电工学第7章电气自动控制

第7章电气自动控制7.1手动控制7.2起停自动控制7.3正反转控制7.4顺序联锁控制7.5行程控制7.6时间控制7.7可编程控制器第7章电气自动控制教学基本要求分析与思考题练习题返回主页第7章电气自动控制教学基本要求1.了解常用低压电器的基本结构和功能;2.掌握笼式异步电动机的起停控制和正反转控制电路以及电路的自锁和互锁方法;3.了解短路、过载和失压保护的方法；4.掌握顺序联锁以及行程和时间控制的原则;5.能读懂简单控制电路的原理图;6.初步掌握可编程序控制器的应用。返回第7章电气自动控制应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为继电接触控制。本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器，如闸刀开关、按钮、继电器、接触器等。具有保护作用的电气设备，统称为保护电器，如熔断器、热继电器等。按动作形式还可把低压电器分为：手动电器和自动电器。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制(一)刀开关（Q）1.作用：起接通电源的作用。分为：单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上三刀:用在三相上2.符号：Q7.1手动控制3.选择:选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流。返回下一节下一页图片第7章电气自动控制—它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。1.作用：短路保护2.符号：(二)熔断器（FU）FU3.选择熔体：对于无冲击电流的电路：如照明电路，IFN≥Im(Im为电路的最大电流)对于有冲击电流的电路：如电动机的起动，IFN≥(1.5～3)IMN若有几台电动机共用一熔断器，IFN≥(1.5～3)IMm+∑IMN上一页返回下一节下一页图片三刀开关的手动控制电路第7章电气自动控制（三）断路器（Q）—自动开关或空气开关1.作用:兼有刀开关和熔断器的作用。2.符号:Q×××3.动作原理:上一页返回下一节下一页图片断路器第7章电气自动控制1.作用:用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。2.结构：(一)按钮（SB）1—常闭触点或动断触点2—常开触点或动合触点7.2起停自动控制触点1触点2上一页返回下一节下一页上一节图片按钮按下按钮帽：常闭触点断开→常开触点闭合松开按钮帽：常开触点断开→常闭触点闭合第7章电气自动控制4.种类：联动按钮紧急按钮自锁按钮用指示灯表示其工作状态3.符号:动断触点动合触点SB上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制1.作用:接通或断开电路，利用电磁吸力的作用而动作的。2.结构:(二)交流接触器(KM)按状态分按用途分动合触点动断触点主触点辅助触点上一页返回下一节下一页上一节图片交流接触器电磁系统、触点第7章电气自动控制3.符号：KM动合主触点KM动断辅助触点KM线圈上一页返回下一节下一页上一节KM动合辅助触点第7章电气自动控制1.作用:用于过载保护,靠电流热效应产生动作的。2.结构与动作原理:(三)热继电器（FR）3.符号:发热元件FR动断触点FR上一页返回下一节下一页上一节图片热继电器第7章电气自动控制(四)中间继电器1.作用:用于辅助电路,弥补触点的不足。2.工作原理:与交流接触器相同。上一页返回下一节下一页上一节图片第7章电气自动控制(五)起停自动控制电路上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制继电接触控制线路由一些基本控制环节组成。在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，不考虑电器的结构和实际位置，突出电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.控制线路由主电路(被控制负载所在三相电路)和控制电路(控制主电路状态的单相电路)组成。3.同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制4.所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下的正常状态画出，即按通电前的状态绘制。5.与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一个电器的控制电路。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制（2）保护环节:短路保护过载保护失压保护(欠压保护)上一页返回下一节下一页上一节KMSBstKMSBstpFRQFUKMFR3~控制要求:（1）电动机直接起动的长动控制1.直接起动控制第7章电气自动控制练习题7.2.1下列电路能否控制电机起停?SBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMKMSBstpSBstKMKM能起动,不能停止。不能起动,且造成电源短路。非正常起动,且不能停止。只能点动。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制（2）保护环节:短路保护过载保护失压保护(欠压保护)控制要求:（1）带点动的长动控制点动按钮SBst2的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。KMSBst1FRKMSBstp~SBst2复合按钮上一页返回下一节下一页上一节2.带点动的直接起动控制第7章电气自动控制KMSBst1FRKMSBstp~SBst2后闭合先断开按下SBst2闭合电机运转点动时：自锁触点不起作用通电按下SBst1电机运转长动时：按下SBstp电机停转上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制KMSBst1FRKMSBstp~SBst2先断开后闭合断开断电松开SBst2上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制KMSBst1FRKMSBstp~SBst2松开SBst2电机停转实现点动用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。先断开后闭合断开断电上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制上一页返回下一节下一页上一节（2）保护环节:短路保护过载保护失压保护(欠压保护)控制要求:（1）多地点长动控制SBst1KMKMSBstp1FRSBst2SBst1,SBstp1为甲地按钮,SBst2,SBstp2为乙地按钮。SBstp23.多地点直接起动控制第7章电气自动控制7.3正反转控制将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“互锁”。利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁。利用按钮的触点实现联锁控制称机械互锁。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制上一页返回下一节下一页上一节缺点：改变转向时必须先按停止按钮。1.电气互锁的正反转控制电路第7章电气自动控制KMFKMFSBst1KMFKMRKMRSBst2KMRKMRSBstpKRQFUFR3~KMF上一页返回下一节下一页上一节2.机械、电气双重互锁的正反转控制电路双重互锁第7章电气自动控制KMFKMFSBst2SBstpKMRSBst1KMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBst2先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制KMFKMFSBst2SBstpKMRSBst1KMFKMRKMR当电机反转时，按下正转按钮SBst1先断开通电闭合断电断开停止反转闭合闭合电机正转上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制7.4顺序联锁控制1#2#例如：皮带运输起动要求:1#电机先起动，2#电机才动。停车要求:2#电机先停，1#电机才停。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制上一页返回下一节下一页上一节顺序联锁控制电路第7章电气自动控制练习题7.4.1两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动,用一套起停按钮控制它们的起停,为了避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序起动和停止:起动时,M1起动后,M2才随之起动;停止时,M2停止后,M1才随之停止。SBstKM1KM2FR1KM2KM1SBstpFR2【解】上一页返回下一节下一页上一节按下SBst→KM1通电→M1起动→KM1触点闭合→KM2通电→M2起动按下SBstp→KM2断电→M2停止→KM2触点断开→KM1断电→M1停止第7章电气自动控制(一)行程开关(ST)——也称限位开关动作原理:运动部件撞击产生动作。7.5行程控制符号：动断触点：动合触点：ST上一页返回下一节下一页上一节图片第7章电气自动控制主电路：一台电机正反转。STA1STA2STB1STB2例:工作台前进、后退往复运动。控制电路：应在正反转的基础上，在每套支路中分别串联行程开关的动断触点。上一页返回下一节下一页上一节第7章电气自动控制STA1STA2STB2STB1(二)控制电路KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFR上一页返回下一节下一页上一节图7.5.2自动往返行程控制第7章电气自动控制STA1STA1STA2STB2STB1KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFR上一页返回下一节下一页上一节图7.5.2自动往返行程控制第7章电气自动控制衔铁线圈静铁心恢复弹簧托板释放弹簧杠杆活塞杆橡皮膜撞块延时闭合常开触头延时断开常闭触头瞬时断开常闭触头瞬时闭合常开触头7.6时间控制(一)时间继电器(KT)上一页返回下一节下一页上一节图片图7.6.1时间继电器第7章电气自动控制上一页返回下一节下一页上一节(二)控制电路图7.6.2星-三角起动控制第7章电气自动控制7.7可编程控制器(一)等效电路~输入接口单元输出接口单元逻辑运算单元电源输入接线端子输出接线端子X0X0X1X1X2X2X3X3COMX0X3X2X2X3X1Y31Y31Y30Y30Y31Y30Y31Y30Y31Y30COMSBstFSBstRSBstPFREKMFKMR220V上一页返回下一页上一节图7.2.7电动机的正反转控制PLC等效电路第7章电气自动控制(二)梯形图如:电动机的正反转控制确定输入和输出点数：输入:SBstF:X0SBstR:X1SBstP:X2FR:X3输出：KMF：Y30KMR：Y31X0X3X2X3X2X1Y30Y31Y30Y31图7.7.3梯形图SBstFSBstRSBstPFREX0X1X2X3COM~Y30Y31KMFKMR图7.7.2外部接线图上一页返回下一页上一节第7章电气自动控制（三）语句表指令表指令种类助记符指令种类助记符LDOUTLDIRSTANDRLSANDISFTORORIORBNOPANBEND触电指令输出指令连续指令特殊指令上一页返回下一页上一节表7.7.1F系列PLC的指令表第7章电气自动控制例如：写出下列梯形图的语句表。X0X1X3X4Y30X2X5LDX0ANDX1LDX2ANIX3ORBLDIX4ANDX5ORBOUTY30END上一页返回下一页上一节图7.7.4ORB的用法第7章电气自动控制7.4.1两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动,用一套起停按钮控制它们的起停,为了避免物体堆积在运输机上,要求电动机按下述顺序启动和停止:启动时,M1启动后,M2才随之启动;停止时,M2停止后,M1才随之停止。SBst1KM1KM2FR1KM2KM1SBstp1FR2下一题上一题返回【解】第7章电气自动控制刀开关下一页上一页返回返回第7章电气自动控制熔断器下一页上一页返回返回第7章电气自动控制断路器（空气开关）下一页上一页返回返回第7章电气自动控制按钮下一页上一页返回返回第7章电气自动控制交流接触器下一页上一页返回返回第7章电气自动控制热继电器下一页上一页返回返回第7章电气自动控制中间继电器下一页上一页返回返回第7章电气自动控制行程开关下一页上一页返回返回第7章电气自动控制时间继电器下一页上一页返回返回