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1、第7章 电气自动控制,本章内容,7.5 行程控制,7.1 手动控制,7.2 起停自动控制,7.3 正反转控制,7.6 时间控制,7.4 顺序联锁控制,7.7 可编程控制,本章要求,1.了解常用低压电器的结构、功能和用途。2.掌握自锁、联锁的作用和方法。3.掌握过载、短路和失压保护的作用和方法。4.掌握基本控制电路的组成、作用和工作过 程。能读懂简单的控制电路原理图、能设 计简单的控制电路。,7.0 电气自动控制概述,继电接触控制可自动实现设备的安全运行 和生产效率的提高。,实现继电接触控制的电气设备称为控制电 器:如闸刀开关、按钮、继电器、接触器等。,利用继电器、接触器实现对电动机和生产 设备
2、的控制和保护，称为继电接触控制。,一、电器分类,按电压分：低压电器和高压(1000V以上)电器,7.1 手动控制,按动作分：手动控制电器和自动控制电器,按作用分：控制电器、执行电器和保护电器,二、手动控制常用低压电器,常用手动控制低压电器有 闸刀开关、熔断器和断路器,1、闸刀开关,外形图,用途：控制交流 380V、直流 220V，小 电流电路的通断。,三、手动常用低压电器,符号：,电流在10100A。,7.1 手动控制,2、组合开关(又称转换开关),结构：由数层动、静触片组装在绝缘盒而成的。动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动 触片与静触片接通与断开。,外形图,用途：可实现多条线路、不同联接方
3、式的转换。一般用于交流380V、直流220V，电流100A 以下的电路中做电源开关。,三、手动常用低压电器,7.1 手动控制,用组合开关控制电动 机起停的接线图。,2、组合开关(又称转换开关),符号：,三、手动常用低压电器,7.1 手动控制,用途：,3、熔断器,7.1 手动控制,用于低压线路中的短路保护,外形与结构,符号：,3、熔断器,插入式熔断器,7.1 手动控制,螺旋式熔断器,有填料式熔断器,管式熔断器,自恢复式熔断器,熔断器额定电流IF的选择,(1)电灯、电炉等电阻性负载,IF IL,(3)频繁起动的电机,(2)单台电机,3、熔断器,7.1 手动控制,4、自动空气断路器(自动开关),外形
4、与结构,用途：可实现电源与负载的接通、断开。同时 又实现负载的短路、过载、失压等保护。,7.1 手动控制,锁钩,主触点手动闭合,衔铁释放,动画,自动空气断路器原理图,连杆装置,释放弹簧,7.1 手动控制,自动空气断路器符号,4、自动空气断路器(自动开关),7.1 手动控制,7.1 手动控制,四、手动控制电路,手动控制电路简单-但只适合小功率电动机的控制。,对大功率电动机手动控制困难，并且受电弧 烧伤的危险。,手动控制不能频繁操作和远距离操作。,解决手动控制缺点的方法-采用自动控制。,自动控制要采用自动低压控制电器。,四、手动控制电路,7.1 手动控制,1.按钮(手动切换电器),用途：按钮常用于
5、接通和断开控制电路。,按钮的外形图。,7.2 起停自动控制,一、自动常用低压电器,1.按钮,7.2 起停自动控制,一、自动常用低压电器,按钮的结构,外壳,按钮帽,复位弹簧,支柱连杆,桥式动触头,常闭静触头,常开静触头,1.按钮,7.2 起停自动控制,一、自动常用低压电器,按钮的符号,常闭按钮,常开按钮,1.按钮,7.2 起停自动控制,一、自动常用低压电器,种类,动画,2.热继电器,外形与结构,(a)外形,(b)结构,用途：用于电动机的过载保护。,7.2 起停自动控制,一、自动常用低压电器,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧
6、拉回，常闭触点断开。,发热元件,杠杆,热继电器工作原理,双金属片,常闭触头,动画,7.2 起停自动控制,复位按钮,2.热继电器,热继电器符号,热继电器动断触点,热继电器发热元件,7.2 起停自动控制,2.热继电器,3.交流接触器,外形,用途：用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,7.2 起停自动控制,一、自动常用低压电器,3.交流接触器,结构,7.2 起停自动控制,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电机,主触点,常闭,常开,动画,弹簧,交流接触器原理图,7.2 起停自动控制,3.交流接触器,符号,线圈,主触点用于主电路，流过的是大电流。(需灭弧装置),辅助触点用于控制电路，流过的小电流(无灭弧
7、装置),动合(常开)辅助触点,动断(常闭)辅助触点,属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示,动合(常开)主触点,7.2 起停自动控制,3.交流接触器,接触器技术指标：,7.2 起停自动控制,3.交流接触器,触点数目(主触点34对，辅助触点有2对常开，2对常闭)。,线圈额定工作电压（通常是220V或380V）。,主触点额定电流（10几百安）。,一、自动常用低压电器,主电路,控制电路,二、电动机直接起动的控制电路,1、电路,动画,开关,熔断器,接触器主触点,热继电器发热元件,热继电器动断触点,接触器辅助触点,接触器线圈,停车按钮,起动按钮,7.2 起停自动控制,2、控制原理,起动,合上开关QS,
8、按下起动按钮SB2,KM线圈通电,KM辅助触点闭合自锁。,转动,通电,380V,松开起动按钮SB2,利用自身辅助触点，维持通电称自锁,7.2 起停自动控制,2、控制原理,停车,断电,380V,自锁,按停车按钮SB1 KM线圈断电,KM主触点断开电动机停转。,KM辅助触点断开，取消自锁。,取消自锁,7.2 起停自动控制,停转,3、电动机的保护,过载保护,短路保护,接触器,零压、欠压保护,热继电器动断触点,小电流控制大电流,低电压控制高电压,7.2 起停自动控制,三、点动控制电路,去掉自锁保护触点,实现点动控制。,7.2 起停自动控制,按SB3实现点动工作,按SB2实现连续工作,四、既能长期工作又
9、能点动的控制电路,按SB3使线圈KM通电；但不能使线圈KM自锁。,复合按钮,用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。,7.2 起停自动控制,7.3 正反转控制,方法：将接到电动机的三根电源相线，任意两根互 换，电动机反转。,需用两个接触器来实现这一要求,当接触器 F工作时，电机正转。,当接触器 R工作时，将接到电机上的电源相线任意两根互换，电动机反转。,7.3 正反转控制,正转接触器,正转按钮,正转触点,反转触点,反转接触器,反转按钮,SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。,控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时闭合。,KMR,KMF,1、电路,7.3 正反转控制,7.3 正反
10、转控制,按下SBF,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“联锁”。,“联锁”触点,利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。,缺点：改变转向时必须先按停止按钮。,解决措施：在控制电路中加入机械连锁。,通电,断开,断电,闭合,2、电器联锁,7.3 正反转控制,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。,鼠笼式电动机正反转的控制线路,3、机械联锁,7.3 正反转控制,当电机正转时，按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,停止正转,闭合,闭合,电机反转,动画,SBR常闭立即切断正转控制电路,通电,通电,7.4 顺序联锁控制,按SB1,通电,闭合,再按SB2,闭合,通电
11、,闭合,闭合,1.控制要求：M1起动后M2才能起动。停车时同时停车。,动画,7.4 顺序联锁控制,例7-1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机 拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为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才能起动；停车时:M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？,2.顺序控制举例,7.4 顺序联锁控制,例7-1控制要求：起动时：M1起动后，M2才能起动。停车时：M2停车后，M1才能停车。,2.顺序控制举例,7.5 行程控制,行程控制：,某些生产机械为安全需要或为提高生产效率要求行程控制。,1、电动葫芦,在电动葫芦工作极限两端要安装
12、安全限位开关。,2、铣床,在铣床工作面极限两端安装自动往返工作的限位开关,提高生产效率。,7.5 行程控制,用于自动往复控制或限位保护等。,结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,一、行程开关,1、外形图,7.5 行程控制,一、行程开关,2、行程开关的结构,常开触点,常闭触点,滚轮,复位弹簧,支柱连杆,桥式动触头,7.5 行程控制,一、行程开关,3、行程开关的动作示意图,4、行程开关的符号,7.5 行程控制,行程开关,自动往返运动（龙门刨）,挡块1,二、行程控制,行程开关,挡块2,7.5 行程控制,自动往返运动（龙门刨）,二、行程控制,按SBF时,(其常闭断开，常开闭合),KMF断电,KMR通
13、电,一、时间继电器,种类：电磁式、电子式、数字式,用途：用于时间控制。,电磁式外形,7.6 时间控制,静铁芯,动铁芯,恢复弹簧,线圈,杠杆机构,排气孔,进气孔,调节螺丝,微动开关1,微动开关2,电磁式结构,空气室,7.6 时间控制,空气式时间继电器-通电延时原理图,线圈通电 动铁芯向下吸合 活塞杆受橡皮膜下气室阻力缓慢下移杠杆右端受活塞杆控制缓慢上移碰到触点 触头动作,常开延时闭合触头,常闭延时断开触头,常开触头,常闭触头,从线圈通电到触头动作有一定时间的延时,该时间受进气孔大小控制。,7.6 时间控制,时间继电器技术指标：,7.6 时间控制,线圈额定工作电压：220、380V等,延时时间：0
14、.460S（或0.4180S）。,符号,线圈,常闭延时断开触头,常闭触点,常开延时闭合触头,常开触头,常开延时断开触头,常闭延时闭合触头,7.6 时间控制,7.6 时间控制,二、时间控制,1、Y 换接起动控制线路,通电延时继电器,7.6 时间控制,二、时间控制,1、Y 换接起动控制线路,KM1:接通电源KM:绕组联接KMY:绕组Y联接,复合按钮,通电延时断开,通电瞬时闭合,7.6 时间控制,起动过程：,通电,通电,通电,断电,按SB2,KM1通电,KM断电,常开闭合,电机Y形起动,常闭断开,常开闭合自锁,KT通电,1、Y 换接起动控制线路,常闭断开,KMY通电,释放SB2,电机仍保持Y形接法运
15、转,起动过程：按SB2电机处于Y形接法起动松开SB2,电机仍维持Y形接法运转。,7.6 时间控制,起动过程：,通电,通电,通电,断电,1、Y 换接起动控制线路,当 KT 常闭触点延时断开时,KM1断电,常开断开,常闭闭合,KM通电,通电,常开闭合,常闭断开,KMY断电,完成Y换接。,7.6 时间控制,起动过程：,通电,1、Y 换接起动控制线路,通电,KM1断电KMY断电KM通电,KMY常闭闭合,KM1通电,通电,KM1常开闭合,KM1常闭断开,KM1通电形运行。,7.6 时间控制,2.鼠笼式电动机能耗制动控制线路,断电延时继电器,直流电源,断电延时断开,KM1：控制电机KM2：控制制动直流电源KT：控制制动时间,各电器作用,7.6 时间控制,2.鼠笼式电动机能耗制动控制线路,正常运行,按SB2,电机运转,常开闭合,常闭断开,KM2断电,KT通电,通电,通电,断电,自锁,常开闭合,7.6 时间控制,2.鼠笼式电动机能耗制动控制线路,制动过程,按SB1,电机断电，靠惯性运转,常开断开,常闭闭合,KM2通电,KT断电,通电,通电,断电,断电,断电,通电,制动开始,延时,KT触点断开,KM2断电,制动结束,断电,动画,3、宾馆客房插卡取电控制电路,KT,7.6 时间控制,作 业,P204:7.2.2 7.2.3,作 业,
