电气控制线路的基本环节ppt课件.ppt

第2章 电气控制线路的基本环节 2 1 电气控制线路的绘制 2 2 三相异步电动机直接启动控制 2 3 三相笼型电动机降压启动控制 2 4 三相绕线转子电动机启动控制 2 5 三相异步电动机的正反转控制 2 6 三相异步电动机的制动控制 2 7 三相异步电动机的调速控制 2 8 其它基本环节 第2章 电气控制线路的基本环节 电气控制线路 将各种有触点的继电器 接触器 按钮 行程开关等电 器元件 按一定方式连接起来组成的控制线路 作用 实现对电力拖动系统的启动 反向 制动和调速控制 实现对拖 动系统的保护 满足生产工艺要求 实现生产加工自动化 本章内容 主要介绍组成电气控制线路的基本环节 电气控制线路的分 析阅读方法 2 1 电气控制线路的绘制 表达电气控制系统的结构 原理 便于进行电器元件的安装 调整 使 用和维修 使用统一规定的电气图形符号和文字符号 2 1 1 常用电气图形 文字符号 规定从1990年1月1日起 电气控制线路中的图形和文字符号必须采用新 标准 GB4728 1984 电气图用图形符号 GB6988 1987 电气制图 GB7159 1987 电气技术中的文字符号制定通则 第2章 电气控制线路的基本环节 常用电气图形 文字符号 新旧对照表2 1 P45 2 1 2 电气原理图 表示电路的工作原理 各电器元件的作用和相互关系 而不考虑电路元 器件的实际安装位置和实际连线情况 绘制原则 1 线路分为主电路和控制电路 主电路画在左侧 用粗实线绘出 控制 电路画在右侧 用细实线绘出 2 同一电器元件的各导电部件 如线圈和触点 通常不画在一起 但需 用同一文字符号标明 同种类电器元件 可在文字符号后面加数字序号下 标表示 3 所有电器元件的触点均按 平常 状态绘出 如按钮 行程开关 是指 没有受到外力作用时的触点状态 4 主电路标号由文字符号和数字组成 如三相交流电源引入线用L1 L2 L3标号 电源开关后的三相主电路分别标U V W 5 控制电路标号由三位或三位以下数字组成 交流控制电路一般以主要 压降元件 如线圈 为分界 横排时 左侧用奇数 右侧用偶数 第2章 电气控制线路的基本环节 竖排时 上面用奇数 下面用偶数 直流控制电路中 电源正极按奇数 标号 负极按偶数标号 图2 1 笼型电动机启动 停止控制线路 2 1 3 电气安装接线图 表示电器元件在设备中的实际安装位置和接线情况 第2章 电气控制线路的基本环节 绘制原则 1 同一电器元件的各部件必须 画在一起 各电器元件在图中的 位置 应与实际安装位置一致 2 不在同一控制柜或配电屏上 的电器元件的电气连接必须通 过端子排进行 电器元件的文 字符号及端子排的编号应与原 理图一致 3 走向相同的多根导线可用单 线表示 4 连接导线应标明规格 型号 根数和穿线管的尺寸 图2 2 笼型电动机启动 停止控制线路安装接线图 第2章 电气控制线路的基本环节 2 2 三相异步电动机直接启动控制 直接启动也称全压启动 启动时 电源电压全部加在定子绕组上 电动机的启动电流达到额定电流的4 7倍 对电网具有大的冲击 主要用于小容量电动机的启动 2 2 1 采用刀开关直接启动控制 适用于冷却泵 小型台钻 砂轮机 电动机的启动 图2 3 刀开关直接启动控制线路 第2章 电气控制线路的基本环节 2 2 2 三相笼型电动机单向运转控制 1 电路组成 见图2 1示 具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路 主电 路由电源隔离开关QS 熔断器FU1 接触器KM的主触头 热继电器 FR的发热元件 电动机M组成 控制电路由熔断器FU2 接触器KM 的常开辅助触头和线圈 停止按钮SB1 起动按钮SB2 热继电器 FR的常闭触头组成 2 工作过程 1 启动 KM自锁触头闭合 合上QS 按下SB KM线圈得电 KM主触头闭合 电动机M通电启动运行 2 停止 KM自锁触头断开 按下SB1 KM线圈断电 主电路断电 电动机M停转 KM主触头断开 第2章 电气控制线路的基本环节 短路保护 由熔断器FU实现 过载保护 由热继电器FR实现 欠电压 失电压保护 通过接触器KM的自锁环节实现 2 3 三相笼型电动机降压启动控制 直接启动 控制线路简单 经济 操作方便 但对容量较大的电动机 起 动电流大 电网电压波动大 降压启动 启动时将电源电压适当降低 启动完毕再将电压恢复到额定值 运行 以减小启动电流对电网和电动机本身的冲击 分类 定子绕组串电阻降压启动 Y 换接降压启动 自耦变压器降压启 动 延边三角形降压启动等 2 3 1 定子绕组串电阻降压启动 启动时 在三相定子电路串接电阻R 使加在电动机绕组上的电压 降低 启动完成后将电阻R短接 电动机加额定电压正常运行 按时间原则控制 利用时间继电器延时动作来控制各电器元件的先 后顺序动作 线路工作过程 第2章 电气控制线路的基本环节 图2 4 定子绕组串电阻启动控制线路 1 启动 KM1自锁触头闭合 合上电源开关QS 按下SB2 KM1线圈得电 KM1主触头闭合 电动机串联电阻R后启动 KM1常开触头闭合 KT线圈得电 KM2线圈得电 第2章 电气控制线路的基本环节 KM2自锁触头闭合 KM2主触头闭合 短接电阻R 电动机M全压运行 KM2常闭触头断开 KM1 KT线圈断电释放 2 停止 按下SB1 KM2线圈断电释放 M断电停止 特点 不受电动机接线形式限制 线路简单 常用于中小型机床中 限制点动调整电流 如C650型车床 T68型卧式镗床 T612型卧式 镗床等 2 3 2 Y 星形 三角形 降压启动 只适用于正常工作时定子绕组作三角形联接的电动机 方法 启动时 先将定子绕组接成星形 使每相绕组电压为额定电 压的 启动完成再恢复成三角形接法 使电动机在额定电 压下运行 特点 启动设备成本低 方法简单 容易操作 但启动转矩只有额 定转矩的1 3 第2章 电气控制线路的基本环节 图2 5 Y 降压启动控制线路 线路工作过程 1 启动 KM1自锁触头闭合 合上QS 按下SB2 KM1线圈得电 KMY线圈得电 主触头闭合 电动机M星形启动 KM1主触头闭合 KMY线圈断电 KT线圈得电延时 KM 线圈得电 KM1线圈仍得电 M接成三角形运行 第2章 电气控制线路的基本环节 2 停止 按下SB1 KM1 KM 线圈断电释放 M断电停止 图2 5是利用时间继电器实现自动控制 图2 6是手动控制的Y 降压启动线路 图2 6 手动Y 启动器结构及控制线路 特点 结构简单 操作方便 不需控制电路 直接用手动方式扳动 手柄 切换主电路达到降压启动的目的 第2章 电气控制线路的基本环节 2 3 3自耦变压器降压启动 依靠自耦变压器的降压作用限制电动机的启动电流 方法 自耦变压器次级与电动机相联 启动时 定子绕组得到电压 是自耦变压器二次电压 启动完毕将自耦变压器切除 电动机直 接接电源 全电压运行 图2 7 定子串自耦变压器降压启动控制线路 第2章 电气控制线路的基本环节 线路工作过程 1 启动 合上电源开关QS KM1线圈得电 KM1主触头和辅助触头闭合 M定子串自耦变压器降压启动 按下SB2 KT延时断开的常闭触头断开 KM1线圈断电 切除自耦变压器 KT线圈得电延时 KT延时闭合常开触头闭合 KM2线圈得电 KM2主触头闭合 M加全电压运行 2 停止 按下SB1 KT和KM2线圈断电释放 M断电停止 特点 在获取同样启动转矩情况下 从电网获取电流相对电阻降压 启动要小得多 对电网冲击小 功率损耗小 但自耦变压器价格 高 主要用于容量较大 正常运行为星形接法的电动机启动 2 3 4 延边三角形降压启动 比较 Y 降压启动优点多 但启动转矩太小 延边三角形降压 启动兼取星形联接启动电流小 三角形联接启动转矩大的优点 第2章 电气控制线路的基本环节 适用于定子绕组特别设计的 电动机 定子每相绕组有三 个端子 整个定子绕组共有 九个出线端 其端子联接方 式如图2 8示 图2 8 延边三角形 三角形端子的联接方式 方法 启动时 将电动机定子绕组接成延边三角形 启动结束后 再换成三角形接法 线路工作过程 第2章 电气控制线路的基本环节 图2 9 延边三角形降压启动控制线路 1 启动 合上电源开关QS 第2章 电气控制线路的基本环节 KM线圈得电并自锁 KM主触点闭合 M定子绕组端子1 2 3接电源 按下SB2 KMY线圈得电 KMY主触点闭合 M绕组端子 4 8 5 9 6 7 联接 M 接成延边三角形降压启动 延时断开的常闭触点断开 KMY线圈断电 KT线圈得电 延时 KM 线圈得 延时闭合的常开触点闭合 电 KM 主触点闭合 M绕组端子 1 6 2 4 3 5 相连接成三角形 全电压运 行 2 停止 按下SB1 KM KM KT线圈断电 M断电停止 特点 启动转矩大于Y 降压启动 不需专门启动设备 线路结 构简单 但电动机引出线多 制造难度大 2 4 三相绕线转子电动机启动控制 鼠笼式异步电动机在容量较大且需重载启动场合 增大启动转矩 与限制启动电流矛盾突出 绕线转子电动机可在转子绕组中串接外加电阻或频敏变阻器启动 达到减小启动电流 提高转子电路功率因数和增大启动转矩的 目的 第2章 电气控制线路的基本环节 2 4 1 绕线转子电动机串电阻启动控制 常用按电流原则和按时间原则二种控制线路 图2 10 按电流原则控制的绕线转子电动机串电阻启动线路 方法 启动电阻接成星形 串接于三相转子电路中 启动前 电 阻全部接入电路 启动过程中 电流继电器根据电动机转子电流 第2章 电气控制线路的基本环节 大小的变化控制电阻的逐级切除 KA1 KA3为欠电流继电器 吸 合电流值相同 但释放电流不一样 KA1释放电流最大 KA2次之 KA3释放电流最小 刚启动时 电流较大 KA1 KA3同时吸合 动作 全部电阻接入 随着转速升高 电流减小 KA1 KA3依次 释放 分别短接电阻 直到转子串接的电阻全部短接 线路工作过程 1 启动 合上电源开关QS KM主触点闭合 M转子串接全部电阻启动 按下SB2 KM线圈得电并自锁 中间继电器KA得电 为KM1 KM3通电作准备 随着转速升高 转子电流逐渐减小 KA1最先释放 其常闭触点闭合 KM1线圈得电 主触点闭合 短接 第一级电阻R1 M转速升高 转子电流又减小 KA2释放 其常闭触点闭合 KM2线圈得电 主触点闭合 短接第二级电阻R2 M转速再升高 转子电流再减小 KA3最后释放 常闭触点闭合 KM3线圈得电 主触点闭合 短接最后一段电阻R3 M启动过程结束 2 4 2 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制 转子串电阻起动 电阻逐级切除 起动电流和转矩突变 产生机 械冲击 且电阻本身粗笨 体积较大 能耗大 控制线路复杂 第2章 电气控制线路的基本环节 频敏变阻器启动 阻抗随电动机转速上升而自动平滑地减小 使电动机 平稳启动 结构和等效电路 图2 11 频敏变阻器的结构和等效电路 由铁心和绕组二个主要部分组成 一般做成三柱式 每个柱上有 一个绕组 实际是一个特殊的三相铁心电抗器 通常接成星形 Rd为绕组直流电阻 R为铁损等效电阻 L为等效电感 R L值与 转子电流频率有关 启动过程中 转子电流频率随转速变化 刚启动时 转速为零 第2章 电气控制线路的基本环节 转差率s 1 转子电流频率f2与电源频率f1的关系为f2 sf1 f1 频 敏变阻器的电感和电阻均为最大 转子电流受到抑制 随着转速 升高 s减小 f2下降 频敏变阻器的阻抗随之减小 实现平滑的 无级启动 图2 12 绕线转子电动机串接频敏变阻器启动控制线路 线路工作过程 1 启动 第2章 电气控制线路的基本环节 合上电源开关QS 按下SB2 KM1线圈得电并自锁 KM1主触点闭合 M转子电路串入频敏变阻器启动 KT线圈得电 延时闭合的常开触点闭合 KA得电并自锁 KM2得电 KM2 主触点闭合 短接频敏变阻器 同时 KM2辅助触点断开 KT断电 起动结束 2 停止 按下SB1 KM1 KM