電路的基本環(huán)節(jié)

關(guān)于電路的基本環(huán)節(jié)第二章控制電路的基本環(huán)節(jié)電力拖動(dòng)控制過程：電氣控制裝置→電動(dòng)機(jī)→傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)→機(jī)械設(shè)備根據(jù)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)工藝不同設(shè)計(jì)不同的控制電路。任何復(fù)雜的控制電路都是由一些簡單的基本控制環(huán)節(jié)按需組合而成。第2頁,共73頁，2024年2月25日，星期天主要內(nèi)容1、電路圖的基本概念及電氣控制線路的繪制；2、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制與正反轉(zhuǎn)控制；3、三相異步電動(dòng)機(jī)的減壓起動(dòng)控制；4、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制；5、三相異步電動(dòng)機(jī)的有級(jí)變速控制；6、電液組合控制電路；7、其他典型控制環(huán)節(jié)。第3頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電路圖的基本概念及繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電氣控制線路。電氣控制線路的基本單元：低壓電氣電氣工程圖繪制原則：必須用統(tǒng)一的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來表達(dá)，按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。第4頁,共73頁，2024年2月25日，星期天一、電氣控制圖中的常用圖形，文字符號(hào)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)是參照國際電工委員會(huì)IEC60617制定的根據(jù)GB/T4728.7-2000《電氣簡圖用圖形符號(hào)》；GB6988-1987《電氣制圖》；GB7195-1987《電氣技術(shù)的文字符號(hào)制定通則》。第5頁,共73頁，2024年2月25日，星期天1、電氣用圖形符號(hào)圖形符號(hào)的意義：提供了一類設(shè)備或元件的共同符號(hào)。用于電氣圖的圖形符號(hào)可分為：一般符號(hào)和框形符號(hào)。一般符號(hào)的組成：（1）、符號(hào)要素：具有確定意義的簡單圖形；（2）、限定符號(hào)：提供附加信息的一種加在其他圖形符號(hào)上的符號(hào)。第6頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共73頁，2024年2月25日，星期天框形符號(hào)：用以表示元件、設(shè)備等的組合及其功能，它既不給出元件、設(shè)備的細(xì)節(jié)，也不考慮所有連接的一種簡單的圖形符號(hào)，如正方形、長方形、圓形圖形符號(hào)。通常應(yīng)用在電氣接線圖中。第8頁,共73頁，2024年2月25日，星期天2、文字符號(hào)作用：表示該類設(shè)備的功能。文字符號(hào)包括：基本文字符號(hào)、輔助符號(hào)和數(shù)字。（1）基本文字符號(hào)用以表示電氣設(shè)備裝置、元器件以及線路的基本名稱，特征。第9頁,共73頁，2024年2月25日，星期天分類：1）單字母表示電器元件的大類，例如K表示接觸器或繼電器。2）雙字母表示該元件是哪類功能元件，例如“KM,KT,KA”分別表示接觸器，時(shí)間繼電器和中間繼電器。第10頁,共73頁，2024年2月25日，星期天（2）輔助文字符號(hào)進(jìn)一步表示元器件的功能狀態(tài)和特性。通常用英文字母的前一兩個(gè)字母表示。例如:“ON”表示接通，“AC”表示交流。（3）文字符號(hào)的組合基本符號(hào)+數(shù)字符號(hào)例如：KT1表示第一個(gè)時(shí)間繼電器；FU1表示第一組熔斷器KT2表示第二個(gè)時(shí)間繼電器；FU2表示第二組熔斷器第11頁,共73頁，2024年2月25日，星期天（4）特殊用途文字符號(hào)例：L1,L2,L3,N表示三相交流電源第一、二、三相及中性線；U,V,W表示交流系統(tǒng)設(shè)備第一、二、三相；PE表示保護(hù)接地3、接線端子標(biāo)記按國家GB4026-1983規(guī)定統(tǒng)一表示。三相交流電源引入用L1,L2,L3,N,PE標(biāo)記直流電源正、負(fù)、中間線用L+,L-與M標(biāo)記。第12頁,共73頁，2024年2月25日，星期天

主電路標(biāo)號(hào)：由文字符號(hào)和數(shù)字組成，如：電源引入線用L1,L2,L3標(biāo)號(hào)；電源開關(guān)后用U,V,W標(biāo)號(hào)（對(duì)不同節(jié)點(diǎn)可在字母下加數(shù)字下標(biāo)）；用下標(biāo)數(shù)字表示哪一相，哪一接點(diǎn)（如有多臺(tái)電機(jī)可用雙下標(biāo)表示）

控制電路標(biāo)號(hào)：由三位或三位以下的數(shù)字表示。交流控制電路負(fù)載左側(cè)用奇數(shù)標(biāo)號(hào)，右側(cè)用偶數(shù)標(biāo)號(hào)。直流控制電路按奇數(shù)標(biāo)號(hào)，負(fù)極按偶數(shù)標(biāo)號(hào)。第13頁,共73頁，2024年2月25日，星期天二、電氣原理圖電氣原理圖是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明、便于研究和分析電路工作原理等優(yōu)點(diǎn)。繪制電氣原理圖的繪制原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，大電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖左邊?？刂齐娐吠ㄟ^小電流。由按鈕、觸頭和線圈等組成。用細(xì)線條畫在原理圖的右邊。2、電器元件的圖形，文字符號(hào)采用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3、同一電器元件的各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。4、全部觸頭都按“平常”狀態(tài)畫出。5、控制電路的分支線路，按動(dòng)作的先后順序排列，交叉連接點(diǎn)用黑點(diǎn)標(biāo)出。第14頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共73頁，2024年2月25日，星期天三、電氣安裝接線圖電氣接線圖是按照電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的。根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)等原則來安排，它為安裝電器設(shè)備，電器元件之間進(jìn)行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據(jù)。第16頁,共73頁，2024年2月25日，星期天繪制電氣安裝接線圖應(yīng)遵循以下原則：1、各電器元件用規(guī)定的圖形，文字符號(hào)繪制，同一電器元件各部件必須畫在一起，各電器元件的位置應(yīng)與實(shí)際安裝位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的電氣連接必須通過端子排進(jìn)行。各電器元件的文字符號(hào)及端子排的編號(hào)應(yīng)與原理圖一致，并按原理圖的接線進(jìn)行連接。3、走向相同的多根導(dǎo)線可用單線表示。4、畫連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、根數(shù)和穿線管的尺寸第17頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共73頁，2024年2月25日，星期天四、電器位置圖第20頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制

起動(dòng)主要考慮起動(dòng)電流，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩問題。在電網(wǎng)容量足夠大的條件下，一般30KW以下電機(jī)允許直接起動(dòng)，30KW以上的電機(jī)應(yīng)采用降壓起動(dòng)等措施。一、直接起動(dòng)控制電路（一）、采用開關(guān)直接起動(dòng)控制電路工作原理：第21頁,共73頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用范圍：小型臺(tái)鉆、砂輪機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)第22頁,共73頁，2024年2月25日，星期天（二）用接觸器直接起動(dòng)控制電路1、點(diǎn)動(dòng)控制工作原理：應(yīng)用于：機(jī)床對(duì)刀調(diào)整、電動(dòng)葫蘆第23頁,共73頁，2024年2月25日，星期天2、連續(xù)控制定義：在實(shí)際生產(chǎn)中往往要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)長時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種控制叫做連續(xù)控制。工作過程：可實(shí)現(xiàn)的各種保護(hù)功能：（1）短路保護(hù)；（2）過載保護(hù)；（3）欠電壓保護(hù)；（4）失電壓保護(hù)、零壓保護(hù)。第24頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共73頁，2024年2月25日，星期天3、既能點(diǎn)動(dòng)又能連續(xù)控制第26頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路

生產(chǎn)機(jī)械往往需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相反方向運(yùn)行。方法：將電動(dòng)機(jī)定子三相繞組中任意兩相對(duì)調(diào)。1、用按鈕控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路控制原理：第27頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共73頁，2024年2月25日，星期天2、用行程開關(guān)控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路按鈕控制屬于手動(dòng)控制；行程開關(guān)控制屬于自動(dòng)控制。（1）結(jié)構(gòu)（2）工作原理第30頁,共73頁，2024年2月25日，星期天SQ3第31頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路減壓起動(dòng)的目的：對(duì)于容量較大的電動(dòng)機(jī)來說，起動(dòng)電流大，會(huì)引起較大的電網(wǎng)壓降，所以必須采用減壓起動(dòng)的方法，以限制起動(dòng)電流。減壓起動(dòng)適用于電機(jī)輕載或空載起動(dòng)。第32頁,共73頁，2024年2月25日，星期天一、定子串電阻減壓起動(dòng)控制電路原理：工作過程：按下SB1→KM1得電并自鎖第33頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共73頁，2024年2月25日，星期天上圖a)存在一些缺點(diǎn)：1）KT,KM1始終帶電，對(duì)電路的可靠性不利。不利于節(jié)能及減少了電器的使用壽命。2）KM1與KT并聯(lián)有可能出現(xiàn)全電壓起動(dòng)的可能。KM1線圈如存在斷線故障時(shí)→SB2長按→全壓起動(dòng)第35頁,共73頁，2024年2月25日，星期天圖b）彌補(bǔ)了兩個(gè)缺點(diǎn)：1）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，KM1,KT都失電，僅有KM2得電。2）KT線圈電路中串聯(lián)了KM1的動(dòng)合觸點(diǎn)。第36頁,共73頁，2024年2月25日，星期天二、星—三角（Y-△）減壓起動(dòng)控制電路

電機(jī)正常工作時(shí)是△接法，電機(jī)起動(dòng)時(shí)采用Y型連接?！餍徒臃娐芳釉陔姍C(jī)每個(gè)線圈繞組上的相電壓為線電壓。例如電源電壓為380V，繞組電壓等于380V。Y型接法電路加在電機(jī)每個(gè)線圈繞組上的相電壓為線電壓的倍，轉(zhuǎn)矩降低了3倍，起動(dòng)電流降低了3倍。第37頁,共73頁，2024年2月25日，星期天星型連接三角型連接第38頁,共73頁，2024年2月25日，星期天U1V1W1U2V2W2第39頁,共73頁，2024年2月25日，星期天U1V1W1U2V2W2第40頁,共73頁，2024年2月25日，星期天圖a）缺陷：如果KM3線圈斷線則會(huì)造成全電壓直接起動(dòng)。圖b）電路避免壓全壓起動(dòng)的可能。應(yīng)用范圍：適合于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組做三角形聯(lián)結(jié)的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。工廠現(xiàn)場中常采用此種起動(dòng)方式。第41頁,共73頁，2024年2月25日，星期天三、自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電路起動(dòng)方式：利用變壓器變壓原理，實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。工作過程：第42頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共73頁，2024年2月25日，星期天三種變壓器的應(yīng)用：應(yīng)用最為廣泛的是Y-△起動(dòng)和自耦變壓器減壓起動(dòng)，不常用的是定子串電阻減壓起動(dòng)。原因分析：第44頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路主要解決迅速停車和準(zhǔn)確定位的問題。舉例：機(jī)床加工工件；電梯。制動(dòng)方法分為兩類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)一、機(jī)械制動(dòng)（電磁抱閘制動(dòng)）1、（軸抱?。┢饎?dòng)→軸松開→運(yùn)行→停止（軸抱?。?yīng)用于有位能負(fù)載的機(jī)械設(shè)備中（電梯、吊車）2、（軸松開）起動(dòng)→運(yùn)行→停止→軸抱住→延時(shí)（軸松開）應(yīng)用于不同位置的尺寸測量（機(jī)床）缺點(diǎn)：抱閘易磨損，制動(dòng)效果下降，需經(jīng)常維護(hù)。第45頁,共73頁，2024年2月25日，星期天二、電氣制動(dòng)（一）、反接制動(dòng)控制電路1、控制原理：停車制動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)上三相電源相序切換，使電機(jī)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)零時(shí)，切除電源。轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)速靠速度繼電器檢測。第46頁,共73頁，2024年2月25日，星期天2、單向運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制結(jié)構(gòu)分析：(1)主電路電阻R的作用：限制反接制動(dòng)電流。(2)控制電路組成：工作過程：應(yīng)用：一般只適用于系統(tǒng)慣性較大，制動(dòng)要求迅速，操作不頻繁的場合。第47頁,共73頁，2024年2月25日，星期天3、可逆運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制第48頁,共73頁，2024年2月25日，星期天（二）能耗制動(dòng)控制電路1、控制原理：對(duì)電動(dòng)機(jī)停止控制時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上加入直流電源，以產(chǎn)生恒定的磁場，慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組切割恒定磁力線，產(chǎn)生與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)轉(zhuǎn)子起制動(dòng)作用，當(dāng)轉(zhuǎn)速降為零時(shí)切斷直流電源。第49頁,共73頁，2024年2月25日，星期天a）方案缺點(diǎn)：沒有對(duì)KM2的控制，制動(dòng)需要靠人的經(jīng)驗(yàn)操作，時(shí)間短制動(dòng)效果差，時(shí)間長對(duì)定子繞組壽命不利。b）方案可彌補(bǔ)不足。KT常開動(dòng)合觸點(diǎn)的作用：第50頁,共73頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用：一般應(yīng)用用于制動(dòng)要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確的場合。因?yàn)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩隨電動(dòng)機(jī)的慣性轉(zhuǎn)速下降而減小，所以制動(dòng)較平穩(wěn)。第51頁,共73頁，2024年2月25日，星期天兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)反接制動(dòng)電路：優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)力大，制動(dòng)效果好，停車迅速。缺點(diǎn)：反接制動(dòng)電流大，電機(jī)容量大時(shí)應(yīng)考慮限流；對(duì)電機(jī)軸有較大的沖擊，增加疲勞程度。能耗制動(dòng)電路：優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)平穩(wěn)（轉(zhuǎn)速大時(shí)反向轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速小時(shí)反向轉(zhuǎn)矩?。Ｈ秉c(diǎn)：需要加入直流制動(dòng)裝置。第52頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的有級(jí)變速控制電路在機(jī)械加工時(shí)常需要輸出多種速度。調(diào)速分類：機(jī)械和電氣調(diào)速兩種。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：

n=60f1(1-s)/p

改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有三種方法：改變頻率，改變磁極對(duì)數(shù)，改變轉(zhuǎn)差率。第53頁,共73頁，2024年2月25日，星期天三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速控制改變定子繞組極對(duì)數(shù)的方法：1、裝有一套定子繞組，改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對(duì)數(shù)。2、定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨(dú)立繞組。3、定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨(dú)立繞組，而每套繞組本身又可以改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對(duì)數(shù)。第54頁,共73頁，2024年2月25日，星期天一、雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接雙速電動(dòng)機(jī)三角形/雙星形變換、星形/雙星形變換繞組連接圖。△-Y:（1）U1,V1,W1接電源，U2,V2,W2懸空。P=2電機(jī)低速運(yùn)行。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：每項(xiàng)繞組兩個(gè)線圈串聯(lián)。（2）U2,V2,W2接電源U1,V1,W1短接，P=1電機(jī)高速運(yùn)行。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：每相繞組兩個(gè)線圈并聯(lián)。第55頁,共73頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)負(fù)載特性的不同可選擇不同的連接方式：三角形/雙星形變換適用恒功率負(fù)載；星形/雙星形變換適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。第56頁,共73頁，2024年2月25日，星期天二、雙速電動(dòng)機(jī)控制電路1、結(jié)構(gòu)分析(1)主電路；(2)控制電路。2、工作過程第57頁,共73頁，2024年2月25日，星期天第58頁,共73頁，2024年2月25日，星期天電液組合控制：是通過電氣控制電路控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，再由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件完成規(guī)定動(dòng)作。廣泛應(yīng)用于組合機(jī)床、自動(dòng)化設(shè)備及自動(dòng)化生產(chǎn)線上。第七節(jié)電液組合控制電路第59頁,共73頁，2024年2月25日，星期天一、電液組合控制電路圖主要由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖與電氣控制電路圖組成。1、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖液壓傳動(dòng)系統(tǒng)：動(dòng)力元件；執(zhí)行元件；控制調(diào)節(jié)元件；輔助元件。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖：2、電氣控制電路圖電氣控制電路圖常由按鈕、行程開關(guān)、時(shí)間繼電器、壓力繼電器等組成，按工作循環(huán)要求控制電磁鐵的得失電情況。電液組合控制電路的分析步驟：（1）閱讀液壓系統(tǒng)圖；（2）分析電氣控制電路圖；（3）機(jī)電液有機(jī)結(jié)合分析機(jī)械設(shè)備。第60頁,共73頁，2024年2月25日，星期天二、液壓動(dòng)力滑臺(tái)控制電路液壓動(dòng)力滑臺(tái)：是組合機(jī)床實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件，其運(yùn)動(dòng)靠液壓缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；滑臺(tái)上可放置動(dòng)力箱、對(duì)軸箱及各種專用切削頭等工作部件，以完成多種工序機(jī)械加工；按多種進(jìn)給方式完成自動(dòng)循環(huán)過程。第61頁,共73頁，2024年2月25日，星期天液壓動(dòng)力滑臺(tái)電液控制組合電路的組成：KA1+KA2+