1、,船舶電機與電氣控制系統(tǒng),機電系 電氣教研室,第7章 電力拖動基本控制電路,7.4 電動機的保護,7.1 常用控制電器,7.2 控制線路基本環(huán)節(jié),7.3 三相交流異步電動機的控制線路,思考題,本章要求： 1.了解常用低壓電器的結構、功能和用途。 2. 掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。 3. 掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。 4. 掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過 程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設 計簡單的控制電路。,第7章 繼電接觸器控制系統(tǒng),7.1常用控制電器,主要內容： 組合開關 主要掌握：開關、按鈕的結構工作 接觸器 主要掌握：結構、參數(shù)、工作原理、應用 繼電器 主要掌握：分類

2、、應用、參數(shù)、整定,繼電接觸器控制是電力拖動中最基本、最簡單的控制方法。,主要是通過一些主令元件（按鈕、主令控制器等）、繼電器、接觸器等來實現(xiàn)對電機的控制。,優(yōu)點,（1）滅弧完善，可控制大功率電機。,（2）結構簡單，造價低，抗干擾能力強。,（3）調整維修簡單。,（4）可實現(xiàn)生產過程的自動化。,（5）易實現(xiàn)遙控和集中控制，并實現(xiàn)連鎖。,（1）工作頻率低，不能頻繁通斷。,（2）觸頭易受電弧損傷，降低了可靠性。,（3）需要經常維修。,常用控制電器分類,低壓 電器,控制 電器,熔斷器 ,起動器 ,速度繼電器 ,繼電器,時間繼電器,熱繼電器,7.1.1 組合開關,組合開關又稱轉換開關，由數(shù)層動、靜觸片組

3、裝 在絕緣盒而成的。動觸點裝在轉軸上，用手柄轉動 轉軸使動觸片與靜觸片接通與斷開。可實現(xiàn)多條線 路、不同聯(lián)接方式的轉換。圖7.1.1為用轉換開關 實現(xiàn)三相電動機起?？刂频慕泳€圖。,轉換開關中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利 于熄滅電弧。但轉換開關的觸片通流能力有限，一 般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關。,組合開關結構圖,組合開關,組合開關的種類很多，常用的有HZ10系列。,轉動手柄可以將動、靜觸片接同或斷開。,組合開關有單極、雙極、三極和四極等多種。,額定持續(xù)電流有10、25、60、和100A等。,作用：通、斷主回路,圖 7.1.1 用組合開關起停電動機的接

4、線圖,7.1.2 按鈕(手動切換電器),(b) 結構,按鈕常用于接通和斷開控制電路。,按鈕的外形圖和結構如圖所示。,按鈕開關的外形和符號,(a) 外形圖,控制按鈕,交流接觸器的外形與結構,7.1.3 接觸器,用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。,(a) 外形,(b) 結構,1.基本結構,電磁系統(tǒng),鐵心,交流,動鐵心（銜鐵）,觸頭 （滅弧罩）,輔助觸頭,釋放彈簧,動觸頭,靜觸頭,常開觸頭,常閉觸頭,2.接觸器的結構圖,用于頻繁地接通和斷開大電流電路的開關電器。,線圈,輔助觸點,鐵心,銜鐵,電源,電機,主觸點,常閉,常開,彈簧,3.接觸器有關符號：,作用：頻繁通斷電機或其他設備的主回路。,4

5、.接觸器的主要技術參數(shù),（1）線圈額定電壓：指接觸器吸合線圈 的額定工作 電壓。,（2）額定電流：指主觸頭的額定工作電流。,（3）動作值：指接觸器的吸合線圈電壓和釋 放電壓，（高于85%吸合，低于70%釋 放）。,常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。,7.1.4 繼電器,繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同。 主要區(qū)別在于： 接觸器的主觸點可以通過大電流； 繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。,1. 電流及電壓繼電器,電流繼電器：可用于過載保護， 電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護。,（1）電壓繼電器：其電壓線圈匝

6、數(shù)多、線徑細，并聯(lián)于電路中。正常電壓時，銜鐵被吸合。當電壓低于某一整定值或為零時，銜鐵被釋放。,（2）電流繼電器：其電流線圈匝數(shù)少、線徑粗，串聯(lián)于電路中。當電流達到某一整定值時，銜鐵被吸合或釋放。,其結構和動作原理與電磁式接觸器相似，與接觸器不同的地方是繼電器無主、輔觸頭之分，動作靈敏。它也有交流和直流之分。,2.電磁式繼電器,（3）中間繼電器,中間繼電器觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于控 制線路。,通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可 直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。,(a) 外形,中間繼電器外形與符號,時間繼電器 定時類型：,電子式,阻容式 數(shù)字式,電磁式（空氣式）,電動式,

7、機械式,3. 時間繼電器,是從得到輸入信號(線圈通電或斷電)起，經過一段時間延時后才動作的繼電器。適用于定時控制,時間繼電器觸頭類型,通 電 式,瞬 時 動 作,延 時 動 作,常閉觸點,常開觸點,常開 通電后 延時閉合,常閉 通電后 延時斷開,4. 熱繼電器,用于電動機的過載保護。,熱繼電器外形與結構,(a) 外形,(b) 結構,發(fā)熱元件,功能：利用電流的熱效應而動作的電器過載保護,熱繼電器,結構：,I,常閉觸頭,熱繼電器的符號,發(fā)熱元件,串聯(lián)在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,整定電流與電動機的額定電流基本上一致 ，當電流超過20%時，應在20 分鐘內動作。,注意,（1）由于熱慣性，不能用于短路

8、保護。,（2）熱繼電器可以自動或手動復位。,（3）具有反時限動作特性。,7.1.5 熔斷器,熔斷器額定電流IF的選擇,(1) 電燈、電爐等電阻性負載,IF IL,(3) 頻繁起動的電機,(2) 單臺電機,用于低壓線路中的短路保護。,常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷 器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。,熔斷器,作用：用于短路保護。,熔體額定電流 的選擇：,頻繁起動的電機,2. 電動機主回路,幾臺電動機共電路,用于自動往復控制或限位保護等。,7. 1.6 行程開關(限位開關),(b)示意圖,結構與按鈕類似，但 其動作要由機械撞擊。,(a)外形圖,行程開關的外形符號,又稱操作開關。它是在控制線路

9、中按預定程序可以頻繁切換控制線路的一種手動主令電器。,7.1.7.主令控制器,結構圖,主令控制器的圖示法,主令控制器： 已經不是繼電器的內容，屬于“主令電器”。 用途：用來頻繁切換(通斷)控制線路(小電流線路)的手動電器。 船上：起貨機、錨機都由它操作控制。 表示：1.圖形符號：觸點用小圓圈表示，虛線表示檔位，在虛線上涂上黑點表示觸點在對應的檔位接通，沒有黑點則表示斷開。 2.觸頭表表示：將觸點與檔位分別畫在表格中的行和列，對應的格子內用“”表示觸點在該檔位接通，空白表示斷開。,主令控制器的觸點,通常，操作位置可能影響安全的設備都必須采用主令控制器來操作。如起貨機、錨機等。,主令控制器的外觀,

10、主要內容： 圖形和文字符號 主要掌握：圖形符號 控制線路電路圖 主要掌握：原理電路圖 圖形繪制規(guī)定 主要掌握：繪制方法,7.2 控制線路圖示法,7.2 控制線路圖示法,2.接線圖:又稱安裝接線圖，用于電氣設備安裝及故障查詢。,一、控制線路中電器和元件的圖形符號和文字符號（見附錄）,二、電氣線路圖,電氣線路圖可分為原理電路圖和安裝接線圖。,1.電路原理圖:說明電路的工作過程及原理，對分析電氣系統(tǒng)的工作原理是 十分方便的。,5.各元件一般按動作順序從上到下,從左到右依次排開。有直接電聯(lián)系的導線交叉連接點要用小圓圈或黑圓點表示。,三、繪制電路圖的規(guī)定,1. 電機、電器和其他帶電部分都應按國家標準規(guī)定

11、的圖形符號和文字符號繪制和標注。,2.按主電路和控制電路兩部分畫出。,3.電器都按沒通電或不受外力作用時的正常狀態(tài)畫出。,4.同一電器的不同部件,按其在電路中的作用畫在不同的電路部位上,標以相同的文字符號。,分析和設計控制電路時應注意以下幾點：,使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準 確可靠,(2) 盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一 個電器的控制電路。,(3) 必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈 串聯(lián)。,主要內容： 連續(xù)控制電路 主要掌握：工作原理 連續(xù)和點動控制電路 主要掌握：連續(xù)與點動的區(qū)別 順序控制電路 主要掌握：控制原理,7.3 鼠籠式電動機直接起動的控制線路,一

12、、點動、連續(xù)控制和多地點控制,1.點動控制,起動 按鈕,2.連續(xù)控制(磁力起動器控制）,KR,KM,合上開關Q,起動,控制原理,KM輔助觸點閉合自鎖。,按下起動按鈕SB2 , KM線圈通電，,通電,轉動,合上開關Q,控制原理,松開起動按鈕SB2,利用自身輔助觸點，維持線圈通電的作用稱自鎖,自鎖,控制原理,主電路,FR,FU,Q,Q,轉動,停車,控制原理,轉動,停車,停轉,去掉KM輔助觸點, 實現(xiàn)點動控制。,3、多地點控制,控制原則: 起動按鈕并聯(lián),停止按鈕串聯(lián)。,4.正反轉互鎖控制,互鎖作用：正轉時，SBR不起作用；反轉 時，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器 同時工作造成主回路短路。,KMR,

13、KMF,SB1,KMF,SBF,KH,KMR,正反轉雙重互鎖控制,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通電,閉合,再按SB2,閉合,通電,閉合,閉合,1. 連鎖順序：M1起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，也不能單獨停車。,5. 電機的連鎖控制,.,.,.,.,6.電動機的保護,短路保護是因短路電流會引起電器設備絕緣 損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產 生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通 常采用熔斷器 FU和過流繼電器等。,欠壓是指電動機工作時，引起電流增加甚至 使電動機停轉，失壓(零壓)是指電源

14、電壓消失而 使電動機停轉，在電源電壓恢復時，電動機可能 自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設備 故障。常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行 自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。,過載保護是為防止三相電動機在運行中電流 超過額定值而設置的保護。常采用熱繼電器FR 保護，也可采用自動開關和電流繼電器保護。,主要內容： 正反轉控制電路 主要掌握：工作原理 行程控制電路 主要掌握：工作原理,7.4 幾種典型控制電路,時間控制 主要掌握：工作原理 能耗制動電路 主要掌握：工作原理,一、鼠籠式電動機正反轉的控制線路,將電動機接到電源的任意兩根線對調一下， 即可使電動機反轉。,需要用兩個接觸器來實

15、現(xiàn)這一要求。 當正轉接觸器工作時，電動機正轉； 當反轉接觸器工作時，將電動機接到電源的任 意兩根聯(lián)線對調一下，電動機反轉。,正反轉的控制線路,3,M,FR,FU,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,電路圖分析,了解和掌握設備的工作原理和工作過程，如電機起動，鍋爐點火，分油機分油等。 熟悉所看圖紙的電路符號，對元件進行列表，找出觸頭位置 分析電路 首先分析電路原始狀態(tài)，未合電源開關時的工作 合電源開關后電路的工作 按按鈕后電路工作分析 設備動作后，部分元件的工作分析 分析方法 按電路圖的繪制順序從上到下或從左到右進行分析 每個元件的所有觸點都要分析 最后一定使所控制的設備進行動

16、作,二、 時間控制,1. Y 換接起動控制線路,Y接法,接法,7.6 雙位控制 船舶機艙中的許多設備，如壓力水柜的水位(壓力) 、空氣瓶內的空氣壓力 、鍋爐的蒸汽壓力 、鍋爐水位等，并不需要嚴格地維持地某一恒定值上，通常只要求這些量值保持在某一高限值和低限值之間則可。采用雙位控制可滿足上述控制要求。,雙位控制是當被控制量達到設定的高限(H)時，測量比較元件將控制開關斷開，系統(tǒng)仃止工作；當被控制量降低到設定的低限值(L)時，控制開關閉合，系統(tǒng)便開始運行，如此反復,便可使被控制量維持在設定的高低限之間。,壓力水柜液位雙位控制電路.doc,壓力水柜液位雙位控制,電動機互為備用自動切換控制系統(tǒng),題庫P

17、163 143-150,7.5 三相交流異步電動機的制動控制 制動的目的在于使電動機在切斷電源后其轉子盡快仃止轉動。 制動的方法可分為機械制動和電氣制動兩大類。 電氣制動又可分為反接制動，能耗制動，再生發(fā)電制動三種。但是不管采用哪種制動方式，都是產生和電動機運行方向相反的轉矩以迫使電動機盡快仃止。,一、 反接制動 電動機斷電后，由于其轉子的慣性作用，仍要按原方向繼續(xù)轉動，這時如果給電動機接上相序和原運行時相反的電源，則電動機就會產生和原運行轉矩相反的制動力矩，使電動機很快仃止轉動。電動機停止轉動后要及時切斷電源，防止電動機反向起動。,KA1,反接制動,二、能耗制動 能耗制動原理：在電動機的定子繞組斷電后，立即在其任意兩相繞組上加上一直流電源，于是在定子繞組中產生一個靜止的磁場，轉子在這個磁場中旋轉產生感應電動勢，轉子電流與固定磁場所產生的轉矩和電動機的原來方向相反，產生制動作用，使電動機很快仃止。,能耗制動,三、機械制動控制,機械制動：在切斷電動機電源后，用機械方法產生與電動機轉子轉動方向相反制動力矩使電動機轉子盡快仃下來。通常用制動電磁鐵來控制。,7.6 雙位控制 船舶機艙中的許多設備，如壓力水柜的水位(壓力) 、空氣瓶內的空氣壓力 、鍋爐的蒸汽壓力 、鍋爐水位等，并不需要嚴格地維持地某一恒定值上，通常只要求這些量值保持在某一高限值和低限值之間則可。采用雙位控制可滿足上述控制要