-电气控制系统基本控制电路.pptx
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1、ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 以以三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机为主要控制对象,介绍几种典型控制为主要控制对象,介绍几种典型控制电路。本章内容是电气线路分析和设计的基础,要求熟练掌握。电路。本章内容是电气线路分析和设计的基础,要求熟练掌握。1 1、基本控制电路环节基本控制电路环节 2 2、特定功能控制电路特定功能控制电路 3 3、自动循环工作控制电路自动循环工作控制电路 第四章第四章 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动
2、控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT第一节第一节 三相笼型异步电动机基本控制电路环节三相笼型异步电动机基本控制电路环节 简介电动机的分类简介电动机的分类 三相笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用三相笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用等一系列优点获得了广泛的应用。它的控制线路大都由继电器、等一系列优点获得了广泛的应用。它的控制线路大都由继电器、接触器、按钮等有触点电器组成。接触器、按钮等有触点电器组成。对它的对它的起动控制有全压起动和降压起动起动控制有全压起动和降压起动两种方式两种方式ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机
3、电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT异步电动机的起动有两个特点:异步电动机的起动有两个特点:1 1、起动电流大、起动电流大 一般笼型异步电动机起动电流一般笼型异步电动机起动电流约为额定电流的约为额定电流的4747倍。倍。原因:原因:危害:教材危害:教材P60P602 2、起动转矩小、起动转矩小原因原因危害危害对电动机起动的主要要求对电动机起动的主要要求(1 1)有足够大的启动转矩)有足够大的启动转矩(2 2)在满足启动转矩要求的前)在满足启动转矩要求的前提下,启动电流越小越好。提下,启动电流越小越好。不同类型与容量不同类型与容量的异步电动机可采取的异步电动机可采取减压起动减压起动
4、直接起动直接起动ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 一般在有独立变压器供电(即变压器供动力用电)的一般在有独立变压器供电(即变压器供动力用电)的情况下,若电动机启动频繁,电动机功率小于变压器容量情况下,若电动机启动频繁,电动机功率小于变压器容量的的20%20%时允许直接启动;若电动机不经常启动,电动机功率时允许直接启动;若电动机不经常启动,电动机功率小于变压器容量的小于变压器容量的30%30%时也允许直接启动。时也允许直接启动。如果没有独立的变压器供电(即与照明共用电源)的如果没有独立的变压器供电(即与照明共
5、用电源)的情况下,电动机启动比较频繁,则常按经验公式来估算情况下,电动机启动比较频繁,则常按经验公式来估算(或或变压器供动力和照明公用时:电动机功率小于变压器容变压器供动力和照明公用时:电动机功率小于变压器容量的量的5,允许直接启动,允许直接启动)。满足下列关系则可直接启动满足下列关系则可直接启动ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT1 1、开关控制直接起动、开关控制直接起动电路保护措施:电路保护措施:FUFU短路保护短路保护优点:优点:控制方法简单、经济、实用。控制方法简单、经济、实用。缺点:缺点:操作不方便、
6、不安全,无过载、操作不方便、不安全,无过载、零压等保护措施,不能实现远零压等保护措施,不能实现远距离控制和自动控制距离控制和自动控制适用于不频繁起动的小容量电适用于不频繁起动的小容量电动机动机,如小型台钻、砂轮机、冷如小型台钻、砂轮机、冷却泵等。却泵等。一、直接起动控制电路(全压起动)一、直接起动控制电路(全压起动)FUch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT、接触器控制直接起动、接触器控制直接起动主电路:主电路:三相电源经三相电源经QSQS、FU2FU2、KMKM的主触点,的主触点,FRFR的热元件到电动机三相定
7、子绕组。的热元件到电动机三相定子绕组。控制电路控制电路:用两个控制按钮,控制接触器用两个控制按钮,控制接触器KMKM线图的线图的通、断电,从而控制电动机(通、断电,从而控制电动机(M M)启动)启动和停止。和停止。起停过程起停过程:合上合上QSQS,按动起动按钮,按动起动按钮SB2SB2KMKM线圈线圈通电并自锁通电并自锁MM通电工作。通电工作。KMKM自锁触点自锁触点,是指与,是指与SB2SB2并联的常开并联的常开辅助触点,其作用是当按钮辅助触点,其作用是当按钮SB2SB2闭合后闭合后又断开,又断开,KMKM的通电状态保持不变,称为的通电状态保持不变,称为通电状态的自我锁定。通电状态的自我锁
8、定。停止按钮停止按钮SB1SB1,用于切断,用于切断KMKM线圈电流线圈电流并打开自锁电路,使主回路的电动机并打开自锁电路,使主回路的电动机M M定子绕组断电停止工作。定子绕组断电停止工作。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 自锁自锁-依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电。依靠接触器自身辅助触头而使其线圈保持通电。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT保护环节:保护环节:FUFU做短路保护,保护电源。做短路保护,保护电源。F
9、RFR做过载保护,保护电动机做过载保护,保护电动机KMKM做失压保护,防止自起动。做失压保护,防止自起动。一般中小型机床的主电动一般中小型机床的主电动机都采用这种起动方式机都采用这种起动方式 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT二、三相笼型异步电动机减压起动控制二、三相笼型异步电动机减压起动控制 较大容量的笼型异步电动机(大于较大容量的笼型异步电动机(大于10KW10KW)因启动电流较大,一般都采用)因启动电流较大,一般都采用 降压起动方式来起动。降压起动方式来起动。原理:起动时降低加在电动机定子绕组上的电压,
10、以限制起动电流,起原理:起动时降低加在电动机定子绕组上的电压,以限制起动电流,起 动后再将电压恢复到额定值。动后再将电压恢复到额定值。起动电流起动电流 降压降压 起动转矩起动转矩 该方法适用于该方法适用于对启动转矩要求不高或空载、轻载下起动的设备。对启动转矩要求不高或空载、轻载下起动的设备。减压起动常用的方法:减压起动常用的方法:星星-三角变换减压起动:三角变换减压起动:定子串电阻或电抗器减压起动:定子串电阻或电抗器减压起动:自耦变压器减压起动自耦变压器减压起动 延边三角形减压起动延边三角形减压起动ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动
11、控制机电传动控制EXIT 针对全压工作时为三角形接法的电动机针对全压工作时为三角形接法的电动机,起动时将其定子绕组接成星形,起动时将其定子绕组接成星形,降低电动机的绕组相电压。当起动过程结束时再将电动机的定子绕组改接降低电动机的绕组相电压。当起动过程结束时再将电动机的定子绕组改接成三角形接法实现全压工作。成三角形接法实现全压工作。1 1、星、星-三角变换减压起动控制电路三角变换减压起动控制电路 x y z A B C A B CAz Bx Cy定子绕组星形连接状态下起动电压为三角形连接起动电压的起动转矩为三角形连接直接起动转距的起动电流为三角形连接直接起动电流的 ch4 电气控制系统基本控制电
12、路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT主电路分析主电路分析KM1FRMFUQSKM2KM3KM1KM1:电源的接入与切除电源的接入与切除起动瞬间起动瞬间-星形接法星形接法 KM1KM1、KM3KM3闭合闭合 KM2KM2断开断开正常工作正常工作-三角形接法三角形接法 KM1KM1、KM2KM2闭合闭合 KM3KM3断开断开要求:要求:KM2KM2、KM3KM3主触点主触点 不能同时闭合不能同时闭合ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制
13、电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT控制电路分析控制电路分析ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT控制电路存在缺陷:控制电路存在缺陷:若若KM3KM3线圈断线,电动机就有全压起动的可能。线圈断线,电动机就有全压起动的可能。改进方案改进方案 星形星形三角形减压起动方法适用于三角形减压起动方法适用于在空载或轻载状态下在空载或轻载状态下起动,且只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的笼型异步起动,且只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机。电动机。(GB
14、GB规定:规定:4kW4kW及以上的异步电动机定子的连接方法为及以上的异步电动机定子的连接方法为。)。)在工厂现场中,常采用丫一在工厂现场中,常采用丫一 自动起动器,简便且经济。自动起动器,简便且经济。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT原理原理:电动机在起动时在三相定子绕组中电动机在起动时在三相定子绕组中串接电阻,使电动机定子绕组电压降串接电阻,使电动机定子绕组电压降低,低,以限制起动电流。以限制起动电流。起动结束后再起动结束后再将电阻短接,使电动机在额定电压下将电阻短接,使电动机在额定电压下正常运行。正常运
15、行。主电路:主电路:KM1KM1实现串电阻起动实现串电阻起动 KM2KM2实现全压运行实现全压运行2、定子串电阻减压起动控制电路、定子串电阻减压起动控制电路KM1FRMFUQSKM2R 起动瞬间起动瞬间-串入电阻;串入电阻;KM1KM1闭合、闭合、KM2KM2断开断开 正常工作正常工作-短接电阻短接电阻 KM2KM2闭合、闭合、KM1KM1断开断开控制线路:控制线路:1 1、基本原理:用时间继、基本原理:用时间继电器电器KTKT控制控制KM1KM1、KM2KM2切切换。换。2 2、KM1KM1、KM2KM2允许同时吸允许同时吸合,但是电动机正常运合,但是电动机正常运行后,一般应该将行后,一般应
16、该将KM1KM1释放,以降低运行损耗。释放,以降低运行损耗。3 3、图(、图(a a)为)为KM1KM1不退出不退出的控制线路。的控制线路。不足之处:不足之处:起动完成后起动完成后KM1KM1、KTKT不退出,运行损耗大;不退出,运行损耗大;有全压启动的可能(有全压启动的可能(KM1KM1故障故障)KM2 KM1RL1 L2 L3QSFUFRM改进电路(一)改进电路(一)ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT改进电路(二)改进电路(二)ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控
17、制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 定子串电阻起动方式定子串电阻起动方式由于不受电动机接线形式的限制,设由于不受电动机接线形式的限制,设备简单,备简单,常用于中小型生产机械常用于中小型生产机械,另外在机械设备做,另外在机械设备做点动调整点动调整时,也可采用这种限流方法以减轻对电网的冲击。时,也可采用这种限流方法以减轻对电网的冲击。定子定子串电阻起动的缺点:限流的同时也降低了启动转矩;串电阻起动的缺点:限流的同时也降低了启动转矩;起动时在电阻上功率消耗较大,若起动起动时
18、在电阻上功率消耗较大,若起动 频繁,电阻的温升对精密机床会产生影频繁,电阻的温升对精密机床会产生影 响,大容量异步电动机常采用串电抗器。响,大容量异步电动机常采用串电抗器。在自耦变压器减压起动的控制线路中,电动机起动电流的在自耦变压器减压起动的控制线路中,电动机起动电流的限制是限制是依靠自耦变压器的降压作用依靠自耦变压器的降压作用来实现的。起动时,电动机来实现的。起动时,电动机定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,待电动机转速接定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,待电动机转速接近额定转速时,自耦变压器便被短接,此时电源电压即额定电压近额定转速时,自耦变压器便被短接,此时电源电压即额定
19、电压直接加于定子绕组,电动机进入全电压正常工作。直接加于定子绕组,电动机进入全电压正常工作。3、自耦变压器减压起动控制、自耦变压器减压起动控制ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITXJ01XJ01型自耦变压器减压起动器控制电路型自耦变压器减压起动器控制电路 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT 一般工厂常用的自耦
20、变压器起动方法是采用成品的一般工厂常用的自耦变压器起动方法是采用成品的减压补减压补偿起动器偿起动器,这种成品的补偿减压起动器包括手动控制和自动控,这种成品的补偿减压起动器包括手动控制和自动控制两种形式。制两种形式。自耦变压器降压起动方法自耦变压器降压起动方法适用于起动较大容量适用于起动较大容量和和正常运行时正常运行时定子绕组接成星形定子绕组接成星形而不能采用星形而不能采用星形三角形起动方式的笼型三角形起动方式的笼型异步电动机,异步电动机,起动转矩可以通过改变抽头的连接位置得到改变起动转矩可以通过改变抽头的连接位置得到改变。(80%80%,65%,50%)65%,50%)它的它的缺点缺点是自耦变
21、压器价格较贵,而且不允许频繁起动,故是自耦变压器价格较贵,而且不允许频繁起动,故通常通常用来起动大型和特殊用途的电动机。用来起动大型和特殊用途的电动机。ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT工作原理工作原理 将接至电动机的三相电源将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调,进线中的任意两相对调,即可使电动机反转。即可使电动机反转。主电路主电路 KM1KM1,KM2KM2换相序。换相序。互锁互锁 KM1KM1,KM2KM2若同时动作,将若同时动作,将引起电源相间短路,要加引起电源相间短路,要加互锁互锁三、三相笼型异
22、步电动机的正反转控制线路三、三相笼型异步电动机的正反转控制线路KM1FRMFUQSKM2ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT两个单向运行控制线路并联。两个单向运行控制线路并联。KM1KM1控制正向控制正向,KM2KM2控制反向控制反向。KM1KM1,KM2KM2同时动作,电源短路,同时动作,电源短路,必须禁止。必须禁止。方法:利用两个接触器常闭触方法:利用两个接触器常闭触头起相互控制作用。头起相互控制作用。这种利用两个接触器的常闭辅这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法叫做助触头互相控制的方法叫做互互锁
23、,锁,而两对起互锁作用的触头而两对起互锁作用的触头便叫做互锁触头。便叫做互锁触头。互锁的存在使得当换向时必须互锁的存在使得当换向时必须停车。停车。优点:安全可靠优点:安全可靠缺点:操作不方便缺点:操作不方便1 1、电动机的、电动机的“正正停停反反”控制线路控制线路ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXIT接触器互锁依然保留,加接触器互锁依然保留,加装按钮互锁,可以实现装按钮互锁,可以实现直直接换向控
24、制。接换向控制。双重联锁双重联锁:既有接触器互:既有接触器互锁又有按钮互锁。锁又有按钮互锁。作用:作用:接触器互锁:防止电源接触器互锁:防止电源短路短路按钮互锁:提高工作效按钮互锁:提高工作效率率注:电气互锁不能少注:电气互锁不能少2 2、电动机的、电动机的“正正反反停停”控制线路控制线路 操作方便,安全可靠,操作方便,安全可靠,机床电气控制系统常用机床电气控制系统常用 ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传
25、动控制EXIT主电路主电路同电动机正反转控制线同电动机正反转控制线路。路。控制电路控制电路接触器互锁依然保留,接触器互锁依然保留,加装行程开关互锁,加装行程开关互锁,以以实现实现自动换向自动换向控制。控制。3 3、自动往复行程控制线路、自动往复行程控制线路KM1FRMFUQSKM2ch4 电气控制系统基本控制电路电气控制系统基本控制电路机电传动控制机电传动控制EXIT机电传动控制机电传动控制EXITKM1KM1:前进:前进KM2KM2:后退:后退SQ1SQ1:末端行程开关:末端行程开关SQ2SQ2:始端行程开关:始端行程开关SB2SB2:正向起动按纽:正向起动按纽 SB3SB3:反向起动按纽:
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