继电控制器控制线路基本环节.ppt

电气控制与PLC,基础课专业基础课专业课大学物理电工电子学本课程,体系完整推理严密抽象,以数学模型为分析对象较少涉及生产实际,以解决生产实践中的问题为目的，知识点具有发散性,课程体系,学习方法1、上课时重在听，不在记-听懂重于记住！2、学习的重点在思路和方法，不是概念与定义！3、要掌握的是解决问题的思路、步骤和技巧。4、充分利用网络资源。,5、本门课程是一门应用性、实践性极强的课程，因此实验环节对于学习掌握本课程的内容非常重要，但受实验室设备条件的制约，仅凭学校安排的实验时间无法保证每位学生都有动手的机会。为了充分利用实验室资源，实验室（KJ224）对学生开放。学生可以利用课余时间，与教师预约进入实验室，进行实验。实验内容不限于课内安排的计划内实验，鼓励大家自己设计实验，实验方案由教师审阅后，由实验室提供仪器，在教师的指导下进行。,课程简介,本课程电气控制部分主要介绍电气控制技术中的继电器接触器逻辑控制系统和基于PLC的控制系统。继接控制系统主要包括常用低压电器元件、典型基本控制线路、常用设备电路分析、继电器逻辑控制线路的设计方法、电动机交流调速系统、以及应用实例等。,课程考核形式,1、作业成绩2、实验成绩3、考试成绩,第一节常用低压电器,概述电器定义：一种能控制电路的设备。分类：低压电器：用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器：用于交流1200V以上、直流1500V以上的电器产品。,为什么交流为1200V，直流为1500V?,接触器定义：接触器是一种可频繁地接通和分断主电路的控制电器。1、结构与工作原理接触器由电磁机构、触头与灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。,接触器工作原理:当吸引线圈通电后，电磁系统把电能转化为机械能，产生的电磁力克服释放弹簧与触头弹簧的反力使铁心吸合，带动触头支架使动、静触头接触闭合。当线圈断电或电压显著下降时，电磁吸力消失或过小，弹簧反力使衔铁复位，带动动触头脱离静触头，切断电路。,2、电磁机构组成：吸引线圈、铁心、衔铁、空气气隙。电磁机构分类：1）按磁路形状和衔铁运动方式分：U形拍合式、E形拍合式和E形直动式。,1衔铁2铁心3吸引线圈,2）按线圈接入电路方式分：串联电磁机构、并联电磁机构串联电磁机构：电流线圈，导线粗，匝数少。并联电磁机构：电压线圈，导线细，匝数多。电磁机构吸力F吸I、N;消耗功率P=U*I;线圈发热Q=I2*R3）按电源方式分：直流电磁机构、交流电磁机构一般情况下用交流电磁机构。频繁动作的负载，考虑到操作线圈的温升，宜选用直流电磁机构。,3、触点与灭弧装置电弧的产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧是气体放电形式（空气电离作用、高温、燃烧）之一，是一种带电质点的急流。触头间电压大于10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱）电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。,电弧的危害：延长了切断故障的时间；高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；形成飞弧造成电源短路事故。灭弧原理：迅速拉长电弧冷却和去游离法灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头（点接触、线接触、面接触）表面材料。,4、分磁环：对于交流电磁铁，电压有过零，磁通也过零，这时吸力为零，产生振动。解决方法是分磁环（在铁心的端面开一小槽，在槽内嵌入铜制分磁环），产生涡流后阻止磁通变化，产生与的相位差使总吸力不过零，防止吸力过零,震动,噪声。,5、接触器的主要技术数据1）电源种类：交流或直流；2）主触头额定电压、额定电流；3）辅助触头的种类、数量及触头的额定电压；4）电磁线圈的电源种类、频率和额定电流；5）额定操作频率，即允许每小时接通的最多次数。,6、接触器的选择1）根据负载性质选择接触器的类型,接触器类别应与负载性质一致；2）额定电压应大于或等于主电路工作电压(但当电器不多时,为节省变压器,其电压应与控制回路电压一致，可选380V、220V)；3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流；4）吸引线圈的额定电压和频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。,7.接触器的文字符号为KM图形符号为：(同一接触器相同代号),4.接触器的型号：,(1)交流接触器的型号:(例如CJ12-250/3),CJ20接触器外形:我国70年代后期到20世纪80年代完成的更新换代产品;用于交流50Hz，额定电压至660V(个别等级至1140V)，电流至630A的电力线路中供远距离频繁接通和分断电路以及控制交流电动机。,B系列接触器：我国70年代后期到20世纪80年代引进德国BBC公司生产线和生产技术，其工作原理与我国现有交流接触器相同，但因结构设计、尺寸参数的配合和选择，材料和加工工艺更合理，故产品具有较高的技术经济指标。,8.接触器的型号：,继电器是一种根据电气（I,U等）或非电气量（热、时间、转速、压力等）的变化，接通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。常用继电器：中间继电器、时间继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器等。,三、继电器,继电器与接触器主要区别：继电器可对多种输入量的变化做出反应；接触器只在电压、电流信号下动作；继电器用于切断小电流的控制电路和保护电路，接触器用于控制大电流主电路；继电器没有灭弧装置，也无主副触头之分。,某电压继电器,动作值为55V,额定工作电压为110V,释放值为22V,被控电路工作电流为3A，请画出其常闭触点工作特性图,并计算其安全系数和返回系数。,继电器主要特性是输入输出特性，其继电特性曲线为：,Xr-动作值Xw-工作值Xi-释放值Y0-输出安全系数=Xw/Xi1返回系数=Xi/Xr120r/min时动作；当转速120r/min-KS+SB1KM1+KM1+KM2+M+（串R反接制动）N120r/min-KS+SB1+SB1KM1+KM1+SB1+KM2+(自锁)M+（串R反接制动）N40r/min-KS-KM2M-,复合按钮：调整过程中，只要不按停止按钮，KM2就不会得电。,当速度降低严重时，KM2就会得电。,反接制动特点：反接制动特点时，旋转磁场的相对速度很大，定子电流也很大，因此制动效果显著。但制动过程中有冲击，对传动部件有害，能量消耗大，故反接制动适用于不太经常起制动的设备，如铣床、镗床、中型车床主轴的制动。,第五节控制线路的其他基本环节,一、点动控制长动，机床在正常加工时需要连续不断的工作。点动，按按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即停止工作。用于生产机械的调整，如机床刀架、横梁、立柱的快速移动，机床的调整对刀等。长动与点动主要区别是控制电器能否自锁。,二、联锁在机床控制线路中，经常要求电动机有顺序地起动，如某些机床主轴必须在液压泵工作后才能工作；龙门刨床工作台移动时，导轨内必须有足够的润滑油；在铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等，都要求有联锁关系。,图所示，接触器KM2必须在接触器KM1工作后才能工作，即保证了液压泵电动机工作后主电动机才能工作的要求。,三、多点控制大型机床设备中，为操作方便，常要求能在多个地方进行控制。如图所示，即在各操作地点各安装一套按钮.接线原则是把起动按钮并联连接，停止按钮串联连接。,思考：楼梯电灯控制设计？,四、双速电动机高低速控制线路N=60f(1-S)/Pf:电源频率P：磁极对数S：转差率通过改变定子绕组中线圈的接线，就可得到不同的磁场极对数，从而改变电动机的转速。若在定子上安装两套独立的三相绕组，而且各自又具有所需的磁极对数，两套独立绕组中的每一套又有不同的接线，分别得到双速、三速或四速电动机，通常称为多速电动机。,四、双速电动机高低速控制线路图示将出线端D1、D2、D3接电源，D4、D5、D6端悬空，则绕组为三角形，每相绕组中两个线圈串联，成四个极，电动机为低速；当出线端D1、D2、D3短接，而D4、D5、D6接电源，则绕组为双星形，每相绕组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速。,S实现高低切换,SB2、SB3复合按钮实现高低切换,S实现高低切换,