第6章_电力拖动控制电路及遥控

1、第六章第六章 电力拖动控制电路及系统电力拖动控制电路及系统 61常用控制电路常用控制电路 62异步电机的基本保护环节异步电机的基本保护环节 63三相异步电机的各种控制电路三相异步电机的各种控制电路 64典型控制电路典型控制电路 65锚机、绞缆机电力拖动控制系统锚机、绞缆机电力拖动控制系统 66起货机的电力拖动起货机的电力拖动 67自动操舵控制系统自动操舵控制系统 本节介绍的控制电器主要有五种本节介绍的控制电器主要有五种 主令电器、熔断器、主令电器、熔断器、接触器、继电器、空气断路器接触器、继电器、空气断路器 总体要求总体要求： 各种电器主要应该掌握其工作原理，结构则可一般了解。各种电器主要应该

2、掌握其工作原理，结构则可一般了解。 6-1、常用控制电器、常用控制电器 低压电器：常指用于交流额定电压低压电器：常指用于交流额定电压1200v1200v、直流额、直流额 定电压定电压1500v1500v及以下的电路中的电器产品及以下的电路中的电器产品 HK系列刀开关 带熔断器刀开关 带熔断器刀开关 三相刀开关 三相刀开关 防爆刀开关 自动电源转换开关万能转换开关 可逆转换开关 各种类型按钮 带灯普通按钮 微动开关 各种类型行程开关 接近开关 各种接近开关 单元件断路器单相断路器三相断路器 带漏电保护断路器 RL1系列螺旋式熔断器RT0系列有填料封闭管式熔断器 瓷插式熔断器 RO,RT系列熔断芯

3、子 慢溶保险丝 高分子PTC自复保险丝 CFC36系列交流接触器 CKC1（CJ40）系列接触器 中间继电器中间继电器热继电器热继电器 空气囊时间继电器 空气囊时间继电器 电子式时间继电器 AR-731F2 AR-731F3 JSS1P1-时间继电器 DH11S-S-时间继电器 按钮是一种短时接通或断开小电流电路的手动电器，常用于控制电路中发出启 动或停止等指令，以控制接触器、继电器等电器的线圈电流的接通或断开，再由 它们去接通或断开主电路。 结构：按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式动触头、静触头和外壳组成 一、主令电器一、主令电器 按钮开关按钮开关 主令电器是切换控制线路的单极或多极电器，其触头容

4、量小，不能切换主电路。 主要包括按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。 常开按钮：手指未按下时，触头是断开的；当手指按下时， 触头接 通；手指松开后，在复位弹簧作用下触头又返回原位断开。它常用作启动 按钮。 常闭按钮：手指未按下时，触头是闭合的；当手指按下时， 触头被 断开；手指松开后，在复位弹簧作用下触头又返回原位闭合。它常用作 停止按钮。 复合按钮：将常开按钮和常闭按钮组合为一体。当手指按下时，其常闭触 头先断开，然后常开触头闭合；手指松开后， 在复位弹簧作用下触头又 返回原位。它常用在控制电路中作电气联锁。 常用有HZ10系列： H - 开关类电器，Z - 转换开关。 注意：1.这

5、是通断较大电流的转换开关，与 通过小电流的万能转换开关不同。 2.若解体应注意弹簧的安装。 弹簧的作用： 快速通断，避免损坏触头。 组装后的样子组装后的样子 组合开关组合开关 组合开关又称转换开关，由分别装在多层绝缘件内的动、 静触片组成。 手柄沿任一方向每转动90，触片便轮流接通或分断。为了使开关在切断 电路时能迅速灭弧，在开关转轴上装有扭簧储能机构，使开关能快速接通 与断开，从而提高了开关的通断能力。 用途：行程开关又称限位开关，是利用机械运动部件的碰撞或接近来控制其 触头动作的开关电器。 结构：主要由触头系统、操作机构和外壳组成。常用型式有按钮式和转臂式 两种。 行程开关行程开关 主令控

6、制器主令控制器 用途：主令控制器是一种多位置多回路的控制开关，适合于频繁操作并要 求有多种控制状态的场合，例如起货机、锚机的控制等。 表示：1.图形符号：触点用小圆圈表示，虚线表示档位，在虚线上涂上黑 点表示触点在对应的档位接通，没有黑点则表示断开。 2.触头表表示：将触点与档位分别画在表格中的行和列，对应的格子内 用“”表示触点在该档位接通，空白表示断开。 主令控制主令控制 器的外观器的外观 熔断器按结构可分为开启式、半封闭式和封闭式。封闭式熔断器又 分为有填料、无填料管式和有填料螺旋式等。按用途分有工业用熔断器、 保护半导体器件熔断器、具有两段保护特性的快慢动作熔断器、自复式 熔断器等。

7、结构和特征结构和特征 用途：作为短路保护的电器。熔丝具有“反时限特性”。 二、熔断器二、熔断器 (1） 瓷插式熔断器： 常用的瓷插式熔断器为RC1A系列， 它由瓷盖、瓷底座、 静触头、动触 头和熔体组成，动触头在瓷盖两端， 熔体沿凸起部分跨接在两个动触头上。 瓷插式熔断器一般用于交流50 Hz， 额定电压380 V及以下、 额定电流200 A以下的电路末端，用于电气设备的 短路保护和照明电路的保护。 （2） 有填料螺旋式熔断器： 它由瓷帽、熔管、瓷套及瓷座等 组成。熔管是一个瓷管，内装熔 体和灭弧介质石英砂， 熔体的 两端焊在熔管两端的金属盖上， 其一端标有不同颜色的熔断指示 器，当熔体熔断时

8、指示器弹出， 便于发现并更换同型号的熔管。 这种熔断器的特点是其熔管内充满 了石英砂填料，以增强熔断器的灭弧能 力。因为石英砂具有很大的热惯性与较 高的绝缘性能，且它为颗粒状，同电弧 接触面大，能大量吸收电弧的能量，使 电弧很快冷却，从而加快电弧熄灭过程。 （3） 无填料封闭管式熔断器：这种熔断器由熔管、熔体和插 座组成，熔体被封闭在不充填料的熔管内。 总原则：熔断器的额定电压和额定电流应不小于线路的额定电压和所装熔体的额定电 流。 熔断器的分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。 选用原则选用原则 （1） 对于电炉和照明等电阻性负载，可用作过载保护和短路保护，熔体的额定电 流应稍大于或

9、等于负载的额定电流。 （2） 电动机的启动电流很大，熔体的额定电流应考虑启动时熔体不能熔断而选得 较大些，因此对电动机只宜作短路保护而不能作过载保护。 对单台电动机，熔体的额定电流（IfN）应不小于电动机额定电流（IN） 的1.52.5倍， 即 IfN(1.52.5)IN 轻载启动或启动时间较短时，系数可取1.5，带负载启动、 启 动时间较长或启动较频繁时，系数可取2.5。 （1） 熔断器的插座和插片的接触应保持良好。 （2） 熔体烧断后， 应首先查明原因，排除故障。 更换熔体时，应 使新熔体的规格与换下来的一致。 （3） 更换熔体或熔管时，必须将电源断开， 防触电。 （4） 安装螺旋式熔断器

10、时，电源线应接在瓷底座的下接线座上，负 载线应接在螺纹壳的上接线座上。这样可保证更换熔管时， 螺纹壳体不 带电， 保证操作者人身安全。 使用时的注意事项使用时的注意事项 接触器是利用电磁吸力与弹簧弹力配合动作，使触头闭合或分断，以 控制电路的分断的。 当吸引线圈得电后， 衔铁被吸合， 各个动合触头闭 合，动断触头分断，接触器处于得电状态。当吸引线圈失电后，衔铁释放， 在恢复弹簧的作用下， 衔铁和所有触头都恢复常态， 接触器处于失电状态。 三、接触器三、接触器 1） 电磁系统：线圈、动铁心、静铁心组成。铁心上装有短路 铜环，以减少衔铁吸合后的振动和噪声。 交流接触器交流接触器 2） 触头系统：接

11、触器的执行元件,必须工作可靠，接触良好。触头按接触 情况可分为点接触式、 线接触式和面接触式三种。 3） 灭弧装置：电弧的产生，会损坏触头，减少触头的使用寿命；而且延长电 路切断时间，甚至引起弧光短路，造成事故。 交流接触器常见故障 1) 触头过热 ：接触压力不足、触点表面氧化、触点容量不够等， 造成触头表面接触 电阻过大，使触头发热。 2) 触头磨损 ：一是电气磨损，由电弧的高温使触头上的金属氧化和蒸发所造成；另一 是机械磨损，由于触头闭合时的撞击， 触头表面相对滑动摩擦所造成。 3) 线圈失电后触头不能复位：触头被电弧熔焊在一起、铁心剩磁太大、 复位弹簧弹力 不足、活动部分被卡住等。 4)

12、 铁心噪声大：短路环损坏或脱落；衔铁歪斜或衔铁与铁心接触不良；其它机械方面 的原因，如复位弹簧弹力太大、 衔铁不能完全吸合等也会产生较强的噪声。 5) 线圈过热或烧毁 ：线圈匝间短路、衔铁闭合后有间隙、 操作频繁、 外加电压过高 或过低等。 直流接触器主要用于额定电压至440 V、额定电流至600 A的直流电力线 路中，作为远距离接通和分断线路，以控制直流电动机的启动、停止和反向， 多用在冶金、起重和运输等设备中。直流接触器和交流接触器一样，也是由 电磁系统、触头系统和灭弧装置等部分组成的。 直流接触器直流接触器 1 电磁系统由线圈、铁心和衔铁组成。铁心用整块铸铁或铸钢制成， 无需安装短路环。

13、 线圈的匝数较多，电阻大，线圈本身发热，因此线圈 做成长而薄的圆筒状，且不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触，以便散 热。 2 触点系统 分主触点和辅助触点。主触点一般做成单极或双极，因 主触点接通或断开的电流较大，故采用滚动接触的指形触点，以延长触头 的使用寿命；辅助触点的通断电流较小， 常采用点接触的双断点桥式触 点 3 灭弧装置直流接触器的主触头在分断较大电流时，会产生强大的电 弧。在同样的电气参数下，熄灭直流电弧比熄灭交流电弧要困难，因此， 直流接触器的灭弧一般采用瓷吹式灭弧装置。 四、继电器四、继电器 过电流继电器IId 电动机过载及短路保护 动作动作用途用途 欠电流继电器 IUd 欠

14、电压（或零压）继电器在电压低于规 定值时动作，对电路进行欠电压（或零 压）保护。 欠电压继电器U0，发电机输出电压使电动机顺 时针方向转动，使舵叶向右偏转。 同时舵角反馈同步传递机构带动 反馈电位器R2的滑动点不断向a 点移动。当电桥重新处于新的平 衡状态时，放大器输入=0，电动 机停转，舵叶处于右舵与舵轮转 动相对应的角度上。 回舵过程相似，只是放大器输入变 反，电动机反转，舵叶回偏。 随动操舵工作原理 自动操舵：实际上是自动航向保持仪。 组成原理：利用电罗经检测船舶实际航向 ，然后与给定航向K进行 比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角。 在舵角的作用下，船舶逐渐回

15、到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再偏 转。 线路分析：最简单的电动操舵线路的工作过程。 自动操舵工作原理自动操舵工作原理 自动舵方框图自动舵方框图 自动操舵自动操舵基本类型基本类型 定义：自动舵的基本类型是指按操舵 的规律分类的（也就是舵的偏转规律）类 型，而不是舵机装置的类型。 三种基本类型：.比例舵；.比例 - 微分舵；.比例 - 微分 - 积分舵。 说明：不同基本类型的自动舵，对舵 叶的调节规律是不同的。 偏航与操舵偏航与操舵 比例舵比例舵 比例舵操舵的规律是：偏舵角的大小与偏航角的大小成比例关 系，即： = - K1 其中：K1为比例系数，负号表示与偏航方向相反。 特点：机构简单，

16、航行保持精度较差，船舶营运经济性较差（会出 现S形航迹）。 比例舵的不足：偏航初期偏舵角较小，不能很快阻止船舶继续偏航； 回航过程中船舶具有惯性，偏舵角不能及时减小，容易反向偏航。 比例-微分舵操舵的规律是：偏舵角的大小与偏航角的大小成 比例-微分关系，即： = -（K1+K2d/dt） 其中：K1为比例系数，K2为微分系数。 说明：偏航初期，偏航角变化率大，比例 - 微分舵能及时给出大 偏舵，有效地阻止船舶偏航（最大偏航角较小）；回航时，偏航角变化 率变为负值，能适时给出反舵角，阻止船舶反向偏航，即能有效阻止反 向偏航。 主要特点：具有“超前校正”的控制作用，减小船舶航向的振荡， 减轻舵机负

17、担，增加航速，提高系统灵敏度和船舶的营运效益。 比例-微分舵 比例-微分-积分舵 组成：是在比例 - 微分舵基础上增加积分环节。积分环节作用是 克服不对称偏航。K3是积分系数。 不对称偏航的产生：不对称偏航是某舷（侧）的偏航角持续时间比另 一舷（侧）偏航角持续时间长。 原因：装载不对称，斜向风的持续影响，斜向海潮的持续影响。 对于具有双螺旋桨推进的船舶，螺旋桨推进的不平衡也会产生不对称偏航。 积分环节工作原理：积分环节可以对偏航持续时间进行累积，当某舷 （侧）偏航持续的时间比另一舷（侧）持续时间长时，通过环节输出的信 号（偏舵角）将继续保持，这个信号将通过执行机构使舵叶维持在一定的 偏转角度上

18、，从而使船舶具有克服单向偏航的能力。 比例舵：可以克服偏航，但容易形成S形航迹，航程较长。 比例 - 微分舵：可以减小最大偏航角，克服回航时的反向偏航。 但微分系数不能太大，否则容易造成不稳定。 比例 - 微分 - 积分舵：能够产生“自动压舵”调节，克服不对称 偏航。 操舵定律特点比较操舵定律特点比较 1283.舵机的电力拖动系统应设置至少_个控制站（台）；其控制系统应保证各 控制站（台）_同时操作。 A2/不可以 B2/可以 C3/可以 D1/不可以 1284.下列对船舶舵机的电力拖动与控制装置的基本要求的叙述错误的是_。 A通常分左、右舷两路馈线方式向舵机供电，其中之一与应急电源相连 B至少有两个控制站（驾驶台和舵机房），控制站之间装有转换开关 C当舵叶转至极限位置时，舵机自动停止转舵，防止操舵设备受损 D从一舷最大舵角转至另一舷最大舵角的时间应不超过60 s 1288.下列关于舵机对电力拖动与控制的要求的诸多说法，正确的_。 A应设有专用的柴油发电装置向舵机供电以保证供电可靠 B电动舵机的拖动电动机不允许发生堵转 C通常分左、右两舷馈线向舵机供电，其中之一与应急电源相连 D拖动电动机的过载能力较差 1291.为保证舵机的工作可靠、操作灵便，自动操舵仪应包括_。 A自动、随动和应急三种操舵方式，只能在自动、随动之间选择切换 B自动、随动和应急三种操舵方式，只能在自动、