電氣自動(dòng)控制

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1、第 7章 電氣自動(dòng)控制 本章內(nèi)容 7.5 行程控制 7.1 手動(dòng)控制 7.2 起停自動(dòng)控制 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 7.6 時(shí)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(hù)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(jì)簡單的控制電路。 7.0 電氣自動(dòng)控制概述 繼電接觸控制 可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的安全運(yùn)行 和生產(chǎn)效率的提高。 實(shí)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(shí)現(xiàn)對

2、電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn) 設(shè)備的控制和保護(hù)，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(dòng)控制 按動(dòng)作分：手動(dòng)控制電器和自動(dòng)控制電器 按作用分：控制電器、執(zhí)行電器和保護(hù)電器 二、手動(dòng)控制常用低壓電器 常用手動(dòng)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(dòng)常用低壓電器 符號： Q 電流在 10100A。 7.1 手動(dòng)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(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。 動(dòng)觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng) 觸片與靜觸片接通與

3、斷開。 外形圖 用途： 可實(shí)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(dòng)常用低壓電器 7.1 手動(dòng)控制 M 3 380V 用組合開關(guān)控制電動(dòng) 機(jī)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(dòng)常用低壓電器 7.1 手動(dòng)控制 用途： 3、熔斷器 7.1 手動(dòng)控制 用于低壓 線路中的 短路保護(hù) 外形與 結(jié)構(gòu) 符號： 3、熔斷器 插入式熔斷器 FU 7.1 手動(dòng)控制 螺旋式熔斷器 有填料式熔斷器 管式熔斷器 自恢復(fù)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(fù)載 IF IL

4、 (3) 頻繁起動(dòng)的電機(jī) (2) 單臺電機(jī) 52 . 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流 熔絲額定電流 261 . 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流熔絲額定電流 3、熔斷器 7.1 手動(dòng)控制 4、自動(dòng)空氣斷路器 (自動(dòng)開關(guān) ) 外形與結(jié)構(gòu) 用途： 可實(shí)現(xiàn)電源與負(fù)載的接通、斷開。同時(shí) 又實(shí)現(xiàn)負(fù)載的短路、過載、失壓等保護(hù)。 7.1 手動(dòng)控制 鎖鉤 主觸點(diǎn) 手動(dòng)閉合 過流 脫扣器 欠壓 脫扣器 銜鐵釋放 動(dòng)畫 自動(dòng)空氣斷路器原理圖 連桿裝置 釋放彈簧 7.1 手動(dòng)控制 自動(dòng)空氣斷路器 符號 4、自動(dòng)空氣斷路器 (自動(dòng)開關(guān) ) 7.1 手動(dòng)控制 QF 斷路器 自動(dòng)斷路器 QA HD 自動(dòng)斷路器 7.1 手動(dòng)控制 四、手動(dòng)控制電路 QF

5、 M 3 380V QS M 3 380V FU Q M 3 380V FU 手動(dòng)控制電路簡單 -但只適合小功率電動(dòng)機(jī)的控制。 對大功率電動(dòng)機(jī)手動(dòng)控制困難，并且受電弧 燒傷的危險(xiǎn)。 手動(dòng)控制不能頻繁操作和遠(yuǎn)距離操作。 解決手動(dòng)控制缺點(diǎn)的方法 -采用自動(dòng)控制。 自動(dòng)控制要采用自動(dòng)低壓控制電器。 四、手動(dòng)控制電路 7.1 手動(dòng)控制 1.按鈕 (手動(dòng)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(dòng)控制 一、自動(dòng)常用低壓電器 1.按鈕 7.2 起停自動(dòng)控制 一、自動(dòng)常用低壓電器 按鈕的結(jié)構(gòu) 外殼 按鈕帽 復(fù)位彈簧 支柱連桿 橋式動(dòng)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(dòng)控制 一、自動(dòng)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(dòng)控制 一、自動(dòng)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(dòng) 復(fù)合按鈕 SB SB 用途 停止 /起動(dòng) /聯(lián)鎖 動(dòng)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(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。 7.2 起停自動(dòng)控制 一 、 自動(dòng)常用低壓電器 發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時(shí)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(diǎn)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(dòng)畫 7.2 起停自動(dòng)控制 復(fù)位按鈕 2.熱繼電器 熱繼電器符號 熱繼電器 動(dòng)斷觸點(diǎn) 熱繼電器 發(fā)熱元件 7.2 起停自動(dòng)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(dòng)控制 一 、 自動(dòng)常用低壓電器 3.交流接觸器 結(jié)構(gòu) 7.2 起停自動(dòng)控制 主觸點(diǎn) 輔助觸點(diǎn) 輔助觸點(diǎn) 上鐵心 下鐵心 絕緣支架 吸引 線圈 下鐵心 上鐵心 主觸點(diǎn) 吸引線圈 CJ0 M 3 電源 電機(jī) 線圈 輔助觸點(diǎn) 鐵心 銜鐵 主觸點(diǎn) 常閉 常開 動(dòng)畫 彈簧 交流接觸器原理圖 7.2 起停自動(dòng)控制 3.交流接觸器

8、符號 線圈 KM 主觸點(diǎn)用于 主電路，流過 的是大電流。 (需滅弧裝置 ) 輔助觸點(diǎn)用 于控制電路， 流過的小電流 (無滅弧裝置 ) KM 動(dòng)合 (常開 )輔助觸點(diǎn) 動(dòng)斷 (常閉 )輔助觸點(diǎn) KM 屬于同一器件的線圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示 動(dòng)合 (常開 )主觸點(diǎn) 7.2 起停自動(dòng)控制 3.交流接觸器 KM 接觸器技術(shù)指標(biāo)： 7.2 起停自動(dòng)控制 3.交流接觸器 觸點(diǎn)數(shù)目 (主觸點(diǎn) 34對，輔助觸點(diǎn)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(diǎn)額定電流 （ 10幾百安）。 一 、 自動(dòng)常用低壓電器 主電路 控制電路 二、電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制電路 1

9、、 電路 動(dòng)畫 開關(guān) 熔斷器 接觸器 主觸點(diǎn) 熱繼電器 發(fā)熱元件 熱繼電器 動(dòng)斷觸點(diǎn) 接觸器 輔助觸點(diǎn) 接觸器 線圈 停車按鈕 起動(dòng)按鈕 7.2 起停自動(dòng)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(dòng) 合上開關(guān) QS 按下起動(dòng)按鈕 SB2 , KM線圈通電 KM主觸點(diǎn)閉合， 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。 轉(zhuǎn)動(dòng) 通電 380V 松開起動(dòng)按鈕 SB2 利用自身輔助觸點(diǎn)，維持通電稱自鎖 7.2 起停自動(dòng)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(diǎn)斷開 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 KM輔助觸點(diǎn)斷開，取消自鎖。 取消自鎖 7.2 起停自動(dòng)控制 停轉(zhuǎn) M 3 3、 電動(dòng)機(jī)的保護(hù) 熱繼電器 過載保護(hù) 保險(xiǎn)絲 短路保護(hù) 接觸器 零壓、欠壓保護(hù) 熱繼電器 動(dòng)斷觸點(diǎn) 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(dòng)控制 FR KM FU QS 3 M SB1 SB2 FR KM 三、點(diǎn)動(dòng)控制電路 去掉自鎖保護(hù)觸點(diǎn) , 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。 7.2 起停自動(dòng)控制 按 SB3實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)動(dòng) 工作 按 SB2實(shí)現(xiàn) 連續(xù)工作

11、 四、既能長期工作又能點(diǎn)動(dòng)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(fù)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(dòng)控制 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 方法： 將接到電動(dòng)機(jī)的三根電源相線，任意兩根互 換，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 需用兩個(gè)接觸器 來實(shí)現(xiàn)這一要求 當(dāng)接觸器 F工作 時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)。 當(dāng)接觸器 R工作 時(shí)，將接到電機(jī) 上的電源相線任 意兩根互換，電 動(dòng)機(jī)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(diǎn) 反轉(zhuǎn)觸點(diǎn) 反轉(zhuǎn)接觸器 反轉(zhuǎn)按鈕

12、SBF和 SBR決不允許同時(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工 作的控制作用，稱為“ 聯(lián)鎖 ”。 “聯(lián)鎖”觸點(diǎn) 利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱電氣聯(lián)鎖。 缺點(diǎn)： 改變轉(zhuǎn)向時(shí)必須 先按停止按鈕。 解決措施： 在控制電路中加入機(jī)械連鎖。 通電 斷開

13、 斷電 電機(jī)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(jī)械聯(lián)鎖 電氣聯(lián)鎖 利用復(fù)合 按鈕的觸 點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián) 鎖控制稱 機(jī)械聯(lián)鎖。 鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路 3、 機(jī)械聯(lián)鎖 KMF KMF SBR SB KMR SBF KMF KMR KMR 7.3 正反轉(zhuǎn)控制 當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn) 時(shí)，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(jī) 反轉(zhuǎn) 動(dòng)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(dòng)后 M2才能起動(dòng)。停車時(shí)同時(shí)停車。 M1轉(zhuǎn)動(dòng) M2轉(zhuǎn)動(dòng) 動(dòng)畫 7.4 順序聯(lián)鎖控制 例 7-1： 兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺鼠籠異步電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。 為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上 ,要求電動(dòng)機(jī)按 下述順序起動(dòng)和停止： 起動(dòng)時(shí) : M1起動(dòng)后 M2才能起動(dòng)； 停車時(shí) : M2停車后 M1才能停車。應(yīng)如何實(shí)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(dòng)時(shí)：

15、M1起動(dòng)后， M2才能起動(dòng)。 停車時(shí)： 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(jī)械為安全 需要或?yàn)樘岣呱a(chǎn)效率 要求行程控制。 正程 限位開關(guān) STa STb 逆程 1、 電動(dòng)葫蘆 在電動(dòng)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(dòng)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(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。 結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)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(diǎn) 常閉觸點(diǎn) 滾輪 復(fù)位彈簧 支柱連桿 橋式動(dòng)觸頭 7.5 行程控制 一、行程開 關(guān) 3、 行程開關(guān)的動(dòng)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(jìn)（正轉(zhuǎn)） 后退 2 行程開關(guān) 自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)（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(dòng)往返運(yùn)動(dòng)（龍門刨） 二、行程控制 SB KMR SBF KMF KMF KMR STa STb KMF KMR SBR 按 SBF時(shí) KM F通電 (其常閉斷開， 常開閉合 ) KMF斷電 KMR通電 電機(jī)正轉(zhuǎn) 工作臺前進(jìn) 到達(dá)預(yù)定位

17、置 擋塊 1撞擊 STa 停止正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) (工作臺后退 ) 一、 時(shí)間繼電器 種類： 電磁式、電子式、數(shù)字式 用途： 用于時(shí)間控制 。 電磁式 外形 7.6 時(shí)間控制 靜鐵芯 動(dòng)鐵芯 恢復(fù)彈簧 線圈 杠桿機(jī)構(gòu) 釋放彈簧 活塞桿 橡皮膜 排氣孔 進(jìn)氣孔 調(diào)節(jié)螺絲 微動(dòng)開關(guān) 1 微動(dòng)開關(guān) 2 電磁式 結(jié)構(gòu) 空氣室 7.6 時(shí)間控制 空氣式時(shí)間繼電器 -通電延時(shí) 原理圖 線圈通電 動(dòng)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(diǎn) 觸頭動(dòng)作 常開延時(shí)閉合觸頭 常閉延時(shí)斷開觸頭 常開觸頭 常閉觸頭 從線圈通電 到觸頭動(dòng)作有一定時(shí)間的延時(shí) , 該時(shí)間

18、受進(jìn)氣孔大小控制。 7.6 時(shí)間控制 時(shí)間繼電器技術(shù)指標(biāo)： 7.6 時(shí)間控制 線圈額定工作電壓： 220、 380V等 延時(shí)時(shí)間 ： 0.460S（或 0.4180S）。 符號 線圈 KT 常閉延時(shí)斷開觸頭 常閉觸點(diǎn) 常開延時(shí)閉合觸頭 常開觸頭 常開延時(shí)斷開觸頭 常閉延時(shí)閉合觸頭 7.6 時(shí)間控制 7.6 時(shí)間控制 二、 時(shí)間控制 1、 Y 換接起動(dòng)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(shí) 繼電 器 7.6 時(shí)間控制 二、 時(shí)間控制 1、 Y 換接起動(dòng)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(fù)合按鈕 通電延時(shí)斷開 通電瞬 時(shí)閉合 7.6 時(shí)間控制 SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KM1 KM1 KT KM KT KM 起動(dòng)過程： 通 電 通 電 通 電 斷電 按 SB2 KM1通電 KM 斷電 常開閉合 電機(jī) Y形起動(dòng) 常閉斷開 常開閉合自鎖 KT 通電 1、 Y 換接起動(dòng)控制線路 常閉斷開 KMY通電 釋放 SB2 電機(jī)仍保持 Y形接法運(yùn)轉(zhuǎn) 起動(dòng)過程： 按 SB2電機(jī)處于 Y形接法起動(dòng) 松開 SB2, 電機(jī)仍維持 Y形接法運(yùn)轉(zhuǎn)。

20、 7.6 時(shí)間控制 SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KM1 KM1 KT KM KT KM 起動(dòng)過程： 通 電 通 電 通 電 斷電 1、 Y 換接起動(dòng)控制線路 當(dāng) KT 常閉觸 點(diǎn)延時(shí)斷開時(shí) 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(shí)間控制 SB1 SB 2 KT KM1 KMY KM KMY KM1 KM1 KT KM KT KM 起動(dòng)過程： 通 電 1、 Y 換接起動(dòng)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(yùn)行。 7.6 時(shí)間控制 2.鼠籠式電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)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(shí) 繼電器 直流電源 斷電延時(shí)斷開 KM1 ：控制電機(jī) KM2 ：控制制動(dòng)直流電源 KT ：控制 制動(dòng) 時(shí)間 各電器作用 7.6 時(shí)間控制 2.鼠籠式電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路 SB1 KM1 SB2 FR KM1 KT KT KM1 KM 2 FU2 正常運(yùn)行 按 SB2 KM1通電 KM1主觸點(diǎn)閉合 電機(jī)運(yùn)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(shí)間控制 2.鼠籠式電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路 SB1 KM1 SB2 FR KM1 KT KT KM1 KM 2 FU2 制動(dòng) 過程 按 SB1 KM1斷電 KM1主觸點(diǎn)斷開 電機(jī)斷電，靠慣性運(yùn)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(dòng)開始 延時(shí) KT觸點(diǎn)斷開 KM2斷電 制動(dòng)結(jié)束 斷 電 動(dòng)畫 3、 賓館客房插卡取電控制電路 KT 鑰開關(guān) 高速 低速 風(fēng)機(jī) 冰箱 照明 插座 KT KT KT L N 7.6 時(shí)間控制