电机控制技术PPT课件.ppt

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1、第4部分 电机控制技术第四部分第四部分电机的控制电机的控制第4部分 电机控制技术4.1(本次实训本次实训)电机控制涉及的几电机控制涉及的几种低压电器种低压电器1.控制按钮控制按钮2.接触器接触器3.时间时间继电器继电器4.热热继电器继电器第4部分 电机控制技术低压电器的基本结构低压电器的基本结构触头系统触头系统触头是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。触头是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。触头主要有两种结构形式：桥式触头和指形触头，具体如下图所示。触头主要有两种结构形式：桥式触头和指形触头，具体如下图所示。第4部分 电机控制技术4.1控制按钮控制按钮控制按钮由按钮帽控制按钮由按钮帽

2、1、复位弹簧、复位弹簧2、桥式触头、桥式触头3、4、5和外壳等组成，和外壳等组成，通常做成复合式，即具有动合触点和动断触点，其结构示意图见下图所示。通常做成复合式，即具有动合触点和动断触点，其结构示意图见下图所示。第4部分 电机控制技术4.1常见控制按钮实物图常见控制按钮实物图控制铵钮的种类很多，指示控制铵钮的种类很多，指示灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作。钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作。常见按钮的外形如下图所示：常见按钮的外形如下图所示：第4部

3、分 电机控制技术4.1控制按钮控制按钮型号含义和电气符号型号含义和电气符号型号含义和电气符号如下图所示。型号含义和电气符号如下图所示。1型号含义型号含义2电气符号电气符号第4部分 电机控制技术4.2接触器接触器1接触器的结构及工作原理接触器的结构及工作原理2接触器的主要技术参数及型号接触器的主要技术参数及型号接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路，可接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压及欠压保护。及欠压保护。第

4、4部分 电机控制技术4.2接触器的结构及工作原理接触器的结构及工作原理如图所示，交流接触器主如图所示，交流接触器主要由电磁机构（包括电磁线圈要由电磁机构（包括电磁线圈1、铁心、铁心2和衔铁和衔铁3）、触头）、触头系统（主触头系统（主触头4和辅助触头和辅助触头5）、灭弧装置（图中未画出）、灭弧装置（图中未画出）及其他部分组成。及其他部分组成。第4部分 电机控制技术4.2接触器的主要技术参数及型号接触器的主要技术参数及型号1.接触器的主要技术参数有：接触器的主要技术参数有：（1）额定电压）额定电压（2）额定电流）额定电流（3）吸引线圈额定电压）吸引线圈额定电压（4）通断能力）通断能力（5）电气寿命

5、和机械寿命）电气寿命和机械寿命（6）额定操作频率（次）额定操作频率（次/h）各种接触器的实物图各种接触器的实物图第4部分 电机控制技术4.2接触器的主要技术参数及型号接触器的主要技术参数及型号2.接触器的型号接触器的型号常见接触器有常见接触器有CJ20系列、系列、3TH和和CJX1(3TB)系列。其中系列。其中CJ20系列是较新的产品，系列是较新的产品，而而3TH和和CJX1(3TB)系列是从德国西门子公司系列是从德国西门子公司引进制造的新型接触器。接触器的各种型号的用引进制造的新型接触器。接触器的各种型号的用途如图所示。途如图所示。接触器的型号含义及电气符号如下所示。接触器的型号含义及电气符

6、号如下所示。第4部分 电机控制技术时间继电器：时间继电器：从得到输入信号从得到输入信号(线圈的通电或断电线圈的通电或断电)开始，经过一开始，经过一定的延迟后才输出信号定的延迟后才输出信号(触点的闭合或断开触点的闭合或断开)的继电器。主要适用的继电器。主要适用于需要按时间顺序进行控制的电气控制系统中，在接受到控制信于需要按时间顺序进行控制的电气控制系统中，在接受到控制信号后，按要求作一定的延时使触点动作。号后，按要求作一定的延时使触点动作。作用：作用：按整定时间长短通断电路按整定时间长短通断电路分类：分类：按构成原理分：电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式、按构成原理分：电磁式、电动式、空气阻尼

7、式、晶体管式、数字式数字式按延时方式分：通电延时型按延时方式分：通电延时型 断电延时型断电延时型 4.34.3时间继电器时间继电器第4部分 电机控制技术(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)(a)线圈一般符号线圈一般符号 (b)(b)通电延时线圈通电延时线圈 (c)(c)断电延时线圈断电延时线圈 (d)(d)通电延时闭通电延时闭合动合（常开）触点合动合（常开）触点 (e)(e)通电延时断开动断（常闭）触点通电延时断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断）断电延时断开动合（常开）触点开动合（常开）触点 （g g）断电延时闭合动断（常闭）触点（）断电延时闭合动断（常闭）触点（h

8、h）瞬动触点）瞬动触点 4.34.3时间继电器时间继电器符号符号:第4部分 电机控制技术4.3时间继电器的工作原理描述时间继电器的工作原理描述按延时方式可分为通电延时型时间继电器和断电延按延时方式可分为通电延时型时间继电器和断电延时型时间继电器。时型时间继电器。对于通电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延对于通电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延时动合触点要延时一段时间才闭合，延时动断触点要延时动合触点要延时一段时间才闭合，延时动断触点要延时一段时间才断开。当线圈失电时，其延时动合触点迅时一段时间才断开。当线圈失电时，其延时动合触点迅速断开，延时动断触点迅速闭合。速断开，延时动断触点迅速闭合

9、对于对于断电延时型断电延时型时间继电器，当线圈得电时，其时间继电器，当线圈得电时，其延时断开动合触点迅速闭合延时断开动合触点迅速闭合，延时闭合动断触点迅速断延时闭合动断触点迅速断开开。当线圈失电时，。当线圈失电时，其延时断开动合触点要延时一段时其延时断开动合触点要延时一段时间再断开间再断开，延时闭合动断触点要延时一段时间再闭合延时闭合动断触点要延时一段时间再闭合。第4部分 电机控制技术4.3时间继电器的实物图时间继电器的实物图第4部分 电机控制技术4.3时间继电器时间继电器(桌面可见桌面可见)空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼原理获得延时的。其外形如图所示。空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼

10、原理获得延时的。其外形如图所示。空气阻尼时间继电器由电磁机构、延时空气阻尼时间继电器由电磁机构、延时机构、触头系统三部分组成。延时方式有通机构、触头系统三部分组成。延时方式有通电延时和断电延时两种。断电延时型结构及电延时和断电延时两种。断电延时型结构及工作原理见图：当线圈通电后，使上方微动工作原理见图：当线圈通电后，使上方微动开关触头迅速转换。微动开关开关触头迅速转换。微动开关的延时常开触的延时常开触点马上闭合，常闭触点马上断开。当线圈断点马上闭合，常闭触点马上断开。当线圈断电时，在空气室内与橡皮膜相连的活塞杆在电时，在空气室内与橡皮膜相连的活塞杆在弹簧作用下向上移动，由于橡皮膜下方的空弹簧作

11、用下向上移动，由于橡皮膜下方的空气稀薄形成负压，起到空气阻尼的作用，因气稀薄形成负压，起到空气阻尼的作用，因此活塞杆只能缓慢向上移动，可通过调节螺此活塞杆只能缓慢向上移动，可通过调节螺钉调整。经过一段延时后，使其常开触点延钉调整。经过一段延时后，使其常开触点延时断开，常闭触点延时闭合。时断开，常闭触点延时闭合。第4部分 电机控制技术1 1、空气阻尼式时间继电器（通电延时）、空气阻尼式时间继电器（通电延时）JS7JS7系列系列第4部分 电机控制技术空气阻尼式时间继电器（空气阻尼式时间继电器（断电延时断电延时）第4部分 电机控制技术4.4热继电器热继电器热继电器主要用于过载、缺相及三相电流不平衡的

12、保护。热继电器主要用于过载、缺相及三相电流不平衡的保护。热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用最多。双金属片式热继电器主要由发热元件最多。双金属片式热继电器主要由发热元件1、主双、主双金属片金属片2和触点和触点4三部分组成，如右图所示。主双金三部分组成，如右图所示。主双金属片属片2是热继电器的感测元件，由两种膨胀系数不同是热继电器的感测元件，由两种膨胀系数不同的金属片辗压而成。当串联在电动机定子绕组中的热元的金属片辗压而成。当串联在电动机定子绕组中的热元件有电流流过时，热元件产生的热量使双金属片伸长，件有电流流过时，热元件产生的热量使双金属片伸长，

13、由于膨胀系数不同，致使双金属片发生弯曲。电动机正由于膨胀系数不同，致使双金属片发生弯曲。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。但是当电动机过载时，流过热元件的电流增大，加上时但是当电动机过载时，流过热元件的电流增大，加上时间效应，就会加大双金属片的弯曲程度，最终使双金属间效应，就会加大双金属片的弯曲程度，最终使双金属片推动导板片推动导板3使热继电器的触点使热继电器的触点4动作，切断电动机动作，切断电动机的控制电路。的控制电路。热继电器动画演示热继电器动画演示第4部分 电机控制技术4.4热继电器热继电器JR0、JRl、JR2和

14、和JRl5系列的热继电器，是双热元件的热继电器，系列的热继电器，是双热元件的热继电器，可以用作三相异步电动机的均衡过载保护和定子绕组为可以用作三相异步电动机的均衡过载保护和定子绕组为Y联结的三相异步电联结的三相异步电动机的断相保护，动机的断相保护，但不能用作定子绕组为但不能用作定子绕组为 联结的三相异步电动机的断相保联结的三相异步电动机的断相保护护。热继电器的外形及结构见下图所示：。热继电器的外形及结构见下图所示：第4部分 电机控制技术4.5热继电器热继电器JRl6和和JR20系列热继电器均为带断相保护的热继电器，具有差系列热继电器均为带断相保护的热继电器，具有差动式断相保护机构。选择时主要根

15、据电动机定子绕组的联结方式来确动式断相保护机构。选择时主要根据电动机定子绕组的联结方式来确定热继电器的型号，在三相异步电动机电路中，对定热继电器的型号，在三相异步电动机电路中，对Y联结的电动机可联结的电动机可选用两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构，即在两相主电选用两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构，即在两相主电路中串接热元件。但对于定子绕组为路中串接热元件。但对于定子绕组为联结的电动机必须采用带断相联结的电动机必须采用带断相保护的热继电器。保护的热继电器。热继电器的型号含义及图形符号如下图所示。热继电器的型号含义及图形符号如下图所示。第4部分 电机控制技术5基本电气控制电路基本

16、电气控制电路1电气图概述电气图概述2基本控制规律基本控制规律3降压起动控制电路降压起动控制电路第4部分 电机控制技术5.1电气图概述电气图概述电气原理图电气原理图电气原理图用图形和文字符号表示电路中各个电器元件的连电气原理图用图形和文字符号表示电路中各个电器元件的连接关系和电气工作原理，它并不反映电器元件的实际大小和安装接关系和电气工作原理，它并不反映电器元件的实际大小和安装位置。位置。第4部分 电机控制技术5.1电气图概述电气图概述电气原理图电气原理图1.电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路电气原理图一般分为主电路、控制电路和辅助电路3个部分。个部分。2.电气原理图中所有电器元件的图

17、形和文字符号必须符合国家规定电气原理图中所有电器元件的图形和文字符号必须符合国家规定的统一标准。的统一标准。3.在电气原理图中，所有电器的可动部分均按原始状态画出。在电气原理图中，所有电器的可动部分均按原始状态画出。4.动力电路的电源线应水平画出；主电路应垂直于电源线画出；控动力电路的电源线应水平画出；主电路应垂直于电源线画出；控制电路和辅助电路应垂直于两条或几条水平电源线之间；耗能元件制电路和辅助电路应垂直于两条或几条水平电源线之间；耗能元件（如线圈、电磁阀、照明灯和信号灯等）应接在下面一条电源线一（如线圈、电磁阀、照明灯和信号灯等）应接在下面一条电源线一侧，而各种控制触点应接在另一条电源线

18、上。侧，而各种控制触点应接在另一条电源线上。5.应尽量减少线条数量，避免线条交叉。应尽量减少线条数量，避免线条交叉。第4部分 电机控制技术6.在电气原理图上应标出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数；在电气原理图上应标出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数；对某些元器件还应标注其特性（如电阻、电容的数值等）；不常用的电对某些元器件还应标注其特性（如电阻、电容的数值等）；不常用的电器（如位置传感器、手动开关等）还要标注其操作方式和功能等。器（如位置传感器、手动开关等）还要标注其操作方式和功能等。7.为方便阅图，在电气原理图中可将图幅分成若干个图区，图区行的代为方便阅图，在电气原理图中可将图幅

19、分成若干个图区，图区行的代号用英文字母表示，一般可省略，列的代号用阿拉伯数字表示，其图区号用英文字母表示，一般可省略，列的代号用阿拉伯数字表示，其图区编号写在图的下面，并在图的顶部标明各图区电路的作用。编号写在图的下面，并在图的顶部标明各图区电路的作用。8.在继电器、接触器线圈下方均列有触点表以说明线圈和触点的从属关在继电器、接触器线圈下方均列有触点表以说明线圈和触点的从属关系，即系，即“符号位置索引符号位置索引”。也就是在相应线圈的下方，给出触点的图形。也就是在相应线圈的下方，给出触点的图形符号（有时也可省去），对未使用的触点用符号（有时也可省去），对未使用的触点用“”表明（或不作表明）。表

20、明（或不作表明）。电气图概述电气图概述电气原理图电气原理图第4部分 电机控制技术5.2基本控制规律基本控制规律自锁控制电路自锁控制电路互锁控制电路互锁控制电路第4部分 电机控制技术5.2基本控制规律基本控制规律5.2.1.点动控制电路点动控制电路点动控制电路是用按钮和接触器控制电动机的最简单的控点动控制电路是用按钮和接触器控制电动机的最简单的控制线路，其原理图如下图所示，制线路，其原理图如下图所示，分为主电路和控制电路两部分。分为主电路和控制电路两部分。电路工作原理如下：首先合上电源开关电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。这种当按钮按下时电动机就运转，按钮松开这种当按钮按下时电动机就运转，

21、按钮松开后电动机就停止的控制方式，称为点动控制。后电动机就停止的控制方式，称为点动控制。起动：起动：停止：停止：第4部分 电机控制技术5.2.2自锁控制电路自锁控制电路5.2基本控制规律基本控制规律2.自锁控制电路自锁控制电路接触器自锁控制电路的动画演示如右图接触器自锁控制电路的动画演示如右图所示，在点动控制电路的基础上它又在控制所示，在点动控制电路的基础上它又在控制回路增加了一个停止按钮回路增加了一个停止按钮SB1，还在起动，还在起动按钮按钮SB2的两端并接了接触器的一对辅助的两端并接了接触器的一对辅助动合触点动合触点KM。起动：起动：停止：停止：第4部分 电机控制技术5.2.2自锁控制电路

22、自锁控制电路5.2基本控制规律基本控制规律3.点动和自锁混合控制电路点动和自锁混合控制电路右图所示的电路既能进行点右图所示的电路既能进行点动控制，又能进行自锁控制的动控制，又能进行自锁控制的动画演示，所以称为点动和自动画演示，所以称为点动和自锁混合控制电路。当锁混合控制电路。当SA闭合闭合时为自锁控制，当时为自锁控制，当SA断开时断开时为点动控制。为点动控制。第4部分 电机控制技术5.2.3接触器自锁的正反转控制电路接触器自锁的正反转控制电路5.2基本控制规律基本控制规律1.接触器自锁的正反转控制电路接触器自锁的正反转控制电路右图为两个接触器的电动机正右图为两个接触器的电动机正反转控制电路。图

23、中，若同时按下反转控制电路。图中，若同时按下SB2和和SB3，则接触器，则接触器KM1和和KM2线圈同时得电并自锁，它们线圈同时得电并自锁，它们的主触点都闭合，这时会造成电动的主触点都闭合，这时会造成电动机三相电源的相间短路事故，机三相电源的相间短路事故，所以所以该电路在实际上是不能使用该电路在实际上是不能使用。第4部分 电机控制技术为了避免两接触器同时得电而为了避免两接触器同时得电而造成电源相间短路，在控制电路中，造成电源相间短路，在控制电路中，分别将两个接触器分别将两个接触器KM1、KM2的辅助动断触点串接在对方的线圈的辅助动断触点串接在对方的线圈回路里，如右图所示。回路里，如右图所示。这

24、种利用两个接触器（或继电这种利用两个接触器（或继电器）的动断触点互相制约的控制方器）的动断触点互相制约的控制方法叫做法叫做互锁互锁（也称联锁），而这（也称联锁），而这两对起互锁作用的触点称为互锁触两对起互锁作用的触点称为互锁触点。点。5.2.3互锁控制电路互锁控制电路5.2基本控制规律基本控制规律1.接触器互锁的正反转控制电路接触器互锁的正反转控制电路第4部分 电机控制技术5.2.3互锁控制电路互锁控制电路5.2基本控制规律基本控制规律接触器互锁的电动机正反转控制的工作原理如下：接触器互锁的电动机正反转控制的工作原理如下：首先合上电源开关首先合上电源开关QS。正转起动：正转起动：停止：停止：反

25、转起动：反转起动：2.接触器互锁的正反转控制电路接触器互锁的正反转控制电路第4部分 电机控制技术1.按钮、接触器双重互锁的正反转控制电路按钮、接触器双重互锁的正反转控制电路下图所示的按钮、接触器双重互锁的正下图所示的按钮、接触器双重互锁的正反转控制电路。所谓按钮互锁，就是将复合反转控制电路。所谓按钮互锁，就是将复合按钮动合触点作为起动按按钮动合触点作为起动按钮，而将其动断触钮，而将其动断触点作为互锁触点串接在另一个接触器线圈支点作为互锁触点串接在另一个接触器线圈支路中。这样，要使电动机改变转向，只要直路中。这样，要使电动机改变转向，只要直接按反转按钮就可以了，而不必先按停止按接按反转按钮就可以

26、了，而不必先按停止按钮，简化了操作。钮，简化了操作。5.2.4双重互锁控制电路双重互锁控制电路5.2基本控制规律基本控制规律第4部分 电机控制技术基本控制规基本控制规律律按钮、接触按钮、接触器双重互锁的器双重互锁的正反转控制电正反转控制电路路第4部分 电机控制技术5.3降压起动控制电路降压起动控制电路5.3.1Y-降压起动控制电路降压起动控制电路电动机直接起动时，电动机直接起动时，定子起动电流定子起动电流约为额定电流的约为额定电流的47倍。过大的起动电流将将影响接在同一电网上的其他倍。过大的起动电流将将影响接在同一电网上的其他用电设备的正常工作，甚至使它们停转或无法起动。因此用电设备的正常工作

27、甚至使它们停转或无法起动。因此往往采用降压起动。往往采用降压起动。鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有：定子鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有：定子串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、Y-降压起动等降压起动等。第4部分 电机控制技术5.3.1Y-降压起动控制电路降压起动控制电路Y-降压起动是指电动机起动时，降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电把定子绕组接成星形，以降低起动电压，限制起动电流，待电动机起动后，压，限制起动电流，待电动机起动后，再把定子绕组改接为三角形，使其全再把定子绕组改接为三角形，使其全压运行。下图为按照时间控制的压运行。下图为按照时间控制的Y-降压起动控制电路演示。降压起动控制电路演示。第4部分 电机控制技术Y-Y-降压起动工作示意图降压起动工作示意图第4部分 电机控制技术5.3.1Y-降压起动控制电路原理降压起动控制电路原理电路工作原理如下：首先合上电源开关电路工作原理如下：首先合上电源开关QS。第4部分 电机控制技术结束