《基本電氣控制電路》PPT課件.ppt

第 2章 基本電氣控制電路 2.1 電氣控制電路的繪制原則及標(biāo)準(zhǔn) 2.2 交流電動機的基本控制電路 2.3 典型生產(chǎn)機械電氣控制電路的分析 2.4 電氣控制電路的一般設(shè)計法 2.1 電氣控制電路的繪制原則及標(biāo)準(zhǔn) 2.1.1 電氣圖中的圖形符號及文字符號 2.1.2 電氣原理圖的繪制原則 2.1.3 電氣安裝接線圖 2.1.4 電氣元件布置圖 2.1.1 電氣圖中的圖形及文字符號 電氣控制圖 ： 將電氣元件及其聯(lián)接用 圖形表達(dá)出來的圖稱 電 氣圖 用統(tǒng)一的圖形符號及文 字符號繪制 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 電氣圖： 電氣原理圖 安裝接線圖 元件布置圖 電 氣 圖 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 電氣原理圖 是用圖形符號和文字符號、導(dǎo)線連 接起來，描述電氣設(shè)備工作原理的電路圖； 包含所有電氣元件的導(dǎo)電部分和接線端點之間 的相互關(guān)系； 不考慮電氣元件實際位臵或大小。 根據(jù)通過電流的大小電路圖可分為： *主電路 *控制電路 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 主電路 大電流 控制電 路小電 流 2.1.2 電氣原理圖的繪制原則 1. 繪制電氣原理圖的基本原則 ： （ 1） . * 主電路、控制電路、信號電路應(yīng)分 開繪出； 電器的各個不同組成部分可以不畫 在一起，但文字符號應(yīng)標(biāo)注一致； 同一類型的電器，可以在文字符號 后加數(shù)字來區(qū)分； * 主電路畫在圖紙的左方； * 控制電路、信號電路畫在圖紙的右 方 ； K M K M S B 2 S B 1 F R K M M 3 F R F U 2 L 1 L 2 L 3 Q S P E F U 1 M （ 2） . 多相電源電路集中畫在圖紙上方， 相序依次排列 (L1、 L2、 L3、 N、 PE） ; 直流系統(tǒng)電源正負(fù)極用 L+、 L， 中間線 (地線）用 M標(biāo)記（ P84）； 電機的引入線用 U、 V、 W順序標(biāo) 記； * 控制電路和信號電路畫在兩條電 源線之間 K M KM SB 2 S B 1 F R K M M 3 FR F U2 L 1 L 2 L 3 QS PE FU1 M 耗電元件直接與一條電源線相連（線圈） 控制觸點連接在另一條電源線和耗電元件之 間 (兩個線圈的畫法：并列，不能串聯(lián)） （ 3） . 電路按功能布臵； 按動作順序或信號流的方向自左向右 、 自 上而下依次平行排列； 盡可能減少線條和避免交叉線 ， 當(dāng)導(dǎo)線有 電聯(lián)系時 ， T可畫可不畫實心圓點 ， +必須 畫實心圓點； 類似項目宜對齊； 電氣圖中所有電器觸點 ， 都按沒有通電和 沒有外力作用時的狀態(tài)畫出； 事故 、 備用 、 報警開關(guān)應(yīng)表示在設(shè)備正常 使用時的位臵； 有機械聯(lián)系的元器件用虛線連接 。 KM2 L1 L2 L3 V W SB2 FU KM1 M 3 M 3 FR1 FR2 KM2 FR1 FR2 KM1 SB4 8 7 SB3 6 5 4 3 1 2 KM1 SB1 KM2 QF M1 M2 CW6132型車床的電氣原理圖 電 源 開 關(guān) 及 保 護(hù) 主 軸 電 動 機 主 電 路 冷 卻 泵 主 電 路 控 制 電 路 照 明 變 壓 器 照 明 、 指 示 1 2 3 4 5 6 . L 1 L 2 L 3 3 3 8 0 V 5 0 H z Q S U V W F U 1 2 5 A 2 . 5 m m 2 K M U 1 V 1 W 1 U 2 V 2 W 2 1 . 5 m m 2 Q 1 F U 2 2 A 1 . 5 m m 2 M 1 3 M 2 3 4 k W 1 5 0 0 r / m i n 0 . 2 5 k W 1 5 0 0 r / m i n 6 . 8 - 1 1 8 . 4 A P E 0 K M V 1 2 4 2 2 2 F R 1 2 3 S B 1 S B 2 K M 3 8 0 V 0 . 7 5 m m 2 0 . 7 5 m m 2 0 . 7 5 m m 2 F U 3 2 A F U 4 2 A 3 1 4 1 4 0 2 4 V 6 . 3 V 4 2 H L E L Q 2 3 0 T C 2.圖面區(qū)域的劃分 電氣原理圖下方的 1、 2、 3、 數(shù)字是圖區(qū)編 號，是為了便于檢索電氣線路、方便閱讀分析而 設(shè)臵的。圖區(qū)編號也可設(shè)臵在圖的下方。圖幅大 時可在圖紙左方加入 a、 b、 c、 字母圖區(qū)編號。 圖區(qū)編號上方的文字表明對應(yīng)區(qū)域下方元器 件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個元器 件或某部分電路的功能，以利于理解整個電路的 工作原理。 2.2 交流電動機的基本控制電路 2.2.1 三相籠型異步電動機直接起動控制電路 2.2.2 三相籠型異步電動機減壓起動控制電路 2.2.3 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動控制電路 2.2.4 三相籠型異步電動機制動控制電路 2.2.5 三相籠型異步電動機調(diào)速控制電路 2.2.6 組成電氣控制電路的基本規(guī)律 2.2.7 電氣控制電路中的保護(hù)環(huán)節(jié) 2.2.1 三相籠型異步電動機直接起動控制電路 1.電動機單向點動控制電路 2.電動機單向自鎖控制電路 3.電動機單向點動、自鎖混合控制電路 4.電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 5.自動停止控制電路 6.自動往返控制電路 7.其他典型控制電路 1.單向點動控制電路 按 SBKM 線圈得電吸合 KM主觸點閉合 M起動運轉(zhuǎn)。 松開 SB 按鈕復(fù)位 KM線 圈失電釋放 KM主觸點斷 開 M失電停止。 所以， SB兼作停止按鈕。 工作原理 ： 一按（點）就動，一松（放）就停 2單向自鎖控制電路 通過接觸器自身 輔助觸點而保持 線圈通電的現(xiàn)象 稱為 自鎖 。 自鎖 觸點 自鎖 點動 按 SB2KM 的線 圈得電吸合 KM 主觸點閉合 M 起動運轉(zhuǎn)。 欲使 M停止，按 SB1KM 線圈斷電， KM的主觸點斷開 M停止運轉(zhuǎn)。 工作原理 ： 點動與自鎖的 區(qū)別 ： 不設(shè)自鎖觸點 不另設(shè)停止按鈕 不設(shè) FR 1.必設(shè)自鎖觸點 2.另設(shè)停止按鈕 3.設(shè) FR過載保護(hù) 保護(hù)環(huán)節(jié)： 短路保護(hù) 過載保護(hù) 失壓保護(hù) 失壓保護(hù)： 在電網(wǎng)斷電后 ， 為防 止恢復(fù)供電時電動機 突然自行起動運轉(zhuǎn)造 成設(shè)備和人身事故的 保護(hù) U 85%U KM的 銜鐵自行釋放 電動機的保護(hù)： 電動機的保護(hù) KM自身具備欠壓 和失壓保護(hù) 熱繼電器 短路 保護(hù) 過載 保護(hù) 欠壓 保護(hù) 熔斷器 3單向點動、自鎖混合控制電路 （ 1）采用復(fù)合按鈕 ： 長動 ：按 SB2 線圈 KM 吸合、自鎖 主觸點 KM 閉合 電機 M 起動。 點動 ：按 SB3 (先斷后合 ） 欲停機 ，按 SB1 線圈 KM失電 主觸點 KM斷開 電機 M停止轉(zhuǎn)動。 M 3 S B 3 S B 2 KM F R F U 1 S B 1 K M F R KM F U 2 L1 L2 L3 QS 3 PE M 所以： 一般要求電機正常運行的設(shè)計，都必 須有 啟動 按鈕和 停止 按鈕 4. 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 S Q 1S Q 2 S Q 3S Q 4 工 作 臺 正 向反 向 機械部件作正、反兩個方向的運動，均可 通過控制電動機的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 (1)正 -停 -反控制電路 (2)正 -反 -?？刂齐娐?電動機旋轉(zhuǎn)方向 電源的相序 由 KM1、 KM2主觸點分 別送入正、負(fù)序電源 改變電動機旋轉(zhuǎn)方向 三相交流電動機： 改變電源的相序 S B 3 K M 2 S B 2 K M 1 K M 2 K M 1 S B 1 K M 2 M 3 V W K M 1 K M 2 U L 3 L 1 L 2 Q F F U K M 1 對換兩根電源線位置 （ 1）正一停一反控制電路 S B 3 K M 2 S B 2 K M 1 K M 2 K M 1 S B 1 K M 2 M 3 V W K M 1 K M 2 U L 3 L 1 L 2 Q F F U K M 1 主電路 ： 斷路器 注意： KM1和 KM2主觸點不 可同時閉合 ,否則會電 源相間短路 L1、 L2、 L3、 -三相 交流電源相序 U、 V、 W - 三相 電動機的相序 斷路器 QF作為電源 開關(guān)，它具有短路保 護(hù)、過載保護(hù)、失壓 保護(hù)的功能。 控制電路： 利用兩個接觸器的常閉輔助 觸點 KM1、 KM2分別串接在對 方接觸器的電路中以達(dá)到相 互制約的方法稱為 互鎖 。 這兩個常閉輔助觸點稱為 互 鎖觸點 。 KM 2 SB 3 KM 2 KM 2 FR SB2 KM 1 KM 1 SB1 互鎖 觸點 有缺 陷 F R K M 1 Q F S B 2 F U K M 1 U V W M 3 L 1 L 2 L 3 P E F R K M 2 K M 1 K M 2 S B 1 K M 2 S B 3 K M 1 K M 2 U 1 V 1 W 1 自鎖與互鎖的區(qū)別 ： 自鎖 互鎖 常開觸點 常閉觸點 并接在自身 按鈕兩端 串接在對方 線圈的電路 中 S B 3 K M 2 S B 2 K M 1 K M 2 K M 1 S B 1 K M 2 M 3 V W K M 1 K M 2 U L 3 L 1 L 2 Q F F U K M 1 正一停一反控制電路的工作原理： 按下 SB2 KM1 線圈通 電 自鎖，電機正轉(zhuǎn) 按下 SB1 電機停止 按下 SB3KM2 線圈通 電 自鎖，電機反轉(zhuǎn) F R K M 1 Q F S B 2 F U K M 1 U V W M 3 L 1 L 2 L 3 P E F R K M 2 K M 1 K M 2 S B 1 K M 2 S B 3 K M 1 K M 2 U 1 V 1 W 1 （ 2）正一反一?？刂齐娐?L1 L2 L3 KM2 FU2 M 3 KM1 KM2 KM1 K M 1 S B 3 KM2 KM1 KM2 SB2 SB1 QF M PE 復(fù)合按鈕作聯(lián)鎖。 正 反向切換： 按下 SB3 （先斷） KM1失電 （后合） KM2線圈得電主觸點吸 合 M由正轉(zhuǎn)切換為反 轉(zhuǎn)。 起動：按下 SB2KM1 線圈得電 KM1主觸點 閉合 M正轉(zhuǎn) 5自動停止控制電路 按 SB2KM1 吸合、自鎖 M正轉(zhuǎn) 拖動部件向右移動 移 至規(guī)定位臵 自動壓下 SQ3KM1 線圈失電 M停止運轉(zhuǎn) K M2 L1 L2 L3 F U M 3 K M1 K M2 K M1 K M1 S B 3 K M2 S Q 4 K M1 K M2 7 10 9 6 5 8 3 4 S B 2 2 1 PE S Q3 QF M S Q 1S Q 2 S Q 3S Q 4 工 作 臺 正 向反 向 極限 保護(hù) 6自動往返控制電路 1-19 FU 2 M 3 FR KM1 KM2 KM1 KM1 KM2 SB3 KM2 KM1 SB1 FR SB2 SQ1 SQ2SQ1 SQ2 KM2 SQ3 SQ4 PE 3 L1 L2 L3 QF M SB2按下 KM1吸合自鎖 M正轉(zhuǎn) 運動部件向右運 動 碰到 SQ1 SQ1常閉斷 開 KM1電路切斷 SQ1常開 閉合 接通 KM2電路 M反轉(zhuǎn) 運動部件向左運動 碰到 SQ2 往返 S Q 1 工 作 臺 擋 鐵 2 反 向 K M 2 S Q 2 S Q 3 S Q 4 擋 鐵 1 正 向 K M 1 7. 其他典型的控制電路 (1) 多地點控制電路 SB3和 SB4并聯(lián) ，任意按下 一個， M就 起動 SB1和 SB2串聯(lián) ，任意按下 一個， M就 停止 同理： n地控制？ (2) 順序起、?？刂齐娐?SB2按下 KM1通電自 鎖 M1起動 SB4按下 KM2通電自 鎖 M2起動 只有 M1起動后， M2才能 起動 SB3按下 KM2斷電 M2停止 SB1按下 KM1， KM2都 斷電 M1和 M2都停止 若 M2工作， M1必須也工作； 若 M1停止， M2必須也停止的聯(lián)鎖關(guān)系 按下起動按鈕 SB2， KM1 得電自鎖，電機 M1起動 KT開始計時， t秒后， 常開閉合， KM2得電， 電機 M2自動起動 利用時間繼電器來實現(xiàn) 順序控制 (b) 按時間原則順序控制電路 (3) 步進(jìn)控制電路 按 SB 2 KA1 吸合、自鎖 KA2 吸合、自鎖 KA3 吸合、自鎖 KA4 吸合、自鎖 KA3 、 YV3 失電 K A 1 、 YV1 的失電 KA2 、 YV2 的失電 YV1 動作 YV2 動作 YV3 動作 （第一工步） （第二工步） （第三工步） （工作結(jié)束） S Q 1 S Q 2 S Q 3 工作原理 按 SB1 KA4失電 工作結(jié)束。 2.2.2 三相籠型異步電動機減壓起動 控制電路 1.定子繞組串電阻減壓起動控制電路 2.星 -三角減壓起動控制電路 3.自耦變壓器減壓起動控制電路 1、 星形 -三角形降壓起動控制電路 使用條件： 正常運行時定子繞組接成三角形的籠型異步電動機 。 控制步驟： 起動時，定子繞組首先接成星形，限制起動電流； 待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，將定子繞組的接線自動由 星形轉(zhuǎn)變成三角形，電動機便進(jìn)入全電壓正常運行狀態(tài)。 籠型異步電動機容量 10KW時，起動電流較大，需要 降壓起動。即：起動時降低電動機定子繞組上的電壓， 起動后再將電壓恢復(fù)到額定值使之在正常電壓下運行。 起動時聯(lián)結(jié)成星形的定子繞組電壓與電流都 只有三角形聯(lián)結(jié)時的 ，由于三角形聯(lián) 結(jié)時繞組內(nèi)的電流是線路電流的 ，而 星形聯(lián)結(jié)時兩者則是相等的。 因此，聯(lián)結(jié)成星形起動時的線路電流只有聯(lián) 結(jié)成三角形直接起動時線路電流的 1/3 。 3/1 3/1 主電路： KM1閉合 KM2（ ） KM3（ Y） KM2、 KM3不能同時吸合，否則電源短路 KT 失電 按 SB2 KT 吸合、延時 KM3失電 KM2吸合 電機 “ ”運行。 KM3吸合 KM1吸合、自鎖 電機 “ Y”啟動。 延時完 用 KT實現(xiàn) Y 的 自動切換 控制電路： 控制電路的特點： 1) KM3先吸合 KM1后吸合 KM3的主觸點在無負(fù) 載的條件下接觸，延長 KM3主觸點的使用壽命 2) KM2和 KM3形成互鎖保 護(hù)措施 3) 電機繞組由 Y形 形后，隨著 KM3失電， KT 失電復(fù)位 2.2.4 三相籠型異步電動機制動 控制電路 1. 制動： 電動機切斷電源后，要有個與轉(zhuǎn) 動方向相反的轉(zhuǎn)矩，使之迅速停止。 2. 制動分類： 機械制動：用機械裝置強迫電動機迅速停車 電氣制動：在電動機停止時，產(chǎn)生一個與原來 旋轉(zhuǎn)方向相反的制動轉(zhuǎn)矩，迫使電機轉(zhuǎn)速迅速下降 3. 電氣制動分類： 反接制動 能耗制動 4. 反接制動 1) 定義： 利用改變電動機電源相序，使定子繞組產(chǎn) 生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生 制動 2)原理： 單向運行反接制動控制電路 首先回憶：速度繼電器 KS的轉(zhuǎn)軸與電機相連，測 得電機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速超過一定值時， KS的觸點 動作。 KS的動作轉(zhuǎn)速： 120r/min 復(fù)位轉(zhuǎn)速： 100r/min 分析： 停車 ： SB1按下常閉打開 ,常 開閉合 KM1失電， KM2通電自 鎖電機定子繞組得到相序相反 的電源電機進(jìn)入 反接制動 狀態(tài) n下降到 100r/min以下 KS 觸點復(fù)位 KM2斷電打開（防止 電機反轉(zhuǎn)）反接制動結(jié)束 起動 ： SB2按下 KM1通電， 觸點閉合自鎖 M旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 n 上升到 120r/min時 KS觸點閉合， 為制動做準(zhǔn)備 反接制動時，定子繞組中流過的 電流相當(dāng)于全壓直接起動時電流的 2 倍，所以 10KW以上電機采用反接 制動時，應(yīng)在主電路中 串接電阻 ， 限制電流 S B 2 S B 1 F U F R R K M 2 K M 1 K M 2 K M 1 K M 1 L 1 L 2 L 3 V M 3 K S Q F 3 K M 2 F R K M 1 n K S K M 2 M 自鎖、互鎖、復(fù)合按鈕聯(lián)鎖控制 在電氣控制中，常選擇某些能反應(yīng)生產(chǎn)過程 的變化參數(shù)作為控制參量進(jìn)行控制； 如：自動往返：行程原則 星三角減壓起動：時間原則 反接制動：速度原則 2.2.6 組成電氣控制電路的基本規(guī)律 1.短路保護(hù) 2.過電流保護(hù) 3.過載保護(hù) 4.零電壓保護(hù)和欠電壓保護(hù) 2.2.7 電氣控制電路中的保護(hù)環(huán)節(jié) 設(shè)計思路舉例 ： P.63-11題 設(shè)計小車運行的控 制電路 ,小車由異步電機 拖動 ,其動作程序如下 : 小車由原位開始前進(jìn) ,到 終端后自動停止 ;在終端 停留 2分鐘后自動返回原 位停止 .要求小車在前進(jìn) 或后退途中的任意位臵 都能停止和啟動 . K M 1 S Q 1 S B 1 S B 2 S Q 1 K T K M 1 K M 2 K T K M 2 S Q 2 K M 1 K M 2 S B 3 作業(yè) : 1、 畫出所有所學(xué)電器的圖形和文字符號 ， 并寫出功 能 2、 說出自鎖和互鎖的區(qū)別 ， 并各舉一例 （ 控制電路 ） 3、 畫出異步電機正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 停止的主電路及 控制電路 ， 并寫出工作原理 4、 畫出自動往返電路的控制電路 ， 并寫出工作原理 5、 P.63 9， 11， 14， 17