《5、6制线路的基本 原则和基本环节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5、6制线路的基本 原则和基本环节（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 电气控制的基本线路和基本环节（笼型异步电机）,组成：按钮、继电器、接触器等低压电器。目的：控制电力拖动系统启动、停止、正反转、制动和调速。特点：具有线路简单、维护方便、便于操作、价格低廉等许多优点。,继电器接触器控制系统,1. 掌握三相异步电机的起动、停止、正反转控制系统的组成及工作原理。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. 能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路。,本章要求,第一节 电气控制线路的绘制,电气控制系统图：用一定的图形表示电气控制系统中各电器元件的连接方式。,目的：表达电气控制系统的结构、原理等设计意图；便于电器元件
2、的安装、接线、运行、维护。,电气图种类及定义,1、电气原理图；2、电器布局图；3、电气安装接线图；4、电器元件明细表；5、附加说明文件。,一、电气原理图,电气原理图是采用将电器元件以展开的形式绘制而成的一种电气控制系统图样；包括所有电器元件的导电部件和接线端点。特点：电气原理图并不按照电器元件的实际安装位置来绘制，也不反应电器元件的实际外观及尺寸。目的：1）便于操作者详细了解电气控制系统的组成和联接关系，解电气控制系统的工作原理；2）用以指导安装、调试与维修以及为绘制接线图提供依据。,1.主电路、控制电路和其它辅助的信号、照明、保护电路一起构成电气控制系统；2. 电路图中的电路可水平布置或垂直
3、布置 水平布置时，控制电路中的耗能元件画在电路的最右端。垂直布置时，控制电路中的耗能几件画在电路的最下端。电源线垂直，其它电路水平；电源线水平，其它电路垂直画。3.主电路一般都画在控制电路的左侧或上面 复杂的系统则分图绘制,电路图的绘制规则由国家标准G86988.4,电器元件采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示；同一电器的各个部件可根据需要画在不同的地方，但必须用相同的文字符号标示。电路图中所有电器元件的可动部分通常表示在电器非激励或不工作的状态相位置。继电器和接触器的线圈处在非激励状态。断路器和隔离开关在断开位置。机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。保护类电器件处在设备正常工作状
4、态。,4.元器件绘制和器件状态,5.电源标记原则,三相交流电源采用L1、L2、L3标记，中性线采用N标记。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺序标记。PE标记直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L与M标记。,图形符号 在电气控制系统图中用来表示电器设备、电器元器件或概念的图形、标记称为图形符号。文字符号 在电路图中用来区分不同的电器设备、电器元器件或在区分同类设备、电器元器件时，在相对应的图形、标记旁标注的文字称为文字符号。图形符号：GB4728电气图用图形符号文字符号：GB7159-87电气设备常用基本文字符号,6.图形符号、文字符号,C616型车床的电气原理图,二、电器元
5、件布置图,表明电气系统中所有电器元件的实际位置为生产机械电气控制设备的制造、安装提供必要的资料。,电器元件布置图的绘制规则,体积大和较重的电器元件应安装在电器板的下面，而发热元件应安装在电器板的上面；强电弱电分开并注意屏蔽，防止外界干扰；电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利加工、安装和配线；需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。电器元件布置不宜过密，若采用板前走线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护。,C620-1型车床电器布置图,三、电气接线图,电器安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。
6、目的：表示各电器元件的相对位置和它们之间的电路连接状况。,绘制原则,各电器元件的相对位置与实际安装的相对位置一致。各电器元件的接线端子编号与电气原理图中的相一致。详细标明配线用的导线型号、规格、标称面积及连接导线的根数。标明所穿管子的型号、规格等，并标明电源的引入点。安装在电气板内外的电器元件之间需通过接线端子板连线。不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连接必须通过端子排进行连接。各电器元件的文字符号及端子排的编号应与原理图一致，并按原理图的连线进行连接。.,电器安装接线图,四、电器元件明细表,将成套装置、设备中的各组成元件(包括电动机)的名称、型号、规格、数量列成表格。目的：供准备材料及
7、维修使用。,五、附加技术文件,1）电气控制箱及非标准零件的设计工艺文件。,2）各类元器件及材料清单的汇总文件： 外购元器件清单表； 标准件清单表； 主要材料消耗定额表及辅助材料消耗定额表。 目的：便于采购人员、生产管理部门按设备制造需要备料，做好生产准备工作。3）设计说明书与使用说明书。,第二节 鼠笼电动机简单的起停电气控制线路,全压起动,将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，使电动机起动旋转。（p10kw）,一、开关控制电路,由开关控制电机直接起/停，要求电机容量较小，且无法实现自动控制或失压、欠压保护。刀开关直接启动电动机的控制线路主要应用于小容量电动机的启动控制。冷却泵、小型台钻、砂轮机
8、等小容量电动机的启动一般都采用这种启动控制方式。,二、接触器控制电路,刀开关 电源引入接触器 控制电机起/停SB1 停止按钮SB2 起动按钮线路工作情况合上电源开关QS引入三相电源,线路的保护环节,1）过载保护：FR,注意：热继电器动作后不能自动复位，等双金属片冷却后，才能复位。,2）短路保护：FU,注意：为了扩大保护范围，熔断器一般直接装在刀开关下边（尽量靠近电源）,3）失压、欠压保护：自锁触点（接触器）,1、防止电动机低压运行。2、避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。3、防止在电源恢复时，电动机突然起动运行而造成设备和人身事故。,欠压和失（零）压保护的好处：,第三节 笼型异步电机正反
9、转的控制线路,实现方法：对调交流电动机的任意两相电源相序。,一、正反转的控制线路,问题：KMl、KM2同时闭合，造成相间短路。电气互锁：利用接触器（继电器）的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。,接触器互锁正/反转控制电路工作过程,按钮和接触器双重互锁控制电路,存在问题：若出现熔焊或衔铁卡在吸合状态的故障时，虽然线圈已失电但是其主触点无法断开。此时另一接触器一旦得电动作，主电路就会发生短路。解决：为保证工作的可靠和操作的方便可采用按钮和接触器双重互锁。此时若出现上述故障现象，则接触器的互锁常闭触点必然将另一接触器的控制电路切断，避免另一接触器线圈得电。,机械互锁：利用复合按钮的
10、常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。（方便操作）,仅有机械互锁可以吗？,结论：机械互锁不能代替电气互锁的作用。,二、自动往返控制电路,行程控制：根据生产机械的运动部件行程的变化来进行控制。,钻削加工刀架的运动过程控制：刀架在位置1起动后能自动地由位置1开始移动到位置2进行钻削加工；刀架到达位置2后自动退回到位置1时停车。,刀架的自动循环控制回路,第四节 三相异步电动机的降压起动控制线路,1、三相鼠笼式异步电动机 优点：结构简单、价格便宜、应用广泛。 缺点：不便于调速 使用场合：不需要调速的场合（中小型鼠笼电动机 很少用于调速的场合）。2、三相绕线式异步电动机 特点：便于调速（转
11、子通过滑环串接外加电阻，减小起动电流和提高起动转矩）,缺点：起动电流大(额定电流的57倍)。过大的起动电流将会造成线路的电压下降，影响到电动机的起动转矩，严重时，会导致电动机本身无法起动。,起动方式,直接起动(全压起动),直接起动只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。,电动机直接起动的判断,降压起动,原理,Y: 每相绕组220V,: 每相绕组380V,1.Y-降压起动控制线路,控制电路,KMY和KM的主触点不能同时闭合，否则主电路会发生短路。故电路中用KMY和KM常闭触点进行电气互锁。,特点,起动转矩小，仅为额定值的1/3；转矩特性差（起动转矩下降为原来的l3）。注意：起动的时间取决与负载
12、的大小。,适用场合,电动机正常工作时定子绕组必须接，轻载起动。（Y系列鼠笼型异步电动机功率为4.0kW以上者均为形接法。）,2、定子串电阻的降压起动控制线路,特点,起动转矩小，加速平滑，但电阻损耗大。用电抗器代替电阻：价格较贵，成本较高,适用场合,电动机容量不大，起动不频繁且平稳。,3、串自耦变压器降压起动控制电路,特点,起动转矩大（60%、80%抽头），损耗低，但设备庞大、成本高。,重载起动。,适用场合,起动过程中会出现二次涌流冲击，适用于不频繁起动、容量在30kw以下的设备中。,鼠笼式异步电动机起动方法比较,第五节 三相异步电动机的制动控制线路,机械制动：机械抱闸,电气制动：反接制动、能耗
13、制动、回馈制动,制动目的,准确、迅速停车；工作安全,制动分类,一、机械制动：（电磁抱闸）,机械制动控制电路(断电制动控制电路),特点：断电时制动闸处于“抱住”状态。适用场合：升降机械,特点：断电时制动闸处于“松开”状态适用场合：加工机械,机械制动控制电路(通电制动控制电路),二、电气制动,1、反接制动,特点：设备简单，制动力矩较大，冲击强烈，准确度不高。适用场合：要求制动迅速，制动不频繁（如各种机床的主轴制动）,反接制动特点适用场合,特点：能耗小，需直流电源，设备费用高。适用场合：要求平稳制动，停位准确。（如铣床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等）。,2、能耗制动,异步电动机能耗制动与反接制动比
14、较,顺序控制：保证操作的合理和工作的安全可靠（按一定顺序工作的联锁要求）。,a图,b图,1.按顺序工作的联锁控制,第六节 三相异步电动机的其他基本控制控制线路,车床的油泵电动机M1、主轴电动机M2的工作顺序要求： 1）油泵电动机M1起动后主轴电动机M2才允许起动。 2）主轴电动机M2停止后油泵电动机M1才允许停止。,结论： 1）要求甲接触器动作后乙接触器才能动作，则将甲接触器的常开触点串在乙接触器的线圈电路。 2）要求甲接触器停止后乙接触器才能停止，则将甲接触器的常开触点并接在乙接触器的停止按钮。,2.点动控制电路,1）基本的点动控制电路,在生产实践过程中，常常要求一些生产机械既有能持续不断的
15、连续运行方式（长动），又有可在人工干预下实现手动控制的点动运行方式。点动控制方式的应用：起重机械中吊钩的精确定位操作过程、机械加工过程中的“对刀”操作过程、自动加工机床“起始点”的定位操作过程等方面。连续正常运行方式与点动运行方式的主要区别就是在控制过程中实施控制的控制电器能否自锁。,2）点动/长动控制电路,3）多点起、停与多条件控制电路,a图,b图,在一些大型的机床设备中，为了操作方便，常常要求能够在不同的地点对该设备进行相同的控制。例如：大型龙门刨床的操作者有时是在固定的操作台上对机械设备进行控制，有时则需要在机械设备四周用悬挂的控制盒进行控制；在一些大型的压力机床设备中，为了保证操作者的
16、安全，要求在机床压力横梁运行（压下）前，各个操作者都必须按下各自负责的启动按钮后，压力机构运行部件方可运行。,第七节 电器控制线路的设计方法,经验设计法,环节划分；根据典型环节控制线路设计各环节线路；各环节之间连锁关系补充修改完善线路；,逻辑设计法,例1 试画出对三相鼠笼式异步电动机进行两地启停控制的继电接触器控制电路图，要求有过载及短路保护功能。,例2 下图所示控制电路是实现两台电动机集中启停和单独启停的控制电路，分析其工作原理。,例3 有两台三相鼠笼式异步电动机，一台为主轴电动机，一台为油泵电动机。现要求： (1) 主轴电动机必须在油泵电动机启动之后才能启动； (2) 若油泵电动机停车，主轴电动机应同时停车； (3) 主轴电动机可以单独停车； (4) 有短路和过载保护。 试画出符合上述要求的继电接触器控制电路。,
