第7章电气自动控制

第7章电气自动控制7.1常用控制电器二、起停自动控制三、正反转控制四、顺序联锁控制五、行程控制六、时间控制一、手动控制7.2电气控制电路1、各器件实现什么功能？2、如何通过控制实现主电路的工作？3、阅读电气原理图的要点。（1）弄清各种电器的符号及意义。（2）同一电器的各组成部分是分散画的，凡用同一文字符号标注的就属于同一电器，如接触器的线圈和触点均标注字母KM；所有电器的触点均表示的无电压、无外力作用下的位置，也即初始状态下的位置。7.1常用控制电器一、常用低压电器1．开关电器ＱHK系列瓷底胶盖闸刀开关图符号及外形图组合开关图符号及外形图组合开关内部解剖图闸刀开关适用于不频繁接通和断开电路；组合开关适用于机床设备的电源引入开关。2、断路器（自动空气开关）简介断路器产品外形图UVW弹簧主触头搭钩短路电磁脱扣器欠电压脱扣器热脱扣器DZ型低压断路器工作原理图低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较大过电流时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了短路保护。如果线路上电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了过载保护。失压（零压）保护。工作原理3、熔断器ＦＵ熔断器产品外形图熔断器简称保险丝，是最简单有效的短路保护装置。熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合金制成的，当流过熔体的电流大于它的整定值时，熔体立刻熔断，切断电源，起到保护作用。①一般照明电路，熔体INIL；熔断器熔体选用的原则②单台电动机：熔体INIst/2.5启动频繁Ist/（1.6～2）③多台电动机：熔体IN≥（1.5～2.5）X最大电机IN+其余电机的额定电流。图符号FU触头系统电磁系统4、交流接触器简介ＫＭ接触器结构组成及作用：交流接触器结构原理图铁心、衔铁通电线圈三对主触头：控制主电路的通、断（断电保护）。两对辅助常开触头、两对辅助常闭触头：自锁和互锁交流接触器产品外形图1.接触器的基本结构主触点辅助触点辅助触点上铁心下铁心绝缘支架吸引线圈下铁心上铁心主触点动触点静触点吸引线圈CJ0主触点辅助触点辅助触点上铁心下铁心绝缘支架吸引线圈线圈通电衔铁被吸合触点闭合或断开接通或断开被控制电路3.接触器的图形符号和文字符号KM线圈主触点KM动合触点KM动断触点KM接触器的技术指标额定工作电压、电流、触点数目等。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。5、热继电器简介ＦＲ热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器（长期过载）的设备。热继电器产品图结构原理图和图符号工作原理：发热元件I常闭触头双金属片扣板发热元件常闭触头KH发热元件串接在主电路中；常闭触点串接在控制电路中6、中间继电器ＫＡ中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外形中间继电器外形与符号线圈通电衔铁吸合（向下）连杆动作触头动作7、时间继电器简介ＫＴ结构原理图时间继电器产品外形图通电延时：当线圈通电时触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位；断电延时：线圈断电时使触头延时复位，线圈通电时使触头瞬时动作。线圈衔铁调整螺钉延时打开触头延时闭合触头气室时间继电器是电路中控制动作时间的设备。它利用电磁原理来实现触头的延时接通和断开。时间继电器（ＫＴ）触头类型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比较：继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：接触器的主触点可以通过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。8、控制按钮ＳＢ结构原理图及图符号控制按钮产品外形图控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。控制按钮由按钮帽、复位弹簧桥式触点和外壳构成。动触点和上面的静触点组成常闭；和下面的静触点组成常开。按下按钮，常闭触点断开、常开触点闭合；松开按钮，在弹簧作用下各触点恢复原态。常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮SB电路符号复合按钮SB电路符号9、位置开关（行程开关）ＳＴ结构原理图及图符号位置开关产品外形图位置开关又称行程开关或限位开关，实现行程控制和限位保护。其作用是将机械位移转换成电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。工作原理：当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动杠杆连同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常开触点闭合；挡铁移开后，复位弹簧使其复位。STST二、常用高压控制电器简介高压断路器产品外形图高压隔离开关产品外形图高压断路器是既能接通和断开高压线路的工作电流，又能自动切断短路电流的高压开关设备。工作原理：在同一高压电路中，高压隔离开关与高压断路器串联配合操作：接通电路时，必须先合上高压隔离开关，再合高压断路器；断开电路时，必须先断开高压断路器，切断工作电流后，再打开高压隔离开关。高压隔离开关是用来将高压电路中需停电的部分与带电部分可靠地分离开来，并留有间隙，以保证停电时检修人员的安全。主触头：组合开关用于三相异步电动机控制时，额定电流应如何选择？低压断路器有哪些保护功能？热继电器的作用？其常闭触点应串联接在电路的哪个部分？接触器主要有哪几个部分组成？各部分图符号如何表示？额定电流一般选择为电动机额定电流值的1.5～2.5倍。低压断路器具有短路保护、过载保护、断电保护及失压（零压）保护等功能。热继电器在电路中起过载保护作用，其常闭触点应串联接在控制电路中，与接触器的线圈相串联。接触器主要有触头部分和电磁部分组成：辅助常开：辅助常闭：线圈KMKMKMKM主触头串接在主电路中；辅助触头与线圈接在控制电路中。１、电动机单向连续运转控制电路控制过程按下按钮（SB2）→线圈（KM）通电→KM主触头闭合，辅助常开闭合自锁→电动机连续运转；控制电路主电路M3~L1KMFUQSL2L3按下停止按钮（SB1）→线圈（KM）断电→KM主触头/辅助触头均打开→电动机停转。B'C'自锁KMSB1停车按钮启动按钮KMSB27.2电气控制电路下图的控制线路画得是否合理?原理上有无错误？提示：如图所示的控制电路不合理，它不能实现自锁，应将常闭触头KM改为常开触头。２.点动控制电路B'C'KMSB动作过程按下按钮（SB）→线圈（KM）通电→主触头（KM）闭合→电机转动；主电路M3~L1KMFUQSL2L3松开按钮（SB）→线圈（KM）断电→主触头（KM）打开→电机停转。什么是点动控制？下面控制电路能否实现既能点动、又能连续运行思考不能点动！KMSB1KMSB2FRSB3KMSB1KMSB2FRSB3３、点动+长动（连续运行）例如：甲、乙两地同时控制一台电机。４、多地（异地）控制线路方法：两启动按钮并联；两停车按钮串联。KMSB1甲SB2甲KMSB3乙SB4乙乙地甲地FR对多地控制，只需将各地的启动按钮并联，停车按钮串联。５.电动机正、反转控制电路SB2和SB3不能同时按下，否则会造成短路！KMＲM3~L1L2L3KMＦFUQSFRKMＦKMＦSBSBＦFRKMＲKMＲSBＲ主电路SBＦKMＦ线圈得电KMＦ常开闭合自锁电动机正转；SB电动机停转。操作过程：SBＲKMＲ线圈得电KMＲ常开闭合自锁电动机反转；SB电动机停转。控制电路上述正、反转控制电路有何问题？如何改进控制电路，从而避免上述情况发生？很容易在电动机正转时按下反转按钮或在电动机反转时按下正转按钮，由此可造成两相短路！在正、反转控制电路中串联上正、反转接触器的互锁常闭触头可以避免两相短路（电气互锁/联锁）：KM1KM1SB1SB2KM2KM2SB3FRKM2KM1缺点：正转不能直接换反转；反之亦然。如何改进？（参考教材191页）KMＲM3~L1L2L3KMＦFUQSFR双重互锁机械互锁电路SBstRSBstFSBstFKMFKMFSBstPSBstRKMRKMRFRKMRKMF错误操作：同时按SBstF、SBstP，两条支路同时断开，M不起动。自锁就是指松开按钮电路也能通；互锁是指一个接触器动作牵制另一个接触器的动作。自锁用于控制正转或反转的连续运转；互锁用于正转时控制不能反转；反转时不能操作正转。自锁M1控制支路M2控制支路KM1KM2FR2M23~M13~KM1QFL1L2L3FR1SBst1KM1KM1SBstP1SBst2KM2KM2FR1SBstP2FR2起动顺序控制6、顺序联锁控制控制多台电动机之间的起动、停止顺序。例如要求两台电动机的顺序起停：(1)M1起动以后M2才能起动。(2)M2停止以后M1才能停止。KM1KM2FR2M23~M13~KM1QFL1L2L3FR1SBst1KM1KM1SBstP1SBst2KM2KM2FR1SBstP2FR2操作步骤：(1)合闸→起动M1→起动M2。(2)分别按SBstP1、SBstP2→停止M1、M2。(3)增加KM2实现M2先停止。KM27.工作台自动往返控制线路KM2M3~L1L2L3KM1FUQSFR主电路位置控制——行程控制实质上就是电动机的正、反转控制，只需在生产机械的行程终端加限位开关即可实现。正程逆程BASTASTB限位开关正程逆程BA有些生产机械，要求工作台在一定的距离内能自动往返，这就需要位置控制开关——限位开关。至右极端位置撞开STB动作过程：按下SB2正向运行电机停车KM1FRKM2SB1KM1SB2STBSB3STAKM2KM2KM1限位开关位置开关的行程控制电路图正程逆程BASTASTB限位开关至左极端位置撞开STA按下SB3逆向运行电机停车位置开关的自动往复运动控制电机STBSTAKM2SB3KM1FRKM1SB1KM1SB2KM2KM2STBSTA控制电路限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动启动反向运动；反之亦然。关键措施