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1、第5章 繼電-接觸器控制系統(tǒng),5.1常用低壓電器 5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制 5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的行程控制 5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的時(shí)間控制 5.5 控制線路的繪制原則及識(shí)圖讀圖常識(shí),5.1 常用低壓電器,低壓電器是指在交流及直流電壓為1200V以下時(shí)的電力線路中起保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)等作用的電器元件。 就其控制對(duì)象不同，低壓電器分為配電電器和控制電器兩大類。 低壓電器又可以根據(jù)觸點(diǎn)的動(dòng)力來源，分為手動(dòng)電器和自動(dòng)電器。,5.1.1 手動(dòng)電器,手動(dòng)電器是指通過人力驅(qū)動(dòng)使觸點(diǎn)動(dòng)作的電器。例如刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。,1.低壓開關(guān),（1）刀開關(guān)。,開啟式負(fù)荷開關(guān)。 開啟式負(fù)荷開關(guān)又稱為瓷底膠蓋
2、開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)，適用于照明、電熱設(shè)備及小容量電動(dòng)機(jī)控制線路中 。,其型號(hào)及含義如下所示。,結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如下圖所示。,系列開啟式負(fù)荷開關(guān)及符號(hào),封閉式負(fù)荷開關(guān)。 封閉式負(fù)荷開關(guān)又稱鐵殼開關(guān)，主要用于手動(dòng)不頻繁地接通和斷開帶負(fù)載的電路，也可用于控制15kW以下的交流電動(dòng)機(jī)不頻繁地直接啟動(dòng)和停止。常用封閉式負(fù)荷開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。它主要由刀開關(guān)、熔斷器、操作機(jī)構(gòu)和外殼組成。,（2）轉(zhuǎn)換開關(guān)。,轉(zhuǎn)換開關(guān)又叫組合開關(guān)，它體積小、滅弧性能比刀開關(guān)好，接線方式多，操作方便，常用于交流380V、直流220V以下的電氣線路中 。,HZ10-10/3型轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu),（3）自動(dòng)空氣開關(guān) 。,自動(dòng)空氣開關(guān)
3、又稱自動(dòng)開關(guān)或自動(dòng)空氣斷路器。在低壓電路中，用于分?jǐn)嗪徒油ㄘ?fù)荷電路，控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行和停止。當(dāng)電路發(fā)生過載、短路、失壓、欠壓等故障時(shí)，它能自動(dòng)切斷故障電路，保護(hù)電路和用電設(shè)備的安全。,DZ5-20型自動(dòng)空氣開關(guān),5.1.2 自動(dòng)電器,1. 接觸器 接觸器是用來頻繁地遙控接通或斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動(dòng)控制電器。,（1）交流接觸器。 交流接觸器的種類很多，常用的有我國自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的CJ0、CJ10、CJ20等系列。,CJ10系列交流接觸器。,CJ10-20交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖與連接示意圖,交流接觸器的型號(hào)意義：,(2)直流接觸器。,直流接觸器主要用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)囝~定電壓440V、額
4、定電流600A以下的直流電路或頻繁地操作和控制直流電動(dòng)機(jī)的一種控制電器。 直流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。,直流接觸器型號(hào)意義：,(3)接觸器的選擇。,選擇接觸器類型。,選擇接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓。,選擇接觸器主觸點(diǎn)的額定電流。,選擇接觸器吸引線圈的電壓。,選擇接觸器的觸點(diǎn)數(shù)量及觸點(diǎn)類型。,2.繼電器,繼電器是一種根據(jù)電量或非電量(如電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間、溫度等)的變化，接通或斷開控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的電器。,（1）電磁式繼電器 。 電磁式繼電器是應(yīng)用最早的一種繼電器，屬于有觸點(diǎn)自動(dòng)切換電器。它廣泛應(yīng)用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，起控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)與調(diào)節(jié)的作用，以實(shí)現(xiàn)
5、控制過程的自動(dòng)化。,(2)中間繼電器。中間繼電器是將一個(gè)輸入信號(hào)變成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的繼電器。,中間繼電器結(jié)構(gòu),(3)電流繼電器。根據(jù)電流值的大小而動(dòng)作的繼電器稱為電流繼電器。,電磁式繼電器結(jié)構(gòu),（4）電壓繼電器。根據(jù)電壓大小而動(dòng)作的繼電器稱為電壓繼電器。,（5）熱繼電器。 熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)，使觸點(diǎn)系統(tǒng)閉合或分?jǐn)嗟谋Ｗo(hù)電器，主要用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器的形式有許多種，其中以雙金屬片式用得最多。,（6） 時(shí)間繼電器。,5.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制,在工業(yè)生產(chǎn)中，幾乎所有的生產(chǎn)機(jī)械都采用電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)這種
6、拖動(dòng)方式稱為電力拖動(dòng)。 當(dāng)前，生產(chǎn)上廣泛采用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。 在功能要求很多、控制系統(tǒng)很復(fù)雜時(shí)，常采用無觸點(diǎn)邏輯元件和各種電子程序控制、數(shù)字控制系統(tǒng)等，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)要求較高的自動(dòng)控制。,5.2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制,點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路是用按鈕、接觸器來控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的最簡單的正轉(zhuǎn)控制線路，如下圖所示。,所謂點(diǎn)動(dòng)控制是指按下按鈕，電動(dòng)機(jī)就通電運(yùn)轉(zhuǎn)；松開按鈕，電動(dòng)機(jī)就失電停轉(zhuǎn)。這種控制方法常用于電動(dòng)葫蘆的起重電動(dòng)機(jī)控制和車床上調(diào)整機(jī)床刀架位置的電動(dòng)機(jī)控制。,5.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的長動(dòng)控制,三相異步電動(dòng)機(jī)的長動(dòng)控制又稱為三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制。,這種線路的主電路和點(diǎn)動(dòng)控
7、制線路的主電路相同，但在控制電路中又串接了一個(gè)停止按鈕SB2，在啟動(dòng)按鈕SBl的兩端并聯(lián)接觸器KM的一對(duì)常開輔助觸頭(也稱自鎖觸頭)。 工作原理如下：,1、先合上電源開關(guān)QS。,2、啟動(dòng)：按下SBlKM線圈通電,KM自鎖觸頭閉合自鎖 電動(dòng)機(jī)動(dòng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) KM主觸頭閉合,當(dāng)松開SBl，其常開觸頭恢復(fù)分?jǐn)嗪?，因?yàn)榻佑|器KM的常開輔助觸頭閉合時(shí)已將SBl短接，控制電路仍保持接通，所以接觸器KM繼續(xù)得電，電動(dòng)機(jī)M實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。接觸器KM通過自身常開輔助觸頭使線圈保持得電的作用叫自鎖。與啟動(dòng)按鈕SBl并聯(lián)起自鎖作用的常開輔助觸頭叫自鎖觸頭。,3、停止：按下SB2KM線圈失電 ,KM自鎖觸頭分?jǐn)嘟獬枣i,K
8、M主觸頭分?jǐn)?失電停轉(zhuǎn),當(dāng)松開SB2，其常閉觸頭恢復(fù)閉合后，因接觸器KM的自鎖觸頭在切斷控制電路時(shí)已分?jǐn)?，解除了自鎖，SBl也是分?jǐn)嗟?，所以接觸器KM不能得電，電動(dòng)機(jī)M也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。,5.2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制,由三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知：當(dāng)改變通入電動(dòng)機(jī)定子繞組的三相電源的相序，即把接入電動(dòng)機(jī)三相電源進(jìn)線中的任意兩相的接線對(duì)調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就可以反轉(zhuǎn)。常用的正反轉(zhuǎn)控制線路有：倒順開關(guān)正、反轉(zhuǎn)控制線路；接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路；按鈕、接觸器雙重連鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。下面重點(diǎn)介紹接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。,具有過載保護(hù)的自鎖正轉(zhuǎn)控制線路,5.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的行程控制,在生產(chǎn)過程
9、中，常遇到一些生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的行程或位置要受到限制，或者需要其運(yùn)動(dòng)部件在一定范圍內(nèi)自動(dòng)往返循環(huán)等。如在萬能銑床、鏜床、橋式起重機(jī)及各種自動(dòng)或半自動(dòng)控制機(jī)床設(shè)備中就經(jīng)常遇到這種控制要求。而實(shí)現(xiàn)這種控制要求所依靠的主要電器是位置開關(guān)(又稱限位開關(guān)或行程開關(guān))。,工作臺(tái)往返運(yùn)動(dòng)示意圖,工作臺(tái)自動(dòng)往返控制線路,5.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的時(shí)間控制,三相異步電動(dòng)機(jī)的時(shí)間控制，是指利用時(shí)間繼電器參與控制的控制方式。 常見的降壓起動(dòng)方法有四種，即定子繞組串接電阻降壓起動(dòng)、星形一三角形降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、延邊三角形降壓起動(dòng)。 1定子繞組串接電阻降壓起動(dòng)控制線路 定子繞組串接電阻減壓起動(dòng)是指在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)
10、時(shí)，把電阻串接在電動(dòng)機(jī)定子繞組與電源之間，通過電阻的分壓作用，來降低定子繞組上的起動(dòng)電壓，待起動(dòng)后，再將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。,時(shí)間繼電器自動(dòng)控制串接電阻降壓起動(dòng)控制線路,2星形-三角形（Y）降壓起動(dòng)控制線路,Y降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低起動(dòng)電壓，限制起動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再把定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。凡是在正常運(yùn)行時(shí)定子繞組作三角形聯(lián)結(jié)的異步電動(dòng)機(jī)，均可采用這種降壓起動(dòng)方法。,3自耦變壓器降壓起動(dòng)控制線路,自耦變壓器降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)利用自耦變壓器來降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的起動(dòng)電壓。待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再使電動(dòng)機(jī)與自耦變壓器脫
11、離，從而在全壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。,自起動(dòng)補(bǔ)償器控制線路,4延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路,5.5 控制線路的繪制原則及識(shí)圖讀圖常識(shí),1. 繪制電氣控制線路原理圖的原則 (1)原理圖一般分電源電路、主電路、控制電路、信號(hào)電路及照明電路。 電源電路畫成水平線，三相交流電源相序L1，L2和L3由上而下依次排列畫出，中線N和保護(hù)地線PE畫在相線之下。直流電源則正端在上，負(fù)端在下畫出。電源開關(guān)要水平畫出。例如下圖：,電氣控制線路,(2)原理圖中，各電器的觸點(diǎn)位置都按電路未通電或電器未受外力作用時(shí)的常態(tài)位置畫出。分析原理時(shí)，應(yīng)從觸點(diǎn)的常態(tài)位置出發(fā)。 (3)原理圖中，各電氣元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國家標(biāo)準(zhǔn)中的統(tǒng)一
12、圖用圖形符號(hào)畫出。 (4)原理圖中，同一電器的各元件不按它們的實(shí)際位置畫在一起，而是按其在線路中所起作用分別畫在不同電路中，但它們的動(dòng)作卻是相互關(guān)聯(lián)的，必須標(biāo)以相同的文字符號(hào)。,(5)原理圖中，對(duì)有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線聯(lián)結(jié)點(diǎn)，要用小黑圓點(diǎn)表示，無直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線聯(lián)結(jié)點(diǎn)則不畫小黑圓點(diǎn)。,2.電氣原理圖的識(shí)圖,(1)電氣原理圖的識(shí)讀：電氣原理圖又稱“電路”、“原理圖”。,(2)原理圖區(qū)域的劃分：標(biāo)準(zhǔn)電氣原理圖(電氣圖)對(duì)圖紙大小、圖框尺寸和圖區(qū)編號(hào)均有一定的要求。 (3)電氣原理圖要求做到布局合理，排列均勻，圖面清晰，應(yīng)遵循電氣線路圖繪制規(guī)則。 (4)電氣原理圖中符號(hào)位置的索引：,(5)電氣原理圖中的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。 圖形符號(hào)。 圖形符號(hào)是指用于圖樣或其他技術(shù)文件中表示電氣元件或電氣設(shè)備性能的圖形、標(biāo)記或字符。 文字符號(hào)。 文字符號(hào)是表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征的字符代碼。文字符號(hào)分為基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)。,雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路的電氣原理圖,
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