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1、第5章 繼電-接觸器控制系統(tǒng),5.1常用低壓電器 5.2三相異步電動機的基本控制 5.3 三相異步電動機的行程控制 5.4 三相異步電動機的時間控制 5.5 控制線路的繪制原則及識圖讀圖常識,5.1 常用低壓電器,低壓電器是指在交流及直流電壓為1200V以下時的電力線路中起保護、控制或調(diào)節(jié)等作用的電器元件。 就其控制對象不同，低壓電器分為配電電器和控制電器兩大類。 低壓電器又可以根據(jù)觸點的動力來源，分為手動電器和自動電器。,5.1.1 手動電器,手動電器是指通過人力驅(qū)動使觸點動作的電器。例如刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。,1.低壓開關(guān),（1）刀開關(guān)。,開啟式負荷開關(guān)。 開啟式負荷開關(guān)又稱為瓷底膠蓋
2、開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)，適用于照明、電熱設(shè)備及小容量電動機控制線路中 。,其型號及含義如下所示。,結(jié)構(gòu)和電路符號如下圖所示。,系列開啟式負荷開關(guān)及符號,封閉式負荷開關(guān)。 封閉式負荷開關(guān)又稱鐵殼開關(guān)，主要用于手動不頻繁地接通和斷開帶負載的電路，也可用于控制15kW以下的交流電動機不頻繁地直接啟動和停止。常用封閉式負荷開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。它主要由刀開關(guān)、熔斷器、操作機構(gòu)和外殼組成。,（2）轉(zhuǎn)換開關(guān)。,轉(zhuǎn)換開關(guān)又叫組合開關(guān)，它體積小、滅弧性能比刀開關(guān)好，接線方式多，操作方便，常用于交流380V、直流220V以下的電氣線路中 。,HZ10-10/3型轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu),（3）自動空氣開關(guān) 。,自動空氣開關(guān)
3、又稱自動開關(guān)或自動空氣斷路器。在低壓電路中，用于分斷和接通負荷電路，控制電動機運行和停止。當(dāng)電路發(fā)生過載、短路、失壓、欠壓等故障時，它能自動切斷故障電路，保護電路和用電設(shè)備的安全。,DZ5-20型自動空氣開關(guān),5.1.2 自動電器,1. 接觸器 接觸器是用來頻繁地遙控接通或斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動控制電器。,（1）交流接觸器。 交流接觸器的種類很多，常用的有我國自行設(shè)計生產(chǎn)的CJ0、CJ10、CJ20等系列。,CJ10系列交流接觸器。,CJ10-20交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖與連接示意圖,交流接觸器的型號意義：,(2)直流接觸器。,直流接觸器主要用于遠距離接通和分斷額定電壓440V、額
4、定電流600A以下的直流電路或頻繁地操作和控制直流電動機的一種控制電器。 直流接觸器主要由電磁機構(gòu)和觸點系統(tǒng)組成。,直流接觸器型號意義：,(3)接觸器的選擇。,選擇接觸器類型。,選擇接觸器主觸點的額定電壓。,選擇接觸器主觸點的額定電流。,選擇接觸器吸引線圈的電壓。,選擇接觸器的觸點數(shù)量及觸點類型。,2.繼電器,繼電器是一種根據(jù)電量或非電量(如電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時間、溫度等)的變化，接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護電力拖動裝置的電器。,（1）電磁式繼電器 。 電磁式繼電器是應(yīng)用最早的一種繼電器，屬于有觸點自動切換電器。它廣泛應(yīng)用于電力拖動系統(tǒng)中，起控制、放大、聯(lián)鎖、保護與調(diào)節(jié)的作用，以實現(xiàn)
5、控制過程的自動化。,(2)中間繼電器。中間繼電器是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器。,中間繼電器結(jié)構(gòu),(3)電流繼電器。根據(jù)電流值的大小而動作的繼電器稱為電流繼電器。,電磁式繼電器結(jié)構(gòu),（4）電壓繼電器。根據(jù)電壓大小而動作的繼電器稱為電壓繼電器。,（5）熱繼電器。 熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來推動動作機構(gòu)，使觸點系統(tǒng)閉合或分斷的保護電器，主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡運行的保護及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器的形式有許多種，其中以雙金屬片式用得最多。,（6） 時間繼電器。,5.2 三相異步電動機的基本控制,在工業(yè)生產(chǎn)中，幾乎所有的生產(chǎn)機械都采用電動機來拖動這種
6、拖動方式稱為電力拖動。 當(dāng)前，生產(chǎn)上廣泛采用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。 在功能要求很多、控制系統(tǒng)很復(fù)雜時，常采用無觸點邏輯元件和各種電子程序控制、數(shù)字控制系統(tǒng)等，以進一步實現(xiàn)要求較高的自動控制。,5.2.1 三相異步電動機的點動控制,點動正轉(zhuǎn)控制線路是用按鈕、接觸器來控制電動機運轉(zhuǎn)的最簡單的正轉(zhuǎn)控制線路，如下圖所示。,所謂點動控制是指按下按鈕，電動機就通電運轉(zhuǎn)；松開按鈕，電動機就失電停轉(zhuǎn)。這種控制方法常用于電動葫蘆的起重電動機控制和車床上調(diào)整機床刀架位置的電動機控制。,5.2.2 三相異步電動機的長動控制,三相異步電動機的長動控制又稱為三相異步電動機接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制。,這種線路的主電路和點動控
7、制線路的主電路相同，但在控制電路中又串接了一個停止按鈕SB2，在啟動按鈕SBl的兩端并聯(lián)接觸器KM的一對常開輔助觸頭(也稱自鎖觸頭)。 工作原理如下：,1、先合上電源開關(guān)QS。,2、啟動：按下SBlKM線圈通電,KM自鎖觸頭閉合自鎖 電動機動連續(xù)運轉(zhuǎn) KM主觸頭閉合,當(dāng)松開SBl，其常開觸頭恢復(fù)分斷后，因為接觸器KM的常開輔助觸頭閉合時已將SBl短接，控制電路仍保持接通，所以接觸器KM繼續(xù)得電，電動機M實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)。接觸器KM通過自身常開輔助觸頭使線圈保持得電的作用叫自鎖。與啟動按鈕SBl并聯(lián)起自鎖作用的常開輔助觸頭叫自鎖觸頭。,3、停止：按下SB2KM線圈失電 ,KM自鎖觸頭分斷解除自鎖,K
8、M主觸頭分斷,失電停轉(zhuǎn),當(dāng)松開SB2，其常閉觸頭恢復(fù)閉合后，因接觸器KM的自鎖觸頭在切斷控制電路時已分斷，解除了自鎖，SBl也是分斷的，所以接觸器KM不能得電，電動機M也不會轉(zhuǎn)動。,5.2.3 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制,由三相異步電動機的工作原理可知：當(dāng)改變通入電動機定子繞組的三相電源的相序，即把接入電動機三相電源進線中的任意兩相的接線對調(diào)時，電動機就可以反轉(zhuǎn)。常用的正反轉(zhuǎn)控制線路有：倒順開關(guān)正、反轉(zhuǎn)控制線路；接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路；按鈕、接觸器雙重連鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。下面重點介紹接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。,具有過載保護的自鎖正轉(zhuǎn)控制線路,5.3 三相異步電動機的行程控制,在生產(chǎn)過程
9、中，常遇到一些生產(chǎn)機械運動部件的行程或位置要受到限制，或者需要其運動部件在一定范圍內(nèi)自動往返循環(huán)等。如在萬能銑床、鏜床、橋式起重機及各種自動或半自動控制機床設(shè)備中就經(jīng)常遇到這種控制要求。而實現(xiàn)這種控制要求所依靠的主要電器是位置開關(guān)(又稱限位開關(guān)或行程開關(guān))。,工作臺往返運動示意圖,工作臺自動往返控制線路,5.4 三相異步電動機的時間控制,三相異步電動機的時間控制，是指利用時間繼電器參與控制的控制方式。 常見的降壓起動方法有四種，即定子繞組串接電阻降壓起動、星形一三角形降壓起動、自耦變壓器降壓起動、延邊三角形降壓起動。 1定子繞組串接電阻降壓起動控制線路 定子繞組串接電阻減壓起動是指在電動機起動
10、時，把電阻串接在電動機定子繞組與電源之間，通過電阻的分壓作用，來降低定子繞組上的起動電壓，待起動后，再將電阻短接，使電動機在額定電壓下正常運行。,時間繼電器自動控制串接電阻降壓起動控制線路,2星形-三角形（Y）降壓起動控制線路,Y降壓起動是指電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，限制起動電流，待電動機起動后，再把定子繞組改接成三角形，使電動機全壓運行。凡是在正常運行時定子繞組作三角形聯(lián)結(jié)的異步電動機，均可采用這種降壓起動方法。,3自耦變壓器降壓起動控制線路,自耦變壓器降壓起動是指電動機起動時利用自耦變壓器來降低加在電動機定子繞組上的起動電壓。待電動機起動后，再使電動機與自耦變壓器脫
11、離，從而在全壓下正常運轉(zhuǎn)。,自起動補償器控制線路,4延邊三角形降壓起動控制線路,5.5 控制線路的繪制原則及識圖讀圖常識,1. 繪制電氣控制線路原理圖的原則 (1)原理圖一般分電源電路、主電路、控制電路、信號電路及照明電路。 電源電路畫成水平線，三相交流電源相序L1，L2和L3由上而下依次排列畫出，中線N和保護地線PE畫在相線之下。直流電源則正端在上，負端在下畫出。電源開關(guān)要水平畫出。例如下圖：,電氣控制線路,(2)原理圖中，各電器的觸點位置都按電路未通電或電器未受外力作用時的常態(tài)位置畫出。分析原理時，應(yīng)從觸點的常態(tài)位置出發(fā)。 (3)原理圖中，各電氣元件不畫實際的外形圖，而采用國家標(biāo)準(zhǔn)中的統(tǒng)一
12、圖用圖形符號畫出。 (4)原理圖中，同一電器的各元件不按它們的實際位置畫在一起，而是按其在線路中所起作用分別畫在不同電路中，但它們的動作卻是相互關(guān)聯(lián)的，必須標(biāo)以相同的文字符號。,(5)原理圖中，對有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線聯(lián)結(jié)點，要用小黑圓點表示，無直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線聯(lián)結(jié)點則不畫小黑圓點。,2.電氣原理圖的識圖,(1)電氣原理圖的識讀：電氣原理圖又稱“電路”、“原理圖”。,(2)原理圖區(qū)域的劃分：標(biāo)準(zhǔn)電氣原理圖(電氣圖)對圖紙大小、圖框尺寸和圖區(qū)編號均有一定的要求。 (3)電氣原理圖要求做到布局合理，排列均勻，圖面清晰，應(yīng)遵循電氣線路圖繪制規(guī)則。 (4)電氣原理圖中符號位置的索引：,(5)電氣原理圖中的圖形符號和文字符號。 圖形符號。 圖形符號是指用于圖樣或其他技術(shù)文件中表示電氣元件或電氣設(shè)備性能的圖形、標(biāo)記或字符。 文字符號。 文字符號是表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征的字符代碼。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號。,雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路的電氣原理圖,
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