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类型电气控制基本电路电机启动控制电路PPT课件.ppt

  • 上传人:微传9988
  • 文档编号:3356662
  • 上传时间:2018-10-17
  • 格式:PPT
  • 页数:21
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    电气控制基本电路电机启动控制电路PPT课件.ppt
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    1、第二章 电气控制基本电路,【内容提要】电气控制电路也称电器控制电路或继电接触控制电路,是指有常用的低压电器(开关、按钮、断路器、接触器、继电器)组成的控制电路,属于开关逻辑电路,通过本章学习,了解和掌握常见的电气控制电路原理。,本次课程主要内容:,控制电路的基本逻辑概念,三相交流异步电动机的基本控制电路,控制电路的基本逻辑概念,控制电路的基本组成,输入元件是控制电路的输入逻辑变量,分为主令元件(按钮、开关)和检测元件(行程开关、接近开关、继电器等),中间逻辑元件是控制电路的中间逻辑变量,用于对电路中变量进行逻辑变换或记忆。有中间继电器、时间继电器、计数器等,输出执行元件是对电路控制结果的执行,

    2、分有记忆(接触器、继电器等)和无记忆(信号灯、报警器、电磁铁、电动机等)两种。,输入元件,中间逻辑元件,输出执行元件,控制电器的状态和值,0状态:开关电器未受外力的状态。1状态:开关电器受外力而动作的状态。,控制电器的状态,控制电器的值,开关、接点断开时值为0。开关、接点接通时值为1。,常开常闭接点,0状态下值为0,1状态下值为1的开关称常开开关(接点)。 0状态下值为1,1状态下值为0的开关称常闭开关(接点)。,得电、失电状态,对于中间逻辑元件和输出元件:失电状态下值为0,有记忆元件的接点断开(值为0)。 得电状态下值为1,有记忆元件的接点接通(值为1)。,控制电器的逻辑表达式,每个控制电器

    3、可以看成一个变量,不同电器的连接可以用逻辑表达式表示,组合电路:控制结果仅与输入变量的当前状态有关。(组合电路的设计和化简方法见数电课程。)时序电路:也称记忆电路,含有记忆元件,控制结果不仅与输入变量的当前值有关,也与记忆元件的历史值有关。在控制电路中绝大多数为时序电路。,例:,基本逻辑电路类型,三相交流异步电动机的基本控制电路,鼠笼型电动机的直接起动控制电路,鼠笼型异步电动机的起动有直接起动(全压起动)和降压起动两种。,三相交流异步电动机有鼠笼型和绕线型两种: 鼠笼型 优点:结构简单、坚固耐用、维护方便、价格便宜占拖动设备的85%左右。缺点:直接起动时起动电流大,降压起动时起动转矩小,不适合

    4、用于起动转 矩要求较高的场合。 绕线型 优点:可以通过外接可变电阻来减小起动电流,达到提高转子电路功率因数和起动转矩的目的,广泛应用于起动转矩要求较高的场合。,异步电动机起动电流是额定电流的4-7倍,过大的起动电流会造成电网电压显著下降,同时频繁起动会造成发热严重,加速线圈老化,缩短电动机寿命,直接起动方式电路简单、可靠,但是起动电流较大,因此常用于小型电动机(10KW以下),而对于容量、起动电流较大的电动机则一般选择降压起动为宜。,单相直接起动控制电路,1、主电路由电源开关、保护元件、接触器主触点及电动机组成。2、电源开关可以用刀开关、隔离开关、断路器等。3、控制电路为停止优先电路。电动机停

    5、止后再来电不会重新启动,以保安全。4、电压可直接取单相电压380V,也可根据要求用220V或127V,安全要求较高的还可以通过变压器降至36V。5、电路的保护包括:熔断器或断路器短路保护,熔断器额定电流取电动机额定电流的1.5-2.5倍。断路器脱扣电流应大于电动机起动电流;热继电器的过载保护;接触器的失压和欠压保护。,多地点起动停止控制电路,1、出现多地点控制同一个电动机时,可以采用图(1)和图(2)所示电路。2、图(1)电路采用停止优先方式,停止按钮串联,起动按钮并联。3、图(2)的优点是个控制点之间的连线较少。但各控制点之间不存在停止优先的特点。,点动控制电路,连动控制:当按下起动按钮后,

    6、因为存在自锁,电动机能够维持运行,该控制方式为连动控制。点动控制:有时候,需要通过按钮对电动机进行短时操作调整,称为点动控制。,电路(1)通过选择开关,选择是否启用自锁功能,如果断开自锁则为点动方式。电路(2)通过利用常开与常闭开关组合,在点动时断开自锁,回复时先断开电路,然后接通自锁,使自锁无法工作,实现点动控制。该电路需注意组合开关工作方式。电路(3)利用中间继电器,点动用SB3,连动用SB1。,互锁控制电路,常用的互锁有输入互锁和输出互锁。互锁主要用于控制电路中有两路或多路输出时保证其中一路输出。,正反转直接起动控制电路,1、正反转,改变电源的相序就可以改变旋转方向。 2、利用两个接触器

    7、可以实现电源相序的改变。 3、电动机不允许既正转又反转,因此必须设置互锁。 4、互锁也可以消除正反转互换时产生的电弧损坏触点,并防止主触点因电弧熔焊在一起时,反向起动时造成短路。,鼠笼型电动机的降压起动控制电路,常见的降压起动控制电路有定子串电阻、星形-三角形换接、自耦变压器、延边三角形起动等,对于容量、起动电流较大的电动机一般选择降压起动。起动时降低加在电动机定子绕组上的电压,以减小起动电流,起动后在恢复到额定电压。,定子串电阻降压起动控制电路,1、控制电路2相比较电路1来说,可以避免KM1和KT长期通电,但需要注意竞争情况 2、低压电动机的起动电阻常用板式电阻或铸铁电阻。高压电动机中,为节

    8、省能源,常用电抗器替代电阻,自耦变压器降压起动控制电路(1),1、工厂常用成品自耦变压器起动器,也叫补偿器,有自动和手动两种。 2、由于起动电流与起动转矩的比值按变比平方降低,从电网取得相同电流,可以获得更大转矩,因此采用自耦变压器可以比电阻起动获得更大转矩。 3、电路中如果去掉KM1和KM2的互锁,也能实现互锁功能,因为,KT本身的常开常闭触点具有互锁功能。但为了防止触头被电弧熔焊在一起造成短路,该互锁不宜去掉。改变抽头位置,可以获得不同的起动电压,适合于大容量电动机。 4、缺点是价格较贵,不允许频繁启动。,自耦变压器降压起动控制电路(2),1、主电路采用了两个常闭触点,适用于不频繁启动。

    9、2、通常一个接触器有三个主触点,两个常开、两个常闭辅助触点。一般允许将辅助触点用于主电路,除非容量允许或辅助触点并联使用。,改接线降压起动控制电路,常见电路有星形-三角形起动、延边三角形-三角形起动、星形-延边三角形-三角形起动等。,1、电动机绕组有星形、三角形、延边三角形三种接法,相电压在220V-380V之间。 2、一般功率在4KW以上的电动机均为三角形接线,其降压起动方式可以通过改变三相绕组接法获得。其优点是不需特殊的降压设备。 3、采用星形接法时,起动电流是三角形接法的1/3,起动转矩也只有三角形接法的1/3,因此适用于空载或轻载起动。,星形-三角形降压起动电路,1、起动时由接触器KM

    10、1、KM2将电动机三相绕组接成星形接法降压起动,起动后期,断开KM2,接通KM3,成三角形接法。 2、热继电器FR有三种接法:1起动时无电流,工作时流过相电流,按相电流整定;2起动时为线电流,工作时为相电流,按相电流整定,不宜频繁起动;3起动和工作时均为线电流,按线电流整定。 3、KM1有两种接法:1流过相电流,电流较小,2、3流过线电流。接触器容量较大。 4、KM2有三种接法:1为Y形接法,起动时流过线电流,断开相电压;2为V形接法,起动流过线电流,断开线电压;3为三角形接法,起动流过相电流,断开线电压。Y型接法使用较多,V形较少,三角形触点电流小,一个触点因故障断开时,相当于V型接线,仍可

    11、使用。,延边三角形-三角形降压起动电路,星形-三角形、延边三角形-三角形降压起动控制电路,图1无竞争,但KT带电;图2KT不带电,但存在竞争,不可靠;图3没有竞争,KT也不带电,是一种较好的电路;图4仅KM2接法不同,与图3类似。,星形-延边三角形-三角形降压起动电路,1、电路实现两级降压起动,使起动更加平滑。 2、KM2、KM3、KM4分别用于绕组的星形、延边三角形、三角形接线。,绕线型异步电动机的起动控制电路,时间原则转子回路串接电阻起动控制电路,1、转子绕组串接三相电阻,接成星形。开始全部接入,逐段短接。 2、短接方式有平衡短接法和不平衡短接法。平衡短接法的三相电阻同时短接,不平衡短接法

    12、为轮流短接。通常凸轮控制器按不平衡短接设计,起动电阻用接触器短接时,全部采用平衡短接法。,电流原则转子回路串接电阻起动控制电路,1、利用转子电流变化控制电阻切除。 2、KI1、KI2、KI3为欠电流继电器,三者吸合电流相同,但释放电流不同。KI1最大,KI3最小。 3、控制电路1有一定缺陷,一是KM2、KM3在起动结束后已经不起作用,但仍带电;二是如果KM2-KM4主触点因故障断不开,会造成直接起动;三是由中间继电器KA延缓KM2-KM4回路的通电时间不可靠。控制电路2没有上述问题。,转子回路串接频敏变阻器起动控制电路,1、利用电阻切换,起动时由于逐段减小电阻,电流和转矩会突然增大,造成机械冲击力,起动电路复杂,工作不可靠,能耗大,控制箱体积大。 2、采用频敏变阻器,起动转矩大,起动电流小,工作平稳,控制电路简单,常用于较大容量绕线式异步电机起动控制。 3、频敏变阻器阻抗随转子电流频率的下降自动减小。转速为零时,转子电动势频率最高(50HZ),转速增加后,转子感应电动势逐步减小,频率也减小,使得串联阻抗变小,正常工作状态,频率很小,因而阻抗很小。 4、RF系列频敏变阻器可用于绕线式电阻的偶然起动或重复起动。对于重复起动,串接变阻器后不必用接触器等短接设备;对于偶然起动,可以用一只接触器,在起动后将频敏变阻器短接。,

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