電力拖動(課件)

第四章電力拖動4.4行程控制4.1常用低壓控制電器4.2鼠籠式電動機直接起動的控制線路4.3鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路4.5時間控制第四章電力拖動4.4行程控制4.1常用低壓控制電器本章要求：1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。2.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。3.掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計簡單的控制電路。第4章電力拖動本章要求：第4章電力拖動工作在交流1000V及以下，直流1200V及以下電路中的電器都屬于低壓電器。4.1常用低壓控制電器4.1.1熔斷器用于低壓線路中的短路保護。常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。符號FU熔斷器額定電流IF的選擇(1)電燈、電爐等電阻性負(fù)載:IF>1.1-1.3IL(2)電機:IF>2-2.5IL工作在交流1000V及以下，直流1200V及以下電路中的電器4.1.2刀開關(guān)刀開關(guān)俗稱閘刀開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)最簡單且應(yīng)用廣泛的電器刀開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)如右圖所示，它由操作手柄、觸刀、靜插座和絕緣底版組成。推動手柄使靜觸刀緊緊插入靜插座中，電路就被接通。刀開關(guān)種類很多，按刀的極數(shù)可分為單極、雙極和三極；按刀的轉(zhuǎn)換方向可分為單擲和雙擲；按滅弧裝置的情況可分為帶滅弧罩和不帶滅弧罩；按操作方式可分為直接手柄操作式和遠(yuǎn)距離連桿操作式。安裝和使用時應(yīng)注意下列事項：（1）電源進線應(yīng)接在靜觸點一邊的進線端（進線端應(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。（2）安裝時，刀開關(guān)在合閘狀態(tài)下手柄應(yīng)該向上，不能倒裝或平裝，以防閘刀松動落下時誤合閘。4.1.2刀開關(guān)刀開關(guān)俗稱閘刀開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)最簡單且應(yīng)4.1.3組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸使動觸片與靜觸片接通與斷開?？蓪崿F(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖4.1.1為用轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)三相電動機起停控制的接線圖。轉(zhuǎn)換開關(guān)中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關(guān)。4.1.3組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，由數(shù)層動、靜M3~圖4.1.1用組合開關(guān)起停電動機的接線圖M3~圖4.1.1用組合開關(guān)起停電動機的接線圖4.1.4按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開關(guān)的外形和符號(a)外形圖常閉觸點常開觸點4.1.4按鈕(手動切換電器)(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽動畫復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSB可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。4.1.5自動空氣斷路器(自動開關(guān))鎖鉤主觸點手動閉合過流脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放動畫自動空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。4.1.5自動空氣斷路器(自動交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)4.1.6接觸器用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)4.1.6接觸器用于頻繁地接通和斷用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M3~線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開動畫彈簧用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關(guān)電器。~M線圈輔助觸點鐵符號線圈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屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。動合(常開)主觸點KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。如CJ10系列主觸點額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。符號線圈KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)4.1.7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)別在于：

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.電流及電壓繼電器電流繼電器：可用于過載或過載保護，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。4.1.7繼電器繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作2.中間繼電器

中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于控制線路。通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。(b)符號KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA(a)外形中間繼電器外形與符號2.中間繼電器中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)3.時間繼電器

是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制+直流電磁式結(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸點立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。(1)直流電磁式時間繼電器3.時間繼電器是從得到輸入信號(線圈通電a)通電延時繼電器b)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合常開觸點KT通電延時斷開常閉觸點KTKT線圈(b)符號斷電延時斷開常開觸點KT斷電延時閉合常閉觸點KT延時繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(2)空氣式延時繼電器a)通電延時繼電器b)斷電延時繼電器KT線圈通電延時閉合通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2)空氣式時間繼電器通電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開觸頭常閉觸頭微動開關(guān)斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉延時閉合常閉延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準(zhǔn)確度較低。時間繼電器的型號有JS7-A和JJSK2等多種類型。斷電延時的空氣式時間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉常閉常開觸頭常閉觸頭4熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)4熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a)~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。發(fā)熱元件杠桿工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動機的過載保護。動畫~發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加用于自動往復(fù)控制或限位保護等。4.1.8行程開關(guān)(限位開關(guān))(b)示意圖結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開觸點常閉觸點ST(c)符號行程開關(guān)的外形符號用于自動往復(fù)控制或限位保護等。4.1.8行程開關(guān)(限位開熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM3～4214.2三相異步電動機直接起動的控制線路1.常動控制(a)結(jié)構(gòu)圖熔斷器FU交流接觸器KM組合開關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱主電路控制電路(1)電路SB1KMSB2FRKM

FRKMFUQ3~M..保險絲熱繼電器發(fā)熱元件開關(guān)接觸器主觸點起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點熱繼電器動斷觸點動畫(b)原理圖主電路控制電路(1)電路SB1KMSB2FRKMFRKM合上開關(guān)Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制電路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(zhuǎn)。通電起動KM轉(zhuǎn)動主電路

FR3~MFUQQ松開起動按鈕SB2利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖合上開關(guān)Q(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路

FRFUQ3~MQ轉(zhuǎn)動KM自鎖停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路FRFU轉(zhuǎn)動停車

按下停止按鈕SB1,

KM線圈斷電KM主觸點斷開,電動機停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點斷開，取消自鎖。

停轉(zhuǎn)FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電主電路

FRFUQ3~MQ斷電KM去掉KM輔助觸點,實現(xiàn)點動控制。轉(zhuǎn)動停車按下停止按鈕SB1,KM線圈斷電KM主觸點斷2.既能長期工作又能點動的控制電路按下起動按鈕，電動機運轉(zhuǎn)，松開起動按鈕，電動機停轉(zhuǎn)。點動按鈕SB3的作用：(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。KMSB2FRKMSB1~SB3復(fù)合按鈕2.既能長期工作又能點動的控制電路按下起動KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉(zhuǎn)點動時：自鎖觸點不起作用通電KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合先斷開按下SB3閉合電KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開后閉合斷開斷電松開SB3KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開后閉合斷開斷電松開SBKMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機停轉(zhuǎn)實現(xiàn)點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。先斷開后閉合斷開斷電KMSB2FRKMSB1~SB3松開SB3電機停轉(zhuǎn)實現(xiàn)點動用4.3

鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路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(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；

當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn)。4.3鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路將電動

SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3~MFRFU正轉(zhuǎn)觸點KMR動畫KMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時動作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR..........反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。正反按下SBFSBKMF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”。“聯(lián)鎖”觸點利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。缺點：改變轉(zhuǎn)向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉(zhuǎn)閉合按下SBFSBKMF在同一時間內(nèi)，兩個接觸器機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖。鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱機械聯(lián)鎖。鼠KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機反轉(zhuǎn)KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機正4.4

行程控制自動往返運動：1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回行程控制：控制某些機械的行程，當(dāng)運動部件到達一定行程位置時利用行程開關(guān)進行控制。STaSTb電機正程限位開關(guān)STaSTb逆程4.4行程控制自動往返運動：1.能正向運行也能行程控制STaSTb前進(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開，常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關(guān)自動往返運動：擋塊動畫電機正轉(zhuǎn)工作臺前進到達預(yù)定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn)

電機反轉(zhuǎn)(工作臺后退)STaSTb前進(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時KMF通電(其常閉4.5

時間控制1.Y–

換接起動控制線路Y接法

KM3

KM1FUQ

接法動畫.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM24.5時間控制1.Y–換接起動控制線路Y接法通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組

聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KT通電KM3通電通電瞬時閉合通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KKM1接通電源KM2—繞組

聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接KT通電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電常閉斷開常開閉合常閉延時斷開電動機Y接起動常閉斷開常開閉合自鎖KM3通電通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電松開SB2,電機仍處于Y接起動狀態(tài)。KM1接通電源KT通電起動過程：按SB2KM1通電KM2斷電KM1接通電源KM2—繞組

聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開KM1斷電常開斷開常閉閉合當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時斷電復(fù)合按鈕KM1接通電源通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KMKM1接通電源KM2—繞組

聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕斷電KM1斷電常開斷開常閉閉合當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組接Y接斷開KM1接通電源通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KMKM1接通電源KM2—繞組

聯(lián)接KM3—繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時繼電器通電延時斷開復(fù)合按鈕KM1斷電常開斷開常閉閉合當(dāng)KT常閉觸點延時斷開時通電斷電KM2通電常閉斷開KM3斷電常閉閉合繞組接Y接斷開通電電機

接運行KM1通電KM1接通電源通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM2.鼠籠式電動機能耗制動控制線路斷電延時繼電器直流電源斷電延時斷開....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1動畫2.鼠籠式電動機能耗制動控制線路斷電延時直流電源斷電延時正常運行：按SB2KM1通電KM1主觸點閉合電機運轉(zhuǎn)常開閉合自鎖常閉斷開KM2斷電KT通電,常開閉合KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~斷電延時斷開通電通電斷電斷電延時繼電器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2正常運行：按SB2KM1通電KM1主觸點閉合電機運轉(zhuǎn)常開閉合KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電延時斷開制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸點斷開電機脫離三相電源常開斷開常閉閉合斷電KM1接通電機電源~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間斷電延時斷開~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電通電斷電KT斷電KM2通電制動開始制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸點斷開電機脫離三相電源常閉閉合常開斷開KM1接通電機電源斷電延~通電通電斷電SB1KM1SB2FR