电气控制系统的基本控制线路课件

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,*,第,2,章 电气控制系统的基本控制线路,2.1,三相鼠笼式异步电动机直接起动控制,2.1.1,单向起动控制,控制线路：由闸刀开关、熔断器、接触器、按钮等组成。,主电路：三相电源到电动机的电路。由闸刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器发热元件组成。,控制电路：由按钮和接触器吸引线圈等组成。,控制线路安装布线图：把同一电器各工作部件集中在一起，按各部件实际位置画出。,1,2,控制线路原理图：主电路画在一边，控制电路画在另一边。,说明：,（,1,）同一电器各工作部件画在各处，但它们的动作相互关联。,（,2,）同一电器上的各部件，必须标以相同文字符号。,1,）工作原理,2,）保护环节,短路保护：,FU,过载保护：,FR,失压保护：,KM,3,4,3,）电路改进,（,1,）既能连续运动又能点动控制,点动：按下起动按钮电动机运转，松开起动按钮电动机停转。,采取措施：在自锁支路串联钮子开关,S,。,（,2,）多地控制,控制要求：有些设备为了操作方便，需要在,2,个（或多个）地点分别进行起动和停止控制。,采取措施：将,2,个（或多个）起动按钮的常开触头并联，将停止按钮的常闭触头串在同一控制电路中。,5,2.1.2,正反转控制,电动机反转：将电动机任意两根火线对调。,实现方法：,采用,KM1,、,KM2,两个接触器控制电动机正、反转。,KM1,控制电动机正转。,KM2,控制电动机反转。,1,）线路图,（,1,）主电路,（,2,）控制电路,要求：,KM1,、,KM2,线圈不能同时有电，以避免电源相之,间短路。,电动机正转,KM1,电动机反转,KM2,6,7,2,）工作原理,3,）保护环节,短路保护：,FU,过载保护：,FR,失压保护：,KM1,、,KM2,8,2.1.3,行程限位控制,有些位移性生产机械或部件（如起重机小车、电梯、铣床的工作台等）需要有终端限位控制或自动往返控制。,1,）控制要求：有一工作台可实现前后移动，当移动到终端时，自行停车。,2,）实现方法：,（,1,）用接触器,KM1,控制电动机正转，使工作台向前移动；用接触器,KM2,控制电动机反转，使工作台向后移动。,9,（,2,）行程开关,SQ1,作为工作台向前移动的终端限位开关；行程开关,SQ2,作为工作台向后移动的终端限位开关。,10,3,）线路图,（,1,）主电路,11,SQ2,SQ1,（,2,）控制电路,（,3,）工作原理,12,2.1.4,顺序控制,有的生产机械和设备需要多台电动机拖动，而各台电动机的起动与停止需要有一定的顺序控制关系。,1,）控制要求：,在一台锅炉控制，有,M1,、,M2,两台电动机。,M1,引风电动机；,M2,送风电动机。,要求：起动时，引风机,M1,先起动，送风机,M2,后起动；停止时则相反，送风机,M2,后停止，引风机,M1,先停止。,13,（,1,）主电路,14,（,2,）控制电路,3,）工作原理,15,2.2,三相笼型异步电动机降压起动控制,2.2.1,定子线路串电阻降压起动控制,1,）控制要求：电动机,M,起动时定子线路串联电阻,R,，以实现降压起动，电动机起动后，恢复额定电压进入稳定正常运转。,2,）实现方法：,（,1,）接触器,KM1,闭合，电动机,M,定子线路串电阻降压起动。,（,2,）接触器,KM2,闭合，电动机正常运转。,（,3,）时间继电器,KT,通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时，,KM2,闭合。,16,3,）线路图,（,1,）主电路,（,2,）控制电路,17,4,）工作原理,5,）电路改进,从前面分析可知，本线路在起动结束后，,KM1,、,KT,一直得电工作。为了减少能量损耗，延长接触器、继电器得使用寿命，要求,M,起动以后，,KM1,、,KT,断电。,18,2.2.2,星形三角形降压起动控制,1,）控制要求：,电动机,M,起动时为星形连接，以实现降压起动，电动机起动后改为三角形连接，以恢复额定电压进入稳定正常运转。,2,）实现方法：,（,1,）接触器,KM1,控制电机,M,通电,接触器,KM2,控制电机,M,三角形连接,接触器,KM3,控制电机,M,星形连接,（,2,）时间继电器,KT,通电开始计时，当达到时间继电器整定值时使,KM3,断电、,KM2,通电，电动机三角形连接正常运转。,19,3,）线路图,（,1,）主电路,（,2,）控制电路,（,3,）工作原理,20,2.2.3,定子线路串自耦变压器的降压起动控制,1,）控制要求：,自耦变压器按星形接线，起动时将电动机定子绕组接到自耦变压器二次侧。电动机定子绕组得到的电压即为自耦变压器的二次电压。当起动完毕时，自耦变压器被切除，额定电压（即自耦变压器的一次电压）直接加到电动机定子绕组上，电动机进入全压正常运行。,21,2,）实现方法：,（,1,）接触器,KM1,、,KM2,控制电动机降压起动。接触器,KM3,控制电动机进入全电压正常运行。,（,2,）时间继电器,KT,通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时，使,KM1,、,KM2,断电，,KM3,通电，使电动机进入全压正常运转。,3,）线路图,（,1,）主电路,（,2,）控制电路,22,4,）工作原理,23,2.3,三相鼠笼电动机的制动控制,2.3.1,电源反接制动系统,1,）实现方法：,（,1,）,KM1,为电动机,M,单向旋转接触器,（,2,）,KM2,为反接制动接触器，,KV,为速度继电器，,R,为反接制动电阻。,2,）线路图,（,1,）主电路,（,2,）控制电路,24,KS,KS,25,3,）工作原理,合上电源开关,QS,，按下起动按钮,SB2,，接触器,KM1,线圈通电并自锁，电动机在全压下起动运行，当转速升到某一值（通常为大于,120r/min,）以后，速度继电器,KV,的动合触点闭合，为制动接触器,KM2,的通电作准备。,停车时，按下按钮,SB1,，,KM1,断电释放，,KM2,线圈通电动作并自锁，,KM2,的动合触点闭合，改变了电动机定子绕组中电源的相序，电动机在定子绕组传入电阻,R,的情况下反接制动，电动机转速迅速下降，当转速低于,100r/min,时，速度继电器,KV,复位，,KM2,线圈断电释放，制动过程结束。,26,2.3.2,能耗制动系统,1,）控制要求：,当需要电动机快速停止时，若在断开交流电源后，立即在定子绕组接入一直流电源，直流电流就会在电动机定子绕组中产生一个静止的磁场，而转子由于惯性作用在继续旋转，并切割这个磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，利用转子感应电流与静止磁场的相互作用产生制动转矩，达到迅速而准确地制动地目的。,27,能耗制动的效果与通入直流电流的大小和三相绕组接法有关（可以有几种接法），但直流电流不能大于交流的起动电流，电动机停止时要立即断开直流电源。,2,）实现方法,（,1,）,KM1,为电动机,M,单向旋转接触器,（,2,）,KM2,为能耗制动接触器,（,3,）时间继电器,KT,通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时（电动机,M,已停转），使,KM2,断电，直流电源被切除，制动结束。,28,29,4,）工作原理,电动机要工作时，合上开关,QS,，按下起动按钮,SB1,，接触器,KM1,线圈通电，其主触头闭合，电动机起动运转。,需要停下时，按下按钮,SB2,，其常闭触头断开，使,KM1,失电释放，电动机脱离交流电源。同时,SB2,的常开触头闭合，因,KM1,常闭,触头复位，使制动接触器,KM2,及时间继电器,KT,线圈通电，,KM2,的辅助触头用于自锁和互锁；,KM2,的主触头闭合，交流电源经变压器和单相整流桥变为直流电并进入电动机定子绕组，产生静止磁场，与转动的转子相互切割感应电势，产生电流，电流与静止磁场共同作用，产生制动转矩，电动机在能耗制动下迅速停止。当电动机停止时，,KT,的延时触头就应该终止延时并打开，使,KM2,失电释放，直流电源被切除，制动结束。,30,2.4.1,控制要求,1,）三相交流电的电源频率固定以后，电动机的同步转速与它的极对数成反比，即,n,60f/p,。于是变更电动机定子绕组的接线方式，使其在不同的极对数下运行，其同步转速便会随之改变，进而改变转子速度。,2.4,三相鼠笼电动机的变极调速控制,31,上图为,4/2,极的单绕组双速电动机定子绕组接线示意图，其中图将电动机定子绕组的,U1,、,V1,、,W1,的三个接线端子接三相电源，而将电动机定子绕组的,U2,，,V2,，,W2,三个接线端子悬空，每相绕组的两个线圈串联，三相定子绕组为连接，此时磁极为,4,极，同步转速为,1500r,min,，为低速接法。,若要电动机高速工作时，可接成上图形式，将电动机定子绕组的,U2,，,V2,，,W2,三个接线端子接三相电源，而将另外,3,个接线端子,U1,，,V1,，,W1,连在一起，则原来三相定子绕组的连接立即变为双连接，此时每相绕组的两个线圈为并联，磁极为,2,极，同步转速为,3000r/min,。可见电动机高速运转时的转速是低速时的,2,倍。,32,33,2.4.4,工作原理,1,）当开关,S,处在低速,L,位置时，接触器,KM3,线圈通电，,KM3,的主触点闭合，将定于绕组的接线端,U1,、,V1,、,W1,接到三相电源上，而此时由于,KM1,、,KM2,动合触点不闭合，所以电动机定于绕组按三角形接线，电动机低速运行。在变极时，将电动机的两个出线端,U2,、,W2,对调。,34,2,）当开关,S,处在高速位置,H,时，线路的工作情况如下：,（,1,）时间继电器,KT,首先通电，其瞬动动合触点闭合，接触器,KM3,线圈通电，主触点闭合，将电动机接成三角形作低速起动；,（,2,）经过一段时间延时后，,KT,的延时断开动断触点断开，,KM3,线圈断电，其触点复位。而,KT,的延时闭合动合触点闭合，使,KM2,的线圈通电，,KM2,的主触点闭合将,U1,、,V1,、,W1,连在一起，同时通过,KM2,的动合触点闭合使,KM1,线圈通电，,KM1,的主触点闭合使电动机以双星形接线高速运行。,35,