电工学-第6章电气自动控制.

第6章上页下页返回6电气自动控制6.1低压电器6.2异步电动机的控制电路6.3综合应用实例第6章上页下页返回6.1低压电器手动电器自动电器控制电器保护电器：开关、按钮、组合开关…：接触器、继电器…：开关、接触器、继电器…：熔断器、热继电器…常用低压电器第6章上页下页返回6.1.1闸刀开关与组合开关控制对象：380V，5.5kW以下小电机考虑到电机较大的起动电流，闸刀开关的额定电流值应选择：(3~5)*异步电机额定电流电路符号Q刀片（动触点）刀座（静触点）M3~QFU3~闸刀开关第6章上页下页返回闸刀开关的实物图片第6章上页下页返回闸刀开关的实物图片单刀开关双刀开关三刀开关第6章上页下页返回组合开关有多对静、动触点。与闸刀开关相比，体积小、使用方便、通断电路能力高。在机床控制电路中多使用组合开关作为电源的引入开关。转轴静触片动触片手柄各对触片同时通断各对触片顺序通断第6章上页下页返回作用：用于短路保护。结构：熔体、外壳。种类：插入式、螺旋式、管式、填料式。熔断器熔体的额定电流IFN：4A、6A、10A、15A、20A、25A、35A、60A、80A、…熔断器的选择方法：无冲击电流电路：IFN≥Imax（工作电流）有冲击电流电路：IFN≥(2~4)IMN安秒特性tIFO6.1.2熔断器电路符号FU第6章上页下页返回熔断器第6章上页下页返回有填料螺旋式熔断器熔断体底座快速熔断体作为半导体器件及其成套设备的短路保护有填料快速和延时熔断器延时熔断体主要作为电动机的过载和短路保护第6章上页下页返回有填料封闭管式熔断器熔断体底座熔断体底座熔断体单极底座二极底座三极底座第6章上页下页返回6.1.3按钮动触片弹簧SB常闭按钮动断触点SB常开按钮动合触点联动触点静触片SB复合按钮第6章上页下页返回按钮实物图第6章上页下页返回3~i6.1.4自动空气断路器－空气开关1.断路器的工作原理第6章上页下页返回6.1.4自动空气断路器－空气开关1.断路器的工作原理3~i第6章上页下页返回6.1.4自动空气断路器－空气开关1.断路器的工作原理3~i断路器=闸刀开关+熔断器+热继电器+欠电压继电器第6章上页下页返回空气开关实物图片第6章上页下页返回功能：用来接通或切断电动机或其他负载的主电路的一种控制电器。6.1.5交流接触器第6章上页下页返回1.接触器的基本结构第6章上页下页返回常开触点常闭触点主触点辅助触点线圈通电衔铁被吸合触点闭合或断开接通或断开被控制电路静铁心吸引线圈衔铁2.接触器的工作原理具有灭弧能力第6章上页下页返回~自然状态通电状态第6章上页下页返回3.接触器的图形符号和文字符号KM常开触点KM常闭触点KMKM常开触点KM常闭触点KM线圈主触点辅助触点接触器的技术指标额定工作电压、电流、触点数目等。第6章上页下页返回6.1.6继电器继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。中间继电器电压继电器电流继电器时间继电器（具有延时功能）热继电器（做过载保护）…...继电器类型：第6章上页下页返回热继电器结构工作原理发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。双金属片i发热元件扣板常闭触点第6章上页下页返回断开功能：过载保护。常闭触点FR发热元件FRi串联在主电路中串联在控制电路中第6章上页下页返回热继电器的实物图片第6章上页下页返回3UA系列热继电器3RB电子式热继电器热继电器的实物图片第6章上页下页返回电机起动、停车（点动、连续运行、多地点控制、顺序控制等）电机正反转控制行程控制时间控制速度控制……6.2异步电动机的控制电路第6章上页下页返回6.2.1电动机的直接起动控制一、点动控制原理辅助电路主电路M3~动合主触点3~起动按钮动铁心静铁心M3~点动!连续运行怎么办?第6章上页下页返回二、长动控制原理M3~动合主触点3~起动按钮动铁心静铁心停止按钮自锁怎样停止?第6章上页下页返回二、长动控制原理M3~动合主触点起动按钮动铁心静铁心3~M3~停止按钮自锁解除第6章上页下页返回KM闸刀开关起隔离作用二、长动控制原理图M3~QFU3~KMSBstpSBstKMSBst操作顺序①接通电源②起动第6章上页下页返回KM二、长动控制原理图M3~QFU3~KMSBstpSBstKMSBstpM3~停止按钮自锁触点起动按钮短路保护操作顺序①接通电源②起动③停止④断开电源第6章上页下页返回KM短路保护过载保护失压(欠电压)保护单方向起动连续运行控制三、增加保护措施的控制电路M3~QFUL1L2L3KMSBstpSBstKMM3~FRFR第6章上页下页返回6.2.2电动机的正反转控制M3~KMFQL1L2L3FR×××SBstpSBstFKMFFRKMFSBstRKMRKMRSBstpRKMR需要两个停止按钮？第6章上页下页返回SBstFSBstF×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRSBstRKMRKMFKMRKMRSBstp操作步骤：①合闸②正转起动③正转停止M3~第6章上页下页返回SBstFSBstR×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRSBstRKMRKMFKMRKMRSBstp操作步骤：①合闸②正转起动③正转停止M3~④反转起动⑤反转停止第6章上页下页返回SBstRSBstRSBstF×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRKMRKMFKMRKMR正转运行时反转起动，会发生什么情况？怎样保证错误操作系统不动作？M3~第6章上页下页返回SBstRSBstF×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRKMRKMFKMRKMRKMR怎样保证错误操作系统不动作？——互锁！KMF互锁触点第6章上页下页返回SBstRSBstRSBstF×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRKMRKMFKMRKMRKMR怎样保证错误操作系统不动作？——互锁！KMF正转运行时反转控制支路被断开第6章上页下页返回SBstRSBstF×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRKMRKMFKMRKMRKMFKMR怎样保证错误操作系统不动作？——互锁！SBstF反转运行时正转控制支路被断开第6章上页下页返回SBstRSBstRSBstRSBstRSBstF×××KMFQL1L2L3FRM3~SBstpKMFFRKMRKMFKMRKMRM3~SBstF机械互锁电路第6章上页下页返回正反转控制的双重互锁SBstRSBstFSBstpKMFFRKMRKMFKMRSBstRSBstFKMRKMF第6章上页下页返回6.2.3行程控制一、行程开关（限位开关）用于位置检测，实现限位保护、行程控制、自动切换等。要由机械撞击实现触点动作。顶杆常闭触点常开触点弹簧常闭触点ST常开触点ST第6章上页下页返回STBSTA行车AB二、行程控制举例STB1STA1正转反转刨床BASTA1STB1STA1STB1第6章上页下页返回SBstRSBstFSBstpKMFFRKMFKMRKMRKMRKMF[例6.2.1]到位停车的行程控制。STB1正转到位：撞击STA1，正转停车。反转到位：撞击STB1，反转停车。STA1断开断开第6章上页下页返回SBstRSBstFSBstpKMFFRKMFKMRKMRKMRKMF[例6.2.2]自动往复运动的行程控制。STB1正转到位：撞击STA1，正转停车，反转起动。反转到位：撞击STB1，反转停车，正转起动。STA1STB1STA1断开断开闭合闭合第6章上页下页返回6.2.4时间控制一、时间继电器1.时间继电器的分类(1)按延时机构的不同分类电磁式、空气阻尼式、电动机式、电子式。(2)按触点延时动作的不同分类通电延迟式、断电延迟式。5s以内0.4~180s几秒~几小时延时准确第6章上页下页返回2.空气阻尼式时间继电器微动开关1微动开关2静铁心衔铁线圈活塞杆橡皮膜撞块杠杆托板释放弹簧恢复弹簧排气孔进气孔第6章上页下页返回时间继电器的图形符号和文字符号延时闭合常闭触点延时断开常开触点通电延时式断电延时式延时闭合常开触点延时断开常闭触点线圈KTKT触点KTKTKT半圆开口方向是触点延时动作的指向第6章上页下页返回3RP电子式时间继电器时间继电器多段式限时继电器第6章上页下页返回主电路KM△KMYKMFRQ3~二、电机Y－起动控制第6章上页下页返回KMKMYFRKM△KM△KM△KMYY－△起动控制电路SBstSBstSBstpKTKTKMYKMKTKMY自锁互锁互锁开始计时主电路接通计时时间到主电路Y接法解除主电路换接成△KT恢复主电路接成Y第6章上页下页返回KM2FR2KM2SBstSBstpKM1KM1FR1[例6.2.3]M1起动后，M2延时起动。KTKTKM2第6章上页下页返回6.2.5顺序联锁控制控制多台电动机之间的起动、停止顺序。M23~M13~一般要求：①M1先起动，M2后起动；②M2先停止，M1后停止。皮带轮传输第6章上页下页返回SB2KM2KM2SB4FR2SB1SB3KM1FR1KM1[例6.2.4]两台电动机的顺序联锁控制电路。×××KM1QL1L2L3FR1M3~M13~KM2FR2M3~M23~KM1要求：①M1起动以后M2才能起动。②M2停止以后M1才能停止。第6章上页下页返回SB2SB2SB1SB1KM1KM2KM1KM2×××KM1QL1L2L3FR1M3~M13~KM2FR2M3~M23~SB3FR1SB4KM1FR2操作步骤：①合闸②起动M1③起动M2KM1第6章上页下页返回SB2SB2KM1KM2KMFKM2×××KM1QL1L2L3FR1M3~M13~KM2FR2M3~M23~SB1SB3FR1SB4FR2KM1操作步骤：①合闸②起动M1③起动M2第6章上页下页返回SB3SB3SB2KM1KM2KM1KM2×××KM1QL1L2L3FR1M3~M13~KM2FR2M3~M23~SB1FR1SB4FR2KM1④操作SB3时，M1、M2均停止。⑤操作SB4时，只有M2停止。M13~M23~KM1操作步骤：①合闸②起动M1③起动M2第6章上页下页返回SB3SB3SB2KM1KM2KM1KM2×××KM1QL1L2L3FR1M3~M13~KM2FR2M3~M23~SB1FR1SB4FR2KM1要求：①M1起动以后M2才能起动。②M2停止以后M1才能停止。怎样满足？KM2第6章上页下页返回KM1KM2KM1KM2KM1SB2×××KM1QL1L2L3FR1M3~M13~KM2FR2M3~M23~SB1SB3FR1SB4FR2KM2SB3KM1M13~M23~SB4要求：①M1起动以后M2才能起动。②M2停止以后M1才能停止。第6章上页下页返回结论不可以!两台电机各自要有独立的电源，这样连接，主触点(KM1)的负荷过重。这样实现顺序控制可不可以?×××KM1QL1L2L3FR1M3~KM2FR2M3~第6章上页下页返回6.3综合应用实例多个地点控制同一台电动机。既能点动又能连续运行的控制。行程控制与时间控制的综合应用。多台电动机的顺序联锁控制。第6章上页下页返回[例6.3.1]甲、乙两地同时控制一台电动机。KMSB1SB2KMSB4FRSB3乙地甲地第6章上页下页返回方法1：用复合按钮。[例6.3.2]电动机既能点动又能连续运行的控制。※哪一个是点动按钮？哪一个是连续运行按钮？※缺点：动作不够可靠。点动连续运行KMSB1SB2KMSB3FR第6章上页下页返回方法2：使用中间继电器（KA）。KASB1SB2KASB3FRKAKM点动连续运行※哪一个是点动按钮？哪一个是连续运行按钮？第6章上页下页返回[例6.3.3]设计运料小车的控制电路。控制要求如下。小车起动后，前进到A地，然后做以下往复运动：到A地后停2min等待装料，然后自动走向B地；到B地后停1min等待卸料，然后自动