《機電傳動控制教案》PPT課件.ppt

,繼電器-接觸器控制電路,第八章,2,8.1常用控制電器與執(zhí)行電器,生產(chǎn)機械中所用的控制電器多屬低壓電器，它是指電壓在500V以下、用來接通或斷開電路，以及用來控制、調(diào)節(jié)和保護用電設備的電氣器具。,3,一、刀開關QS(QG、Q）,4,二、轉換開關QB,5,三、接觸器KM,在外界輸入信號下能夠自動地接通或斷開帶有負載的主電路（如電動機）的自動控制電器，它是利用電磁力來使開關打開或閉合的電器。,主觸頭,輔助觸頭,直流接觸器和交流接觸器能否互換使用？,7,四、繼電器,一種傳遞信號的電器，一般用來接通或斷開控制電路1.中間繼電器K2.時間繼電器KT3.電壓繼電器KV4.電流繼電器KA5.速度繼電器KS6.壓力繼電器KP7.熱繼電器FR,9,10,五、按鈕SB,11,主令控制器和萬能轉換開關Sl,12,主令控制器和萬能轉換開關Sl,13,8.2繼電器-接觸器控制的常用基本線路,一、繼電器-接觸器自動控制線路的構成,電氣控制線路：是用導線將電機、電器、儀表等電氣元件聯(lián)接起來，并實現(xiàn)某種要求的電氣線路。,電氣控制線路圖：,電氣接線圖,電氣元件布置圖,電氣原理圖,電器元件的各部分分散畫在原理需要的地方。,實際電器元件的擺放位置圖,根據(jù)上述兩圖得到的接線端子連接圖,設計階段,施工階段,維護檢修,14,原理圖的繪制規(guī)則：,主電路：粗線，繪在左或上部控制線路：細線，繪在右或下部,控制線路的電源線分列兩邊，按電器元件的動作順序由上而下平行繪制,所有電器元件不畫實際外形，而用標準圖形和文字符號表示。器件的各部分分別畫在完成作用的地方。各電器部件的狀態(tài)處于未動作前的狀態(tài)。,同類電器在文字符號前或后加序號區(qū)分,兩條以上導線連接處用小圓點表示電氣連接，每一接點標一編號，左單右雙，以線圈為界限,對具有循環(huán)運動的機構，應給出工作循環(huán)圖，萬能轉換開關和行程開關應繪出動作程序和動作位置,主電路,控制電路,15,起動,停止,刀開關,熱繼電器,熔斷器,接觸器,常開輔助觸點,常開主觸點,熱繼電器常閉觸點,自鎖：利用電器自己的觸頭使自己的線圈得電從而保持長期工作的線路環(huán)節(jié)稱為自鎖環(huán)節(jié)。這種觸頭叫自鎖觸頭。,8.2.2繼電器-接觸器自動控制的基本線路,1.交流異步電動機啟、?？刂凭€路及保護裝置1)啟、停控制線路,互鎖：用各自的常閉輔助觸點互串在對方的線圈回路中，保證同時只能有一個線圈得電的基本控制環(huán)節(jié)。,16,2)電路中的保護措施,（1）短路保護,防止電動機突然流過短路電流而引起繞組、導線絕緣及機械上的嚴重損壞，或防止電源損壞。常用的短路保護元件：熔斷器FU、過電流繼電器KA、自動開關QF。,（2）長期過載保護,防止因電機長期過載（長期運行在115%125%IN）導致電機等電氣設備因發(fā)熱而升溫引起設備絕緣損壞。常用的長期過載保護元件：熱繼電器FR。,（3）零壓（欠壓）保護,防止因電源電壓消失或降低而可能發(fā)生的不容許故障。常用的零壓（欠壓）保護元件：欠電壓繼電器,（4）零勵磁保護,防止因勵磁電流消失或降低而可能發(fā)生的不容許故障。常用的零勵磁保護元件：欠電流繼電器,17,長期過載與缺相雙重保護的控制線路,18,零壓保護線路：,主令控制器,額定電壓時吸合電壓低于額定值以下某值時釋放,欠電壓繼電器,信號燈,19,零勵磁保護線路：,直流電動機零勵磁保護,空氣開關,勵磁,欠電流繼電器,電樞,反向續(xù)流,短路、過載、失壓保護,直流電源1,直流電源2,共地端,20,2.交流異步電動機正、反轉控制線路,實現(xiàn)正、反轉的辦法：更換電動機供電相序。,KM1、KM2互鎖,復合按鈕,反轉,正轉,正轉按鈕,反轉按鈕,總停,21,下圖所示的鼠籠式電動機正反轉控制線路中有幾處錯誤?請改正。,22,3.點動與長動控制線路,點動：按一次按鈕就動一下，連續(xù)按則連續(xù)動，不按則不動。,長動：按一次就連續(xù)工作。,23,4.多電機連鎖控制線路,1）兩臺電動機的連鎖控制,KM2不能單獨啟動和停止。,實現(xiàn)連鎖控制的關鍵：將常開、常閉觸頭安排在適當?shù)奈恢?電機1,電機2,KM2不能單獨啟動，但能單獨停止。,KM2不能單獨啟動，KM2停了后，KM1才能停。,24,2）聯(lián)合控制與分別控制,聯(lián)合控制:1QB-I,2QB-I,分別控制:1QB-I,2QB-II,轉換開關,25,3）集中控制與分散控制,6SB、5SB裝在集中控制臺上。3SB、1SB；4SB、2SB分別裝在每臺機床的控制臺上。,26,5.多點控制線路,1SB、3SB裝在一處；2SB、4SB裝在另一處。啟動按鈕之間并接；停止按鈕之間串聯(lián)。,27,6.電磁鐵、電磁離合器的基本控制線路,大電感元件,啟動時，反電勢阻止電流上升導致吸合速度慢。突然斷電時，反電勢很高，易擊穿線圈。,啟動時，C、R、VD使電流上升速度加快。,關斷時，C對YA反向放電，加快消磁。,防止電磁鐵線圈過壓和觸頭燒損的控制線路,28,要求三臺電動機按一定順序工作，1M先啟動，2M在1M啟動后才能啟動，3M在2M啟動后立即自動啟動，2M能實現(xiàn)點動工作，停止時同時停止，設計主電路與控制電路。,29,30,8.2.3生產(chǎn)機械中常用的自動控制方法,利用電動機主電路的電流來控制如：交流異步電動機或直流他勵電動機中，機械力與負載大小往往與電流成正比。所以，機床進刀量的控制，機床夾緊機構的夾緊程度等，都可根據(jù)電流來控制。利用電動機的速度來控制如：交流電動機反轉制動和能耗制動時，要求速度降到一定值時，切除電源。根據(jù)一定時間間隔來控制如：定子串電阻降壓啟動控制時，可根據(jù)時間變化切除降壓電阻。根據(jù)工作機械的運動行程來控制如：龍門刨床的工作臺要求根據(jù)行程位置自動實現(xiàn)啟動、停止、反向和調(diào)速的控制。,關鍵：了解生產(chǎn)工藝過程進行中哪些信號和參數(shù)發(fā)生變化，用合適的電器元件檢測出變化的信號，從而實現(xiàn)生產(chǎn)工作狀態(tài)的自動轉換。,自動化生產(chǎn)工藝過程中，工作狀態(tài)的轉換要求自動進行。因此出現(xiàn)了各種各樣的自動控制方法。,31,以行程變化為控制信號?？刂齐妱訖C工作狀態(tài)轉換。行程控制主要用于：機床進給速度的自動換接、自動工作循環(huán)、自動定位及運動部件的限位等。行程開關是實現(xiàn)行程控制的基本電器元件。,1)行程開關：是一種利用生產(chǎn)機械的某運動部件對開關操作機構的碰撞而使觸頭動作發(fā)出控制信號的主令電器。,按鈕式行程開關,滑輪式行程開關,微動開關,2)接近開關：是一種非接觸型的物體檢測裝置。常見的接近開關有：高頻振蕩型、電容型、感應電橋型等多種。（無觸點、無磨損、速度快）,機械式,SQ（SN）,ST,SM,1.按行程的自動控制,JW2、JW2A系列行程開關,32,3）按行程控制的鼠籠式異步電動機正反轉控制線路,行程控制的優(yōu)點：信號直接，控制準確可靠，使用的控制元件簡單。,33,加熱爐推料機自動上料控制線路,電機1正轉,電機2正轉,電機1反轉,電機2反轉,開到位,進到位,退到位,關到位,順序控制（程序控制）,34,根據(jù)反映時間長短的元件的動作來實現(xiàn)控制。,1）時間繼電器KT：是一種觸點能延時通或斷的控制電器?？梢詫崿F(xiàn)從0.05s幾十小時的延時,按延時性質(zhì)分,得電延時型：(延時吸合)線圈得電后，開始延時延時時間到，觸頭動作。,失電延時型：（延時釋放）線圈得電時，觸頭立即動作線圈失電時，開始延時，延時到則觸頭復位。,2.按時間的自動控制,35,36,2）按時間控制的鼠籠式異步電動機能耗制動的自動控制線路,鼠籠式異步電動機能耗制動的原理：電機切除電源后，立即在定子繞組中接入低壓直流電源。當轉子轉速為零時，應切斷電源。,變壓器,停止按鈕：切斷定子的三相交流電源，引入直流電源,37,3）按時間控制的鼠籠式異步電動機Y/啟動控制線路,SB1KM1、KT、KM3得電,延時到，KM3失電，KM2得電,Y：KM1、KM3得電；KM2失電。：KM1、KM2得電；KM3失電。,38,4）按時間和行程控制無進刀切削,要求：刀架從位置1移到位置2進行鉆削加工后，自動退回位置1。無進給切削：鉆頭到達位置2時，不再進給，但鉆頭繼續(xù)旋轉進行切削，提高加工精度（鉆頭旋轉由另一電機拖動）。,分析：接觸器KM1、KM2分別控制電機正反轉。行程開關1SQ、2SQ分別安裝在位置1和位置2。用來限定刀架的進退位置。刀架到達位置2后，延時一會再退回。,思考：刀架的自動循環(huán)是如何實現(xiàn)的？,39,例、有一個生產(chǎn)機構，在A、B兩處往返運行。要求在A處啟動后，當運行到B處時停一段時間，再自動返回A處；在A處停一段時間后，再返回B處。畫出滿足上述要求的繼電接觸器控制電路。,40,3.按速度的自動控制,1）速度繼電器：是一種能反映速度變化和方向的繼電器。,常用的感應式速度繼電器主要由定子、轉子、觸頭三部分組成。,左右觸頭，反映轉向觸頭動作，反映速度的有無,速度繼電器基本參數(shù)：額定轉速：3001000r/min;10003600r/min動作轉速：120r/min左右復位轉速：100r/min,以速度變化為參量，實現(xiàn)自動控制。,速度大于某一值時，觸頭動作。速度小于某一值時，觸頭復位。,41,2）按速度控制的交流異步電動機反接制動的自動控制線路,反接制動的原理：改變?nèi)嚯娫聪嘈?，使定子產(chǎn)生相反旋轉磁場，作用于轉子上產(chǎn)生強力制動。負載轉矩反向轉矩共同作用使電動機減速直到停止。,關鍵：當n=0時，應將電源切斷，否則，電機會反向起動。,42,4.按電流的自動控制,電流測量元件：電流繼電器、電流互感器等,按電流控制的鼠籠式異步電動機定子串電阻降壓啟動控制線路,控制原理：先使KM2通，由于起動電流較大，過電流繼電器吸合，當電流減小到一定值時，過電流繼電器釋放，利用其觸點動作實現(xiàn)轉換。,SB1起動,KI釋放，常閉觸點復原，使KM1得電并自鎖，同時使KM2不能得電。,電流降到KI的釋放值,KM2得電并自鎖，復合按鈕和KI保證KM1不能得電,43,思考：繼電器和接觸器有什么區(qū)別？,繼電器一般用于控制信號轉換、小的電流。只能用在單相控制回路中，可以理解為一個或若干個由電觸發(fā)的開關；繼電器有好多種，比如時間繼電器，速度繼電器，過程繼電器等等，有用電流控制的，也有用空氣介質(zhì)控制的等，主要是進行信號控制，信號電平轉換，控制參數(shù)變換等接觸器一般只用電流信號或電壓信號控制，一般帶有滅弧罩，可以控制大電流，一般在三相的電氣回路里，主要應用在電氣控制主回路，比如：電動機等。,44,8.3繼電器-接觸器控制線路舉例,龍門刨床橫梁升降機構控制線路設計：,橫梁升降機構的工藝要求：固定刀架的橫梁需上下移動，調(diào)整位置，并能夾緊固定在立柱上上下移動與夾緊之間有順序要求，放松移動自動夾緊移動應有上下限保護橫梁移動是調(diào)整運動，應采用點動控制移動與夾緊應互鎖；移動與主拖動要互鎖,龍門刨床結構示意圖,45,橫梁升降電機通過傳動機構使橫梁上下移動,橫梁夾緊電機通過減速機構加傳動機構杠桿作用使壓塊將橫梁夾緊或放松,橫梁升降機構控制的主電路,系統(tǒng)中哪些參數(shù)能反映夾緊、放松的程度？,行程？時間？電流？速度？,行程控制:當夾緊機構磨損后，測量不準確,時間控制：間接參量，不易調(diào)準,電流控制：能反映夾緊力的大小。,上限3ST,下限4ST，5ST,過電流繼電器,行程開關1ST,46,橫梁升降機構的控制電路,主拖動,過電流繼電器，當電流大到一定程度時觸點動作,47,8.4繼電器-接觸器控制線路設計簡介,自動控制線路設計的基本要求：,滿足生產(chǎn)工藝要求電路力求簡單、布局合理、電器元件選擇正確并得到充分利用安全可靠，能長穩(wěn)定運行，設有各種保護和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié)便于操作安裝和維修,設計方法：,經(jīng)驗法憑借實際經(jīng)驗，用基本線路和典型環(huán)節(jié)加以合理組合邏輯分析法利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學工具設計的方法,設計步驟：,了解生產(chǎn)工藝過程要求選擇自動控制方法和原則設計原理圖選器件和整定參數(shù)繪出安裝圖安裝、調(diào)試、修改、完善,48,設計中應注意的一些問題：,盡量減少觸點數(shù)量，簡化線路：,合理安排電器元件連接線路，減少連接導線，保障實用安全：,一條控制線路中，