工厂电气控制设备第二版第二章.ppt
第二章 继电接触器控制电路基本环节,第一节 电气图 为了表达生产机械电气控制系统的组成及工作原理，便于电气元件的安装、调试和维修，故将电气控制系统中各元件的连接用一定的图表示出来。在图上用不同的图形符号来表示各种电气元件，并用文字符号来进一步说明各电气元件。图形符号：符合国家标准GB4728.1GB4728.13；有的符号分优形和其它形,在绘图时可根据需要选用；对符号的大小、取向、引出线位置等可按照使用规则做某些变化；对标准中没有规定的符号，可按国标的符号要素、限定符号和一般符号根据规定的原则进行组合。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,文字符号：文字符号分基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号：包括单字母符号和双字母符号。单字母符号是用拉丁字母将各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，通常每一大类用该大类的英文单词的首字母来表示。如电动机的文字符号为M，“motor”的首字母，发电机的文字符号为G，“generator”的首字母，再如，变压器的文字符号为T，“transformer”的首字母。双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，单字母符号在前，另一字母在后，通常在单字母符号不能满足要求时，采用双字母符号将大类进一步划分。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,如变压器的大类符号为T，其包括电流互感器、控制变压器、电力变压器、电压互感器等，分别用“TA、TC、TM、TV”来表示。辅助文字符号：用来表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。辅助文字符号一般不超过三个字母。如“SYN”表示同步；“L”表示限制；“RD”表示红色；“ON”表示接通。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,接线端子标记：电气图中各电器接线端子用字母数字符号标记。主电路端子标记：三相交流电源的引入线用L1、L2、L3、N、PE标记。直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L与M标记。三相动力电器的引出线分别按U、V、W顺序标记。三相感应电动机的绕组首端分别用U1、V1、W1标记，末端用U2、V2、W2标记，中间抽头用U3、V3、W3标记。控制电路端子标记：控制电路各端子采用数字标志，其顺序一般为从左到右、从上到下。凡是被线圈、触点、电阻、电容等元件所间隔的接线端点，都应标以不同的标记数字。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,电气图：常用的电气图有系统图、框图、电路图、位置图和接线图等。通常，系统图用于描述系统或成套装置，如图所示。框图用于描述分系统或设备。国家标准GB6988.386电气制图 系统图和框图中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。,系统图,系统图或框图,第二章 继电接触器控制电路基本环节,电路图（电气原理图）：电气图幅面：,第二章 继电接触器控制电路基本环节,电路图是用来详细表示实际的电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的一种电气图。它通常采用图形符号并按功能布局绘制，是电气技术中使用最广的电气图。绘制原则：电路图在布局上采用功能布局法；电路图中的各电气元件，一律采用国家标准规定的图形符号绘出，用国家标准文字符号标记；对于继电器、接触器、制动器和离合器等按处在非激励状态绘制；机械控制的行程开关应按未受机械压合的状态绘制；电路图应按主电路、控制电路、照明电路及信号电路分开绘制。,电路图,第二章 继电接触器控制电路基本环节,第二章 继电接触器控制电路基本环节,位置图用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。例如，右图为某车床电器位置图，图中详细地绘制出了电气设备中每个电器元件的相对位置，图中各电器元件的文字代号必须与相关电路图中电器元件的代号相同。,位置图,位置图,第二章 继电接触器控制电路基本环节,为了进行装置、设备或成套装置的布线或布缆，必须提供其中各个项目（包括元件、器件、组件、设备等）之间电气连接的详细信息，包括连接关系、线缆种类和敷设路线等。用电气图的方式表达的图称为接线图。根据表达对象和用途的不同，接线图有单元接线图、互连接线图和端子接线图等。国家标准详细规定了接线图的绘制规则，其中主要有：在接线图中，一般都应标出：项目的相对位置，项目代号；端子间的电连接关系，端子号、导线号；导线类型、截面积等；,接线图,第二章 继电接触器控制电路基本环节,同一控制盘上的电器元件可直接连接，而盘内元器件与外部元器件连接时必须经接线端子板进行；接线图中各电器元器件图形符号与文字符号均应以电路图为准，并保持一致；互连接线图中的互连关系可用连续线、中断线或线束表示，连接导线应注明导线根数、导线截面积等。,接线图,第二章 继电接触器控制电路基本环节,接线图,第二章 继电接触器控制电路基本环节,第二节 三相笼型感应电动机的全压起动控制电路 三相笼型感应电动机起动方法：全压起动和降压起动。因起动电流倍数较大，容量较大的电动机起动时将造成电网电压波动，如电拖所述，只有满足经验公式或一般在11KW（7.5KW)以下的电动机允许直接起动，否则，必须采用降压起动。全压起动：优点：起动设备简单，成本低，起动时间短，起动方便可靠。缺点：起动电流大，对电动机和电网有一定的冲击。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,单向旋转控制电路（一）开关控制电路,仅适用不频繁起动的小容量电动机，不能实现远距离控制和自动控制。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,（二）接触器控制,自锁：凡是接触器或继电器利用其自身的辅助触点来保持其线圈持续通电的环节。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,SB2起动按钮SB1停止按钮电路保护环节：1、短路保护(FU)2、过载保护(KR)3、欠压和失压保护（KM）,第二章 继电接触器控制电路基本环节,生产过程中，不仅要求生产机械运动部件连续运动，还需要点动控制。基本点动控制电路 b)开关选择运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路,点动控制,第二章 继电接触器控制电路基本环节,多地控制,多地停止：常闭触点相串联；多地起动：常开触点相并联。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,按顺序起动与停止的控制电路,顺序控制,两台电动机顺序控制电路图a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路,第二章 继电接触器控制电路基本环节,时间继电器控制的顺序起动电路,顺序控制,时间继电器控制的顺序起动电路,第二章 继电接触器控制电路基本环节,正反转（可逆旋转）控制电路（一）倒顺转换开关可逆旋转控制电路,a)图控制容量较小的电动机；b)控制容量较大的电动机。,b)图方法控制容量较大的电动机时，务必注意操作顺序。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,（二）按钮控制的可逆旋转控制电路,第二章 继电接触器控制电路基本环节,a)图方法有可能造成电源短路；b)图方法将KM1、KM2正反转接触器的常闭触点串接在对方线圈电路中，形成相互制约的控制，这种相互制约关系成为互锁。该方法由正转换接成反转时必须先使电动机停止。由接触器（或继电器）常闭触点构成的互锁称为电气互锁；由按钮等操作构成的互锁称为机械互锁。自锁和互锁统称为联锁。c)图方法兼具电气互锁和机械互锁，由正转换接成反转时可直接操作相应按钮，而没必要停车。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,（三）具有自动往返的可逆旋转控制电路,第二章 继电接触器控制电路基本环节,合上电源开关（刀开关）Q；前进：按下起动按钮SB2，KM1线圈通电并自锁，电动机接通正向电源，正转拖动运动部件前进，到前方终点位置，碰到行程开关ST2，ST2触点动作，常闭触点断开，KM1线圈断电，电动机断开正向电源，停止前进；后退：ST2的常开触点闭合，KM2线圈通电，电动机接通反向电源，反转拖动运动部件后退，退到起始位置时碰到位置开关ST1，ST1的常闭触点断开，KM2线圈断电，电动机停止后退；ST1的常开触点闭合，KM1线圈重新通电，第二次循环开始。位置开关ST3、ST4起限位保护作用。其余保护：（略）,电路工作情况,第二章 继电接触器控制电路基本环节,第三节 三相笼型感应电动机减压起动控制电路,定子串电阻减压起动,第二章 继电接触器控制电路基本环节,合上电源开关Q；选择开关SA置于A位置时，选择自动控制模式，。选择开关SA置于M位置时，选择手动控制模式，。联锁与保护：（略）,定子串电阻减压起动,第二章 继电接触器控制电路基本环节,自耦变压器减压起动,两接触器控制的自耦变压器减压起动电路,第二章 继电接触器控制电路基本环节,自耦变压器减压起动,前述电路中因使用了KM2的辅助触点来通断大电流的主电路，受断流能力的限制，只能控制较小容量的电动机；左图采用第三接触器的主触点取代了KM2的辅助触点，从而克服了上述缺点；M、A的选择，意义与前述自动控制、手动控制相同；TA为电流互感器，在此的作用为将主电路的大电流变换为小电流，以选择合适的热继电器进行过载保护；KA的作用在于使热继电器躲开电动机的起动电流，否则可能引起KR误动作而使电动机无法起动。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,如电拖所述，该起动方法只适应于正常运行时，电动机定子绕组呈连接的电动机。,星三角减压起动,第二章 继电接触器控制电路基本环节,如前所述，主电路使用了KM2的辅助触点，故只适应于13KW以下的电动机；注意电路工作情况：起动时先是KM1通电、KM2断电，电动机呈Y型连接起动，过一段时间，KT的延时触点动作，断开KM1的电源，再接通KM2；KT的瞬时动作触点与延时动作触点的区别。,星三角减压起动,第二章 继电接触器控制电路基本环节,星三角减压起动,注意：控制电路接线端子号的标注。,适用于13KW以上的电动机的起动控制：,第二章 继电接触器控制电路基本环节,延边三角形减压起动,对照P53页图217的a)图，弄清楚起动时的延边三角形连接时，KM1、KM2、KM3三个接触器的通断情况；正常运行时三角形连接上述三个接触器的通断情况；根据电路分析，由延边三角形换接为三角形时各接触器的动作顺序。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,第四节 三相绕线转子感应电动机起动控制电路,转子串电阻时间原则控制电路,KM2、KM3、KM4为短接各级起动电阻接触器；KT1、KT2、KT3为起动时间继电器；起动过程是前述顺序控制的综合；上述控制电器（KM4外）在任务完成后即脱离工作，原因有二（见下页）。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,KT1KT3、KM2KM3在电动机工作时没有持续通电的原因：没有必要通电，其任务已完成；节省电能，延长电器使用寿命；减少电路故障，保证电路安全可靠工作。此实际上是我们设计电路的一条根本原则。电流原则短接起动电阻控制电路 此处使用的为欠电流继电器，回顾欠电流继电器触点的动作特点：在电流正常时衔铁吸合，常开触点动作（吸合），常闭触点断开；而在电流减小（欠电流）时，衔铁松开，触点复位。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,电流原则短接起动电阻控制电路,为了避免竞争与冒险，增设KA4产生一个延时；KA4为中间继电器，而KA1KA3为欠电流继电器；欠电流继电器的动作特点：吸合松开。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,转子串接频敏变阻器起动控制电路,先分析控制电路，再信号与照明电路；电压表V概略地反映电源情况；TA、KA2的作用与前述近似；KOC过电流继电器的保护；电流表反映负载电流大小。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,第五节 三相感应电动机电气制动控制电路单向旋转反接制动控制电路,(电源)反接制动控制电路,反接制动的原理回顾；速度继电器触点的动作条件：旋转方向，转速大小；制动停车时转速的变化过程。,反接制动过程：首先切换三相电源，然后当转速接近零时再切除电源。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,可逆运行反接制动控制电路,正向旋转、反向旋转分别分析；KS1、KS2分别在不同转向下可能动作；电阻R的起动和制动双重作用。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,直流（能耗）制动控制电路,速度原则控制的单向直流制动电路,交流电动机能耗制动的工作原理回顾；SB1按钮的触点特色。,能耗制动过程：切除三相电源的同时，将定子的两相绕组接通直流电源，当转速降为零时再切除直流电源。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,时间原则控制的可逆直流制动电路,掌握时间原则、电流原则、电势原则、速度原则等控制原则；区分KT的延时动作触点和瞬时动作触点；正向旋转与反向旋转的对称性。,第二章 继电接触器控制电路基本环节,在制动要求不高，电动机功率在10KW以下时可采用无变压器的单管能耗制动电路。它是无变压器的单管采用半波整流器作为直流电源，这种电源体积小，成本低。,无变压器的单管能耗制动电路,第二章 继电接触器控制电路基本环节,第六节 三相感应电动机调速控制电路,由电拖基础知识可知，电气调速方法有以下几种：改变转差率；改变电动机磁极对数；改变供电电源频率。,变极调速控制电路,单绕组双速电机常见变换,a)DYY变换 b)YYY变换,第二章 继电接触器控制电路基本环节,DYY变换4/2极双速电动机控制电路,注意D连接时，U1、V1、W1与V2、U2、W2之间的连接关系；YY连接时，上述连接关系保持不变，因而可看成一固定连接，而同一接点只能标记一次；区分低速运行与高速运行，此处为先低速起动，再进入高速运行。,
