電氣自動控制

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1、第 7章 電氣自動控制 本章內(nèi)容 7.5 行程控制 7.1 手動控制 7.2 起停自動控制 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 7.6 時間控制 7.4 順序聯(lián)鎖控制 7.7 可編程控制 本章 要求 1.了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。 2.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。 3.掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。 4. 掌握基本控制電路的組成、作用和工作過 程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè) 計簡單的控制電路。 7.0 電氣自動控制概述 繼電接觸控制 可自動實現(xiàn)設(shè)備的安全運行 和生產(chǎn)效率的提高。 實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備 稱為控制電 器 :如閘刀開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等。 利用繼電器、接觸器實現(xiàn)對

2、電動機和生產(chǎn) 設(shè)備的控制和保護，稱為 繼電接觸控制。 一、電器分類 按電壓分：低壓電器和高壓 (1000V以上 )電器 7.1 手動控制 按動作分：手動控制電器和自動控制電器 按作用分：控制電器、執(zhí)行電器和保護電器 二、手動控制常用低壓電器 常用手動控制低壓電器有 閘刀開關(guān)、熔斷器和斷路器 1、閘刀開關(guān) 外形圖 用途： 控制交流 380V、 直流 220V， 小 電流電路的通斷 。 三、手動常用低壓電器 符號： Q 電流在 10100A。 7.1 手動控制 Q 2、組合開關(guān) (又稱轉(zhuǎn)換開關(guān) ) 結(jié)構(gòu)：由數(shù)層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。 動觸點裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸使動 觸片與靜觸片接通與

3、斷開。 外形圖 用途： 可實現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。 一般用于交流 380V、 直流 220V， 電流 100A 以下的電路中做電源開關(guān)。 三、手動常用低壓電器 7.1 手動控制 M 3 380V 用組合開關(guān)控制電動 機起停的接線圖。 2、組合開關(guān) (又稱轉(zhuǎn)換開關(guān) ) 符號： QS 三、手動常用低壓電器 7.1 手動控制 用途： 3、熔斷器 7.1 手動控制 用于低壓 線路中的 短路保護 外形與 結(jié)構(gòu) 符號： 3、熔斷器 插入式熔斷器 FU 7.1 手動控制 螺旋式熔斷器 有填料式熔斷器 管式熔斷器 自恢復式熔斷器 熔斷器額定電流 IF的選擇 (1) 電燈、電爐等電阻性負載 IF IL

4、 (3) 頻繁起動的電機 (2) 單臺電機 52 . 電動機的起動電流 熔絲額定電流 261 . 電動機的起動電流熔絲額定電流 3、熔斷器 7.1 手動控制 4、自動空氣斷路器 (自動開關(guān) ) 外形與結(jié)構(gòu) 用途： 可實現(xiàn)電源與負載的接通、斷開。同時 又實現(xiàn)負載的短路、過載、失壓等保護。 7.1 手動控制 鎖鉤 主觸點 手動閉合 過流 脫扣器 欠壓 脫扣器 銜鐵釋放 動畫 自動空氣斷路器原理圖 連桿裝置 釋放彈簧 7.1 手動控制 自動空氣斷路器 符號 4、自動空氣斷路器 (自動開關(guān) ) 7.1 手動控制 QF 斷路器 自動斷路器 QA HD 自動斷路器 7.1 手動控制 四、手動控制電路 QF

5、 M 3 380V QS M 3 380V FU Q M 3 380V FU 手動控制電路簡單 -但只適合小功率電動機的控制。 對大功率電動機手動控制困難，并且受電弧 燒傷的危險。 手動控制不能頻繁操作和遠距離操作。 解決手動控制缺點的方法 -采用自動控制。 自動控制要采用自動低壓控制電器。 四、手動控制電路 7.1 手動控制 1.按鈕 (手動切換電器 ) 用途： 按鈕常用于接通和斷開控制電路。 按鈕的外形圖。 7.2 起停自動控制 一、自動常用低壓電器 1.按鈕 7.2 起停自動控制 一、自動常用低壓電器 按鈕的結(jié)構(gòu) 外殼 按鈕帽 復位彈簧 支柱連桿 橋式動觸頭 4 3 1 2 常閉靜觸頭

6、常開靜觸頭 1.按鈕 7.2 起停自動控制 一、自動常用低壓電器 按鈕的符號 常閉按鈕 常開按鈕 SB 1 2 SB 3 4 4 3 1 2 1.按鈕 7.2 起停自動控制 一、自動常用低壓電器 種類 結(jié) 構(gòu) 符 號 名 稱 常閉按鈕 停止 常開按鈕 起動 復合按鈕 SB SB 用途 停止 /起動 /聯(lián)鎖 動畫 2.熱繼電器 外形與結(jié)構(gòu) (a) 外形 (b) 結(jié)構(gòu) 用途： 用于電動機的過載保護。 7.2 起停自動控制 一 、 自動常用低壓電器 發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金 屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其 向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。 發(fā)熱元件 杠桿 熱繼

7、電器工作原理 雙金屬片 常閉觸頭 動畫 7.2 起停自動控制 復位按鈕 2.熱繼電器 熱繼電器符號 熱繼電器 動斷觸點 熱繼電器 發(fā)熱元件 7.2 起停自動控制 2.熱繼電器 FR FR 3.交流接觸器 外形 用途： 用于頻繁地接通和斷開大電流 電路的開關(guān)電器。 7.2 起停自動控制 一 、 自動常用低壓電器 3.交流接觸器 結(jié)構(gòu) 7.2 起停自動控制 主觸點 輔助觸點 輔助觸點 上鐵心 下鐵心 絕緣支架 吸引 線圈 下鐵心 上鐵心 主觸點 吸引線圈 CJ0 M 3 電源 電機 線圈 輔助觸點 鐵心 銜鐵 主觸點 常閉 常開 動畫 彈簧 交流接觸器原理圖 7.2 起停自動控制 3.交流接觸器

8、符號 線圈 KM 主觸點用于 主電路，流過 的是大電流。 (需滅弧裝置 ) 輔助觸點用 于控制電路， 流過的小電流 (無滅弧裝置 ) KM 動合 (常開 )輔助觸點 動斷 (常閉 )輔助觸點 KM 屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示 動合 (常開 )主觸點 7.2 起停自動控制 3.交流接觸器 KM 接觸器技術(shù)指標： 7.2 起停自動控制 3.交流接觸器 觸點數(shù)目 (主觸點 34對，輔助觸點有 2對常開， 2對常閉 )。 線圈額定工作電壓 （ 通常是 220V或 380V）。 主觸點額定電流 （ 10幾百安）。 一 、 自動常用低壓電器 主電路 控制電路 二、電動機直接起動的控制電路 1

9、、 電路 動畫 開關(guān) 熔斷器 接觸器 主觸點 熱繼電器 發(fā)熱元件 熱繼電器 動斷觸點 接觸器 輔助觸點 接觸器 線圈 停車按鈕 起動按鈕 7.2 起停自動控制 FR KM FU QS 3 M KM SB1 SB2 FR KM FR KM FU QS 3 M KM SB1 SB2 FR KM 2、 控制原理 起動 合上開關(guān) QS 按下起動按鈕 SB2 , KM線圈通電 KM主觸點閉合， 電動機運轉(zhuǎn)。 KM輔助觸點閉合自鎖。 轉(zhuǎn)動 通電 380V 松開起動按鈕 SB2 利用自身輔助觸點，維持通電稱自鎖 7.2 起停自動控制 M 3 FR KM FU QS 3 M KM SB1 SB2 FR KM

10、2、 控制原理 停車 斷電 380V 自鎖 按停車按鈕 SB1 KM線圈斷電 KM主觸點斷開 電動機停轉(zhuǎn)。 KM輔助觸點斷開，取消自鎖。 取消自鎖 7.2 起停自動控制 停轉(zhuǎn) M 3 3、 電動機的保護 熱繼電器 過載保護 保險絲 短路保護 接觸器 零壓、欠壓保護 熱繼電器 動斷觸點 FR KM FU QS 3 M KM SB1 SB2 FR KM 小電流控制大電流 低電壓控制高電壓 7.2 起停自動控制 FR KM FU QS 3 M SB1 SB2 FR KM 三、點動控制電路 去掉自鎖保護觸點 , 實現(xiàn)點動控制。 7.2 起停自動控制 按 SB3實現(xiàn) 點動 工作 按 SB2實現(xiàn) 連續(xù)工作

11、 四、既能長期工作又能點動的控制電路 按 SB3使線圈 KM通電；但不能使線圈 KM自鎖。 KM SB2 FR KM SB 1 SB3 復合按鈕 用途 :試車、檢修以及車床主軸的調(diào)整等。 7.2 起停自動控制 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 方法： 將接到電動機的三根電源相線，任意兩根互 換，電動機反轉(zhuǎn)。 需用兩個接觸器 來實現(xiàn)這一要求 當接觸器 F工作 時，電機正轉(zhuǎn)。 當接觸器 R工作 時，將接到電機 上的電源相線任 意兩根互換，電 動機反轉(zhuǎn)。 M 3 QF A B C a b c M 3 QF A B C a b c 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 正轉(zhuǎn)接觸器 正轉(zhuǎn)按鈕 正轉(zhuǎn)觸點 反轉(zhuǎn)觸點 反轉(zhuǎn)接觸器 反轉(zhuǎn)按鈕

12、SBF和 SBR決不允許同時按下 ， 否則造成電源兩相短路。 控制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) 接觸器不能同時閉合。 KMR KMF 1、 電路 KMF FR SB SBF KMF SBR KMR KMR 3 M FR FU Q KMR KMF FR SB SBF KMF SBR KMR KMR 3 M FR FU Q KMR 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 按下 SBF 在同一時間內(nèi)，兩個接觸器只允許一個通電工 作的控制作用，稱為“ 聯(lián)鎖 ”。 “聯(lián)鎖”觸點 利用接觸器的觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。 缺點： 改變轉(zhuǎn)向時必須 先按停止按鈕。 解決措施： 在控制電路中加入機械連鎖。 通電 斷開

13、 斷電 電機正轉(zhuǎn) 閉合 SB KMF KMR SBF KMF KMF SB R KMR KMR 2、 電器聯(lián)鎖 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 機械聯(lián)鎖 電氣聯(lián)鎖 利用復合 按鈕的觸 點實現(xiàn)聯(lián) 鎖控制稱 機械聯(lián)鎖。 鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)的控制線路 3、 機械聯(lián)鎖 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 當電機正轉(zhuǎn) 時，按下反 轉(zhuǎn)按鈕 SBR 先斷開 斷電 閉合 通電 斷開 停止 正轉(zhuǎn) 閉合 閉合 電機 反轉(zhuǎn) 動畫 SBR常閉 立 即切斷正轉(zhuǎn) 控制電路 通 電 通 電 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR SB2 KM2 SB

14、SB1 KM1 KM1 KM2 KM2 KM1 FU Q M1 3 M2 3 7.4 順序聯(lián)鎖控制 按 SB1 通 電 閉 合 再按 SB2 閉 合 通電 閉合 閉 合 1.控制要求： M1起動后 M2才能起動。停車時同時停車。 M1轉(zhuǎn)動 M2轉(zhuǎn)動 動畫 7.4 順序聯(lián)鎖控制 例 7-1： 兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機 拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。 為避免物體堆積在運輸機上 ,要求電動機按 下述順序起動和停止： 起動時 : M1起動后 M2才能起動； 停車時 : M2停車后 M1才能停車。應如何實現(xiàn)控制？ 2.順序控制舉例 7.4 順序聯(lián)鎖控制 例 7-1控制要求：起動時：

15、M1起動后， M2才能起動。 停車時： M2停車 后， M1才能停車。 KM2 KM2 SB4 KM2 KM1 SB3 KM1 SB2 SB1 KM1 u 2.順序控制舉例 7.5 行程控制 行程控制： 某些生產(chǎn)機械為安全 需要或為提高生產(chǎn)效率 要求行程控制。 正程 限位開關(guān) STa STb 逆程 1、 電動葫蘆 在電動葫蘆工作極限兩 端要安裝安全限位開關(guān)。 2、 銑床 在銑床工作面極限兩端 安裝自動往返工作的限 位開關(guān) ,提高生產(chǎn)效率 。 正程 逆程 a b 工件 銑刀 7.5 行程控制 用于自動往復控制或限位保護等。 結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。 一、行程開 關(guān) 1、外形圖 7.

16、5 行程控制 一、行程開 關(guān) 2、行程開關(guān)的結(jié)構(gòu) 常開觸點 常閉觸點 滾輪 復位彈簧 支柱連桿 橋式動觸頭 7.5 行程控制 一、行程開 關(guān) 3、 行程開關(guān)的動作示意圖 ST ST 4、 行程開關(guān)的符號 7.5 行程控制 STa 1 STb 前進（正轉(zhuǎn)） 后退 2 行程開關(guān) 自動往返運動（龍門刨） 擋塊 1 二、行程控制 行程開關(guān) 擋塊 2 7.5 行程控制 自動往返運動（龍門刨） 二、行程控制 SB KMR SBF KMF KMF KMR STa STb KMF KMR SBR 按 SBF時 KM F通電 (其常閉斷開， 常開閉合 ) KMF斷電 KMR通電 電機正轉(zhuǎn) 工作臺前進 到達預定位

17、置 擋塊 1撞擊 STa 停止正轉(zhuǎn) 電機反轉(zhuǎn) (工作臺后退 ) 一、 時間繼電器 種類： 電磁式、電子式、數(shù)字式 用途： 用于時間控制 。 電磁式 外形 7.6 時間控制 靜鐵芯 動鐵芯 恢復彈簧 線圈 杠桿機構(gòu) 釋放彈簧 活塞桿 橡皮膜 排氣孔 進氣孔 調(diào)節(jié)螺絲 微動開關(guān) 1 微動開關(guān) 2 電磁式 結(jié)構(gòu) 空氣室 7.6 時間控制 空氣式時間繼電器 -通電延時 原理圖 線圈通電 動鐵芯向下 吸合 活塞桿 受橡皮膜 下氣室阻力 緩慢下移 杠桿右端受 活塞桿控制 緩慢上移 碰到觸點 觸頭動作 常開延時閉合觸頭 常閉延時斷開觸頭 常開觸頭 常閉觸頭 從線圈通電 到觸頭動作有一定時間的延時 , 該時間

18、受進氣孔大小控制。 7.6 時間控制 時間繼電器技術(shù)指標： 7.6 時間控制 線圈額定工作電壓： 220、 380V等 延時時間 ： 0.460S（或 0.4180S）。 符號 線圈 KT 常閉延時斷開觸頭 常閉觸點 常開延時閉合觸頭 常開觸頭 常開延時斷開觸頭 常閉延時閉合觸頭 7.6 時間控制 7.6 時間控制 二、 時間控制 1、 Y 換接起動控制線路 KM KMY KM1 FU Q SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KMY KM1 KT KM KT KM 通電 延時 繼電 器 7.6 時間控制 二、 時間控制 1、 Y 換接起動控制線路 SB1 SB 2 KT KM

19、1 KMY KM KMY KMY KM1 KT KM KT KM KM1 :接通電源 KM :繞組 聯(lián)接 KMY :繞組 Y聯(lián)接 復合按鈕 通電延時斷開 通電瞬 時閉合 7.6 時間控制 SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KM1 KM1 KT KM KT KM 起動過程： 通 電 通 電 通 電 斷電 按 SB2 KM1通電 KM 斷電 常開閉合 電機 Y形起動 常閉斷開 常開閉合自鎖 KT 通電 1、 Y 換接起動控制線路 常閉斷開 KMY通電 釋放 SB2 電機仍保持 Y形接法運轉(zhuǎn) 起動過程： 按 SB2電機處于 Y形接法起動 松開 SB2, 電機仍維持 Y形接法運轉(zhuǎn)。

20、 7.6 時間控制 SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KM1 KM1 KT KM KT KM 起動過程： 通 電 通 電 通 電 斷電 1、 Y 換接起動控制線路 當 KT 常閉觸 點延時斷開時 KM1斷電 常開斷開 常閉閉合 KM 通電 通 電 常開閉合 常閉斷開 KMY 斷電 完成 Y 換接。 7.6 時間控制 SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KM1 KM1 KT KM KT KM 起動過程： 通 電 1、 Y 換接起動控制線路 通 電 KM1斷電 KMY斷 電 KM 通 電 KMY常閉閉合 KM 1通電 通 電 KM1常開閉合 KM1常閉斷開 K

21、M1通電 形運行。 7.6 時間控制 2.鼠籠式電動機能耗制動控制線路 FU1 KM1 Q M 3 FR KM2 SB1 KM1 SB2 FR KM1 KT KT KM1 KM 2 FU2 斷電延時 繼電器 直流電源 斷電延時斷開 KM1 ：控制電機 KM2 ：控制制動直流電源 KT ：控制 制動 時間 各電器作用 7.6 時間控制 2.鼠籠式電動機能耗制動控制線路 SB1 KM1 SB2 FR KM1 KT KT KM1 KM 2 FU2 正常運行 按 SB2 KM1通電 KM1主觸點閉合 電機運轉(zhuǎn) 常開閉合 常閉斷開 KM2斷電 KT通電 通 電 通 電 斷 電 自鎖 常開閉合 7.6 時間控制 2.鼠籠式電動機能耗制動控制線路 SB1 KM1 SB2 FR KM1 KT KT KM1 KM 2 FU2 制動 過程 按 SB1 KM1斷電 KM1主觸點斷開 電機斷電，靠慣性運轉(zhuǎn) 常開斷開 常閉閉合 KM2通電 KT斷電 通 電 通 電 斷 電 斷 電 斷 電 通 電 制動開始 延時 KT觸點斷開 KM2斷電 制動結(jié)束 斷 電 動畫 3、 賓館客房插卡取電控制電路 KT 鑰開關(guān) 高速 低速 風機 冰箱 照明 插座 KT KT KT L N 7.6 時間控制