基本电气控制电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天津世纪起点机电有限公司,世纪,起点,C,电气控制与,PLC,第,2,章 基本控制电路,目的,：,学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步,电动机,起,、,停，正反转，多地，多条件控制电路的基本原理,；降压,起动控制电路,；,制动控制电路,；,变极调速,。,绕线式异步电动机的控制电路,；,电液控制技术,；,直流电动机基本控制,电路。,要求,：,领会常用控制电路的设计思想，学会分析基础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路。,第,2,章 基本控制电路,2.1,电气控制线路图的绘制及分析,2.2,全压起动及其主要控制环节,2.3,三相交流异步机降压起动控制电路,2.4,三相交流异步机,制动控制电路,2.5,变极调速控制线路,2.6,绕线式异步电动机的控制电路,2.7,电液控制技术,2.8,直流电动机基本控制电路,2.1,电气控制线路图的绘制及分析,用以描述电气控制设备电气原理及安装,、,调试用的工艺性图纸,，主要,包括电气原理图,、,电气安装,位置图、,电气安装接线图,和,电气安装,互连图,等。,2.1.1,电气线路图,2.1.2,电气原理的读图方法,2.1.1,电气线路图,电,气,线路图,：,电,气,线路图是指描述控制线,路,接线,关系,和原理的图纸，分为电气原理图和,电气,安装接线图。,电气原理图的分类：,主：强电流通过部分,辅：控制、照明、指示,电气原理图的绘制规则：,主：粗实线,辅：细实线,电气符号画法：,一般垂直放置，也可以逆时针转动,90,水平放置。,图中电器元件的状态为常态（未压动、未通电,）,2.1.2,电气原理的读图方法,1,、查线读图法（常用方法）：,按照由主到辅，由上到下，由左到右的原则分析电气原理图。较复杂图形，通常可以化整为零,，,将控制电路化成几个独立环节,的,细节分析，,然后，,再串为一,个,整体分析。,2,、逻辑代数法,用逻辑代数描述控制电路的工作关系。,2.2,全压起动及其主要控制环节,本节主要描述小型电动机的全压起动及其主要控制环节，（,电动机的,启动方法和原理,已,由电机,课程进行过,理论研究）有起停控制、正反转控制电路、其它环节等。,2.2.1,起停控制,2.2.2,正反转控制电路,2.2.3,其它环节,2.2.1,起停控制,手动控制操作方法：,手动合上,QS,，,电动机,M,工作；手动切断,QS,，,电动机,M,停止工作。,电路保护措施：,FU,短路保护,电路优点：控制方法简单、经济、实用。,电路缺点：保护不完善，操作不方便,、自动起停控制,主电路,：,三相电源经,QS,、,FU1,、,KM,的主触点，,FR,的热元件到电动机三相定子绕组。,控制电路,：,用两个控制按钮，控制接触器,KM,线图的通、断电，从而控制电动机（,M,）,启动和停止。,起动过程分析,：,合上,QS,，,按动起动按钮,SB1,KM,线圈通电并自锁,M,通电工作。,KM,自锁触点，是指与,SB1,并联的常开辅助触点，其作用是当按钮,SB1,闭合后又断开，,KM,的通电状态保持不变，称为通电状态的自我锁定。,停止按钮,SB2,，,用于切断,KM,线圈电流并打开自锁电路，使主回路的电动机,M,定子绕组断电停止工作。,起停控制,电路的保护,分析,过载保护,：,热继电器,FR,用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触点打开，接触器,KM,线圈断电，使电动机,M,停止工作。排除过载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作。,短路保护,：,熔断器组,FU1,用于主电路的短路保护,，,FU2,用于控制电路的短路保护。,零压保护,：,电路,失,电复上电，,不操作起动按钮，,KM,线圈不会,再,次自行通电，,电动机,不会自行起动。,KM,线圈通电的逻辑表达式：,2.2.2,正反转控制电路,正反转实现的方法,：改变电源相序（两根火线对调）。,1,、正反转基本控制电路：,主电路,：,KM1,主触点接通正相序电源,M,正转。,KM2,主触点接通反相序电源,M,反转。,控制电路,：,SB1,控制正转，,SB2,控制反转，,SB3,用于停止控制。,KM,的常闭触点用于互锁控制，,即使,在接触器故障情况下，,也,可以保证不发生主电路短路现象,。,2,、按钮联锁功能,图,2.2.3,的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。,图,2.2.4,使用按钮连锁，首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对方支路线圈电流，再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方便地使电动机由正转进入反转，或由反转进入正转。,3,、,工作台自动循环控制,工作台,移动机构示意,在工作台的移动机构和固定部件上分别装置的行程开关和档铁（压动行程开关用），当移行机构运动到某一固定位置时，压动行程开关，取代人手接动按钮的功能，实现自动循环控制。,右图,SQ1,用于正转控制，,SQ2,用于反转控制，,SQ3,、,SQ4,的常闭触点用于极限位置的保护。,综合,电气原理图中电器元件各部分符号与实际位置无关，可根据原理，将电气符号画在任何需要的电路位置。,2.2.3,其它环节,1,、点动,（在长动基础上的点动）,用途：适用于电动机短时间调整的操作。,按钮操作：,SB3,常闭触点用来切段自锁电路实现点动。,转换开关控制：,SA,合上，有自锁电路，,SB2,为长动操作按钮；,SA,断开，无自锁电路，,SB2,为点动操作按钮。,中间继电器,KA,控制：按动,SB2,、,KA,通电自锁，,KM,线圈,通电，此状态为长动；按动,SB3,、,KM,线圈,通电，但无自锁,电路，,为点动,操作,。,2,、多地控制,定义：,多地控制电路设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置，故称多地控制。,特点：,起动按钮的常开触点并联，停止按钮的常闭触点串联。,操作：,无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行。,3,、多条件控制,电路用途,：,多条件启动控制和多条件停止控制电路，适用于电路的多条件保护。,电路特点,：,按钮或开关的常开触点串联，常闭触点并联。多个条件都满足（动作）后，才可以起动或停止。,4,、顺序控制,用途：,用于实现机械设备依次动作的控制要求。,主电路顺序控制：,KM2,串在,KM1,触点下，故只有,M1,工作后,M2,才有可能工作。,4,、顺序控制,控制电路的顺序控制：,a,）,KM1,的辅助常开触点起自锁和顺控的双重作用。,b,）,单独用一个,KM1,的辅助常开触点作顺序控制触点。,c,）,M1,M2,的顺序起动、,M2,M1,的顺序停止控制。,顺序停止控制分析：,KM2,线圈断电，,SB1,常闭点并联的,KM2,辅助常开触点断开后，,SB1,才能起停止控制作用，所以，停止顺序为,M2,M1,。,综合,基本电路的结构特点：,1.,自锁,接触器常开触点与按钮常开触点相并联,。,2.,互锁,两个,接触器的常闭触点串联,在,对方线圈的,电路中,。,3.,点动,无,自锁环节。,4.,多地,按钮的常开触点并联、常闭触点串联。,5.,多条件,按钮的常开触点串联、常闭触点并联。,2.3,三相交流异步电动机降压起动控制电路,用途,：,三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相交流异步电动机空载和轻载起动时减小起动电流。,降压启动控制电路,：,Y-,起动,、,自耦补偿起动,、,延边三角形起动,控制电路。,要求,：,熟记,Y-,起动控制电路结构和工作原理，掌握自耦补偿起动和延边三角形降压起动电路工作原理的分析方法,2.3.1 Y-,降压起动,降压,原理：,起动时，电动机定子绕组,Y,连接，运行时连接。,Y-,降压起动控制电路,主电路分析：,KM1,、,KM3,Y,起动，,KM1,、,KM2,运行。,讨论：,KM1,、,KM2,、,KM3,容量关系。,Y-,降压起动过程分析：,按下起动按钮,SB2,KM1,线圈通电自锁,KM3,线圈通电,-M,作,Y,接起动；,KT,线圈通电延时,KM3,线圈断电,KM2,线圈通电自锁,-M,作接行。,KT,线圈断电复位。,2.3.2,、自耦补偿起动,降压原理,：起动时电动机定子绕组接自耦变压器的次级，运行时电动机定子绕组接三相交流电源，并将自耦变压器从电网切除。,主电路,：起动时，,KM1,主触点闭合，自耦变压器投入起动；运行时，,KM2,主触点闭合，电动机接三相交流电源，,KM1,主触点断开，自耦变压器被切除。,讨论：,KM2,与,KM1,的控制要求；,KM1,主触点,的容量。,控制电路：,起动过程分析,按动,SB2,KM1,线圈通电自锁,电动机,M,自耦补偿起动；,KT,线圈通电延时,-KA,线圈通电自锁,KM1,、,KT,线圈断电,-KM2,线圈通电,电动机,M,全压运行。,2.3.3,、延边三角形降压起动,原理,：绕组连接,67,、,48,、,59,构成延边三角形接法，绕组连接,16,、,24,、,35,为接法。,延边三角形降压起动控制电路,主电路分析,KM1,、,KM3,使接点,1,、,2,、,3,接三相电源，,67,、,48,、,5 9,对应端接在一起构成延边三角形接法，用于降压起动。,KM1,、,KM2,使接点,16,、,24,、,35,接在一起，构成连接，用于全压运行。,控制电路与,Y-,起动控制电路相同，不再分析。,2.4,三相交流异步机,制动控制电路,主要内容,：,机械抱闸制动，能耗制动，反接制动。,要求,：,了解各种制动方法的实现电路，以及能耗制动限流电阻的计算原则，掌握能耗和反接制动电路的原理分析。,2.4.1,机械制动,1,、常用方法：,电动抱闸制动、电磁离合器制动（多用于断电制动）。,2.4.1,机械制动,2,、,制动原理：,断电电磁抱闸制动方式：,电磁抱闸的电磁线圈通电时，电磁力克服弹簧的作用，闸瓦松开，电动机可以运转。,电磁离合器制动方式,（结构）,电磁离合器的电磁线圈通电，动、静摩擦片分离，无制动作用，电磁线圈断电，在弹簧力的作用下动、静摩擦片间产生足够大的摩擦力而制动。,3,、,控制电路分析,启动时，接触器,KM,线圈通电时，其主触点接通电动机定子绕组三相电源的同时，电磁线圈,YB,通电，抱闸（动摩擦片）松开，电动机转动。,停止时，接触器,KM,线圈断电,电动机,M,断电,电磁铁线圈,YB,失电,实现抱闸或电磁制动。,2.4.2,电气制动,用途：,电气制动多用于电动机的快速停车。常用方法有,能耗制动,和,反接制动,。,1,、,能耗制动,制动原理,制动时，在切除交流电源的同时，给三相定子绕组通入直流电流。,限流电阻的计算：,电路设计时，根据,I,Z,=,（,1.5,4,）,I,N,的原则，选取直流电流电压等级，以及限流电阻的功率和阻值。,主电路,直流电源的获取方法，交流电源（降压）经整流（半波、全波、桥式）。,图,2.4.3,主电路中接触器,KM1,的主触点闭合时，电动机,M,作电动工作。,接触器,KM2,主触点用于能耗制动时为定子绕组通入直流电流。,控制电路（按时间原则控制）,起动,：,按动起动按钮,SB2KM1,线圈通电自锁，电动机,M,作电动运行。,制动,：,按动停车按钮,SB1KM1,线圈断电复位,KM2,线圈通电自锁电动机,M,定子绕组切除交流电源，通入直流电源能耗制动。,SB1KT,线圈通电延时,KM2,线圈断电复位,KT,线圈断电复位。,2,、反接制动,工作原理：,反相序电源制动，转速接近零时，切除反相序电源。,主电路：,KM1,电动运行；,KM2,通入反相序电源，反接制动。,限制反接制动电流。,控制电路（速度控制原则）,起动,：接动启动按钮,SB2KM1,通电自锁电动机,M,通入正相序电源转动。,停止,：按动停车按钮,SB1KM1,线圈断电复位,KM2,线圈通电自锁，实现反接制动，转速,n,接近零时，速度继电器,KS,常开触点打开,KM2,线圈断电