《基础电路分析》PPT课件.ppt

,1、笼形电动机的两种启动方式：直接启动，降压启动。2、直接启动时的电流是电动机的额定电流47倍.3、直接启动的电机容量不大于变压器容量的20%.3、容量小于11KW笼形电动机可采用直接启动。一、电动机单向旋转控制电路1、刀开关，断路器控制电路(1)用途：用于不频繁启动小容量电动机控制，(2)元器件：Q为刀开关，FU为熔断器，QF为断路器,M电动机。(3)工作分析：在FU正常情况下，合上Q则电动机旋转，断开Q则电动机自由停车。,三相笼形电动机全压启动,三相笼形电动机全压启动,刀开关控制电路,断路器控制电路,2、接触器控制电路(1)主电路：在电器设备或电力系统中直接承担电能的交换或控制任务的电路称为主电路。(2)控制电路：指控制主电路的电 路。(3)点动：按下按钮时电动机转动，松开按钮时电动机停止。与之对应的，若松开按钮后能使电动机连续工作，则称为长动（连续运转）。(4)区分点动与长动：关键是控制电器通电后能否自锁，即是否具有自锁触点。(5)自锁:依靠接触器自身辅助触头而保持接触器线圈通电的现象。3、单向点动控制电路电路分析(1)首先合上电源开关Q，接通主电路和控制电路的电源。(2)按下按钮SB 接触器KM线圈通电 KM主触头接通 电动机M通电起动(3)松开SB SB常开触头断开 KM线圈断电 接触器KM（常开）主触头断开 电动机M停止。(4)所以，当按下按钮SB（应按到底且不要放开）时，电动机转动；松开按钮SB时，电动机M停止。,三相笼形电动机全压启动,4、单向连续运转控制控制电路分析：首先合上电源开关Q，接通主电路与控制电路电源。1）起动（1）按下按钮SB2 SB2常开触头接通 接触器KM线圈通电 接触器KM常开辅助触头接通（实现自保持）。（1）接触器KM常开主触头接通 电动机M通电并进入工作状态。（并联在按钮SB2两端的触头KM是接触器KM的辅助常开触头，当按钮SB2复位后，虽然SB2这一路已断开，但KM线圈仍通过自身的常开触头而保持通电）。2）停止：按下按钮SB1 SB1常闭触头断开 接触器KM线圈通电 KM常开辅助触头断开（解除自保持），KM常开主触头断开，电动机M断电并停止工作。3）控制电路的保护环节：短路保护（FU1，FU2）；过载保护（FR）；欠电压和失电压保护。,三相笼形电动机全压启动,三相笼形电动机全压启动,点动,连续运转,启动：按下SB KM1线圈通电 KM1主触点闭合 电动机转动,停止：松开SB KM1线圈断电 KM1主触点断开 电动机停止转动,5、电动机连续运转与点动控制电路（1）实际生产中，由电动机拖动的机械设备通常需要单向连续运转，同时又需要单向点动，这就要求电动机既能够单向连续运转又能够单向点动。（2）手动开关点动连续运转（3）控制按钮实现点动连续运转（4）中间继电器实现点动连续运转,三相笼形电动机全压启动,手动开关点动连续运转,实现点动与连续运转靠SA手动开关来实现，SA断开时按下SB2为点动，SA团合时按下SB2为连续运转。,控制按钮实现点动连续运转,SB2为连续运转按钮，SB3为点动，按下时常闭触点将自锁回路断开，实现点动控制。,中间继电器实现点动连续运转,1、连续运转为一个回路，点动为一个回路，最后将他们合在一起，2、SB2按钮实现连续控制，先控制一个中间继电器，再由中间继电触点来控制接触器。,1、目的：限制启动电流，降低因电动机启动引起供电线路的电压降。2、过程:在电动机由零速到额定转速之前，采用降压启动，电动机达到额定转速后，恢复额定电压。3、减压启动的方法：,二、减压启动控制,（1）定子绕组串电阻减压启动,（2）星形，三角形减压启动,定子绕组串电阻减压启动,电动机启动时，KM1上电，将电阻串在电动机绕组回路中降压启动，启动完成后，KM1,KM2同时上电将电阻切除全压运行。,定子绕组串电阻串电阻减压启动,1、在电动机启动时，在三相定子电路中串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，启动结束后再将电阻切除，使电动机在额定电压下正常运行。,2、工作原理：合上隔离开关QS，按下按钮SB2，KM1线圈得电自保，其常开主触头闭合，电动机串电阻启动，KT线圈得电；当电机的转速接近正常转速时，到达KT的整定时间，其常开延时触头闭合，KM2线圈得电自保，KM2的常开主触头KM2闭合将R短接，电机全压运转。（图a),a)图中KM2得电，电机正常全压运转后，KT及KM1线圈仍然有电，这是不必要的。b)图的控制电路利用KM2的动断触头切断了KT及KM1线圈的电路，克服了上述缺点。,1、起动时把绕组接成星形连接，起动完毕后再自动换接成三角形接法而正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，均可采用这种降压启动方法（该方法也仅适用于这种接法的电动机）。2、按下SB2后，接触器KM1得电并自锁，同时KT、KM3也得电，KM1、KM3主触头同时闭合，电机以星形接法起动。当电机转速接近正常转速时，到达通电延时型时间继电器KT的整定时间，其延时动断触头断开，KM3线圈断电，延时动合触头闭合，KM2线圈得电，同时KT线圈也失电。这时，KM1、KM2主触头处于闭合状态，电动机绕组转换为三角形连接，电机全压运行。图中把KM2、KM3的动断触头串联到对方线圈电路中，构成“互锁”电路，避免KM2与KM3同时闭合，引起电源短路。3、在电机Y起动过程中，绕组的自动切换由时间继电器KT延时动作来控制。这种控制方式称为按时间原则控制，它在机床自动控制中得到广泛应用。KT延时的长短应根据起动过程所需时间来整定。,星-三角减压启动,星-三角减压启动,适用于13KW以下的电动机,启动时KM1工作，电动机绕组接成星形，启动后KM1,KM2同时工作电动机绕组接成三角形。,星-三角减压启动,1、启动时KM1,KM3工作，电动机绕组接成星形，启动后KM1,KM2工作，电动机绕组接成三角形。2、电动机绕组接成星形时加在绕组上的电压是正常工作时电压的1/故启动电流也降为全压启动时的1/3，启动转矩也近视等于全压时的1/3。,适用于13KW以上的电动机,1、方法：交换供给电动机三相电源的任意两相。2、正反转电路（1）基本正反转控制电路（2）带电气互锁的正反转控制电路（3）双重互锁的正反转控制电路,电动机正反转控制电路,基本正反转控制电路,1、由两个单向连续运转的电路组成。主电路中采用正、反转接触器KM1、KM2的主触头来改变接到电动机上电源的相序，实现电动机的正反转。2、保护：断路，失压、欠压、过载。,3、操作时不小心会造成短路。,带电气互锁的正反转控制电路,1、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，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回路里，2、互锁：利用两个接触器（或继电器）的常闭触点串在对方的线圈回路中，互相制约的控制方法 称为互锁（也称联锁），而这两对起互锁作用的触点称为互锁触点。3、由一个方向变成另一个方向时，需按下停止按钮，才能启动另一个方向。,2、带电气互锁的正反转控制电路首先合上电源开关Q，接通主电路和控制电路电源。1）正转 按下SB2 SB2常开触头接通 KM1线圈通电 KM1常开触头接通（自保持）KM1常闭触头断开（实现互锁）KM1主触头接通 电动机M通电正向起动并进入工作状态 2）停止 按下SB1 SB1常闭触头断开 KM1线圈通电 KM1常开触头断开（解除自保持）KM1常闭触头接通（解除互锁）KM1主触头接通 电动机M断电。3）反转 按下SB3 SB3常开触头接通 KM2线圈通电 KM2常开触头接通（自保持）KM2常闭触头断开（实现互锁）KM2主触头接通 电动机M通电反向起动并进入工作状态。在电气互锁电路中，要实现电动机由正转变成反转或由反转变成正转，都必须先按停止按钮，再按反转或正转按钮，电动机才能改变转向。4）保护：断路，失压、欠压、过载。,带电气互锁的正反转控制电路,双重互锁的正反转控制电路,1、在电气互锁的基础上，将启动按钮的常闭触点串入对方线圈回路中作互锁，构成电气，按钮双重互锁电路。2、要使电动机改变转向，直接按另外方向的启动按钮，而不必先按停止按钮，简化了操作。,3、双重互锁的正反转控制电路首先合上电源开关Q，接通主电路和控制电路的电源。1）正转 按下SB2 SB2常闭触头断开（实现互锁 SB2常开触头接通 KM1线圈通电 KM1常开触头接通（实现自保持）KM1主触头接通 电动机M通电正向起动并进入工作状态。2）停止 按下SB1 SB1常闭触头断开，KM1线圈断电 KM1常开触头断开（解除自保持）KM1主触头断开 电动机M断电3）反转 SB3常闭触头断开，KM1线圈断电，按下SB3，KM1常开触头断开（解除自保持）KM1主触头断开 电动机M断电 SB3常开触头接通 KM2线圈通电 KM2常开触头接通（自保持）KM2主触头接通,双重互锁的正反转控制电路,末通电前,合上刀开关,按下正转按钮的状态,松开正转按钮后的状态,直接按下反转按钮的状态,按下停止按钮的状态,三相笼形电动机全压启动,SQ1,SB2向右，KM1，正转，前行,SQ2,SB3向右，KM2，反转,后退,SQ3右极限，SQ4左极限，,SQ1,SQ2同时还有互锁的功能,1、利用运动部件的行程来实现控制的称为按行程原则的自动控制或称为行程控制。2、在正反转的基础上增加了行程开关SQ1及SQ2 的复合触头作为换向的条件，即先停止正在运转的方向，再接通另外一个方向。3、工作原理：按下正向启动按钮SB2，接触器KM1得电并自锁，电动机正转使工作台前进。当运行到SQ2位置时，撞块压下SQ2，SQ2常闭触点使KM1断电，SQ2的动合触点使KM2得电动作并自保，电动机反转使工作台后退。当撞块又压下SQ1时，KM2断电，KM1得电，电动机又重复正转。,三相笼形电动机全压启动,4、图中行程开关SQ3、SQ4是用作极限位置保护的。当KM1得电，电机正转，运动部件压下行程开关SQ2时，应该使KM1失电，而接通KM2，使电机反转。但若SQ2失灵，运动部件继续前行会引起严重事故。若在行程极限位置设置SQ4（SQ3装在另一极端位置），则当运动部件压下SQ4后，KM1失电而使电机停止。这种限位保护的行程开关在行程控制电路中必须设置,合上刀开关,按下SB1,工作台左行，撞行程SQ1时,换向后的运行情况，右行,右行，压下SQ2时换向的状况,换向后的状况，左行,按下停止按钮时,1、多地控制按钮连接原则：多地控制就有多组按钮，在连接多组按钮时，接通电路的使用常开按钮要并联，即逻辑“或”的关系；断开电路使用常闭按钮应串联，即逻辑“与”的关系,多地控制电路,多地控制电路,1、制动方法：机械制动，电气制动。电气制动：是使电动机产生一个与转子旋转方向相反的电磁转矩进行制动。机械制动：是利用外加的机械作用力，使电动机转子迅速停止的制动。2、电气制动的分类：反接制动，能耗制动、电容制动、双流制动。一、反接制动1、反接制动的两种情况：1)利用重力负载自身的重力，将电动机从一个方向的转动倒拉成另外一个方向的运动。2）电源反接制动：用改变电源相序的方法，使电动机定子绕组的旋转磁场方向与原磁场方向相反，产生制动，使电动机转速迅速下降。2、当电动机转速接近零时应及时切断电源，以免引起电动机反向起动。3、为防止电动机绕组过热和减小制动冲击，经常在电动机定子绕组中串入制动电阻，制动电阻的接法有两种，1）不对称接法，2）对称接法。,三相感应电动机电制动控制电路,电动机单向旋转反接制动电路,1、反接制动的关键在于改变电动机电源相序，并在电动机转速下降到零时，迅速切断三相电源，以免引起反向起动。采用速度继电器可以很好的解决此问题。,2、采用速度继电器后，图中KS将其调整在n130r/min时触点动作，而当n100r/min时触点恢复。,电动机可逆运行反接制动电路,1、KM1正转接触器KM2反转接触器KM3全压运行接触器KA1正转时反接制动中继KA2正转时反接制动中继KA3制动中继,2、正转：KM1减压启动，KM1,KM3全压运行，KM2反接制动,3、反转：KM2减压启动，KM2,KM3全压运行，KM1反接制动,4、串入定子中的电阻具有双重作用：限制起动电流和反接制动电流,5、速度继电器反力弹簧的调节，反力弹簧调得太紧，制动减弱，调得太松，引起反转。,6、速度继电器的动作情况：当电动机转速大于130r/min时触点闭合，当电动机转速小于100r/min时触点断开。二、直流制动电路1、直流制动:三相感应电动机断开三相电源后，迅速在定子绕组上加一直流电源，产生恒定磁场，形成静止磁场，转动着转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止，让电动机达到制动的目的。2、直流制动的加入方法:1）时间原则加入，2）速度原则加入,直流制动,速度原则控制直流制动电路,KM1运行接触器，KM2直流制动接触器SB1停止按钮，SB2起动按钮,起动:按下SB2,KM1线圈得电，主触点闭合电动机转动，停止：按下SB1,KM1线圈断电，触点恢复：KM2线圈通电，进行制动，当电机速度小于100r/min时，KM2线圈断电，停止制动，电动机自由停车止零。,时间原则控制电动机直流制动,KM1电动机正转KM2电动机反转KM3制动接触器KT通电延时时间继电器SB1停止按钮SB2正转起动按钮SB3反转起动按钮,2、正转：按下SB2,KM1得电，电动机正转。停止：按下SB1,KM1断电，KM3通电加入直流制动，时间继电器整定时间到，停止加入直流制动,2、反转：按下SB3,KM2得电，电动机反转。停止：按下SB1,KM2断电，KM3通电加入直流制动，时间继电器整定时间到，停止加入直流制动。,三相感应电动机调速电路,1、三相感应电动机转速：n=60f1(1-s)/p,2、调速方法：1）变极调速：改变电动机磁极对数。2）变转差率调速：改变电动机定子电压，转子串电阻、串级调速、电磁转差离合器调速。3）变频调速：改变通入电动机电源频率。,3、变极调速需专用的电机，并不是所有电机都可变极调速，另外电动机磁极对数为整数，所以调速为跳跃式的有级调速。,4、改变电动机磁极对数的方法：1）改变定子绕组的连接，（改变定子绕组半相绕组的电流方向），2）设置多套独立绕组。,5、双速电机的调速方法：星形双星形，三角形双星形,三角形双星形电路,三角形双星形电路,1、三角形连接时是低速，电动机为4极电机，转速为1500r/min,双星形连接时是高速电动机为2极，转速为3000r/min,2、注意三角形变换成为双星形时，如果电源不调向将会造成电动反转,三角形双星形电路,1、元件明细：,1、图形符号：遵循国家相应的标准。2、文字符号：应符合国家标准规定,适用于电气技术领域中技术文件的编制,也可表示在电气设备、装置和元器件上或近旁，以标明其名称、功能、状态和特征。,电气图,1)补充文字符号的原则：,3、接线端子：指连接器件和外部导电体的标记。主要用于基本件和这些器件组成的设备的接线端子标记，也适用于执行一定功能的导线线端的识别。1)原则：,一 电气图定义1、用电气图形符号、文字符号，框或简图等表示电气系统或设备中组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图，具体的说，表达的是机械电气控制系统的组成及工作原理，便于电气元件的安装，调试和维修。2、电气图组成元素：图形符号，文字符号、接线端子标记。3、电气图的组成：系统框图，电路图、位置图、接线图。二 电气图组成元素1、图形符号：用于图样或其他文件以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。是一种以简明易懂的方式来传递一种信息，表示一个实物或概念，并可提供有关条件、相关性及动作信息的工业语言。国家相关行业有相应的标准，使用中应遵循国家相关的图形符号标准，目前正在使用的是GB4728电气图形符号标准。1）图形符号由一般符号、符号要素、限定符号等组成。、一般符号：表示一类产品或此类产品牲的一种通常很简单的符号。如，刀开关、符号要素：它具有确定意义的简单图形，必须同其他图形组合以构成一个设备或概念的完整符号。如，接触器的线圈和触点不能单独使有、限定符号：用以提供附加信息的一种加在其他符号上的符号。它一般不能单独使用，但一般符号有时也可用作限定符号。如，电流，电压,电气图,2）常用图形符号应用的说明、所有的图形符号，均由按无电压、无外力作用的正常状态示出。、在图形符号中，某些设备元件有多个图形符号，有优选形、其他形，形式1、形式2等。选用符号的遵循原则：尽可能采用优选形；尽量采用最简单的形式；在同一图号的图中使用同一种形式。、符号的大小和图线的宽度一般不影响符号的含义，在有些情况下，为了强调某些方面或者为了便于补充信息，或者为了区别不同的用途，允许采用不同大小的符号和不同宽度的图线。、为了保持图面的清晰，避免导线弯折或交叉，在不致引起误解的情况下，可以将符号旋转或成镜象放置，但此时图形符号的文字标注和指示方向不得倒置。2、文字符号：表示在电气设备、装置和元器件上或近旁，以标明其名称、种类、功能、状态和特征。1）文字符号分基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号分单字母符号和双字母符号。2）单字母符号：用拉丁字母来表示各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，每大类用一个专用单字母符号表示。如R为电阻器，Q为电力电路的开关器件类等。3）双字母符号：表示种类的单字母与另一字母组成，其组合型式以单字母符号在前，另一个字母在后的次序列出。双字母符号中的另一个字母通常选用该类设备、装置和元器件的英文名词的首位字母，或常用缩略语，或约定俗成的习惯用字母。如T为变压器，TA,TV来表示电流和电压互感器4）辅助文字符号：表示电气设备、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征，通常也是由英文单词的前一两个字母构成。它一般放在基本文字符号后边，构成组合文字符号。如，ON表示常闭或接通，PE表示保护接地，RD表示红色。,电气图,5）补充文字符号：在国家标准中没有相应的基本文字符号和辅助文字符号时，可使用补充文字符号。使用原则：在不违背前面所述原则的基础上，可采用国际标准中规定的电气技术文字符号。在优先采取规定的单字母符号，双字母符号和辅助文字符号的前提下，可补充有关的双字母符号和辅助文字符号。文字符号应按有关电气名词术语国家标准或专业标准中规定的英文术语缩写而成。因I、O易同于1和0混淆，因此，不允许单独作为文字符号使用。3、接线端子标记：1）端子：在电气元件中，用以连接外部导线的导电元件。2）以字母数字符号标志接线端子的原则和方法、单个元件的两个端点用连续的两个数字表示。单个元件的中间各端子用自然递增数序的数字表示。、相同元件组、在数字前冠以字母，如，三相电源的引入用L1,L2、L3、N、PE，三相动力电器的引出线用U、V、W等。三相感应电动机的首端用U1、V1、W1,尾端用U2、V2、W2,中间抽头用U3、V3、W3表示。对数台电动机时，在字母前冠以数字来区别。如，1号电动机1U、1V、1W,2号电动机2U、2V、2W。,电气图,4、系统图或框图：1）系统图和框图：用符号或带注释的框，概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及主要特征的一种简图，有了系统图可以总体掌握整个系统的组成。2）系统图与框图的共同点：都是用符号或带注释的框来表示。区别：系统图通常用于表示系统或成套装置，而框图通常用于表示分系统或设备；系统图若标注项目代号，一般为高层代号，框图若标注项目代号，一般为种类代号。3）电气系统图和框图的作用：供有关部门了解设计对象的整体方案、简要工作原理和主要组成的概况。5、电路图：用图形符号并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成的连接关系，而不考虑其实际位置的简图，电路图描述的仅仅是功能关系，而不表示导线的实际接线，主要用来说明控制原理，为测试和寻找故障提供信息，为绘制电气接线图提供依据。电路图绘制原则：1）正确的选择图纸幅面：如表2-1 2）尽量采用功能布局法，将整个电路分成若于个功能组，按因果关系从左到右，从上到下的布置相关元器符号。3）绘制过程中应采用国家标准中的图形符号和文字符号，所绘制的图形都应是处于非激励或末按压状态来绘制。4）电路图应按主电路，控制电路、照明电路及信号电路分开绘制。,电气图,5、位置图：表示成套装置、设备或装置中各个项目位置的一种图。元器件布置图6、接线图：表示设备，装置及元器件、电缆等各个项目之间电气连接的详细信息，包括连接关系，线缆种类和敷设路线等信息的图纸。是安装，调试，维修过程中的施工的依据和标准。1）接线图的种类：单元接线图，互连接线图和端子接线图，以上三个接线图组成了一个工程项目线路连接的整套图纸。2）接线图绘制基本规则：（1）接线图中应标出，项目相对位置，项目代号、端子间的连接关系，端子号、导线号、导线类型、截面积等。（2）同一元器件在电气控制柜内部连接时，可直接连接，而与安装在机械设备上的元器件连接时需经过电气控制柜接线端子来实现连接。（3）接线图中元器件图形符号和文字符号应与电路图中的保持一致。（4）互连接线图的互连接线关系可用连续线，中断线或线束表示，连接导线应注明导线根数，导线截面积等。注意接线图中的连线一般不表示导线实际走向，只表示导线大致走向，具体的导线走向施工人员应根据设备的实际情况选择最佳的走线方式。,电气图,电气图,电气图,电气图,三相笼形电动机全压启动,三相笼形电动机全压启动,启动,