电气控制与plc应用1

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1、第1章 三相笼型异步电动机运转控制电路,本章要点 低压电器的认识 电动机的顺序控制 电动机的正反转控制 电气控制电路的实现与调试,1.1 手动运转控制电路,1.1.1 熔断器 熔断器是一种当电流超过额定值一定时间后，以本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管（或熔座）两部分组成，几种常用熔断器的外观及其电气图形和文字符号如图1-1所示。,a） b） c） d） 图1-1 熔断器 a）RT14系列圆筒式熔断器 b）RL1系列螺旋式熔断器 c）RS14快速熔断器 d）电气图形和文字符号,1熔断器的选择 （1）应根据使用场合选择熔断器的类型。电网配电一般用管式熔断器

2、；电动机保护一般用螺旋式熔断器；照明电路一般用圆筒式熔断器；保护晶闸管则应选用快速式熔断器。 （2）熔断器的额定电压、额定电流应大于或等于电路工作电压和电流。 （3）电路上、下两级都设熔断器保护时，其上、下两级熔体电流大小的比值不小于1.6：l。,2熔体的选择 （1）对电阻性负载电路（如电炉、照明电路），熔断器可作过载和短路保护，熔体的额定电流应大于或等于负载的额定电流。 （2）对电感性负载的电动机电路，只作短路保护而不宜作过载保护。 （3）对单台电动机保护，熔体的额定电流应不小于电动机额定电流的1.52.5倍，轻载起动或起动时间较短时，系数可取在1.5附近；带负载起动、起动时间较长或起动较频

3、繁时，系数可取2.5。 （4）对多台电动机保护，熔体的额定电流，应不小于最大一台电动机额定电流的1.52.5倍，再加上其余同时使用电动机的额定电流之和。,3熔断器的使用 （1）安装熔断器时必须在断电情况下操作。 （2）安装位置及相互间距应便于更换熔体。 （3）应垂直安装，并应能防止熔体熔断飞溅在临近带电体上。 （4）安装螺旋式熔断器时，为了更换熔体时安全，下接线端应接电源，而连接螺口的接线端应接负载。必须注意将电源线接到瓷底座下的接线端上，以保证安全。 （5）有熔断指示的熔体，其指示器方向应装在便于观察侧。 （6）熔断器应安装在线路的各相线上，单相交流电路的中性线上也应安装熔断器，但在三相四线

4、制的中性线上严禁安装熔断器。 （7）对不同性质的负载，如照明电路、电动机电路的主电路和控制电路等，应尽量分别保护，装设单独的熔断器。 （9）更换熔体时应切断电源，并应换上相同额定电流的熔体，不能随意加大熔体。,4熔断器的常见故障,表1-1 熔断器的常见故障,1.1.2 刀开关 刀开关又称闸刀开关，主要用于电气线路的电源隔离，也可作为不频繁接通和分断空载电路或小电流电路之用。刀开关按极数可分为单极、双极和三极；按结构可分为平板式和条架式；按操作方式可分为直接手柄操作、正面旋转手柄操作、杠杆操作和电动操作；按转换方式可分为单投和双投。 刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要由静触头、动触头、操作

5、手柄、进线座、出线座和绝缘底板等组成。常用刀开关的外形及其电气图形和文字符号如图1-2所示。,a） b） 图1-2 刀开关 a）HD系列开启式刀开关 b）电气图形和文字符号,1刀开关的选择 （1）结构形式的选择。根据刀开关在线路中的作用和安装位置来确定其结构形式，例如仅用来隔离电源，则只需选用不带灭弧罩的产品；如用来分断负载，就应选用带灭弧罩，而且是通过杠杆来操作的刀开关。 （2）操作方式的选择。可选择正面操作还是侧面操作、直接操作还是杠杆传动等。 （3）接线方式的选择。可选择板前接线还是板后接线。 （4）额定电流的选择。刀开关的额定电流，一般应大于或等于所关断电路中各个负载额定电流的总和。若

6、负载是电动机，就必须考虑到电动机的起动电流为额定电流的47倍，故应选用额定电流大一级的刀开关。,2刀开关的安装及维护 （1）刀开关安装时，应注意母线与刀开关接线端子相连时，不应存在扭应力；在安装杠杆操作机构时，应调节好连杆的长度，以保证操作到位且灵活。 （2）刀开关应垂直安装在开关板上，并要使静触头位于上方。如静触头位于下方，则当刀开关断开时，如果铰链支座松动，动触头在自重作用下掉落而发生误动作，会造成严重事故。 （3）刀开关作电源隔离开关使用时，合闸顺序是先合上刀开关，再合上其他用以控制负载的开关；分闸顺序则相反。 （4）严格按照产品说明书规定的分断能力来分断负载，无灭弧罩的刀开关一般不允许

7、分断负载，否则有可能导致持续燃弧，使刀开关寿命缩短，严重的还会造成电源线间短路，开关被烧毁，甚至发生火灾。 （5）对于多极刀开关，应保证各极动作的同步性，而且接触良好。否则，当负载是电动机时，便可能发生电动机因缺相运转而烧坏的事故。 （6）如果刀开关不是安装在封闭的控制箱内，则应经常检查，防止因积尘过多而发生线间闪络现象。,3刀开关的常见故障,表1-2 刀开关的常见故障,1.1.3 负荷开关 负荷开关由刀开关和熔断器组合而成，分为开启式和封闭式两种。开启式负荷开关适用于照明、电热设备及小容量电动机控制电路中，供手动不频繁接通和分断电路，并起短路保护作用，但这种开关没有专门的灭弧装置，其动触头和

8、静触头容易被电弧灼伤引起接触不良；封闭式负荷开关是在开启式负荷开关的基础之上改进设计的一种开关，其灭弧性能、操作性能、通断能力和安全防护性能都优于开启式负荷开关，可用于手动不频繁地接通和断开带负荷的电路以及作为电路末端的短路保护，也可用于控制15kW以下的交流电动机不频繁地直接起动和停止。常用负荷开关的外形及其电气图形和文字符号如图1-3所示。,a） b） c） 图1-3 负荷开关 a）HK系列开启式负荷开关 b）HH3系列封闭式负荷开关 c）电气图形和文字符号,QS,1负荷开关刀开关的选择 （1）用于照明或电热电路。负荷开关刀开关的额定电流等于或大于被控制电路中各负载额定电流之和。 （2）用

9、于电动机电路。开启式负荷开关刀开关的额定电流一般可为电动机额定电流的3倍；封闭式负荷开关的刀开关额定电流一般可为电动机额定电流的1.5倍。 2负荷开关熔断器的选择 （1）对于变压器、电热器和照明电路，熔体的额定电流宜等于或稍大于实际负荷电流。 （2）对于配电线路，熔体的额定电流宜等于或略微小于线路的安全电流。 （3）对于电动机，熔体的额定电流一般为电动机额定电流的1.52.5倍。,3负荷开关的使用 （1）负荷开关不准横装或倒装，必须垂直地安装在控制屏或开关板上，更不允许将开关放在地上使用。 （2）负荷开关安装接线时，电源进线和出线不能接反，开启式负荷开关的电源进线应接在上端进线座，负载应接在下

10、端出线座，以便更换熔体；60A以上的封闭式负荷开关的电源进线应接在上端进线座，60A以下的应接在下端进线座。 （3）封闭式负荷开关的外壳应可靠地接地，防止意外的漏电使操作者发生触电事故。 （4）更换熔体必须在触头断开的情况下进行，且应换上与原用熔体规格相同的新熔体。 （5）应经常检查开关的触头，清理灰尘和油污，操作机构的摩擦处应定期加润滑油，使其动作灵活，延长使用寿命。 （6）在修理负荷开关时，要注意保持手柄与门的联锁，不可轻易拆除。,4负荷开关的常见故障,表1-3 负荷开关的常见故障,1.1.4 组合开关 组合开关又称为转换开关，组合开关多用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，也可以用

11、做不频繁地接通和断开电路、转换电源相序和负载等。常用组合开关的外形及其电气图形和文字符号如图1-4所示。,a） b） c） 图1-4 组合开关 a）HZ10系列 b）HZ12系列 c）电气图形和文字符号,1组合开关的选择 （1）用于照明或电热电路。组合开关的额定电流应等于或大于被控制电路中各负载电流的总和。 （2）用于电动机电路。组合开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.52.5倍。 2组合开关的使用 （1）由于组合开关的通断能力较低，故不能用来分断故障电流。当用于控制电动机作可逆运转时，必须在电动机完全停止转动后，才允许反向接通。 （2）当操作频率过高或负载功率因数较低时，转换开关要降低容

12、量使用，否则会影响开关寿命。,3组合开关的常见故障,表1-4 组合开关的常见故障,1.1.5 低压断路器 断路器是低压配电网络和电力拖动系统中常用的一种配电电器，集控制和多种保护功能于一体，在正常情况下可用于不频繁接通和断开电路以及控制电动机的运行。当电路发生短路、过载和失电压等故障时，能自动切断故障电路，保护电路和电器设备。断路器具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高，兼顾多种保护，动作后不需要更换元件等优点，因此得到了广泛应用。断路器按结构形式可分为塑壳式、框架式、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式。常用的断路器是DZ系列塑壳式断路器，其外形及其电气图形和文字符

13、号如图1-5所示。,a） b） c） d） 图1-5 低压断路器 a）DZ108-20 b） DZ158-125 c）DZ267-32 d）电气图形和文字符号,1低压断路器的选择 （1）在电气设备控制系统中，常选用塑壳式断路器或漏电保护断路器；在电力网主干线路中主要选用框架式断路器；而在建筑物的配电系统中则一般采用漏电保护式断路器。 （2）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的额定电压和最大工作电流。 （3）低压断路器用于电动机保护时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应为电动机起动电流的1.7倍。 （4）选用低压断路器作多台电动机短路保护时，一般电磁脱扣器的整定电流为容量最大的一台电动机起动

14、电流的1.3倍再加上其余电动机额定电流之和。,2低压断路器的使用 （1）低压断路器在安装前，应将脱扣器电磁铁工作面的防锈油脂抹净，以免影响电磁机构的动作值。 （2）低压断路器与熔断器配合使用时，熔断器应尽可能装于断路器之前，以保证使用安全。 （3）电磁脱扣器的整定值一经调好后就不允许随意更动，使用日久后要检查其弹簧是否生锈卡住，以免影响其动作。 （4）低压断路器在分断短路电流后，应在切除上一级电源的情况下，及时地检查触头。若发现有严重的电灼痕迹，可用干布擦去；若发现触头烧蚀，可用砂纸或细锉小心修整，但主触头一般不允许用锉刀修整。 （5）应定期清除低压断路器上的积尘和检查各种脱扣器的动作值，操作

15、机构在使用一段时间后（12年），在传动机构部分应加润滑油（小容量塑壳式断路器不需要）。 （6）低压断路器的底板应垂直于水平位置，固定后应保持平整，倾斜度不大于5；有接地螺钉的低压断路器应可靠连接地线；具有半导体脱扣装置的低压断路器，其接线端应符合相序要求，脱扣装置的端子应可靠连接。,3断路器的常见故障,表1-5 断路器的常见故障,1.1.6 手动运转控制电路 手动运转控制电路多采用封闭式负荷开关、组合开关和低压断路器控制，三相笼型异步电动机定子绕组星形接法，外壳接保护地（PE），其电路原理图如图1-6所示。,1.2 点动与连续运转控制电路,1.2.1 按钮 按钮是一种利用外力操作，具有自动复位功能的控制开关。由于其触头允许通过的电流较小（一般不超过5A），只能短时接通或分断小电流电路，所以不能直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路。常用按钮的外形及其电气图形和文字符号如图1-7所示。,a） b） c） d） e） f） 图1-7 按钮 a）LAY39系列 b）LA4系列 c）NP2系列 d）动断按钮 e）动合按钮 f）复合按钮,1按钮的选择 （1）