進(jìn)線座應(yīng)在上方），用電設(shè)備應(yīng)接在動觸點一邊的出線端。這樣當(dāng)開關(guān)斷開時，閘刀和熔絲均不帶電，以保證更換熔絲時的安全。 在合閘狀態(tài)下，刀開關(guān)的手柄應(yīng)該向上，不能倒裝或平裝，以防止閘刀松動落下時誤合閘。,(1)設(shè)有連鎖裝置，保證在合閘狀態(tài)下開關(guān)蓋不能開啟，而開啟時不能合閘，以確保操作安全； (2)采用儲能分合閘方式，在手柄轉(zhuǎn)軸與底座之間裝有速動彈簧，能使開關(guān)快速接通或斷開，與手柄操作速度無關(guān)，這樣有利于迅速滅弧。,2020年7月7日星期二,機(jī)電與汽車工程學(xué)院,32,第一章 習(xí)題解答,1.11