电工电子学电气控制技术课件_图文
第一讲、电器控制技术30页
线圈
KA
KA
常开触头 常开触头
电流继电器
一、常用低压控制电器
2）、热继电器 利用电流的热效应原理，广泛用于三相异步电动机的长 期过载保护。
一、常用低压控制电器
2）、热继电器
结构：
I
发热元件
双金 属片
扣板
常闭触头
工作原理：
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金 属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断 开。
通电延时：接受输入信号（线圈带电）后延时一定的时 间，输出信号（触头动作）才发生变化。当输入信号消 失（线圈失电）后，输出瞬时复原（触头复原） 。
断电延时：接受输入信号（线圈带电）时，瞬时产生相 应的输出信号（触头动作） 。当输入信号消失（线圈失 电）后，延迟一定的时间，输出才复原（触头复原） 。
一、常用低压控制电器
电动机单向旋转控制电路
L1L2 L3 Q
FU1
KM KR
UVW PE M
FU2
SB1 KM
SB2 KM KR
FU2
• Q为开关，FU1、FU2为主电路与控制电路的熔断器，KM 为接触器，KR为热继电器，SB1、SB2分别为起动按钮与 停止按钮，M为笼型感应电动机。
电动机的常用正反转控制电路
L1 L2 L3 Q
U VW
一、常用低压控制电器
1、刀开关 用作电路的电源开关和电动机的非频繁启动的操作开关。
Q
图形符号
一、常用低压控制电器
2、按钮 在低压控制电路中用于手动发出控制信号。
常开(动合)按钮 SB
电路符号
常闭(动断)按钮 SB
电路符号
一、常用低压控制电器
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3、滑台工进
当滑台快速进给到挡铁压下行程开关ST2时，ST2的动 合触点闭合，使KA2线圈得电并自锁，使电磁铁YA3断 电，液压缸右腔的回油只能经调速阀4流回油箱，使滑台 自动转换为工作进给。
4、滑台快退
当滑台进给到终点时，挡铁压下行程开关ST3，其动合 触点闭合，使KA3线圈得电并自锁，YA1、YA3断电，滑 台停止工进；YA2得电，电磁换向阀3处于右位，变量泵 输出的压力油经换向阀3进入液压缸右腔，缸左腔的回油 经换向阀3直接流入油箱，滑台快退。当滑台退回原位时， ST1被压下，其动断触点断开，使KA3断电，因此YA2也 断电，换向阀3复位，滑台停止。
强力制动。
2、能耗制动控制电路
能耗制动是指在 电动机刚切除三相电 源之际，立即在定子 绕组中接入直流电源。 由于转子切割固定磁 场产生制动力矩，使 电动机的动能转变为 电能并消耗在转子的 制动上，故称能耗制 动。当转子转速为零
时，再切除直流电源。
（五）三相异步电动机的正反转控制电路
1、按钮控制的电动机正反转控制电路
（五）低压隔离器
1、刀开关
刀开关主要由操作手柄、刀片、触点座和底板等组成。 刀开关在安装时应注意： （1）闸刀在合闸状态时，手柄应朝上，不准倒装或平装， 以防造成安全事故。 （2）电源进线应接在刀开关的上 端，负载接在下端，这样拉闸后 刀片与电源隔离，可防止意外事 故发生。
2、转换开关
转换开关又称组合 开关，有单极、双极和 多极之分，常用作电源 的引入开关，也可用作 直接控制小容量异步电 动机非频繁启动和停止 的控制开关，以及控制 电路的转换开关等。
（三）熔断器
熔断器在低压电路中主要用于短路和严重过载时的保护。 熔断器主要由熔体和安装熔体的绝缘管或绝缘底座两部 分组成。常用的熔断器有： （1）瓷插式熔断器 它具有结构简单、价格低廉、使用
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4
电气控制技术基础
（1）低压配电电器 主要用于低压配电系统中。对于这 类电器的要求是系统发生故障时，动作准确、工作可靠，在 规定的时间内，通过允许的短路电流时，其电动力和热效应 不会损坏电器。如：刀开关、断路器和熔断器等。
（2）低压控制电器 主要用于电气传动系统中。对于这 类电器的要求是有相应的转换能力，操作频率高，电寿命和 机械寿命长，工作可靠。如：接触器、继电器、主令电器等。
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14
电气控制技术基础
（4）窄缝灭弧法 这种灭弧方法是利用灭弧罩的窄缝来 实现的。灭弧罩内有一条纵缝，缝的下部宽些上部窄些。当 触头断开时，电弧在电动力的作用下进入缝内，窄缝可将电 弧弧柱直径压缩，使电弧同缝壁紧密接触，加强冷却和去游 离作用，使电弧熄灭加快。
（5）金属栅片灭弧法 利用栅片对电弧的吸引作用及磁 吹线圈的作用将电弧引入栅片中，栅片将电弧分割成许多串 联的短弧。这样每两片灭弧栅片可以看作一对电极，使整个 灭弧栅的绝缘强度大大加强。而每个栅片间的电压不足以达 到电弧燃烧电压，同时吸收电弧热量，使电弧迅速冷却，所 以电弧进入灭弧栅片后就很快地熄灭。如图2-3所示。
2.1.4.4 寿命
包括机械寿命和电寿命。机械寿命是指电器在无电流情 况下能操作的次数；电寿命是指在所规定的使用条件下不需 要修理或更换零件的负载操作次数。
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电气控制技术基础
表2-3 相应于使用类别的接通与分断条件
类
正常负载
非正常负载
别
接通
分断
接通
分断
I/IN U/UN cosφ I/IN U/UN cosφ I/IN U/UN cosφ I/IN U/UN cosφ AC-1 1 1 0.95 1 1 0.95 1.5 1.1 0.95 1.5 1.1 0.95
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注 (1) 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。
(2) 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 (包 括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。
（3）参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际 方向不变。
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30
§1.1.3 电路的功率和能量
• 传递和处理信号。
• 保证信号传递质量。
音频信号：16Hz~20kHz 正弦、方波、三角波 处理：放大、变换 、滤波 …
信号 源
非 电 信 号
电 信 号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
编辑版pppt
功率低 (10-3w)
负载
电
非
信
电
号
信
号
7
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
Δt0Δt dt
编辑版pppt
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单位
A（安培）、kA 、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1Hale Waihona Puke A=10-6A方向规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A
B
实际方向
A
B
问题 复杂电路或电路中的电流随时间变化时，
电流的实际方编向辑版往pp往pt 很难事先判断
§1.3 独立电源元件
§1.4 电路的工作编状辑态版pp和pt 电器设备的额定值
2
第一章 电路和电路元器件
本章内容摘要
学习电工电子技术中的——电路基本组成 及常用的电路元件，是学习以下各章节的基础。 介绍电阻元件，电感元件，电容元件，独立电 源元件，半导体二极管和三极管等器件的工作 原理、特性曲线和参数。
电气控制技术基础课件
控制电路的设计与分析
控制电路的设计
控制电路的设计需要根据实际需求和控制要求，选择合适的逻辑门电路和元件，设计合理的输入输出 接口和控制程序。
控制电路的分析
控制电路的分析主要是对电路的功能、性能和可靠性进行分析和评估，以确保控制电路能够满足实际 应用的需求。
05
控制系统实例分析
电机控制系统实例分析
工业机器人控制系统
02
通过控制机器人的运动轨迹、速度和姿态，实现自动化作业。
自动化生产线控制系统
03
通过控制生产线上各设备的协同工作，实现生产过程的自动化。
家用电器控制系统实例分析
空调控制系统
通过控制空调的运行模式、温度和风速等参数，实现 舒适环境的自动调节。
智能家居控制系统
通过集中控制家庭内的各种电器设备，实现智能化生 活。
电气控制技术具有高精度、快速响应、 安全可靠等特点，能够实现对电力系 统的精确控制，提高电力系统的稳定 性和安全性。
电气控制技术的应用领域
电力系统
电气控制技术广泛应用于电力系 统的各个环节，如发电、输电、 配电等，能够对电力系统进行监 测、控制和调节，保障电力系统
的稳定运行。
工业自动化
在工业自动化领域，电气控制技 术能够实现各种自动化生产线和 设备的控制，提高生产效率和产
01
直流电机控制系统
02
步进电机控制系统
03
伺服电机控制系统
通过改变电机的输入电压或电流， 实现对电机速度和方向的控制。
通过控制电机各相绕组的通电顺 序和时间，实现电机步进式的转 动。
利用伺服电机内部的编码器反馈， 实现电机的精确位置和速度控制。
工业自动化控制系统实例分析
数控机床控制系统
电气控制技术第1章完全完整版ppt精选课件
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第1章 常用控制电
五、电器器触点
• 有触点电器 电器通断的执行功能由触点来实现。
• 无触点电器 电器通断的执行功能不是由触点结构 来实现，而是根据开关元件输出信号 的高低电平来实现。
• 混合式电器 有触点和无触点结合的电器。
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第1章 常用控制电
电弧实际上是触头间气体在强电场作用下 产生的放电现象，产生高温并发出强光，将触 头烧损，并使电路的切断时间延长，严重时会 引起火灾或其他事故，因此，在电器中应采取 适当措施熄灭电弧。
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第1章 常用控制电
常用的器灭弧方法
• 1．电动力灭弧
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第1章 常用控制电 器
第1章 常用控制电 器
触头按其原始状态可分为 常开触头：原始状态时断开，线圈通
电后闭合的触头叫常开触头； 常闭触头：原始状态时闭合，线圈通
电后断开的触头叫常闭触头。 常开触头又叫动合触头； 常闭触头又叫动断触头。
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第1章 常用控制电 器
主触头通常用常开触头(点); 辅助触头既可用常开触头也可用常闭
第1章 常用控制电 器
第一章 常用控制电器
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第1章 常用控制电 器
第一节 概述
一、电器的定义
电器是一种能根据外界的信号和 要求，手动或自动地接通或断开电路， 断续或连续地改变电路参数以实现电 路或非电对象的切换、控制、保护、 检测、变换和调节用的电气设备。
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• 继电器的结构与接触器类似。 • 与接触器不同的是，继电器用于通断
电气控制技术二.ppt
• 2、定子串电阻的降压起动控制线路 • 1）原理：起动时三相定子绕组串接电阻R，降低定
子绕组电压，以减小起动电流。起动结束应将电阻 短接。
• 2）控制电路
SB2↓——→ KM1+ KT+ ——→KM2+ KM1— KT—
串R起动
欠压和失（零）压保护的优点： 1、防止电动机低压运行。 2、避免多台电动机同时起动造成的电网电压波动。 3、防止在电源恢复时，电动机突然起动运行而造成设
备和人身事故。 电器控制中：按钮 → 发布命令信号 接触器 → 实现对控制对象的控制 继电器 → 根据控制过程中各个量 的变化发出相应的控制信号。
第三节 电器控制线路的基本规律
第二节 鼠笼电动机简单的起、停 电器控制线路
• 全压起动：将额定电压直接加到电动机的定子绕组上，
使电动机起动旋转。（p≤10kw）
• 降压起动：起动时减少加在定子绕组上的电压，以限制
起动电流；在起动完成后再将定子电压恢复至额定值。
一、开关控制电路
由开关控制电机 直接起/停，要求电 机容量较小，且无法 实现自动控制或失压、 欠压保护。
电气安装接线图。
一、电气原理图
• 电气原理图：表达电气控制系统的组成和联接关系，主
要用来分析控制系统工作原理。
• 1、主电路、控制电路和其它辅助的信号、照明电路，
保护电路一起构成电气控制系统，各电路应沿水平方向 独立绘制。
• 2、电路中所有电器元件均采用国家标准规定统一符号
表示，其触头状态均按常态画出。主电路一般都画在控 制电路的左侧或上面，复杂的系统则分图绘制。所有耗 能元件（线圈、指示灯等）均画在电路的最下端。
《电气控制技术》ppt课件
5.1.1 开关
4、自动空气开关
自动空气开关又称自动空气断路器。集控制和多 种保护功能于一身。 •用途：能接通和分断电路，还能对电路进行短路、 欠压、严重过载的保护，也可用于不频繁地启动电 动机。
10
5.1.1 开关
4、自动空气开关
主触点
锁钩
弹簧
双金属片
热元件
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5.1.1 开关
4、自动空气开关
• 实现继电接触控制的电气设备，统称为控制电器， 如刀闸、按钮、继电器、接触器等。下面介绍常用 控制电器的用途及电工表示符号。
1
5.1 常用低压电器
• 用于交流1200V以下或直流1500V以下电路中的 电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备 称为低压电器。如闸刀、按钮、继电器、接触器等。
5.1.1 开关
33
5.1.5 继电器 1、热继电器
•电动机在运行过程中，由于长期过载、频繁启 动、欠压运行断相等原因都会使流过电动机的 电流超过额定电流。热继电器是利用电流的热 效应而动作的电器，常采用热继电器进行电动 机的过载保护。
34
5.1.5 继电器
1、热继电器
符号
FR
发热 元件
结构
双金属片 复位 按钮
5.1.1 开关
4、自动空气开关
主触点
锁钩
工作原理：电路出现欠压
弹簧
双金属片
热元件
16
5.1.1 开关
4、自动空气开关
主触点
锁钩
工作原理：电路出现欠压
弹簧
双金属片
热元件
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5.1.2 熔断器
•熔断器主要作短路或严重过载保护用，串联在被保 护的线路的首端。线路正常工作时如同一根导线， 起通路作用；当线路短路或严重过载时熔断器熔断， 起到保护线路上其他电器设备的作用。
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章电气控制技术13章
第13
13.1 常用低压控制电器
低压控制电器种类繁多低压控制电器种类繁多,,一般可分为以下四类一般可分为以下四类::。
13.1.1 开关电器1.闸刀开关
安装闸刀开关要把电源进线接在静触头上安装闸刀开关要把电源进线接在静触头上,,
负载线应接在可动的触刀一侧负载线应接在可动的触刀一侧。
这样这样,,当断开电源时触刀就不会带电开电源时触刀就不会带电。
闸刀开关一般垂直安装在开关板上直安装在开关板上,,静触头在上方静触头在上方。
电路符号
QS。
闸刀开关不宜用来切换容量较大的感性负载容量较大的感性负载,,且不能频繁操作且不能频繁操作,,闸刀开关可以对小容量的电动机进行启停控制动机进行启停控制。
13.1.2 主令电器
1. 按钮
演示
电路符号
常闭按钮SB
常开按钮SB
复
合按钮
SB
2. 行程开关
用作电路的限位保护用作电路的限位保护、、行程控制行程控制、、自动切换等自动切换等。
结构与按钮类似结构与按钮类似,,但其
动作要由机械撞击动作要由机械撞击。
ST
常开触点常闭触点
13.1.3 执行电器
1. 交流接触器
用来接通和断开电动机或其它用电设备的主电路。
KM
KM KM
动画
2. 中间继电器
中间继电器和接触器的结构和工
作原理大致相同作原理大致相同。
主要区别在于主要区别在于::①接触器的主触
点可以通过大电流点可以通过大电流;;②继电器的体积和触点容量小体积和触点容量小,,触点数目多,且只能通过小电流。
所以所以,,
中间继电器一般用于控制电路中。
KA
KA 常开触点
常闭触点
KA
3. 时间继电器
时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电起,经过一段时间延时后才动作的继电器经过一段时间延时后才动作的继电器。
适用于定时控制于定时控制。
比较常见的有电磁式比较常见的有电磁式、、空气阻尼式和电子式继电器。
通电延时的空气式时间继电器结构示意图
⇒
①通电延时继电器
②断电延时继电器
线圈
常开触点常闭触点KT 线圈常开触点
KT
常闭触点
KT
13.1.4 保护电器
1.热继电器
用于电动机的过载保护用于电动机的过载保护。
常闭触点FR 热元件FR 热继电器是利用热效应工作的作的。
在电动机启动和短时过载时时过载时,,热继电器不会动作动作。
动画
结构原理图
2. 熔断器
实现短路保护实现短路保护。
FU
13.2 三相鼠笼式电动机的基本控制
1.直接启停控制电路
2.点动
点动、、长动控制
3.异地控制
4.多台电动机的联锁控制
5.电动机的正反转控制
6.行程控制
7.时间控制
绘制控制电路原理图的原则是绘制控制电路原理图的原则是::
①。
主电路是电源与负载相连的部分电路负载相连的部分电路,,通过较大的负载电流通过较大的负载电流;;由按钮按钮、、接触器线圈接触器线圈、、时间继电器线圈等组成的电路称控制电路路称控制电路,,其电流较小其电流较小。
②同一电器上的各组成部分可能分别画在主电路和控制电路里路里,,但要使用相同的文字符号但要使用相同的文字符号。
③即没有通电和没有发生机械动作时的状态和没有发生机械动作时的状态。
④。
1.具有的鼠笼式电动机
直接启停控制电路
主
电
路
合上S ,接触器KM 常开触点起自锁作用,可以长动可以长动。
断开S ,自锁触点不起作用起作用,,只能点动只能点动。
既能点动又能长动的电动机控制电路
3
异地控制异地控制,,就是在多处设置的控制按钮就是在多处设置的控制按钮,,均能对同一台电动机实施启停等控制均能对同一台电动机实施启停等控制。
例如例如::甲、乙两地均能对一台电动机进行启停控制启停控制。
甲地甲地::启动按钮启动按钮((常开按钮SB 1
停止按钮停止按钮((常闭按钮SB 2
乙地乙地::启动按钮启动按钮((常开按钮SB 3
停止按钮停止按钮((常闭按钮SB 4
控制交流
接触器的线圈得电、失电
方法方法::两启动按钮并联两启动按钮并联;;两停止按钮串联两停止按钮串联。
在生产实践中在生产实践中,,常见到多台电动机拖动一套设备的情况备的情况。
这几台电动机的启这几台电动机的启、、停等动作常常有先后顺序有先后顺序,,以实现各种生产工艺的需要以实现各种生产工艺的需要。
例:某机床主轴由一台鼠笼式电动机M 1带动,润滑油泵由另一台鼠笼式电动机M 2带动带动。
要求要求::①主轴必须在油泵开动后主轴必须在油泵开动后,,才能开动;②主轴停止后油泵才能停止主轴停止后油泵才能停止;;③有短路有短路、、零压及过载保护零压及过载保护。
试绘出控制线路试绘出控制线路。
2
2 1
2
2
1
1
在生产上往往要求一个运动部件向正反两个方向运动运动。
电动机接入电源的任意两根线对调,电动机改变转向转向。
对调对调??
用两个交流接触器。
KM R
R
在同一时间内在同一时间内,,两个接触器只允许一个通电工
R
a
ST 对某生产机械的运动部件A 按下述要求实施控制按下述要求实施控制::(1A 在起点时在起点时,,启动后只能前进不能后退启动后只能前进不能后退;;(2A 前进到终点立即往回退前进到终点立即往回退,,退回起点自停退回起点自停;;(3在A 前进或后退途中均可停前进或后退途中均可停,,再启动时既可进也可退进也可退。
a ST
电动机Y-Δ换接启动控制电路
启动时启动时,,电动机接成星形电动机接成星形,,,当转速接近额定转速时额定转速时,,将电动机转换成三角形将电动机转换成三角形。
电动机的接法为三角形电动机的接法为三角形,,启动时接成星形启动时接成星形。
3
L
U 每相绕组电压=
I LY
I L Δ
每相绕组电压=U L I LY =I L Δ/3。