《第二章电气控制线路的基本控制规律讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章电气控制线路的基本控制规律讲义（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章电气控制线路的基本控制规律,第二章电气控制线路的基本控制规律,电气控制：指通过电气自动控制方式来控制生产过程。通常称为继电接触器控制。 电气控制线路：把各种有触点的接触器、继电器以及按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定的方式连接起来组成的控制线路。 继电器接触器控制的特点： 优点： 电路图较直观形象，装置结构简单； 价格便宜； 抗干扰能力强； 可以实现集中和远距离生产过程的自动控制。 缺点： 采用固定接线方式，通用性、灵活性较差； 采用有触点的开关电器，易发生故障，维修量较大。,第一节绘制电气控制线路的若干规则,电气控制线路图： 是将各电气元件的连接用图来表达，各种电气元件用不同的图形
2、符号表示，并用不同的文字符号来说明其所代表电气元件的名称、用途、主要特征及编号等。 电气控制线路图绘图原则： 简明易懂为原则 采用统一规定的图形符号、文字符号 采用标准的画法进行绘制 电气控制线路图的表示方法： 安装图 原理图 对常用的图形、文字符号的规定： 图形符号：国标GB4728电气图用图形符号 文字符号：国标GB7159-87电气技术中的文字符号制订通则,第一节绘制电气控制线路的若干规则,电气原理图分类： 主电路：电气控制电路中强电流通过的部分，由电机以及与其相连的电气元件如组合开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等组成的线路。 辅助电路：通过电流较小，包括控制电路、照明电路
3、、信号电路及保护电路。 控制电路：由按钮、继电器和接触器的吸引线圈和辅助触点等组成。 信号电路：为附加电路，如果将其从辅助电路中分开，不影响辅助电路工作的完整性。,第一节绘制电气控制线路的若干规则,电气原理图绘制原则： 简单清晰，采用电气元件展开形式绘制，包括所有电气元件的导电部分和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。 所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。 主电路可用粗实线绘制在图的左侧或上方，辅助电路用细实线绘制在图的右侧或下方。 无论是主电路还是辅助电路，其中所含元件均应按功能布置，各元件尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排
4、列。 在原理图中，同一电路的不同部分应根据便于阅读的原则安排在图中，为了表示同一元件，要在电器的不同部分使用同一文字符号来标明。对于同类电器，必须在名称后或下标加数字序号加以区别。 所有电器的可动部分均以自然状态画出。所谓自然状态是指各种电器在没有通电和没有外力作用时的状态。 原理图上应尽可能减少线条和避免线条的交叉。各导线之间联系时，在导线的交点处画一个实心圆点。根据图面布置的需要，可以将图形符号旋转90o、180o或45o绘制。 -一般来说，原理图的绘制要求层次分明，各电气元件以及它们的触点应安排合理，并保证电气控制线路可靠运行，节省导线，便于施工、维修。,第一节绘制电气控制线路的若干规则
5、,图面区域划分： 为了便于检索电气线路，方便阅读电气原理图，应将图面划分为若干区域。 用途栏：置于图的上方，并用文字注明该栏对应电路或元件的功能； -便于理解原理图各部分的功能及全电路的工作原理。 图区编号：置于图的下方。,第一节绘制电气控制线路的若干规则,电气安装图： 用于表示电气控制系统中各电气元件的实际安装位置和接线情况。 电器位置图： 详细绘制出电气设备零件的安装位置； 图中各电气元件的代号应与相关电路图对应元器件代号相同； 图中应留有10%以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供改进设计时用。 电气互连图 用于表明电气设备各单元之间的连接关系，能够清楚表示外部元件的相对位置及它们之间
6、的电气连接； 是实际安装接线的依据； 对于施工现场具有重要的作用。,第一节绘制电气控制线路的若干规则,阅读和分析电气控制线路图的方法： 查线读图法 逻辑代数法 查线读图法（直接读图法或跟踪追击法） 按照线路所示的生产过程的工作步骤依次读图。 了解生产工艺与执行电器的关系； 分析主电路； 分析线路一般先从电机着手。 分析控制电路。 对控制电路的分析按照由上到下、由左到右的顺序依次读图分析。 查图法特点： 优点：直观性强，容易掌握，应用广泛； 缺点：分析复杂线路时容易出错。,第一节绘制电气控制线路的若干规则,逻辑代数法（间接读图法） 通过对电路逻辑表达式的运算来分析控制线路。其关键是正确的写出电路
7、的逻辑表达式。 对逻辑量的规定： 线圈：线圈得电状态为“1”、线圈失电状态为“0”。 触点：触点闭合状态为“1”、触点断开状态为“0”。 为了清楚地表示元件的状态，同一元件的线圈、常开触点（动合触点）用原变量表示如KM；常闭触点（动断触点）用反变量表示如 。 逻辑输入变量：继电接触气控制线路中，表示触点状态的逻辑变量称为逻辑输入变量。 逻辑输出变量：把表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量称为逻辑输出变量。 逻辑函数关系：把输入逻辑变量与输出逻辑变量相互关系函数称为逻辑函数关系。 逻辑代数读图法特点： 优点： 各元件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中一目了然； 便于线路采用计算机辅助分析。 缺
8、点： 对于复杂线路，逻辑表达式会繁琐冗长。,第二节电气控制的基本控制环节,启动电动机和自锁环节 启动电动机： 停止电动机： 线路保护环节： 短路保护：熔断器FU1、FU2； 过载保护：热继电器FR； 欠电压保护（零压保护）：接触器的自锁触点。 作用：防止电压严重下降时电机在负载情况下低压运行；避免电动机同时启动造成电压严重下降；防止电源恢复时，电动机突然自启动运行，造成设备和人身事故。 互锁控制和顺序启动 互锁控制：指生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相联系又互相制约的生产过程控制。又称为联锁控制。 联锁控制： 互锁控制：甲、乙两个接触器不能同时动作的控制场合。 顺序控制：甲、乙两个接触
9、器有明显的先后控制顺序要求。,启动电动机和自锁环节,线路保护环节： 短路保护： 熔断器FU1、FU2； 过载保护： 热继电器FR； 欠电压保护（零压保护）： 接触器的自锁触点。,点动控制线路,互锁控制,点动与起（保）停联锁控制线路,互锁控制,可逆控制线路,互锁控制,电动机间互锁控制线路,顺序控制,两台鼠笼式异步电动机顺序控制,第二节电气控制的基本控制环节,多点控制线路： 可以在两个以上地点进行相同的控制。 步进控制线路： 线路按照一定的程序依次转换，依靠步进线路完成对简易顺序控制过程的控制。,第三节 三相交流电动机的启动控制,鼠笼式异步电动机全压启动控制 优点：启动可以提高控制线路的可靠性、可
10、以减少电器维修的工作量。 缺点：启动电流大，可达额定电流的47倍。 会降低电动机的使用寿命； 会使变压器二次电压大幅度下降，减小电动机启动转矩； 会引起电源电压波动，影响同一供电网路中其他设备的正常工作。 分类： 单向长动控制线路（启保停控制线路） 单向点动控制线路（短车控制或点车控制） 用途：主要用于试车或调整工作情况。 动作特点：点一下，动一下，不点不动。 长动与点动的区别： 主要在自锁触点上。 三相鼠笼式异步电动机降压启动,第三节 三相交流电动机的启动控制,判断电动机能否全压启动的规定： 电动机容量在10kW以下者； 10kW以上的异步电动机是否允许启动，要根据电动机容量和电源变压器容量
11、的经验公式： Iq电动机全电压启动电流（A） Ie电动机额定电流（A） 如计算结果满足上述经验公式，一般可以全压启动；如 为了限制和减少启动转矩对机械设备的冲击作用，允许 全压启动的电动机，也可采用降压启动方式。,第三节 三相交流电动机的启动控制,常用降压启动控制线路 自耦变压器降压启动控制线路 Y-降压启动控制线路 延边三角形降压启动控制线路 定子串电阻降压启动控制线路 共同点：均采用时间参数作为控制量 自耦变压器降压启动控制线路 工作原理：电动机启动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压；启动完毕，自耦变压器被切除，电动机进入全压运行状态。 其中自耦变压器被称为启动补偿器 降压启动效
12、果：启动电流与启动转矩的比值按变比平方倍降低。 -启动过程中电机从电网中取得同样大小的启动电流，采用自耦变压 器降压启动比电阻降压启动产生较大的启动转矩。 用途：常用于容量较大，正常运行为Y型连接的电动机。 缺点：自耦变压器价格较贵，结构相对复杂，体积庞大，不允许频繁操作。,图2-9自耦变压器降压起动控制线路图,第三节 三相交流电动机的启动控制,Y-降压启动控制线路 工作原理：启动时将电动机定子绕组接成Y形，每相绕组承受电压为电源相电压（220V）；启动结束后换成形接法，每相绕组承受电压为电源线电压（380V）。 说明：凡是正常运行时定子绕组接成形的鼠笼式异步电动机均可采用这种线路。 优点：定
13、子绕组Y形接法，启动电压为直接采用形接法时的 启动电流为形接法的1/3，启动电流特性好；线路简单；投资少。 缺点：启动转矩特性较差。 用途：用于轻载或空载启动场合。,Y-降压启动控制线路,1、控制线路设计原则： 时间控制方式； 2、工作过程： KM主触点闭合联通电源； KMY主触点闭合，电机启动过程定子绕组Y形接法； 启动过程结束后，断开KMY主触点，联通KM主触点电机运行过程中定子绕组形接法工作。,第四节 三相异步电动机制动控制,快速、准确停车，可以提高生产效率。 制动方法分类： 机械制动：电磁抱闸制动、电磁离合器制动器等。 电气制动：反接制动、能耗制动、回馈制动等。 电磁抱闸制动和电磁离合
14、器制动： 设计思想：利用外加的机械作用力，使电动机迅速停止转动。 电磁抱闸制动：靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同轴的制动轮来制动。 优点：制动力矩大、制动迅速、停车准确。 缺点：制动越快冲击振动越大。 分类：断电抱闸制动和通电电磁抱闸制动。 断电电磁抱闸制动线路：见P50 图2-17 电磁离合器制动： 采用电磁离合器实现制动 电磁离合器体积小，传递力矩大，制动方式较平稳且迅速。,第四节 三相异步电动机制动控制,反接制动控制线路 是一种电气制动方法，通过改变电动机电源电压相序使电动机制动。由于电源相序改变，定子绕组产生的旋转磁场方向也与原方向相反，而转子仍按原方向惯性旋转，于是在转子电路中产生相反
15、的感应电流。转子要受到一个与原转动方向相反的力矩的作用，从而使电动机转速迅速下降，实现制动。 反接制动时，转子与定子旋转磁场的相对速度接近于两倍同步转速，所以定子绕组中的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍。-串电阻反接制动：串接对称电阻或不对称电阻。 典型电路：采用速度继电器检测电动机的转速变化。速度下降接近零（100r/min）。由速度继电器自动切断电源。 单向反接制动控制线路： 可逆反接制动控制线路：,图2-18(a)定子电路中串接对称电阻 (b) 定子电路中串接不对称电阻,图2-19单向反接制动线路图*,KM2,可逆反接制动控制线路 电动机可逆运行的反接制动控制线路如图2-20
16、所示。 由于速度继电器的触点具有方向性，所以电动机的正向和反向制动分别由速度继电器的两对常开触点KS-Z、KS-F来控制。 该线路在电动机正反转起动和反接制动时在定子电路中都串接电阻，限流电阻R起到了在反接制动时限制制动电流，在起动时限制起动电流的双重限流作用。 该控制线路操作方便，具有触点、按钮双重联锁，运行安全、可靠，是一个较完善的控制线路。,图2-20电动机可逆运行的反接制动控制线路,第四节 三相异步电动机制动控制,能耗制动控制线路： 原理：当电动机脱离三相交流电源以后，立即将直流电源接入定子的两绕组，绕组中流过直流电流，可以产生一个静止的直流磁场，使电动机的转子切割直流磁通，产生感生电流。在磁场和电流的相互作用下，产生制动转矩，达到制动目的。 控制形式：时间继电器和速度继电器控制方式。 特点: 制动能量来自转子自身，能量损耗小，制动停车准确； 适用于电动机容量大，要求制动平稳和启动频繁的场合； 制动速度较反接制动慢一些，需要增加整流电路。,图2-21按时间原则的单向能耗制动控制线路*,
