電機二次控制原理.ppt

1,現(xiàn)代電器與PLC技術(shù)第2章,第一講講解內(nèi)容：第2章電氣控制線路基礎(chǔ)2.1電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則2.2三相籠型異步電動機的基本電氣控制線路學(xué)習(xí)說明：本講是學(xué)習(xí)電氣控制設(shè)計基礎(chǔ)。重點掌握：1.電氣控制線路的設(shè)計、繪制及分析；2.電氣控制線路基本環(huán)節(jié)：(1)掌握電氣控制原則：時間原則、速度原則與行程原則。(2)掌握電動機保護環(huán)節(jié)。(3)掌握三相異步電動機基本控制環(huán)節(jié)：起動、正反轉(zhuǎn)電氣控制電路。(4)掌握電氣控制電路的連鎖環(huán)節(jié)。,2,2.1電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則,2.1.1概述電氣控制線路：是用導(dǎo)線將電動機、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實現(xiàn)某種特定控制要求的電路。電氣控制系統(tǒng)圖：為了表達(dá)生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計意圖，便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，將電氣控制系統(tǒng)各電器元件及其連接線路用一定的圖形表達(dá)出來。這就是電氣控制系統(tǒng)圖。電氣控制系統(tǒng)圖包括：電氣原理圖電器元件布置圖電氣安裝接線圖,3,電器元件布置圖：用來表明電氣設(shè)備或系統(tǒng)中所有電氣元器件的實際位置。是設(shè)備制造、安裝、維護的必要資料。,電器元件布置圖,2.1.2電氣控制原理圖的繪制原則,4,電器元件布置圖的繪制原則：必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和繪制電器元件布置圖相同類型的電器元件布置時，應(yīng)將體積較大和較重的安裝在控制柜或面板的下方。發(fā)熱的元器件應(yīng)該安裝在控制柜或面板的上方或后方，當(dāng)熱繼電器一般安裝在接觸器的下方，以方便與電動機的接觸器的連接。需要經(jīng)常維護、整定和檢修的電器元件、操作開關(guān)、監(jiān)視儀器儀表，其安裝位置應(yīng)高低適宜，以便工作人員操作。強電、弱電應(yīng)分開走線，注意屏蔽層的連接，防止干擾的竄入。電器元件的布置應(yīng)考慮安裝間隙，并盡可能作到整齊美觀。,2.1.2電氣控制原理圖的繪制原則(續(xù)),5,電氣安裝接線圖：按電器元件的布置位置和實際接線，用規(guī)定的圖形符號繪制的圖形稱為電氣安裝接線圖。（是電氣裝備和電器元件安裝、配線、維護和檢修電器故障的依據(jù)）繪制原則：必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。各電器元件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中標(biāo)注的一致，同一電器元件的各部件必須畫在一起，各電器元件的位置必須與實際安裝位置一致。,電氣安裝接線圖,不在同一安裝板或控制柜中的電器元件或信號的電氣連接一般應(yīng)通過端子排連接。走向相同、功能相同的多根導(dǎo)線可以用單線或線束表示。畫連接線時，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和穿線管的尺寸。,2.1.2電氣控制原理圖的繪制原則(續(xù)),6,電氣原理圖：是根據(jù)電路的工作原理用規(guī)定的圖形符號,采用簡明、清晰、易懂的原則并采用電器元件展開形式繪制的圖形稱為電氣原理圖。特點：具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等。電氣控制線路常用的圖形、文字符號必須符合最新的國家標(biāo)準(zhǔn)（見書2.1.1常用電器圖形符號和文字符號)。,2.1.2電氣控制原理圖的繪制原則(續(xù)),7,電氣控制原理圖的組成：根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路：是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電動機之間相連的電器元件（如：刀開關(guān)、熱繼電器、自動空氣開關(guān)、接觸器主觸點等）所組成的線路。輔助電路：是信號的傳輸通道。包括：控制電路、照明電路、信號電路和保護電路。電氣控制原理圖的圖面布置：上下排列：主電路在上，控制電路在下；左右排列：主電路在左，控制電路在右。主電路用粗線條畫控制電路用細(xì)線條畫,2.1.2電氣控制原理圖的繪制原則(續(xù)),8,電氣原理圖的繪制原則：1、電氣原理圖一般分主電路和輔助電路。2、電氣原理圖中所有的電器元件都應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。3、電氣原理圖中的電器元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排。4、在電氣原理圖中，當(dāng)電器元件的不同部件（如接觸器的線圈和觸點）分散在不同的位置時，為了表明是同一電器元件，要在電器元件的不同部件處標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號。對于同類電器元件，要在其文字符號后面加數(shù)字序號來區(qū)別。5、電氣原理圖中所有電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態(tài)畫出。對于接觸器、繼電器的觸點，按其線圈不通電的狀態(tài)畫出；控制器手柄處于零位時的狀態(tài)畫出；對于按鈕、行程開關(guān)等觸點，按未受外力作用時的狀態(tài)畫出。6、電器原理圖中盡量減少線條和避免交叉，各個導(dǎo)線之間有電的聯(lián)系時，對“T”形連接的接點，在導(dǎo)線交叉處可以畫實心圓點，也可以不畫；“+”字交叉，必須畫實點。根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉(zhuǎn)繪制，一般逆時針旋轉(zhuǎn)900，但文字符號不可以倒置。,2.1.2電氣原理圖的繪制原則(續(xù)),9,圖面區(qū)域的劃分、符號位置索引：,2.1.2電氣原理圖的繪制原則(續(xù)),10,符號位置索引：指出繼電器或接觸器的線圈位置和觸點的位置。,2.1.2電氣原理圖的繪制原則(續(xù)),圖號：某臺設(shè)備的電器原理圖不一定是一本，按照功能不同可能分為幾本。每本的標(biāo)號，就是圖號，一般用數(shù)字表示。頁次：說明電器符號在這本圖號中的第幾頁。圖區(qū)號：指前面頁次中的圖區(qū)號。,索引代號所標(biāo)位置：接觸器或繼電器相應(yīng)線圈的索引：在接觸器或繼電器觸點旁標(biāo)上索引代號，指出它所對應(yīng)的線圈的位置。繼電器或接觸器相應(yīng)觸點的索引：索引代碼標(biāo)在繼電器或接觸器的線圈下方。,索引代碼的格式,11,接觸器觸點的索引格式：,繼電器觸點的索引格式：,2.1.2電氣原理圖的繪制原則(續(xù)),12,2.2三相籠型電動機的基本電氣控制線路2.2.1、直接起動控制線路,直接起動：在電源容量足夠大時，小容量籠型電動機可直接起動。優(yōu)點：是電氣設(shè)備少，線路簡單。缺點：是起動電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動，干擾其它用電設(shè)備的正常工作。,（一）點動控制控制要求：按下啟動按鈕電動機啟動并運行，松開按鈕電動機停止運行。注意：根據(jù)控制要求，分析需要的電氣器件。主電路：由刀開關(guān)QS(QB)、熔斷器FU(FA)、交流接觸器的主觸點KM(QA)、熱繼電器FR(BB)和籠型電動機MA組成；控制電路：由起動按鈕SB(SF)和交流接觸器線圈KM(QA)組成。,13,圖2-1點動控制線路,（一）點動控制最簡單的點動控制：適合小功率電動機控制,起動過程：先合上刀開關(guān)QS按下起動按鈕SB接觸器線圈KM通電接觸器主觸點KM閉合電動機M通電直接起動。,停機過程：松開起動按鈕SB接觸器線圈KM斷電接觸器主觸點KM斷開電動機M停電停轉(zhuǎn)。,點動控制：按下按鈕，電動機轉(zhuǎn)動，松開按鈕，電動機停轉(zhuǎn)，這種控制就叫點動控制，它能實現(xiàn)電動機短時轉(zhuǎn)動，常用于機床的對刀調(diào)整和電動葫蘆等。,保護環(huán)節(jié)：短路保護FU；過載保護FR；欠、失電壓保護KM。,（QB）,（QB）,（FA）,（QA）,（QA）,（BB）,（BB）,（SF）,14,（二）長動（連續(xù)）控制長動控制：在實際生產(chǎn)中往往要求電動機實現(xiàn)長時間連續(xù)轉(zhuǎn)動，即所謂長動控制。控制要求：按下啟動按鈕，電動機啟動并運行，當(dāng)松開按鈕后，電動機仍連續(xù)運行。根據(jù)控制要求，分析需要的電氣器件。主電路：由刀開關(guān)QS（QB）、熔斷器FU（FA）、接觸器的主觸點KM（QA）、熱繼電器發(fā)熱元件FR（BB）、電動機M組成；控制電路：由停止按鈕SB2（SF1）、起動按鈕SB1（SF2）、接觸器的常開輔助觸點和線圈KM（QA）、熱繼電器的常閉觸點FR（BB）組成。,15,起動過程：合上刀開關(guān)QS按下起動按鈕SB2接觸器線圈KM通電接觸器主觸點KM閉合和常開輔助觸點閉合電動機M接通電源運轉(zhuǎn)；松開起動按鈕SB2，利用接通的接觸器常開輔助觸點KM自鎖、電動機M連續(xù)運轉(zhuǎn)。,自鎖概念：這種依靠接觸器自身輔助常開觸點的閉合而使線圈保持通電的控制方式，稱自鎖或自保。,（二）長動（連續(xù)）控制長動控制：適合長時間連續(xù)轉(zhuǎn)動電動機控制,停機過程：按下停止按鈕SB1接觸器線圈KM斷電接觸器主觸點KM和輔助常開觸點KM斷開電動機M斷電停轉(zhuǎn)。,保護環(huán)節(jié)：短路保護FU；過載保護FR；欠、失電壓保護KM。,圖2-2長動控制線路,（QB）,（FA1）,（QA）,（BB）,（QA）,（BB）,（QA）,（SF2）,（SF1）,（FA2）,16,工作原理（演示）,本控制線路具有如下三點優(yōu)點：1）防止電源電壓嚴(yán)重下降時電動機欠電壓運行。2）防止電源電壓恢復(fù)時，電動機自行起動而造成設(shè)備和人身事故。3）避免多臺電動機同時起動造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。,（QB）,（FA1）,（QA）,（BB）,（SF1）,（QA）,（BB）,（QB）,（FA1）,（FA2）,（SF1）,（SF2）,（QA）,（BB）,（QA）,（BB）,17,開關(guān)切換,點動控制：SA（SF）斷開,（三）點動和長動混合控制,連續(xù)控制：SA（SF）閉合,圖2-4采用選擇開關(guān)控制的點動和長動控制線路,1）采用選擇開關(guān)SA（SF）實現(xiàn)點動和長動控制。,（QB）,（FA1）,（FA2）,（SF1）,（BB）,（QA）,（BB）,（BB）,（SF2）,（QA）,（SF）,（QA）,18,按鈕切換,工作原理：,連續(xù)控制：按下按鈕SB1,點動控制：按下按鈕SB3,（三）點動和長動混合控制,圖2-6點動長動混合控制電路,2）采用復(fù)合按鈕SB3實現(xiàn)控制。,（QB）,（FA1）,（QA）,（BB）,（FA2）,（SF1）,（BB）,（SF2）,（QA）,（QA）,（SF3）,19,中間繼電器KA(KF)控制,工作原理：,連續(xù)控制：按下按鈕SB3,點動控制：按下按鈕SB2,（三）點動和長動混合控制,圖2-7點動長動混合控制電路,3）采用中間繼電器KA(KF)實現(xiàn)控制,20,以下控制電路能否實現(xiàn)即能點動、又能連續(xù)運行,思考,KM,SB1,KM,SB2,FR,SB,21,概述：在實際應(yīng)用中，往往要求生產(chǎn)機械改變運動方向，如工作臺前進、后退；電梯的上升、下降等，這就要求電動機能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。實現(xiàn)：對于三相異步電動機來說，可通過兩個接觸器來改變電動機定子繞組的電源相序來實現(xiàn)。,2.2.2正反轉(zhuǎn)（可逆旋轉(zhuǎn)）控制線路,電路形式:,電動機原理：,改變電動機三相電源的相序，可改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向,按鈕、接觸器控制位置控制,22,按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）,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,缺點：,圖2-8電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,23,控制電路：,工作原理：,電氣互鎖接觸器互鎖控制,互鎖,電氣互鎖,機械互鎖,新名詞：電氣互鎖：將一個接觸器的常閉觸點串到另一個接觸器的線圈電路中，則任一個接觸器線圈先帶電后，即使按下相反的按鈕，另一接觸器也無法得電,按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）,優(yōu)點：,工作安全可靠,缺點：,操作不便,圖2-9電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,24,按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）,控制電路：,工作原理：,優(yōu)點：,機械互鎖-按鈕互鎖控制,操作方便,缺點：,易產(chǎn)生故障,聯(lián)鎖,電氣互鎖,機械互鎖,新名詞：機械互鎖,圖2-10電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,25,按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）,控制電路：,工作原理：,優(yōu)點：,接觸器、按鈕雙重互鎖控制,安全可靠，操作方便,圖2-11電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,26,正反轉(zhuǎn)（電氣機械互鎖控制)演示,27,a）b）c）,作業(yè)：分析下列a、b、c控制工作過程？,解：圖a、b、c是電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路a)無互鎖控制電路b)具有電氣互鎖的控制電路c)具有復(fù)合互鎖的控制電路（完美）,28,概述：有些機械和生產(chǎn)設(shè)備,常常要求在兩地或兩地以上的地點進行操作。實現(xiàn)：用多組按鈕對電動機的啟動或停止進行控制。,2.2.3多點控制線路,電路形式:,多點地控制原則：,啟動按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián),按鈕、接觸器控制,29,2.2.3多點控制線路（續(xù)）,主電路：,控制電路：,工作原理：,基本控制電路,圖2-12電動機多點地控制電路,30,概述：在實際應(yīng)用中，往往要求各種運動部件之間按順序工作。如車床主軸轉(zhuǎn)動時要求油泵先運行，給齒輪箱提供潤滑油。這就要求油泵電動機和車床主軸電機按順序啟動。實現(xiàn)：可以按動作順序?qū)崿F(xiàn)，也可以按時間順序?qū)崿F(xiàn)多臺電動機之間按順序啟動。,2.2.4順序控制線路,電路形式:,多臺電動機之間按順序啟動,按鈕、接觸器控制動作順序或時間順序,電氣控制要求：,31,主電路：,控制電路：,工作原理：,基本控制電路,缺點：,2.2.4順序控制線路（續(xù)）,1、按動作順序,圖2-13電動機按動作順序控制線路,32,控制電路：,工作原理：,電氣聯(lián)鎖控制：當(dāng)要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的常開觸點。,新名詞：電氣聯(lián)鎖,優(yōu)點：,工作安全可靠,缺點：,操作不便,圖2-14電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,連鎖控制,2.2.4順序控制線路（續(xù)）,33,主電路：,控制電路：,工作原理：,基本控制電路,圖2-15電動機按動作順序控制線路,2.2.4順序控制線路（續(xù)）,2、按時間順序,34,分析下列a、b、c控制工作過程？,圖2-7兩臺電動機順序起動控制線路,圖2-7a所示控制線路的特點是：KM2的線圈接在KM1自鎖觸頭后面，這就保證了M1起動后，M2才能起動的順序控制要求。,圖2-7b所示控制電路的特點是：在KM2的線圈回路中串接了KM1的常開觸頭。顯然，KM1不吸合，即使按下SB2，KM2也不能吸合，這就保證了只有M1電機起動后，M2電機才能起動。停止按鈕SB3控制兩臺電動機同時停止，停止按鈕SB4控制M2電動機的單獨停止。,圖2-7c所示控制電路的特點：在圖2-7b中的SB3按鈕兩端并聯(lián)了KM2的常開觸頭，從而實現(xiàn)了M1起動后，M2才能起動，而M2停止后，M1才能停止的控制要求，即M1、M2是順序起動，逆序停止。,35,概述：在實際應(yīng)用中，有些生產(chǎn)機械的工作臺需要自動往復(fù)運動,如龍門刨床、導(dǎo)軌磨床等。實現(xiàn)：利用行程開關(guān)控制生產(chǎn)機械的自動往復(fù)運動。,2.2.5自動循環(huán)控制線路,電路形式:,控制一生產(chǎn)機械自動循環(huán)往復(fù)運動,按鈕、接觸器控制行程開關(guān),電氣控制要求：,36,2.2.5自動循環(huán)控制線路（續(xù)）,基本控制電路,主電路：,控制電路：,工作原理：,(前進),(后退),前進,后退,37,例1：如果圖10-17的控制電路接成如圖所示的那樣，會有什么后果？,38,解：圖（a）電路中，KM的輔助常開觸頭不僅鎖住了SB2，而且也鎖住了SB1。因此，在按下SB2使接觸器KM線圈通電，其常開觸頭KM實現(xiàn)自鎖作用后，再按下SB1時，線圈KM不會斷電，即起動電動機后就無法用按鈕SB1使它停轉(zhuǎn)，停止按鈕SB1失去了作用。圖（c）電路中，接觸器KM的常開觸頭與線圈并聯(lián)，按下SB2時接觸器線圈通電，其常開觸頭閉合，造成短路，會燒斷熔斷器中的熔體。圖（d）電路中，用一個按鈕SB1的常開和常閉兩個觸頭替代原電路中的起動和停止兩個按鈕。當(dāng)按下按鈕SB1時，由于按鈕的結(jié)構(gòu)特點通常是常閉觸頭先斷開，常開觸頭后閉合，因此無法使接觸器線圈通電，電動機也就無法起動。,39,例2：如圖所示的電路中用了兩個起動按鈕SB2和SB3，試分析說明這個電路的工作原理。,40,解：電路中兩個起動按鈕是有區(qū)別的。SB3是常開常閉組合按鈕，它的常閉觸頭串聯(lián)在自鎖電路中，因此在按下SB3時，先切斷自鎖電路，使