《电器控制与可编程控制器应用技术 教学课件 ppt 作者 张迎辉 等 第1章 常用低压电器及控制电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电器控制与可编程控制器应用技术 教学课件 ppt 作者 张迎辉 等 第1章 常用低压电器及控制电路（132页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 常用低压电器及控制电路,1.1 概述 1.2 电动机直接起动控制电路 1.3 电动机减压起动控制电路 1.4 异步电动机的制动控制电路 1.5 异步电动机的调速控制电路 1.6 直流电动机的控制电路 1.7 电器控制应用训练 项目一 电动机单向连续运转控制 项目二 电动机正反转控制 项目三 电动机自动顺序控制 项目四 电动机/起动控制,第1章 常用低压电器及控制电路,项目五 电动机能耗制动控制,1.1 概述,1.1.1 低压电器基本知识 我国现行标准将工作在交流1200V、直流1500V及以下电路中的电器称为低压电器。低压电器种类繁多，它作为基本元器件已广泛用于发电厂、变电所、工矿企业
2、、交通运输和国防工业等电力输配电系统和电力拖动控制系统中。 1.低压电器的分类 低压电器的品种、规格很多，作用、构造及工作原理各不相同，因而有多种分类方法。 (1)按用途分 低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为控制电器和配电电器两大类。 (2)按动作方式分 低压电器按它的动作方式可分为自动切换电器和非自动切换电器。,1.1 概述,(3)按有无触头分 低压电器按它有无触头可分为有触头电器和无触头电器两大类。 (4)按工作原理分 按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器。 2.低压电器的主要技术数据 为保证电器设备安全可靠地工作，国家对低压电器的设计、制造规定了严格的标准，合格的电器产品具
3、有国家标准规定的技术要求。在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。低压电器的主要技术指标有以下几项。 (1)额定电流 额定电流包括额定工作电流、额定发热电流、额定封闭发热电流和额定持续电流。,1.1 概述,(2)额定电压 额定电压包括额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲耐受电压。 (3)绝缘强度 绝缘强度是指电器元件的触头处于分断状态时，动静头之间耐受的电压值(无击穿或闪络现象)。 (4)耐潮湿性能 指保证电器可靠工作的允许环境潮湿条件。 (5)极限允许温升 电器的导电部件通过电流时将引起发热和温升，极限允许温升是指为了防止过度氧化和烧熔而规定的最高温升值(温升值测得实际温度
4、环境温度)。 (6)操作频率及通电持续率 开关电器每小时内可能实现的最高操作循环次数称为操作频率。 (7)机械寿命和电气寿命 1.1.2 电气工程图,1.1 概述,为了表示电器控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、维修等技术要求，使其具有可读性和通用性，需要用统一的工程语言（即工程图）来表达，常用的电气工程图有3种，即电路图(电气系统图、原理图)、接线图和元器件布置图。电气工程图是根据国家电气制图标准，用规定的图形符号、文字符号以及规定的制图方法绘制而成的。 1.图形符号和文字符号,1.1 概述,我国在结合本国实际情况、并与国际接轨的思想指导下，借鉴国际电工委员会及一些工业发达国家的电工标
5、准，先后制定了GB/T 47281B20052008电气简图用图形符号、GB/T 69881997电气技术用文件的编制、GB/T 71591987电气技术中的文字符号制定通则等标准，并在逐渐完善和修订。现行电工标准目录包括电工国家标准(GB)、行业(专业)标准(ZBK)、部标准(JB)和部指导性文件(JB/Z)。其中GB为强制性标准，GB/T为推荐性标准。 (1)图形符号 图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电操作控制的动作符号(如机械控制符号等)根据不同的具体器件情况组合构成，表1-1为限定符号或操作符号与一般符号组合成各种类型的图形符号举例。,1.1 概述,表1-1 限定符号
6、或操作符号与一般符号组成各种类型的图形符号,(2)文字符号 基本文字符号、单字母符号和双字母符号表示电气设备、装置和元器件的分类，如K表示继电器类元件这一大类；,1.1 概述,双字母符号由一个表示大类的单字母与另一表示器件某些特性的字母组成，例如KA表示继电器类元件中的中间继电器(或电流继电器)，KT表示时间继电器。 (3)辅助文字符号 辅助文字符号用来进一步表示电气设备、装置和元器件的功能、状态和特征。 2.电路图 电路图用来表达电路、设备、电器控制系统的组成部分和连接关系。通过电路图，可详细地了解电路、设备、电器控制系统的组成及工作原理，并可在测试和故障寻找时提供足够的信息，同时电路图也是
7、编制接线图的重要依据，电路图习惯上也称为电气原理图。 (1)电路图的绘制 电路一般包括主电路和控制电路。,1.1 概述,(2)元器件的绘制 电路图中所有电器元件一般不画出实际的外形图，而是采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。 1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。 2)断路器和隔离开关处于断开位置。 3)零位操作的手动控制开关在零位状态，不带零位的手动控制开关在图中规定位置。 4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。 5)保护类元器件处在设备正常工作状态，特殊情况应在图上说明。 6)继电器、接触器的常开触头在断开位置，常闭触头在闭合位置。,1.1 概述,(3)图区和触头位置索引
8、 电路图通常采用分区的方式建立坐标，以便于阅读查找。,图1-1 某车床的电气原理图,1.1 概述,(4)电路图中技术数据的标注 电路图中元器件的参数和型号(如热继电器动作电流和整定值的标注、导线截面积等)可用小号字体标注在电器代号的下面。 3.电器元件布置图 电器元件布置图主要是表明机械设备上所有电器设备和电器元件的实际位置，是电器控制设备制造、安装和维修必不可少的技术文件。 4.接线图 接线图主要用于安装接线、电路检查、电路维修和故障处理。它表示设备电控系统各单元和各元器件间的接线关系，并标注出所需数据，如接线端子号、连接导线参数等。实际应用中通常与电路图和位置图一起使用。,1.1 概述,1
9、.1.3 电器控制电路的分析方法 在了解清楚机械设备及电器设备的构成、工作原理、相互关系以及控制要求等基本条件信息之后，即可对电器控制电路进行具体的分析。 1.查线读图法 查线读图法又称为直接读图法或跟踪追击法。查线读图法是按照电器控制电路图，根据生产过程的工作步骤依次读图，一般按照以下步骤进行。,1.1 概述,(1)了解生产工艺与执行电器的关系 在分析电气线路之前，应该熟悉生产机械的工艺流程，充分了解生产机械要完成哪些动作，这些动作之间又有什么联系；然后进一步明确生产机械工作过程与执行电器的关系，必要时可以画出简单的工艺流程图，为分析电气线路的工作原理提供方便。 (2)分析主电路 因为主电路
10、一般要容易些，首先弄清楚主电路的特点，控制的电动机(或其他电器)的类型，采用的起动方法、保护方式，以及它们之间的动作关系，有无换向、调速和制动要求等。 (3)分析控制电路 一般情况下控制电路要比主电路复杂一些。,1.1 概述,(4)分析辅助电路 辅助电路主要作为电源显示、工作状态显示、照明和故障报警显示等，大多由控制电路中的元件来控制，所以，对辅助电路进行分析也是很有必要的。 (5)分析联锁和保护环节 电气控制系统对于安全性和可靠性有很高的要求，为了实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，在控制电路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁，这些联锁和保护环节也必须弄清楚。 (6)总体检查
11、 经过“化整为零”的局部分析，逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制电路，看是否有遗漏，特别要从整体角度去进一步分析和理解各控制环节之间的联系，以理解电路中每个电气元件的工作过程。,1.1 概述,2.逻辑代数法 逻辑代数法又称为间接读图法，是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析电路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。 (1)电器元件的逻辑表示 当电器控制系统由开关量元件构成时，电路状态可用逻辑表达式的方式描述出来。 1)用KM、KA、SQ等分别表示接触器、继电器、行程开关等电器的动合(常开)触头，用、等表示动断(常闭)触头。 2
12、)触头闭合时，逻辑状态为“1”；触头断开时，逻辑状态为“0”；线圈通电时状态为“1”；断电时状态为“0”。 线圈状态：KM=1表示接触器线圈处于通电状态；KM=0表示接触器线圈处于断电状态。,1.1 概述, 触头处于非激励或非工作的状态：KM=0表示接触器的常开触头状态；=1表示接触器的常闭触头状态；SB=0表示常开按钮触头状态；=1表示常闭按钮触头状态。 触头处于激励或工作的状态：KM=1表示接触器的常开触头状态；=0表示接触器的常闭触头状态；SB=1表示常开按钮触头状态；=0表示常闭按钮触头状态。 (2)电路状态的逻辑表示 电路中触头的串联关系可用逻辑“与”即逻辑乘()关系表达；触头的并联
13、关系可用逻辑“或”即逻辑加(+)的关系表达。,1.1 概述,图1-2 起动控制电路,1.2 电动机直接起动控制电路,图1-3 用低压断路器 直接控制电动机运行,1.2 电动机直接起动控制电路,1.2.1 低压断路器直接控制电动机运行 用低压断路器直接控制电动机运行的电路如图13所示。 1.电路中的电器 在用低压断路器直接控制电动机运行的电路中，其控制电路由低压断路器和电动机组成。 (1)低压断路器 低压断路器俗称空气开关，可用来分配电能和不频繁地起动电动机，并可对供电线路及电动机等进行保护。,图1-4 各类断路器,1.2 电动机直接起动控制电路,1)低压断路器的结构。,图1-5 低压断路器工作
14、原理,2)低压断路器的工作原理。,1.2 电动机直接起动控制电路,3)灭弧装置。 电弧的产生。当动、静触头分开的瞬间，两触头间距极小，电场强度极大，在高热及强电场的作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极，这些自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子，这些电子在强电场作用下继续向阳极移动，同时撞击其他中性分子，因此，在触头间缝中产生了大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流即电弧。电弧产生高温并有强光，可将触头烧损，并使电路的切断时间延长，严重时可引起事故或火灾。 电弧的分类。电弧分直流电弧和交流电弧，交流电弧有自然过零点，故其较易熄灭。,1.2
15、电动机直接起动控制电路,图1-6 窄缝灭弧室的断面, 灭弧的方法有如下几种：,1.2 电动机直接起动控制电路,4)常用的低压断路器。,图1-7 金属栅片灭弧示意图,1.2 电动机直接起动控制电路,5)低压断路器的选型。 (2)三相异步电动机 在拖动控制中75%的用电设备都是三相交流异步电动机。 1)三相异步电动机的结构。,图1-9 三相异步电动机的构造, 定子。,1.2 电动机直接起动控制电路,三相异步电动机的定子由机座(铸铁或铸钢制成)、圆筒形铁心(由互相绝缘的硅钢片或非晶带材叠成)以及嵌放在铁心内的三相对称定子绕组组成。 转子。根据构造上的不同，三相异步电动机的转子可分为两种型号，即笼型和
16、绕线转子。,图1-10 笼型转子,1.2 电动机直接起动控制电路,图1-11 绕线转子异步电动机的构造,2)三相异步电动机的工作原理。,1.2 电动机直接起动控制电路,图1-12 定子绕组的星形()联结和三角形()联结,3)定子绕组的接法。,1.2 电动机直接起动控制电路,2.电动机直接起动电路工作原理,图1-13 电动机直接起动电路接线图,1.2 电动机直接起动控制电路,3.电动机直接起动电路接线图 电动机直接起动电路的接线图如图113所示。 1.2.2 点动及单向连续运转控制 点动控制电路和连续运行控制电路是用按钮、接触器来控制电动机运行的最简单的控制电路。,图1-14 电动机点动及连续运行控制电路,1.2 电动机直接起动控制电路,1.电路中的电器 图114电路中，主电路由断路器（QF1、QF2）、交流接触器主触头（KM1、KM2）、热继电器的热元件（FR1、FR2）以及三相电动机（M1、M2）组成。控制电路中有熔断器FU1、FU2、按钮SB、SB1、SB2及接触器线圈（KM1、KM2）、热继电器触头（
