机电传动控制电器部分2011

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1、 目录 绪论 第1章 继电器接触器基本控制电路 第2章 电气控制线路的设计 第3章 可编程序控制器 第4章 可编程序控制器控制系统设计绪论机电传动：应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。 也称为机电传动。电动机生产机械控制系统1 成组拖动 一台电动机拖动一根天轴，再 有天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各个 生产机械 2 单电机拖动 用一台电动机拖动一台生产 机械。3 多电机拖动 一台生产机械的每一个运动 部件分别由一台专门的电动机拖动4 4 交直流无级调速一 机电传动的发展1 继电接触器控制2 顺序控制器控制3 可编程控制器PLC4数字控制技术NC5计算机数字控制技术CNC6加工中心机床MC7自适

2、应数控机床AC8柔性制造系统FMS9计算机集成制造系统CIMS二、机电传动控制系统的发展 在以电动机为动力的机电传动中，要根据生产过程的要求对电 动机进行起动、停止、正转或反转、调速及制动等方面的控制。 对电动机的控制常要用到开关、继电器及接触器等低压电器组成 的控制电路这种控制电路称为继电接触器控制系统。本章介 绍继电器接触器基本控制电路及电气控制线路的设计。 本章内容有： 2.1 常用低压电器 2.2 电气原理图 2.3 异步电动机基本控制线路 2.4 其它基本控制线路 2.5 自动循环工作控制线路第第1 1章章 继电接触继电接触器控制系统控制系统1 定义 低压电器适用于电压为交流1200

3、V、直流1500V及以下 的电路中起通断、保护、控制、调节及转换作用的电器。2 分类（1）地位和作用（2）动作方式（3）触点：（4）应用场合：工业、航空、船舶、工矿、建筑、农用控制电器：接触器、继电器、主令电器配电电器 ：刀开关、自动空气开关、熔断器自动电器：接触器、继电器、电磁阀自动电器：按钮、行程开关、转换开关、刀开关有触点、无触点、混合式 n1.1 常用低压电器一、概述二、接触器接触器是在低压电路系统中远距离控制、频繁接通和切断交直流主电路和大容量 控制电路的自动控制电器。（一）结构和工作原理结构 接触器主要有电磁系统、触头系统、灭弧装置等部分组成。1. 电磁系统：吸引线圈（直流线圈、交

4、流线圈）、铁心（U型、E型）、衔铁（ 绕磁轭棱角转动方式、绕轴转动方式、直线运动方式）2. 触头系统按控制的电路：主触头、辅助触头。（常开或动合触头、常闭触头或动断触头 ）按接触形式：点接触、线接触、面接触。按结构形式： 桥式触头、指形触头。3. 灭弧装置双断点灭弧（用于小容量和继电器） 灭弧罩灭弧（用于交流接触器）珊片灭弧（用于交流接触器） 磁吹灭弧（用于直流接触器）工作原理当线圈得电后，衔铁被吸合，带动三对主触点 闭合，接通电路，辅助触点也闭合或断开；当 线圈失电后，衔铁被释放，三对主触点复位， 电路断开，辅助触点也断开或闭合。接触器触点机构动作有一定的动作时间，从线圈 开始通电瞬间起到触

5、点可靠接触/分开瞬间为止的 时间间隔称为吸合时间；从线圈开始断电瞬间起 到触点可靠分开/接触瞬间为止的时间间隔称为释 放时间。 （二) 交流接触器主触头用于接通和分断交流 主电路（三）直流接触器主触头用于接通和分断直流 主电路线圈铁芯衔铁主触头 弹簧辅助 触头M 3电机接触器简单的接触器控制L1L2L3M 3刀闸起隔离作用自保持停止 按钮 起动 按钮特点：小电流控制大电流 。接触器有关符号：接触器线圈接触器主触头用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）常开(动合）常闭（动断）接触器辅助触头用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电

6、压、电流、触点数目等。KMKMKM三、继电器继电器广泛应用于自动控制系统中，起控制和 保护电路或传递和转换信号的作用。按输入信号：电压继电器、电流继电器、中间 继电器、时间继电器、速度继电器、热继电器按动作原理：电磁式继电器、感应式继电器、 电动式继电器、电子式继电器、机械式继电器 、热继电器，其中 电磁式继电器应用最广。结构和工作原理与接触器相似，有电磁系统 、触头系统和释放弹簧等组成。用于接通、 断开控制电路。触头容量较小（通常在5A或 5A以下），不需专门的灭弧装置。也有交直 流之分。常用的电磁式继电器有：电压继电器、电流 继电器、中间继电器（一）电磁式继电器一般继电器的吸合时间与释放时

7、间为0.050.15s，快速继 电器为0.0050.05s，它的大小影响继电器的操作频率。 电压继电器是根据电压信号动作的，使用时线圈与电源 并联，线圈匝数多而线径细。按吸合电压的大小，分为过电压 继电器和欠电压继电器. （）过电压继电器（U）当线圈两端的电压超过整定值（1.051.2Urt)时，过电 压继电器立即吸合，动断（常闭）触头断开，从而控制接 触器及时分断电动机电源，以保护电动机不致因过高的电 压损坏。（）欠电压继电器（U)电动机正常工作时过，电流继电器不动作；当电动机短 路或严重过载产生过大的电枢电流时，电流继电器吸合 ，动断触头打开，是接触器线圈断电，切断电机电源 ， 起到保护作

8、用（）欠电流继电器(I) 欠电压 继电器 KV (U)欠电流 继电器KA (ISB1nKM1KM2KKKSB2KM1KS1KM1KM1可逆运行的反接制动正向运行正向制动二、能耗制动KM1FUQKM 3FR按时间控制KTKM1KTKM1KM1FRKM2KM2FU2SB2KM2SB2SB1nSB2KM1KM1KM2KM2FRKM1KM2KS按速度控制KM2KM2KM2三、机械制动利用机械装置使电动机在断电后迅速停止 的方法，一般采用电磁抱闸制动。 分为：断电制动 通电制动 电磁报闸制动器闸轮与电动机轴相连，随 电动机一起转。 特点：制动力矩大，制动迅速，停车准确 ， 操作方便，安全可靠。制动器已制

9、动制动器未制动M 3FRQKFU1KMKM1KM1FRSB2SB1FU2YB电磁抱闸线圈接至 电动机进线端子断电抱闸KM1M 3FRQKFU1KM2KM1FRSB2FU2YBKM1KM2 KM2电磁抱闸线圈接 入控制回路SB11.4 其他常用基本控制线路一、点动控制和连续控制 二、多地点控制 三、顺序起停控制点动控制电路M 3ABCKMFUQKBCKM SB动作过程触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电电机停转。触头（KM）闭合按下按钮（SB） 线圈（KM）通电电机转动；控制电路主电路一、点动和连续运行 、点动控制QKKHAKMFU方法一：用旋转开关SA断开位置：点动SA闭合位置：连续运行控

10、制 关系KMSB2KMSB1FRSA主电路控制电路M 3B C不经常点动操作2 点动+连续QKKHAKMFU方法二：用复合按钮。SB3：点动SB2：连续运行控制 关系缺点：动作不够可靠。KMSB1KMSB2KHSB3主电路控制电路M 3B C点动+连续运行SB2KSB3KSB1FRKMKM 3AB CKMFU方法三：加中间继电器（K）控制 关系SB2：点动SB1：连续运行二、多地点控制1SB21SB13SB12SB1KM2SB2 3SB2KM停止按钮常闭 触头串联起动按钮常开 触头并联一个起动按钮和一个 停止按钮为一组，安装 在同一地点。本例为三 地控制三、顺序起停控制(多电机联锁控制)对于操

11、作顺序有严格要求的多台生产设备，其电动机应按一定 顺序起停。输煤传送带的控制。1 电机M12 电机M2控制要求：1. M1 起动后，M2才能起动2. M2 可单独停， M1不允许先停 如机床中，润滑泵电动机启动后,主轴电动机2M才能 启动。图a铣床中主轴1M旋转后进给机构2M才能工作，两者可 同时停车，而且主轴1M旋转时进给机构2M可单独停 车。图b铣床中主轴1M旋转后进给机构2M才能工作，最好进 给机构2M停车后，允许主轴1M旋转停止。图c龙门刨床的横梁1M与工作台2M之间，刀架进给1M 和与快速移动2M之间都要求不能同时工作。图d顺序控制电路：两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。 K

12、M2FR2FUM 3L1L2L3KM1FR1M 3主电路QK控制电路KM1KM2SB4SB2FR2KM2KM1SB3SB1FR1KM1KM2两电机互锁的控制线路a M1起后 M2才能起，同时停c M1起后 M2才能起. M2停后M1才能停 b M1起后 M2才能起， M2可单独停d M1和M2不能同时工作e M1起动后M2才能起动 ,顺序启动控制原则：先动接触器的动合触头串于后动接触器 线圈的电路中。先停接触器的动合触头并联于后停接触 器停止按钮。同时动作的两个或以上接触器，其公共通 路中应串接相应的动作按钮。M1停后M2才能停FR1KM2FR2KM1SB3SB1KM1 SB4SB2KM1KM

13、1KM2（c）按时间顺序启停（a）顺序启动（b）顺序启动与停止正程逆程电 机工作要求：1. 能正向运行也能反向运行2. 到位后能自动返回1.5 自动循环工作控制线路行程控制实质为电机的正反转控制， 只是在行程终端要加限位开关。KMRM 3UVWKMFFUQSFR电机SQaSQb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。关键措施小车往复运动控制电路KMRSBR KMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSQaSQb例一：运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1. 小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停2分钟等待装料，然后自

14、动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。2. 有过载和短路保护。3. 小车可停在任意位置。 正程逆程电机BA控制电路综合举例运料小车控制电路M 3A BCKMFFUQ SKHKMRSTa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器 主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBRKMF KMFSBFKMRKHSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器（KA）实现任 意位置停车的要求SBR运料小车控制电路STa 、STb 为A、B 两端

15、的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器 M 3A BCKMFFUQ SFRKMR主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBRSBFKMF 小车正向运行 至A端撞STa KTa 延时2分钟 KMR 小车 反向运行至B端 撞STb KTb 延时2分钟 KMF 小车正 向运行如此往反运行。该电路的问题：小车在两极端位置时 ， 不 能停车。例二：工作台位置控制起动后工作台控制要求：(1) 运动部件A从1到2 (2)运动部件B从3到4(3)运动部件A从2回到1(4)运动部件B从4回到3自动循环BM1AM2ST3ST4ST2ST11234工作台位置控制电路(1)根据动作顺序设计控制电路。(2)检查有无互锁。(3)检查能否正确启动 、停车。设计步骤：KMAFKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST3工作台位置控制电路ST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1KHKMAFSB2KMARST2ST3该电路有何 问题？小车若在1、2、3、4 规定的位置时，不能 正常停车。KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRK