电气控制系统的基本控制线路.pptx

电气控制系统的基本控制线路三相鼠笼式异步电动机直接起动控制1.1 单向起动控制 控制线路：由闸刀开关、熔断器、接触器、按钮等组成。主电路：三相电源到电动机的电路。由闸刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器发热元件组成。控制电路：由按钮和接触器吸引线圈等组成。控制线路安装布线图：把同一电器各工作部件集中在一起，按各部件实际位置画出。控制线路原理图：主电路画在一边，控制电路画在另一边。说明：（1）同一电器各工作部件画在各处，但它们的动作相互关联。（2）同一电器上的各部件，必须标以相同文字符号。1）工作原理 2）保护环节 短路保护：FU 过载保护：FR 失压保护：KM 3）电路改进 （1）既能连续运动又能点动控制 点动：按下起动按钮电动机运转，松开起动按钮电动机停转。采取措施：在自锁支路串联钮子开关S。（2）多地控制 控制要求：有些设备为了操作方便，需要在2个（或多个）地点分别进行起动和停止控制。采取措施：将 2个（或多个）起动按钮的常开触头并联，将停止按钮的常闭触头串在同一控制电路中。2.1.2 正反转控制 电动机反转：将电动机任意两根火线对调。实现方法：采用KM1、KM2两个接触器控制电动机正、反转。KM1控制电动机正转。KM2控制电动机反转。1）线路图 （1）主电路（2）控制电路 要求：KM1、KM2线圈不能同时有电，以避免电源相之间短路。电动机正转KM1电动机反转KM22）工作原理3）保护环节短路保护：FU过载保护：FR失压保护：KM1、KM22.1.3 行程限位控制 有些位移性生产机械或部件（如起重机小车、电梯、铣床的工作台等）需要有终端限位控制或自动往返控制。1）控制要求：有一工作台可实现前后移动，当移动到终端时，自行停车。2）实现方法：（1）用接触器KM1控制电动机正转，使工作台向前移动；用接触器KM2控制电动机反转，使工作台向后移动。（2）行程开关SQ1作为工作台向前移动的终端限位开关；行程开关SQ2作为工作台向后移动的终端限位开关。3）线路图（1）主电路SQ2SQ1（2）控制电路（3）工作原理2.1.4 顺序控制 有的生产机械和设备需要多台电动机拖动，而各台电动机的起动与停止需要有一定的顺序控制关系。1）控制要求：在一台锅炉控制，有M1、M2两台电动机。M1引风电动机；M2送风电动机。要求：起动时，引风机M1先起动，送风机M2后起动；停止时则相反，送风机M2后停止，引风机M1先停止。（1）主电路（2）控制电路3）工作原理2.2 三相笼型异步电动机降压起动控制2.2.1 定子线路串电阻降压起动控制 1）控制要求：电动机M起动时定子线路串联电阻R，以实现降压起动，电动机起动后，恢复额定电压进入稳定正常运转。2）实现方法：（1）接触器KM1闭合，电动机M定子线路串电阻降压起动。（2）接触器KM2闭合，电动机正常运转。（3）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时，KM2闭合。3）线路图 （1）主电路 （2）控制电路 4）工作原理 5）电路改进 从前面分析可知，本线路在起动结束后，KM1、KT一直得电工作。为了减少能量损耗，延长接触器、继电器得使用寿命，要求M起动以后，KM1、KT断电。2.2.2 星形三角形降压起动控制 1）控制要求：电动机M起动时为星形连接，以实现降压起动，电动机起动后改为三角形连接，以恢复额定电压进入稳定正常运转。2）实现方法：（1）接触器KM1控制电机M通电 接触器KM2控制电机M三角形连接 接触器KM3控制电机M星形连接 （2）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器整定值时使KM3断电、KM2通电，电动机三角形连接正常运转。3）线路图（1）主电路（2）控制电路（3）工作原理2.2.3 定子线路串自耦变压器的降压起动控制 1）控制要求：自耦变压器按星形接线，起动时将电动机定子绕组接到自耦变压器二次侧。电动机定子绕组得到的电压即为自耦变压器的二次电压。当起动完毕时，自耦变压器被切除，额定电压（即自耦变压器的一次电压）直接加到电动机定子绕组上，电动机进入全压正常运行。2）实现方法：（1）接触器KM1、KM2控制电动机降压起动。接触器KM3控制电动机进入全电压正常运行。（2）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时，使KM1、KM2断电，KM3通电，使电动机进入全压正常运转。3）线路图 （1）主电路 （2）控制电路4）工作原理2.3 三相鼠笼电动机的制动控制2.3.1 电源反接制动系统 1）实现方法：（1）KM1为电动机M单向旋转接触器 （2）KM2为反接制动接触器，KV为速度继电器，R为反接制动电阻。2）线路图 （1）主电路 （2）控制电路KSKS 3）工作原理 合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机在全压下起动运行，当转速升到某一值（通常为大于120r/min）以后，速度继电器KV的动合触点闭合，为制动接触器KM2的通电作准备。停车时，按下按钮SB1，KM1断电释放，KM2线圈通电动作并自锁，KM2的动合触点闭合，改变了电动机定子绕组中电源的相序，电动机在定子绕组传入电阻R的情况下反接制动，电动机转速迅速下降，当转速低于100r/min时，速度继电器KV复位，KM2线圈断电释放，制动过程结束。2.3.2 能耗制动系统 1）控制要求：当需要电动机快速停止时，若在断开交流电源后，立即在定子绕组接入一直流电源，直流电流就会在电动机定子绕组中产生一个静止的磁场，而转子由于惯性作用在继续旋转，并切割这个磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，利用转子感应电流与静止磁场的相互作用产生制动转矩，达到迅速而准确地制动地目的。能耗制动的效果与通入直流电流的大小和三相绕组接法有关（可以有几种接法），但直流电流不能大于交流的起动电流，电动机停止时要立即断开直流电源。2）实现方法 （1）KM1为电动机M单向旋转接触器 （2）KM2为能耗制动接触器 （3）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时（电动机M已停转），使KM2断电，直流电源被切除，制动结束。4）工作原理 电动机要工作时，合上开关QS，按下起动按钮SB1，接触器KM1线圈通电，其主触头闭合，电动机起动运转。需要停下时，按下按钮SB2，其常闭触头断开，使KM1失电释放，电动机脱离交流电源。同时SB2的常开触头闭合，因KM1常闭触头复位，使制动接触器KM2及时间继电器KT线圈通电，KM2的辅助触头用于自锁和互锁；KM2的主触头闭合，交流电源经变压器和单相整流桥变为直流电并进入电动机定子绕组，产生静止磁场，与转动的转子相互切割感应电势，产生电流，电流与静止磁场共同作用，产生制动转矩，电动机在能耗制动下迅速停止。当电动机停止时，KT的延时触头就应该终止延时并打开，使KM2失电释放，直流电源被切除，制动结束。控制要求 1）三相交流电的电源频率固定以后，电动机的同步转速与它的极对数成反比，即n60f/p。于是变更电动机定子绕组的接线方式，使其在不同的极对数下运行，其同步转速便会随之改变，进而改变转子速度。三相鼠笼电动机的变极调速控制 上图为4/2极的单绕组双速电动机定子绕组接线示意图，其中图将电动机定子绕组的U1、V1、W1的三个接线端子接三相电源，而将电动机定子绕组的U2，V2，W2三个接线端子悬空，每相绕组的两个线圈串联，三相定子绕组为连接，此时磁极为4极，同步转速为1500rmin，为低速接法。若要电动机高速工作时，可接成上图形式，将电动机定子绕组的U2，V2，W2三个接线端子接三相电源，而将另外3个接线端子U1，V1，W1连在一起，则原来三相定子绕组的连接立即变为双连接，此时每相绕组的两个线圈为并联，磁极为2极，同步转速为3000r/min。可见电动机高速运转时的转速是低速时的2倍。工作原理 1）当开关S处在低速L位置时，接触器KM3线圈通电，KM3的主触点闭合，将定于绕组的接线端U1、V1、W1接到三相电源上，而此时由于KM1、KM2动合触点不闭合，所以电动机定于绕组按三角形接线，电动机低速运行。在变极时，将电动机的两个出线端U2、W2对调。2）当开关S处在高速位置H时，线路的工作情况如下：（1）时间继电器KT首先通电，其瞬动动合触点闭合，接触器KM3线圈通电，主触点闭合，将电动机接成三角形作低速起动；（2）经过一段时间延时后，KT的延时断开动断触点断开，KM3线圈断电，其触点复位。而KT的延时闭合动合触点闭合，使KM2的线圈通电，KM2的主触点闭合将U1、V1、W1连在一起，同时通过KM2的动合触点闭合使KM1线圈通电，KM1的主触点闭合使电动机以双星形接线高速运行。