继电接触器控制系统基本电路课件

第2章继电接触器控制系统的基本电路内容提要本章主要讲述了电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则和基本的控制电路。学习要求掌握电气控制线路的图形、符号和绘制原则。掌握基本电气控制电路的特点和各电器触点间的逻辑关系。能够分析复杂的电气控制线路图。能根据控制要求，设计出简单的控制线路第2章继电接触器控制系统的基本电路内容提要学习要求2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.1常用电气设备图形符号及文字符号1．图形符号、文字符号电气控制系统图中，各种电气元件的图形符号和文字符号必须符合统一的国家标准，一些常用电气图形符号和文字符号如表2.1所列2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.12.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.1常用电气设备图形符号及文字符号2．接线端子标记电气控制系统图中各电器接线端子用字母数字符号标记，符合国家标准GB4026—1983《电器接线端子的识别和用字母数字符号标记接线端子的通则》规定2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.12.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.2电气控制图绘制原则电气控制系统图一般有三种：电气原理图电气元件布置图电气安装接线图2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.22.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.3电气原理图图2.1CW6132型车床电气原理图2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.32.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.3电气原理图1．绘制电气原理图的基本规则（1）原理图一般分主电路和辅助电路两部分画出（2）各电气元件不画实际的外形图，采用国家规定的统一标准来画，文字符号也采用国家标准（3）各电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排（4）所有电器的触点状态，都应按没有通电和没有外力作用时的初始开、关状态画出（5）无论是主电路还是控制电路，各电器元件一般按动作顺序从上到下、从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置（6）有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.32.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.3电气原理图2．图面区域的划分电气原理图上方的1、2、3、…数字是图区编号（图区编号也可以设置在图的下方），是为了便于检索电气线路、方便阅读分析、避免遗漏而设置的2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.32.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.3电气原理图3．符号位置的索引如图2.1图区4中KM的线圈下，是接触器KM相应触点的位置索引。2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.32.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.3电气原理图4．电气原理图中技术数据的标注电气元件的技术数据，除在电气元件明细表中标明外，也可用小号字体注在其图形符号的旁边，如图2.1中FU1额定电流为25A2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.32.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.4电气元件布置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2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.4继电接触器控制系统基本电路课件2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.5电气安装接线图（1）在接线图中，一般都应标出项目的相对位置、项目代号、端子间的电连接关系、端子号、等线号、等线类型、截面积等。（2）同一控制盘上的电气元件可直接连接，而盘内元器件与外部元器件连接时必须绕接线端子板进行。（3）接线图中各电气元件图形符号与文字符号均应以原理图为准，并保持一致。（4）互连接线图中的互连关系可用连续线、中断线或线束表示，连接导线应注明导线根线、导线截面积等。2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.52.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.5电气安装接线图图2.2CW6132型车床电气位置图图2.3CW6132型车床电气互连接线图2.1电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则2.1.5直流电动机起动、制动及正、反转控制1．直流电动机起动控制减小起动电流足够大的起动转矩防“飞车”事故。2．正、反转控制方法改变电枢绕组端电压的极性；改变电动机励磁绕组端电压的极性。3．直流电动机的制动控制（1）能耗制动（2）反接制动（3）再生发电制动2.2并励直流电动机的基本控制电路直流电动机起动、制动及正、反转控制2.2并励直流电动机的根据直流电机转速方程

直流调速方法nUIR

Ke式中

—转速（r/min）；

—电枢电压（V）；

—电枢电流（A）；

—电枢回路总电阻（

）；

—励磁磁通（Wb）；

—由电机结构决定的电动势常数。根据直流电机转速方程

由上式可以看出，有三种方法调节电动机的转速：

（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通

；（3）改变电枢回路电阻R。由上式可以看出，有三种方法调节电动机的转速：（1）调压调速工作条件：保持励磁=N；保持电阻R=Ra调节过程：改变电压UN

U

U

n，n0

调速特性：转速下降，机械特性曲线平行下移。nn0OIILUNU1U2U3nNn1n2n3调压调速特性曲线（1）调压调速工作条件：nn0OIILUNU1U2U3（2）调阻调速工作条件：保持励磁=N

；保持电压U=UN；调节过程：增加电阻Ra

R

R

n，n0不变；调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。nn0OIILRaR1R2R3nNn1n2n3调阻调速特性曲线（2）调阻调速工作条件：nn0OIILRaR1R2R（3）调磁调速工作条件：保持电压U=UN

；保持电阻R=Ra；调节过程：减小励磁

N

n，n0

调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。nn0OTeTL

N

1

2

3nNn1n2n3调磁调速特性曲线（3）调磁调速工作条件：nn0OTeTLN12直流并励电动机的起、制动控制线路直流并励电动机的起、制动控制线路2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.1启动控制电路直流电动机启动要求：在满足启动转矩要求的前提下，尽可能减小启动电流图2.4并励直流电动机启动控制电路2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.1启动控制2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.2正、反转控制电路实际应用中，常要求电动机既能正转又能反转图2.5并励直流电动机正反转控制电路2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.2正、反转2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.3能耗制动控制电路图2.6并励直流电动机能耗制动控制电路2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.3能耗制动2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.4调速控制电路直流电动机调速，是指在电动机机械负载不变的条件下，改变电动机的转速图2.7并励直流电动机电枢串电阻调速图2.8并励直流电动机改变励磁调速2.2并励直流电动机的基本控制电路2.2.4调速控制2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步电动机的基本控制电路1．全压启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运行状态的过程称为电动机的启动。（1）控制电路工作过程。（2）控制电路的保护环节.①短路保护。②过载保护。③欠压和失压保护。图2.9单向全压启动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步点动控制点动控制线路点动控制点动控制线路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步电动机的基本控制电路2．正、反转控制电路生产实践中，许多生产机械要求电动机能正、反转，从而实现可逆运行。图2.10正、反向工作的控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步电动机的基本控制电路3．多地控制电路有些生产设备和机械，由于种种原因，常要在两地或两个以上的地点进行操作。图2.11实现两地控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步电动机的基本控制电路4．顺序控制图2.12按顺序工作时的控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步顺序控制（a）主电路（b）控制线路一（c）控制线路二（d）控制线路三顺序控制线路顺序控制（a）主电路（b）控制2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步电动机的基本控制电路4．顺序控制图2.13采用时间继电器的顺序启动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步电动机的基本控制电路5．循环控制图2.14自动循环往复控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.1三相异步2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.2三相异步电动机的启动控制电路1．三相笼型异步电动机星形-三角形（Y-△）启动控制电路正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，可采用星形-三角形降压启动方式来限制启动电流。图2.15星形-三角形启动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.2三相异步两接触器式星-三角降压起动控制线路两接触器式的星-三角降压起动控制线路两接触器式星-三角降压起动控制线路两接触器式的星-三角降压起2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.2三相异步电动机的启动控制电路2．绕线式异步电动机转子绕组串电阻启动控制电路图2.16时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻启动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.2三相异步转子绕组串电阻起动控制线路电流原则控制转子绕组串电阻起动控制线路转子绕组串电阻起动控制线路电流原则控制转子绕组串电阻起动控制2．转子绕组串频敏变阻器的起动控制线路绕线异步电动机转子串频敏变阻器起动控制线路2．转子绕组串频敏变阻器的起动控制线路绕线异步电动机转子串频2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器及调速控制电路1．软启动器基本概述传统的降压启动，电动机在切换过程中会产生很高的电流尖峰，产生破坏性的动态转矩，引起的机械震动对电动机转子、连轴器以及负载都是有害的，因此出现了电子启动器，即软启动器2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器及调速控制电路2．软启动器的工作原理图2.17软启动器原理示意图2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器及调速控制电路3．交流电动机软启动装置的功能特点（1）启动过程和制动过程中，避免了运行电压、电流的急剧变化，有益于被控制电动机和传动机械，更有益于电网的稳定运行。（2）启动和制动过程中，实施晶闸管无触点控制，装置使用长，故障事故率低且免检修。（3）集相序、缺相、过热、启动过电流、运行过电流和过载的检测及保护于一身，节电、安全、功能强。（4）实现以最小起始电压（电流）获得最佳转矩的节电效果。2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器CDJR1系列数字式电动机软起动器图2.23CDJR1系列软起动电气设备电路连接图CDJR1系列数字式电动机软起动器图2.23CDJR1系CDJR1系列软起动器基本电路框图CDJR1系列软起动器基本电路框图2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器及调速控制电路4．三相异步电动机用软启动器启动控制电路图2.18三相异步电动机用软启动器启动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3软启动器电动机起动转矩图不同起动方法下起动时的电机电压电动机起动转矩图不同起动方法下起动时的电机电压2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3异步电动机的制动控制电路1．反接制动电路（1）单向运行反接制动控制电路图2.19单向反接制动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3异步电动2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3异步电动机的制动控制电路1．反接制动电路（2）双向启动反接制动控制电路图2.20双向启动反接制动控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3异步电动2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3异步电动机的制动控制电路2．能耗制动控制电路图2.21以时间原则控制的单向能耗制动电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.3异步电动2．按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路2．按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路按速度原则控制的2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.4异步电动机的调速控制电路三相异步电动机的转子的转速n与电网电压频率f1，定子的磁极对数P及转差率S的关系为：n=(1

S)n1=(1S)60f1/P（1）双速电动机定子绕组的连接图2.224/2极双速电动机定子绕组接线示意图2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.4异步电动2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.4异步电动机的调速控制电路（2）双速电动机控制电路图2.23双速电动机调速控制电路2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.4异步电动2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及调速控制电路2.3.5.1变频调速的基本概念由上面电动机的转速公式n=(1

S)n1=(1S)60f1/P我们知道，改变电源频率f1可改变电动机的转速2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及调速控制电路2.3.5.2变频器的基本结构从频率变换的形式来说，变频器分为交-交和交-直-交两种形式图2.24交-直-交变频器的基本结构2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及调速控制电路2.3.5.2变频器的基本结构1．整流器：电网侧的变流器是整流器，它的作用是把三相（也可以是单相）交流电整流成直流电。2．直流中间电路：直流中间电路的作用是对整流电路的输出进行平滑，以保证逆变电路及控制电源得到质量较高的直流电源。3．逆变器：负载侧的变流器为逆变器。4．控制电路：变频器的控制电路包括主控制电路、信号检测电路、门极驱动电路、外部接口电路及保护电路等几个部分，其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制及完成各种保护功能。2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及2.3三相笼型异步电动机的控制电路2.3.5变频器及调速控制电路2.3.5