第10章電氣控制技術

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,1,第,10,章,電氣控制技術,10.1,常用低壓電器,10.2,三相異步電動機繼電接觸控制電路,10.3,可編程控制器,10.4,異步電動機的電子控制,10.5,安全用電,主要內(nèi)容,2,10.1,常用低壓電器,主要內(nèi)容,10.1.1,刀開關和熔斷器,10.1.2,自動開關,10.1.3,交流接觸器,10.1.4,熱繼電器幫時間繼電器,10.1.5,按鈕和行程開關,10.1.6,固態(tài)繼電器化,3,生產(chǎn)機械多數(shù)是用電動機拖動的。,對電動機的控制主要是起動、停止、正反轉、調(diào)速等。,控制電路應具有過載、短路、斷相、欠壓等保護功能。,控制作用,保護作用,控制電路的作用,對電動機的控制常要用到,開關,、,繼電器,及,接觸器,等控制電器,這種控制電路稱為,繼電接觸器控制系統(tǒng),。,概 述,4,低壓電器,指交流,1200V,、直流,1500V,以下，用來,切換,、,控制,、,調(diào)節(jié),和,保護,用電設備,的電器。,按用途分：,控制電器,和,保護電器,。,按動作性質(zhì)分：,自動電器,和,手動電器,。,低壓電器的分類：,概 述,5,1.,閘刀開關,手動電器,刀片,(,動觸頭,),刀夾,(,靜觸頭,),操作手柄,絕緣底板,熔斷器,(,保險絲,),符號及主要用途,起隔離開關的作用，不用于全負荷拉閘。,有滅弧罩和斷弧刀片的可以帶負荷拉閘。,對于小負荷負載可用于通斷。,10.1.1,刀開關和熔斷器,a,b,L,1,L,2,L,3,U,V,W,QS,QS,6,2,轉換開關,（組合開關）,主要用途,同時控制多條路的通斷。,控制小功率電機的起動、停止、正反轉。,多速電機的變極對數(shù)調(diào)速。,用于自動,手動方式切換。,一只電表測量多路電量的轉換。,10.1.1,刀開關和熔斷器,7,3.,熔斷器,由熔體、外殼、支座等組成；有插入式、螺旋式、管式等。,是保護電器，起短路保護作用,熔體額定電流,I,fuN,的選擇,(1),無沖擊電流的電路：,I,fuN,I,N,(2),有沖擊電流的電路：,I,fuN,KI,S,I,S,表示負載沖擊電流值，,K,為計算系數(shù)。對單臺電動機，起動時間在,8s,以下，,K=0.30.5,；若起動頻繁，且起動時間較長，,K=0.50.6,。,(3),對于供電干線上的熔斷器，且有多臺電動機時：,符號圖,FU,10.1.1,刀開關和熔斷器,其中：,I,smax,為最大電動機的起動電流；,第二項為該干線上其他負載電流的總和。,8,也叫,自動空氣斷路器,或,空氣開關,，可實現(xiàn),短路,、,過載,和,失壓保護,。是常用的多性能低壓,保護電器,。下面是其一般原理圖。,釋放彈簧,主觸點,連桿裝置,鎖鉤,過流脫扣器,欠壓脫扣器,電磁鐵,銜鐵,輔助觸點,工作過程：過載保護、欠壓保護,10.1.2,自動開關,9,圖形符號,彈簧,動觸點,靜觸點,常閉觸點,(,動斷觸點,),常開觸點,(,動合觸點,),動合,動斷,主觸點,KM,動鐵心,靜鐵心,電磁線圈,輔助觸點,電磁線圈,KM,KM,KM,觸點額定電流：,滅弧罩,線圈額定電壓：,10A、20A、40A、75A、100A、150A、250A、400A、600A,380V、220V、127V、110V、36V,10.1.3,交流接觸器,10,1.,熱繼電器,自動保護電器,圖形符號,常開觸點,動合,動斷,輔助觸點,發(fā)熱元件,FR,FR,FR,整定電流調(diào)節(jié)范圍：,常閉觸點,雙金屬片,導板,發(fā)熱元件,用于過載保護,FR,66%100%,當電流超過額定電流,20%,時，熱繼電器在,20min,動作。,電流整定,10.1.4,熱繼電器和時間繼電器,11,2.,時間繼電器,自動電器,（,1,）空氣阻尼型時間繼電器,（通電延時）,10.1.4,熱繼電器和時間繼電器,進氣孔,排氣孔,適時調(diào)節(jié)螺釘,上氣室,下氣室,橡皮膜,活塞桿,釋放彈簧,托板,杠桿,恢復彈簧,銜鐵,線圈,延時動作觸點,瞬時動作觸點,1,2,3,4,5,6,瞬時,動合觸點,繼電器線圈,KT,瞬時,動斷觸點,延時閉合,動合觸點,延時斷開,動斷觸點,延時斷開,動合觸點,延時閉合,動斷觸點,12,10.1.4,熱繼電器和時間繼電器,（,2,）場效晶體管時間繼電器,(,電子型繼電器）,S,D,3,D,1,D,2,D,4,D,5,R,1,R,2,R,3,R,4,R,5,R,6,R,7,R,P1,R,P1,R,8,R,9,C,1,C,2,C,3,HL,K,T,3,T,1,T,2,D,G,S,K,R,S,特點：,延時范圍寬、精度高、體積小、耐沖擊和振動、調(diào)節(jié)方便、壽命度。,13,1.,按鈕,手動電器,有自復位式、自鎖式；,單觸點式、復合式等。,圖形符號,按帽,彈簧,動觸點,靜觸點,常閉觸點,(,動斷觸點,),常開觸點,(,動合觸點,),動合按鈕,動斷按鈕,復合按鈕,SB,SB,SB,10.1.5,按鈕和行程開關,14,2.,行程開關,自動電器,圖形符號,動合觸點,動斷觸點,ST,ST,10.1.5,按鈕和行程開關,15,3.,接近開關,無觸點的行程開關,K,10.1.5,按鈕和行程開關,信號處理,振蕩器,比較器,驅 動,基準,K,感應頭,檢測體,金屬板,停振型接近開關方框圖,16,固態(tài)繼電器（,SSR,）：,無觸點繼電器,外電源,S,10.1.6,固態(tài)繼電器,集成觸發(fā)電路,功率器件,R,1,D,T,1,R,C,T,2,R,L,+,-,+,-,直流電源,+,-,SSR,輸入,輸出,特點：,沒有機械觸點，不會產(chǎn)生電弧，故其工作頻率、耐沖擊能力、可靠性、使用壽命、噪聲等技術指標優(yōu)于電磁式繼電器。,根據(jù)負載電源分為：,交流,和,直流,兩種,。,17,10.2,三相異步電動機接觸器控制電路,主要內(nèi)容,10.2.1,直接起動和正、反轉控制電路,10.2.2,時間控制和行程控制電路,18,1.,直接起動控制電路,電路功能：,全壓,起動運轉,、,停止,；,具有,短路保護,功能；,具有,失壓保護,功能；,具有,欠壓保護,功能；,電路分為：,主回路、控制回路,10.2.1,直接起動和正反控制,SB,P,SB,T,KM,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,KM,QS,具有,過載保護,功能；,如不接自鎖觸點就成為點動控制,19,10.2.1,直接起動和正反控制,SB,P,SB,T,KM,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,KM,QS,兩地控制電路,SB,P1,SB,T1,方法：,起動按鈕并一起動按鈕,SB,T1,；,停止按鈕串一停止按鈕,SB,P1,，即可,20,2.,正反轉控制電路,10.2.1,直接起動和正反控制,SB,P,SB,F,KM,F,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,F,KM,F,QS,SB,R,KM,R,KM,F,KM,R,KM,R,KM,R,SB,F,為正轉起動按鈕；,SB,R,為反轉起動按鈕。,KM,F,為正轉控制接觸器；,KM,R,為反轉控制接觸器。,21,10.2.2,時間控制和行程控制,1.,時間控制電路,SB,P,SB,T,KM,1,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,1,U1,QS,KM,Y,KM,KT,KM,1,KT,KT,KM,Y,KM,KM,KM,KM,Y,U2,V1,V2,W1,W2,三相異步電動機,Y,起動控制電路,22,10.2.2,時間控制和行程控制,2.,行程控制電路,車床工件自動往復運動控制電路,SB,P,SB,F,KM,F,FR,FR,FU,L,1,M,3,L,2,L,3,KM,F,KM,F,QS,SB,R,KM,R,KM,F,KM,R,KM,R,KM,R,ST,1,ST,2,ST,3,ST,4,ST,1,ST,2,向左,向右,ST,1,ST,2,ST,3,ST,4,向左,向右,ST,3,、,ST,4,是,極限位置保護,行程開關。,23,10.5,安全用電,主要內(nèi)容,10.5.1,觸電方式,10.5.2,保護接地和保護接零,10.5.3,電氣防火和防爆,10.5.4,靜電的防護,24,人體觸電：,人體的某個部位觸及到了帶電的導體，稱為人體觸電。,發(fā)生人體觸電的因素：,人體直接接觸帶電的導體；,因電器設備絕緣老化，人體接觸到暴露出來的帶電體；,人體接觸到漏電的電器設備外殼。,觸電對人體的傷害：,電傷，,即人體表面受到的損傷，如燒傷；,電擊，,即電流通過人體，使人體內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷；,引發(fā)二次事故,。,10.5.1,觸電方式,25,決定觸電對人體傷害的因素,當電流較小時，人體有麻木、疼痛的感覺；,當電流增大時，會引起顫抖、刷痛、肌肉僵化、呼吸困難、心臟停跳等癥狀，乃至失去知覺而死亡,1.,電流大小對傷害程度的影響,通過人體的電流與觸電,電壓,和,人體阻抗,有關；,人體阻抗包括,體內(nèi)阻抗,和,皮膚阻抗,兩部分；,皮膚阻抗,遠大于,體內(nèi)阻抗；,人體阻抗是非線性的。,一般人體對電流的反應,當人體通達電流小于,0.5mA,時，人體無感覺；,當電流超過,0.5mA,時，一般人會有感覺；,當電流超過,10mA,，觸電時間超過,10,秒，可使人體產(chǎn)生肌肉收縮、呼吸困難、心臟功能紊亂等生理反應；,人體通過,100mA,電流，能致人死亡。,10.5.1,觸電方式,26,觸電時間愈長，后果愈嚴重。,2.,觸電時間對傷害程度的影響,通過人體的電流頻率為,4060H,Z,時，最為危險；,在,20400H,Z,范圍內(nèi)，危險性較大；,低于或高于,20400H,Z,時，危險性相對較小；,直流比交流危險性小。,當電流通過心臟會引起心室顫動而死亡，較大電流會使心臟立即停止跳動；,當電流通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)時，會引起中樞神經(jīng)失調(diào)而窒息死亡；,當電流通過頭部時，將導致昏迷，嚴重時會造成死亡；,當電流通過脊髓時，會造成截癱。,3.,電流流經(jīng)途徑對傷害程度的影響,4.,電流類別對傷害程度的影響,10.5.1,觸電方式,27,（,1,）中性點接地系統(tǒng)的單相觸電,常見的觸電方式有：,（,2,）中性點不接地系統(tǒng)的單相觸電,（,3,）兩相觸電,（,4,）接觸到漏電的電器設備外殼,L,1,L,2,L,3,L,1,L,2,L,3,L,1,L,2,L,3,10.5.1,觸電方式,與高壓帶電體距離過近（小于安全距離）；,跨步電壓對人體的傷害；,大氣過電壓造成的人身觸電事故（雷電）。,另外的觸電方式有：,28,1.,保護接地,安全規(guī)程規(guī)定：接地電阻不得大于,4,。,保護接地：,將電氣設備的金屬外殼或構架與大地可靠連接，以防止因漏電而可能發(fā)生的觸電。,保護接地,10.5.2,保護接地和保護接零,R,d,保護接地：適用于,中性點不接地,三相供電系統(tǒng)。,29,2.,保護接零,適用于中性點接地的供電系統(tǒng),在中性點接地的三相四線制系統(tǒng)中，為了防止觸電事故，把電氣設備的外殼或構架與系統(tǒng)的零線（中性線）相連，稱為保護接零。,保護接零,N,10.5.2,保護接地和保護接零,三相五線制供電系統(tǒng),N,PE,L,1,L,2,L,3,工作中性線,保護中性線,30,電氣設備正常運行時，會產(chǎn)生弧光和火花。如,電動機運轉時，換向器會不斷產(chǎn)生火花；,電焊作業(yè)時，會產(chǎn)生溫度很高的弧光；,拉開閘刀時，會產(chǎn)生弧光和火花；,在事故情況下，如短路、熔斷器熔斷會產(chǎn)生火花。,弧光和火花遇到可燃物，就會引起著火；電氣設備因運行會發(fā)熱，有些易燃物，被電氣設備的表面高溫烘烤，會產(chǎn)生自燃而引起火災。,電氣爆炸的原因主要有兩種：,（,1,）周圍環(huán)境有爆炸性混合物，在危險溫度或電火花作用下引起爆炸。,（,2,）充油設備（如油侵式電力變壓器）在弧光作用下會產(chǎn)生大量可燃氣體，使油箱內(nèi)壓力、溫度超過允許極限而引起爆炸。,10.5.3,電氣防火和防爆,引起電氣火災的主要原因：,