工廠電器控制常用方法ppt課件

1、第1章 工廠電氣控制初步 1.1 工廠常用電器 1.2根本控制電路 1.3控制系統(tǒng)實例 本章主要內(nèi)容：l中心是掌握繼電器、接觸器、按鈕開關(guān)等常規(guī)控制電器的動作執(zhí)行特點，由此對普通繼電接觸控制電路進(jìn)展熟練分析和設(shè)計。l 工廠常用電器l 根本控制電路l控制系統(tǒng)實例前往本章首頁1.1 工廠常用電器 1.1.1工廠電器根本知識 1.1.2工廠常用電器 1.1.3電氣圖形 前往本章首頁1.1.1工廠電器根本知識 1. 分類1按適用的電壓范圍分類分為低壓電器和高壓電器。 2低壓電器按所控制的對象分類根據(jù)其控制的對象分為低壓配電電器和低壓控制電器。 3按所起作用分類根據(jù)電器所起的作用可分為控制電器和維護(hù)電器

2、。 4按動作性質(zhì)分類根據(jù)電器的動作性質(zhì)可分為自動控制電器和非自動控制電器。 2. 構(gòu)造及任務(wù)原理下面分別以控制按鈕和接觸器為例引見手動電器和自動電器的構(gòu)造和任務(wù)原理。1按鈕按鈕是手動控制電器的一種，用來發(fā)出信號和接通或斷開控制電路。圖1.1是按鈕的構(gòu)造表示圖和圖文符號，圖a中1、2是動斷常閉觸點，3，4是動合常開觸點，5是復(fù)位彈簧，6是按鈕帽。圖b為圖文符號。 a 構(gòu)造表示 b 圖文符號圖1.1 按鈕2接觸器l 構(gòu)造及任務(wù)原理接觸器是利用電磁吸力的原理任務(wù)的，主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。電磁機(jī)構(gòu)通常包括吸引線圈、鐵心和銜鐵三部分。圖1.2為接觸器的構(gòu)造表示圖與圖文符號，a圖中，1、2，3、4

3、是靜觸點，5、6是動觸點，7、8是吸引線圈，9、10分別是動、靜鐵心，11是彈簧。b圖中，1、2之間是常閉觸點，3、4之間是常開觸點，7、8之間是線圈。 a 構(gòu)造表示 b圖文符號圖1.2 接觸器電磁鐵特點 根據(jù)吸引線圈通電電流的性質(zhì)分類，電磁鐵分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。通常采用短路環(huán)來處理交流電磁鐵的振動問題。短路環(huán)的表示圖如圖1.3所示，其中1為短路環(huán)，2為鐵心。短路環(huán)起到磁通分相的作用，把極面上的交變磁通分成兩個交變磁通，并且使這兩個磁通之間產(chǎn)生相位差，那么它們所產(chǎn)生的吸力間也有一個相位差，這樣，兩部分吸力就不會同時到達(dá)零值，當(dāng)然合成后的吸力就不會有零值的時辰，假設(shè)使合成后的吸力在任一時

4、辰都大于彈簧拉力，就消除了振動。圖1.3短路環(huán) 滅弧 常用的滅弧方法有：拉長電弧、冷卻電弧和將電弧分段。對于電弧較弱的接觸器，只采用滅弧罩即可。電弧較強(qiáng)的接觸器，常采用滅弧柵熄弧。圖1.4是滅弧柵的機(jī)構(gòu)圖。圖中1是滅弧室，2和5分別為動、靜觸點，3 為金屬柵片，4為電弧。滅弧柵是數(shù)片鋼片制成的柵狀安裝，當(dāng)觸點斷開發(fā)生電弧時，電弧進(jìn)入柵片內(nèi)，被分割為數(shù)段，迅速熄滅。圖1.4滅弧柵前往本節(jié)1.1.2工廠常用電器 手動控制電器 任何設(shè)備都需求支配者給予一定的指令，才干完成規(guī)定的控制。手動控制電器是自動控制設(shè)備中不可短少的器件，常用的有刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)等。圖1.5是LW6型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

5、的圖形符號和觸點合斷表。圖形符號中有6 個回路，3個擋位連線下有黑點“的，表示這條電路是接通的。在觸點合斷表中用“表示被接通的電路，空格表示轉(zhuǎn)換開關(guān)在該位置時此路是斷開的。 圖1.5萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點號1234562. 自動控制電器1接觸器2中間繼電器 3時間繼電器 4熱繼電器 5速度繼電器 圖1.6為空氣阻尼式通電延時型時間繼電器的構(gòu)造表示圖和圖文符號。它是利用空氣阻尼的原理來獲得延時的。主要由電磁系統(tǒng)、氣室及觸點系統(tǒng)組成。任務(wù)原理：在圖1.6a中當(dāng)線圈11通電時，電磁力抑制彈簧14的反作用拉力而迅速將銜鐵向上吸合，銜鐵13帶動杠桿15立刻便1、2常閉觸點分?jǐn)啵?、4常開觸點閉合。 a 構(gòu)造表

6、示 b 圖文符號圖1.6空氣阻尼通電延時型時間繼電器熱繼電器的丈量元件通常采用雙金屬片，由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。自動層采用膨脹系數(shù)較高的鐵鎳鉻合金，被動層采用膨脹系數(shù)很小的鐵鎳合金。當(dāng)雙金屬片受熱后將向被動層方向彎曲，當(dāng)彎曲到一定程度時，經(jīng)過動作機(jī)構(gòu)使觸點動作。如圖1.7所示，a圖是熱繼電器的構(gòu)造中感受部分的表示圖，b圖為圖文符號。在圖1-7a中發(fā)熱元件2通電發(fā)熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推進(jìn)導(dǎo)板3向左推進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生一定的運動。電流越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動幅度也越大。當(dāng)電流大到一定程度時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生躍變，即觸點發(fā)生動作從而切斷主電路。 a 感受部分構(gòu)造表示 b 圖文符號圖1

7、.7熱繼電器速度繼電器用來感受轉(zhuǎn)速。它的感受部分主要包括轉(zhuǎn)子和定子兩大部分，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是觸頭系統(tǒng)。當(dāng)被控電機(jī)轉(zhuǎn)動時，帶動繼電器轉(zhuǎn)子以同樣速度旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子抑制外界反作用力轉(zhuǎn)動一定角度，轉(zhuǎn)速越高角度越大。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值時，速度繼電器的觸點發(fā)生動作，當(dāng)速度小于這一設(shè)定值時，觸點又復(fù)原。速度繼電器常用于電機(jī)的降壓起動和反接制動，其圖文符號如圖1.8所示。圖1.8速度繼電器圖文符號3. 維護(hù)電器維護(hù)電器包括熱繼電器、熔斷器、電磁脫扣器等。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的維護(hù)電器，它在控制電路中，用作電動機(jī)的過載維護(hù)，既能保證電動機(jī)不超越允許的過載，有可以最大限制地保證電動機(jī)的過載才干

8、。當(dāng)然，首先要保證電動機(jī)的正常起動。前往本節(jié)1.1.3電氣圖形 文字符號 2. 端子標(biāo)志 3. 電氣圖形 1. 文字符號 表1.1字母符號含義 2. 端子標(biāo)志 電氣圖中各電器的接線端子用規(guī)定的字母數(shù)字符號標(biāo)志。按國家規(guī)范GB402683規(guī)定：三相交流電源的引入線用L1、L2、L3、N、PE標(biāo)志。直流系統(tǒng)電源正、負(fù)極、中間線分別用L+、L與M標(biāo)志。三相動力電器的引出線分別按U、V、W順序標(biāo)志。 3. 電氣圖形 常用的電氣圖有系統(tǒng)圖、框圖、電路圖、位置圖和接線圖等。通常，系統(tǒng)圖用于描畫系統(tǒng)或成套安裝，如圖1.9所示?？驁D用于描畫分系統(tǒng)或設(shè)備。國家規(guī)范GB6988.386中，詳細(xì)規(guī)定了繪制系統(tǒng)圖和框

9、圖的方法，并論述了它的用途。圖1.9系統(tǒng)圖位置圖用來表示成套安裝、設(shè)備中各個工程位置的一種圖。例如，圖1.10為某工廠電器位置圖，圖中詳細(xì)地繪制出了電氣設(shè)備中每個電器元件的相對位置，圖中各電器元件的文字代號必需與相關(guān)電路圖中電器元件的代號一樣。圖1.10位置圖接線圖是電氣配備進(jìn)展施工配線、敷線和校線任務(wù)時所應(yīng)根據(jù)的圖樣之一。它必需符合電器配備的電路圖的要求，并明晰地表示出各個電器元件和配備的相對安裝與敷設(shè)位置，以及它們之間的電銜接關(guān)系。它是檢修和查找缺點時所需的技術(shù)文件，如圖1.11所示。在國家規(guī)范GB6988.586中詳細(xì)規(guī)定了編制接線圖的規(guī)那么。圖1.11接線圖前往本節(jié)1.2根本控制電路

10、1.2.1直接起動控制電路 1.2.2降壓起動 1.2.3數(shù)學(xué)輔助分析法 1.2.4電機(jī)的制動 1.2.5電機(jī)的調(diào)速 1.2.6順序控制 前往本章首頁1.2.1直接起動控制電路 單向旋轉(zhuǎn) 2. 可逆轉(zhuǎn)動 3. 點動控制 4. 自動往返運動 1.單向旋轉(zhuǎn) 三相籠型電動機(jī)單向旋轉(zhuǎn)可用開關(guān)或接觸器控制，圖1.12為接觸器控制電路。接觸器控制電路圖中，Q為開關(guān)，F(xiàn)U1、FU2為主電路與控制電路的熔斷器，KM為接觸器，KR為熱繼電器，SB1、SB2分別為起動按鈕與停頓按鈕，M為籠型感應(yīng)電動機(jī)。圖1.12單向旋轉(zhuǎn)其中的維護(hù)環(huán)節(jié)為：1短路維護(hù)。 2過載維護(hù)。 3欠壓維護(hù)。 2. 可逆轉(zhuǎn)動 在實踐消費中常需求

11、運動部件實現(xiàn)正反兩個方向的運動，這就要求拖動電動機(jī)能做正反兩方向的運轉(zhuǎn)。從電機(jī)原理可知，改動電動機(jī)三相電源相序即可改動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。電動機(jī)的常用可逆旋轉(zhuǎn)控制電路如圖1.13所示。圖1.13可逆旋轉(zhuǎn)3. 點動控制 消費過程中，不僅要求消費機(jī)械運動部件延續(xù)運動，還需求點動控制。圖1.14為電動機(jī)點動控制電路。圖中的控制電路既可實現(xiàn)點動控制，又可實現(xiàn)延續(xù)運轉(zhuǎn)。SB3為延續(xù)運轉(zhuǎn)的停頓按鈕，SB1為延續(xù)運轉(zhuǎn)起動按鈕，SB2為點動起動按鈕。 圖1.14點動控制電路4. 自動往返運動 在實踐消費中，經(jīng)常要求消費機(jī)械的運動部件能實現(xiàn)自動往返。由于有行程限制，所以常用行程開關(guān)做控制元件來控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。圖

12、1.15為電動機(jī)往返運轉(zhuǎn)的可逆旋轉(zhuǎn)控制電路。圖中KM1、KM2分別為電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器，SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)，SQ3、SQ4分別為正向、反向極限維護(hù)用限位開關(guān)。 前往本節(jié)圖1.15往返運轉(zhuǎn)1.2.2降壓起動 1. 自耦變壓器起動法圖1.16是采用自動控制自耦變壓器降壓起動的控制電路。是由交流接觸器、熱繼電器、時間繼電器、按鈕和自耦變壓器等元件組成。圖中KM1為正常運轉(zhuǎn)接觸器，KM2為降壓起動接觸器，KA為起動中間繼電器，KT為降壓起動時間繼電器。 圖1.16自耦變壓器降壓起動2. Y-D起動法凡是正常運轉(zhuǎn)時三相定子繞組接成三角形運轉(zhuǎn)的三相籠型感應(yīng)電動機(jī)，都可

13、采用Y-D降壓起動。起動時，定子繞組先接成Y結(jié)合，接入三相交流電源，起動電流下降到全壓起動時的1/3，對于Y系列電動機(jī)直接起動時起動電流為額定電流IN的5.57倍。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，將電動機(jī)定子繞組改成D結(jié)合，電動機(jī)進(jìn)入正常運轉(zhuǎn)。這種方法簡便、經(jīng)濟(jì)，可用在操作較頻繁的場所，但其起動轉(zhuǎn)矩只需全壓起動時的1/3，Y系列電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.42.2倍。圖1.17為用于13kW以上電動機(jī)的起動電路，由三個接觸器和一個時間繼電器構(gòu)成。圖1.17Y-D起動前往本節(jié)1.2.3數(shù)學(xué)輔助分析法 用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的根本運算 邏輯函數(shù)與繼電接觸控制線路圖 1. 用繼電接觸控制線路表示邏輯

14、代數(shù)的根本運算 1“與運算邏輯乘邏輯代數(shù)中運算符號“或“讀作“與?！芭c運算的真值表如表1.2所示。 表1.2與運算實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與門，它的邏輯符號如圖1.18a所示，圖1.18b顯示出了繼電控制線路中“與運算的實例，它表示觸點的串聯(lián)。假設(shè)規(guī)定觸點接通為“1，斷開為“0，線圈通電為“1，斷電為“0，那么可以寫出KMKA1KA2，只需觸點KA1、KA2均接通，接觸器線圈KM能通電。a邏輯符號 b控制線路實例圖1.18 邏輯“與2“或運算邏輯加邏輯代數(shù)中運算符號“+讀作“或?！盎蜻\算的真值表如表1.3所示。 表1.3或運算實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“或門，它的邏輯符號如圖1.19a所示，圖1.19

15、b顯示出了繼電控制線路中“或運算的實例，它表示觸點的并聯(lián)，可寫成KMKA1KA2，當(dāng)觸點KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通時，接觸器線圈都可通電。圖1.19 邏輯“或 a邏輯符號 b控制線路實例3“非運算邏輯非邏輯代數(shù)中“非運算的符號用變量上面的短橫線表示，讀作“非?！胺沁\算的真值表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的兩個對立面之間的關(guān)系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱為“非邏輯關(guān)系。表1.4 非運算實現(xiàn)邏輯“非的器件叫做“非門，它的邏輯符號如圖1.20a所示，圖1.20b示出了繼電控制線路中“非運算的實例，通常稱KA為原變量，為反變量，它們是一個變量的兩種方式，好像一個繼電器的一對常開、常

16、閉觸點，在向各自相補(bǔ)的形狀切換時同步動作。圖b中，觸點KA的取值與線圈KM的取值一樣，而KM1與繼電器的常閉觸點的取值一樣，所以，故實現(xiàn)了非運算。 a邏輯符號 b控制線路實例圖1.20 邏輯“非2. 邏輯函數(shù)與繼電接觸控制線路圖 1邏輯函數(shù) 2邏輯圖和繼電接觸控制線路圖 由繼電接觸控制線路圖寫出邏輯函數(shù) 由邏輯函數(shù)畫出繼電接觸控制線路 圖1.21a為一個最簡單的起-保-停線路，接觸器線圈是串接在由觸點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)上，然后與電源相接，是一個串聯(lián)電路。它的邏輯函數(shù)是：圖1.21b為圖a的反演電路，實現(xiàn)的邏輯功能完全一樣，接觸器線圈與觸點網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，所以圖b是并聯(lián)電路。圖中所接的電阻R是限流電阻，防止電

17、源短路。原理是經(jīng)過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)使線圈的兩端短接線圈不通電或不予短接線圈通電，來控制線圈。所以串聯(lián)電路是直接控制原理，并聯(lián)電路是旁路控制原理。 圖1.21 串聯(lián)和并聯(lián)繼電接觸控制線路前往本節(jié) a b1.2.4電機(jī)的制動 圖1.22為電動機(jī)單向旋轉(zhuǎn)電機(jī)反接制動控制電路。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時應(yīng)迅速切斷三相電源，否那么電動機(jī)將反向起動。為此采用速度繼電器來檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，并將速度繼電器調(diào)整在n130r/min時觸點動作，而當(dāng)n100r/min時，觸點復(fù)原。圖1.22中，KM1為反接制動接觸器，KM2為電動機(jī)單向旋轉(zhuǎn)接觸器， KV為速度繼電器，R為反接制動電阻。 圖1.22 反接制動前往本節(jié)1.2.5

18、電機(jī)的調(diào)速 圖1.23是D-YY反轉(zhuǎn)向方案變極調(diào)速電動機(jī)接線方法及控制電路。它是經(jīng)過改動定子繞組的半相繞組電流方向來實現(xiàn)變極的。將三相繞組的首尾端依次相接，構(gòu)成一個封鎖三角形，從首端引出線接電源，中間抽頭懸空著，構(gòu)成D結(jié)合。假設(shè)將三個首尾端相接構(gòu)成一個中性點N，而將各繞組中間抽頭接電源，構(gòu)成YY結(jié)合。使每相的兩個半相繞組并聯(lián)，從而使其中一個半相繞組電流方向反了，于是電動機(jī)極對數(shù)減小一半，即pD=2pYY。 圖1.23 電機(jī)變極調(diào)速(a)前往本節(jié)a電機(jī)接線方法b控制電路圖1.23 電機(jī)變極調(diào)速(b)1.2.6順序控制 順序控制是指以預(yù)先規(guī)定好的時間或條件為根據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動作次序，對控制過程各階段順序地進(jìn)展自動控制。圖1.24是順序控制原理圖，其中G1G4分別表示第一至第四程序的執(zhí)行電路，可根據(jù)每一程序的詳細(xì)要求設(shè)計，K1K4分別表示G1G4程序執(zhí)行完成時發(fā)出的控制信號，SB5、SB6分別為起動和停頓按鈕。圖1.24 順序控制原理圖前往本節(jié)1.3控制系統(tǒng)實例 1.3.1主軸和進(jìn)給電動機(jī)的控制 1.3.2 快速挪動 1.3.3任務(wù)臺或主軸箱與主軸機(jī)動進(jìn)給聯(lián)鎖 前往本章首頁下面以