船电设备——第八章电动机的自动控制

第八章电动机的自动控制基础常用低压控制器件：接触器，按钮，热继电器，时间继电器，行程开关，主零控制电器电动机继电接触控制的基本保护环节：短路，过载，失压，欠压基本控制控制环节：电动，连续，多地点，互锁，联锁，行程，时间，双位电动机基本控制电路正反转控制电路，双位控制电路，星-三角降压起动控制电路本章主要内容1接触器的电路符号利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电流电路（即主电路）的多路开关电器。常开触点（动合）常闭触点（动断）吸引线圈8.1.1接触器（KM）8.1控制电器的结构原理和功能2接触器的结构成及特性1.电磁机构：包括铁心，吸引线圈，衔铁2.触头系统：按用途可分为主触头、辅触头；按开关状态可分为常开触头，常闭触头3.灭弧装置：用以熄灭主触头断开时所产生的电弧交流电压线圈电磁机构直流电压线圈电磁机构铁心由硅钢片叠成，有短路环整块铁心线圈电流与气隙成正比比与气隙无关吸力与气隙无关与气隙成反比特点铁心不能卡住，端面不能有异物（否则线圈电流过大，易烧毁）铁心吸合后，线圈回路中需串入经济电阻（限制电流，减小能耗衔铁34常闭触点（动断）常开触点（动合）按钮电路符号2.按钮开关（SB）8.1.2主令电器主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容量小，不能切换主电路。主令电器主要包括按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。5异步电动机点动控制电路电路原理图6异步电动机连续运行控制电路点动控制电路用接触器常开触点并联在起动按钮上进行自锁，以实现连续运行控制串入按钮（常闭）实现停止控制7主要用途：用于电气设备（电动机）的过载保护的开关电器工作原理：利用电流热效应而动作使用方法：发热元件串接于电动机主电路中（至少接两个）；常闭触点串接于接触器线圈回路中动作值整定：按电动机额定电流进行整定复位方式：可选择手动或自动复位3热继电器8.1.4继电器继电器是根据电量(如电流、电压)或非电量(如时间、温度、压力、转速等)的变化而通断控制线路的电器，常用于信号传递和多个电路的扩展控制。8发热元件双金属片电热丝热继电器的结构原理及电路符号9发热元件串接在电动机主电路中常闭触点串接在接触器线圈回路中当电动机电流超过整定值电动机的电流流过发热元件FR常闭触点断开，接触器线圈KM失电，主触点断开，电动机停转热继电器在电动机控制电路中的应用10保护对象：设备及操作人员保护措施：接触器线圈断电，电动机停止运行保护类别：1.短路保护（当主电路或控制电路出现短路时）：由熔断器实现2.过载保护（当电动机电流超过额定值时）：由热继电器实现3.失压保护（当电源断电恢复供电时，电动机不应自行启动）：由按钮及自锁环节实现4.欠压保护（当电源电压低于额定值时）：由接触器实现8.2电动机的基本保护环节11（a）点动控制；(b)连续控制图8.2控制电路的基本控制环节8.3.1点动控制8.3.2连续控制12功能：利用行程开关实现生产机械的运动部件的行程范围控制或限位保护方法：将行程开关安置在设限的位置上，其常闭触头与控制线路中的停止控钮串联8.3.3行程控制和限位保护134.行程限位开关（SQ）用于行程控制或限位保护(a)按钮式(b)转臂式14行程开关的应用滑块运动导轨行程开关15行程限位开关的应用16功能：两个或两个以上地点对同一设备进行起动、停止控制方法：起动按钮相互并联；停止按钮相互串联8.3.4多地点控制17（电动机的正反转控制）功能：多种运动状态的生产机械或多个生产机械之间的动作实现相互制约的关系。应用：异步电动机的正反转运行控制：通过两个接触器的主触点实现电动机的相序改变，以改变电动机的转向（两组主触点不能同时闭合）8.3.5互锁控制18电动机单向运行控制电路，1KM主触头闭合，电动机正转；通过2KM主触头闭合，可改变电源相序使电动机反转；控制电路中加入2KM线圈回路；为防止1KM、2KM同时得电，加入互锁环节，实现电气互锁；加入按钮常闭触点，实现按钮互锁三相异步电动机正反转控制电路191SB2SB3SBM电动机正反转控制电路的操作20功能：两个或两个以上设备（电动机）按一定的逻辑关系，先后投入工作（或停止）（接触器线圈得、失电的先后）方法：利用接触器的辅助触点KM1得电后，KM2才能得电；KM2失电后，KM1才能断电8.3.6联锁控制21主要功能：继电器是根据电量(如电流、电压)或非电量(如时间、温度、压力、转速等)的变化而通断控制线路的电器，常用于信号传递和多个电路的扩展控制。常用类型：电流继电器，电压继电器，热继电器，温度继电器，压力继电器，速度继电器，时间继电器等压力继电器温度继电器速度继电器8.1.4继电器22功能：接受电信号后触头延时动作分类：1）按工作原理——有电磁式、空气阻尼式、电动式、钟摆式及半导体式等多种类型；2）按动作特点——有通电延时，断电延时两种通电延时型断电延时型（线圈）通电延时闭合，断电瞬时打开的常开触点（线圈）通电延时打开，断电瞬时闭合的常闭触点线圈（线圈）通电瞬时闭合，断电延时打开的常开触点（线圈）通电瞬时打开，断电延时闭合的常闭触点线圈时间继电器23功能：通过继电器实现对电动机的运行、停止控制，以达到对某些物理量的高、低限控制。方法：利用各类继电器实现(a)单元式双位控制(b)组合式双位控制8.3.7双位控制24利用时间继电器实现延时控制设：KA1原来断开当KA1闭合→KT1线圈得电：1）KT1常闭延时断开，KA2线圈失电2）KT1常开延时闭合，KA2线圈得电设：KA1原来闭合当KA1断开→KT2线圈失电电：1）KT2常闭延时闭合，KA3线圈得电2）KT2常开延时断开，KA2线圈失电8.3.8时间控制25SQ4手摇传动联锁开关；SQ3机械制动器联锁开关；SQ1、SQ2终点限位开关8.3.9典型控制电路261电动机正反转控制电路（吊艇机控制电路）27SPH(H)H(L)2海(淡)水柜水位自动控制电路（双位控制）高限低限通过密闭水柜，将水位高低转换为压力信号，通过压力继电器（SP）实现水位自动控制（双位控制）控制要求1）当水位低于低限时，电动机起动，补水；2）当水位到达高限时，电动机停止。控制方法28FUFRFRSB2SB1KMKMSP(H)SP(L)MSP(H)高限压力常闭触点，当水位高于高限时动作（断开）当水位低于高限时复位（闭合）；SP(L)低限压力常开触点，当水位低于低限时动作（闭合）；当水位低于低限时复位（断开）水位自动控制电路（双位控制）手动自动YV3残气泄放电磁阀，YV1冷却水电磁阀YV2供气电磁阀SPw冷却水压力开关自动控制要求（动作顺序）：1空气瓶中残气泄放；2冷却水压力正常；3空压机起动，延时后，供气电磁阀开启293空压机自动控制电路30动作过程：1.按起动按钮，KM1得电、KM3得电，电动机星形起动；同时KT得电，开始计时；2.经过KT延时后，KT常闭断开，KM3失电，KM2得电，电动机转入三角形连接正常运行；注：1.KM2、KM3之间具有互锁，所以，KM3断开后，KM2才能得电；2.KT线圈中串入了KM2的常闭，所以正常运行时，KT处于失电状态31异步电动机星-三角降压起动控制电路容器小车自动加油装置控制要求1.按启动按钮，小车前进；2.至终点位置，小车停；3.油泵启动，开始加油；4.油箱加满，油泵停；5.小车后退；6.至起点，小车停起点终点导轨控制要求：1.按启动按钮，小车前进；2.至终点位置，小车停；3.油泵启动，开始加油；4.油箱加满，油泵停；5.小车后退；6.至起点，小车停小车电动机油泵电动机（1KM合上）（1KM断开）（2KM合上）（2KM断开）（3KM合上）（3KM断开）导轨终点行程开关SQ3起点行程开关SQ42控制装置基本元器件名称文字符号用途三相异步电动机1M小车驱动三相异步电动机2M油泵驱动交流接触器1KM1M正转（小车前进）交流接触器3KM1M反转（小车后退）交流接触器2KM2M运行（加油）按钮开关SB1电路应急停止控制按钮开关SB2电路启动控制时间继电器KT加油时间控制行程开关SQ3终点位置控制（SQ31-2常开；SQ31-2常开）行程开关SQ4起点位置控制（SQ43-4常闭）电路设计电动机主电路控制电路1KM—小车前进控制2KM—油泵控制3KM—小车后退控制（SB2闭合）（SQ43-4断开）（SQ41-2闭合）（KT常闭断开）（KT常开闭合）（SQ33-4断开）控制要求1按启动按钮，小车前进；1KM得电2至终点位置，小车停；1KM失电3油泵启动，开始加油；2KM得电4油箱加满，油泵停；2KM失电5小车后退；3KM得电6至起点，小车停3KM失电控制电路基本框架加入互锁环节，应急停止按钮小车自动加油装置电气原理图