機電一體化PPT2

1、2021-12-211第一篇 電器控制技術(shù)第一章：常用低壓控制電器第二章：電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)第三章：生產(chǎn)機械的電氣控制2021-12-212第二章:電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)1.電氣控制線路的繪制2.三相異步機的起動控制3.三相異步機的正反轉(zhuǎn)控制4.三相異步機的調(diào)速控制5.三相異步機的制動控制6.其他典型環(huán)節(jié)7.電氣控制線路的設(shè)計方法的總結(jié)2021-12-2131.1.1電氣控制線路的繪制定義： 由按鈕，開關(guān)，接觸器，繼電器等低壓電器所組成的控制線路電氣控制線路。常用符號常用符號： GB4728-1984電氣圖用圖形符號、GB6988-1987 電氣制圖、GB7159-1

2、987 電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則2021-12-2141.1.2 基本原則和表示方法基本原則： 分為主電路，控制電路； 圖形，符號，文字采用標(biāo)準(zhǔn)畫法； 按鈕，觸點按原始狀態(tài)畫出其觸點；電氣控制線路包括： 電氣原理圖、 安裝接線圖、 電器布置圖2021-12-2151.2.1電氣原理圖電氣原理圖是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點。原則： 主電路、控制電路分開；主電路、控制電路分開； 圖形、文字符號符合標(biāo)準(zhǔn)；圖形、文字符號符合標(biāo)準(zhǔn)；方法：軸坐標(biāo)標(biāo)注法，橫坐標(biāo)標(biāo)注法。2021-12-2161.2.1電氣原理圖2主電路：包括從電源到電動機的電路，是強

3、電流通過的部分，用粗線條畫在原用粗線條畫在原理圖的左邊理圖的左邊。控制電路：是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸點等組成，用細(xì)線用細(xì)線條畫在原理圖的右邊條畫在原理圖的右邊。返 回2021-12-2172.1三相異步電動機的起動控制不同型號、不同功率相不同負(fù)載的電動機往往有不同的起動方法，因而控制線路也不同。三相異步電動機一般有直接起動直接起動和減壓起動減壓起動（降壓起動）（降壓起動）兩種方法。選擇時考慮的因素： 電源容量，負(fù)載的特性， 電動機功率，控制成本， 運行成本，維修難易等。返 回2021-12-2182.1.1三相籠型電動機的 直接起動控制背景：

4、 在供電變壓器容量足夠大時，小容量籠型電動機可直接起動。特點： 直接起動的優(yōu)點是電氣設(shè)備少，線路簡單。缺點是起動電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動，干擾其它用電設(shè)備的正常工作。2021-12-2192.1.2采用刀開關(guān)直接起動控制適用于對象： 小容量，起動不頻繁的籠型電動機。動作描述及組成 特點：簡單，具有短路保護圖 例2021-12-21102.1.3采用接觸器直接點動控制點動控制： 按下按鈕，電動機運行； 松開按鈕，電動機停機，一般在調(diào)試時使用。動作描述及組成 特點：實現(xiàn)電動機短時轉(zhuǎn)動。圖 例2021-12-21112.1.4采用接觸器直接連續(xù)控制連續(xù)控制： 按下起動按鈕，電動機運行；松開起動按

5、鈕，電動機繼續(xù)運行；按下停機按鈕后，電動機才停止運行。動作描述及組成 特點：實現(xiàn)電動機長時轉(zhuǎn)動。圖 例2021-12-21122.1.4采用接觸器直接連續(xù)控制自鎖及保護自鎖（自保）電磁起動器保護環(huán)節(jié)： 過載，欠壓保護，斷路保護。圖 例2021-12-21132.1.5采用接觸器直接復(fù)合控制點動的作用長動（連續(xù)）的作用點動及長動（連續(xù)）的復(fù)合控制電路。 圖 例返 回2021-12-21142.2三相籠型電動機的減壓起動控制直接起動的優(yōu)點及缺點：減壓起動的特點： 減壓起動可以減小起動電流，但也降低了起動轉(zhuǎn)矩，適用場合： 空載或輕載起動空載或輕載起動；2021-12-21152.2.1三相籠型電動機

6、減壓起動控制分類三相籠型電動機的減壓起動方法：定子繞組串電阻定子繞組串電阻( (或電抗器或電抗器) )起動起動、星星三角形減壓起動、三角形減壓起動、自耦變壓器減壓起動、自耦變壓器減壓起動、延邊三角形起動。延邊三角形起動。2021-12-21162.2.2定子繞組串電阻 (或電抗器)起動控制線路按時間原則實現(xiàn)控制。依靠時間繼電器延時動作來控制各電器元件的先后順序動作?？刂圃韴D：控制原理圖：特點： 耗能，需要較大容量的電阻柜等。耗能，需要較大容量的電阻柜等。 2021-12-21172.2.3星三角形減壓起動動作原理： 起動時定子繞組聯(lián)結(jié)為星型，起動完畢后改為三角型?？刂圃韴D：控制原理圖：特點

7、： 起動轉(zhuǎn)矩特性差，適合低壓輕載起動。起動轉(zhuǎn)矩特性差，適合低壓輕載起動。 2021-12-21182.2.4自耦變壓器減壓起動動作原理： 起動時定子串入自耦變壓器， 起動完畢后切除自耦變壓器?？刂圃韴D：控制原理圖：特點： 對電網(wǎng)的電流沖擊小，損耗低；用于大容量的對電網(wǎng)的電流沖擊小，損耗低；用于大容量的電動機。電動機。 2021-12-21192.2.5延邊三角形起動動作原理： 起動時定子聯(lián)結(jié)成延邊三角型，起動完畢接成三角型?？刂圃韴D：控制原理圖：特點： 起動轉(zhuǎn)矩大，定子繞組復(fù)雜。起動轉(zhuǎn)矩大，定子繞組復(fù)雜。總結(jié)：總結(jié)： 以上方法以上方法按時間原則按時間原則實現(xiàn)減壓起動，線路可靠，結(jié)實現(xiàn)減壓起

8、動，線路可靠，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。 2021-12-21202.3三相繞線轉(zhuǎn)子電動機的起動控制繞線式電動機與籠型電動機：在要求起動轉(zhuǎn)矩較大起動轉(zhuǎn)矩較大的場合，繞線式異步電動機得到廣泛的應(yīng)用。2021-12-21212.3.1三相繞線轉(zhuǎn)子電動機的起動控制分類常用的起動方法：轉(zhuǎn)子電路中串接電阻、轉(zhuǎn)子電路中串接頻敏變阻器。2021-12-21222.3.2轉(zhuǎn)子繞組串接 起動電阻控制原理： 起動時三相轉(zhuǎn)子串入起動電阻，起動的過起動時三相轉(zhuǎn)子串入起動電阻，起動的過程中程中按時間或按速度或按電流原則按時間或按速度或按電流原則，分相、，分相、分段切除電阻；起動結(jié)束后應(yīng)完全切除電阻。分段切除

9、電阻；起動結(jié)束后應(yīng)完全切除電阻。分類： 電阻被短接的方式有三相電阻不平衡三相電阻不平衡短接法短接法和三相電阻平衡三相電阻平衡短接法短接法。原理圖：模 擬2021-12-21232.3.2轉(zhuǎn)子繞組串接 起動電阻控制特點特點：按電流原則電流原則切除電阻 分段、不平衡切除的方法；能耗大。注意事項： 時間繼電器的作用 電流繼電器的作用 切除時電流的變化 切除時速度的變化及影響2021-12-21242.3.3轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動控制頻敏電阻的特點： 阻抗隨轉(zhuǎn)子電流的頻率的下降自動減小原理： f2=s*f1 R=f(f2) L=f(f2)原理圖原理圖： 返 回2021-12-21253.1三相異步

10、電動機的正反轉(zhuǎn)控制正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的原理： 改變供電電源相序改變供電電源相序帶來的問題： 短路短路解決辦法：解決辦法： 機械互鎖，電氣互鎖2021-12-21263.1.1 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制互鎖機械互鎖機械互鎖、電氣互鎖電氣互鎖、 前兩者復(fù)合前兩者復(fù)合主令電器互鎖主令電器互鎖 三者的復(fù)合三者的復(fù)合，返 回2021-12-21274.1三相異步電動機的調(diào)速控制1根據(jù)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：三相異步電動機的調(diào)速方法有： 改變電動機定子繞組的磁極對數(shù)p;改變電源頻率f1；改變轉(zhuǎn)差率s。2021-12-21284.1三相異步電動機的調(diào)速控制2改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速的方法：繞線轉(zhuǎn)子電動機在轉(zhuǎn)子電路串接電

11、阻調(diào)速； 繞線轉(zhuǎn)子電動機串級調(diào)速； 異步電動機交流調(diào)壓調(diào)速；電磁離合器調(diào)速。2021-12-21294.1.1三相籠型電動機的 變極對數(shù)調(diào)速控制三相籠型電動機采用改變磁極對數(shù)調(diào)速，改變定子極數(shù)時，轉(zhuǎn)子極數(shù)也同時改變?；\型轉(zhuǎn)子本身沒有固定的極數(shù)它的極數(shù)隨定子極數(shù)而定。改變定子繞組極對數(shù)的方法有： 1）裝有一套定子繞組，改變它的聯(lián)結(jié)方式； 2）定子槽里裝有兩套極對數(shù)不一樣的獨立繞組； 3）定子槽里裝有兩套極對數(shù)不一樣的獨立繞組，而 每套繞組本身又可以改變它的聯(lián)結(jié)方式。2021-12-21304.2繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制原理： 隨著轉(zhuǎn)子所串電阻的增加，電動機的轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)差率增大，使電動

12、機工作在不同的人為特性上，以獲得不同的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速的目的?？刂圃韴D控制原理圖：特點特點：2021-12-21314.3電磁調(diào)速異步電動機的控制原理： 電磁調(diào)速異步電動機由異步電動機、電磁離合器、控制裝置三部分組成，通過改變電磁離合器的勵磁電流實現(xiàn)調(diào)速。原理圖： 特點： 返 回圖 例2021-12-21325.1三相異步電動機的制動控制制動： 從動到靜或從高速到低速注意事項： 制動能力，制動時間，電流，負(fù)載要求等三相異步電動機的制動方法： 機械制動、電氣制動。2021-12-21335.1.1三相異步電動機的機械制動控制原理： 機械制動是利用機械裝置使電動機迅速停轉(zhuǎn)。方法： 常用的的機械裝置

13、是電磁抱閘。抱閘裝置由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成。分類： 斷電制動 通電制動2021-12-21345.1.2三相異步電動機的電氣制動控制原理及方法：反接制動、能耗制動、發(fā)電制動、電容制動。注意事項： 電流的限制，防止電動機反轉(zhuǎn)等。2021-12-21355.1.3三相異步電動機的反接制動控制反接制動原理： 利用改變電動機電源相序。使定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反。因而產(chǎn)生制動力矩的一種制動方法。原理圖：原理圖： 可逆的反接制動原理圖可逆的反接制動原理圖模 擬2021-12-21365.1.4三相異步電動機的能耗制動控制三相異步電動機能耗制動時，切斷定子繞組的交流電源后，在定子繞組任

14、意兩相通入直流電流，形成一固定磁場，與旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生制動力矩。注意：注意：制動結(jié)束后必須及時切除直流電源。2021-12-21375.1.5三相異步電動機的電容制動控制電容制動是在切斷三相異步電動機的交流電源后，在定子繞組上接入電容器，轉(zhuǎn)子內(nèi)剩磁切割定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，向電容器充電，充電電流在定子繞組中形成磁場，這磁場與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相反的制動力矩，使電動機迅速停轉(zhuǎn)。返 回2021-12-21386.1.1 其他典型控制環(huán)節(jié)1多地點控制：多地點控制：有些電氣設(shè)備，如大型機床、起重運輸機等，為了操作方便，常要求能在多個地點對同一臺電動機實現(xiàn)控制。這種控制

15、方法叫做多地點控制。多地點控制的接線原則接線原則是：起動按鈕應(yīng)并聯(lián)連接，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)連接。2021-12-21396.1.2 其他典型控制環(huán)節(jié)2多臺電動機先后順序工作的控制多臺電動機先后順序工作的控制 在生產(chǎn)實踐中，有時要求一個拖動系統(tǒng)中多臺電動機實現(xiàn)先后順序工作。例如機床中要求潤滑電動機起動后，主軸電動機才能起動。2021-12-21406.1.3 自動循環(huán)控制在機床電氣設(shè)備中，有些是通過工作臺自動往復(fù)循環(huán)工作的，例如龍門刨床的工作臺前進、后退。電動機的正、反轉(zhuǎn)是工作臺自動往復(fù)循環(huán)的基本環(huán)節(jié)。通常采用限位開關(guān)來實現(xiàn)生產(chǎn)機械運動的行程位置。返 回2021-12-21417.1電氣控制線路的設(shè)

16、計方法設(shè)計方法：經(jīng)驗設(shè)計法、邏輯設(shè)計法。2021-12-21427.1.1經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)機械的工藝要求和加工工程，利用各種典型的基本控制環(huán)節(jié)各種典型的基本控制環(huán)節(jié)，加以修修改、補充、完善改、補充、完善，最后得出最佳方案。若沒有典型的控制環(huán)節(jié)可采用，則按照生產(chǎn)機械的工藝要求逐步進行設(shè)計。2021-12-21437.1.1經(jīng)驗法注意問題1要保證控制線路工作的安全和可靠性線圈的連接電器觸點的連接盡量避免多觸點的串聯(lián)使用避免“競爭”2021-12-21447.1.1經(jīng)驗法注意問題2控制線路力求簡單盡量減少觸點的數(shù)目，盡量減少連接的導(dǎo)線的數(shù)目，盡量延長電器的使用壽命，減少通電時間。202

17、1-12-21457.1.1經(jīng)驗法注意問題3防止寄生電路具備必要的保護環(huán)節(jié)短路保護過流保護過載保護漏電保護2021-12-21467.1.2邏輯設(shè)計法邏輯設(shè)計法是利用邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)來設(shè)計電氣控制線路，同時也可以用于線路的簡化。電氣控制線路中的接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電和斷電、觸點的閉合和斷開看成是邏輯變量。線圈的通電狀態(tài)和觸點的閉合狀態(tài)設(shè)定為“1”態(tài)；線圈的斷電狀態(tài)和觸點的斷開狀態(tài)設(shè)定為“0”態(tài)。2021-12-21477.1.2邏輯設(shè)計法與、或、非返 回1234ABCD4321DCBAKA1KA2KM1KA1KA3KM2KA1KM3KM1KM2KM3KM4KM1=KA1 AND K

18、A2KM2=KA1 OR KA3KM3=NOT KA1KM4=KM1 AND KM2 AND KM32021-12-2148本章小結(jié)本章小結(jié)任何簡單的、復(fù)雜的電氣控制線路，都是按照一定的控制原則，由基本的控制環(huán)節(jié)組成的。掌握僅些甚本的控制原則和控制環(huán)節(jié)。是學(xué)習(xí)電器控制的基礎(chǔ)，特別是對生產(chǎn)機械整個電氣控制線路工作原理的分析與設(shè)計有很大的幫助。本章著重闡明組成電器控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)。返 回2021-12-2149B2-1:常用的圖形、文字符號例2021-12-2150圖圖231234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeADate:27-Apr-2005S

19、heet of File:E:教材電器與可編程控制器c1c11mytu.Ddb Drawn By:M3 L1L2L3U2U3U4U5V2V3V4V5W2W3W4W5QKFUKM1KM2FRSB1SB2SB3KM1KM2KM1 KM1 KM2 KM2 FRV3W3 001 002 003 004 005 006 007 0082021-12-2151圖圖25123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:27-Apr-2005Sheet of File:E:教材電器與可編程控制器c1c11mytu.Ddb Drawn By:M3 L1L2L3U2

20、V2V3W2W3QKFUU32021-12-2152圖圖26123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:27-Apr-2005Sheet of File:E:教材電器與可編程控制器c1c11mytu.Ddb Drawn By:M3 L1L2L3U2U5V2V3V5W2W3W5QKFUU3KMKMSB2021-12-2153圖圖271234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeADate:27-Apr-2005Sheet of File:E:教材電器與可編程控制器c1c11mytu.Ddb Drawn By:M

21、3 L1L2L3U2U3U4U5V2V3V4V5W2W3W4W5QKFUKM1FRSB1SB2KM1KM1 KM2 FRV3W3 001 002 003 004 005 0062021-12-2154圖圖28C1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeADate:27-Apr-2005Sheet of File:E:教材電器與可編程控制器c1c11mytu.Ddb Drawn By:M3 L1L2L3U2U3U4U5V2V3V4V5W2W3W4W5QKFUKM1FRSB1SB2SB3KM1KAKAKM2 KAFRV3W3 001 002 003 004 00

22、5 006 0072021-12-2155圖圖291234ABCD4321DCBAM3 L1L2L3U2U3U4U5V2V3V4V5W2W3W4W5QKFUKM1KM2FRSB1SB2KM1KM1 KM2V3W3 001 002 003 005 006RRRKTKTKM2KM2FR0100112021-12-2156圖圖2101234ABCD4321DCBAQKFU1FR1M3FU2FU3FR1SB1SB2KM1KM1KM2KT1KM3KT1KM2KM3KT1KM2KM1KM2KM3L1L2L32021-12-2157圖圖2111234ABCD4321DCBAQKFU1FR1FU2FU3FR1

23、SB1SB2KT1KT1KT1KM1KM2KT1KM2KM1TM3KM1L1L2L32021-12-2158圖圖2121234ABCD4321DCBAKM3KM2KM1FR1QKFU2FU3FR1SB1SB2KM1KT1KT1KM3KM2KT1KM1KM2KM3M3 L1L2L32021-12-2159圖圖2141234ABCD4321DCBAQK1KMFR1M3KM3KA3KA2KM2KM1KA1R1R2R3FR1SB1SB2KMKMKMKTKA1KA2KA3KM1KM2KM3KTFU1FU2L1L2L32021-12-2160圖圖2161234ABCD4321DCBAQK1KM1M3FR1

24、SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM3KT1KT1FU1FU2L1L2L3RFTAFRAA1AA2AA3SCSCSB3KM3KM2SSZZ2021-12-2161圖圖217A1234ABCD4321DCBAQKKM1KM2FR1M3M1SB1SB2KM1KM1FR1SB3KM2KM2L1 L2L3220VACN2021-12-2162圖圖217B1234ABCD4321DCBAQKKM1KM2FR1M3M1SB1SB2KM1KM1FR1SB3KM2KM2L1 L2L3220VACN2021-12-2163圖圖217BB1234ABCD4321DCBAQKKM1KM2FR1M3M1SB1SB

25、2KM1KM1FR1SB3KM2KM2L1 L2L3220VACNKM2KM12021-12-2164圖圖217BBB1234ABCD4321DCBAQKKM1KM2FR1M3M1SB1SB2KM1KM1FR1SB3KM2KM2L1 L2L3220VACNKM2KM12021-12-2165圖圖217BC1234ABCD4321DCBAQKKM1KM2FR1M3M1SB1SB2KM1SB3KM2L1 L2L3220VACNSB3SB2KM1FR1KM2KM2KM12021-12-2166圖圖217C1234ABCD4321DCBAQKKM1KM2FR1M3M1SB1SB2KM1KM1FR1SB

26、3KM2KM2L1 L2L3220VACNSB3SB22021-12-2167圖圖2191234ABCD4321DCBAKM3KM1KM2KM2SCSB1KM1KM2KM3KT1KT1QKKT1KM2KM1KT1KM3KM2220VAC2021-12-2168圖圖2201234ABCD4321DCBAKMM3795110123451 2 3 4 5KT反正KT1KT2KT3KT4KT5KT6KT7KT8KT9KT10KT11KT12SB1SB2KMKT11KT12KA1KA2KT10SQ1SQ2KM123456789112021-12-2169圖圖2231234ABCD4321DCBAKM1K

27、M2M3RKM1KM2M3R(a)(b)2021-12-2170圖圖2241234ABCD4321DCBA2KM1KM2M3RFR1QK1SB1SB2KM1KM2FR1KM1SB1KM2KM1KM2220ACVNL1 L2 L3KSnKS2021-12-2171圖圖2251234ABCD4321DCBAKM1KM2M3FR1QK1L1 L2 L3KSSB1KM2SB2KM1KM1FR1KM1SB3KM2KM2KA1SB1KA1KM1KM2KA1nKS-RnKS-F2021-12-2172圖圖2221234ABCD4321DCBAKM1M3FR1QK1L1 L2 L3SB1SB2KM1KM1FR1R負(fù)載V C20