电气控制与PLC应用技术课件-继电器接触器控制的基本环节

项目二继电器－接触器控制地基本环节点动控制电路地主回路:从电源引线L一,L二,L三通过三相空气开关QF,与流接触器KM地三个主触头KM相连接,再经热继电器地三个发热元件FR后与三相异步电动机串联,主回路通过地电流为电动机地工作电流。二.一项目导入二.一.一点动控制电路控制回路:控制回路接于电源两相之间,经熔断器FU,点动按钮SB,接触器KM线圈,最后再与热继电器地常闭触点相串联,构成小电流地控制回路。二.一.一点动控制电路点动电路控制过程FRKMSBFRM三~QFFUL一L二L三KM控制原理与控制过程:一.首先,闭合主回路地自动空气开关QF,为电动机地点动做好准备。三.若要电动机点动结束,松开点动按钮SB即可,控制回路电流由SB处断开,造成接触器KM线圈失电,其主触头打开,电动机停转。四.如果电路发生过载,则串接在主回路地热继电器发热元件会连续受热直至弯曲变形,推动串接在控制回路地热继电器常闭触点FR断开,使控制回路断电,接触器KM线圈失电,KM主触头打开,电动机停转。二.按下点动按钮SB,接触器KM线圈得电,串接在主回路地接触器KM地三对主触头闭合,电动机主回路接通点动运转。二.一.二单向连续运转控制电路电动机单向连续运转地主回路显然与点动控制电路地主回路相同。控制回路与点动电路地不同点在于多了一个停止按钮与一个并接在启动按钮两端地KM辅助常开触点。KM辅助常开地作用是自锁:松开启动按钮控制回路仍保持通态电动机单向连续运转地控制电路主回路FRM三~QSFUL一L二L三KM控制回路FRSB一KMSB二KM热继电器地三个热元件串接在电动机地主电路热继电器地常闭触点串接在电动机地控制电路SB一机床生产地退刀,升降架等,都是靠电动机正,反转两个方向地运动实现地。若要电动机从正转变为反转,只需把通入电动机定子绕组地三相电流相序从正序变为负序即可。为避免电动机正转,反转同时发生而出现地短路故障,辅助电路应设置互锁环节。二.一.三正,反转控制电路正,反转控制电路接触器KM一主触头闭合时电动机正向运转,接触器KM二主触头闭合时电动机反向运转。显然,KM一与KM二地主触头不能同时闭合,否则将造成三相电源地短路事故。为此,在电动机地控制回路需要设置互锁环节。两接触器地辅助常闭以与两启动按钮地常闭触点起地作用是互锁接触器电气联锁地电动机正转控制过程FRM三~QSFUL一L二L三KM一KM二FRSB二SB一KM一KM二KM一KM二KM一SB三KM二电动机正转控制过程KM一接触器电气联锁地电动机反转控制过程FRM三~QSFUL一L二L三KM一KM二FRSB二SB一KM一KM二KM一KM二KM一SB三KM二电动机反转控制过程KM一自行分析双重联锁地电动机正反转控制电路FRM三~QSFUL一L二L三KM一KM二FRSB二SB一KM一KM二KM一KM二KM一SB三KM二这个典型地电动机正反转控制回路,正向启动按钮SB二与反向启动按钮SB三地常闭触点分别串接在对方地常开触点回路,在电路形成相互制约地机械互锁。有些生产机械,如万能铣床,要求工作台在一定距离内能自动往返,以实现工作台地自动往返运动。二.一.四往返运动控制电路自动往返控制—实质上就是利用生产机械地行程终端加位置开关实现地电动机地正反转控制。生产机械STBSTAFRKM二STBKM二SB三KM一KM二STAKM一SB一SB二L一KM一L二生产机械往复运动工作台。往复运动控制线路如此不断地重复前面地往复运动,直至按动停止按钮后,生产机械才能停止运动。生产机械FRKM二STBKM一KM二SB三KM一KM二STAKM一SB一SB二L一L二实现往复运动地关键？关键在于限位开关采用复合式行程开关。正向运行停车地同时,自动启动反向运动;反向运动停车地同时,自动启动正向运动。二.一.五多地控制电路FRKMSB二KMSB三SB一SB三有些生产设备为了操作方便,需求在两地或多地控制同一台电机。甲地停止按钮甲地启动按钮控制原理:只要将两地或多地地启动按钮并联,停止按钮串联,就可实现两地或多地同时对一台电动机地控制。乙地停止按钮乙地启动按钮FRM三~QSFUL一L二L三KM一二.一.六顺序启动控制电路在多电动机驱动地生产机械上,各台电动机所起地作用不同,设备有时要求某些电动机按一定顺序启动工作,以保护设备地安全运行。例如铣床工作台地给电动机需要在主轴电动机启动地条件下才允许启动工作。主电路接触器KM二地三个主触头串接在接触器KM一地下方。故只有当KM一闭合,电动机M一启动后,KM二才能使M二通电启动,从而满足了电动机M一,M二顺序启动地要求。概括基本环节地控制零一零二零三零四零五零六点动控制单向连续运转控制正反转控制行程控制多地控制顺序控制二.二.一自动空气开关二.二有关知识自动空气开关又称为断路器,分为框架式DW系列与塑壳式DZ系列两大类。选择断路器地原则:额定电压与额定电流不小于电路地正常工作电压与电流;热脱扣器地整定电流应与所控制地电器额定值相一致;电磁脱扣器瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时地峰值电流。自动空气开关（断路器）地短路保护作用当电路发生短路时线圈电流骤增,衔铁吸合过程撞击挡块,使搭钩脱离向上,电路断开,起到短路保护作用断路器地断路保护作用当电路发生断路时线圈电流为零,衔铁释放过程撞击挡块,使搭钩脱离向上,电路断开,起到断路保护作用断路器地过载保护作用当电路发生过载时双金属片受热弯曲,顶住挡杆向上,使搭钩脱离电路断开,起到过载保护作用。带有漏电保护作用地低压断路器断路器有黄色代表时表示带有漏电保护功能。当电路或电器绝缘受损发生对地短路时,若电流大于断路器地漏电保护整定值时,断路器自动断开切断电路。这种断路器一般安装于每户配电箱地插座回路上或全楼总配电箱地电源线上。低压配电系统设漏电保护器是防止身触电事故地有效措施之一,也是防止因漏电引起电气火灾与电气设备损坏事故地技术措施。但安装漏电保护器后并不等于绝对安全,运行仍应以预防为主,并应同时采取其它防止触电与电气设备损坏事故地技术措施。二.二.二电弧地产生与灭弧方法当用开关电器断开电流时,如果电路电压不低于一二～二零伏,电流不小于八零mA~一A时,电器地触头间便会产生电弧。电弧是一种能量集,温度很高,亮度很强地放电现象。电弧可能烧坏触头与触头附近地其它部件。如果电弧长期不灭,将会引起电器被烧毁甚至爆炸,电力系统地安全运行,造成重大损失。所以,切断电路时,需要尽快熄灭电弧。常用灭弧方法电动力吹弧:电弧在电动力作用下产生运动地现象,叫电动力吹弧。由于电弧在周围介质运动,它起着与气吹地同样效果,从而达到熄弧地目地。栅片吹弧:利用将电弧分为多个串联地短弧地方法来灭弧。由于受到电磁力地作用,电弧从金属栅片地缺口处被引入金属栅片内,一束长弧就被多个金属片分割成多个串联地短弧。这种灭弧方法广泛应用于低压控制电器二.二.三流接触器流接触器是一种适用于远距离频繁接通与分断直流主回路与控制回路地自动控制电器。主要控制对象是电动机。流接触器除具有控制电动机主电路地通,断功能,还具有欠压,失压保护功能。按其触头控制方式,可分为流接触器与直流接触器,两者之间地差异主要是灭弧方法不同。我常用地CJ一零-二零型流接触器地结构示意图如图所示。(一)电磁系统流接触器包含电磁系统与触头系统两大部分。铁芯,衔铁通电线圈KM(二)触头系统三对主触头两对辅助常开触点KM辅助常开KM两对辅助常闭触点辅助常闭KM体积较大,由三对常开触头组成,用于通断电动机主电路地大电流。辅助触头体积较小,主要用于通断控制电路地小电流,辅助常开触头一般起自锁或连锁作用;辅助常闭触头在电路一般起互锁作用。线圈图符号文字符号流接触器地工作原理铁芯通电线圈衔铁与其固定在衔铁上地动触头支撑弹簧静触点辅助常闭触点辅助常开触点三对常开主触头当流接触器线圈通入流电后,铁芯与衔铁均被磁化,衔铁克服弹簧张力向下吸合。固定在衔铁上地所有动触点随之向下移动,辅助常闭触点打开,三对主触头与辅助地常开触点闭合。当电磁线圈失电后,铁芯与衔铁也随即失磁,衔铁在弹簧张力下复位,使常开打开,常闭闭合。断电后铁芯与衔铁即刻失磁,衔铁在弹簧张力下复位,各动触点随之复位。工作原理二.二.四热继电器热继电器是利用电流地热效应原理切断电路以起过载保护地电器设备。FR热继电器地文字符号用FR表示,其发热元件串接在电动机地主回路。FR热继电器地常闭触头串接在电动机地辅助控制回路。热继电器地工作原理热继电器地发热元件绕在双金属片上,当电动机过载时,过大地电流产生热量,使双金属片弯曲推动连锁机构动作,使常闭触点打开,导致控制电路断电,电动机主回路随之断电,达到过载保护地目地。正常工作常闭触点闭合过载时常闭触点打开热继电器地选择原则一.原则上在电动机地过载特之下,同时在电动机短时过载与启动地瞬间,热继电器应不受影响。对于正反转与通断频繁地特殊工作制电动机,不宜采用热继电器作为过载保护装置,而应使用埋入电动机绕组地温度继电器或热敏电阻来保护。二.当热继电器起保护长期工作制或间断长期工作制地电动机时,一般按电动机地额定电流来选用。三.当热继电器保护反复短时工作制地电动机时,热继电器仅有一定范围地适应。二.二.五控制按钮启动按钮SBSB停止按钮按钮帽复位弹簧控制按钮是一种结构简单,应用广泛地主令电器。控制按钮不能直接控制电动机主回路,只能在控制回路发出手动"指令"控制接触器,继电器等,再用这些电器线圈地得电与失电而控制主回路地通断。时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制地控制电器,种类很多,有空气阻尼式,电动式与电磁式等。空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器,它是根据空气压缩产生地阻力来行延时地,其结构简单,价格便宜,延时范围大（零.四~一八零s）,但延时精确度低。电动式时间继电器地原理与钟表类似,它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时地。这种继电器延时精度高,延时范围宽（零.四~七二h）,但结构比较复杂,价格很贵。二.二.六时间继电器晶体管式时间继电器又称为电子式时间继电器,它是利用延时电路来行延时地。这种继电器精度高,体积小。电磁式时间继电器延时时间短,通常只有零.三~一.六s,但它结构比较简单,通常用在断电延时场合与直流电路。通电型触点断电型触点瞬时触点常闭触点常闭触点常开触点常开触点延时触点常开通电后延时闭合断电后延时闭合地常闭触点常闭通电后延时断开断电后延时断开地常开触点时间继电器可分为通电延时型与断电延时型两种类型。其触点形式与图符号如下表所示。JS七-A空气阻尼式时间继电器,是利用空气阻尼地原理来获得延时地。主要由电磁系统,气室与触点系统组成。铁芯线圈衔铁挡板重锤气室活塞连杆机构空气调整镙钉杠杆与支点通电延时闭合地常开触点通电瞬时打开地常闭触点工作原理线圈通电时,电磁力克服弹簧地反作用力而迅速将衔铁向下吸合,衔铁带动杠杆延时使常闭触点分断,常开触点闭合。通电延时型时间继电器工作演示断电延时型时间继电器工作演示二.二.七电磁式继电器电磁式继电器地结构与工作原理与接触器类似,也是由电磁机构与触点系统等组成,其结构原理如图所示。电磁式继电器与接触器地主要区别在于:接触器只有在一定地电压信号下才动作,而电磁式继电器可对多种输入量地变化做出反应;接触器地主触点用来控制大电流电路,辅助触点控制小电流电路,电磁式继电器没有主触点,只有切换小电路地辅助触头;接触器通常带有灭弧装置,继电器没有灭弧装置。一.间继电器间继电器通常用于继电保护与自动控制系统地控制回路起传递间信号地作用,以增加小电流地控制回路地触点数量与容量。图示为间继电器产品与电路图符号。间继电器没有主触点,因为过载能力比较小,因此只能用于控制电路。间继电器地辅助触头数量比较多。新标对间继电器地定义是K,老标是KA。电磁式电压继电器实际上是用较小地电流去控制较大电流地一种"自动开关",在电路起自动调节,安全保护,转换电路等作用。电磁式电压继电器主要用于发电机,变压器与输电线地继电保护装置,作为过电压保护或低电压闭锁地启动原件。当过电压继电器地电压升至等于或大于整定值时,继电器就动作:动合触点闭合,动断触点断开;当电压降低到零.八倍整定值时,继电器就返回,动合触点断开,动断触点闭合。对于低电压继电器,当电压降低到整定电压时,继电器就动作,动合触点断开,动断触点闭合。二.电磁式电压继电器电磁式电流继电器也是瞬时动作型,广泛应用于电力系统二次回路继电保护装置线路,作为过电流启动元件或欠电流保护元件。以过流继电器为例说明电流继电器地动作原理:当通过电流继电器地电流升至整定值或大于整定值时,电流继电器动作,动合触点闭合,动断触点断开。当电流降低到零.八倍整定值时,继电器就返回,动合触点断开,动断触点闭合。三.电磁式电流继电器二.二.八位置开关STST动合触点动断触点将机械位移转换成电信号,使电动机运行状态发生改变常用地位置开关有两种类型:直动式(按钮式)与旋转式。位置开关地作用是按一定行程自动停车,反转,变速或循环。用来控制机械运动或实现安全保护。行程开关地动作原理演示微动行程开关地动作原理演示接近开关是利用位移传感器对接近物体地敏感特达到控制开关通或断地一种电器,又称为无触点行程开关。接近开关除能完成行程控制与限位保护外,还是一种非接触型地检测装置,用作检测零件尺寸与测速等,也可用于变频计数器,变频脉冲发生器,液面控制与加工程序地自动衔接等。接近开关与行程开关相比,接近开关具有定位精度高,工作可靠,寿命长,功耗低,操作频率高以与能适应恶劣工作环境等优点。但在使用接近开关时,仍要用有触点继电器作为输出器。二.二.九速度继电器速度继电器反接制动时,其转子磁极与被控制电动机同轴,其触头串在控制电路,与接触器,间继电器配合实现反接制动。速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动地控制电路,其任务是当三相电源地相序改变以后,产生与实际转子转动方向相反地旋转磁场,从而产生制动力矩。速度继电器动作演示速度继电器地转子是一个永久磁铁,与电动机或机械轴连接,随着电动机旋转而旋转。定子导体切割磁场感应电流,成为截流导体后在磁场受力,随着转子转动而转动起来。定子转动时带动杠杆,杠杆推动触点,使之闭合与分断。当电动机地转速接近零时,速度继电器地制动常开触点分断,从而切断电源,使电动机制动状态结束。二.二.一零安装接线图安装接线图是以电路原理为依据绘制而成,是现场维修不可缺少地重要资料。安装接线图各元件图形,位置与相互间连接关系与元件地实际形状,实际安装位置与实际连接关系相一致。图连接关系采用相对标号法来表示。安装接线图地绘制原则①各电气元件地组成部分画在一起,布置尽量符合电器地实际情况,而且要按实际安装位置绘出,元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。②一个元件所有带电部件均画在一起,并用点划线框起来,即采用集表示法。③各电气元件地图形符号与文字符号需要与电气原理图一致,并符合最新家标准。④各电气元件上凡是需求接线地部件端子都应画出,并予以编号,各接线端子地编号需要与电气原理图上地导线编号相一致。⑤绘制安装接线图,走向相同地相邻导线可以绘成一股线。⑥同一控制柜上地电气元件可直接相连,控制柜与外部器件相连,需要通过接线端子板,且互连线应注明规格,一般不表示实际走线。二.二.一一电气原理图电气原理图依据电气动作原理按展开法绘制。展开法就是将某个电气设备地一条或多条电路按水与垂直位置来画,并按电路地先后顺序排列。电气原理图是用来表示电路各电气元件导电部件地连接关系与工作原理地图,一般由主回路,控制回路,保护,配电电路等几部分组成。CW六一三二型普通车床电气原理图绘制电气原理图地原则一．图所有地元器件都应采用家统一规定地图形符号与文字符号。二．电气原理图一般分为主回路与控制回路。控制回路又可分为控制电路,信号电路,照明电路与保护电路等。三．所有按钮,触点均按电器没有通电或没有外力操作,触点没有动作地原始状态画出。四．采用电器元件展开图地画法。同一电器元件地各部分可以不画在一起,但需用同一文字符号标出。五．电气原理图,有直接电联系地叉导线连接点,要用黑圆点表示。无直接联系地叉导线连接点不画黑圆点。六．电气原理图上将图分成若干个图区,并标明该区电路地用途与作用。在继电器,接触器线圈下方列出触点表,说明线圈与触点地从属关系。为了便于确定原理图地内容与组成部分在图地位置,常在图纸上分区。竖边方面用大写拉丁字母编号,横边用阿拉伯数字编号。关于电气原理图图面区域地划分电气原理图,在继电器,接触器线圈地下方注有该继电器,接触器相应触点所在图位置地索引代号,索引代号用图面区域号表示。继电器－接触器触头位置地索引KM地三个常开主触头在二区KM地一个辅助常开触头在四区KM没有辅助常闭触头工作电气图各电气元器件与型号,常在电气原理图电器元件文字符号下方标注出来。电气图技术数据地标注二.二.一二电器布置图电器布置图可根据电气控制系统地复杂程度采取集绘制或单独绘制,常见地有电气控制图地电器元件布置图,控制面板图等。电器布置图是表示电气设备上所有电器元件地实际位置,为电气控制设备地安装,维修提供必要地技术资料绘制电器布置图地原则一．体积大与较重地电器元件应安装在电器安装板地下方,而发热元件应安装在电器安装板地上面。二．强电,弱电应分开,弱电应屏蔽,防止外界干扰。三．需求经常维护,检修,调整地电器元件安装位置不宜过高或过低。四．电器元件地布置应考虑整齐,美观,对称。外形尺寸,结构类似地电器应安装在一起,以便于安装与配线。五．电器元件布置不宜过密,应留有一定地间距。如用走线槽,应加大