電氣控制原理知識(shí).ppt

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1、第一篇 電氣控制原理,第一章 常用低壓電器,第一節(jié) 電器的基本知識(shí),一電器的定義與分類 二電磁式電器的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn),低壓電器的定義,電器：是指能自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，以及對(duì)電路或非電路現(xiàn)象能進(jìn)行切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件。 低壓電器：通常是指交流1200V及以下與直流1500V及以下電路中起通斷、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備,低壓電器的分類,按控制作用分類 執(zhí)行電器 用來完成某種動(dòng)作或傳遞功率。例如：電磁鐵。 控制電器 用來控制電路的通斷。例如：開關(guān)、繼電器。 主令電器 用來控制其它自動(dòng)電器的動(dòng)作，以發(fā)出控制“指令”。例如：按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。 保護(hù)電器 用來保護(hù)電源、

2、電路及用電設(shè)備，使它們不致在短路、過載狀態(tài)下運(yùn)行，免遭損壞。例如：熔斷器、熱繼電器等。 按動(dòng)作方式分 自動(dòng)切換電器 按照信號(hào)或某個(gè)物理量的變化而自動(dòng)動(dòng)作的電器。例如：接觸器、繼電器等。 非自動(dòng)電器 通過人力操作而動(dòng)作的電器。例如：開關(guān)、按鈕等 。 按動(dòng)作原理分類 電磁式電器 它是根據(jù)電磁鐵的原理工作的。例如：接觸器、繼電器等。 非電磁式電器 它是依靠外力（人力或機(jī)械力）或某種非電量的變化而動(dòng)作的電器。例如：行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器、熱繼電器等。,電磁式電器的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn),電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)是電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能并帶動(dòng)觸點(diǎn)閉合或斷開。它通常采用電磁鐵

3、的形式，由電磁線圈、靜鐵心（鐵心）、動(dòng)鐵心（銜鐵）等組成，其中動(dòng)鐵心與動(dòng)觸點(diǎn)支架相連。 觸頭系統(tǒng) 觸頭系統(tǒng)屬于執(zhí)行部件 。它的作用是通過觸點(diǎn)的開、閉來通、斷電路的 。 滅弧裝置 電弧：是指觸頭在閉合和斷開（包括熔體在熔斷時(shí)）的瞬間，都會(huì)在觸頭間隙中由電子流產(chǎn)生弧狀的火花，這種由電氣原因造成的火花。,電磁機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)形式（三種） 吸引線圈：直流-瘦長(zhǎng)型，無骨架；交流-矮胖型有骨架 鐵心：直流-整塊鋼材；交流-硅鋼片疊鉚,電磁吸力與吸力特性,電磁吸力 FAT=f(時(shí)間、氣隙) ，吸力特性FAT=f(氣隙) 氣隙固定 交流線圈FAT是變量，直流線圈FAT是恒定 氣隙變化 交流線圈FAT氣隙變

4、化前后稍有變化 直流線圈FAT氣隙變化前后變化較大,觸頭系統(tǒng)：作用：執(zhí)行部分 材料：銅和銀 型式：橋式和指形,觸頭系統(tǒng),電弧與滅弧,產(chǎn)生原因：氣體電離放電 后果：燒觸頭 滅弧方法：1)電動(dòng)力滅弧-交流接觸器 2）磁吹滅弧-直流接觸器 3）柵片滅弧-交流電器 4）窄縫滅弧（滅弧罩）-交流、直 流接觸器,第二節(jié) 開關(guān)電器,刀開關(guān) 轉(zhuǎn)換開關(guān) 斷路器 漏電開關(guān),刀開關(guān),作用：手動(dòng)；不頻繁通斷電路；隔離 類型 ：大電流開關(guān)、開啟式開關(guān)（HK2）、封閉式開關(guān)、 刀熔開關(guān),圖1-7 膠蓋瓷底刀開關(guān)的結(jié)構(gòu) 1出線盒 2熔絲 3動(dòng)觸頭 4手柄 5靜觸頭 6電源進(jìn)線座

5、7瓷座 8膠蓋 9接用電器,1 組成：手柄、觸刀、靜插座、底板,參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力、動(dòng)穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流,選擇1）額定電壓=電路電壓 2）額定電流=電路電流 3）類型 使用注意事項(xiàng)：安裝方向和上下接線端 圖形符號(hào),第三節(jié) 熔斷器,作用：短路保護(hù)和嚴(yán)重過載 工作原理：熔斷器是串聯(lián)連接在被保護(hù)電路中的，當(dāng)電路電流超過一定值時(shí)，熔體因發(fā)熱而熔斷，使電路被切斷，從而起到保護(hù)作用 類型：插入式RC1A 螺旋式RL1 封閉管式（無填料RM10和有填料RT0） 新型,熔斷器選擇、圖形符號(hào)與文字符號(hào),熔斷器的選用主要包括類型選擇和熔體額定電流的確定 類型選擇 使用場(chǎng)合 安裝條件 負(fù)載要

6、求 熔體額定電流選擇 1、電阻性負(fù)載或照明電路，這類負(fù)載起動(dòng)過程很短，運(yùn)行電流較平穩(wěn)，一般按負(fù)載額定電流的11.1倍選用熔體的額定電流，進(jìn)而選定熔斷器的額定電流 2、電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載，這類負(fù)載的起動(dòng)電流為額定電流的47倍，一般選擇熔體的額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5倍。這樣一般來說,熔斷器難以起到過載保護(hù)作用,而只能用作短路保護(hù),過載保護(hù)應(yīng)用熱繼電器才行。 對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī),要求多臺(tái)IFU（1.52.5）INMAX+IN 式中IFU熔體額定電流（A）, INMAX最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流（A） 3、為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)（供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一

7、級(jí)（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級(jí)（供電支線）大12個(gè)級(jí)差。 圖形符號(hào)與文字符號(hào),第四節(jié) 主令電器,主令電器是控制系統(tǒng)中專用發(fā)布控制指令的電器 常用主令電器：控制按鈕 行程開關(guān)和接 近開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器和凸輪控制器,控制按鈕,是一種簡(jiǎn)單的手動(dòng)開關(guān)， 通常用于發(fā)出操作信號(hào)， 接通或斷開電流較小的控制電路， 以控制電流較大的電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備的運(yùn)行。 按鈕的結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào),控制按鈕常用型號(hào)（撳鈕式，緊急，鑰匙，旋轉(zhuǎn)）,位置開關(guān) （行程開關(guān)和接近開關(guān)）,行程開關(guān)的功能是相應(yīng)于移動(dòng)機(jī)械的位置產(chǎn)生電信號(hào),接近開關(guān) （無觸點(diǎn)開關(guān)）,接近并關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，它具有工作可靠、壽命長(zhǎng)、

8、精度高等優(yōu)點(diǎn)。它的用途除行程控制和限位保護(hù)外，還可作為檢測(cè)金屬變換運(yùn)動(dòng)方向、檢測(cè)零件尺寸、液面控制及用作無觸點(diǎn)無噪聲、動(dòng)作靈敏、體積小、耐振、操作頻率簡(jiǎn)和定位 常用型號(hào) 高頻振蕩型（LJ2、3SG） 電容型 永磁型 （接近開關(guān)以高頻振蕩型最常用它占全部接近開關(guān)產(chǎn)量的80以上。） 外型與圖形符號(hào)、文字符號(hào),萬能轉(zhuǎn)換開關(guān),外形圖與結(jié)構(gòu)示意圖,圖1-12 LW12萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)圖形符號(hào)與文字符號(hào)（SA）,第五節(jié)接觸器,接觸器能頻繁的接通或斷開交直流主電路 具有低壓釋放的功能 分為交流接觸器和直流接觸器兩種 交流接觸器 結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)(直動(dòng)式、轉(zhuǎn)動(dòng)式)， 觸頭系統(tǒng)（主、副），

9、 滅弧裝置， 其他部件,,,主觸點(diǎn)接線,控制線圈接線,,,,線圈,交流接觸器結(jié)構(gòu)圖,直流接觸器結(jié)構(gòu)：區(qū)別交流接觸器,直流接觸器,接觸器主要參數(shù) 與常用系列,主要參數(shù) 額定電壓：主觸頭（220、380、660） 額定電流：主觸頭 （10800） 線圈電壓（/36、127、220、380/-24、48） 其他（操作頻率、機(jī)械和電氣壽命等） 常用系列 交流 CJ10 CJX1 B LC1-D 直流 CZ0 CZ18,型號(hào)意義,,接觸器圖形符號(hào)與文字符號(hào),接觸器選擇,類型 額定電壓 額定電流 線圈電壓與頻率,接觸器型號(hào)含義,第六節(jié)繼電器,一 定義和分類 繼電器是一種根

10、據(jù)電或非電信號(hào)的變化來接通或斷開小電流電路的自動(dòng)控制電器。電磁式 ：電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器 ，時(shí)間繼電器 非電量 ：速度繼電器 ，熱繼電器，（時(shí)間繼電器）溫度繼電器 等 二 電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器 1：電流繼電器KI-與被控制電路串聯(lián)，以反映電路電流的變化。有欠電流和 過電流兩種 2：電壓繼電器KV-與被控制電路并聯(lián)以反映電路電壓的變化。根據(jù)動(dòng)作電壓的大小有過電壓、欠電壓、零電壓之分 3：中間繼電器KA -實(shí)質(zhì)上為電壓繼電器。但觸頭對(duì)數(shù)較多，觸頭容量較大（額定電流5-10A），動(dòng)作靈敏 電磁式繼電器與接觸器異同 結(jié)構(gòu)與工作原理和接觸器基本相同 ；對(duì)反應(yīng)對(duì)象、控制對(duì)象

11、、觸點(diǎn)數(shù)量、滅 弧裝置繼電器與接觸器不同，觸發(fā)器 的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的 觸頭只能通過小電流。中間繼電器只能用于控制電路中 圖形符號(hào)與文字符號(hào),三 速度繼電器,用途 速度繼電器主要用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。 結(jié)構(gòu)及工作原理 符號(hào),a）外形 b）結(jié)構(gòu)圖,四 時(shí)間繼電器,作用：利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通或斷開的自動(dòng)控制電器，用于控制動(dòng)作時(shí)間 類型：空氣式、電子式、（電磁式、電動(dòng)式） 空氣式時(shí)間繼電器 圖形符號(hào)與文字符號(hào)（KT）,通電延時(shí),線圈通電,,輔助觸頭動(dòng)作,T秒后,,延時(shí)觸頭動(dòng)作,空氣式時(shí)間繼電器示意圖,,通 電 式,瞬 時(shí) 動(dòng) 作,延 時(shí)

12、動(dòng) 作,常閉觸點(diǎn),常開觸點(diǎn),常開 通電后 延時(shí)閉合,常閉 通電后 延時(shí)斷開,,,,,,,,時(shí)間繼電器觸頭類型,五 熱繼電器,作用：利用電流的熱效應(yīng)制成的保護(hù)電器 功能：過載保護(hù) 外型,a） 外形 b）結(jié)構(gòu)圖 電流整定裝置 2主電路接線柱 3復(fù)位按鈕 4常閉觸頭 5動(dòng)作機(jī)構(gòu) 6熱元件 31常閉觸頭接線柱 32公共動(dòng)觸頭接線柱 33常開觸頭接線柱,熱繼電器圖形符號(hào)及文字符號(hào)：,圖形符號(hào),串聯(lián)在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,熱繼電器選擇,1、類型 熱繼電器有單相、二相及三相式，其中三相式還分為有斷相保護(hù)（用于電動(dòng)機(jī)連接情況）和無斷相保護(hù)的。 2、熱元件額定電流和整定電流 每一種熱繼電器可裝不

13、同額定電流的熱 元件，整定電流，發(fā)熱元件不變形產(chǎn)生動(dòng)作,電氣控制圖的繪制規(guī)則,原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分：主電路就是從電源到電動(dòng)機(jī)大電流通過的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等，由繼電器和接觸器的線圈、繼電器的觸點(diǎn)、接觸器的輔助觸點(diǎn)、按鈕、照明燈、信號(hào)燈、控制變壓器等電器元件組成。 控制系統(tǒng)內(nèi)的全部電機(jī)、電器和其它器械的帶電部件，都應(yīng)在原理圖中表示出來。 原理圖中各電器元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)，文字符號(hào)也要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 原理圖中，各個(gè)電氣元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排。同一元器件的各個(gè)部件可以不畫在一起

14、。例如，接觸器、繼電器的線圈和觸點(diǎn)可以不畫在一起。 圖中元件、器件和設(shè)備的可動(dòng)部分，都按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的開閉狀態(tài)畫出。例如，繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按吸引線圈不通電狀態(tài)畫；主令控制器、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫；按鈕、行程開關(guān)的觸點(diǎn)按不受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫等。 電氣元件應(yīng)按功能布置，并盡可能按水平順序排列，其布局順序應(yīng)該是從上到下，從左到右。電路垂直布置時(shí)，類似項(xiàng)目宜橫向?qū)R；水平布置時(shí)，類似項(xiàng)目應(yīng)縱向?qū)R。 電氣原理圖中，有直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示；無直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)。,電氣原理圖圖面區(qū)域的劃分和符號(hào)位置的索引,符號(hào)位置的索引

15、 圖號(hào) 頁次 圖區(qū)號(hào) 見圖上方：1、2、13圖區(qū)號(hào) 圖區(qū)號(hào)下方：對(duì)應(yīng)的元件或電路功能,,,,,圖1-8,第二節(jié) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)控制線路,一 單相全壓?jiǎn)?dòng)控制線路 1、起保停電路 1）工作原理（自鎖） 起動(dòng)（SB2） 停止（SB1） 2）保護(hù)環(huán)節(jié) 短路 過載 欠電壓保護(hù)與失電壓保護(hù),,,,,,C,控制電路,2、點(diǎn)動(dòng)控制,3、點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)控制,,KM,二、 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路,KM反,*必須保證兩個(gè)接觸器不能同時(shí)工作!,,正轉(zhuǎn),停止,反轉(zhuǎn),1、正-停-反,,,,,,正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn),熔焊,2、正-反-停（雙重互瑣）,,A,C,FR,正轉(zhuǎn)

16、,反轉(zhuǎn),3、行程控制,4、順序控制,第三節(jié) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制線路,減壓起動(dòng)的目的與方法 目的：減小起動(dòng)電流，當(dāng)P10KW或（3/4+電源容量/4*P） <起動(dòng)電流/電機(jī)額定電流，考慮減壓起動(dòng)。 方法：1、定子串電阻 2、Y-減壓起動(dòng)控制線路 3、自耦變壓器減壓起動(dòng)控制線路 4、延邊三角形減壓起動(dòng)控制線路,一定子串電阻減壓起動(dòng)控制線路,1、工作原理分析（b圖） ）合上QS ， 按下SB2 ，KM1線圈吸合 ， KM1主觸點(diǎn) 閉合-電動(dòng)機(jī)M串電阻減壓運(yùn)轉(zhuǎn)、KM1輔助常開觸點(diǎn)閉合-自鎖 、KT線圈吸合-KT延時(shí)時(shí)間，延時(shí)到， KT常開觸點(diǎn)閉合，KM2線

17、圈吸合，KM2主觸點(diǎn)閉合電動(dòng)機(jī)-M全壓運(yùn)轉(zhuǎn)、KM2輔助觸點(diǎn)斷開KM1、KT線圈失電，KM2輔助觸點(diǎn)閉合-自鎖。 ）按下SB1，KM2線圈斷電，KM2主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)M停止。2、特點(diǎn),二Y-減壓起動(dòng)控制線路,定義：起動(dòng)電動(dòng)機(jī)接成Y，運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī) 接成， 條件：1、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)允許接成 2、電動(dòng)機(jī)有6個(gè)出線端 3、空載或輕載（起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 為1/3） 特點(diǎn)：線路簡(jiǎn)單，操作方便；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,KM,FU,Q,,,FR,,,,,,,,,,A,x,B,y,C,z,主電路,電機(jī)的Y起動(dòng)主電路,,,,按SB2KM、KM-Y通電，Y起動(dòng)；,按SB3

18、KM-Y斷電KM-通電，運(yùn)行。,Y 起動(dòng)控制電路（按鈕控制）,,,,按SB2KM、KM-Y通電，Y起動(dòng),延時(shí)t后KM-Y斷電、KM-通電，運(yùn)行,Y 起動(dòng)控制電路（時(shí)間繼電器控制）,第六節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路,制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)方法：反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、再生發(fā)電制動(dòng) 實(shí)質(zhì)：M與n相反,一 反接制動(dòng)控制線路,二 能耗制動(dòng)控制電路 （時(shí)間控制）,（速度原則）,無變壓器單管能耗制動(dòng)控制電路,第八節(jié) 電氣控制的保護(hù)環(huán)節(jié),常用的保護(hù)環(huán)節(jié)： 1、電流型保護(hù)短路、 過流、過載 2、電壓保護(hù)過壓、失壓 3、其它保護(hù)弱滋、超速、 極限保護(hù)等,短路保護(hù),過電流保護(hù),過載保護(hù),1、 采用熱繼電器作為過載保護(hù)元件。 2、 由于熱慣性的關(guān)系，熱繼電器不會(huì) 受短路電流的沖擊而瞬時(shí)動(dòng)作 3、 當(dāng)有810倍額定電流通過熱繼電器時(shí)，有可能使熱繼電器的發(fā)熱元件燒壞，所以，在使用熱繼電器作過載保護(hù)時(shí)，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用。,失壓保護(hù)與欠壓保護(hù),1、 常用電磁式電壓繼電器實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù) 2、 失壓保護(hù)采用接觸器的自鎖控制電路來實(shí)現(xiàn),,分析保護(hù)環(huán)節(jié)68,