电气自动控制技术.pptx

1控制功能和控制器控制功能和控制器 12.1常用控制电器低压电器常用控制电器低压电器对电动机实现对电动机实现自动保护：自动保护：故障时（故障时（短路、过载、失压短路、过载、失压）实现保护）实现保护自动控制：自动控制：起、停、正反转、调速起、停、正反转、调速常用常用控制器控制器手动电器：手动电器：用手操作。用手操作。包括：刀开关、组合开关、按钮包括：刀开关、组合开关、按钮自动电器：自动电器：信号控制其动作。信号控制其动作。包括：接触器，继电器、熔断器包括：接触器，继电器、熔断器12.1常用控制电器低压电器常用控制电器低压电器低压电器：低压电器：工作工作在交流电压在交流电压1200V及以下的电器设备。及以下的电器设备。控控制制器器分分类类低压低压配电配电电器电器低压低压控制控制电器电器刀开关刀开关空气开关空气开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器2选取原则：选取原则：电机控制电路中，考虑到起动电流电机控制电路中，考虑到起动电流较大，刀闸额定电流值应如下选择：较大，刀闸额定电流值应如下选择：（35)*异异步电机额定电流步电机额定电流电路符号电路符号QS12.1.11 刀开关刀开关作用：作用：主要做为隔离开关使用。内部装有保险丝，可以起短路保护主要做为隔离开关使用。内部装有保险丝，可以起短路保护作用作用。控制对象：控制对象：380V，5.5kW 以下小电机，低压供电线路。以下小电机，低压供电线路。技术数据：技术数据：额定电压，额定电流。额定电压，额定电流。12.1.1 2 熔断器熔断器作用：作用：用于短路保护。用于短路保护。串连在保护电路中。串连在保护电路中。技术数据：技术数据：额定电压，额定电流。额定电压，额定电流。电路符号电路符号FU安秒特性安秒特性tIF额定电流额定电流 IF 的选择的选择2.一般电机一般电机1.无冲击电流场合无冲击电流场合(如电灯、电炉如电灯、电炉)3.频繁起动的电机频繁起动的电机异步电机异步电机 Ist=(57)IN。312.1.2 自动空气开关自动空气开关12.1.3 主令电器主令电器作用作用：用于闭合、断开控制线路的电器设备，用以发布指令或用于：用于闭合、断开控制线路的电器设备，用以发布指令或用于程序控制。程序控制。常用主令电器：常用主令电器：1 按钮；按钮；2 行程开关；行程开关；3 组合开关组合开关12.1.3 1 按钮按钮：用于远距离操作接触器、继电器，或用于控制用于远距离操作接触器、继电器，或用于控制电路作发布指令及电气连锁。电路作发布指令及电气连锁。常开常开(动合动合)按钮按钮SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮SBSB复合按钮：复合按钮：常开、常闭按钮做在一起。常开、常闭按钮做在一起。复合按钮复合按钮作用：作用：对低压配电网络实现过载、短路、失压保护。对低压配电网络实现过载、短路、失压保护。技术数据：技术数据：额定电压，额定电流，极数。额定电压，额定电流，极数。保护过程描述保护过程描述4作用：作用：将机械位移变成电信号，实现对机械运动的电气控制：限位将机械位移变成电信号，实现对机械运动的电气控制：限位保护、行程控制、自动切换等。保护、行程控制、自动切换等。结构结构与按钮类似，与按钮类似，但其动作要但其动作要由机械撞击。由机械撞击。常开（动合）触头常开（动合）触头电路符号电路符号ST常闭（动断）触头常闭（动断）触头电路符号电路符号ST12.1.3 2 行程开关行程开关12.1.3 3 组合开关组合开关作用：作用：常用作电源引入开关，也可以用于小容量电动机的不频繁常用作电源引入开关，也可以用于小容量电动机的不频繁启动控制和局部照明电路中。启动控制和局部照明电路中。12.1.4 接触器接触器作用：作用：适用于远距离频繁接通和断开交、直流电路及大容量控制电适用于远距离频繁接通和断开交、直流电路及大容量控制电路的电器。路的电器。技术指标：技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。额定工作电压、电流、触点数目等。5线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源12.1.4 接触器结构及原理接触器结构及原理6接触器主触头接触器主触头:接于主电路接于主电路(流过的电流大，需加灭弧装置流过的电流大，需加灭弧装置)接触器辅助触头接触器辅助触头:接于控制电路接于控制电路(流过的电流小，无需加灭弧装置流过的电流小，无需加灭弧装置)接触器控制对象：接触器控制对象：电动机及其它电力负载电动机及其它电力负载接触器技术指标：接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。额定工作电压、电流、触点数目等。12.1.4 接触器有关符号接触器有关符号接触器线圈接触器线圈KMKM接触器主触头接触器主触头常开常开常闭常闭KMKM接触器辅助触头接触器辅助触头接触器线圈接触器线圈:接于控制电路，接于控制电路，控制主触头和辅助触头动作。控制主触头和辅助触头动作。线圈得电，所有常开触头闭合，所有常闭触头断开；反之保持原态。线圈得电，所有常开触头闭合，所有常闭触头断开；反之保持原态。接触器三大模块接触器三大模块线圈线圈主触头主触头辅助触头辅助触头7ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自保持环节自保持环节停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。12.1.4 简单的接触器控制简单的接触器控制8作用：作用：通断控制电路。通断控制电路。继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于：继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于：1，触发，触发器器 的主触头可以通过大电流，而继电器的的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。2，输入信号可以是电信号，输入信号可以是电信号或非电信号。或非电信号。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型：12.1.5 控制继电器控制继电器9发热元件发热元件作用：作用：过载保护过载保护结构：结构：I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片工作原理：工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。簧拉回，常闭触头断开。扣板扣板热继电器热继电器热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中KH串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头KH发热元件发热元件常闭触头常闭触头配合工作配合工作1012.2 三相异步电动机基本控制电路三相异步电动机基本控制电路典型控制电路的分析和设计步骤典型控制电路的分析和设计步骤分析步骤：分析步骤：1.分清分清 主电路、控制电路，以及各种电器的接法主电路、控制电路，以及各种电器的接法2.从自动控制、自动保护两方面分析整个系统的功能，以及从自动控制、自动保护两方面分析整个系统的功能，以及各种电器的作用。各种电器的作用。设计步骤设计步骤：1.了解系统要实现的功能。了解系统要实现的功能。2.根据要实现的功能选用相应的电器以及控制环节。根据要实现的功能选用相应的电器以及控制环节。3.设计并做出整个系统的电路图。设计并做出整个系统的电路图。典型控制电路中的典型控制电路中的3类电器元件类电器元件信号元件：信号元件：按钮、行程开关、热继电器等。按钮、行程开关、热继电器等。控制元件：控制元件：接触器、继电器等。接触器、继电器等。执行元件：执行元件：电动机、电磁阀等。电动机、电磁阀等。11点动控制过程分析点动控制过程分析KM主触头闭合主触头闭合按下按下SB线圈线圈KM通电通电电机转动；电机转动；BCKMSB控控制制电电路路M3ABCKMFUQS主主电电路路12.2.1 12.2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动 一：一：点动控制点动控制KM主触头断开主触头断开松开松开SB线圈线圈KM断电断电电机停转；电机停转；自动保护分析：自动保护分析：熔断器接法正确，仅能实现熔断器接法正确，仅能实现短路保护。短路保护。无过载保护和欠压保护功能。无过载保护和欠压保护功能。控制电路：控制电路：单相电路，根据所需电压取自主单相电路，根据所需电压取自主电路任一相电压或线电压。本例取自线电压。电路任一相电压或线电压。本例取自线电压。控制电路电源接法：控制电路电源接法：取自熔断器和取自熔断器和KM主触主触头之间，头之间，为什么？为什么？12KM控制过程分析：控制过程分析：按下按下SB2，KM线圈通电，线圈通电，KM主触头闭合，电机起主触头闭合，电机起动；动；同时，同时，KM辅助触头闭合，自锁。辅助触头闭合，自锁。电机起动后，电机起动后，即使即使SB2松开，由于自锁环节的存在，线圈继续保松开，由于自锁环节的存在，线圈继续保持通电状态，电机连续运转。持通电状态，电机连续运转。按下按下 SB1，KM线圈失电，电机停车；线圈失电，电机停车；且自锁解除。且自锁解除。KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮12.2.1 12.2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动 二二：电动机连续运行电动机连续运行保护功能分析：保护功能分析：熔断器实现短路保护。熔断器实现短路保护。自锁环节自锁环节实现欠压保护功能，为什么？实现欠压保护功能，为什么？无过载保护功能。无过载保护功能。自锁环节自锁环节13KMSB1KMSB2KHM3ABCKMFUQSKH电流成回路电流成回路，只要接两相，只要接两相就可以了。就可以了。热继电器热继电器发热元件发热元件热继电器常闭触头热继电器常闭触头12.2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动 三：三：异步机的直接起动异步机的直接起动+过载保护过载保护过载保护分析：过载保护分析：热继电器实现。热继电器实现。过载时，主电路电流过大，发热元件过载时，主电路电流过大，发热元件过热，导致控制回路过热，导致控制回路KH常闭触头断开常闭触头断开，KM线圈断电，线圈断电，KM主触头断主触头断开，电机断电停转；开，电机断电停转；同时，同时，KM辅助触头断开自锁解除。辅助触头断开自锁解除。保护功能分析：保护功能分析：熔断器实现短路保护。熔断器实现短路保护。自锁环节实现欠压保护功能。自锁环节实现欠压保护功能。热继电器实现过载保护功能。热继电器实现过载保护功能。14QSKHM3AB CKMFU方法一：用复合按钮。方法一：用复合按钮。SB3：点动：点动SB2：连续运行：连续运行控制控制关系关系该电路缺点：动作不够可靠。为什么？该电路缺点：动作不够可靠。为什么？KMSB1KMSB2KHSB3主电路主电路控制电路控制电路12.2.1 异步机的直接起动异步机的直接起动 四：四：点动点动+连续运行连续运行15M3AB CKMFU方法二：加中间继电器（方法二：加中间继电器（KA）。）。控制控制关系关系SB：点动：点动SB2：连续运行：连续运行SB1：停车：停车SBKASB1KASB2KHKMKA主电路主电路控制电路控制电路16三相异步电动机常用控制系统三相异步电动机常用控制系统12.2.1-1 12.2.1-1 电机的正反转控制电机的正反转控制12.2.1-2 12.2.1-2 行程控制行程控制限位控制限位控制自动往复运动自动往复运动12.2.3 12.2.3 时间控制和顺序控制时间控制和顺序控制电机的电机的Y 起动起动多台电机的顺序控制多台电机的顺序控制17KMRFUQSM3ABCKMFKHKMRKMRSBR该电路必须先停车才能进行转向改变。该电路必须先停车才能进行转向改变。SBF和和SBR不能同时按下，否则会造成短路！不能同时按下，否则会造成短路！操作过程：操作过程：QS闭合闭合 SBFSBR停车停车SB112.2.1-1 12.2.1-1 电机的正反转控制电机的正反转控制(1)(1)KMFKMFSB1SBFKHKMF线圈得电线圈得电KMF辅助触头闭合，辅助触头闭合，自锁自锁KMF辅助触头闭合，辅助触头闭合，正转正转KMF、KMR线圈断电线圈断电KMR线圈得电线圈得电KMR辅助触头闭合，辅助触头闭合，自锁自锁KMR辅助触头闭合，辅助触头闭合，反转反转主电路主电路控制电路控制电路18互锁互锁作用作用：正转时，：正转时，SBR不起作用；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMFKMRKMRSBRM3A BCKMFFUQ SKH互锁互锁特点：实现正反转控制，必须先停车特点：实现正反转控制，必须先停车12.2.2-1 12.2.2-1 电机的正反转控制电机的正反转控制(2)(2)加互锁加互锁19KMFSB1KMFSBFKHKMRKMRKMRKMFSBRKMRM3A BCKMFFUQSKH电器互锁电器互锁机械互锁机械互锁双保险双保险机械互锁（复合按钮）机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）电器互锁（互锁触头）12.2.2-1 12.2.2-1 电机的正反转控制电机的正反转控制(3)(3)加双重互锁加双重互锁20行程控制实质为电机正行程控制实质为电机正反转控制，只是在行程反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BA12.2.2-2 12.2.2-2 行程控制行程控制行程控制电路行程控制电路(1)限位控制限位控制正程正程限位开关限位开关STASTB逆程逆程 控制回路控制回路KMFKHKMRSB1KMFSBFSTASBRSTBKMRKMRKMF限位开关限位开关反向运行分析反向运行分析 略略若正反向运行未到极限位置呢？若正反向运行未到极限位置呢？由由SB1、SBF、SBR实现停车、正反实现停车、正反转控制转控制至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA SBF 正向运行正向运行电机停车电机停车正向运行分析正向运行分析若正反向运行到达极限位置若正反向运行到达极限位置由由STA、STB实现停车控制实现停车控制KMRM3AB CKMFFUQSKH主电路主电路21KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb行程控制行程控制(2)-自动往复运动自动往复运动关键措施：关键措施：限位开关采用复合式开关。正向运限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。电机电机STaSTb正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反能正向运行也能反向运行；向运行；2.到位后能自动返回到位后能自动返回控制电路控制电路22见教材见教材常开触头常开触头延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头延时打开延时打开 线圈线圈衔铁衔铁常闭触头常闭触头常开触头常开触头线圈通电线圈通电 衔铁吸合（向下）衔铁吸合（向下）连杆动作连杆动作 触头动作触头动作动作过程动作过程12.2.3-112.2.3-1 时间控制时间控制时间继电器定时类型：时间继电器定时类型：空气、钟表、电子等类型。空气、钟表、电子等类型。空气式时间继电器的工作原理空气式时间继电器的工作原理23断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开时间继电器触头类型时间继电器触头类型24KMFUQSKH电机电机绕组绕组AxByCzKM-YABCXYZYZBYXCAKM-主电路主电路KM 闭合情况下：闭合情况下：KM-Y闭合，电机闭合，电机接成接成 Y 形；形；KM-闭合，电机闭合，电机接成接成 形。形。定时控制例一：定时控制例一：电机的电机的Y 起动起动25KMFUQSKH电机电机AxByCzKM-YKM-主电路主电路KM主触头接通主触头接通Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY Y 起动起动控制电路控制电路KH KM-KM-Y Y 起动起动主电路主电路Y 起动过程分析起动过程分析延时延时 运行运行KT ，定时器完，定时器完成任务，休息。成任务，休息。Y起动起动261 电机电机M1控制要求：控制要求：1.M1 1.M1 起动后，起动后，M2M2才能起动；才能起动；2.M2 2.M2 可单独停。可单独停。2 电机电机M2定时控制例二：定时控制例二：顺序控制顺序控制27FUKM2KH2AB CFUM3AB CKM1KH1M3主电路主电路KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM1SB1SB2KH1KM1控制电路控制电路12.2.3-212.2.3-2 顺序控制电路（顺序控制电路（1）：）：两电机只保证起动的先后顺序，两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。没有延时要求。28KM1SB1SB2KTKHKM1KM2KM2KM2KTSB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路12.2.2-2 12.2.2-2 顺序控制电路顺序控制电路(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动延时起动29继电接触器控制系统设计的一般原则（继电接触器控制系统设计的一般原则（1）满足功能要求条件下，力求简单经济。满足功能要求条件下，力求简单经济。1，尽量选用标准的、常用的、或经过实际考验过的线路和环节。，尽量选用标准的、常用的、或经过实际考验过的线路和环节。2，尽量缩短连接导线的数量和长度。特别是电气柜、操作台和行程开关，尽量缩短连接导线的数量和长度。特别是电气柜、操作台和行程开关之间的连接线。之间的连接线。3，尽量缩减电器数量，采用标准件，并尽可能选用相同型号。，尽量缩减电器数量，采用标准件，并尽可能选用相同型号。4，应尽量减少不必要的触点以简化线路。，应尽量减少不必要的触点以简化线路。5，控制线路工作时，除必要电器通电外，其余断电以节约电能。，控制线路工作时，除必要电器通电外，其余断电以节约电能。KMSB1KMSB2（a）不合理）不合理KMSB1KMSB2（b）合理）合理301，正确连接电器的触点。，正确连接电器的触点。2，正确连接电器的线圈。，正确连接电器的线圈。3，在控制线路中，应避免出现寄生电路（意外接通的电路）。，在控制线路中，应避免出现寄生电路（意外接通的电路）。继电接触器控制系统设计的一般原则（继电接触器控制系统设计的一般原则（2）必须保证控制线路工作的可靠和安全必须保证控制线路工作的可靠和安全31电工电子技术第12章电气自动控制技术结束