电气线路控制的基本环节.ppt
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1、电气线路的基本控制原则和 基本控制环节,第一节 电气控制系统图的类型及有关标准 第二节三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制 第三节 三相笼型异步电动机的降压起动控制 第四节 三相绕线转子异步电动机起动控制 第五节 三相异步电动机的制动控制 第六节 三相笼型异步电动机的有级调速控制 第七节 直流电动机的控制 第八节 电气控制系统的保护环节,第一节 电气控制系统图的基本知识,D,6,5,由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等按不同连接方式组合而成的。,电气控制线路:,电气控制线路的作用:,实现对电力拖动系统的启动、正反转、制动、调速和保护,满足生产工艺要求,实现生产过程自动化。,D,6,
2、5,电动机常见的基本控制线路:,点动控制线路,正转控制线路,正反转控制线路,位置控制线路,顺序控制线路,多地控制线路,降压启动控制线路,调速控制线路,制动控制线路,二、绘制、识读电气控制系统图的原则,D,6,5,电气控制图,电气原理图,电器布置图,主电路,辅助电路,(控制、照明、显示、信号等),电气控制图的分类,电气安装接线图,电气系统图,相关国家标准:,D,6,5,GB472885电气图常用图形符号 GB522685机床电气设备通用技术条件 GB715987电气技术中的文字符号制定通则 GB698886电气制图 GB509485电气技术中的项目代号 ,1.电气原理图,D,6,5,用图形符号和
3、项目代号表示电路各个电器元件连接关系和工作原理的图,D,6,5,1)电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。 标出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。 主电路的电源电路一般绘制成水平线,受电的动力装置(电动机)及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧, 控制电路用垂直线绘制在图面的右侧。 2)元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。 3)各个电器元件和部件在控制线路中的位置,应根据便于阅读的原则安排,同一电器元件的各个部件文字符号一致,可以不画在一起。同类型器件使用多个用不同下标区分。,原则:,D,6,5,4)所有电器的触头都按没有通电和没有受外力作用时的状态(常态)绘制。 5)
4、无论是主电路还是辅助电路,各电气元件一般按动作顺序从上到下,从左到右依次排序,可水平布置或者垂直布置。 6)有直接电联系的交叉导线连接点,要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。,D,6,5,主电路接点表示:,三相交流电源采用L1、L2、L3标记 主电路按U、V、W顺序标记 分级电源在U、V、W前加数字1、2、3来标记 分支电路在U、V、W后加数字1、2、3来标记 控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号,2. 原理图区域划分 图区编号可以设置在图的上方或下方,对应图区编号下方或上方表明它对应电路的功能。 3. 符号位置的索引 符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法,索引代
5、号组如下: 当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上,而当每个图号仅有一页图纸时,索引代号可简化成:,在原理图中相应线圈的下方,给出触头的文字符号,并在其下面注明相应触头的索引代号,对未使用的触头用“”表明,有时也可采用上述省去触头的表示法。 对接触器,上述表示法中各栏的含义如下:,是接触器KM相应触头的索引。,对继电器,上述表示法各栏的含义如下:,电气原理图示例:,电气原理图示例:,2.电器布置图,D,6,5,表示电气控制系统中各电器元件的实际位置情况。,详细绘制出电器元件安装位置。,3.电气安装接线图,D,6,5,电气安装接线图是用规定的图形符号,按各电器元件相对位置绘制的实际接线
6、图。,D,6,5,原则: 外部单元同一电器的各部件画在一起,其布置尽可能 符合电器实际情况。 各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电 气原理图为准,并保持一致。 不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接, 必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用 线束表示,连接导线应注明导线规格(数量、截面 积),一般不表示实际走线途径。 对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示 清楚,并注明电源的引入点。,电气安装接线图,对于起动频繁,允许直接起动电动机容量不大于变压器容量的20%。 对于不经常起动者,直接起动电动机容量不大于变压器容量的30%。 通常对容量小于10kW的笼型异步电
7、动机采用直接起动方法。,第二节 三相笼型异步电动机全压起动 和正反转控制,全压起动 额定电压直接加到电动机的定子绕组。,优点:电路简单,缺点:起动电流大,1手动控制,D,6,5,开启式负荷开关控制,自动空气开关控制,特点:,电气原理图:,应用:,控制三相电风扇和砂轮机,一、单向运转控制,2.点动控制,工作原理:,启动: 按下起动按钮SB接触器KM线圈得电KM主触头闭合电动机M启动运行。 停止: 松开按钮SB接触器KM线圈失电KM 主触头断开电动机M失电停转。,电气原理图:,应用:,常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速 移动的电机控制,保护环节:,短路保护,电气原理图,3.连续运转控制,自锁触点,热
8、继电器 热元件,热继电器 常闭触点,工作原理,短路保护 :FU1、FU2,工作原理,保护环节,欠压、失压保护 :KM,电气原理图,过载保护 :FR,开关切换,4连续与点动混合控制,按钮切换,利用中间继电器实现点动的控制线路。,开关切换,主电路,点动控制:SA断开,连续控制:SA闭合,控制电路,按钮切换,工作原理:,点动运行:,连续运行:,利用中间继电器实现点动的控制线路。,点动运行:,连续运行:,主电路实现顺序控制,5顺序控制,控制电路实现顺序控制,要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式,顺序启动同时停止控制,顺序启动逆序停止控制,顺序启动同时停止控制,特点:,电气原理图:
9、,控制电路,顺序控制,顺序启动逆序停止控制,电气原理图:,特点:,主电路,控制电路,多地控制,特点:,工作原理:,在两地或多地控制同一台电动机的控制方式 启动(常开)按钮并联,停止(常闭)按钮串联,三地控制,二、正反转控制,电路形式:,电动机原理:,改变电动机三相电源的相序,可改变电动机的运转方向,倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转 位置控制,1.倒顺开关控制正反转控制 电路,5.5KW以下的电动机电路 直接控制电动机正反转,特点:,电气原理图:,应用:,主电路,控制电路,用倒顺开关实现电源调相,倒顺开关,2.按钮控制正反转控制电路,主电路:,KM2,控制电路:,正转按钮,反转按钮
10、,工作原理:,缺点:,基本控制电路,2.按钮控制正反转控制电路,控制电路:,工作原理:,接触器互锁控制,互锁,接触器互锁,按钮互锁,控制电路:,工作原理:,优点:,工作安全可靠,缺点:,操作不便,“正-停-反”,控制电路:,工作原理:,优点:,按钮联锁控制,操作方便,缺点:,易产生故障,控制电路:,工作原理:,接触器、按钮双重互锁控制,按下SB2,KM1得电自锁,M正转,合QS,正转:,停车:,反转:,按下SB2,KM2得电自锁,M反转,按下SB2,KM1或KM2失电,M停车,控制电路:,工作原理:,优点:,接触器、按钮双重互锁控制,安全可靠,操作方便,电动机“正-反-停”控制电路,接触器联锁
11、正反转控制电路,有些生产机械如万能铣床,要求工作台在一定距离内能自动往返,通常利用行程开关控制电动机正反转实现。,三、自动往返行程控制电路,右图为自动往返循环控制典型电路。,SQ1为正向转反向行程开关,SQ2为反向转正向行程开关,工作台往复运动示意图,工作台自动循环控制电路,上述自动往返运动,运动部件每经过一个循环,电动机要进行两次制动过程,会出现较大的制动电流和机械冲击。因此,这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统。另外,在选择接触器的容量时应比一般情况选择的容量大一些。,工作台自动往返控制,第三节 三相异步电动机降压启动控制,降压启动的方法,定子绕组
12、串电阻(电抗)启动,自耦变压器降压启动,Y降压启动,延边三角形降压启动,降压启动的实质:,启动时减小加在定子绕组上的电压, 以减小起动电流; 启动后再将电压恢复到额定值,电动机进入正常工作状态。,一、定子绕组串电阻(电抗)启动控制,1.定子串电阻降压自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,一、定子绕组串电阻(电抗)启动控制,2.手动、自动启动控制线路,电气原理图,工作原理,这种起动方式不受电动机接线形式的限制,设备简单、 价格低廉、动作可靠,但电阻上功率大,不适合用于频繁启动的场合,在中小型生产机械中应用较广。,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,正
13、常运行接触器,变压器星点接触器,变压器电源接触器,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,降压启动按钮,全压运行按钮,中间继电器,1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,工作原理,2.时间继电器控制自耦变压器降压启动,二、自耦变压器降压启动控制,电气原理图,工作原理,电动机经自耦变压器降压起动时,如自耦变压器的电压变比为K=U1/U21,降压起动时的电压为额定电压的1/K,电网供给的起动电流减小到1/K2,由于TU2,此时的起动转矩降为直接起动时的1/K2。所以,自耦变压器降压起动常用于空载或轻载起动。 自耦变压器
14、降压起动的方法适用于正常工作时接成星形或三角形的较大容量电动机,起动转矩可以通过改变自耦变压器抽头的连接位置而改变,对电网电流冲击小、缺点是自耦变压器结构复杂、价格较贵,且不允许频繁起动。 常用的自耦变压器起动产品是成套的补偿降压起动器。包括手动、自动操作两种形式。手动操作的补偿器有QJ3、QJ5等型号,自动操作的有XJ01型和CTZ系列等。,XJ01型补偿降压起动器电路(适用1428kW),降压起动。HL3灭。当KT动作,KA线圈得电并自锁,KM1、KM3、KT线圈断电释放,KM2线圈得电,自耦变压器切除,电动机在额定电压下运行。同时,HL2灭,HL1亮,指示电动机全压正常运行。,合上电源开
15、关QS,HL2亮(从上电至降压期间亮)、HL3亮(上电至未起动期间亮),按下SB2,KM1、KM3、KT线圈得电自锁,,XJ01型补偿降压起动器电路(适用1428kW),三、星形三角形降压启动控制,指电动机起动时,把定子绕组接成星形,以降低起动电压,减小起动电流;待电动机起动后,再把定子绕组改接成三角形,使电动机全压运行。 Y起动只能用于正常运行时为形接法的电动机。,原理 起动时,每相绕阻的电压下降到正常工作电压的 ,故起动电流下降到全压起动时的1/3,其起动转矩只有全压起动时的1/3。当转速接近额定转速时,将电动机定子绕组改接成三角形,电动机进入正常运行状态。 (1)、双接触器控制电路 适用
16、于13kW以下电动机的起动 (2)、三接触器控制电路 适用于13kW以上电动机的起动,1、适用范围 正常运行时,定子绕组接成三角形运转的三相笼型异步电动机。适用于操作较频繁的空载或轻载场合。 2、原理 起动时,每相绕阻的电压下降到正常工作电压的,故起动电流下降到全压起动时的1/3,但其起动转矩只有全压起动时的1/3。当转速接近额定转速时,将电动机定子绕组改接成三角形,电动机进入正常运行状态。 (1)、双接触器控制电路 适用于13kW以下电动机的起动 (2)、三接触器控制电路 适用于13kW以上电动机的起动,三、星形三角形降压启动控制,按下起动按钮SB2, KM1、KT线圈同时通电吸合并自锁,K
17、M1主触点闭合接入电源,电动机星形降压起动。当时间继电器KT动作,KM1线圈断电释放,切断电动机电源;KT延时闭合常开触点闭合,使KM2线圈通电并自锁,常闭触点KM2断开,使KT断电,KM1线圈重新通电吸合,电动机三角形运行。,(1)、双接触器控制电路,按下SB2,KM1、KT、KM3线圈同时通电吸合自锁,星形降压起动,当KT动作,KM3线圈断电释放,KM2线圈通电吸合,电动机三角形连接,进入正常运行。,(2)、三接触器控制电路,时间继电器控制Y降压起动三个接触器控制,电气原理图,4,电源接触器,星形接法接触器,三角形接法接触器,工作原理,Y降压启动控制,四、延边三角形降压启动控制,延边三角形
18、降压启动是指电动机起动时,把电动机定子绕组的一部分接“”形,而另一部分接成“Y”形,使整个定子绕组接成延边三角形,待电动机启动后,再把定子绕组切换成“”形全压运行。,定子绕组的连接方式:,延边三角形降压起动是一种既不用增加起动设备,又能提高起动转矩的起动方法。它适用于定子绕组特别设计的异步电动机。,延边三角形电动机定子绕组联结图 电动机绕组有9个接线端。出线头编号分别为: U(U1、U2、U3) V(V1、V2、V3) W(W1、W2、W3) 其中,U3、V3、W3为绕组中间抽头。,四、延边三角形降压启动控制,延边形接法,形接法,电气原理图,第四节 三相绕线式异步电动机启动控制,绕线异步电动机
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- 电气 线路 路线 控制 节制 基本 环节
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