《电机控制技术》PPT课件(PPT 55页)

1、第5章 电机控制技术本章要求：1. 了解常用低压电器的结构和工作原理。2. 掌握基本电气控制电路3.掌握基本控制环节的组成、作用和工作过程。能读懂简单的控制电路原理图、能设计简单的控制电路 第1页，共55页。5.1 工厂常用低压控制电器 低压电器是指用于交、直流电压1200V及以下电路中起通断、控制、保护与调节等作用的电器设备。 分为以下两类：低压配电电器。这类电器包括刀开关、转换开关、熔断器、自动开关和保护继电器。主要用于低压配电系统中，要求在系统发生故障情况下动作准确，工作可靠、有足够的热稳定性和动稳定性。低压控制电器。这类电器包括控制继电器、接触器、起动器、调压器、主令电器（包括按钮，行

2、程开关等）、变阻器和电磁铁。主要用于电力传动系统中，要求寿命长，体积小、重量轻和工作可靠。第2页，共55页。1. 按钮(手动切换电器)(b) 结构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。按钮开关的外形和符号(a) 外形图常闭触点常开触点第3页，共55页。复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳按钮帽SBSBSB4结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123第4页，共55页。交流接触器的外形与结构2. 接触器用于频繁地接通和断开控制电路和主电路。(a) 外形(b) 结构第5页，共55页。2. 接触器M3线圈辅助触点铁心衔铁电源电机主触点常

3、闭常开弹簧用于频繁地接通和断开控制电路和主电路。第6页，共55页。符号线圈KM 用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧 装置)用于控制电路流过的小电流 (无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。动合(常开)主触点KM 通常用的电压等级：直流接触器有110V、220V和440V；交流接触器110V、220V、380V、500V等档次。 额定电流有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A等几个等级。 第7页，共55页。3. 熔断器符号FU熔断器

4、额定电流IF的选择(1) 电灯、电炉等电阻性负载IF IL(3) 频繁起动的电机(2) 单台电机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、管式熔断器和有填料式熔断器。第8页，共55页。4. 热继电器用于电动机的过载保护。热继电器外形与结构(a) 外形(b) 结构第9页，共55页。 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件杠杆4. 热继电器工作原理结构原理图双金属片常闭触头用于电动机的过载保护。FRFR电路符号第10页，共55页。用于自动往复控制或限位保护等。5. 行程开关(

5、限位开关)(b)示意图 结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击(a)外形图ST常开触点常闭触点ST(c) 符号行程开关的外形符号(1)接触式行程开关 第11页，共55页。(2)非接触式的行程开关接近开关和光电开关。接近开关 当生产机械接近它到一定距离范围之内时，就能发出信号，不需施加机械力。一般用来控制生产机械的位置或进行计数。第12页，共55页。光电开关 利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。 对射式光电开关：包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物

6、体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。 漫反射式光电开关：是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。 第13页，共55页。4. 继电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。(1) 电流及电压继电器电流继电器：可用于过载或过载保护，电压继电器：主要作为欠压、失压保护。第14页，共55页。(2) 中间继电器 中间继电器触头容量小，触点数目多

7、，用于控制线路。 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b) 符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a) 外形中间继电器外形与符号第15页，共55页。6 时间继电器 从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器，称为时间继电器。适用于定时控制。按工作原理划分 电磁式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 时间继电器的延时方式有两种： 通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。 断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。第16页

8、，共55页。1) 通电延时继电器2) 断电延时继电器KT线圈通电延时闭合常开触点KT通电延时断开常闭触点KTKT线圈(b)符号断电延时断开常开触点KT断电延时闭合常闭触点KT延时继电器的外形与结构(a) 外形(1) 空气阻尼式时间继电器第17页，共55页。通电延时的空气式时间继电器结构示意图常开触头 延时闭合 常闭触头 延时打开 微动开关2微动开关1常开触头常闭触头线圈通电 衔铁向下吸合 连杆动作 触头动作工作原理调节螺丝进气孔托板线圈动铁心恢复弹簧挡块释放弹簧活塞杆橡皮膜排气孔(1) 空气阻尼式时间继电器第18页，共55页。断电延时的空气式时间继电器结构示意图常闭 延时闭合 常闭 延时断开

9、常开触头常闭触头空气式时间继电器的延时范围大(有 0.4 60 s 和0.4 180s两种)。结构简单，但准确度较低。时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。第19页，共55页。晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器又称半导体式时间继电器，它是利用 RC 电路的电容器充电时，电容电压不能突变的原理来获得延时的。因此，只要改变 RC 充电回路的时间常数（改变电阻值），即可改变延时时间。继电器的输出形式分有触点式和无触式，有触点式是用晶体管驱动小型电磁式继电器，而无触点式是采用晶体管或晶闸管输出。晶体管式时间继电器精度较高、体积小、耐冲击和耐振动、调节方便、寿命长，因此应用很广泛，但晶体

10、管式时间继电器的延时易受电源电压波动的影响，抗干扰性差。第20页，共55页。可实现短路、过载、失压保护。7. 自动空气断路器(自动开关)锁钩主触点手动闭合 过流 脱扣器 欠压 脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧第21页，共55页。 继电接触控制线路由一些基本控制环节组成，下面介绍继电接触控制线路的绘制。 在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2. 控制线路由主电路(被控制负载所在电路) 和控制电路 (控制主电路状态)组成。 3. 属同一电器元件

11、的不同部分(如接触器的线圈和 触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但必须标注相同的文字符号。第22页，共55页。熔断器FU交流接触器KM组合开关Q按扭SBSB1SB235热继电器FRM3421(a)结构图5.2 基本电气控制电路5.2.1直接起动单向运行控制电路第23页，共55页。（1）点动控制SB1QFUKMKMM3主电路控制电路保险丝开关接触器主触点起动按钮接触器线圈第24页，共55页。主电路控制电路SB2KMSB1FRKM FRKMFUQ3M.保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点原理图（2）电动机的直接起动单向连

12、续运转控制电路第25页，共55页。KMFRKM.KMSB1SB2.控制电路合上开关Q起动 控制原理KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，KM主触点闭合， 电动机运转。通电转动KM主电路 FR3MFUQQ第26页，共55页。合上开关Q控制原理FRKM.KMSB1SB2.控制电路KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，KM主触点闭合， 电动机运转。通电起动KM转动主电路 FR3MFUQQ松开起动按钮SB2 利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁自锁第27页，共55页。控制原理FRKM.KMSB1SB2.控制电路通电主电路 FRFUQ3MQ转动KM自锁停

13、车 按下停止按钮SB1 , KM线圈断电KM主触点断开, 电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。第28页，共55页。控制原理转动停车 按下停止按钮SB1 , KM线圈断电KM主触点断开, 电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。 停转FRKM.KMSB1SB2.控制电路通电主电路 FRFUQ3MQ断电KM去掉KM辅助触点, 实现点动控制。第29页，共55页。控制电路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路（3）基本保护环节第30页，共55页。电动机的保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的

14、电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器 FU和过流继电器等。 欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。第31页，共55页。5.2.2 鼠笼式电动机正反转的控制线路 将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。 需

15、要用两个接触器来实现这一要求。 当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。第32页，共55页。 SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。1.正反转的控制线路3MFRFU正转触点KMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB.SBFKMF正转接触器正转按钮 正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。反转接触器SBRKMRKMR.反转按钮反转触点第33页，共55页。按下SBFSBKMF 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。“联锁”触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。 缺点：

16、改变转向时必须先按停止按 钮。解决措施：在控制电路中加入机械连锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.通电断开断电电机正转闭合第34页，共55页。机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR第35页，共55页。KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转第36页，共55页。KM1FUQKM2M1M233.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通电闭合再按SB2闭合通电闭合闭合1. 控制顺序电路：M1

17、起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。M1转动5.2.3 多机顺序连锁控制M2转动.FR2FR1FR1FR2第37页，共55页。M13这样的顺序控制是否合理？ 两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头(KM1)的负荷过重。KM1KM2M23思考第38页，共55页。KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1 例1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时: M1起动后 M2才能起动；停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？起动：通电通电闭合闭合第39页，共55页。SBK

18、M1FR1 例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时: M1起动后 M2才能起动；停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：断电断电断开断开第40页，共55页。5.2.4 多处控制多处控 制电路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.SB3SB4停止按钮串联启动按钮并联第41页，共55页。5.2.5 行程控制自动往返运动：1. 能正向运行也能 反向运行2. 到位后能自动返 回行程控制： 控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关

19、进行控制。SQ1SQ2电机正程限位开关SQ1SQ2逆程1. 行程自动往返控制电路第42页，共55页。SQ1SQ2前进(正转）后退12按SB1时KM1通电(其常闭断开， 常开闭合)KM1断电KM2通电行程开关自动往返运动：挡块电机正转工作台前进到达预定位置，挡块1撞击SQ2SB3KM2SB1KM1KM1KM2SQ2SQ1KM1KM2SB2停止正转 电机反转(工作台后退)SQ4SQ3第43页，共55页。5.2.6 时间控制(1) Y 换接起动控制线路Y接法 KM3 KM1FUQ接法.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM21. 三相鼠笼式异步电动机Y换接降压

20、起动的时间控制电路第44页，共55页。通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮起动过程：按SB2KM1通电KM2断电绕组Y接KM2断电KM1接通电源KM2绕组联接KM3绕组Y联接常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机Y接起动常闭断开常开闭合自锁KT通电KM3通电通电瞬时闭合第45页，共55页。KM1接通电源KM2绕组联接KM3绕组Y联接KT通电起动过程：按SB2KM1通电KM2断电绕组Y接KM2断电常闭断开常开闭合常闭延时断开电动机Y接起动常闭断开常开闭合自锁KM3通电通电通电.SB1.SB2KTKM1KM3KM

21、2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电松开SB2, 电机仍处于Y 接起动状态。第46页，共55页。KM1接通电源KM2绕组联接KM3绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开KM1断电常开断开常闭闭合当 KT 常闭触点延时断开时断电复合按钮第47页，共55页。KM1接通电源KM2绕组联接KM3绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮断电KM1断电常开断开常闭闭合当 KT 常闭触点延时断开时通电断电KM2通电常闭断开KM3断电常闭闭合绕组 接Y接断开第48页，共55页。KM1接通电源KM2绕组联接KM3绕组Y联接通电通电SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通电断电通电延时继电器通电延时断开复合按钮KM1断电常开断开常闭闭合当 KT 常闭触点延时断开时通电断电KM