簡介:機(jī)床電氣控制技術(shù),(補(bǔ)充內(nèi)容),緒論,第一章常用低壓控制電器,第二章基本控制線路,第三章電氣控制線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ),,一、本課程的性質(zhì)與任務(wù)本課程是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課。主要內(nèi)容是以電動(dòng)機(jī)或其他執(zhí)行電器為控制對象,介紹繼電接觸器控制系統(tǒng)的工作原理、典型機(jī)械的電氣控制線路、電氣控制技術(shù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。目前,根據(jù)中國當(dāng)前的情況,繼電接觸器控制系統(tǒng)仍然是工廠設(shè)備最常用的電氣控制方式,而且,低壓電器正向小型化、長壽命發(fā)展,出現(xiàn)了功能多樣的電子式電器,使繼電接觸器控制系統(tǒng)性能不斷提高。因此,繼電接觸器控制在今后的電氣控制技術(shù)中仍然占有相當(dāng)重要的地位。,,緒論,本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生電器工程應(yīng)用能力,要求如下(1)熟悉常用控制電器的結(jié)構(gòu)、原理、用途,具有合理選擇、使用主要控制電器的能力。(2)熟悉掌握繼電接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié),具有閱讀和分析繼電接觸器構(gòu)成的電氣控制線路原理圖的能力。(3)能基本根據(jù)生產(chǎn)過程和控制要求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(4)熟悉典型設(shè)備的電氣控制系統(tǒng),具有從事電氣設(shè)備安裝、調(diào)試、維修及管理的基本知識(shí)。,二、電氣控制技術(shù)的發(fā)展概況,機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展概況,電氣控制系統(tǒng)伴隨著控制器件的發(fā)展而發(fā)展。主要表現(xiàn)為在控制方法上,從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制;在控制功能上,從單一功能發(fā)展到多種功能;在實(shí)際操作上從緊張繁重到輕松自如。,電氣控制系統(tǒng)發(fā)展的四個(gè)階段(1)繼電器接觸器控制系統(tǒng)(2)連續(xù)控制系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)(3)可編程序控制器(4)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng),,第一章常用低壓控制電器,,第一節(jié)概述,電器的定義電器是根據(jù)外界信號(機(jī)械力、電動(dòng)力和其它物理量)自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路,實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設(shè)備。,電器的種類按工作電壓分為高壓電器和低壓電器。按用途分為配電電器與控制電器。按動(dòng)作方式分為自動(dòng)切換電器和非自動(dòng)切換電器。按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器。,電器的組成由檢測部分(電磁機(jī)構(gòu))與執(zhí)行部分(觸頭系統(tǒng))組成。檢測部分的作用接受外界信號并進(jìn)行物理量的轉(zhuǎn)換、放大。執(zhí)行部分的作用根據(jù)檢測部分的輸出執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作,從而接通或分?jǐn)嗑€路,實(shí)現(xiàn)控制的目的。,吸引線圈的作用將電能轉(zhuǎn)換成磁能,即產(chǎn)生磁通,銜鐵在電磁吸力作用下產(chǎn)生機(jī)械位移使鐵心吸合。,鐵心,銜鐵,線圈,一電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵組成。如下圖所示。,二觸頭系統(tǒng)觸頭是電器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),在銜鐵的帶動(dòng)下起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔谩?3滅弧原理及裝置電弧觸頭在通電狀態(tài)下動(dòng),靜觸頭脫離接觸時(shí),由于電場的存在,使觸頭表面的自由電子大量溢出而產(chǎn)生電弧。電弧的存在既燒損觸頭金屬表面,降低電器的壽命,又延長了電路的分?jǐn)鄷r(shí)間,所以必須迅速消除。常用的滅弧方法1)迅速增大電弧長度。2)冷卻。,BACK,第二節(jié)接觸器,接觸器是一種用來頻繁地接通和斷開交、直流負(fù)荷電流的電磁式自動(dòng)切換電器,主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電容器組等設(shè)備,具有低壓釋放的保護(hù)功能,適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。,一、接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理,1交流接觸器的結(jié)構(gòu),交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置和其他輔助部件四大部分組成。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。,1動(dòng)觸頭2靜觸頭3銜鐵4彈簧5線圈6鐵心7墊氈8觸頭彈簧9滅弧罩10觸頭壓力彈簧,2交流接觸器的工作原理,線圈得電后,在鐵心中產(chǎn)生磁通及電磁吸力,銜鐵在電磁吸力的作用下吸向鐵心,同時(shí)帶動(dòng)動(dòng)觸頭移動(dòng),使常閉觸頭打開,常開觸頭閉合。當(dāng)線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時(shí),電磁吸力小于彈簧反力,使得銜鐵釋放,觸頭機(jī)構(gòu)復(fù)位,斷開電路或解除互鎖。,3接觸器的符號,A線圈B主觸常開、常閉觸點(diǎn)C輔助常開、常閉觸點(diǎn)接觸器的符號,BACK,第三節(jié)繼電器,繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化來接通或斷開控制電路,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)的電器。其輸入量可以是電壓、電流等電氣量,也可以是溫度、時(shí)間、速度、壓力等非電氣量。,一、電磁式繼電器,電磁式繼電器結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器大體相同,也由鐵心、銜鐵、線圈、復(fù)位彈簧和觸點(diǎn)等部分組成。典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。,1底座2反力彈簧3、4調(diào)節(jié)螺釘5非磁性墊片6銜鐵7鐵心8極靴9電磁線圈10觸點(diǎn)系統(tǒng),電磁式繼電器的種類,1電磁式電流繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的電流大小有關(guān)的繼電器稱為電流繼電器,可分為過電流繼電器和欠電流繼電器。,2電磁式電壓繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的電壓大小有關(guān)的繼電器稱為電壓繼電器,可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。又分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。,3電磁式中間繼電器中間繼電器的吸引線圈屬于電壓線圈,但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多一般有4對常開、4對常閉,觸點(diǎn)容量較大額定電流為5A~10A,且動(dòng)作靈敏。其主要用途是當(dāng)其他繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量不夠時(shí),可借助中間繼電器來擴(kuò)大觸點(diǎn)容量觸點(diǎn)并聯(lián)或觸點(diǎn)數(shù)量,起到中間轉(zhuǎn)換的作用。,電磁式繼電器符號,二、時(shí)間繼電器,在敏感元器件獲得信號后,執(zhí)行器件要延遲一段時(shí)間才動(dòng)作的繼電器叫做時(shí)間繼電器。,時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。通電延時(shí)型當(dāng)有輸入信號后,延遲一定時(shí)間,輸出信號才發(fā)生變化;當(dāng)輸入信號消失后,輸出信號瞬時(shí)復(fù)原。斷電延時(shí)型當(dāng)有輸入信號時(shí),瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號;當(dāng)輸入信號消失后,延遲一定時(shí)間,輸出信號才復(fù)原。,1時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu),A通電延時(shí)型,B斷電延時(shí)型,2時(shí)間繼電器的符號,三、熱繼電器,1雙金屬片固定支點(diǎn)2雙金屬片3發(fā)熱元件4導(dǎo)板5補(bǔ)償雙金屬片6常閉觸點(diǎn)7常開觸點(diǎn)8復(fù)位調(diào)節(jié)9動(dòng)觸點(diǎn)10復(fù)位按鈕11調(diào)節(jié)旋鈕12支撐13壓簧14推桿,思考熱繼電器的常開和常閉點(diǎn)分別接在什么電路中,BACK,一、低壓開關(guān),第四節(jié)其他常用電器,二、低壓斷路器,低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān),可用來分配電能、不頻繁地起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)、保護(hù)電動(dòng)機(jī)及電源等,具有過載、短路、欠電壓等保護(hù)功能。,三、熔斷器,熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價(jià)格低廉的保護(hù)電器。主要用作電路或用電設(shè)備的短路保護(hù),對嚴(yán)重過載也可起到保護(hù)作用。,2熔斷器的符號及安秒特性,四、主令電器,主令電器是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號的電器,用來控制接觸器、繼電器或其他電器線圈,使電路接通或斷開,以達(dá)到控制生產(chǎn)機(jī)械的目的。,1控制按鈕,2)符號,2)符號,BACK,第二章基本控制線路,第一節(jié)電氣控制線路的繪制,第二節(jié)基本電氣控制線路,第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制線路,第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路,,第一節(jié)電氣控制線路的繪制,電氣控制線路是由各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等組成的控制線路。為了表達(dá)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),工作原理及安裝、調(diào)試、維修等技術(shù)要求,需要用統(tǒng)一的工程語言即用工程圖的形式來表達(dá),這種工程圖即是電氣圖。,常用于機(jī)械設(shè)備的電氣工程圖有3種電路原理圖、接線圖、元器件布置圖。電氣工程圖是根據(jù)國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn),用規(guī)定的圖形符號、文字符號以及規(guī)定的畫法繪制而成的。,一、電氣原理圖的繪制原則,電路圖應(yīng)有兩種一種是電氣原理圖,另一種是電氣安裝接線圖。,電氣原理圖是根據(jù)電氣動(dòng)作原理繪制的,用來表示電氣的工作原理,用于分析動(dòng)作原理和排除故障,而不考慮電氣設(shè)備的電氣元器件的實(shí)際結(jié)構(gòu)和安裝情況。,電氣安裝接線圖也叫電氣裝配圖,它是根據(jù)電氣設(shè)備和電氣元器件的實(shí)際結(jié)構(gòu)、安裝情況繪制的,用來表示接線方式、電氣設(shè)備和電氣元器件的位置、接線場所的形狀和尺寸等。,1電氣原理圖繪制,電氣原理圖一般分主電路和控制電路兩部分。主電路是設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路,在控制電路的控制下,根據(jù)控制要求由電源向用電設(shè)備供電。主電路通常用粗實(shí)線畫在圖樣的左側(cè)或上方??刂坪洼o助電路一般用細(xì)實(shí)線畫在圖樣的右側(cè)或下方??刂齐娐?、輔助電路要分開畫。,2元器件繪制和器件狀態(tài),電氣原理圖中的所有電氣元器件不畫出實(shí)際外形圖,而采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。,電氣原理圖中的器件狀態(tài)1繼電器和接觸器的線圈處在非激勵(lì)狀態(tài)。2斷路器和隔離開關(guān)在斷開位置。3零位操作的手動(dòng)控制開關(guān)在零位狀態(tài)。4機(jī)械操作開關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。5保護(hù)類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)。,BACK,第二節(jié)基本電氣控制線路,QS低壓斷路器可以起到欠壓,失壓,過載,短路保護(hù)電器的作用,二、多地點(diǎn)與多條件控制線路,,,,,三、點(diǎn)動(dòng)、長動(dòng)控制,所謂點(diǎn)動(dòng),指按下起動(dòng)按鈕,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);松開按鈕,電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。與之對應(yīng)的,若松開按鈕后能使電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作,則稱為長動(dòng)。,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路,1“正停反”控制,2“正反?!笨刂?,只用按鈕進(jìn)行聯(lián)鎖,而不用接觸器動(dòng)斷觸點(diǎn)之間的聯(lián)鎖,是不可靠的。,五、順序控制線路,具有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備,在操作時(shí)為了保證設(shè)備的運(yùn)行和工藝過程的順利進(jìn)行,對電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止,必須按一定順序來控制,這就稱為電動(dòng)機(jī)的順序控制。,BACK,,容量大于10KW的籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)沖擊電流為額定值的4~7倍,故一般均需采用相應(yīng)措施降低電壓,即減小與電壓成正比的電樞電流,從而在電路中不至于產(chǎn)生過大的電壓降。,第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制線路,二、星形三角形降壓起動(dòng)控制電路,三、自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路,一、定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路,方法,一、定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路,改進(jìn)后的電路,BACK,,,為提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確停位,要求電動(dòng)機(jī)能迅速停車,對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)控制。,一、反接制動(dòng)控制線路,第四節(jié)異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路,二、能耗制動(dòng)控制線路,方法,二、能耗制動(dòng)控制線路,能耗制動(dòng)控制的工作原理在三相電動(dòng)機(jī)停車切斷三相交流電源的同時(shí),將一直流電源引入定子繞組,產(chǎn)生靜止磁場。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng),則轉(zhuǎn)子在靜止磁場中切割磁力線,產(chǎn)生一個(gè)與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的制動(dòng)。,1能耗制動(dòng)控制線路,,BACK,第三章電氣控制線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ),,一、電氣控制線路設(shè)計(jì)的基本要求,1熟悉所設(shè)計(jì)設(shè)備電氣線路的總體技術(shù)要求及工作過程,取得電氣設(shè)計(jì)的基本依據(jù),最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制的要求。2優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,選用性能價(jià)格比最佳的電氣設(shè)計(jì)方案。在滿足要求的前提下,設(shè)計(jì)出簡單合理、技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、維修方便的電路。3正確合理地選用電氣元器件,盡可能減少元器件的品種和規(guī)格,降低生產(chǎn)成本。4設(shè)計(jì)中貫徹最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。,第一節(jié)電氣控制設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,1擬定電氣設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書。2提出電氣控制原理性方案及總體框圖電控裝置設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)、各種設(shè)計(jì)方案技術(shù)性能比較及實(shí)施可能性。3編寫系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算書。4繪制電氣原理圖總圖及分圖。5選擇整個(gè)系統(tǒng)的電氣元器件,提出專用元器件的技術(shù)指標(biāo)并給出元器件明細(xì)表。6繪制電控裝置總裝、部件、組件、單元裝配圖元器件布置安裝圖和接線圖。7標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用與非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件設(shè)計(jì)包括電控箱柜的結(jié)構(gòu)與尺寸、散熱器、導(dǎo)線、支架等。8繪制裝置布置圖、出線端子圖和設(shè)備接線圖。9編寫操作使用、維護(hù)說明書。,二、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容,三、電氣控制設(shè)備的設(shè)計(jì)步驟,1初步設(shè)計(jì),初步設(shè)計(jì)是研究系統(tǒng)和電氣控制裝置的組成,擬訂設(shè)計(jì)任務(wù)書并尋求最佳控制方案的初步階段,以取得技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。,2技術(shù)設(shè)計(jì),在通過初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,技術(shù)設(shè)計(jì)需要完成的一些技術(shù)上的任務(wù)。,3產(chǎn)品設(shè)計(jì),產(chǎn)品設(shè)計(jì)是根據(jù)初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)最終完成的電氣控制系統(tǒng)設(shè)備的工作圖樣。,BACK,一、應(yīng)最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝的要求,二、控制線路應(yīng)簡單經(jīng)濟(jì),舉例,第二節(jié)電氣設(shè)計(jì)的一般原則,,3減少不必要的觸點(diǎn)以簡化線路。,4節(jié)約電能。,星三角降壓起動(dòng)控制線路,U1,U2,V1,V2,W1,W2,,,,U1,V2,V1,W2,W1,U2,三、保證控制線路工作的可靠和安全,1正確連接電器的線圈,A不合理連接B合理連接,2應(yīng)盡量避免電器依次動(dòng)作的現(xiàn)象,A不合理接線B合理接線,3避免出現(xiàn)寄生電路,4避免發(fā)生觸點(diǎn)“競爭”與“冒險(xiǎn)”現(xiàn)象,BACK,
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上傳時(shí)間:2024-01-06
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