现代电器控制技术（继电器控制部分）课件

1、现代电器控制技术（继电器控制部分）,现代电气控制技术,1,（继电器控制部分）,现代电器控制技术（继电器控制部分）,2,本课程的要求与任务,培养目标：培养学生继电器及PLC工程的应用能力。 课程要求：1. 熟悉常用电器的结构原理、用途，并能合理选择； 2. 熟练掌握继电器控制线路的基本环节，并能阅读和分析电气控制线路原理图； 3. 熟练掌握PLC的基本原理及编程方法，并能进行系统设计和编写应用程序。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,3,1.1 概述,控制电器,AC1200V或 DC1500V以下,第一章 常用低压电器,现代电器控制技术（继电器控制部分）,4,低压电器,接触器 继电器 行程开关

2、 ,1.1 概述,现代电器控制技术（继电器控制部分）,5,1.1 概述,自动电器的 基本组成,电磁机构（感受部分）,触头系统（执行部分）,现代电器控制技术（继电器控制部分）,6,FU,熔体 额定电流IFN 的选择：,3. 多台电动机,2. 单台电动机,（稍大）,1. 照明电路,熔断器组成：熔体和熔座,1.2 熔断器,现代电器控制技术（继电器控制部分）,7,作用： 将电路和电源明显的隔开,如用于直接启动电动机，考虑到电机较大的起动电流，刀 闸的额定电流值一般选择： 3倍异步电机额定电流,1.3 隔离器 刀开关,现代电器控制技术（继电器控制部分）,8,作用：既是开关，又可实现短路、过载、欠压保护。

3、,工作原理：过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电 源；欠压时，欠压脱扣器将脱钩顶开，断开电源。,1.4 低压断路器（自动开关）,现代电器控制技术（继电器控制部分）,9,1.5 接触器,用来频繁地接通或断开电动机 或其他设备的主电路,作用,构成；主要由电磁铁和触点两部分组成，,交流接触器技术指标：线圈额定工作电压、 主触点额定电流等,触点又可分为主触点和辅助触点。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,10,现代电器控制技术（继电器控制部分）,11,1.5 接触器,a）外形 b）结构示意图,现代电器控制技术（继电器控制部分）,12,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触点闭合,接通电源,动作原理：电磁

4、铁原理,现代电器控制技术（继电器控制部分）,13,接触器工作原理：电磁铁原理,线圈通电：触点动作 （常开闭合，常闭断开）；线圈断电：触点复位 （常开断开，常闭闭合）。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,14,接触器线圈,接触器主触点用于主电路 (流过的电流大，需加灭弧装置）,接触器辅助触点用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）,KM,接触器有关符号,触点区别：,现代电器控制技术（继电器控制部分）,15,1.5 接触器,交流接触器技术指标： 主触点额定电流IC 应大于等于所控制线路的总电流 线圈额定工作电压 应等于控制回路的电源电压,现代电器控制技术（继电器控制部分）,16,继电器的工

5、作原理与接触器一样（电磁铁原理）。主要区别在于接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点无主辅之分，只能通过小电流。,电磁继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） 速度继电器（用于速度控制） .,继电器类型：,作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。,1.6 继电器,现代电器控制技术（继电器控制部分）,17,中间继电器和接触器的异同:,相同点：工作原理相同，即线圈通电，触点动作 不同点：1. 结构不同，交流接触器有灭弧装置； 2. 使用场合不同，接触器用在大电流场合，中间继电器使用在小电流场合； 3. 触点数不同，交流接触器有比较固定的触点数，有三对主触点，两对常开辅助触

6、点，两对常闭辅助触点；继电器的触点数根据需要可以选择。 在小电流场合可以用中间继电器来代替接触器起动电动机。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,18,1.6.1 电磁继电器,电磁 继电器,中间继电器,电压继电器,电流继电器,KA,技术指标有：线圈的额定电压、 触点数等,KV,KI,图形符号,现代电器控制技术（继电器控制部分）,19,1.6.2 时间继电器,作用：时间继电器用于时间控制系统中。,按动作原理分：空气阻尼式、电子式、 电动式、电磁式,符号：,按延时特性原理分：通电延时、断电延时,类型：,文字符号：KT；,现代电器控制技术（继电器控制部分）,20,1.6.2 时间继电器,现代电器控制

7、技术（继电器控制部分）,21,空气式时间继电器的工作原理,现代电器控制技术（继电器控制部分）,22,1.6.2 时间继电器,时间继电器的工作原理： 通电延时型：线圈通电，触点延时动作； 线圈断电，触点瞬时复位。 断电延时型：线圈通电，触点瞬时动作； 线圈断电，触点延时复位。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,23,1.6.2 时间继电器,图形符号：,通电延时：,断电延时：,现代电器控制技术（继电器控制部分）,24,1.6.3 热继电器,a） 外形 b）结构图 电流整定装置 2主电路接线柱 3复位按钮 4常闭触头 5动作机构 6热元件 31常闭触头接线柱 32公共动触头接线柱 33常开触头接线

8、柱,现代电器控制技术（继电器控制部分）,25,热继电器的符号,发热元件,常闭触点,串联在主电路中,现代电器控制技术（继电器控制部分）,26,发热元件,I,常闭触点,1.6.3 热继电器,现代电器控制技术（继电器控制部分）,27,1.6.3 热继电器,现代电器控制技术（继电器控制部分）,28,1.6.4 速度继电器,a）外形 b）结构图,现代电器控制技术（继电器控制部分）,29,1.6.4 速度继电器,现代电器控制技术（继电器控制部分）,30,1.6.4 速度继电器,1.结构原理：感应电动机原理,3.符号：,2.动作原理： 速度继电器转轴转速n130r/min，触点动作； n 100r/min，

9、触点复位。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,31,1.7.1 按钮,复合按钮： 常开按钮和 常闭按钮做在一起。,电路符号,作用：用于人发出指令，接通或断开控制电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,32,电路的限位保护、行程控制、 自动切换等。,符号,1.7.2 行程开关,与按钮类似，其动作要由机械撞击，能自动复位。,作用,结构,现代电器控制技术（继电器控制部分）,33,2.1 接近开关（无触点行程开关）,用途：除一般的行程控制和极限保护外， 还可用于高速计数、测速、液面 控制、检测金属、测量零件尺寸等,类型：电感式、电容式、超声波式、光电式,现代电器控制技术（继电器控制部分）,34,常

10、用低压电器文字符号,闸刀开关 QS 按钮 SB 行程开关 ST 熔断器 FU 热继电器 FR 接触器 KM 中间继电器 KA 时间继电器 KT,现代电器控制技术（继电器控制部分）,35,第3章 基本电气控制线路,3.1 电气控制线路的绘制,电气图,电气原理图,电气接线图,现代电器控制技术（继电器控制部分）,36,电气原理图的画法规则,所有元件都应采用国标所规定的图形符号 和文字代号。 2. 主电路用粗实线，在左边， 辅助电路用细实线，在右边。 3. 同一电器的不同部分可分散画在电路中， 但用同一文字代号。 所有触点都按平常状态画出。 为方便读图，可采用划分图区的方法。 6. 应在图中表出电路参

11、数和元件明细表。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,37,电气接线图的画法规则,1. 元件同样采用图形符号，但各元件的相对位置应与实际位置相一致，同一电器的不同部分在电路中应画在一起。 2. 所有文字符号、标号、接线编号应与原理图相一致。 3. 绘连接线时，应标明线号；多根导线走向一致时，可合并画一粗实线。 4. 应标明有关接线安装的技术条件，应注明导线的种类、长度等。 5. 列出导线明细表。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,38,3.2.1 鼠笼式电动机全压起动控制电路,一、长动控制：,现代电器控制技术（继电器控制部分）,39,1. 短路保护,方法：加熔断器,选择熔体额定电流时，必须躲

12、开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。,一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。,异步电机的起动电流 Ist=(5-7) 额定电流,保护措施,现代电器控制技术（继电器控制部分）,40,电动机工作时，若因负载过重而使 电流增大，但又比短路电流小。此 时熔断器起不了保护作用。,加热继电器，进行过载保护。,接法：将热元件串接在电动机绕组电路中。 将其常闭触点串接在控制电路中。,2.过载保护,现代电器控制技术（继电器控制部分）,41,KM,SB1,KM,SB2,FR,A,B,C,KM,FU,Q,FR,加一个或二个热元件是否也可以？,现代电器控制技术（继电器控制部分）,42,3. 零压（失压）

13、保护,零压保护就是当电源暂时断电或电压严重 下降时，电动机即自动从电源切除。,方法：采用自锁环节,电源电压85%时，接触器触点自动 断开，可避免烧坏电机。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,43,控制电路,KM,SB1,KM,SB2,在电源停电后突然再来电时，可避免 电机自动起动而发生意外事故。,主电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,44,二、点动控制：,方法1：采用点动按钮,现代电器控制技术（继电器控制部分）,45,现代电器控制技术（继电器控制部分）,46,方法2：加中间继电器,SB3：点动 SB2：连续运行,现代电器控制技术（继电器控制部分）,47,方法3：加手动开关Q,现代电器控

14、制技术（继电器控制部分）,48,方法4：用复合按钮,该电路缺点：动作不够可靠， 点动断开的瞬间有触点竞争。,SB3：点动 SB2：连续运行,现代电器控制技术（继电器控制部分）,49,以下控制电路能否实现即能点动、又能连续运行,思考,不能点动！,现代电器控制技术（继电器控制部分）,50,3.2.2鼠笼式异步电动机降压起动控制线路,（1）定子串电阻降压起动,（2）定子串自耦变压器降压起动,（3）Y降压起动控制,（4） 降压起动控制,现代电器控制技术（继电器控制部分）,51,3.2.2鼠笼式异步电动机降压起动控制线路,（1）定子串电阻降压起动控制线路 图（a）：手动控制线路 图（b）：自动控制线路：

15、通过加KT 实现自动转换。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,52,3.2.2鼠笼式异步电动机降压起动控制线路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,53,(2) 定子串自耦变压器降压起动控制线路,KM1,KM2,该电路缺点：1.使用KT触点多； 2.KT在运行后没及时断开。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,54,（3）Y降压起动控制线路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,55,起动时KM3、KM1工作，电动机接成Y形。,运行时KM2工作，电动机接成形。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,56,图3.6,Y 起动控制电路（a）,现代电器控制技术（继电器控制部分）,57,Y 转换完成,使

16、用了通电延时的时间继电器的两个触点：延时断开的常闭触点和延时闭合的常开触点,动作次序,Y起动,延时,（KM 通电）,KM 通电,按SB2,KM 通电,KT 通电,KMY通电,KM断电,KMY 断电,现代电器控制技术（继电器控制部分）,58,图3.6,Y 起动控制电路（b）,Q,现代电器控制技术（继电器控制部分）,59, 电动机抽头的连接方法,原始状态,起动状态接线,运行状态接线,（4） 降压起动控制,现代电器控制技术（继电器控制部分）,60,图3.8, 降压 起动 控制 电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,61,3.2.3 绕线式异步电动机起动控制电路,（1）按时间原则的绕线型异步电动机

17、起动控制（2）按电流原则的绕线型异步电动机起动控制,现代电器控制技术（继电器控制部分）,62,（1）,按时间原则的绕线型异步电动机起动控制电路,？,？,？,图3.10,现代电器控制技术（继电器控制部分）,63,图3.11,按电流原则的绕线型异步电动机起动控制电路,电流继电器释放电流： KA1 KA2 KA3,KA1 KA2 KA3同时吸合，随着电机的起动电流下降， KA1 最先复位。,（2）,现代电器控制技术（继电器控制部分）,64,3.3 正反转控制线路,1. 基本原理 将接到电源的任意两根 联线对调，即可实现电动 机的正反转，为此可用两个 交流接触器来实现。,2. 基本要求 必须保证两个交

18、流 接触器不能同时工作,现代电器控制技术（继电器控制部分）,65,该电路缺点：接触器可能同时工作,3.3.1正反转手动控制线路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,66,加互锁的正反转控制,正转时，SB3不起作用；反转时，SB2不起作用。从而避免两个接触器同时工作造成主回路短路。,互锁作用,主电路同前,注意：正转过程中要求反转，必须先按停止按钮，然后才能按反转按钮。故为“正、停、反”。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,67,“正-反-停”的正反转控制,现代电器控制技术（继电器控制部分）,68,3.3.2 行程控制,行程控制，就是当运动 部件到达一定行程位置时采 用行程开关来进行控制。,主电

19、路与电动机的正反转电路相同,现代电器控制技术（继电器控制部分）,69,行程控制(1) 手动控制，一次循环,例：要求下图中的行车运动到A，又回到B处时能够自动停车。,主电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,70,手动控制电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,71,至右端位置撞开SQA,SB2,KM1通电，电动机正向运行,KM2断电，电动机停车,动作过程,KM1断电，KM2通电，电动机反向运行；,至左端位置撞开SQB,一次循环控制电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,72,行程控制(2) -自动往复运动,正程,逆程,工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回,到达A

20、、B处后能多次自动循环。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,73,自动往复运动控制电路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,74,行程开关除用来控制电动 机正反转外，还可实现终端保护、自动循环、制动等各项要求,提示：,现代电器控制技术（继电器控制部分）,75,3.4 制动控制线路,注意：制动控制线路中停止按钮的用法。,3.4.2 反接制动控制线路线路特点： （1）三相异步电动机定子须串限流电阻； （2）轴上加速度继电器KN。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,76,图3.21,三相异步电动机定子串限流电阻,对称,不对称,现代电器控制技术（继电器控制部分）,77,图3.22,电机单向反接制动

21、控制线路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,78,图3.23,可逆运行的反接制动控制线路,？,KA-F、KA-Z的作用：在制动过程中应去掉自锁。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,79,可逆反接制动控制线路,去掉自锁,制动继电器,中间继电器KA的作用：去掉自锁、为制动作准备。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,80,定子串对称电阻反接制动控制线路,双重限流（起动和制动）,正向起动,正向运行,反向运行,反向起动,现代电器控制技术（继电器控制部分）,81,3.4.3 能耗制动控制线路,（1） 按时间原则控制的能耗制动控制（2） 按速度原则控制的能耗制动控制,现代电器控制技术（继电器控制部分）

22、,82,按时间原则控制的单向 能耗制动控制线路,现代电器控制技术（继电器控制部分）,83,3.5.1 变极调速控制线路,异步电动机的转速,常用的变极调速方法有： .改变定子绕组接法； .定子上设置两套相互独立的绕组,现代电器控制技术（继电器控制部分）,84,图3.30,双速电动机定子绕组接线示意图,接法构成 极电机，低速,接法构成 极电机，高速,接法构成 极电机，低速,接法构成 极电机，高速,现代电器控制技术（继电器控制部分）,85,双速电动机调速控制线路,图3.31,？,KT瞬动触点作用：在要求高速运行时，保证先接通低速，然后再转为高速。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,86,为操作方便

23、的 多地点控制线路,也有为安全起见的多地点控制线路，此时 ，起动按钮应串联。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,87,3.6.2 顺序起停控制线路,主要是顺序起动和顺序停止的关键触点的位置。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,88,顺序起停控制线路,顺序启动,顺序启动,顺序停止,顺序启动,逆序停止,现代电器控制技术（继电器控制部分）,89,中间继电器组成的步进控制线路,顺序启动，依次进入下一步,依次断开上一步,最后一步完成后，才能重新开始,？,现代电器控制技术（继电器控制部分）,90,多台电动机同时起停控制线路,？,现代电器控制技术（继电器控制部分）,91,第章电气控制线路设计基础,.电气设计的主要内容,电气设计的一般内容 拟定电气设计任务书(技术条件)； 确定电力传动方案和控制方案； 选择传动电动机； 设计电气原理图(包括主、辅助电路)；,现代电器控制技术（继电器控制部分）,92,选择电气元件，制定电气元件或装置易损件 及备用件的明细表； 设计操作台、电气柜、电气安装板以及非标准 电器和专用安装零件； 绘制电气装配图和接线图； 编写电气原理说明书和使用说明书，包括操作 顺序说明、维修说明及调整方法。,现代电器控制技术（继电器控制部分）,.电气设计的一般原则,图4.1 电器