电气控制原理图讲解

time时间:2021-01-28 20:36

  电气控制原理图讲解_电子/电路_工程科技_专业资料。继电器—接触器控制的常用基本线路 区别电气控制电路安装图和原理图。 重点熟悉绘制原理图的规则,掌握基 本控制环节和基本控制方法。 继而明确任何复杂的控制电路都是由 它们按一定程序相互连锁而成。 一、

  继电器—接触器控制的常用基本线路 区别电气控制电路安装图和原理图。 重点熟悉绘制原理图的规则,掌握基 本控制环节和基本控制方法。 继而明确任何复杂的控制电路都是由 它们按一定程序相互连锁而成。 一、继电器—接触器自动控制线 A B C 简单的接触器控制 停止 按钮 起动 按钮 刀闸起隔离作用 特点:小电流控 制大电流。 M 3~ 自保持 3 绘制原理图的基本规则 :7点 1)为了区别主电路与控制电路,在绘线路 图时主电路用粗线表示,而控制电路用细线 表示。通常习惯将主电路放在线路图的左边 而将控制电路放在右边(或下部)。 2) 在原理图中,控制线路中的电源线分列 两边,各控制回路基本上按照各电器元件的 动作顺序由上而下平行绘制。 4 3)在原理图中各个电器并不按照它实际的 布置情况绘在线路上.而是采用同一电器 的各部件分别绘在它们完成作用的地方。 (4) 为区别控制线路中各电器的类型和作 用,每个电器及它们的部件用一定的图形 符号表示,且给每个电器有一个文字符号, 属于同一个电器的各个部件都用同一个文 字符号表示。而作用相同的电器都用一定 的数字序号表示。 5 5) 规定所有电器的触点均表示正常位 置,即各种电器在线圈没有通电或机械尚 未动作时的位置。 6)为了查线方便。在原理图中两条以上 导线的电气连接处要打一圆点,且每个接 点要标—个编号,编号的原则是:靠近左 边电源线的用单数标注,靠近右边电源线) 对具有循环运动的机构,应给出工 作循环图。 6 二、继电器—接触器自动控制的基本线 以交流异步电动机为控制对象来研究 它的启动、正反转、点动、连锁控制等线.启动控制线) 启动控制线路 直接启动 交流接触器的触头保持自己的线圈得电, 从而保证长期工作的线路环节称为自锁环节。 这种触头称为自锁触头。 7 A QC FU KM B C 停车 按钮 C B SB1 起动 按钮 SB2 KM 自保持 KM 自保(锁)的作用 按下按钮(SB),线圈(KM)通电, 电机起动;同时,辅助触头(KM)闭合, 即使按钮松开,线圈保持通电状态,电机 连续运转。 8 M 3~ 2) 保护装置 a、异步电机短路电流保护装置 常用的短路保护元件有熔断器、过电流继 电器、自动开关等。 熔断器的类型及常用产品有瓷插式、螺旋 式和密封管式三种。机床电气回路中常用的是 RL1系列(螺旋式熔断器)和RC1系列(瓷插式 熔断器)。熔断器的保护持性,又称安秒特性, 它具有反时限性。 9 短路保护加熔断器 异步电动机的起动电流 (Is t)约为额定电流 (IN)的 (5ˇ7)倍。选择熔体额定电流 时, 必须躲开起动电流,但对短路电流仍能起保护作用。 通常用以下关系: 一般电机: 频繁起动 的电机: 10 短路保护加熔断器 当通过的电流I / IN <1.25时,熔体将长期 工作;当I / IN =2时,约在30s一40s后熔 断;当 I / IN > 10 时,认为熔体瞬时熔断。 熔断器结构简单、价廉、但动作准确性 较差,熔体断了后需重新更换,而且若只断 了一相还会造成电动机的单相运行,所以它 只适用于自动化程度和其动作准确性要求不 高的系统中。 11 自动空气断路器(自动开关) 自动空气断路器也叫自动开关或空气开关,可实 现短路、过载和失压保护。是常用的多性能低压保护 电器。 主触点 脱扣连杆 F 过 流 脱 扣 器 锁钩连杆 释放拉簧 欠 压 12 b、 长期过载保护 方法:加热继电器。 A B C QC FU 电机工作时,若因负载过重 而使电流增大,但又比短路电流 小。此时熔断器起不了保护作用, 应加热继电器,进行过载保护。 SB1 SB2 KM KM KM FR M 3~ FR 热继电器 的热元件 热继电 器触头 13 c、失压保护 方法:采用继电器、接触器控制。 A B C KM QC FU KM SB1 KM SB2 控制电路 采用继电器、接触器控制后,电 源电压85%时,接触器触头自动 断开,可避免烧坏电机;另外,在 电源停电后突然再来电时,可避免 电机自动起动而伤人。 14 主 电 路 M 3~ 1、鼠笼式电动机直接起动控制线路 如图是对中、 小容量鼠笼式电 动机直接起、停 的控制线 主要电器: 组合开关、熔断 器、交流接触器、 热继电器和按钮 开关。 M 3~ KM KR 15 启动 起动时, 接通组合开关, 按动起动按钮 SB2,则交流 接触器通电, 使衔铁吸合带 动触头将常开 触点接通,电 动机通电开始 运行。 Q FU SB KM 吸合后自锁 KR M 3~ n 16 停止 停止时, 按下停止按钮 SB2,则交流 接触器断电, 使衔铁释放触 头将常开触点 断开,电动机 停转。 n 17 SB1 M 3~ 短路保护 当电路出现 短路时,线路电 流突然变大,熔 断器烧断而切断 线路电源,电动 机停转。 常开触点断 开,线路恢复供 电后电机不会自 行起动 (失压、 欠压保护)。 自动空气开关保 护: FU M 3~ n 18 过载保护 当电路电动 机过载时,热继 电器的发热元件 将常闭触点断开, 使接触器线圈断 电主触点断开, 电动机停转。 M 3~ n 19 继电接触器控制系统可分为主电路和控制电 路两部分。 为便于读图和分析常 把主电路和控制电路 分开画。福建体彩网。如图所示 FU A B C FR KM SB1 SB2 KM KM M 3~ FR 20 继电接触器控制系统可分为主电路和控制电 路两部分。 为便于读图和分析常 把主电路和控制电路 分开画。如图所示 若将控制电路中 的自锁触点KM除去, 就可以实现对电动机 KM 的点动控制。按下起 动按钮电动机就转动, 一松手就停止。点动 控制在生产中也是常 见的。 FU A B C FR KM SB1 SB2 M 3~ FR 21 2.正反转控制线路 在生产上往往要求 运动部件向正反两个方 向运动。也就是让电动 机做正反转运动。我们 在学习电动机的工作原 理时已经知道,只要将 KMF 接到电源的任意两根联 线对调即可。为此我们 M 采用了图示的控制线~ A BC Q KMR 22 2.正反转控制线路 A B C 工作原理 FU SB1 KMR SBF KMR KMF SBR KMF KMF FR KMF FR M 3~ KMR KMR 23 A B C QC SB1 SBF FR KMF FU KMF KMR KMF SBR KMR KMR 操作过程: SBF FR M 3~ SB1 正转 反转 停车 SBR 该电路必须先停车才能由正转到反转或 由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下, 否则会造成短路! 24 电机的正反转控制— 加互锁 FR SB1 SBF KMR KMF A B C QC KMF SBR KMF KMR FU KMF KMR KMR 互锁 FR M 3~ 互锁作用:正转时,SBR不起作用;反 转时,SBF不起作用。从而避免两触发 器同时工作造成主回路短路。 25 电机的正反转控制—双重互锁 机械互锁 SB1 A B C FR KMR KMF SBF SBR KMF QC FU KMF KMR KMR KMF KMR 电器互锁 FR M 3~ 双保险 机械互锁(复合按钮) 电器互锁(互锁触头) 26 二、继电器—接触器自动控制的基本线.点动控制线路 还有一种调整工作状态,要求是一点一动, 即按一次按钮动一下,连续按则连续动,不按 则不动,这种动作常称为“点动”或“点车”。 27 A QC FU B C C 点动控制 控 制 电 路 SB KM KM B 动作过程 主 电 路 M 3~ 按下按钮(SB) 线圈(KM)通电 电机转动; 触头(KM)闭合 按钮松开 线圈(KM)断电 电机停转。 28 触头(KM)打开 点动+连续运行 A B C QC 方法一:用复合按钮。 控制 关系 SB1 KM SB3:点动 SB2:连续运行 KM FR KM FU SB2 M 3~ FR SB3 控制电路 主电路 该电路缺点:动作不够可靠。 29 思 以下控制电路能否实现即能 考 点动、又能连续运行? SB1 SB2 KM FR KM SB 不能点动! 30 4、多电动机的连锁控制线) 两台电动 机的互锁 (a) 工 作 互 锁 , 可同时停车 其关键在于:IKM的常开触点串接在2KM的控制回路中。 31 4、多电动机的连锁控制线路 (b) 工作互锁,可单独停车 2KM必须在1KM工作 后才能工作; 按下2SB,则2M 可以单独停车; 按下1SB,则1M、 2M都停车; 32 4、多电动机的连锁控制线路 (c) 工作、停车都有互锁 1M先工作,2M后工 作;2M停止后,1M 才能停止 关键点在于: 把2KM的辅助常开 触点并接在1KM的 停止按钮两端。 33 4、多电动机的连锁控制线路 (d) 两电动机不能同时工作的互锁 各自都可以实 现启动、停止; 用各自的辅助 常闭触点交叉串接 在对方的控制线路 中,使两台电动机 不能同时工作。 34 4、多电动机的连锁控制线)联合控制与分别控制 多电机拖动的机械工作中要联合动作,调整 时单独动作。如机床的主运动和进给运动。 3) 集中控制与分散控制 集中控制台一般放在离机床较远的地方,得 到所谓的遥远控制,而在机床现场也可以进行 操作。 35 4、多电动机的连锁控制线)、多点控制线路 对于大型设备为 了操作安全和操作方 便而采用。 为了操作方便而 采用的控制形式,重 点在于常开按钮并联, 常闭按钮串联。 36 多地点控制 例如:甲、乙两地同时控制一台电机。 方法:两起动按钮并联;两停车按钮串联。 SB1甲 SB2甲 KM KM 甲地 SB1乙 SB1乙 乙地 37 6、顺序(程序)控制线路 控制要求: 示意 1. M1 起动后,M2才能起动 2. M2 可单独停 #2电机 M2 #1电机 M1 38 顺序控制电路(1):两电机只保证起动的先后顺序, 没有延时要求。 A B C A B C SB1 FU SB2 KM1 FR1 FU KM1 KM1 FR1 KM2 FR2 KM1 SB3 SB4 KM2 FR2 KM2 M 3~ M 3~ 主电路 控制电路 39 这样实现顺序 控制可不可以? KM1 不可以 ! 两电机各自要有独立 的电源;这样接,主触头 (KM1)的负荷过重。 KM2 SB1 SB2 KM1 KM1 FR M 3~ SB3 FR KM2 主电路 M 3~ KM2 控制电路 40 7、多速异步电动机的基本控制线路 介绍一种双速异步电动机变速的控制线、电磁铁、电磁离合器的基本控制线路 小容量电磁铁可用中间继 电器或接触器的辅助触头 控制 加快直流电磁铁启动 过程的线 三、生产机械中常用的几种自动控制方法 1、按行程的自动控制 行程开关是机床上常用的另一类主令电器,其图形、文 字符号见下图。行程开关的种类很多,按结构可分为: 直动式行程开关、滚轮式行程开关、微动式行程开关。 1.直动式行程开关 按钮式行程开关的机构原理与复式按钮相似如图所示。 机床撞块压下推杆时,其常闭触头分开,而常开触头闭合; 当撞块离开推杆时,触头在弹簧力作用下恢复原来状态。 常用的按钮式行程开关有LX1和JLXK1等系列。 2.滚轮式行程开关 3.微动式行程开关 43 行程开关用作电路的限位保护、行程控制、 自动切换等。 结构与按钮类似,但其动 作要由机械撞击。 常开(动合)触头 ST 常闭(动断)触头 ST 电路符号 电路符号 44 A B C QC 行程控制 FU B A KMF KMR 逆程 FR M 3~ 正程 行程控制实质为电机的 正反转控制,只是在行程 的终端要加限位开关。45 行程控制电路(1) 动作过程 正向运行 SB2? 至右极端位置撞开STA 电机停车 (反向运行同样分析) SB1 SB2 KMF SB3 KMR STB 限位开关 KMF STA STB STA 限位开关 逆程 KMF 正程 KMR KMR FR 控制回路 46 行程控制电路(2) 终点 前进 STb STb SB1 SBF KMF SBR KMR STb STa STa 后退 STa 原点 KMR KMF FR STb KMF KMR 47 行程控制(3) --自动往复循环运动 电 逆程 机 正程 工作要求:1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回 48 自动往复运动控制电路 SB1 SBF KMR STa KMF FR KMF 关键措施 SBR KMF STb KMR 限位开关 KMR 采用复合式 开关。正向运 行停车的同时,自动起 动反向运行;反之亦然。 电机 STb STa 49 三、生产机械中常用的几种自动控制方法 2.按时间的自动控制 时间继电器是一种接受信号后,经过一定的延时 后才输出信号的控制电器。按动作原理的不同,分为 电磁式、空气阻尼式、电动式、晶体管式等类型。时 间继电器的使用,可实现从0.05秒一几十小时的延时。 空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用来获 得延时。有通电延时和断电延时两种。其型号只要有 JS7-A型和JS16型。其结构主要有电磁系统、延时机 构和触头三部分。 50 空气式时间继电器的工作原理 常开触头 延时闭合 常闭触头 延时打开 衔铁 常闭触头 动作过程 线圈通电 线圈 ? 衔铁吸合(向下) ? 连杆动作 常开触头 ? 触头动作 51 顺序控制电路(2):M1起动后,M2延时起动。 SB1 SB2 KM1 FR KM1 KM2 KT KT KM2 KM2 主电路同前 控制电路 M1起动 KM1 ? 延时 KT ? KM2 ? KM2 ? SB2 ? M2起动 KT ? 52 实现M1起动后M2延时起动的顺序控 制,用以下电路可不可以? SB1 SB2 KT KT KM1 FR KM1 KM2 KM2 SB2 ? M1起动 KM1 ? 延时 KT ? KM2 ? KM2 ? M2起动 不可以! 继电器、 接触器的线 圈有各自的 额定值, 线 继电器—接触器控制的常用基本线 生产机械常用的其它自动控制方法 鼠笼式异步电动机Y—?换接启动的自 动控制线路 启动时电动机按Y接法降压启动,等到 电动机达到运行转速时再把定子绕组接成? 全压运行,属于按时间的自动控制。 此种类电动机绕组抽出6个头,在外部 接线 电机的Y-?起动 A QC FU Y KM B FR A B 电机 绕组 KM -Y闭合, 电机接成 Y 形; KM- ?闭合, 电机接成 ? 形。 C Z X Y KM- ? C Z A C Y ? X B x y z KM -Y 主电路 55 SB1 SB2 Y-? 起动控制电路 KM-? KM KT FR KM QC FU KT KT KM- ? KM-? KM ? KM-? KM-Y KM-? KM FR A B C KM-Y 电机 x y z SB2 ? KM -Y 主电路接通电源 延时 KM-? ? KM- Y? KT ? KT ? KM-Y ? KM-? ? Y?? 转换完成 56 这种方式的原理是: 起动时把绕组接成星形连接,起动完毕后再自 动换接成三角形接法而正常运行。凡是正常运行时 定子绕组接成三角形的笼型异步电动机,均可采用 这种降压启动方法(该方法也仅适用于这种接法的电 动机)。 在电机Y—Δ起动过程中,绕组的自动切换由时 间继电器KT延时动作来控制。这种控制方式称为按 时间原则控制,它在机床自动控制中得到广泛应用。 KT延时的长短应根据起动过程所需时间来整定。 57 8.3 B 继电器—接触器控制线路综合举例 A 正程 例一:运料小车的控制 逆程 电机 设计一个运料小车控制电路,同时满足以下要求: 1. 小车启动后,前进到A地。然后做以下往复运动: 到A地后停2分钟等待装料,然后自动走向B。 到B地后停2分钟等待卸料,然后自动走向A。 2. 有过载和短路保护。 3. 小车可停在任意位置。 58 运料小车控制电路 SB1 SBF KMF KTb KTa STa KMR STa KMF FR 主回路 A B C Q C FU KMF SBR KMR KTa KMF STb KMR KTb STb FR KMR M 3~ STa 、STb 为A、B 两端的限位开关 KTa 、KTb 为 两个时间继电器 59 FR 动作过程 SB1 SBF KMF KTb SBR KMR KTa KMR STa KMF SBF??KMF?? 小车正向运行? 至A端?撞STa ? KTa? ?延时2分钟 ?KMR ? ?小车 反向运行?至B端 ?撞STb? KTb? ?延时2分钟? KMF ? ?小车正 向运行……如此往 反运行。 STa KMF STb KTa KMR STb KTb 60 FR SB1 SBF KMF KMR STa KMF 该电路有问题: KTb STa KMF STb KTa 小车在两极端 位置时,不能 停车。 SBR KMR KTa KMR 为什么? 如何解决? STb KTb 61 SB1 SB2 加中间继电器(KA)实现任 意位置停车的要求 KA SBF KMR STa FR KA KMF KTb STa KMF KTa SBR KMR KTa KMF STb KMR STb KTb 62 例二:工作台位置控制 B M1 A M2 3 ST3 4 2 1 ST1 ST4 ST2 起动后工作台控制要求: (1) 运动部件A从1到2 (2)运动部件B从3到4 (3)运动部件A从2回到1 自 动 循 环 63 (4)运动部件B从4回到3 工作台位置控制电路 SB1 FR SB2 KMAR ST2 KMAF KMAF ST3 设计步骤: ST2 KMBF ST4 KMBR (1)根据动作顺序 设计控制电路。 (2)检查有无互锁。 (3)检查能否正确 启动 、停车。 KMBR ST4 KMAF KMBF ST3 KMAF ST1 KMAR ST1 KMBF KMBR 64 工作台位置控制电路 SB1 FR SB2 KMAR ST2 KMAF KMAF 该电路的动 作分析: 注意行程开 关的使用。 ST3 ST2 KMBR ST4 KMAF KMBF ST3 KMAF ST1 KMAR ST4 KMBR KMBF ST1 KMBF KMBR 65 工作台位置控制电路 SB1 SB2 KMAF ST3 该电路有何 问题? KMAR ST2 KMAF FR 小车若在1、2、3、4 规定的位置时,不能 正常停车。 ST2 KMBR ST4 KMAF KMBF ST4 KMBR KMAF ST1 KMAR ST1 KMBF KMBR ST3 KMBF 66 工作台位置控制电路 SB1 SB3 KA FR KA KA SB2 KMAF KMAR ST2 KMAF 电路的改 进方法同 前: 加中间继 电器(KA) ST3 ST2 KMBR ST4 KMAF ST1 KMBF 67 KMBF ST4 KMBR KMAF ST1 KMAR KMBR ST3 KMBF 8. 4 继电器—接触器控制线路设计简介 继电器—接触器控制线路设计程序一般是: 首先根据生产机械的工艺过程以及它对电气 控制线路的要求,来选择自动控制的方法和 原则;然后设计自动控制线路原理图;再根 据原理图选择所需的电器元件,最后绘出电 气安装接线图。 对自动控制线路设计的基本要求; (1) 应满足生产工艺所提出的要求; 68 8. 4 继电器—接触器控制线) 线路简单,布局合理,电器元件选择正 确并得到充分利用; (3) 操作、维修方便; (4) 设有各种保护和防止发生故障的环节; (5) 能长期准确、稳定、可靠地工作。 69 8. 4 继电器—接触器控制线路设计简介 一般的设计思路和应注意的一些问题: 需要的保护环节;自锁环节;元件间 的连锁和互锁 关系;根据逻辑(与、或等) 关系准确设置常开触头串并联、常闭触头 串并联;增设中间继电器来记忆和扩展 ; 时间、行程等控制。 注意在一条控制线路中,不能使两个 交流电器线 继电器—接触器控制线路设计简介 大容量的直流电磁铁线圈不要与继电器 的线 继电器—接触器控制线路设计简介 要去掉多余的线路和触头,简化线路, 尽可能少用连接线;用电器数量少、触头数 量少、经济、安全、可靠的线路。 最后要进 行动作校 验; 72 8. 4 继电器—接触器控制线路设计简介 注意寄生电 路和电路竞 争情况。 电路设计后应根据被控对象要求选择电 器和确定动作整定值、在各电器触头和线圈 上编写文字符号; 73 鼠笼式异步电动机定子串电阻启动 的自动控制线 鼠笼式异步电动机能耗制动的自动控制线.按速度的自动控制 速度继电器 工作原理 速度继电器的 轴由电动机带动, 其外环转动到一 动触点 定速度时,撞击 外环 动触点,使常开 触点闭合,常闭 静触点 触点打开。 76 速度控制-反接制动电路 SB1 KS KM1 KM2 限流 电阻 KM2 SB2 KM1 KM2 KM1 R KM2 SB1 KM1 M 3~ KS 正常工作时,KM1通电, 电机正向运转,速度继电器 (KS)常开触头闭合;停车 时,按SB1,KM1断电,KM2通 电,开始反接制动,当电机 的速度接近零时,KS打开, 电机停止运转,反接制动结 77 束。 小 结 继电器、接触器控制电路读图和设计中 应注意的问题: 1、首先了解工艺过程及控制要求; 2、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及 它们的控制关系; 3、主电路、控制电路分开阅读或设计; 4、控制电路中,根据控制要求按自上而下、 自左而右的顺序进行读图或设计; 5、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么 位置都叫相同的名字; 78 小 结 6、原理图上所有电器,必须按国家统一符 号标注,且均按未通电状态表示; 7、继电器、接触器的线圈只能并联,不能 串联; 8、控制顺序只能由控制电路实现,不能由 主电路实现。 79

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