《電氣控制原理》課件

《電氣控制原理》課程導(dǎo)入電氣控制原理是電氣工程領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)課程。本課程將深入探討電氣控制系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用。電氣控制系統(tǒng)概述控制對象控制對象包括各種類型的電機、閥門、加熱器等，它們是電氣控制系統(tǒng)需要控制的設(shè)備或過程?？刂颇繕丝刂颇繕耸峭ㄟ^對控制對象的控制，使其按照預(yù)定的要求運行，例如，使電機轉(zhuǎn)動、使閥門開關(guān)、使溫度達到設(shè)定值等。控制信號控制信號是用來傳遞控制命令的信息，例如，電壓、電流、頻率、數(shù)字信號等?？刂圃刂圃怯脕斫邮?、處理、放大和輸出控制信號的元件，例如，繼電器、接觸器、控制器、傳感器等。電磁繼電器原理1工作原理電磁繼電器是一種電控開關(guān)，利用電磁力的作用來控制電路的通斷。2結(jié)構(gòu)電磁繼電器主要由電磁鐵、銜鐵、觸點組和鐵芯構(gòu)成。3工作過程當控制電路通電時，電磁鐵產(chǎn)生磁場，吸引銜鐵，使觸點閉合，從而接通被控電路。繼電器典型應(yīng)用電路控制電路繼電器用于控制電路，例如，開關(guān)控制燈泡，繼電器控制電磁閥等。電機控制電路繼電器用于控制電動機，例如，控制電動機的啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等。安全控制電路繼電器用于安全控制，例如，過流保護、過壓保護、短路保護等。自動控制電路繼電器用于實現(xiàn)自動控制，例如，自動控制水位、溫度、壓力等。電磁接觸器工作原理電磁接觸器是一種利用電磁原理控制電路通斷的電器。1線圈通電產(chǎn)生磁場2銜鐵吸合閉合主觸點3控制電路斷開銜鐵復(fù)位4主觸點斷開電路斷開電磁接觸器典型應(yīng)用電路電磁接觸器在各種電氣控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，常見應(yīng)用包括電機控制、照明控制、加熱控制等。電機控制電路中，電磁接觸器用于控制電動機的啟動、停止和轉(zhuǎn)向，并可實現(xiàn)多種控制功能，例如過載保護、短路保護等。照明控制電路中，電磁接觸器用于控制多個照明燈具的通斷，并可實現(xiàn)延時控制、自動控制等功能。加熱控制電路中，電磁接觸器用于控制加熱設(shè)備的通斷，并可實現(xiàn)溫度控制、功率調(diào)節(jié)等功能。熱繼電器原理及應(yīng)用熱繼電器原理熱繼電器是利用電流產(chǎn)生的熱量來控制電路的元件。當電流超過額定值時，熱元件溫度升高，最終觸點斷開，切斷電路。熱繼電器結(jié)構(gòu)熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片、觸點和外殼組成。熱元件一般采用電阻絲，通過電流產(chǎn)生的熱量加熱雙金屬片。熱繼電器應(yīng)用熱繼電器主要用于電動機過載保護。當電動機過載時，熱繼電器會斷開電路，防止電機過熱燒毀。熱繼電器類型熱繼電器有多種類型，如單相熱繼電器、三相熱繼電器等。不同的類型適用于不同的應(yīng)用場景。自保持電路及其特點電路特點自保持電路通常使用繼電器或其他電子開關(guān)來實現(xiàn)。通過利用反饋機制，電路可以保持自身的開啟或關(guān)閉狀態(tài)，無需持續(xù)的外部控制信號。應(yīng)用優(yōu)勢自保持電路可用于多種應(yīng)用場景，例如自動控制、安全系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等。其優(yōu)勢在于能夠簡化控制邏輯，提高系統(tǒng)可靠性，減少能耗。實現(xiàn)原理自保持電路的基本原理是利用反饋信號來控制開關(guān)。當開關(guān)被打開時，反饋信號會維持開關(guān)的打開狀態(tài)，即使外部控制信號消失，開關(guān)也不會關(guān)閉。自保持電路的設(shè)計技巧11.觸點選擇自保持電路需要使用常開觸點，確保電路通斷切換的可靠性.22.輔助繼電器輔助繼電器用來控制執(zhí)行機構(gòu)，并保持電路接通狀態(tài).33.信號反饋反饋信號確保電路正常運行，并及時反映異常情況.44.安全保護添加安全保護措施，例如緊急停止按鈕，防止意外事故發(fā)生.控制按鈕的作用及接線控制按鈕的作用控制按鈕用于控制電路的通斷，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的啟動、停止、運行狀態(tài)的切換等操作。按鈕按功能可分為啟動按鈕、停止按鈕、方向按鈕等?？刂瓢粹o的接線按鈕通常接在控制電路中，與接觸器或繼電器線圈連接，控制其通斷。接線時需注意按鈕的類型、觸點形式以及接線方法，確保安全可靠。指示燈的作用及接線指示燈的作用指示燈是電氣控制系統(tǒng)中重要的組成部分，用于指示電路或設(shè)備的運行狀態(tài)。例如，指示燈可以用來指示電源是否接通，電機是否啟動，以及設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)。指示燈的接線指示燈通常由燈泡和燈座組成，并通過導(dǎo)線連接到電路中。指示燈的接線方式取決于其工作原理和控制方式，可以采用串聯(lián)接線或并聯(lián)接線方式?；ユi電路及其應(yīng)用互鎖電路是一種重要的安全保護措施，它可以防止多個執(zhí)行機構(gòu)同時動作，避免發(fā)生事故。1工作原理互鎖電路通常使用接觸器或繼電器來實現(xiàn)，通過相互連接的觸點，控制多個執(zhí)行機構(gòu)的順序啟動和停止。2應(yīng)用場景互鎖電路廣泛應(yīng)用于電梯、起重機、機械加工等設(shè)備中，確保設(shè)備安全可靠地運行。3設(shè)計要點設(shè)計互鎖電路時，要根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的繼電器或接觸器，并合理設(shè)置觸點連接關(guān)系?；ユi電路的設(shè)計需要考慮安全性、可靠性和操作簡便性等因素，確保電路能夠有效地防止設(shè)備發(fā)生故障或意外。順序電路及其應(yīng)用1順序電路的定義順序電路是指輸出信號不僅與當前輸入有關(guān)，還與電路過去狀態(tài)有關(guān)的電路。簡單來說，順序電路的輸出信號與時間有關(guān)，需要按照特定的順序進行操作。2順序電路的分類順序電路主要分為兩類：組合邏輯電路和時序邏輯電路。組合邏輯電路的輸出信號只取決于當前輸入信號，而時序邏輯電路則受過去狀態(tài)的影響。3順序電路的典型應(yīng)用順序電路在電氣控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，例如自動控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。常見的應(yīng)用場景包括自動售貨機、自動門、電梯控制系統(tǒng)等。倒相電路及其應(yīng)用倒相電路可以通過改變電機三相繞組的相序，實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)運行。廣泛應(yīng)用于機床、運輸?shù)阮I(lǐng)域，用于控制機器的運動方向。1基本原理通過改變?nèi)嗬@組的接線方式，改變電流方向，進而改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。2控制電路使用接觸器或繼電器控制三相電源的接線順序，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換。3應(yīng)用場景機床、運輸設(shè)備、起重機等需要正反轉(zhuǎn)控制的設(shè)備。延時電路的基本原理延時電路的定義延時電路是指在電路中引入一個時間延遲，以實現(xiàn)特定控制功能的電路。延時電路的類型延時電路主要分為時間繼電器延時電路和電子延時電路，它們通過不同的方式實現(xiàn)延時功能。延時電路的工作原理延時電路通過利用電容充放電時間或其他物理現(xiàn)象來實現(xiàn)時間延遲，達到控制目的。延時電路的應(yīng)用延時電路廣泛應(yīng)用于各種電氣控制系統(tǒng)中，例如啟動延時、停止延時、過載保護、安全控制等。延時繼電器的應(yīng)用時間控制延時繼電器可實現(xiàn)時間控制功能，例如延時啟動、延時停止、延時報警等。自動控制在自動控制系統(tǒng)中，延時繼電器可用于實現(xiàn)特定操作的延遲，例如在電機啟動時延時接通電源。安全控制延時繼電器還可用于安全控制，例如在緊急情況發(fā)生時，延時斷開電源。流程控制在一些自動化生產(chǎn)流程中，延時繼電器可用于控制步驟間的延時，以確保流程順利進行。程序控制電路基本原理1邏輯運算AND、OR、NOT2時序控制定時器、計數(shù)器3程序指令順序、循環(huán)、分支程序控制電路使用邏輯運算、時序控制和程序指令來實現(xiàn)復(fù)雜的操作。它能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的程序邏輯，控制電氣設(shè)備的啟動、停止、運行順序以及其他操作。程序控制電路典型應(yīng)用程序控制電路在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，例如工業(yè)機器人、自動化生產(chǎn)線等。通過程序控制，可以實現(xiàn)對設(shè)備的精確控制，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。軟啟動電路的作用及應(yīng)用1降低啟動電流電機啟動時，電流通常很大，容易對電網(wǎng)造成沖擊，影響其他設(shè)備的正常運行。2減少啟動時間軟啟動器通過控制電壓和電流的上升速度，使電機平穩(wěn)啟動，從而減少啟動時間。3延長電機壽命軟啟動器有效地降低了啟動時的沖擊載荷，延長了電機的使用壽命。4應(yīng)用場景軟啟動器廣泛應(yīng)用于大型電機、風(fēng)機、水泵等啟動電流較大的設(shè)備。軟啟動電路的設(shè)計方法選擇合適軟啟動器根據(jù)電機類型、功率和啟動電流等因素，選擇合適的軟啟動器。確定啟動時間啟動時間應(yīng)根據(jù)電機負載和運行要求確定，避免過快或過慢。調(diào)節(jié)電流限制通過調(diào)節(jié)電流限制，控制啟動電流，防止過電流損傷電機。設(shè)置運行參數(shù)根據(jù)實際情況，設(shè)置軟啟動器的運行參數(shù)，如啟動電壓、加速時間等。電動機正反轉(zhuǎn)電路分析電動機正反轉(zhuǎn)電路是常見的電氣控制電路，主要用于實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)功能。1電源輸入電路首先需要接入電源，提供電機運轉(zhuǎn)所需的能量。2控制按鈕控制按鈕用于控制電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，一般設(shè)有正轉(zhuǎn)按鈕和反轉(zhuǎn)按鈕。3接觸器接觸器用于控制電機的接通和斷開，根據(jù)控制按鈕的狀態(tài)選擇不同的接觸器閉合。4電動機電機通過接觸器接通電源，并根據(jù)控制按鈕的狀態(tài)進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。在正轉(zhuǎn)狀態(tài)下，正轉(zhuǎn)接觸器閉合，反轉(zhuǎn)接觸器斷開。反轉(zhuǎn)狀態(tài)下，反轉(zhuǎn)接觸器閉合，正轉(zhuǎn)接觸器斷開。電動機正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計正反轉(zhuǎn)電路是電氣控制系統(tǒng)中常見的電路類型，設(shè)計時應(yīng)考慮安全、可靠和高效的原則。1確定控制方式按鈕控制、PLC控制等。2選擇控制元件接觸器、繼電器、按鈕等。3繪制電路圖確定元件連接方式，保證安全可靠。4調(diào)試電路確保電路正常工作，滿足設(shè)計要求。調(diào)速電路的基本原理電壓調(diào)節(jié)通過改變電動機兩端電壓的大小，可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。頻率調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比。通過改變電源頻率，可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。勵磁電流調(diào)節(jié)對于直流電動機，改變勵磁電流的大小，可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。勵磁電流越大，轉(zhuǎn)速越低。脈沖寬度調(diào)制(PWM)PWM是一種常用的調(diào)速方法，通過改變脈沖寬度，可以控制電動機的平均電壓，從而改變轉(zhuǎn)速。電力電子器件在調(diào)速電路中的應(yīng)用晶閘管晶閘管可用于直流調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)無級調(diào)速。通過控制晶閘管導(dǎo)通角，改變輸出直流電壓，從而調(diào)節(jié)電機速度。MOSFETMOSFET可用于交流調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)高效調(diào)速。通過PWM控制MOSFET的導(dǎo)通時間，改變電機輸入電壓和電流，達到調(diào)速目的。IGBTIGBT集成了MOSFET和雙極型晶體管的優(yōu)點，具有高效率、低功耗、快速開關(guān)速度等特點，廣泛應(yīng)用于電機調(diào)速系統(tǒng)。傳感器信號的調(diào)理電路1信號放大傳感器信號通常較弱，需要放大以便于后續(xù)處理。2信號濾波去除噪聲和干擾，提高信號的純度。3信號轉(zhuǎn)換將傳感器信號轉(zhuǎn)換為適合控制器處理的信號。邏輯門電路及其應(yīng)用基本邏輯門邏輯門是數(shù)字電路的基本組成部分，包括與門、或門、非門等。它們通過輸入信號的組合產(chǎn)生特定的輸出信號。組合邏輯電路組合邏輯電路由多個邏輯門構(gòu)成，根據(jù)輸入信號的組合產(chǎn)生特定的輸出信號。它們可以實現(xiàn)各種邏輯功能，例如加法器、比較器等。應(yīng)用場景邏輯門電路廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，例如計算機、手機、電視機等，它們可以實現(xiàn)各種邏輯運算和控制功能。PLC在電氣控制中的應(yīng)用提高生產(chǎn)效率PLC可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。簡化控制系統(tǒng)PLC可以替代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，簡化控制系統(tǒng)的設(shè)計和維護。靈活的編程功能PLC支持多種編程語言，可以滿足不同應(yīng)用場景的需求。廣泛的應(yīng)用范圍PLC廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、樓宇自動化、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。PLC輸入輸出模塊的選擇輸入模塊PLC輸入模塊接收來自傳感器的信號，例如開關(guān)、按鈕、溫度傳感器等。數(shù)字量輸入模塊模擬量輸入模塊輸出模塊PLC輸出模塊將控制信號發(fā)送到執(zhí)行器，例如電機、電磁閥、加熱器等。數(shù)字量輸出模塊模擬量輸出模