《电工学 教学课件 ppt 作者 常文平 第17章继电器－接触器控制电路基本环节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学 教学课件 ppt 作者 常文平 第17章继电器－接触器控制电路基本环节（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第17章 继电器接触器控制电路基本环节,17.1电气控制系统图,本章将介绍电气图的有关标准，重点介绍三相异步电动机的起动，运行、制动控制电路及电磁阀液压控制回路，还简单介绍一些电路的逻辑表达式，为以后学习奠定一定的基础。,电气控制系统图包括电气原理图、接线图、电器元件布置图等。 为了便于确定图上的内容、补充、更改和组成部分的位置，可以在各种幅面的图纸上分区，分区的长度一般介于25mm75mm。每个分区内竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字分别编号。编号的顺序应从标题栏相对的左上角开始。分区代号用该区域的字母和数字表示，如B3、C5。,17.1.1电器原理图 电气原理图习惯上称电路图，它
2、是指用图形符号和项目代号表示电路和各个电器元件连接关系和电气工作原理的图。通过原理图，可详细地了解电路、设备电气控制系统的组成和工作原理，并可在测试和寻找故障时提供足够的信息，同时它也是编制接线图的重要依据。 原理图中的所有电器元件不画出实际外形图，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号。参见本书附录1。原理图注重表示电气电路各电气元件间的连接关系，而不考虑其实际位置，甚至可以将一个元件分成几个部分绘于不同图纸的不同位置，但必须用相同的文字符号表注。 一般工厂设备的电路图绘制规则可简述如下。 1. 电路绘制 电路图中，一般主电路和控制电路分成两部分画出。主电路是设备的驱动电路，在控制电路的控制
3、下，根据控制要求由电源向用电设备供电。主电路、控制电路和其他辅助的信号照明电路，保护电路一起构成电控系统。,电路图中的电路可水平布置或者垂直布置。水平布置时电源线垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件画在电路的最右端。垂直布置时，电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。 2. 元器件绘制和器件状态 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和位置，其中常见的器件状态有： （1）继电器和接触器的线圈处在非激励状态； （2）断路器和隔离开关在断开位置； （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的状态(一般是断开
4、)； （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，特别情况在图样上说明。,3. 图区和触点位置索引 工程图样通常采用分区的方式建立坐标，以便于阅读查找电路图常采用在图的下方沿横坐标方向划分的方式，并用数字标明图区，如图17-1（a）所示，同时在图的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。 元件的相关触点位置的索引用图号、页次和区号组合表示如下：当某图号仅有一页图样时，只写图号和图区的行、列号，(无行号时，只写列号)，在只有一个图号多页图样时，则图号可省略，而元件的相关触点只出现在一张图样上时，只标出图区号（或列号）。 继电器和接触器的触点位
5、置采用附图的方式表示，附图可画在电路图中相应线圈的下方，此时，可只标出触点的位置索引，也可画在电路图上其他地方。附图上的触点表示方法如图17-1（b）所示，其中触点图形符号可省略不画。,4. 电路图中技术数据的标注 电路图中元器件的数据和型号，一般用小号字体标注在电器代号的下面，如图17-1（a）中热继电器动作电流和整定值的标注。电路图中导线截面积也可如图标注。,17.1.2电器元件布置图 电器布置图中绘出机械设备上所有电气设备和电器元件的实际位置，是生产机械电气控制设备制造、安装和维修必不可少的技术文件。绘制布置图是机械设备轮廓用双点画出，所有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用粗实线绘
6、出其简单的外形轮廓。 17.1.3电气接线图 接线图主要用于安装接线、线路检查、线路维护和故障处理，它表示在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。图17-2是根据图17-1机床电路图绘制的接线图。图中标明了该机床电气控制系统的电源进线、用电设备和各电器元件之间的接线关系，并用虚线分别框出电气柜、操作台等接线板上的电气元件，画出虚线框之间的连接关系，同时还标出了连接导线的根数、截面积和颜色，以及导线保护外管的直径和长度。,17.2 电路的逻辑表示及逻辑运算 逻辑代数又叫布尔代数，开关代数。逻辑代数的变量只有“1”和“0”两种取值，“0”和“1”
7、分别代表两种对立的、非此及彼的概念，如果“1”代表“真”，“0”即为“假”；“1”即为“有”，“0”即为“无”；“1”代表“高”，“0”代表“低”。在机械电器控制线路中的开关触点只有“闭合”和“断开”两种截然不同的状态；电路中的执行元件如继电器、接触器、电磁阀的线圈也只有“得电”和“失电”两种状态；在数字电路中某点的电平只有“高”和“低”两种状态等等。因此，这种对应关系使得逻辑代数在50多年前就被用来描述、分析和设计电气控制线路，随着科学技术的发展，逻辑代数已成为分析电路的重要数学工具。,17.2.1电器元件的逻辑表示 电气控制系统由开关量构成控制时，电路状态与逻辑函数之间存在对应关系，为将电
8、路状态用逻辑函数式的方式描述出来，通常对电器做出如下规定。 用KM、KA、SQ分别表示接触器、继电器、行程开关等电器的动合（常开）触点。 1. 线圈状态 KA =1 继电器线圈处于通电状态。 KA =0继电器线圈处于断电状态。 2. 触点处于激励或非工作的原始状态 KA 继电器处于动合触点状态。 继电器处于动断触点状态。 SB 按钮处于动合触点状态。 按钮处于动断触点状态。,3. 触点处于激励或工作状态 KA 继电器处于动合触点状态。 继电器处于动断触点状态。 SB 按钮处于动合触点状态。 按钮处于动断触点状态。 17.2.2电路状态的逻辑表示 电路中触点的串联关系可用逻辑“与”即逻辑乘（ ）
9、的关系表达；触点的并联关系可用逻辑“或”即逻辑加（+）的关系表达，图17-3为一起动控制电路中接触器KM线圈的起动控制电路，其逻辑函数式可写为：,17.2.3电路化简的逻辑法 用逻辑函数表达的电路可用逻辑代数的基本定律和运算法则进行化简。图17-4中（a）图的逻辑式为：,图17-4（a）化简后得到图17-4（b）所示电路，并且图17-4（a）电路与图17-4（b）电路在功能上等效。,17.3 三相异步电动机的起动控制电路 笼型异步电动机有两种起动方式，即直接起动和减压起动。直接起动也叫全压起动。电动机直接起动时起动电流很大，约为额定值的47倍，过大的起动电流一方面会引起供电线路上很大的压降，影
10、响线路上其他用电设备的正常运行，另一方面电动机频繁起动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。因而对容量较大的电动机，采用减压起动，以减小起动电流。 17.3.1全压起动起动控制电路 对容量较小，并且工作要求简单的电动机，如小型台钻、砂轮机、冷却泵的电动机，可用手动开关直接接通电源起动，如图17-5所示的控制电路。,具体分析如下：合总开关QS，按下常开按钮SB2，使得接触器KM线圈得电其常开主触点闭合，三相电源接通，电动机起动并运行。KM辅助动合触点闭合，起动按钮被短路，暂时失去控制作用。KM的线圈通电时其辅助动合触点闭合，而辅助动合触点闭合又维持其线圈通电。这一相互依存的现象称为“自锁”
11、，或“自保持”。所以松开可复位的按钮SB2时，该触KM线圈不失电，电动机得以持续运行。电动机需停止时，按下常闭按钮SB1，KM线圈失电，其常开主触点和辅助触点均断开，电动机脱离三相电源停止转动。,17.3.2 点动控制电路 机械设备长时间运转，即电动机持续工作，称为长动。实际工作中，除要求电动机长期运转外，有时还需短时或瞬时工作，称为点动。比如机床调整时，需主轴稍转一下。如图17-7（a）所示。当按下按钮SB时，KM线圈得电，其主触头闭合，电动机转动，松开SB，按钮复位断开，KM线圈断电，其主触头断开，电动机停止。,17.3.3笼形异步电动机Y减压起动控制电路 减压起动只适用于对起动转矩要求不
12、高或空载、轻载下起动的设备。常用的减压起动方式有Y（星形三角形）降压起动、串电阻降压起动、自耦变压器降压起动和延边三角形降压起动。 电动机起动时接成连接，绕组电压降为额定电压的1/1.732，正常运转时换接成连接。由电工知识可知I L=3IYL(分别代表两种接法时的线电流)。Y连接时，起动电流仅为连接时的1/3，相应的起动转矩也是连接时的1/3。,Y减压起动控制电路的工作过程：合上开关QS，为起动做准备。起动按钮SB2压下时，KM1，KM3，KT线圈同时得电，KM1辅助触头闭合形成自锁。KM1，KM3主触头闭合，电动机星形起动，当KT延时时间到时，其常闭触头断开，常开触头闭合，KM3线圈断电，
13、KM2线圈得电自锁，KM3主触头断开，KM2主触头闭合，电动机转为三角形正常运行。当电动机正常运行时，KM2常闭辅助触头断开时，可让KT线圈断电，以节约电能。需电动机停止时，按下SB1即可。,17.3.4自耦变压器（补偿器）减压起动控制电路 自耦变压器一次侧电压、电流和二次侧电压、电流的关系为： 式中，K为自耦变压器的变压比。起动转矩正比于电压的平方，定子每相绕组上的电压降低到直接起动的，起动转矩也将降低为直接起动的。因此，起动转矩的大小可通过改变变压比K得到改变。 补偿器减压起动是利用自耦变压器来降低起动时的电压，达到限制起动电流的目的。起动时，电源电压加在自耦变压器的高压绕组上，电动机的定
14、子绕组与自耦变压器的低压绕组连接，当电动机的转速达到一定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相接，在正常电压下运行。,工厂常采用XJ01系列自动补偿器实现减压起动的自动控制，其控制电路如图17-9所示。 控制电路可分为三个部分：主电路、控制电路和指示灯电路。KM1为自耦变压器减压起动接触器，KM2为全压运行接触器，KA为中间继电器，KT为自动切换用时间继电器。HL1为正常运行指示灯，HL2为减压起动指示灯，HL3为电源指示灯。,工作过程如下：当变压器得电时，电源指示灯HL3亮。按下起动按钮SB2，KM1及KT线圈得电自锁，电动机经自耦变压器起动，HL2亮。KT延时时间到时，其常开闭合，KA
15、线圈得电自锁，KM1线圈失电，KM2线圈得电， 减压起动结束，电动机进入正常运行。HL1灯亮。停止时，按下SB1即可。,17. 4 三相异步电动机的运行控制电路 17.4.1多地点控制电路 在大型机床设备中，为了操作方便，常要求能在多个地点进行控制。见图17-10，把起动按钮并联起来，停止按钮串联起来，分别装在二个地方，就可实现两地操作。,17.4.2多台电动机顺序起、停控制电路 在装有多台电动机的生产机械上，各电动机所起的作用不同，有时需要按一定的顺序起动才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠。例如，在铣床上就要求先起动主轴电动机，然后才能起动进给电动机。又如，带有液压系统的机床，一般都要先
16、起动液压泵电动机，以后才能起动其它电动机。这些顺序关系反映在控制电路上，称为顺序控制。 图17-12所示是两台电动机M1和M2的顺序控制电路。该电路的特点是，电动机M2的控制电路是接在接触器KM1的常开辅助触点之后。这就保证了只有当KM1接通，M1起动后，M2才能起动。而且，如果由于某种原因（如过载或失压等）使KM1失电，M1停转，那么M2也立即停止，即M1和M2同时停止。,图17-13（a）的特点是，将接触器KM1的另一常开触点串联在接触器KM2线圈的控制电路中，同样保持了图17-12的顺序控制作用；该电路还可实现M2单独停止。图17-13（b）中，由于在SB12停止按钮两端并联着一个KM2的常开触点，所以只有先使KM2线圈断电，即电动机M2停止，然后才能按动SB12，使电动机M1停止。,17.4.3 三相异步电动机的正反转控制电路 生产实践中，很多设备需要两个相反的运行方向，例如主轴的正向和反向转动，机
