电机学课程设计报告PPT课件.ppt

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1、课程设计 电机正反转控制电路 要求 1 做原理图2 说明书 各电器的作用 控制和保护措施 一次操作的控制动作流程 3 在DDSZ 1型电机及电气技术实验装置上验证 1 继电 接触控制电路 4 1常用低压电器 4 2三相异步电动机的单向运转和可逆运转控制电路 4 3三相异步电动机的起动 调速和制动控制电路 2 本章要求 1 了解常用低压电器的结构 功能和用途 2 掌握自锁 联锁的作用和方法 3 掌握过载 短路和失压保护的作用和方法 4 掌握基本控制环节的组成 作用和工作过程 能读懂简单的控制电路原理图 能设计简单的控制电路 第4章继电 接触控制电路 3 应用电动机拖动生产机械 称为电力拖动 利用

2、继电器 接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护 称为继电接触控制 本章主要介绍几种常用的低压电器 基本的控制环节和保护环节的典型线路 实现继电接触控制的电气设备 统称为控制电器 如刀闸 按钮 继电器 接触器等 下面介绍常用控制电器的用途及电工表示符号 4 4 1常用控制电器 4 1 1组合开关 组合开关又称转换开关 由数层动 静触片组装在绝缘盒而成的 动触点装在转轴上 用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开 可实现多条线路 不同联接方式的转换 下图为用转换开关实现三相电动机起停控制的接线图 转换开关中的弹簧可使动 静触片快速断开 利于熄灭电弧 但转换开关的触片通流能力有限 一般用于交流38

3、0V 直流220V 电流100A以下的电路中做电源开关 5 图4 1 1用组合开关起停电动机的接线图 6 4 1 2按钮 手动切换电器 b 结构 按钮常用于接通和断开控制电路 按钮的外形图和结构如图所示 按钮开关的外形和符号 a 外形图 7 动画 8 交流接触器的外形与结构 4 1 3接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 a 外形 b 结构 9 4 1 3接触器 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 线圈 辅助触点 铁心 衔铁 电源 电机 主触点 常闭 常开 动画 弹簧 10 符号 用于主电路流过的大电流 需加灭弧装置 用于控制电路流过的小电流 无需加灭弧装置 属于同一器件的线

4、圈和触点用相同的文字表示 接触器技术指标 额定工作电压 电流 触点数目等 常用的交流接触器有CJ10 CJ12 CJ20和3TB等系列 11 4 1 4继电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别在于 接触器的主触点可以通过大电流 继电器的体积和触点容量小 触点数目多 且只能通过小电流 所以 继电器一般用于控制电路中 1 电流及电压继电器 电流继电器 可用于过载或过载保护 电压继电器 主要作为欠压 失压保护 12 2 中间继电器 中间继电器触头容量小 触点数目多 用于控制线路 通常用于传递信号和同时控制多个电路 也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件 a 外形 中间继电器

5、外形与符号 13 3 时间继电器 是从得到输入信号 线圈通电或断电 起 经过一段时间延时后才动作的继电器 适用于定时控制 直流电磁式结构图 阻尼铜套 衔铁 工作原理 当衔铁未吸合时 磁路气隙大 线圈电感小 通电后激磁电流很快建立 将衔铁吸合 继电器触点立即改变状态 而当线圈断电时 铁心中的磁通将衰减 磁通的变化将在铜套中产生感应电动势 并产生感应电流 阻止磁通衰减 当磁通下降到一定程度时 衔铁才能释放 触头改变状态 因此继电器吸合时是瞬时动作 而释放时是延时的 故称为断电延时 1 直流电磁式时间继电器 14 a 通电延时继电器 b 断电延时继电器 延时继电器的外形与结构 a 外形 2 空气式延

6、时继电器 15 通电延时的空气式时间继电器结构示意图 微动开关2 微动开关1 2 空气式时间继电器 16 断电延时的空气式时间继电器结构示意图 常闭延时闭合 常闭延时断开 空气式时间继电器的延时范围大 有0 4 60s和0 4 180s两种 结构简单 但准确度较低 时间继电器的型号有JS7 A和JJSK2等多种类型 17 4 1 5热继电器 用于电动机的过载保护 热继电器外形与结构 a 外形 b 结构 18 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 杠杆被弹簧拉回 常闭触点断开 发热元件 杠杆 工作原理 结构原理图 双金属片 常闭触头 用于

7、电动机的过载保护 动画 19 4 1 6熔断器 熔断器额定电流IF的选择 1 电灯 电炉等电阻性负载 IF IL 3 频繁起动的电机 2 单台电机 用于低压线路中的短路保护 常用的熔断器有插入式熔断器 螺旋式熔断器 管式熔断器和有填料式熔断器 20 用于自动往复控制或限位保护等 4 1 7行程开关 限位开关 b 示意图 结构与按钮类似 但其动作要由机械撞击 a 外形图 行程开关的外形符号 21 可实现短路 过载 失压保护 4 1 8自动空气断路器 自动开关 锁钩 主触点手动闭合 衔铁释放 动画 自动空气断路器原理图 连杆装置 释放弹簧 22 继电接触控制线路由一些基本控制环节组成 下面介绍继电

8、接触控制线路的绘制 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图 它不考虑电器的结构和实际位置 突出的是电气原理 电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法 1 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图 2 控制线路由主电路 被控制负载所在电路 和控制电路 控制主电路状态 组成 3 属同一电器元件的不同部分 如接触器的线圈和触点 按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中 但必须标注相同的文字符号 23 4 所有电器的图形符号均按无电压 无外力作用下的正常状态画出 即按通电前的状态绘制 5 与电路无关的部件 如铁心 支架 弹簧等 在控制电路中不画出 分析和设计控制电路时应注意以下几点 使控制电路简单 电

9、器元件少 而且工作又要准确可靠 2 尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路 3 必须保证每个线圈的额定电压 不能将两个线圈串联 24 4 2三相异步电动机的单向运转和可逆运转 将电动机接到电源的任意两根线对调一下 即可使电动机反转 需要用两个接触器来实现这一要求 当正转接触器工作时 电动机正转 当反转接触器工作时 将电动机接到电源的任意两根联线对调一下 电动机反转 25 4 2 1单向运转控制线路 1 直接起动 a 结构图 26 主电路 控制电路 1 电路 动画 b 原理图 27 控制电路 一 直接起动 电动机的保护 过载保护 短路保护 零压 欠压保护 主电路 控制电路 2

10、8 电动机的保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力 使电动机和电器设备产生机械性损坏 故要求迅速 可靠切断电源 通常采用熔断器FU和过流继电器等 欠压是指电动机工作时 引起电流增加甚至使电动机停转 失压 零压 是指电源电压消失而使电动机停转 在电源电压恢复时 电动机可能自动重新起动 亦称自起动 易造成人身或设备故障 常用的失压和欠压保护有 对接触器实行自锁 用低电压继电器组成失压 欠压保护 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护 常采用热继电器FR保护 也可采用自动开关和电流继电器保护 29 KM 合上开关Q 起动 2 控制原理 KM辅助触点闭合

11、自锁 按下起动按钮SB2 KM线圈通电 通电 转动 动画 30 合上开关Q 松开起动按钮SB2 利用自身辅助触点 维持线圈通电的作用称自锁 自锁 31 主电路 FR FU Q Q 转动 停车 32 转动 停车 停转 去掉KM辅助触点 实现点动控制 33 2 既能长期工作又能点动的控制电路 按下起动按钮 电动机运转 松开起动按钮 电动机停转 点动按钮SB3的作用 1 使接触器线圈KM通电 2 使线圈KM不能自锁 复合按钮 34 后闭合 先断开 按下SB3 闭合 电机运转 点动时 自锁触点不起作用 通电 35 先断开 后闭合 断开 断电 松开SB3 36 松开SB3 电机停转 实现点动 用途 试车

12、 检修以及车床主轴的调整等 37 方法 任意调换电源的两根进线 电动机反转 电动机正转 电动机反转 4 2 2三相异步电动机的可逆运转控制电路 38 KM1 FU Q KM2 M1 M2 3 3 SB SB1 KM1 KM1 SB2 KM2 KM2 按SB1 通电 闭合 再按SB2 闭合 通电 闭合 闭合 1 控制顺序 M1起动后M2才能起动 M2既不能单独起动 也不能单独停车 3 电机的顺序控制 动画 39 M13 两电机各自要有独立的电源 这样接 主触头 KM1 的负荷过重 KM1 40 KM2 SB KM2 SB KM1 FR1 KM1 例1 两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动

13、由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 起动 通电 通电 闭合 闭合 41 SB KM1 FR1 例 两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动 由一套起停按钮控制它们的起停 为避免物体堆积在运输机上 要求电动机按下述顺序起动和停止 起动时 M1起动后M2才能起动 停车时 M2停车后M1才能停车 应如何实现控制 停止 断电 断电 断开 断开 42 三 三相异步电动机正反转的控制线路 将电动机接到电源的任意两根线对调一下 即可使电动机反转 需要用两个接触器来实现这一要求

14、 当正转接触器工作时 电动机正转 当反转接触器工作时 将电动机接到电源的任意两根联线对调一下 电动机反转 43 SBF和SBR决不允许同时按下 否则造成电源两相短路 正反转的控制线路 3 M FR FU 正转触点 KMR 动画 KMF KMF KMR FR Q KMF 正转接触器 正转按钮 正反转控制电路必须保证正转 反转接触器不能同时动作 反转接触器 反转按钮 反转触点 44 按下SBF SB KMF 在同一时间内 两个接触器只允许一个通电工作的控制作用 称为 联锁 联锁 触点 利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁 缺点 改变转向时必须先按停止按钮 解决措施 在控制电路中加入机械连锁 KM

15、R SBF KMF KMF SBR KMR KMR 通电 断开 断电 闭合 45 利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁 鼠笼式电动机正反转的控制线路 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR 46 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR 当电机正转时 按下反转按钮SBR 先断开 断电 闭合 通电 断开 闭合 闭合 电机反转 47 4 3三相异步电动机的起动 调速和制动 4 3 1起动控制电路 起动问题 起动电流大 起动转矩小 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7倍 电动机的起动转矩为额定转矩的 1 0 2 2 倍 后果 原

16、因 起动 n 0 s 1 接通电源 48 二起动方法 1 直接起动二 三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动 适用于鼠笼式电动机 3 转子串电阻起动 适用于绕线式电动机 以下介绍降压起动和转子串电阻起动 49 设 电机每相阻抗为 1 降压起动 1 Y 换接起动 降压起动时的电流为直接起动时的 50 Y 起动器接线简图 静触点 51 Y 起动器接线简图 Y起动 52 Y 起动器接线简图 工作 53 a 仅适用于正常运行为三角形联结的电机 Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合 Y 换接起动应注意的问题 54 2 自耦降压起动 Q2下合 接入自耦变压器 降压起动 Q2上合 切除自耦变压器 全压工作 合刀闸开关Q Q2 自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成Y形不能采用Y 起动的鼠笼式异步电动机 55 R R R 定子 转子 起动时将适当的R串入转子电路中 起动后将R短路 起动电阻 2 绕线式电动机转子电路串电阻起动 56 若R2选得适当 转子电路串电阻起动既可以降低起动电流 又可以增加起动转矩 常用于要求起动转矩较大的生产机械上 R2 Tst 转子电路串电阻起动的特点 57 例3