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文檔簡介

1、電氣控制線路中的基本控制原理論述    摘要:本文首先講述了電氣控制線路圖的繪制原則,然后分別介紹了電氣控制的基本線路、異步電動機的啟動、正反轉控制與異步電動機的制動控制等問題,最后通過實例進行了電氣控制線路的分析。 關鍵詞:電氣;控制線路;控制原理;注意問題 中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A文章編號: 一、電氣控制線路圖的繪制原則 電氣控制線路的表示方法有電氣原理圖、安裝接線圖和電氣布置圖三種。電氣控制線路圖是工程技術的通用語言,它將各電氣元件的連接用圖形來表達,各種電氣元件用不同的圖形符號表示,并用不同的文字符號來說明其所代表電氣元件的名稱、

2、用途、主要特征及編號等。 1. 電氣控制線路常用的圖形、文字符號 在電氣控制線路中,各種電器元件的圖形、文字符號必須符合國家的標準。國家標準局參照國際電工委員會 (1EC) 頒布的有關文件,制定了我國電氣設備有關國家標準,采用新的圖形和文字符號及回路標號。 2. 電氣控制線路的繪制原則 電氣原理圖是根據工作原理而繪制的,具有結構簡單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點。在各種生產機械的電氣控制中,無論在設計部門,還是在生產現場,都得到廣泛的應用。 二、電氣控制的基本線路 1. 互鎖控制和順序控制 互鎖控制是生產機械或自動生產線不同的運動部件之間相互聯系又相互制約的,又稱聯鎖控制?;ユi

3、可以起到順序控制的作用,稱為順序聯鎖控制。例如,磨床上要求先啟動潤滑油泵,然后才能啟動主軸電動機;龍門刨床在工作臺移動前,導軌潤滑油泵要先啟動;銑床的主軸旋轉后,工作臺方可移動等都是按順序聯鎖控制(可去掉)。順序聯鎖控制的原則如下:(1)要求甲接觸器動作后,乙接觸器方能工作,則需將甲接觸器的常開觸點串聯在乙接觸器的線圈電路中。(2)要求甲接觸器動作后,乙接觸器不能工作,則需將甲接觸器的常閉觸點串聯在乙接觸器的線圈電路中。 2. 多地點控制 有些電氣設備,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進行控制,這種控制方法叫做多地點控制。三地點控制線路即由一個啟動按鈕和

4、一個停止按鈕組成一組,把三組啟動、停止按鈕分別放置三地,即能實現三地點控制。多地點控制的接線原則:啟動按鈕應并聯連接,停止按鈕應串聯連接。 3. 自動循環(huán)控制 在電氣設備中,有些是通過工作臺自動往復循環(huán)工作的,如龍門刨床的工作臺前進、后退。而電動機的正、反轉是實現工作臺自動往復循環(huán)的基本環(huán)節(jié),要實現自動往復循環(huán),通常采用限位開關 (或行程開關),主要包括機械式限位開關與光電式限位開關。自動循環(huán)控制線路按照行程控制原則,利用生產機械運動的行程位置實現控制。一般的電氣控制線路時而簡單,時而復雜。但是,任何復雜的控制線路都是由一些比較簡單的基本環(huán)節(jié)按照需要組合而成的。只有通過基本環(huán)節(jié)、典型控制線路,

5、并由淺入深、由易到難地認識它,才能打下閱讀電氣控制線路的良好基礎,掌握好電氣控制線路的設計技能。 三、異步電動機的啟動和正反轉控制 1. 異步電動機的全壓啟動控制 在供電變壓器容量足夠大時,小容量異步電動機可直接啟動。直接啟動的優(yōu)點是電氣設備少,線路簡單;缺點是啟動電流大,引起供電系統電壓波動,干擾其他用電設備的正常工作。 2. 異步電動機的降壓啟動控制 異步電動機直接啟動控制線路簡單、經濟、操作方便。但對于容量較大的電動機來說,由于啟動功率大,會引起較大的電網壓降,所以必須采用減壓啟動的方法,以限制啟動電流。減壓啟動雖然可以減小啟動電流,但也降低了啟動轉矩。因此,此方法僅適用于空載或輕載啟動

6、。異步電動機的減壓啟動方法包括自耦變壓器減壓啟動和星三角形減壓啟動兩種:(1)星三角形減壓啟動控制,它的線路是按時間原則實現控制。啟動時將電動機定子繞組連接成星形,加在電動機每相繞組上的電壓為額定電壓的 1 3,從而減小了啟動電流;待啟動后按預先整定的時間把電動機換成三角形連接,使電動機在額定電壓下運行。該線路結構簡單,但缺點是啟動轉矩也相應下降為三角形連接的 l 3,轉矩特性差。因而本線路適用于電網電壓380V、額定電壓 660 380V、星三角形連接的電動機輕載啟動的場合。(2)自耦變壓器減壓啟動控制,它的線路在啟動時,電動機定子串人自耦變壓器,定子繞組得到的電壓為自耦變壓器的二次電壓;啟

7、動完畢,自耦變壓器被切除,額定電壓加于定子繞組,電動機以全電壓投入運行。該控制線路對電網的電流沖擊小,損耗功率也小,但是它的缺點在于價格較高,主要用于啟動較大容量的電動機。 以上介紹的啟動控制線路,均按時間原則采用時間繼電器來實現減壓啟動,這種控制方式線路工作可靠,受外界因素 ( 如負載、飛輪慣量以及電網波動 ) 的影響較小,結構比較簡單,因而被廣泛采用。 四、異步電動機的制動控制 異步電動機的制動方法可分為2類:機械制動和電氣制動。機械制動是利用機械裝置來強迫電機迅速停車,常用的機械裝置是電磁抱閘,由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成。而機械制動又可分為斷電制動和通電制動。制動時,將制動電磁鐵的線圈

8、切斷或接通電源,通過機械抱閘制動電動機。 1. 異步電動機的反接制動控制 反接制動是利用改變電動機的電源相序,使定子繞組產生相反方向的旋轉磁場,因而產生制動轉矩的一種制動方法。由于反接制動時,轉子與旋轉磁場的相對速度接近于2倍的同步轉速,所以定子繞組中流過的反接制動電流相當于全電壓直接啟動時電流的 2倍。因此反接制動的特點之一是制動迅速、效果好,但沖擊效應較大。為了減小沖擊電流,通常要求在電動機主電路中串接一定的電阻以限制反接制動電流,而反接制動電阻有 2 種接線方法:對稱與不對稱。 2. 異步電動機的能耗制動控制 異步電動機能耗制動時,切斷定子繞組的交流電源后,在定子繞組通入直流電流,形成固

9、定磁場,與旋轉的轉子中的感應電流相互作用產生制動力矩。制動結束必須及時切除直流電源。該控制線路制動效果好,但對于較大功率的電動機還要采用三相整流電路,故所需設備多、投資成本高。 五、電氣控制線路設計的實例解析 下面是一個設計簡單控制線路的例子。題目要求:按下按鈕SB,電動機M正轉;松開按鈕SB,電動機M反轉:1分鐘后電動機M自動停止,要求畫出其控制線路。 1.如圖1所示的控制圖。 圖一 對圖1中的線路,通過工作原理的分析,不難看出存在著較大的錯誤。主電路基本上沒有什么問題,主要問題存在于控制電路上。該圖雖然似乎能完成題目規(guī)定的條件,主電路能完成正反轉,符合題目要求,但其控制電路在按鈕還沒按之前就已經能開始反轉了,這樣就不符合題目要求。 這種題目應這樣分析:合上電源開關QS,按下按鈕SB時電動機M正轉,正轉通過交流接觸器KM1來控制;松開按鈕SB時電動機M反轉,反轉通過交流接觸器KM2來控制。在正轉與反轉的中間過程,應使用一個中間繼電器KA來作過渡作用,在正轉時中間繼電器KA的常開觸頭閉合為

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