電氣自動(dòng)控制技術(shù)ppt課件

.,1,第4章電氣自動(dòng)控制技術(shù),4.1低壓電器4.2三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路4.3三相異步電動(dòng)機(jī)常用控制系統(tǒng),.,2,4.1低壓電器,用來(lái)對(duì)電能的產(chǎn)生、輸送、分配與應(yīng)用起開(kāi)關(guān)、控制、保護(hù)與調(diào)節(jié)作用的電工設(shè)備稱為電器。低壓電器通常指工作在交流電壓1200V及以下電路中的電氣設(shè)備。習(xí)慣上3KV以上電路的電器統(tǒng)稱為高壓電器。,按作用分類(lèi)a)控制電器這類(lèi)電器，主要用于電力傳動(dòng)系統(tǒng)中。有啟動(dòng)器、接觸器、控制繼電器、控制器、主令電器、電阻器、變阻器、電壓調(diào)整器及電磁鐵等。b)配電電器這類(lèi)電器，主要用于低壓配電系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備中，有刀開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、熔斷器、斷路器等。,根據(jù)低壓電器它電氣線路中所處的地位和作用，通常按三種方式分類(lèi)：,.,3,4.1低壓電器,按動(dòng)作方式分類(lèi)a)手控電器這類(lèi)電器是指依靠人力直接操作來(lái)進(jìn)行切換等動(dòng)作的電器，如刀開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。b)自控電器這類(lèi)電器是指按本身參數(shù)(如電流、電壓、時(shí)間、速度等)的變化或外來(lái)信號(hào)而自動(dòng)進(jìn)行工作的電器，如各種形式的接觸器、繼電器等。按有、無(wú)觸點(diǎn)分類(lèi)a)有觸點(diǎn)電器前述各種電器都是有觸點(diǎn)的，由有觸點(diǎn)的電器組成的控制電路又稱為繼電接觸控制電路。b)無(wú)觸點(diǎn)電器用晶體管或晶閘管做成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、無(wú)觸點(diǎn)邏輯元件等屬于無(wú)觸點(diǎn)電器。,.,4,4.1.1刀開(kāi)關(guān)和熔斷器,1.刀開(kāi)關(guān),絕緣板,刀片,刀夾座,刀開(kāi)關(guān)主要作為隔離開(kāi)關(guān)使用，合閘時(shí)先合上閘刀開(kāi)關(guān)，再合上控制負(fù)載；斷電時(shí)次序相反。但不能用它切斷負(fù)載。,刀開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu),刀開(kāi)關(guān)符號(hào),.,5,2.熔斷器,熔斷器又稱保險(xiǎn)絲，是一種簡(jiǎn)便有效的短路保護(hù)電器，串聯(lián)在保護(hù)電路中。熔體一般是熔點(diǎn)較低的鉛錫合金絲或片，也可由銅絲構(gòu)成。,有填料封閉管式刀形觸頭熔斷器,螺旋式熔斷器,保險(xiǎn)絲熔斷器,熔斷器符號(hào),.,6,2.熔斷器,熔斷器熔體熔斷所需時(shí)間與通入電流的大小有關(guān)，稱為熔斷器的保護(hù)特性（或安秒特性）。,熔斷器額定電流值的選擇,(1)對(duì)于不出現(xiàn)啟動(dòng)電流的負(fù)載，如電燈、電爐等電阻性負(fù)載，熔體額定電流IN可等于或稍大于負(fù)載的額定電流IL。,(2)空載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī),熔斷器的保護(hù)特性,.,7,2.熔斷器,熔斷器額定電流值的選擇,(3)頻繁啟動(dòng)或帶載啟動(dòng)的電機(jī),(4)幾臺(tái)電機(jī)合用的熔體,IN(1.52.5)*IN容量最大的電動(dòng)機(jī)+IN其余電動(dòng)機(jī),.,8,4.1.2自動(dòng)空氣斷路器,可實(shí)現(xiàn)短路、過(guò)載、失壓保護(hù)。,鎖鉤,主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合,銜鐵釋放,自動(dòng)空氣斷路器原理圖,連桿裝置,釋放彈簧,M3,彈簧,彈簧,.,9,4.1.3主令電器,1.按鈕,主令電器是用于閉合、斷開(kāi)控制線路的電器設(shè)備，用于發(fā)布指令或用于程序控制。,按鈕帽,復(fù)位彈簧,常閉觸頭,常閉按鈕(停止按鈕),常開(kāi)按鈕(啟動(dòng)按鈕),復(fù)合按鈕,外形圖,結(jié)構(gòu),符號(hào),常開(kāi)觸頭,.,11,4.1.3主令電器,2.行程開(kāi)關(guān),結(jié)構(gòu)示意圖,行程開(kāi)關(guān)主要將機(jī)械位移變成電信號(hào)。可用于自動(dòng)切換、限位保護(hù)、行程控制等。,.,12,4.1.3主令電器,3.組合開(kāi)關(guān),組合開(kāi)關(guān)外形接線圖符號(hào),.,13,4.1.4接觸器,1.接觸器的結(jié)構(gòu)與工作原理,用于頻繁地接通和斷開(kāi)交、直流電路及大容量控制電路的開(kāi)關(guān)電器。,線圈,輔助觸點(diǎn),鐵心,銜鐵,電源,主觸點(diǎn),常閉,常開(kāi),彈簧,.,14,4.1.4接觸器,1.接觸器的結(jié)構(gòu)與工作原理,符號(hào),用于主電路流過(guò)的大電流(需加滅弧裝置),用于控制電路流過(guò)的小電流(無(wú)需加滅弧裝置),屬于同一器件的線圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示,.,15,2.接觸器的主要技術(shù)參數(shù),4.1.4接觸器,額定工作電壓、電流動(dòng)作值額定工作制操作頻率接通和分?jǐn)嗄芰C(jī)械壽命和電壽命,交直流主電路用控制電器接通與分?jǐn)嗄芰Ψ诸?lèi),.,17,4.1.5控制繼電器,繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別：接觸器的主觸點(diǎn)可以通過(guò)大電流；繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過(guò)小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。,1.電壓繼電器及中間繼電器,當(dāng)作用于吸引線圈的電壓值達(dá)到規(guī)定值時(shí)才動(dòng)作。電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護(hù)。中間繼電器：觸頭數(shù)目較多，用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。,繼電器按動(dòng)作原理分類(lèi)如下：,.,18,2.電流繼電器,電流繼電器當(dāng)作用于吸引線圈的電流值達(dá)到規(guī)定值時(shí)才動(dòng)作?？捎糜谶^(guò)載或過(guò)載保護(hù)。,3.時(shí)間繼電器,時(shí)間繼電器自吸引線圈得到控制信號(hào)至觸頭動(dòng)作之間有一段延時(shí)。用于以時(shí)間為函數(shù)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程控制。,4.熱繼電器,通過(guò)受熱元件產(chǎn)生的機(jī)械形變推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作開(kāi)閉觸頭。用于過(guò)載保護(hù)。,繼電器按動(dòng)作原理分類(lèi)如下：,4.2三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,.,20,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,(a)結(jié)構(gòu)圖,FU2,.,21,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,FU1,KM,QS,NCBA,工作原理,FU2,啟動(dòng),合上開(kāi)關(guān)QS,KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。,按下啟動(dòng)按鈕SB2,KM線圈通電，,利用自身輔助觸點(diǎn)，維持線圈通電的作用稱自鎖,.,22,NCBA,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,工作原理,停止,FU1,KM,QS,FU2,.,23,在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實(shí)際位置，突出的是電氣原理。,電器自動(dòng)控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：,1.按國(guó)家規(guī)定的電工圖形符號(hào)和文字符號(hào)畫(huà)圖。2.控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路)和控制電路(控制主電路狀態(tài))組成。3.屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸點(diǎn))按其功能和所接電路的不同分別畫(huà)在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號(hào)。4.所有電器的圖形符號(hào)均按無(wú)電壓、無(wú)外力作用下的正常狀態(tài)畫(huà)出，即按通電前的狀態(tài)繪制。5.與電路無(wú)關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫(huà)出。,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,.,24,分析和設(shè)計(jì)控制電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,（1）使控制電路簡(jiǎn)單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn)確可靠;,（2）盡可能避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器的控制電路;,（3）必須保證每個(gè)線圈的額定電壓，不能將兩個(gè)線圈串聯(lián)。,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,.,25,主電路,(1)電路原理圖,控制電路,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,.,26,(2)控制原理,4.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路,合上開(kāi)關(guān)Q,啟動(dòng),KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。,按下起動(dòng)按鈕SB2,KM線圈通電，,轉(zhuǎn)動(dòng),.,27,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,分析繼電器控制電路的工作時(shí)，可以通過(guò)了解繼電器、接觸器線圈的通、斷電規(guī)律進(jìn)行判斷。,1.基本邏輯關(guān)系式,1）與邏輯及其表達(dá)式與邏輯是指決定事件的各個(gè)條件全部具備后，事件才發(fā)生。,KM=SB1SB2,2）或邏輯及其表達(dá)式或邏輯是指決定事件的各個(gè)條件中有一個(gè)或一個(gè)以上具備后，事件才發(fā)生。,.,28,KM=SB1+SB2,3）非邏輯及其表達(dá)式或邏輯是指決定事件的條件出現(xiàn)時(shí)，事件不發(fā)生，條件不發(fā)生時(shí)，事件發(fā)生。,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,1.基本邏輯關(guān)系式,2）或邏輯及其表達(dá)式,電器SB觸頭不動(dòng)作時(shí)，線圈通電，說(shuō)明該觸頭是常閉觸頭。,.,29,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,2.繼電器控制電路的邏輯函數(shù)表示式,三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制原理圖,.,30,4.2.2繼電器控制電路的邏輯函數(shù)式,2.繼電器控制電路的邏輯函數(shù)表示式,實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)保持停止控制關(guān)系的方法不是唯一的。,停止優(yōu)先,啟動(dòng)優(yōu)先,.,31,4.2.3熱繼電器及電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù),1.熱繼電器的機(jī)構(gòu)與工作原理,工作原理：發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。,熱繼電器的結(jié)構(gòu)和符號(hào),.,32,4.2.3熱繼電器及電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù),2.電動(dòng)機(jī)用熱繼電器做過(guò)載保護(hù)的原理電路圖,.,33,4.3三相異步電動(dòng)機(jī)常用控制系統(tǒng),1.三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制,將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根線對(duì)調(diào)一下，即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,需要用兩個(gè)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根連線對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,4.3.1正反轉(zhuǎn)控制,在改變電機(jī)方向時(shí)，必須先停車(chē)，再開(kāi)轉(zhuǎn)向按鈕。SBF和SBR決不允許同時(shí)按下，否則造成電源兩相短路。,正轉(zhuǎn)主觸點(diǎn),KMF,KMR,FR,KMF,FU,.,QS,正轉(zhuǎn)接觸器,正轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)主觸點(diǎn),1.三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制,2.聯(lián)鎖控制,FU,KMR,KMF,KMF,KMR,FR,QS,KMF,聯(lián)鎖(互鎖),聯(lián)鎖(互鎖),在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工作的控制作用，稱為“聯(lián)鎖”。,利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。,SBR,KMR,KMR,FU,KMR,KMF,KMF,.,KMR,QS,KMF,這種依靠機(jī)械機(jī)構(gòu)保證兩個(gè)接觸器不能同時(shí)通電的方法稱為機(jī)械聯(lián)鎖（互鎖）,同時(shí)采用了機(jī)械連鎖和電器聯(lián)鎖,2.聯(lián)鎖控制,缺點(diǎn)：改變轉(zhuǎn)向時(shí)必須先按停止按鈕,.,37,4.3.2行程控制,1.限位控制,限位控制就是當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件到位后，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)將機(jī)械位移變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)控制電路使運(yùn)動(dòng)部件停止運(yùn)行。,.,38,2.往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制,.,39,2.往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制,.,40,4.3.3時(shí)間控制,1.時(shí)間繼電器,空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu),時(shí)間繼電器符號(hào),通電延時(shí)動(dòng)作觸頭,斷電延時(shí)動(dòng)作觸頭,線圈,.,41,4.3.3時(shí)間控制,1.時(shí)間繼電器,阻容式時(shí)間繼電器原理框圖,2.時(shí)間控制線路舉例,1）三相異步電動(dòng)機(jī)Y啟動(dòng)自動(dòng)控制,KM1接通電源KM2繞組Y聯(lián)接KM3繞組聯(lián)接,電源控制,Y轉(zhuǎn)換時(shí)間控制,Y聯(lián)接,聯(lián)接,2.時(shí)間控制線路舉例,1）三相異步電動(dòng)機(jī)Y啟動(dòng)自動(dòng)控制,啟動(dòng)過(guò)程：,按SB2,KM1、KT、KM2通電,KM3斷電,電動(dòng)機(jī)Y聯(lián)接啟動(dòng),通電,通電,通電,電源控制,Y轉(zhuǎn)換時(shí)間控制,Y聯(lián)接,聯(lián)接,通電延時(shí)斷開(kāi),通電延時(shí)閉合,經(jīng)預(yù)定延時(shí)時(shí)間,KT的延時(shí)常開(kāi)觸頭閉合、常閉觸頭斷開(kāi),KM2斷電,KM3通電,電動(dòng)機(jī)聯(lián)接運(yùn)行,斷電,通電,2.時(shí)間控制線路舉例,1）三相異步電動(dòng)