7 电气自动控制.ppt

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1、第第7章章 电气自动控制电气自动控制7.1 7.1 常用控制电器常用控制电器7.2 7.2 三相异步电动机的基本控制电路三相异步电动机的基本控制电路1/20/2023常用常用电器电器配电配电电器电器控制控制电器电器开关开关熔断器熔断器接触器接触器继电器继电器起动器起动器时间继电器时间继电器热继电器热继电器7.1 常用电器简介常用电器简介1 刀闸开关刀闸开关控制对象：控制对象：380V，5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：闸的额定电流值应如下选择：（35)*异步电机额定电流异步电机额定电流电路符号电路符号QS符号符号

2、FU熔断器额定电流熔断器额定电流IF的选择的选择(1)电灯、电炉等电阻性负电灯、电炉等电阻性负载载IF IL(3)频繁起动的电机频繁起动的电机(2)单台电机单台电机用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。用于低压线路中的短路保护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。管式熔断器和有填料式熔断器。2 熔断器熔断器(b)结构结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号按钮开关的外形和符号(a)

3、外形图外形图常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开触点常开触点3 控制按钮控制按钮复位弹簧复位弹簧支柱连杆支柱连杆常闭静触头常闭静触头桥式静触头桥式静触头常开静触头常开静触头外壳外壳4SBSBSB结结构构符符号号名名称称常闭按钮常闭按钮(停止按钮停止按钮)常开按钮常开按钮(起动按钮起动按钮)复合按钮复合按钮1234123按钮帽按钮帽4 行程开关行程开关用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。STST常开触点常开触点常闭触点常闭触点STST电路符号电路符号电路符号电路符号交流接触

4、器的外形与结构交流接触器的外形与结构交流接触器的外形与结构交流接触器的外形与结构用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。(a)(a)外形外形外形外形(b)(b)结构结构结构结构5 接触器接触器线圈线圈静铁芯静铁芯动铁芯动铁芯主触点主触点弹簧弹簧辅助辅助触点触点M3电机电机动作过程动作过程线圈通电线圈通电动铁芯被吸合动铁芯被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源380M3动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源

5、220380接触器有关符号（接触器有关符号（KM）：）：接触器线圈接触器线圈接触器主触点用于主电路接触器主触点用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触点用于控制电路接触器辅助触点用于控制电路 （流过的电流小，无（流过的电流小，无需加灭弧装置需加灭弧装置）接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器控制对象：电动机及其它电力负载接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。简单的接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自锁自锁停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮特点：特点

6、：小电流控小电流控 制大电流。制大电流。6 继电器继电器 继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，触发器 的主触点可以通过大电流，而继电器的的主触点可以通过大电流，而继电器的 触点只能通过小电流。触点只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器中间继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器 时间继电器（具有延时功能）时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）热继电器（做过载保护）.继电器类型：继电器类型：功能功能：过载保护：过载保护热继电器热继电器结构结构：工作原理：工作原理：发热元件

7、接入电机主电路，若长时间过载，双金发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。发热元件发热元件双金属片双金属片常闭触点常闭触点杠杆杠杆热继电器的符号热继电器的符号发热元件发热元件串联在主电路中串联在主电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常闭触头常闭触头FRFR 是从得到输入信号是从得到输入信号是从得到输入信号是从得到输入信号(线圈通电或断电线圈通电或断电线圈通电或断电线圈通电或断电)起，经起，经起，经起，经过一段时间延时后才动作

8、的继电器。适用于定时过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制。控制。控制。控制。时间继电器时间继电器通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头常开触头 延时闭合延时闭合 常闭触头常闭触头 延时打开延时打开 微动开关微动开关微动开关微动开关2 2微动开关微动开关微动开关微动开关1 1常开触头常开触头常闭触头常闭触头线圈通电线圈通电线圈通电线圈通电 衔铁向下吸合衔铁向下吸合衔铁向下吸合衔铁向下吸合 连

9、杆动作连杆动作连杆动作连杆动作 触点动作触点动作触点动作触点动作工作原理工作原理调节螺丝调节螺丝进气孔进气孔托板托板线圈线圈动铁心动铁心恢复弹簧恢复弹簧挡块挡块释放弹簧释放弹簧活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜排气孔排气孔空气式时间继电器空气式时间继电器空气式时间继电器空气式时间继电器断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭常闭 延时闭合延时闭合 常闭常闭 延时断开延时断开 常开触头常开触头常闭触头常闭触头空气式时间继电空气式时间继电空气式时间继电空气式时间继电器的延时范围大器的延时范围大器的延时

10、范围大器的延时范围大(有有有有 0.4 60 s 0.4 60 s 和和和和0.4 180s0.4 180s两种两种两种两种)。结构简单，但准结构简单，但准结构简单，但准结构简单，但准确度较低。确度较低。确度较低。确度较低。时间继电器触头类型时间继电器触头类型断断 电电 式式常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通通 电电 式式瞬瞬时时动动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开电器符号标注刀闸刀闸 熔断器熔断器按钮按钮接触器接触器热继电器热继电器行程开关行程开关时间继电器时间

11、继电器中间继电器中间继电器QSFUSBKMFRSTKTKA 电机起动、停车（点动、连续运行、多地点电机起动、停车（点动、连续运行、多地点 控制、顺序控制等）控制、顺序控制等）电机正反转控制电机正反转控制 行程控制行程控制 时间控制时间控制 7.2 基本控制电路基本控制电路1.异步机的直接起动异步机的直接起动M3ABCKMFUQBCKMSB一、点动控制一、点动控制动作过程动作过程触头（触头（KM）打开打开按钮松开按钮松开线圈（线圈（KM）断电断电 电机停转。电机停转。触头（触头（KM）闭合闭合按下按钮按下按钮（SB）线圈（线圈（KM）通电通电电机转动；电机转动；控控制制电电路路主主电电路路简单的

12、接触器控制简单的接触器控制ABCM3刀闸起隔离作用刀闸起隔离作用自锁自锁停止停止按钮按钮起动起动按钮按钮二、电动机连续运行二、电动机连续运行 自锁自锁KMSB2CM3ABCKMFUQSBSB1起动起动按钮按钮停车停车按钮按钮KM注意：接触器线圈电压注意：接触器线圈电压380V时，时，采用此种接线方式。采用此种接线方式。KMSB1KMSB2FRM3ABCKMFUQSFR三、异步机的直接起动三、异步机的直接起动+过载保护过载保护发热发热元件元件热继电热继电器触点器触点 电机工作时，若因负载过重而电机工作时，若因负载过重而使电流增大，应加热继电器，进使电流增大，应加热继电器，进行过载保护。行过载保护

13、。以下控制电路能否实现即能点动、以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行又能连续运行 思考思考不能点动！不能点动！KMSB1KMSB2FRSB2.电机的正反转控制电机的正反转控制KMFKMFSB1SBFFRKMRKMRKMRSBRM3ABCKMFFUQSFR 该电路必须先停车才能由正转到反转或由该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。反转到正转。SBF和和SBR不能同时按下，不能同时按下，否则会造成短路！否则会造成短路！操作过程：操作过程：SBF正转正转SBR反转反转停车停车SB1正转正转电机的正反转控制电机的正反转控制 加互锁加互锁互锁作用互锁作用：正转时，：正转时，SBR不起作用

14、；反转不起作用；反转 时，时，SBF不起作用。从而避免两触发器不起作用。从而避免两触发器 同时工作造成主回路短路。同时工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3A BCKMFFUQ SFRKMRSBR互锁互锁课课 堂堂 讨讨 论论 讨论题讨论题1 电机的正反转控制主电路电机的正反转控制主电路KMRM3ABCKMFFUQSFR主电路主电路有问题吗？有问题吗？正反转控制正反转控制接线要点是什么？接线要点是什么？讨论题讨论题2 电机的正反转控制主电路电机的正反转控制主电路KMRM3ABCKMFFUQSFR主电路主电路AB设接触器线圈电压设接触器线圈电压为为380V，

15、如何引出如何引出控制电路电源线？控制电路电源线？ABABAB 讨论题讨论题3 电机的正反转控制电路电机的正反转控制电路问题问题 （1）若线圈额定电压为）若线圈额定电压为220V，如何接线？如何接线？（2）要求用两个）要求用两个220V的灯泡指示正反转的运行，如何接线？的灯泡指示正反转的运行，如何接线？KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBRAB控制电路（线圈电压控制电路（线圈电压380V）3.行程控制行程控制 行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的正反转控制，只是在行程正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。的终端要加限位开关。正程正程逆程逆程BAKMRM3ABCKMFF

16、UQSFR行程控制电路（行程控制电路（1 1）正程正程限位开关限位开关SQASQB逆程逆程至右极端位置撞开至右极端位置撞开SQA 动作过程动作过程SB2 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）控制回路控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2SQASB3SQBKMRKMRKMF限位开关限位开关行程控制行程控制(2)-(2)-自动自动往复运动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回到位后能自动返回电机电机STaSTb自动往复运动控制电路自动往复运动控制电路 限位开关限位开关采用复

17、合式采用复合式开关。正向运开关。正向运行停车的同时，自动起行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。动反向运行；反之亦然。关键措施关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSQaSQb时间继电器时间继电器定时类型：定时类型：钟表式钟表式空气式空气式(KT)电子式电子式阻容式阻容式数字式数字式4.定时控制定时控制时间继电器线圈时间继电器线圈并联在控制电路中并联在控制电路中串联在控制电路中串联在控制电路中常开触点常开触点常闭触点常闭触点KMFUQSFR电机电机绕组绕组AxByCzKM-YABCXYZYZBYXCAKM-主电路主电路定时控制例定时控制例一：一：电机的电机的Y

18、起动起动KM-Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM-闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSFR电机AxByCzKM-YKM-主电路接通电源主电路接通电源延时延时KT KM-KM-Y Y 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY Y 起动起动控制电路控制电路FR1 电机电机M1控制要求：控制要求：1.M1 1.M1 起动后，起动后，M2M2才能起动才能起动 2.M2 2.M2 可单独停可单独停2 电机电机M2定时控制例定时控制例二：二：顺序控制顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：

19、两电机两电机只保证起动的先后顺序，只保证起动的先后顺序，没有延时要求没有延时要求。FUKM2FR2AB CFUM3AB CKM1FR1M3主电路主电路控制电路控制电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M1起动后，起动后，M2延时起动。延时起动。FRSB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制电路控制电路KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT 实现实现M1起动后起动后M2延时起动的延时起动的顺序控顺序控制，用以

20、下电路可不可以？制，用以下电路可不可以？SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动 M2起动起动 不可以不可以！继电器、继电器、接触器的线接触器的线圈有各自的圈有各自的额定值，额定值，线圈不能串线圈不能串联联。例一：例一：运料小车的控制运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：1.小车启动后，前进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动：到到A地后停地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。2

21、.有过载和短路保护。有过载和短路保护。正程正程逆程逆程电机电机BA7.3 控制电路综合举例控制电路综合举例运料小车控制电路运料小车控制电路SQa、SQb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 M3A BCKMFFUQ SFRKMR主回路主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSQbKTbKMRKMRKMFSQbKTaKTbSBR动作过程动作过程SBFKMF小车正向运行小车正向运行至至A端端撞撞SQa KTa 延时延时2分钟分钟KMR 小车小车反向运行反向运行至至B端端撞撞SQb KTb 延时延时2分钟分钟KMF 小车正小

22、车正向运行向运行如此往如此往反运行。反运行。KMFFRKMRSBFSB1KMFSTaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR例二：例二：工作台位置控制工作台位置控制起动后工作台控制要求：起动后工作台控制要求：(1)运动部件运动部件A从从1到到2 (2)运动部件运动部件B从从3到到4(3)运动部件运动部件A从从2回到回到1(4)运动部件运动部件B从从4回到回到3自自动动循循环环BM1AM2SQ3SQ4SQ2SQ11234正转正转反转反转工作台位置控制电路工作台位置控制电路(1)根据动作顺序根据动作顺序 设计控制电路。设计控制电路。(2)检查有无互锁。检查有无互锁。(3)

23、检查能否正确检查能否正确 启动启动、停车。、停车。设计步骤：设计步骤：A正转正转12B反转反转34A反转反转21B正转正转43KMAFFRSQ4KMBRSQ2KMBFKMBRKMARSQ4KMAFSQ1KMARKMBFSQ1KMBRSQ3KMBFKMAFSB1SB2KMARSQ2SQ3 (1)A从从1到到2F (2)B从从3到到4R(3)A从从2回到回到1R(4)B从从4回到回到3F 继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：继电器、接触器控制电路读图和设计中应注意的问题：小小 结结1、首先了解工艺过程及控制要求；、首先了解工艺过程及控制要求；2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们

24、的、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的 控制关系；控制关系；3、主电路、控制电路分开主电路、控制电路分开阅读或设计；阅读或设计；4、控制电路中，根据控制要求按、控制电路中，根据控制要求按自上而下自上而下、自左而自左而 右右的顺序进行读图或设计；的顺序进行读图或设计；5、同一个电器同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都的所有线圈、触头不论在什么位置都 叫相同的名字叫相同的名字；6、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，、原理图上所有电器，必须按国家统一符号标注，且均按未通电状态表示；且均按未通电状态表示；7、继电器、接触器的、继电器、接触器的线圈只能并联，不能串联线圈只能并联，不

25、能串联；8、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。、控制顺序只能由控制电路实现，不能由主电路实现。课课 堂堂 讨讨 论论ABCXYZYZBYXCA讨论题讨论题4 电机的电机的 Y 起动起动KMFUQSFRAxByCzKM-YKM-主电路主电路什么类型的什么类型的电机可使用电机可使用Y 起动？起动？Y Y 起动起动控制电路控制电路KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMFRKMFUQSFR电机AxByCzKM-YKM-讨论题讨论题5 5 行程控制行程控制 -自动往复运动自动往复运动正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1.能正向运行也能反向运行能正

26、向运行也能反向运行 2.到位后能自动返回到位后能自动返回KMRM3ABCKMFFUQSFR小车自动往复运动小车自动往复运动主电路是什么？主电路是什么？电机电机STaSTb小车自动往复运动控制电路小车自动往复运动控制电路KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSTbSTa问题：若要求小车在A、B两地停留一段时间 再返回，如何修改控制电路？控制要求：两台电机，控制要求：两台电机，1.1.按启动按钮，按启动按钮，M1 M1 起动后，起动后，M2M2延时延时3030秒自动起动；秒自动起动；2.M2 2.M2 起动后起动后,M1立即自动停止；立即自动停止；3.按停止按钮，两台电机都立即停；按停止按钮，两台电机都立即停；4.两台电机都要求有短路保护和过载保护。两台电机都要求有短路保护和过载保护。讨论题讨论题6 电机的继电器接触器控制电机的继电器接触器控制讨论题讨论题6 答案答案FUM13AB CKM1FR1主电路主电路FUM23AB CKM2FR2讨论题讨论题6答案答案FR1KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KTFR2控制电路控制电路有错吗？有错吗？请改错！请改错！讨论题讨论题6答案答案FR1KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KTFR2控制电路正确答案控制电路正确答案