电气控制与plc应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,常用低压电器,主要内容：,1,、低压电器的基本知识,2,、,开关电器,接触器,继电器,熔断器,主令电器,智能电器,第一节 低压电器的分类,一 电器,1,电器：,对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛,2,可编程序控制器（,PLC,）是计算机技术与继电器、接触器控制技术相结合的产物，其输入、输出与低压电器密切相关。,电器元件的分类,按工作电压等级分类,:,高压电器：,AC1200V,、,DC1500V,及以上电路中的电器。,低压电器：,AC1200V,、,DC1500V,以下电路中的电器。,按动作原理分类：,手动电器：,通过人的操作发出动作指令的电器。,自动电器：,产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。,按用途分类：,控制电器：,用于各种控制电路和控制系统的电器。,配电电器：,用于电能的输送和分配的电器。,主令电器：,用于自动控制系统中发送动作指令的电器。,保护电器：,用于保护电路及用电设备的电器。,执行电器：,用于完成某种动作或传送功能的电器。,第二节 电磁机构及执行机构,一、电磁式电器,1.,电磁机构,将电磁能转换为机械能并带动触头动作。,组成,原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气,隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。,铁芯,衔铁,线圈,交流,：硅钢片叠加,直流,：整块铸铁或铸钢,直动式,转动式,电压线圈,：并联在电路中，匝数多、导线细。,电流线圈,：串联在电路中，匝数少、导线粗。,交流线圈,：短而粗，有骨架。,直流线圈,：细而长，无骨架。,2.,短路环,减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。,3.,触头系统,通过触头的开合控制电路通、断。,类型,材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银,质材料制成,桥式触头,指形触头,.,速拉灭弧,.,冷却灭弧,.,吹磁式,.,灭弧栅式,.,窄缝灭弧,.,真空灭弧室灭弧,4,、灭弧装置,二、电磁式电器,3.,灭弧系统,电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于,10V,，电流超过,80mA,时，触头间会产生蓝色,的光柱，即电弧。,电弧的危害：,延长了切断故障的时间；,高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；,形成飞弧造成电源短路事故。,灭弧措施：吹弧、拉弧、,长弧割短弧,、多断口灭弧、,利用介质灭弧、改善触头表面材料。,机械寿命：是电器在无电流下能操作的次数。,电气寿命：是指按所定使用条件不需要修理或更换零件的负载操作次数。,4,、寿命,指示灯的颜色及含义,颜色,含义,解释,典型应用,红色,异常情况或报警,当出现危险或需要及时处理的情况用于报警,超温、短路故障,黄色,警示或警告,常量接近极限值划状态发生变化,温度值偏离、出现过载,绿色,准备好安全,设备预备启动，处于安全运转状态,正常运行,蓝色,特殊指示,上述几种颜色未包括的任一种功能,选择开关在指定位置,白色,一般信号,上述几种颜色未包括的其它功能,某种动作正常,5,、颜色,颜色,含义,典型应用,红色,发生危险的时候操作作用,急停按钮,停止、断开,设备的停止按钮,黄色,应急情况,开启按钮,绿色,启动,蓝色,上述几种颜色未包括的任一种功能,白色,黑色,灰色,其它的任一种功能,按钮的颜色及含义,序号,导线的颜色,标志电路,1,黑色,装置和设备的内部布线,2,棕色,直流电路的正极,3,红色,交流三相电路的,W,相，三极管的集电极,4,黄色,交流三相电路的,U,相，三极管的基极,5,绿色,交流三相电路的,V,相,6,蓝色,直流电路的负极，三极管的发射极,7,淡蓝色,三相交流电的零线或中性线，直流电路的接地线,8,黄绿,安全接地线,导线颜色的标志,第三节 接触器,电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种,低压自动控制电器,，用来频繁地,接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路,。,1-,主触点,2-,常闭辅助触点,3-,常开辅助触点,4-,动铁心,5-,线圈,6-,静铁心,7-,灭弧罩,8-,弹簧,电磁接触器结构示意图,电磁机构,：,将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作,.,触点：,接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。,灭弧装置：,熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。,其它：,包括,释放弹簧机构、支架与底座等。,动铁心（衔铁）,静铁心,电磁线圈,按,所控制电路,主触点,辅助触点,按原始状态,常开触点,常闭触点,灭弧罩,灭弧栅,磁吹灭弧装置,接触器根据电磁原理工作：,当,电磁线圈通电,后，线圈电流产生,磁场,，使,静铁心产生电磁吸力吸引衔铁,，并,带动触点动作,，使,常闭触点断开,，,常开触点闭合,，两者是联动的。当,线圈断电,时，,电磁力消失,，,衔铁,在释放弹簧的作用下,释放,，使,触点复原,，即,常开触点断开,，,常闭触点闭合,。,接触器分类及特点：,交流接触器：,线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。,交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。,铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。,线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。,铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈,振动和噪声。,灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。,直流接触器：,线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。,不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。,铁心用整块钢制成。,线圈制成长而薄的圆筒状。,250A,以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。,灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。,接触器主要技术参数：,线圈电压,主触点额定电流、额定电压,辅助触点额定电流、对数,接触器极数,接触器机械寿命、电寿命,CJ,20,/,交流 设计 额定电流 用,K,表示矿用 额定工作电压,(03,380V)TH(,湿热带产品,),接触器 序号,(AC3,，,380V),启动器的接触器,(06,660V,；,11,1140V),CZ,16,/,直流 设计 额定电流 常开主触点数 常闭主触点数,接触器 序号,交流接触器型号意义说明举例：,直流接触器型号意义说明举例：,选择接触器主要考虑的因素,：,接触器的使用类别应与负载性质相一致,控制交流负载应选用交流接触器,控制直流负载则选用直流接触器,主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压,主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流,接触器主触点的额完工作电流是在规定条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变,吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致,接触器在线圈额定电压,85,及以上时应能可靠地吸合,主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要,第四节 继电器,用于控制与保护电路中作信号转换用的电器,。具有输入电路（,感应元件,）和输出电路（,执行元件,），当,感应元件中的输入量,（如电流、电压、温度、压力等）,变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路,。继电器用于控制电路，流过触点的电流小，一般不需要灭弧装置。,继电特性曲线：,继电器的重要参数：,返回系数：,k,x,1,/,x,2,释放弹簧的松紧程度,铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄,吸合时间：,线圈接受电信号到衔铁完全吸台所需的时间,释放时间：,线圈失电到衔铁完全释放所需的时间,x,2,：继电器吸合值,x,1,：继电器释放值,常用继电器：,电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器,等。,作用：控制、放大、联锁、保护和调节,分类：,按用途分：控制和保护继电器,按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、,机械式,按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力,按动作时间分：瞬时、延时继电器,特点：额定电流不大于,5A,一、电流继电器,特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。,分类：过电流继电器、欠电流继电器,过流电流继电器,欠流电流继电器,一、电流继电器,欠电流继电器,KA,I,I,KA,KA,KA,主要技术指标：,动作电流,q,：使电流继电器开始动作所需的电流值；,返回电流,f,：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；,返回系数,f,：返回值与动作值之比，,f,f/,q,。,特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细,分类：过电压继电器和欠电压继电器,结构原理：与电流继电器类似,欠电压继电器,KA,U,U,KA,KA,KA,二、电压继电器,电压继电器：用,KV,表示,欠压线圈 过压线圈 常开 常闭,U,U,电压继电器的符号与结构,电压继电器,是一种用来实现触头延时接通或断开的控制电器。目前常用的时间继电器主要有空气阻尼式，晶体管式、电子式及直流电磁式几种。,时间继电器按延时动作方式分为通电延时和断电延时继电器。,时间继电器用,KT,表示,时间继电器,时间继电器符号,直流电磁时间继电器,作用是在电路中主要起信号的传递与转换。可以实现多路控制，并将小功率的控制信啊转换为大容量的触头动作，以驱动电气执行元件工作。还能控制小容量电动机的起动和停止。,中间继电器的符号用,KA,表示,线圈 常闭 常开,中间继电器的结构跟交流接触器基本一样，只是没有主触点，是开启式。,中间继电器的动作原理与接触器的原理相似。,中间继电器,中间继电器的型号定义,中间继电器,中间继电器,欠压继电器,是一种用来实现触头延时接通或断开的控制电器。目前常用的时间继电器主要有空气阻尼式，晶体管式、电子式及直流电磁式几种。,时间继电器按延时动作方式分为通电延时和断电延时继电器。,时间继电器用,KT,表示,时间继电器,时间继电器符号,直流电磁时间继电器,空气阻尼时间继电器,晶体管时间继电器,电子式时间继电器,.,又叫反接制动继电器，是用来反映电动机转速和转向变化的继电器。,.,种类有：,.JY1,型：,能在,3000r/min,以下可靠地工作。,.JFZ0,型：,有两对动合、动断触头，只用于辅助电路上，一般速度继电器转轴在,120r/min,左右即能动作，,100r/min,触头即能恢复正常位置，可通过螺钉的调节来改变继电器的动作转速。,.JFZ0-1,型适用于,300-1000r/min,.JFZ0-2,型适用于,1000-3600r/min,速度继电器,用,KS,表示,速度继电器的符号及定义,JY1,型号,低压电器的保护类电器,1,、保护类电器的含义,2,、保护类电器的种类、用途、分类及工作原理,保护类电器的含义,含义,低压保护电器主要是用于对线路和设备进行保护。电路中常见的故障如过载和短路，如不及时的切断回路，就会烧毁设备和线路，造成很大的损失。,保护类电器的种类、用途、分类及工作原理,熔断器,熔断器又叫保险丝，在低压电路中，当线路或电气设备发生过载或短路时，它能自动切断电路，主要作为短路保护之用。它的熔体串联在被保护的电路中。,符号 型号定义,按结构形式分类：半开启式,无填料闭管式,有填料管式,按分断电流能力分类：全范围分断能力,部分范围分断能力,按使用类别分类：一般用途的熔断器,保护电动机回路的熔断器,分类,RT0,型有填料式,RL,型,RM,型,RZ,复式型,是用来保护电器设备的过热过和反映被控制设备的发热状态作过载保护，是利用输入电流的热效应做出相应动作的继电器。,符号,：,主线路的热元件 常闭触点,热继电器,由两种不同膨胀系数的双金属作感应元件，串接在负载主电路内的线圈为发热元件，当电流过载时，发热元件使双金属片受热弯曲，使动静触点分离，从而切断了接触器线图电路，接触器释放而切断电路，起到过载保护作用。,型号定义,工作原理,.,发热元件,:,是阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。承受的电流大于或等于主电路上的电流。,.,双金属片,:,是由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成的，当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。,.,触点,:,接在辅助电路中。常开点一般起接通故障指示和报警电路中，常闭与各类继电器的线圈相串联，起切断故障时的电路电源。,.,传动机构,:,由推动杆和弹簧等组成。双金属片受热后弯曲变形后带动传动机构运动，使触点动作。,.,调整机构,:,调整工作电流的大小。,结构,发热元件,双金属片,扣板,触点,1,、按额定电流选择热继电器和热元件的型号。热元件的额定电流应大于或等于电动机的额定电流。,2,、按周围环境修正热继电器的整定电流。应按下式进行修正：,I=I,35,(95-t)/60,3,、根据热继电器特性曲线校验,4,、尽量采用带温度补偿。,热继电器的选用,热继电器,.,又叫空气开关或自动空气开关,.,作用是不但可以正常工作时频繁接通或断开电路，而且在电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动跳闸切断电路。,.,它用在,500V,以下的低压电系统中，作线路或单台电设备的控制、过载、短路、失压及欠压等，不宜频繁操作。,低压断路器,断装型,DZ,：是装置式自动空气断路器。优点是导电部分全部装于盒中。缺点是电弧游离气体不易排出。不易连续操作。,断万式,DW,：又叫万能式自动空气断路器。这是开启式的，体积比断装式大。保护式性能好。有延时机构，有可以调节电流的装置。,低压断路器,种类,符号用,QF,表示,低压断路器的图形符号,例如：,DZ-20Y-630,表示额定电流为,630A,，,DZ20,系列塑料外壳一般型断路器。,型号含义：,低压断路器结构原理,当电流超过一定值时，衔铁动作，将顶杆一端吸下，而另一端向下，撞开锁钩，当主触头在弹簧的作用下迅速断开，开关跳闸。,工作原理,DZ10,型,DW,型,第七节 主令电器,用来发布命令、改变控制系统工作状态的控制电器。可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制。,按钮开关结构示意图,按钮开关：,常态：,常闭（动断）触点闭合，,常开（动合）触点断开。,按下：,常闭（动断）触点断开，,常开（动合）触点闭合。,按钮开关颜色规定：,“,停止,”,和,“,急停,”,按钮必须是红色,。,“启动”按钮的颜色是绿色。,“点动”按钮必须是黑色。,“,启动,”,与,“,停止,”,交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。,“复位”按钮必须是蓝色,。,复位按钮兼有停止的作用时，则必须是红色。,1,、,2,常闭触点,3,、,4,常开触点,5,桥式触点,6,弹簧,7,按钮帽,行程开关：,用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短的控制电器。,机械结构的接触式有触点行程开关：,移动物体碰撞行程开关的操动头，使行程开关的常开触点接通和常闭触点分断。,行程开关分类：,外壳防护形式：,开启式、防护式、防尘式。,动作速度,：,瞬动、慢动（蠕动）,。,复位方式：,自动复位、非自动复位。,接线方式：,螺钉式、焊接式、插入式。,操作形式：,直杆式（柱塞式）、直杆滚轮式（滚轮柱塞式）、转臂式、,方向式、叉式、铰链杠杆式。,用途：,一般用途行程开关、起重设备用行程开关、微动开关。,接近开关：,电气结构的非接触式行程开关：,运动着的物体接近它到一定距离时，发出信号，从而进行相应的操作。,类型：,高频振荡型、霍尔效应型、电容型、超声波型等。,参数：,动作距离、重复精度、操作频率及复位行程等。,光电开关：,光电结构的非接触式行程开关：,运动着的物体接近它到一定距离时，通过光的发射和接收部件，发出信号，从而进行相应的操作。,根据光的发射和接收部件的安装位置和光的接收方式的不同，,分为,对射式,和,反射式,。,作用距离从,几厘米到几十米,不等。,作业,基本电气控制线路,第一节,电气图绘图原则,电气图：,用电气图形符号绘制的工程图，是电气工程领域中提供信息的最主要方式，提供的信息内容可以是功能、位置、设备制造及接线等。,电气图的命名：,根据其所表达信息的类型和表达方式确定，包括系统图与框图、电路图、接线图与接线表、功能表图、逻辑图、位置图等。,电气控制系统图：,根据国家电气制图标准规定的图形符号、文字符号以及规定的,画法，用工程图的形式，将电气设备及电气元件按照一定的控制要求连接，表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求等。,电气控制系统图内容及类型：,电路图（电气原理图）,电气接线图,电器元件布置图,电气图形符号：,符号要素,限定符号,一般符号,非电操作动作符号,电气文字符号：,基本文字符号,表示电气设备、装置和元器件的类型、特性等。,辅助文字符号,表示电气设备、装置和元器件的功能、状态和特征等。,图形符号组合示例,部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号,一般三极电源开关,低压断路器,常开触点 常闭触点 复合触点,限位开关,QK,QF,SQ,熔断器,常开 常闭 复合,按钮,FU,SB,线圈 主触点 常开辅助触,点 常闭辅助触点,接触器,KM,线圈 常开延时闭合触点 常闭延时打开触,点 常开延时打开触点 常闭延时闭合触点,时间继电器,KT,部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号,常开触点 常闭触点,速度继电器,热元件 常闭触点,热继电器,线圈 常开触点 常闭触点,中间继电器,KV,FR,KA,电磁铁,YA,线圈 常开触点 常闭触点,电压继电器,KU,线圈 常开触点 常闭触点,电流继电器,KI,信号灯,HL,直流电动机,M,变压器,三相,异步电动机,M,转换开关,SA,电气原理图：,根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式,绘制的电气图。,方法：,不按电器元件实际布置绘制，而是根据电器元件在电路中所起的作用画在不同的部位上。,作用：,用于分析研究系统的组成和工作原理，为寻找电气故障提供帮助，同时也是编制电气接线图的依据。,特点：,结构简单，层次分明。,主电路：,设备的驱动电路，包括从电源到用电设备的电路，,是强电流通过的部分。,控制电路：,由按钮、接触器和继电器的线圈、各种电器的,常开、常闭触点等组合构成的控制逻辑电路，,实现所需要的控制功能，是弱电流通过的部分。,信号指示电路,保护电路,主电路,用粗实线，控制电路和辅助的信号指示及保护电路用细实线。,水平布置：,电源线垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件（如接触器的线圈）画在电路的最右端。,垂直布置：,电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路的耗能元件画在电路的最下端。,电器元件不画出实际的外形图，采用电气图形符号和文字符号表示。,同一电器的各个部件可画在不同的地方，用相同的文字符号标注。,多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号加以区分。,电器元件的可动部分以非激励或不工作的状态和位置的形式表示：,继电器和接触器的线圈在非激励状态；,断路器和隔离开关在断开位置；,零位操作的手动控制开关在零位状态，,不带零位的手动控制开关在图中规定的位置；,机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态；,保护类元器件处在设备正常工作状态，特别情况加以说明。,元器件的数据和型号，用小号字体标注在电器元件符号的附近，需要标注的元器件的数量比较多时，可以采用设备表的形式统一给出。,电器元件布置图：,表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位置，是电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。,电气控制柜与操作台（箱）内部布置图,电气,控制柜与操作台（箱）面板布置图,控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出,电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实际的安装位置,电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用的代号一致,电气接线图：,表示电气设备或装置连接关系的简图，用于电气设备安装接线、电路检查、电路维修和故障处理。,根据电气原理图和电器元件布置图编制,与电气原理图和电器元件布置图配合使用,表示出电气设备和电器元件的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等情况,电路绘图,电气控制系统是由许多电气元件按一定的要求联接在一起的。是为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图的，同时也是为了便于电气系统的按装、调整、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件的联接用一定的图形表达出来，这种图就是电气控制系统图。,一、图形符号,用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。是由国家统一标准绘制的。,图形符号种类,符号要素：,它是具有确定意义的简单图形，必须同其它图形组合才构成一个设备或概念的完整符号。如常开常闭,一般符号：,用来表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号。,限定符号：,用于提供附加信息的一种加在其符号上的符号。,电气控制图的种类有电气原理图、电器布置图、电气按装接线图,数字符号 辅助符号 基本符号 数字符号,基本符号,是用于表明电工设备、电器元件的基本名称，如,C,、,J,、,M,、,T,表是接触器、继电器、电动机和变压器。,辅助符号,是用于标明电工设备、装置和元件发以及电路的功能、状态和特征的。如,RD,表示红色,首位数字符号,是用于区别同一图面上的许多相同的设备。,补充数字符号是,用于规定的基本文字符号和辅助文字符号不够用时，可按国家标准中文字符号组成规律和原则来补充的。,二、文字符号,1,、三相交流电源引入线采用,L1,、,L2,、,L3,标记,2,、电源开关之后的三相交流电源主电路分别按,U,、,V,、,W,顺序标记。,3,、分级三相交流电源主电路采用三相文字代号,1U,、,1V,、,1W,等。,三、主电路各接点标记,4,、各电动机分支路电路各接点的标记采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的各位数表示电动机的代号，十位数字表示该支路接点的代号，从上到下按数字大小顺序标记。如,U11M1,电动机的第一相的第一个接点，,U21,表示第一相的第二个接点。,5,、电动机绕组首端分别用,U,、,V,、,W,标记，尾端用,U,、,V,、,W,标记，双绕组的中点则用,U,、,V,、,W,标记。,6,、控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。标注方法按等电位原则进行，在垂直绘制的电路中，标号顺序一般由上而下编号。,1,、电气原理图,用规定的图形符号，按主电路与辅助电路相互分开交依据各电气元件动作顺序等原则所绘制的线路图叫原理接线图。,主电路：,是电气控制线路中强电流的部分，供电电压有,380V,或,220V,主要原件有电动机，刀开关、接触器的主触头、热继电器的热元件、或电热丝、电磁吸盘等。,辅助电路：,又叫控制电路，电路有控制电路、照明电路、信号电路等，供电电压有,380V,、,220V,、,127V,、,110V,、,36V,、,24V12V,、,6V,。主要电器元件有按钮开关、接触器的线圈、各类继电器的线圈、常开常闭辅助触点等。,四、电气控制系统图,区域,作用,电器原理图,元器件位置说明,KM,主触点所在的位置,辅助常开所在的位置,辅助常闭所在的位置,KA,左区域,右区域,常开的区域,常闭的区域,元器件位置说明,电器位置图详细地绘制出电气设备零件安装位置。,2,、电器位置图,用,规定的图形符号，按各电气元件相对位置绘制的实际接线图叫安装接线图。在此图中详细地标明导线及所穿管子的型号、规格等。,3,、电气安装接线图,基本电路,三相鼠笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用等优点，所以在生产上得到应用。它的控制线路大都是由继电器、接触器、按钮等有触点的电器组成。,控制方式,全压：,单向动转,点动控线路,正反转控制线路,单向运转,1,、主电路的组成,是由刀开关,QS,、熔断器,FR,、接触器,KM,的主触点、热继电器,FR,的热元件与电动机,M,构成主电路。,2,、控制电路,由起动按钮,SB2,、停止按钮,SB1,、接触器,KM,的线圈及辅助常开触头、热继电器,FR,的常闭触头和控制回路熔断器,FU2,构成。,起动,单向运转原理图,起动：,合上,QSFU1 1 FU2 2FR,热常闭,3 SB1,停止,4,按下,SB2,起动,5 KM,线圈,6 FU2 7,构成回路,KM,线圈得电主触点闭合,FR,热元件电动机运转,辅助常开闭合形成自锁,停止：,按下,SB1,停止，,KM,线圈断电，,KM,主触头断开,电机停止运转,3,、工作原理,短路保护：,是由熔断器,FU1,、,FU2,分别对主电路和辅助电路进行短路保护的。,过载保护：,当电动机处于长时间过载时，是由,FR,热继电器的热元件变曲变形后带动辅助常闭触点动作，切断交流接触器的线圈电路，使电动机停止运转。,欠压和失压保护：,当电源电压降低时，接触器的电磁铁吸力下降或消失，衔铁释放，主触头断开，电动机会停止运转。,4,、电路的保护环节,点动控线路,1,、主电路的组成,是由刀开关,QS,、熔断器,FR,、接触摸器,KM,的主触点、热继电器,FR,的热元件与电动机,M,构成主电路。,2,、控制电路,是由起动按钮,SB,接触器,KM,的线圈、控制回路熔断器,FU2,构成。,点动控制线路,起动：,合上,QSFU1 1 FU2,按下,SB KM,线圈,FU2 2,构成回路。,KM,主触点吸合，,M,电机运转。,停止：,放松,SB,，,KM,线圈断电，,KM,主触点,断开，电机停止,.,3,、工作原理,正反转控制电路,在生产加工过程中，要求电动机能够实现可逆运行。如机床工作台的前进后退、主轴的正反转、起重机的上升下降等。,通过电动机的工作原理可知，只要是改变电动机的三相电源的相序，就能改变电动机的运转方向。,互换电源的任意两相，就可实现反转。,接线图,正转,A,B,C,M,3,电 源,反转,M,3,电 源,A,B,C,方法,正反转控制电路,控制电路有几种,倒顺开关正反转控制电路：,适用于电动机容量为,5.5KW,以下的控制电路中。,按钮控制的正反转控制电路：,有控制互锁和接触器辅助触点互锁两种。适合于中小型电动机的控制电路中。,自动往返的正反转控制电路：,是利用行程开关来检测往返运动的相对位置，进而控制电动机的正反转来实现生产机械的往返运动。,倒顺开关正反转控制电路,正转起动：,合上,QS U11 FU2 1 FR,热常闭,2 SB1,停止,3,按下,SB2,正起动,4 SB3,反起常闭,5 KM2,反 常闭,6 KM1,线圈,0,构成回路,KM1,线圈得电,KM1,主触点闭合,FR,热元件电动机正转,KM1,常开闭合形成自锁,KM1,常闭断开形成互锁,正转停止：按下,SB3,常闭断开，切断,KM1,线圈电源，,KM1,主触点断开，电机停止正转。,按钮开关正反转控制电路原理图,反转起动：,合上,QS U11 FU2 1 FR,热常闭,2 SB1,停止,3,按下,SB3,反起动,7 SB2,正起常闭,8 KM1,正 常闭,9 KM2,线圈,0,构成回路,KM2,线圈得电,KM2,主触点闭合,FR,热元件电动机反转,KM2,常开闭合形成自锁,KM2,常闭断开形成互锁,反转停止：按下,SB3,常闭断开，切断,KM2,线圈电源，,KM2,主触点断开，电机停止反转。,按钮开关正反转控制电路原理图,正转,反转,构成回路,自锁,自锁,在自动化生产中，根据加工工艺的要求，加工过程按一定的程序（工步）进行自动循环工作。在组合机床和专用机床中常用采用这类方式工作。自动过程的进行需要有条件来完成。,左,右,电动机自动往返原理图,按下启动按钮,SB2,或,SB3,实现（正向或反向）启动，如按下正向启动按钮,SB2,后，接触器,KM1,得电并自锁，,M1,回路接通运转并带动工作台左行，一直到机械撞块压下行程开关,SQ1,使得正向回路断开，工作台停止左行。同时,SQ1,的常开触点闭合使,KM2,得电并自保，接通反向回路，电机反转带动工作台右行。当机械撞块压下行程开关,SQ2,使得反向回路断开，工作台停止右行。同时,SQ2,的常开触点闭合使,KM1,得电并自保，接通正向回路，电机正转带动工作台左行，依次往复实现自动循环。,设置位置极限开关,SQ3,、,SQ4,。,自动往返工作原理,对于,10kW,以上的异步电机，其很大的启动电流（额定电流的,5-7,倍）会对供电系统产生巨大的冲击，所以一般不直接全压启动，通常采用降压方式启动。,鼠笼式电机降压的方式有：,星三角降压起动,定子串电阻降压起动,延边三角形降压起动,自耦变压器降压起动,绕线式电降压起动方式：,转子串电阻降压起动,降压起动,星三角降压起动,功率在,4kW,以上的鼠笼异步电机正常运行时均为三角形接法，故采用星形,三角形降压启动可有效限制启动电流。星形,三角形降压启动控制电路。,为了实现启动过程的自动切换，在控制电路中使用了一只时间继电器KT。按下启动按钮SB2后，接触器KM得电并自锁，KMY也得电，电动机以星型接法开始启动运转。同时时间继电器KT线圈也得电而开始定时，当到达设定时间时其触点动作，KT的延时断开触点断开KMY，而延时闭合触点接通KM并自锁，使电动机定子绕组切换成三角形接法，转为额定电压下的正常运行。,KMY和KM不能同时接通，否则将发生三相短路,星三角降压起动工作原理,定子串电阻降压起动,为减少起动电流，可以在电动机起动时在定子回路中串入电阻器，起动结束后，再将电阻短接。这种起动电路，由于启动时转矩较小，一般只适用于空载起动的电动机。,串电阻启动方式的优点的设备简单、造价低；缺点是能量损耗较大。,1,、合上电源刀闸,QS,，线路有电。,2,、按下启动按钮,SB2,，接触器,KM1,和时间继电器,KT,的线圈同时得电吸合，,KM1,的主触点闭合，电动机定子串电阻,R,降压起动。接触器,KM1,的辅助常开接点闭合电路实现自锁。时间继电器,KT,的线圈得电后，开始延时。,3,、时间继电器延时的时间到，时间继电器的延时闭合的常开接点闭合，接触器,KM2,线圈得电吸合，,KM2,的主触点闭合，将电阻器,R,短接，电动机在全压下运行，,KM2,的辅助常开接点闭合实现电路自锁，同时,KM2,的辅助常闭接点断开，切除接触器,KM1,和时间继电器,KT,线圈的电路，使,KM1,和,KT,失电复位。,4,、电动机过电流保护由热继电器,FR,完成。,工作原理,延边三角形降压起动,延边三角形起动是在,Y/,起动方法基础上加以改进的一种新的起动方法。它是利用电机引出的九个出线端,(,即每相定子绕组多引出一个线端,),的特定接法，达到降压起动的目的。电机起动时，定子绕组作延边形连接,(,从图形上看，就是三角形的三条边延长，故称为延边三角形,),，待转速增加到接近额定转速时，再换接为连接，电机就进入正常运转状态。动作程序与,Y/,的降压起动时的要求完全一样。,延边三角形降压起动,自耦变压器降压起动,自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运动。这种降压启动分为手动控制和自动控制两种。,自耦变压器降压启动优点,可以按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器的不同抽头实现降压启动，而且不论电动机的定子绕组采用,Y,或,接法都可以使用。,缺点,设备体积大，成本较高。,自耦变压器降压起动电路图,转子串电阻降压起动,绕线式电动机串电阻降压起动三相绕线式异步电动机的优点是可以通过滑环在转子绕组中串接外加电阻，来达到没有减小起动电流、提高转子电路的功率因数和增加起动转矩的目的。,串接在三相转子绕组中的起动电阻，一般都接成星形接线。,转子串电阻降压起动,合上电源开关,QS,，按下起动按钮,SB2,，接触器线圈,KM4,通电并自锁，,KT1,同时接通，,KT1,常开触头延时闭合，接触器,KM1,通电动作，使转子回路中,KM1,常开触头闭合，切除第一级电阻,R1,，同时使,KT2,通电，,KT2,常开触头延时闭合，,KM2,通电动作，切除第二级起动电阻,R2,，同时使,KT3,通电，,KT3,常开触头延时闭合，,KM3,通电并自锁，切除第三级起动电阻,R3,，,KM3,的另一副常闭触头断开，使,KT1,线圈失电，进而,KT1,的常开触头瞬时断开，使,KM1,、,KT2,、,KM2,、,KT3,依次断电释放，恢复原位。只有接触器,KM3,保持工作状态，电动机的起动过程全部结束，进行正常运转。,工作原理,调速控制,多速电机的调速控制线路,转速：,n=n0,（,1-S,）,=60f/P(1-S),若要改变电动机的转速，有三种方法,改变电动机的磁极对数,p,改变电动机的电源频率,f,改变电动机的转差率,s,（,1,）接电次数在,500,次小时以下，对调速要求不高，可采用笼型电动机拖动。,限制起动电流：降压起动,快速制动：能耗制动、反接制动。,（,2,）接电次数在,700,次小时左右，对调速无特殊要求，可采用交流绕线型异步电动机拖动。,提高可靠性：直流操作并以时间为变化参量分级起动。,可逆运转并要求迅速反向：反接制动，静阻转矩变化不大时，采用以时间为变化参量控制反接制动，否则采用以转速,(,电势,),为变化参量控制反接制动。,单向运转并要求淮确停车的，一般采用能耗制动。,调速电路的选择,（,3,）工作比较紧张，接电次数在,1000,次小时上下，采用由车间直流电网供电的直流复励或并励电动机拖动，以时间为变化参量分级起动。,准确停车，采用一级或二级能耗制动，,迅速反转，采用反接制动。,根据需要在制动时可采用电气、机械联合制动。,（,4,）工作特别紧张，接电次数在,1200,次小时以上，要求满速范围宽，调速性能好，具有挖土机特性。,采用晶闸管供电电动机拖动。,变极调速是通过改变定子空间磁极对数的方式改变同步转速，从而达到调速的目的。在恒定频率情况下，电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速就下降一半，从而引起异步电动机转子转速的下降。显然，这种调速方法只能一级一级地改变转速，而不能平滑地调速。,适用于鼠笼异步电动机。,变极调速双叫多极电动机，其定子绕组的接线方式很多：,三角接双星形,/YY,星形接双星形,Y/YY,变极调速,变极调速,:,三角形接双星形,变极调速,:,三角形接双星形,合上开关,QS,，按下起动按钮,SB1,，,KM1,通电并自锁，电动机作三角形联接，实现低速运转，需要高速运转时，按下起动,SB2,，,KM2,、,KM3,通电并自锁，电动机接成双星形实现高速运转。,工作原理,星形接成双星形,改变电动机的电源频率,改变电动机的电源频率,变频调速的功能是将电网电压提供的恒压恒频交流电变换为变压变频的交流电，它是通过平滑改变异步电动机的供电频率来调节异步电动机的同步转速，从而实现异步电动机的无级调速。这种调速方法由于调节同步转速，故可以由高速到低速保持有限的转差率，效率高、调速范围大、精度高，是交流电动机一种比较理想的调速方法。,交流 交流 交流 直流 交流,基频以下的恒磁通变频调速,基频以上的弱磁变频调速,变频器的调速方法,为了保持电动机的负载能力，应保持气隙主磁通,不变，这就要求降低供电频率的同时降低感应电动势，保持,E1/f1=,常数，即保持电动势与频率之比为常数进行控制，这种控制又称为恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。由于,E1,难于直接检测和直接控制，可以近似地保持定子电压,U1,和频率,f1,的比值为常数，即认为,E1U1,，保持,U1/f1=,常数。这就是恒压频比控制方式，是近似的恒磁通控制。,基频以下的恒磁通变频调速,频率由额定值向上增大时，电压,U1,由于受额定电压,U1N,的限制不能再升高，只能保持,U1=U1N,不变，这样必然会使主磁通随着,f1,的上升而减小，相当于直流电动机弱磁调速的情况，即近似的恒功率调速方式。,基频以上的弱磁变频调速,改变电动机的转差率,改变电动机的转差率,s,变压调速,变压调速是异步电机调速系统中比较简便的一种。由电气传动原理可知，当异步电机的等效电路参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的二次方成正比，因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电机在一定输出转矩下的转速。调压调速目前主要采用晶闸管交流调压器变压调速，是通过调整晶闸管的触发角来改变异步电动机端电压进行调速的一种方式。这种调速方式调速过程中的转差功率损耗在转子里或其外接电阻上效率较低，仅用于小容量电动机。,转子串电阻调速,转子串电阻调速是在绕