12 电气自动控制技术(4)

1电工电子技术第12章电气自动控制技术2控制功能和控制器12.1常用控制电器－－低压电器对电动机实现自动保护：故障时（短路、过载、失压）实现保护自动控制：起、停、正反转、调速…常用控制器手动电器：用手操作。包括：刀开关、组合开关、按钮…自动电器：信号控制其动作。包括：接触器，继电器、熔断器…12.1常用控制电器－－低压电器低压电器：工作在交流电压1200V及以下的电器设备。控制器分类低压配电电器低压控制电器刀开关空气开关熔断器……接触器继电器起动器……时间继电器热继电器……3选取原则：电机控制电路中，考虑到起动电流较大，刀闸额定电流值应如下选择：（3~5)*异步电机额定电流电路符号QS12.1.1－1刀开关作用：主要做为隔离开关使用。内部装有保险丝，可以起短路保护作用。控制对象：380V，5.5kW以下小电机，低压供电线路。技术数据：额定电压，额定电流。12.1.1－2熔断器作用：用于短路保护。串连在保护电路中。技术数据：额定电压，额定电流。电路符号FU安秒特性tIF额定电流IF的选择stFII31~5.212.一般电机LFII1.无冲击电流场合(如电灯、电炉)stFII21~6.113.频繁起动的电机异步电机Ist=(5~7)×IN。412.1.2自动空气开关12.1.3主令电器作用：用于闭合、断开控制线路的电器设备，用以发布指令或用于程序控制。常用主令电器：1按钮；2行程开关；3组合开关12.1.3－1按钮：用于远距离操作接触器、继电器，或用于控制电路作发布指令及电气连锁。常开(动合)按钮SB常闭(动断)按钮SBSB复合按钮：常开、常闭按钮做在一起。复合按钮作用：对低压配电网络实现过载、短路、失压保护。技术数据：额定电压，额定电流，极数。保护过程描述5作用：将机械位移变成电信号，实现对机械运动的电气控制：限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。常开（动合）触头电路符号ST常闭（动断）触头电路符号ST12.1.3－2行程开关12.1.3－3组合开关作用：常用作电源引入开关，也可以用于小容量电动机的不频繁启动控制和局部照明电路中。12.1.4接触器作用：适用于远距离频繁接通和断开交、直流电路及大容量控制电路的电器。技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。6~~~线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合电机接通电源12.1.4接触器结构及原理7接触器主触头:接于主电路(流过的电流大，需加灭弧装置)接触器辅助触头:接于控制电路(流过的电流小，无需加灭弧装置)接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。12.1.4接触器有关符号接触器线圈KMKM接触器主触头常开常闭KMKM接触器辅助触头接触器线圈:接于控制电路，控制主触头和辅助触头动作。线圈得电，所有常开触头闭合，所有常闭触头断开；反之保持原态。接触器三大模块线圈主触头辅助触头8ABCM3~刀闸起隔离作用自保持环节停止按钮起动按钮特点：小电流控制大电流。12.1.4简单的接触器控制9作用：通断控制电路。继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于：1，触发器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。2，输入信号可以是电信号或非电信号。中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）…...继电器类型：12.1.5控制继电器10发热元件作用：过载保护结构：I常闭触头双金属片工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。扣板热继电器热继电器的符号发热元件串联在主电路中KH串联在控制电路中常闭触头KH发热元件常闭触头配合工作1112.2三相异步电动机基本控制电路典型控制电路的分析和设计步骤分析步骤：1.分清主电路、控制电路，以及各种电器的接法2.从自动控制、自动保护两方面分析整个系统的功能，以及各种电器的作用。设计步骤：1.了解系统要实现的功能。2.根据要实现的功能选用相应的电器以及控制环节。3.设计并做出整个系统的电路图。典型控制电路中的3类电器元件信号元件：按钮、行程开关、热继电器等。控制元件：接触器、继电器等。执行元件：电动机、电磁阀等。12点动控制过程分析KM主触头闭合按下SB线圈KM通电电机转动；B'C'KMSB控制电路M3~ABCKMFUQS主电路12.2.1异步机的直接起动一：点动控制KM主触头断开松开SB线圈KM断电电机停转；自动保护分析：熔断器接法正确，仅能实现短路保护。无过载保护和欠压保护功能。控制电路：单相电路，根据所需电压取自主电路任一相电压或线电压。本例取自线电压。控制电路电源接法：取自熔断器和KM主触头之间，为什么？13KM控制过程分析：按下SB2，KM线圈通电，KM主触头闭合，电机起动；同时，KM辅助触头闭合，自锁。电机起动后，即使SB2松开，由于自锁环节的存在，线圈继续保持通电状态，电机连续运转。按下SB1，KM线圈失电，电机停车；且自锁解除。KMSB2C'M3~ABCKMFUQSB'SB1起动按钮停车按钮12.2.1异步机的直接起动二：电动机连续运行保护功能分析：熔断器实现短路保护。自锁环节实现欠压保护功能，为什么？无过载保护功能。自锁环节14KMSB1KMSB2KHM3~ABCKMFUQSKH电流成回路，只要接两相就可以了。热继电器发热元件热继电器常闭触头12.2.1异步机的直接起动三：异步机的直接起动+过载保护过载保护分析：热继电器实现。过载时，主电路电流过大，发热元件过热，导致控制回路KH常闭触头断开，KM线圈断电，KM主触头断开，电机断电停转；同时，KM辅助触头断开自锁解除。保护功能分析：熔断器实现短路保护。自锁环节实现欠压保护功能。热继电器实现过载保护功能。15QSKHM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。为什么？KMSB1KMSB2KHSB3主电路控制电路12.2.1异步机的直接起动四：点动+连续运行16M3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（KA）。控制关系SB：点动SB2：连续运行SB1：停车SBKASB1KASB2KHKMKA主电路控制电路17三相异步电动机常用控制系统•12.2.1--1电机的正反转控制•12.2.1--2行程控制–限位控制–自动往复运动•12.2.3时间控制和顺序控制–电机的Y－起动–多台电机的顺序控制18KMRFUQSM3~ABCKMFKHKMRKMRSBR该电路必须先停车才能进行转向改变。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！操作过程：QS闭合SBFSBR停车SB112.2.1-1电机的正反转控制(1)KMFKMFSB1SBFKHKMF线圈得电KMF辅助触头闭合，自锁KMF辅助触头闭合，正转KMF、KMR线圈断电KMR线圈得电KMR辅助触头闭合，自锁KMR辅助触头闭合，反转主电路控制电路19互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRKMRSBRM3~ABCKMFFUQSKH互锁特点：实现正反转控制，必须先停车12.2.2-1电机的正反转控制(2)加互锁20KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMFSBRKMRM3~ABCKMFFUQSKH电器互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）12.2.2-1电机的正反转控制(3)加双重互锁21行程控制实质为电机正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BA12.2.2-2行程控制行程控制电路(1)限位控制正程限位开关STASTB逆程控制回路KMFKHKMRSB1KMFSBFSTASBRSTBKMRKMRKMF限位开关反向运行分析略若正反向运行未到极限位置呢？由SB1、SBF、SBR实现停车、正反转控制至右极端位置撞开STASBF正向运行电机停车正向运行分析若正反向运行到达极限位置由STA、STB实现停车控制KMRM3~ABCKMFFUQSKH主电路22KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb行程控制(2)--自动往复运动关键措施：限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。电机STaSTb正程逆程电机工作要求：1.能正向运行也能反向运行；2.到位后能自动返回控制电路23见教材常开触头延时闭合常闭触头延时打开线圈衔铁常闭触头常开触头线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作动作过程12.2.3-1时间控制时间继电器定时类型：空气、钟表、电子等类型。空气式时间继电器的工作原理24断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开时间继电器触头类型25KMFUQSKH电机绕组A'xB'yC'zKM-YA'B'C'XYZYZB'YXC'A'KM-主电路KM闭合情况下：KM-Y闭合，电机接成Y形；KM-闭合，电机接成形。定时控制例一：电机的Y－起动26KMFUQSKH电机A'xB'yC'zKM-YKM-主电路KM主触头接通Y转换完成SB2KMKTKM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起动控制电路KHKM-KM-YY－起动主电路Y－起动过程分析延时运行KT，定时器完成任务，休息。Y起动27＃1电机M1控制要求：1.M1起动后，M2才能起动；2.M2可单独停。＃2电机M2定时控制例二：顺序控制28FUKM2KH2ABCFUM3~ABCKM1KH1M3~主电路KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM1SB1SB2KH1KM1控制电路12.2.3-2顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。29KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KTSB2KM1KTKM2延时KM2M1起动KTM2起动主电路同前控制电路12.2.2-2顺序控制电路(2)：M1起动后，M2延时起动30继电接触器控制系统设计的一般原则（1）满足功能要求条件下，力求简单经济。•1，尽量选用标准的、常用的、或经过实际考验过的线路和环节。•2，尽量缩短连接导线的数量和长度。特别是电气柜、操作台和行程开关之间的连接线。•3，尽量缩减电器数量，采用标准件，并尽可能选用相同型号。•4，应尽量减少不必要的触点以简化线路。•5，控制线路工作时，除必要电器通电外，其余断电以节约电能。KMSB1KMSB2（a）不合理KMSB1KMSB2（b）合理31•1，正确连接电器的触点。•2，正确连接电器的线圈。•3，在控制线路中，应避免出现寄生电路（意外接通的电路）。继电接触器控制系统设计的一般原则（2）必须保证控制线路工作的可靠和安全32电工电子技术第12章电气自动控制技术结束