工信版(中职)设备控制基础第七章教学课件.ppt
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1、YCF(中职)设备控制基础第七章教学课件第七章电气控制线路的基本环节第七章电气控制线路的基本环节第一节电气控制系统图第一节电气控制系统图第二节三相笼型异步电动机直接启动控制第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路电路第三节三相笼型异步电动机降压启动控制第三节三相笼型异步电动机降压启动控制电路电路第四节组合机床控制电路的基本环节第四节组合机床控制电路的基本环节第五节三相笼型异步电动机制动控制电路第五节三相笼型异步电动机制动控制电路第一节电气控制系统图第一节电气控制系统图一、电气控制系统图中的文字符号、图形符号一、电气控制系统图中的文字符号、图形符号 电气控制系统图是利用各种电气符号、图线来表示系
2、统中电气控制系统图是利用各种电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的。电气符号包括文各电气设备、装置、元器件的连接关系的。电气符号包括文字符号、图形符号等,它们以图形和文字从不同角度为电气字符号、图形符号等,它们以图形和文字从不同角度为电气控制系统图提供了各种信息。只有清楚了各种符号的含义、控制系统图提供了各种信息。只有清楚了各种符号的含义、构成及使用方法,才能正确识图。构成及使用方法,才能正确识图。1.文字符号文字符号 文字符号是用字符代码来表示电气设备、装置、元器件的文字符号是用字符代码来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能状态和特征的,它可分为基本文字符号和辅助文
3、名称、功能状态和特征的,它可分为基本文字符号和辅助文字符号两大部分。基本文字符号用来表示电气设备、装置和字符号两大部分。基本文字符号用来表示电气设备、装置和元器件的器件名称元器件的器件名称;辅助文字符号用来表示电气设备、装置和辅助文字符号用来表示电气设备、装置和元器件的功能、状态和特征的。元器件的功能、状态和特征的。下一页 返回第一节电气控制系统图第一节电气控制系统图表表7-1列出了根据列出了根据GB/T 7159一一1987摘录的本课程内容涉及的摘录的本课程内容涉及的常用文字符号。常用文字符号。2.图形符号图形符号 图形符号是指用于图样或其他技术文件中表示一个设备或图形符号是指用于图样或其他
4、技术文件中表示一个设备或概念的图形、标记或字符。概念的图形、标记或字符。GB/T 4728一一1996一一2000规定了电规定了电气图常用图形符号。气图常用图形符号。二、绘制电气原理图的基本原则二、绘制电气原理图的基本原则 在分析和设计电气控制系统图时,应遵循一定的规则,只在分析和设计电气控制系统图时,应遵循一定的规则,只有掌握了这些绘图的规则,才能快速、准确地识图。有掌握了这些绘图的规则,才能快速、准确地识图。电气原理图是为了便于阅读和分析控制电路,根据简单清电气原理图是为了便于阅读和分析控制电路,根据简单清晰的原则,采用电气元件展开的形式绘制成的表示电气控制晰的原则,采用电气元件展开的形式
5、绘制成的表示电气控制电路工作原理的图形。电路工作原理的图形。图图7-1所示为电气原理图。所示为电气原理图。上一页 下一页 返回第一节电气控制系统图第一节电气控制系统图.原理图一般分为主电路和辅助电路原理图一般分为主电路和辅助电路(如控制电路、照明电路、如控制电路、照明电路、保护电路保护电路)两部分画出。一般主电路用粗实线绘出,画在左边两部分画出。一般主电路用粗实线绘出,画在左边(或上部或上部);辅助电路用细实线绘出,画在右边辅助电路用细实线绘出,画在右边(或下部或下部)。.在原理图中,各电气元件不画实际的外形图,而采用国家在原理图中,各电气元件不画实际的外形图,而采用国家规定的统一标准图形符号
6、来画,文字符号也要符合国家标准。规定的统一标准图形符号来画,文字符号也要符合国家标准。.原理图中,各电气元件的导电部件如线圈和触点的位置,原理图中,各电气元件的导电部件如线圈和触点的位置,应根据便于阅读和分析的原则来安排,绘在它们完成作用的应根据便于阅读和分析的原则来安排,绘在它们完成作用的地方。同一电气元件的各个部件可以不画在一起。地方。同一电气元件的各个部件可以不画在一起。.原理图中所有电气的触点,都按没有通电或不受外力作用原理图中所有电气的触点,都按没有通电或不受外力作用时的开闭状态画出。如继电器、接触器的触点,按线圈未通时的开闭状态画出。如继电器、接触器的触点,按线圈未通电时状态画电时
7、状态画;对按钮、行程开关的触点,按不受到外力作用时对按钮、行程开关的触点,按不受到外力作用时的状态画的状态画;主令控制电气元件按手柄处于主令控制电气元件按手柄处于“零位零位”时的状态画。时的状态画。上一页 下一页 返回第一节电气控制系统图第一节电气控制系统图原理图中,有直接电联系的交叉导线的连接点,要用黑圆原理图中,有直接电联系的交叉导线的连接点,要用黑圆点表示。无直接电联系的导线交叉处不能画黑圆点。点表示。无直接电联系的导线交叉处不能画黑圆点。.原理图中,无论是主电路还是辅助电路,各电气元件一般原理图中,无论是主电路还是辅助电路,各电气元件一般应按动作顺序从上到下或从左到右依次排列。应按动作
8、顺序从上到下或从左到右依次排列。三、电气元件布置图和接线图三、电气元件布置图和接线图 电气元件布置图主要用来表明各种电气设备在机械设备上电气元件布置图主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置,为机械电气控制设备的制和电气控制柜中的实际安装位置,为机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。造、安装、维修提供必要的资料。在绘制电气设备布置图时,所有能见到的以及需表示清楚在绘制电气设备布置图时,所有能见到的以及需表示清楚的电气设备均用粗实线绘制出简单的外形轮廓,其他设备的电气设备均用粗实线绘制出简单的外形轮廓,其他设备(如如机床机床)的轮廓用双点划线表示。的轮廓用双点
9、划线表示。.接线图上应详细标明导线及所穿管子的型号和规格等。接线图上应详细标明导线及所穿管子的型号和规格等。上一页 下一页 返回第一节电气控制系统图第一节电气控制系统图电气控制电路安装接线图是为了安装电气设备和电气元件时电气控制电路安装接线图是为了安装电气设备和电气元件时进行配线或检查维修电气控制电路故障服务的。进行配线或检查维修电气控制电路故障服务的。图图7-2所示为所示为按图按图7-1绘制的电气安装接线图。绘制的电气安装接线图。绘制电气安装接线图的基本原则绘制电气安装接线图的基本原则:在图中要表示出各电气设备之间的实际接线情况,并标注在图中要表示出各电气设备之间的实际接线情况,并标注出外部
10、接线所需的数据。出外部接线所需的数据。.在接线图中各电气元件的文字符号、元件连接顺序、电路在接线图中各电气元件的文字符号、元件连接顺序、电路号码编制都必须按原理图画出和标注。号码编制都必须按原理图画出和标注。上一页返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路 电动机接通电源后由静止状态逐渐加速到稳定状态的过程称电动机接通电源后由静止状态逐渐加速到稳定状态的过程称为电动机的启动。直接启动又叫全压启动,它是通过开关或为电动机的启动。直接启动又叫全压启动,它是通过开关或接触器将额定电压直接加在电动机的定子绕组上,使电动机接触器将额定电压直接加在电动机的定子绕组
11、上,使电动机运转。这种方法的优点是所需电气设备少,电路简单运转。这种方法的优点是所需电气设备少,电路简单;缺点是缺点是启动电流大。启动电流大。一般规定,三相异步电动机的功率低于一般规定,三相异步电动机的功率低于10kW可以直接启动可以直接启动;如功率大于如功率大于10kW,采用降压启动。,采用降压启动。一、单向运转控制电路一、单向运转控制电路 1.点动控制电路点动控制电路 所谓点动,即按下按钮时电动机启动工作,松开按钮时电所谓点动,即按下按钮时电动机启动工作,松开按钮时电动机停止工作。点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快动机停止工作。点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等场
12、合。速移动和机床对刀等场合。下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路其原理电路如其原理电路如图图7-3所示。该电路由主电路和控制电路两部分所示。该电路由主电路和控制电路两部分组成。主电路由三相电源经过电源开关组成。主电路由三相电源经过电源开关QS、主熔断器、主熔断器FU、交、交流接触器流接触器(以下简称接触器以下简称接触器)的主触点的主触点KM和电动机和电动机M组成。控组成。控制电路由动合按钮制电路由动合按钮SB和接触器的线圈和接触器的线圈KM组成。组成。点动控制电路工作原理如下点动控制电路工作原理如下:.合上电源开关合上电源开关QS,.按下
13、按钮按下按钮SB,使接触器线圈,使接触器线圈KM得电,接触器得电,接触器KM的三对的三对动合触点动合触点KM闭合,电动机闭合,电动机M通电启动运转。通电启动运转。.松开按钮松开按钮SB,接触器,接触器KM线圈失电,接触器的主触点线圈失电,接触器的主触点KM断开,电动机断开,电动机M断电停转。断电停转。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路2.顺序控制电路顺序控制电路 在装有多台电动机的生产机械上,各电动机所起的作用不在装有多台电动机的生产机械上,各电动机所起的作用不同,有时需要按一定的顺序启动,才能保证操作过程的合理同,有时需要按一
14、定的顺序启动,才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠。例如,在铣床上就要求先启动主轴电动和工作的安全可靠。例如,在铣床上就要求先启动主轴电动机,然后才能启动进给电动机。又如带有液压系统的机床,机,然后才能启动进给电动机。又如带有液压系统的机床,一般都要先启动液压泵电动机,以后才启动其他电动机。这一般都要先启动液压泵电动机,以后才启动其他电动机。这些顺序关系反映在控制电路上,称为顺序控制。些顺序关系反映在控制电路上,称为顺序控制。图图7-4所示为两台电动机所示为两台电动机M1和和M2的顺序控制电路。该电路的的顺序控制电路。该电路的特点是,电动机特点是,电动机M2的控制电路是接在接触器的控制电路是
15、接在接触器KM1的动合辅助的动合辅助触点之后,这就保证了只有当触点之后,这就保证了只有当KM1接通,接通,M1启动后,启动后,M2才才能启动。而且,如果由于某种原因能启动。而且,如果由于某种原因(如过载或失压等如过载或失压等)使使KM1失电,失电,M1停转,则停转,则M2也立即停电,即也立即停电,即M1和和M2同时停转。同时停转。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路3.手动控制电路手动控制电路 图图7-5所示的控制电路是用刀开关、转换开关或隔离开关控所示的控制电路是用刀开关、转换开关或隔离开关控制电动机启动、停止的手动控制电路。工
16、作原理是制电动机启动、停止的手动控制电路。工作原理是:隔离开关隔离开关QS或控制开关或控制开关SA合上,使电动机接通电源,开始运转合上,使电动机接通电源,开始运转;切断切断QS或或SA,使电动机断电,停止运转。熔断器,使电动机断电,停止运转。熔断器FU在控制电路在控制电路中起短路保护作用。中起短路保护作用。这种控制电路比较简单,对容量较小、启动不频繁的电动这种控制电路比较简单,对容量较小、启动不频繁的电动机来说,是经济方便的启动控制方法。但在容量较大、启动机来说,是经济方便的启动控制方法。但在容量较大、启动频繁的场合不能使用。因为容易烧坏开关,控制也不方便。频繁的场合不能使用。因为容易烧坏开关
17、,控制也不方便。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路4.具有自锁的控制电路具有自锁的控制电路 如果要使上述点动控制电路中的电动机长期运行,启动按如果要使上述点动控制电路中的电动机长期运行,启动按钮钮SB必须始终用手按住,显然这是很不方便的。为了实现电必须始终用手按住,显然这是很不方便的。为了实现电动机的连续运行,需要用接触器的一个动合辅助触点并联在动机的连续运行,需要用接触器的一个动合辅助触点并联在启动按钮的两端启动按钮的两端;又为了可以使电动机停止转动,在控制电路又为了可以使电动机停止转动,在控制电路中需串联一个停止按钮,如中需
18、串联一个停止按钮,如图图7-6所示。所示。其工作原理如下其工作原理如下:.合上电源开关合上电源开关QS。.按下启动按钮按下启动按钮SB2KM因线圈通电而吸合因线圈通电而吸合 KM动合辅助动合辅助触点闭合触点闭合(自锁自锁),KM主触点闭合主触点闭合电动机电动机M运转。运转。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路这时即使松开这时即使松开SB2,接触器,接触器KM线圈仍能通过与线圈仍能通过与SB2并联的触并联的触点点(已处于闭合状态已处于闭合状态)得电,让电动机得电,让电动机M保持工作状态。保持工作状态。.按下停止按钮按下停止按钮SB1
19、KM线圈断电线圈断电KM动合辅助触点断开,动合辅助触点断开,KM主触点断开主触点断开电动机电动机M停转。停转。这种依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电的现这种依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电的现象,称为自锁或自保。起自锁作用的辅助触点称为自锁象,称为自锁或自保。起自锁作用的辅助触点称为自锁(或自或自保保)触点。触点。具有按钮和接触器并能自锁的控制电路,还有欠电压保护具有按钮和接触器并能自锁的控制电路,还有欠电压保护和失电压和失电压(零压零压)保护的功能。保护的功能。电动机运行时,电源电压下降,电动机的电流就会上升。过电动机运行时,电源电压下降,电动机的电流就会上升。过大的电流会
20、烧坏电动机。大的电流会烧坏电动机。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启动控制电路动控制电路在具有自锁的控制电路中,电动机运行时的电源电压降到正在具有自锁的控制电路中,电动机运行时的电源电压降到正常工作电压常工作电压85%以下时,接触器线圈电磁吸力不足,动铁芯以下时,接触器线圈电磁吸力不足,动铁芯(衔铁衔铁)在反作用弹簧的作用下释放,自锁触点断开,失去自在反作用弹簧的作用下释放,自锁触点断开,失去自锁,同时主触点也断开,使电动机停转,得到了保护。这就锁,同时主触点也断开,使电动机停转,得到了保护。这就是所谓的欠电压保护。是所谓的欠电压保护。电动机运行时
21、,如遇停电而又恢复供电时,如果电动机自电动机运行时,如遇停电而又恢复供电时,如果电动机自行启动,很容易造成设备或人身事故。但由于接触器的自锁行启动,很容易造成设备或人身事故。但由于接触器的自锁触点和主触点在停电时均已断开,所以控制电路和主电路在触点和主触点在停电时均已断开,所以控制电路和主电路在恢复供电时,不会自行接通,电动机不会自行启动。这种在恢复供电时,不会自行接通,电动机不会自行启动。这种在突然断电时能自动切断电源的保护作用,称为失电压突然断电时能自动切断电源的保护作用,称为失电压(或零压或零压)保护。保护。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直接启
22、动控制电路动控制电路电动机在运行过程中,如长期负载过大、操作频繁或断相运电动机在运行过程中,如长期负载过大、操作频繁或断相运行等,都可能使电动机的电流超过它的额定值。熔断器在这行等,都可能使电动机的电流超过它的额定值。熔断器在这种情况下一般不会熔断,这将引起电动机过热。如果温度超种情况下一般不会熔断,这将引起电动机过热。如果温度超过允许温升,就会使绝缘损坏,电动机的使用寿命大为缩短,过允许温升,就会使绝缘损坏,电动机的使用寿命大为缩短,甚至烧坏电动机。因此,对电动机必须采取过载保护措施。甚至烧坏电动机。因此,对电动机必须采取过载保护措施。一般利用热继电器进行过载保护。一般利用热继电器进行过载保
23、护。图图7-6所示为具有自锁和过载保护的控制电路。电动机在运所示为具有自锁和过载保护的控制电路。电动机在运行过程中,如果由于过载或其他原因使电流超过额定值时,行过程中,如果由于过载或其他原因使电流超过额定值时,经过一定时间,串接在主电路中的热继电器经过一定时间,串接在主电路中的热继电器KR的热元件因受的热元件因受热弯曲,使串联在控制电路中的热弯曲,使串联在控制电路中的KR动断触点断开,切断控制动断触点断开,切断控制电路,接触器电路,接触器KM的线圈断电,主触点断开,电动机的线圈断电,主触点断开,电动机M便停转。便停转。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第二节三相笼型异步电动机直
24、接启动控制电路动控制电路由于热继电器的发热元件有热惯性,即使通过它的电流超过由于热继电器的发热元件有热惯性,即使通过它的电流超过额定电流好几倍,它也不会瞬时动作,所以它只能作过载保额定电流好几倍,它也不会瞬时动作,所以它只能作过载保护,而异步电动机的短路保护还需要依靠熔断器。护,而异步电动机的短路保护还需要依靠熔断器。5.点动与长动控制电路点动与长动控制电路 在实际工作中,机床既要点动调整,也需要长期工作,又在实际工作中,机床既要点动调整,也需要长期工作,又称长动控制。称长动控制。图图7-7 (a)所示的启动控制原理与前相同,故不多述。需要所示的启动控制原理与前相同,故不多述。需要点动时,只要
25、按下按钮点动时,只要按下按钮SB3就断开了自锁回路,而后就断开了自锁回路,而后SB3动合动合触点闭合,接触器触点闭合,接触器KM线圈通电,其主触点闭合,电动机便开线圈通电,其主触点闭合,电动机便开始旋转。松开按钮始旋转。松开按钮SB3,接触器,接触器KM线圈断电,其动合辅助触线圈断电,其动合辅助触点和主触点均断开,电动机就停止转动。需要长动时,按下点和主触点均断开,电动机就停止转动。需要长动时,按下按钮按钮SB2,接触器,接触器KM吸合并自锁,电动机连续旋转吸合并自锁,电动机连续旋转;按下按按下按钮钮SB1,电动机停止运转。,电动机停止运转。上一页 下一页 返回第二节三相笼型异步电动机直接启第
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