電氣自動控制技術(shù)ppt課件

.,1,第4章電氣自動控制技術(shù),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),.,2,4.1低壓電器,用來對電能的產(chǎn)生、輸送、分配與應用起開關(guān)、控制、保護與調(diào)節(jié)作用的電工設(shè)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(shè)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(diào)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(shè)備中，有刀開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器等。,根據(jù)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：,.,3,4.1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(guān)、負荷開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。b)自控電器這類電器是指按本身參數(shù)(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(guān)、無觸點邏輯元件等屬于無觸點電器。,.,4,4.1.1刀開關(guān)和熔斷器,1.刀開關(guān),絕緣板,刀片,刀夾座,刀開關(guān)主要作為隔離開關(guān)使用，合閘時先合上閘刀開關(guān)，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(guān)結(jié)構(gòu),刀開關(guān)符號,.,5,2.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(lián)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(gòu)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,.,6,2.熔斷器,熔斷器熔體熔斷所需時間與通入電流的大小有關(guān)，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(xiàn)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,.,7,2.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(1.52.5)*IN容量最大的電動機+IN其余電動機,.,8,4.1.2自動空氣斷路器,可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。,鎖鉤,主觸點手動閉合,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,.,9,4.1.3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(shè)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,常閉按鈕(停止按鈕),常開按鈕(啟動按鈕),復合按鈕,外形圖,結(jié)構(gòu),符號,常開觸頭,.,11,4.1.3主令電器,2.行程開關(guān),結(jié)構(gòu)示意圖,行程開關(guān)主要將機械位移變成電信號。可用于自動切換、限位保護、行程控制等。,.,12,4.1.3主令電器,3.組合開關(guān),組合開關(guān)外形接線圖符號,.,13,4.1.4接觸器,1.接觸器的結(jié)構(gòu)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(guān)電器。,線圈,輔助觸點,鐵心,銜鐵,電源,主觸點,常閉,常開,彈簧,.,14,4.1.4接觸器,1.接觸器的結(jié)構(gòu)與工作原理,符號,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),屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示,.,15,2.接觸器的主要技術(shù)參數(shù),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,交直流主電路用控制電器接通與分斷能力分類,.,17,4.1.5控制繼電器,繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)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：,.,18,2.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(shù)的電動機啟動過程控制。,4.熱繼電器,通過受熱元件產(chǎn)生的機械形變推動機構(gòu)動作開閉觸頭。用于過載保護。,繼電器按動作原理分類如下：,4.2三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,.,20,4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路,(a)結(jié)構(gòu)圖,FU2,.,21,4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路,FU1,KM,QS,NCBA,工作原理,FU2,啟動,合上開關(guān)QS,KM輔助觸點閉合自鎖。,按下啟動按鈕SB2,KM線圈通電，,利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖,.,22,NCBA,4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路,工作原理,停止,FU1,KM,QS,FU2,.,23,在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)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(guān)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,.,24,分析和設(shè)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(lián)。,4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路,.,25,主電路,(1)電路原理圖,控制電路,4.2.1三相異步電動機直接啟動控制電路,.,26,(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(guān)Q,啟動,KM輔助觸點閉合自鎖。,按下起動按鈕SB2,KM線圈通電，,轉(zhuǎn)動,.,27,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)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(guān)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。,KM=SB1SB2,2）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。,.,28,KM=SB1+SB2,3）非邏輯及其表達式或邏輯是指決定事件的條件出現(xiàn)時，事件不發(fā)生，條件不發(fā)生時，事件發(fā)生。,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,1.基本邏輯關(guān)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。,.,29,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,2.繼電器控制電路的邏輯函數(shù)表示式,三相異步電動機直接啟動控制原理圖,.,30,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,2.繼電器控制電路的邏輯函數(shù)表示式,實現(xiàn)啟動保持停止控制關(guān)系的方法不是唯一的。,停止優(yōu)先,啟動優(yōu)先,.,31,4.2.3熱繼電器及電動機過載保護,1.熱繼電器的機構(gòu)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(shù)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(jié)構(gòu)和符號,.,32,4.2.3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,.,33,4.3三相異步電動機常用控制系統(tǒng),1.三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制,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。當正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；當反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根連線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn)。,4.3.1正反轉(zhuǎn)控制,在改變電機方向時，必須先停車，再開轉(zhuǎn)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(zhuǎn)主觸點,KMF,KMR,FR,KMF,FU,.,QS,正轉(zhuǎn)接觸器,正轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)主觸點,1.三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制,2.聯(lián)鎖控制,FU,KMR,KMF,KMF,KMR,FR,QS,KMF,聯(lián)鎖(互鎖),聯(lián)鎖(互鎖),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”。,利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。,SBR,KMR,KMR,FU,KMR,KMF,KMF,.,KMR,QS,KMF,這種依靠機械機構(gòu)保證兩個接觸器不能同時通電的方法稱為機械聯(lián)鎖（互鎖）,同時采用了機械連鎖和電器聯(lián)鎖,2.聯(lián)鎖控制,缺點：改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕,.,37,4.3.2行程控制,1.限位控制,限位控制就是當生產(chǎn)機械運動部件到位后，通過行程開關(guān)將機械位移變?yōu)殡娦盘枺ㄟ^控制電路使運動部件停止運行。,.,38,2.往復運動控制,.,39,2.往復運動控制,.,40,4.3.3時間控制,1.時間繼電器,空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu),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,.,41,4.3.3時間控制,1.時間繼電器,阻容式時間繼電器原理框圖,2.時間控制線路舉例,1）三相異步電動機Y啟動自動控制,KM1接通電源KM2繞組Y聯(lián)接KM3繞組聯(lián)接,電源控制,Y轉(zhuǎn)換時間控制,Y聯(lián)接,聯(lián)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,啟動過程：,按SB2,KM1、KT、KM2通電,KM3斷電,電動機Y聯(lián)接啟動,通電,通電,通電,電源控制,Y轉(zhuǎn)換時間控制,Y聯(lián)接,聯(lián)接,通電延時斷開,通電延時閉合,經(jīng)預定延時時間,KT的延時常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開,KM2斷電,KM3通電,電動機聯(lián)接運行,斷電,通電,2.時間控制線路舉例,1）三相異步電動