电气控制线路

第二章电气控制线路电气控制：通过电气自动控制方式来控制生产过程。电气控制线路：把各种有触点的接触器、继电器以及按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式连接起来组成的控制线路。电路图较直观形象，装置结构简单，价格便宜，抗干扰能力强；通用性、灵活性差，可靠性差。特点：一、电气原理图构成分为主电路与辅助电路两个部分。主电路是电气控制线路中强电流通过的部分，是由电机以及与它相连接的电气元件如组合开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等组成的线路。辅助电路中通过的电流较小，包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路。控制电路是由按钮、继电器和接触器的吸引线圈和辅助触点等组成。信号电路是附加的，如果将它从辅助电路中分开，并不影响辅助电路工作的完整性。第一节绘图原则根据简单清晰的原则，原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的尺寸大小。二、绘制电气原理图的原则①所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。②主电路用粗实线绘制在图的左侧或上方，辅助电路用细实线绘制在图的右侧或下方。④在原理图中，同一电器的不同部分（线圈、触点）应根据便于阅读的原则安排在图中，为了表示是同一元件。要在电器的不同部分使用同一文字符号来标明。对于同类电器，必须在名称后或下标加上数字序号以区别，如KM1、KM2等。③无论是主电路还是辅助电路或其元件，均应按功能布置，各元件尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排列。⑤所有电器的可动部分均以自然状态（各种电器在没有通电和没有外力作用时的状态）画出。⑥原理图上应尽可能减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电的联系时，在导线的交点处画一个实心圆点。根据图面布置的需要，可以将图形符号旋转900、1800或450绘制。一般地，原理图的绘制要求层次分明，各电气元件以及它们的触点安排要合理，并保证电气控制线路运行可靠，节省连接导线，便于施工、维修。为了便于检索电气线路，方便阅读电气原理图，应将图面划分为若干区域，图区的编号一般写在图的下部。图的上方设有用途栏，用文字注明该栏对应电路或元件的功能，以利于理解原理图各部分的功能及全电路的工作原理。三、图面区域的划分电气原理图实例第二节基本控制环节一、点动、连续运转控制1、点动控制•控制要求：按下按钮电机起动，松开按钮电机停车。FU1FU2KMKMSBQSM3~UVW松开SB，KM线圈断电，主触点断开，电动机停止。合上QS，按下SB，KM线圈吸合，KM主触点闭合，电动机运转。2、连续运转控制•控制要求：按下起动按钮电机起动并连续运转，松开按钮电机工作不受影响；按下停车按钮电机停止转动。FRFRFU1FU2KMKMKMSB1SB2QSM3~UVW合上QS，按下SB1，KM线圈吸合，KM主触点闭合，电动机起动。同时KM辅助常开触点闭合，电机连续运转。按下SB2，KM线圈断电，主触点、辅助触点断开，电动机停止。FRFRFU1FU2KMKMKMSB1SB2QSM3~UVW特点：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电----自锁。自锁环节有对命令的“记忆”功能。线路保护环节：a、短路保护b、过载保护c、欠压保护d、失压保护3、既能点动又能连续运转的控制FRFU2KMSB1SB2FRFU2KASB1SB2KAKMKASB3KMSB3如果接触器断电后,衔铁释放时间拖长并超过点动按钮SB3的复位时间,后果怎样。二、正反转控制控制要求：实现正、反转的连续运转控制。FRFU2KM1KM1SB1SB3SB2FRFU1QSM3~UVWKM1KM2KM2KM2•缺点KM1SB3FU2SB1SB2KM2FRFU1QSM3~UVWKM1KM2KM1KM2FRKM1KM2解决：加互锁。----在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用称为互锁（联锁）。•缺点KM1FRFU1QSM3~UVWKM1KM2SB3FU2SB1SB2KM2KM1KM2FRKM1KM2解决：加按钮互锁（双联锁）。•当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的常闭触点。•当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的常闭触点。控制规律讨论1有问题吗？正反转控制接线要点是什么？电机的正反转控制主电路KMRM3~ABCKMFFUQSFR讨论2A'B'设接触器线圈电压为380V，如何引出控制电路电源线？A'B'A'B'A'B'电机的正反转控制主电路KMRM3~ABCKMFFUQSFR三、顺序控制控制要求：两台电动机M1、M2，M1先起动后M2才能起动；按下停止按钮，两台电动机同时停车。FR1FU1QSM13~UVWKM1KM2FR2M23~KM1SB3FU2FR1SB1KM1解决：KM2SB2KM2FR2KM2FR2M23~FR1FU1QSM13~UVWKM1KM1FU2SB3SB2FR1SB1KM1KM2KM2FR2控制要求：两台电动机M1、M2，M1先起动后M2才能起动；按下停止按钮，两台电动机同时停车，M2能单独停车。KM2两台电动机M1、M2，M1先起动后M2才能起动；按下停止按钮，M2先停车后M1才能停车。•当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工作时，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常开触点。•当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触器线圈断电，则将乙接触器的常开触点并联在甲接触器的停止按钮两端。控制规律控制特点：以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制。现有四个程序电路需要依次的执行这种先后顺序关系称为联锁。SB5SB6KM5KM1KM2G1KM1K1KM1KM2KM3G2KM2K2KM2KM3KM4G3KM3K3KM3KM4KM5G4KM4K4KM4KM5KM5G1～G4分别表示第一至第四程序的执行电路。K1～K4分别表示G1～G4程序执行完成时发出的控制信号。SB5、SB6分别为起动和停止按钮。四、多地（点）控制控制要求：无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行。SB2FRFU2KMSB1SB3KM两地起动FU2FRKMSB1SB2KM两地停车SB3控制规律多地控制电路需设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置。起动按钮的常开触点要并联，停止按钮的常闭触点要串联。五、多条件控制控制要求：电机（电路）的起动与停止控制需要多个条件。多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止。按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联。控制规律小结1.自锁——接触器常开触点与按钮常开触点相并联。2.互锁——两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中。3.点动——无自锁环节。4.多地——按钮的常开触点并联、常闭触点串联。5.多条件——按钮的常开触点串联、常闭触点并联。讨论FRFRFU1FU2KMKMKMSB1SB2QSM3~UVW电路中产生以下故障可能的原因有哪些？1、起动时，按下起动按钮SB1电动机旋转，松开立即停车。2、起动不起来。3、接通电源引入开关QS，并按下起动按钮SB1后：a、接触器KM不动作。b、接触器KM动作，电动机不转动。c、电动机不转动，但有嗡嗡声及振动。d、接触器KM颤动，且噪声很大。第三节基本控制方法电气控制线路是为生产工艺所提出的各种各样的控制要求而服务的。生产工艺过程的变化将伴随一些物理量，电气控制就是要准确地测量和反映这些参数的变化并能根据这些参数的变化来实现自动控制。行程控制时间控制速度控制SQ1SQ2一、行程控制怎样实现工作台的自动往返运动FRFU1QSM3~UVWKM1KM2KM1SB3FU2SB1SB2KM2KM1KM2FRKM1KM2SQ2SQ1如何实现全行程往返控制如何实现超行程控制SQ2二、时间控制M3~KM△KMYKMYKM△KTKM△KTKMYKM△KTFRKMFRSB1SB2KMFUKMUVW怎样实现Y--△起动控制QFV2U2W2W1V1U1M3~KM△KMYKMYKM△KTKM△KTKMYKM△KTFRKMFRSB1SB2KMFUKMUVWQFV2U2W2W1V1U1工作过程：按SB1KM通电，自锁KMY通电KT通电Y接起动延时KMY常闭开，断开KM△KT常闭开，解除Y接KT常开闭KM△通电△接运行KM△常闭开，解除KTFU2SB1FRKM1SB2KM1KM2FU1FRQSM3~UVWKM1KM2KM2KM1KTKTKM2KM2能耗制动控制线路定时控制例一：＃1电机M1控制要求：＃2电机M2定时控制例二：顺序控制M1起动后，M2延时5s自行起动；M2可单独停车。SB2KM1KTKM2延时KM2M1起动KTM2起动控制电路KM2KM2KTFRKM1SB1SB2KM1KM2KTFRKM2KM1FRFU1QSM3~UVWKM1FU2KM2RKSKM2nKS单向反接制动控制线路三、速度控制怎样实现反接制动控制SB2KM1KM1KM2SB1双向反接制动控制线路a)三角形连接b)双星形连接②短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或缩短使用寿命。第四节电气控制线路中的保护电气系统故障可能引起的严重后果：①短路电流通过短路点燃起电弧，致使电气设备烧坏甚至烧毁，严重时会引发火灾。③造成电网电压下降，波及其他用户和设备，使正常工作和生产遭到破坏甚至使事故扩大，造成整个配电系统瘫痪。④最常见的不正常工作情况是过负荷。长时间过负荷会使载流设备和绝缘的温度升高，而使绝缘加速老化或设备遭受损坏，甚至引起故障。将保护电器检测的信号，经过变换或放大后去控制被保护对象，当电流达到整定值时保护电器动作。一、电流型保护电流型保护的基本原理：绝缘损坏、负载短接、接线错误等故障。1、短路保护a、发生短路的原因：b、保护的常用方法：采用熔断器、自动空气开关。短路保护要求具有瞬动特性。过电流保护是区别于短路保护的另一种电流型保护，一般采用过电流继电器，过电流继电器的特点是动作电流值比短路保护的电流值小，一般不超过2.5Ie。2、过电流保护过电流保护也要求有瞬动保护特性，即只要过电流值达到整定值，保护电器立即切断电源。过载也是指电动机运行电流大于其额定电流，但超过额定电流的倍数更小些。通常在1.5Ie以内。3、过载保护过载保护是采用热继电器FR与接触器KM配合动作的方法完成保护的。过载保护要求保护电器具有反时限特性。断相保护通常采用专门为断相运行而设计的断相保护热继电器。4、断相保护5、欠电流保护欠电流保护是指被控制电路电流低于整定值时动作的一种保护。通常用欠电流继电器来实现。二、电压型保护1、失压保护电机正常工作时因电源电压消失而停转，为防止电压恢复时电动机的自行启动或电气元件的自行投入工作而设置的保护。采用接触器及按钮控制、零压继电器。电动机或电气元件在正常运行中，电网电压降低到额定电压的60％～80％时，就要求能自动切除电源而停止工作，这种保护称为欠电压保护。2、欠电压保护b、电网电压降低到额定值的60％时，控制线路中的各类交流接触器、继电器既不释放又不能可靠吸合，处于抖动状态（有很大噪声），线圈电流增大，既不能可靠工作，又可能造成电气元件和电动机的烧毁。电网电压降低对控制线路的影响：a、在负载一定的情况下，电动机电流将增加；采用接触器及按钮控制，以及空气开关或专门的电磁式欠电压继电器与接触器配合来进行欠电压保护。3、过电压保护另外，直流电磁机构、电感量大的一类负载如电磁铁、电磁吸盘等，需设置相应的泄放回路（在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或二极管串电阻等形式）来进行过电压保护。采用专门的过电压继电器与接触器配合来进行过电压保护。一些生产机械的运动部件的行程和相对位置，往往要求限制在一定范围内，必须有适当的位置保护。三、其他保护1、位置保护可以采用行程开关、干簧继电器，也可以采用非接触式接近开关等电气元件。通常是将开关元件的常闭触点串联在接触器控制