《电气控制技术》PPT课件

电气控制技术•在工业和农业的生产中，大量地使用各种各样的生产机械，如起重机、车床、刨床等。生产机械中一些部件的运动，需要电动机来拖动。为了使电动机能按生产的要求进行起转、制动、反转和调速等，就需要对电动机进行控制。•应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。•实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号。5.1常用低压电器•用于交流1200V以下或直流1500V以下电路中的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备称为低压电器。如闸刀、按钮、继电器、接触器等。5.1.1开关•开关是用于接通和断开电路的电器。常用的开关有刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。5.1.1开关用途：一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机。1、刀开关•刀开关又叫闸刀开关。分为单极、双极和三极。QS单极QS双极QS三极符号5.1.1开关结构：由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成。手柄静插座闸刀熔断丝底座刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。刀开关额定电压通常为250V和500V，额定电流在1500A以下。1、刀开关•安装：安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。对有熔断丝的刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装。5.1.1开关1、刀开关•开关断开瞬间时产生电弧，热空气上升将电弧拉长而熄灭。5.1.1开关1、刀开关•又称封闭式负载开关。是带有熔断器的刀开关放在铁或薄铜板冲压而成的铁壳中。5.1.1开关2、铁壳开关注意：1、不允许随意放在地面上使用。2、操作时不要面对开关，以免意外故障电流使开关爆炸，铁壳飞出伤人。3、开关外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。结构：组合开关有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。5.1.1开关3、组合开关组合开关也称转换开关手柄转轴动触点静触点绝缘垫板5.1.1开关3、组合开关用途：一般用作电源的引入开关。它比刀开关轻巧，也可以用来直接起动小容量异步电动机和对电动机进行正、反转控制。•用途：能接通和分断电路，还能对电路进行短路、欠压、严重过载的保护，也可用于不频繁地启动电动机。5.1.1开关4、自动空气开关自动空气开关又称自动空气断路器。集控制和多种保护功能于一身。5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件工作原理：电路过载5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件工作原理：电路过载5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件工作原理：电路短路5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件工作原理：电路短路5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件工作原理：电路出现欠压5.1.1开关4、自动空气开关主触点弹簧锁钩双金属片热元件工作原理：电路出现欠压5.1.2熔断器•熔断器主要作短路或严重过载保护用，串联在被保护的线路的首端。线路正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或严重过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用。瓷插式RC螺旋式RL无填料密封式RM有填料式RT快速熔断器RS自恢复熔断器分类：电路符号FU瓷插式熔断器5.1.2熔断器5.1.2熔断器螺旋式熔断器特点：结构紧凑，体积小，更换溶体方便，具有较高的断流能力，具有稳定的保护特性，具有明显的熔断指示。5.1.2熔断器无填料密封式熔断器特点：多用于低压电力网络和成套配电装置中，作为较大容量电气设备的短路和连续过载保护，是一种分断能力较大的熔断器。5.1.2熔断器有填料式熔断器特点：是一种大分断能力的熔断器。广泛应用于短路电流很大的电力网络或低压配电装置中。5.1.2熔断器选择熔体额定电流的方法：1、电灯支线的熔体：熔体额定电流≥支线上所有电灯的工作电流之和。2、一台电动机的熔体：熔体额定电流≥电动机的起动电流÷2.53、几台电动机合用的总熔体：熔体额定电流=(1.5∽2.5)×容量最大的电动机的额定电流，5.1.3交流接触器•接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。~~~主触头动铁芯静铁芯线圈辅助触头常闭常开弹簧结构5.1.3交流接触器KMKM主触头符号•接触器线圈•接触器主触头－－用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）KM辅触头常开常闭•接触器辅助触头－－用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）5.1.3交流接触器工作原理•线圈加额定电压，衔铁吸合，主触头闭合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。•接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；•吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；•额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。使用选择5.1.3交流接触器5.1.4主令电器•按钮、行程开关是自动控制系统中发出指令或信号的操纵电器，称为主令电器。作用：用来切换控制电路，使电路接通或分断。实现对电力拖动系统的控制。1、按钮•按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器。它主要控制接触器和继电器，也可作为电路中的电气联锁。5.1.4主令电器1、按钮常开触头常闭触头按钮帽复位弹簧常开(动合)按钮SB常闭(动断)按钮SB电路符号SB复合按钮工作原理5.1.4主令电器1、按钮•行程开关也称为位置开关或限位开关，主要用于将机械位移变为电信号，以实现对机械运动的电气控制。5.1.4主令电器2、行程开关运动部件•当机械的运动部件撞击触杆时，触杆下移使常闭触点断开，常开触点闭合；当运动部件离开后，在复位弹簧的作用下，触杆回复到原来位置，各触点恢复常态。5.1.4主令电器2、行程开关5.1.5继电器•继电器是一种根据特定输入信号而动作，接通或断开电路的自动控制电器。•继电器同接触器比较，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，反映控制信号，既而控制较强电流的主电路。•继电器的种类很多，只介绍热继电器、时间继电器。•电动机在运行过程中，由于长期过载、频繁启动、欠压运行断相等原因都会使流过电动机的电流超过额定电流。热继电器是利用电流的热效应而动作的电器，常采用热继电器进行电动机的过载保护。5.1.5继电器1、热继电器5.1.5继电器双金属片发热元件复位按钮动触头静触头拉杆结构•常闭触点将串联在电动机的控制电路中FR常闭开关•发热元件将串联在电动机的主电路中FR发热元件符号1、热继电器5.1.5继电器1、热继电器工作原理•发热元件接入电机主电路，当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，因双金属片的下层膨胀系数大，使双金属片弯曲，在导板作用下使常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开便使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。5.1.5继电器1、热继电器•时间继电器是一种时间动作的控制器。在交流电路中常采用空气式时间继电器，是利用空气的阻尼作用达到动作延时的目的。5.1.5继电器2、时间继电器•按延时方式分：通电延时型、断电延时型空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器5.1.5继电器a)通电延时继电器KT线圈通电延时闭合常开触点KT通电延时断开电路符号示意图常闭触点KT5.1.5继电器b)断电延时继电器线圈KT断电延时断开常开触点KT断电延时闭合常闭触点KT电路符号示意图特点：结构简单、寿命长、价格低廉。延时范围大，且不受电压和频率波动的影响，但是延时误差大，无调节刻度指示难以精确地整定时间，在对延时精度要求较高的场合不宜采用。5.1.5继电器2、时间继电器目前，半导体时间继电器发展很快，精度高、体积小、调节方便，使用日益广泛。5.2继电接触器控制系统•利用先前介绍的各种电器，可组成各种具有不同功能的控制电路。•每一个继电接触控制电路包括主电路和控制电路。主电路中有开关、熔断器、交流接触器的主触头、热电器元件等它们与被控制的电动机串联。控制电路包括按钮、交流接触器线圈、热继电器动断触头等。基本原理是接通或切断控制电路，使交流接触器电磁线圈通电或断电，主触头闭合或断开，以控制主电路。•典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、正反转控制、行程控制、延时控制等。5.2.1三相异步电动机的启动电路KMSB1FRFRFUKMM3~~~1.点动控制线路控制电路主电路先闭合开关Q，接通电源。按SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转松SB1→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转M3~M3~点动电路功能控制电机在很短时间内工作。工作原理QS5.2.1三相异步电动机的启动电路KMSB1KMSB2FRFRFUKMM3~~~控制电路主电路工作原理按SB1→KM线圈得电→KM主触头闭合→M运转按SB2→KM线圈失电→KM主触头恢复→M停转M3~M3~→KM辅助触头闭合—自锁→KM辅助触头恢复—失去自锁长动电路功能控制电机长时间连续工作先闭合开关Q接通电源。QS2.连续控制线路•电路的保护环节5.2.1三相异步电动机的启动电路短路保护：熔断器FU起到短路保护作用。过载保护：电动机过载时，热继电器的热元件FR温度升高，热元件动作，使其接在控制电路中的常闭触点断开，切断接触器的线圈电路，使其主触头断开，使电动机停机。欠压保护：电源电压过低或停电时，接触器线圈产生的吸力不够，使其主触头断开，使电动机停机。5.2.2三相异步电动机的正、反转控制电路KM2SB1SB3FRQFRFUM3~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1注意：若在同一时间里两组触头同时闭合，就会造成电源相间短路。所以，在两个接触器之间必须有防止同时吸合的控制，称为联锁控制。5.2.2三相异步电动机的正、反转控制电路KM2SB1SB3FRQFRFUM3~~~SB2KM1KM2KM2KM1KM2按SB1→KM1线圈得电→KM1触头动作→M正转；按SB2→KM2线圈得电→KM2触头动作→M反转；KM1、KM2常闭触头——互锁：防止KM1`KM2同时得电造成电源短路工作原理合Q，接通电源按SB3→KM1线圈失电→KM1触头恢复→M停转；正转反转必须先按停止按钮SB3KM1KM1M3~M3~M3~5.2.2三相异步电动机的正、反转控制电路电源短路是如何造成的？KM2SB1SB3FRQSFRFUM3~~~SB2KM1KM2KM2KM1按SB1→KM1得电→KM1常开触头闭合→M运转误按SB2→KM2得电KM1KM2若去掉互锁—KM1、KM2常闭触头，合Q，→KM2常开触头闭合→ABC则电源A、C线间短路M3~—熔断器FU烧毁！KM1一定要加互锁触头KM1KM25.2.2三相异步电动机的正、反转控制电路KM2SB1SB3FRQFRFUM3~~~SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1利用复合按钮SB1、SB2，可以实现：正转反转直接转换,不必再按SB3。KM1KM2的电气互锁必不可少！工作更可靠！5.2.3行程控制电路KM2SB1SB3KRQKRFU~~SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1KM2L1L2L2L1SQ2SQ2SQ1设KM1得电M正转,工作台左移;KM2得电M反转,工作台右移;M3~工作台右移左移5.2.3行程控制电路SB1KRSB2KM1KM2KM1L1L2SQ2左移按SB1→KM1线圈得电→KM1触头动作→M正转→工作台左移工作原理合Q→直至压住行程开关SQ2：常闭触头断开—KM1线圈失电,M停转;常开触头闭合—KM2线圈得电,M自行起动反转—工作台返