第4章 电气控制系统基本控制电路精选文档.ppt

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1、第4章 电气控制系统基本控制电路本讲稿第一页，共三十七页第第1 1节节 三相笼型异步电动机基三相笼型异步电动机基本控制电路环节本控制电路环节 1.三相笼型异步电动机的起动控制电路（三相笼型异步电动机的起动控制电路（直接起动、降压起动直接起动、降压起动）b）接触器控制直接起动）接触器控制直接起动a）开关控制直接起动）开关控制直接起动(1)直接起动直接起动本讲稿第二页，共三十七页三相笼型异步电动机的起动控制电路三相笼型异步电动机的起动控制电路1）星）星-三角降压起动三角降压起动常用降压起动方式：常用降压起动方式：星星三角降压起动、串电阻降压起动三角降压起动、串电阻降压起动。(2)降压起动降压起动

2、减小起动电流；较低电压起动，正常电压工作。减小起动电流；较低电压起动，正常电压工作。接线原理接线原理本讲稿第三页，共三十七页控制目的：控制目的：实现起动瞬间完成星形接线，实现起动瞬间完成星形接线，起动后立即自动切换成三角形接线。起动后立即自动切换成三角形接线。控制方法：控制方法：控制交流接触器主触点切换，实现电控制交流接触器主触点切换，实现电 动机定子绕组星形与三角形接线的切换。动机定子绕组星形与三角形接线的切换。实现手段：实现手段：利用多个交流接触器的触点组成两套利用多个交流接触器的触点组成两套 系统，分别构成星形接线和三角形接线；系统，分别构成星形接线和三角形接线；通过时间继电器控制两套系

3、统交流接触器线通过时间继电器控制两套系统交流接触器线 圈的通电与断电，以实现接线方式的切换。圈的通电与断电，以实现接线方式的切换。星星三角降压起动三角降压起动星星三角降压起动控制原理三角降压起动控制原理本讲稿第四页，共三十七页星星三角降压起动三角降压起动a.主电路分析主电路分析起动瞬间起动瞬间 星形接法；星形接法；KM1、KM3（+）闭合）闭合KM2（）断开（）断开正常工作正常工作 三角形接法；三角形接法；KM1、KM2（+）闭合）闭合KM3（）断开（）断开星星三角降压起动电路分析三角降压起动电路分析本讲稿第五页，共三十七页b.控制电路分析控制电路分析KM1=(SB2+KM1)SB1*FRKT

4、=KM1*KM2KM3=KM1*KM2*KTKM2=KM1*KM3(KT+KM2)逻辑函数描述法：逻辑函数描述法：KM1与与KM3的主触点构成星形的主触点构成星形接线；接线；KM1与与KM2的主触点构成三角的主触点构成三角形接线。形接线。星星三角降压起动电路分析三角降压起动电路分析分析方法分析方法 逻辑函数描述法逻辑函数描述法&电器动作顺序描述法电器动作顺序描述法本讲稿第六页，共三十七页 控制电路分析控制电路分析电器动作顺序描述法电器动作顺序描述法:本讲稿第七页，共三十七页三相笼型异步电动机的起动控制电路三相笼型异步电动机的起动控制电路2）串电阻降压起动）串电阻降压起动a.主电路分析主电路分析

5、起动瞬间起动瞬间 串入电阻串入电阻KM1（+）闭合）闭合KM2（）断开（）断开正常工作正常工作 短接电阻短接电阻KM2（+）闭合）闭合KM1（）断开（）断开本讲稿第八页，共三十七页b.控制电路分析控制电路分析KM1=(SB2+KM1)SB1*FRKT=KM1KM2=KM1*KT逻辑函数描述法：逻辑函数描述法：KM1的主触点构成串接电的主触点构成串接电阻的接线；阻的接线；KM2的主触点构成短接的主触点构成短接电阻的接线。电阻的接线。串电阻降压起动串电阻降压起动本讲稿第九页，共三十七页 控制电路分析控制电路分析电器动作顺序描述法电器动作顺序描述法:本讲稿第十页，共三十七页2.电动机正反转控制电动机

6、正反转控制 改变电动机定子绕组接线相改变电动机定子绕组接线相序，电动机转子将改变转向。序，电动机转子将改变转向。正转正转 KM1（）闭合（）闭合 KM2（）断开（）断开反转反转 KM2（）闭合（）闭合 KM1（）断开（）断开 与起动控制相同。与起动控制相同。(1)主电路分析主电路分析接线原理接线原理控制原理控制原理三相笼型异步电动机基本控三相笼型异步电动机基本控制电路环节制电路环节 本讲稿第十一页，共三十七页（2 2）控制电路分析控制电路分析KM1=(SB2+KM1)SB1*FR*KM2KM2=(SB3+KM2)SB1*FR*KM1电路逻辑函数描述电路逻辑函数描述 KM1的主触点构成正转接线；

7、的主触点构成正转接线；KM2的主触点构成反转接线；的主触点构成反转接线；控制电路按要求接通或断开接触器线控制电路按要求接通或断开接触器线圈；圈；此处此处：KM1正转，正转，KM2反转；反转；注意注意：利用利用KM1和和KM2实现互锁。实现互锁。手动控制方案一手动控制方案一电动机正反转控制电动机正反转控制本讲稿第十二页，共三十七页电路逻辑函数描述：电路逻辑函数描述：KM1=(SB2+KM1)SB1*FR*KM2*SB3KM2=(SB3+KM2)SB1*FR*KM1*SB2注意：注意：KM1和和KM2互锁互锁 SB2和和SB3互锁互锁手动控制方案二手动控制方案二控制电路分析控制电路分析 KM1的主

8、触点构成正转接线；的主触点构成正转接线；KM2的主触点构成反转接线；的主触点构成反转接线；控制电路按要求接通或断开接控制电路按要求接通或断开接触器线圈；触器线圈；此处此处：KM1正转，正转，KM2反转；反转；本讲稿第十三页，共三十七页逻辑函数描述逻辑函数描述 KM1和和KM2互锁互锁SB2和和SB3互锁互锁控制电路分析控制电路分析 KM1的主触点构成正转接，的主触点构成正转接，KM2的主触点构成反转接线。的主触点构成反转接线。控制电路按要求接通或断开接触器线圈，控制电路按要求接通或断开接触器线圈，此处此处KM1正转，正转，KM2反转；反转；KM1=(SB2+SQ2+KM1)SB1*FR*KM2

9、*SB3*SQ1*SQ3KM2=(SB3+KM2)SB1*FR*KM1*SB2*SQ2*SQ4注意：注意：机动控制机动控制 方案方案本讲稿第十四页，共三十七页3.电动机制动控制电动机制动控制常用制动方式：常用制动方式：机械式机械式 机械机械电气式电气式 电气式电气式常用电气制动方式：常用电气制动方式：能耗制动、反接制动。能耗制动、反接制动。实现切断电源后，克服惯性，迫使电动机迅速停转的功能实现切断电源后，克服惯性，迫使电动机迅速停转的功能三相笼型异步电动机基本控制电路环节三相笼型异步电动机基本控制电路环节 机械式机械式 刹条摩擦阻力刹条摩擦阻力机械机械-电气式电气式 电磁铁带动刹条电磁铁带动刹

10、条电气式电气式 电动机内部产生制动力电动机内部产生制动力本讲稿第十五页，共三十七页 能耗制动能耗制动 电动机停车制动时，在切断三相电源同时定子绕组接入直流电源（产生磁电动机停车制动时，在切断三相电源同时定子绕组接入直流电源（产生磁场），由于惯性转动的转子切割磁力线产生电磁转矩，该转矩与电动机轴惯性转动场），由于惯性转动的转子切割磁力线产生电磁转矩，该转矩与电动机轴惯性转动方向相反，从而形成制动力矩实现电动机的电气制动。方向相反，从而形成制动力矩实现电动机的电气制动。制动平稳、能耗小；制动平稳、能耗小；电动机制动控制电动机制动控制利用接触器的主触点接入或摘除直流电源。利用接触器的主触点接入或摘除

11、直流电源。接线原理接线原理制动原理制动原理制动特点制动特点本讲稿第十六页，共三十七页能耗制动能耗制动 1)主电路分析主电路分析正常工作正常工作 短接直流电源短接直流电源 KM1（）闭合（）闭合 KM2（）断开（）断开停车制动停车制动 接入直流电源接入直流电源 KM2（）闭合（）闭合 KM1（）断开（）断开本讲稿第十七页，共三十七页 2)控制电路分析控制电路分析方案一方案一方案二方案二能耗制动能耗制动本讲稿第十八页，共三十七页（2）反接制动）反接制动 电动机停车制动时，在切断三相电源同时接通反向起动电源产生电动机停车制动时，在切断三相电源同时接通反向起动电源产生反向起动力矩，该转矩与电动机轴惯性

12、转动方向相反，从而实现电动机的反向起动力矩，该转矩与电动机轴惯性转动方向相反，从而实现电动机的电气制动，当电动机输出轴转速为零时切断电源电气制动，当电动机输出轴转速为零时切断电源。制动迅速，制动有冲击。制动迅速，制动有冲击。电动机制动控制电动机制动控制利用电动机正反转控制电路利用电动机正反转控制电路实现反方向起动，利用速度继电器实现反方向起动，利用速度继电器判定零速，切断电源。判定零速，切断电源。接线原理接线原理制动原理制动原理制动特点制动特点定子定子转子转子动触点动触点n速度继电器速度继电器本讲稿第十九页，共三十七页SR 反接制动反接制动 1)主电路分析主电路分析正常工作正常工作正转接线正转

13、接线 KM1（）闭合（）闭合 KM2（）断开（）断开停车制动停车制动 反转接线反转接线 KM2（）闭合（）闭合 KM1（）断开（）断开本讲稿第二十页，共三十七页 2)控制电路分析控制电路分析反接制动反接制动SR 本讲稿第二十一页，共三十七页4.电动机变速控制电动机变速控制 电动机转速调节的三个参数：电动机转速调节的三个参数：f-调频、调频、s-转差调速、转差调速、p-变级调速变级调速f、s 调速为无级调速，调速为无级调速，p 为有级调速，此处讨论为有级调速，此处讨论 p 变级调速。变级调速。三角形接线三角形接线双星形接线双星形接线接线原理接线原理电动机转速：电动机转速：变速原理变速原理三相笼型

14、异步电动机基本控制电路环节三相笼型异步电动机基本控制电路环节 本讲稿第二十二页，共三十七页改变极对数改变极对数 p 原理原理4 极（低速）极（低速）2 极（高速）极（高速）AxSSNNIAxUNSN SIIAxUUAxNNS SSNIII三角形接线三角形接线双星形接线双星形接线本讲稿第二十三页，共三十七页(1)主电路分析主电路分析低速运行低速运行三角形接线三角形接线 KM1（）闭合（）闭合 KM2、KM3（）断开（）断开高速运行高速运行双星形接线双星形接线 KM2、KM3（）闭合（）闭合 KM1（）断开（）断开电动机变速控制电动机变速控制 本讲稿第二十四页，共三十七页(2)控制电路分析控制电路

15、分析电动机变速控制电动机变速控制 方案二方案二方案一方案一方案三方案三本讲稿第二十五页，共三十七页1.长动与点动控制长动与点动控制电动机长时间持续工作电动机长时间持续工作 长动长动电动机手动控制间断运行电动机手动控制间断运行 点动点动第第2 2节节 特定功能控制电路特定功能控制电路电动机同时具有持续工作和手动控制间断运行电动机同时具有持续工作和手动控制间断运行 长动长动+点动点动点动点动无自锁无自锁长动长动+点动点动长动长动有自锁有自锁本讲稿第二十六页，共三十七页2.联锁控制联锁控制顺序控制顺序控制互锁控制互锁控制联锁控制的三种形式联锁控制的三种形式 顺序控制、互锁控制、机械电气联锁控制。顺序

16、控制、互锁控制、机械电气联锁控制。特定功能控制电路特定功能控制电路本讲稿第二十七页，共三十七页 由机械手柄和行程开关联合实现的安全控制，防止出现互相干涉的机械运由机械手柄和行程开关联合实现的安全控制，防止出现互相干涉的机械运动。动。SQ4SQ3SQ2SQ1手柄手柄1选择选择SQ1及及SQ2方向方向手柄手柄2选择选择SQ3及及SQ4方向方向当手柄当手柄1 和和2 同时选择时，必同时选择时，必须切断电路，防止运动干涉。须切断电路，防止运动干涉。机械电气联锁控制机械电气联锁控制 联锁控制联锁控制本讲稿第二十八页，共三十七页3.多地点控制多地点控制 控制电路用于安全和方便地操作设备控制电路用于安全和方

17、便地操作设备动合触点串联动合触点串联 全部动作接通电路全部动作接通电路动合触点并联动合触点并联 任一动作接通电路任一动作接通电路动断触点串联动断触点串联 任一动作断开电路任一动作断开电路动断触点并联动断触点并联 全部动作断开电路全部动作断开电路触点组合及控制逻辑：触点组合及控制逻辑：方便操作方便操作安全控制安全控制特定功能控制电路特定功能控制电路本讲稿第二十九页，共三十七页-设备起动后自动完成工作循环的控制设备起动后自动完成工作循环的控制自动循环工作类型：自动循环工作类型：单机自动循环、多机自动循环。单机自动循环、多机自动循环。控制参数：控制参数：工步、转换主令、输出驱动元件。工步、转换主令、

18、输出驱动元件。（1）单机自动循环控制单机自动循环控制1.1.机械设备自动循环控制电路机械设备自动循环控制电路第第3 3节节 自动循环控制电路自动循环控制电路工作循环图工作循环图自动间歇供油润滑循环控制自动间歇供油润滑循环控制KT1本讲稿第三十页，共三十七页（2）多机自动循环控制）多机自动循环控制工作循环过程分析工作循环过程分析机械设备自动循环控制电路机械设备自动循环控制电路SB2本讲稿第三十一页，共三十七页 1)主电路分析主电路分析自动循环工作各工步交流接触器工作组合自动循环工作各工步交流接触器工作组合工步工步1 KM1（）（）工步工步2 KM2（），（），KM1（）（）工步工步3 KM2（）

19、（）KM3、KM4（）（）工步工步4 KM3、KM4（）（）多机自动循环控制多机自动循环控制本讲稿第三十二页，共三十七页 2)控制电路分析控制电路分析多机自动循环控制多机自动循环控制本讲稿第三十三页，共三十七页2.电液控制电路电液控制电路（1）电液控制系统特点）电液控制系统特点液压系统构成液压系统构成 油泵、油缸（油马达油泵、油缸（油马达）、阀、其他附件；）、阀、其他附件；阀阀 节流阀、调速阀、电磁换向阀、压力阀等；节流阀、调速阀、电磁换向阀、压力阀等；控制对象控制对象 油泵电机、电磁换向阀；油泵电机、电磁换向阀；对象数量对象数量 远多于电动机控制系统；远多于电动机控制系统；工作方式工作方式

20、不同于长动和点动，而是处在动态变化中。不同于长动和点动，而是处在动态变化中。（2）电磁换向阀）电磁换向阀-电气系统控制液压系统驱动机械设备电气系统控制液压系统驱动机械设备自动循环控制电路自动循环控制电路本讲稿第三十四页，共三十七页（3）电液控制系统分析方法）电液控制系统分析方法工作过程分析工作过程分析 确定工步、转换主令，绘制循环图；确定工步、转换主令，绘制循环图；液压回路分析液压回路分析 确定每个工步接通和断开的电器；确定每个工步接通和断开的电器；控制电路分析控制电路分析 将上述分析结果列表，完成要求的控制。将上述分析结果列表，完成要求的控制。电液控制电路电液控制电路本讲稿第三十五页，共三十七页1）工作过程分析与液压回路分析）工作过程分析与液压回路分析电液控制系统分析电液控制系统分析本讲稿第三十六页，共三十七页2）控制电路分析控制电路分析电液控制系统分析电液控制系统分析本讲稿第三十七页，共三十七页