船舶电气教案1.docx
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船舶电气教案1
第六章电力拖动控制电路及系统
一、继电—接触器控制
教学目的:
使学生掌握常用控制电器的结构、性能和特点,掌握电动机的基本控制电路、分析方法及控制原则和保护环节。
重点:
电器的基本性能和电动机的基本控制电路。
难点:
电器的特点和电动机控制电路的基本分析方法。
计划课时:
14节左右。
§1-1常用控制电器
基本概念
1.电器分类
a.手动电器:
人手操作的电器。
如闸刀(HK)、刀(HD与HS)、铁壳(HH)、倒顺(HZ132)、组合(HZ10)等负荷开关(通断大电流的主电路)及按纽(LA)、万能式转换开关(LW)等主令电器(通断小电流的控制电路)。
自动电器:
通过电量与非电量的变化通断电路的电器。
如继电器(J)、接触器(C)、自动开关(DZ与DW)。
b.配电电器:
用于配电装置。
如刀开关、熔断器和仪表等。
控制电器:
控制电动机运行的电器。
如继电器、接触器等。
2.开关分类
a.隔离开关:
隔离电源和负荷(保证安全)。
如刀开关等。
b.操作开关:
直接控制电器运行。
如接触器等。
一.负荷开关及组合开关
1.闸刀(HK)与铁壳(HH)开关
1)闸刀开关:
作隔离开关和小电流的操作开关;里面熔丝作过电流保护。
2)铁壳开关:
操作机构为弹簧储能式,能快速通断电路;联锁装置保证箱盖打开开关不能闭合,开关闭合不能箱盖打开。
作隔离开关和操作开关(容量大于闸刀)。
3)单投(HD)、双投(HS)开关:
只作大容量的隔离开关。
2.组合开关1)结构:
(见书)有动、静触点。
2)特点:
多触点、多位置通断负荷电路;切换电源和负载;控制小容量电动机正反转;测量三相电压等。
有状态表(每个触点、每个位置对应有“×”或“˙”通,无“×”或“˙”断)(见书)
3)倒顺开关:
属于组合开关,只有正、停、倒三个位置;控制小容量交流电动机正反转。
3.凸轮控制器:
多触点、多位置、频繁通断负荷电路;有灭弧装置;用于小容量电机的变向、变速等控制;有状态表。
二.交流接触器
1.结构:
(见书)由电磁系统、触点系统、灭弧装置(大于10A有)和附属机构等组成。
短路环:
减少振动和噪声;硅钢片叠成:
减少铁损(涡流和磁滞损耗)
触点:
交流多采用桥式,有主触点(通断负荷电路)三对、常开和常闭辅助触点(通断的控制电路)各二对。
灭弧:
交流多采用灭弧罩;直流多采用灭弧栅。
2.用途:
频繁通断电动机等主电路。
3.符号:
4.型号:
交流:
CJ10(10设计序号)CJ12CJ910CJ913(9船用)直流:
CZ
5.选用:
(主触点)额定电流(见书)≥负荷电流;(线圈)额定电压(见书)=控制电路电压(接触器有时兼欠失压保护)。
三.继电器
1.继电器(J):
根据电量或非电量来通断小电流的控制(I<5A)电路以实现自动控制和保护的电器。
常用:
热、时间、中间、速度和压力继电器等。
2.电磁式继电器:
结构和原理类似接触器(图形符号同接触器辅触点和线圈,无灭弧装置、只一种触点)。
分:
a.电压继电器(JY):
根据电压变化进行的控制或保护。
其线圈匝数多,线径细(电压线圈,接触器同),线圈与被监测的电压电路并联。
(文字符号:
KV或KA)
b.电流继电器(JL):
根据电流的变化进行的控制或保护。
线圈匝数少,线径粗,线圈与被监测的电流电路串联。
(文字符号:
KI或KA)
c.中间继电器(JZ):
是一种中间传递信号的继电器,本质属电压继电器、但触点多触点容量大。
实现多路控制和以小控大的信号“放大”作用。
附1:
三种电器的图形符号(I>过流,U<欠失压)(文字符号:
KA)
附2:
交、直流接触器、电磁式继电器的区别:
1)交流接触器、电磁式继电器的电磁铁是恒磁通(Φ)型的,衔铁吸合前后磁通和电磁吸力基本不变。
2)要求衔铁不能卡住。
因δ(气隙)大→µ小→L小→Xl小→I大
I长期过大、线圈过热。
3)直流是恒磁势(F=IN)型的,衔铁吸合前后励磁电流(I)基本不变。
4)因磁阻变小吸合后的磁通和电磁吸力,远大于可靠吸合所需的吸力,故吸合后可在线圈电路串入经济电阻,以减少线圈的温升和电能损耗。
5)线圈额定电压相同的交、直流接触器、电磁式继电器也不能互相替代使用。
直流接入交流会因铁损太大而烧毁,交流接入直流会因线圈电流太大而烧毁。
3.时间继电器(JS)
根据获得的信号,延时通断控制电路的电器;分空气式、电磁式、电动式和电子式等,空气式(JS7)结构见书。
符号:
(重点延时触点)
自动控制的时间原则是通过时间继电器进行控制。
3.速度继电器
以速度为控制信号来控制触点的通断转换的电器;主要用于电机的反接制动;分为感应式(见书、主要)、离心式。
感应式原理:
转子转动、定子产生感应电势、电流和受电磁力作用,当转速决定的力达一定值时,定子克服弹力偏转,从而控制触点通断。
4.热继电器1)性能:
根据电流的热效应通断控制电路的电器。
只作电动机等的过载及断相(单相)保护。
2)结构及原理:
热元件电阻丝(串联在电动机主电路)发热,弯曲,推动连杆机构,常闭触点(串联在接触器线圈的控制电路)断开。
3)型号和符号:
型号:
JR0(封闭式)JR15JR16如JR15—50/2JR16—20/3D符号:
4)特点:
整定电流应等于电动机额定电流;保护具有反时限性,整定电流等于电动机额定电流时应长期不动作,过载电流越大动作时间越短,过载电流超过20%、20min内动作;排除过载后起动电机应按下复位按纽。
5)为了进行断相(单相)保护,热元件串联在至少两相电动机主电路中。
四.主令电器及主令控制器
主令电器:
通断控制电路(发布指令)的电器。
1.按纽特点:
通断控制电路且自动复位。
符号:
2.万能式转换开关:
多触点、多位置通断控制电路;也用于通断信号和测量电路;还可直接用于小功率电机的起动、变速和变向控制;有状态表。
3.主令控制器:
多触点、多位置、频繁通断控制电路;和继电器、接触器等构成磁力控制屏,用于大容量电机的变向、变速等控制;有状态表。
4.行程开关:
它是通过空间位置的碰撞,通断控制电路的电路器。
自动控制的行程原则是通过行程开关进行位置控制。
符号:
五.熔断器
1.性能:
平常相当于一根导线串联在电路中,过电流熔断起保护作用。
电动机电路作短路保护;照明电路短路兼过载保护。
2.组成和分类:
(符号画)
由铅锡合金、铜和银等熔丝(片)与外壳构成熔体,底座等组成。
分瓷扦式(RC)、螺旋式(RL)、无填料管式(RM)和有填料封闭式(RTO)等。
3.选用照明:
I熔≥I负荷
电机:
按起动电流:
I熔≥I起/2.5;I熔=I起/(1.6~2.0)(频繁起动)
按额定电流:
I熔=(1.5~2.5)I额(单台机)
I熔=(1.5~2.5)I额m+ΣI额(多台机)
六.磁力制动器
1.制动:
使电机迅速减低转速的过程;
分类:
电气制动(电磁力变向)——反接、能耗、再生和电容等;
机械制动(加和转速相反的外力)——圆盘式、抱闸式[通电型、断电型(主要)],
2.断电型抱闸(电磁制动器、电磁刹车)原理:
抱闸线圈通电,产生磁力克服弹簧反力使闸瓦、闸轮分开,电机自由旋转;电机及抱闸线圈断电,磁力消失,在弹力作用下闸瓦和闸轮紧紧抱住、电机制动停车。
适用于短时工作制较大容量的电机。
§1-2控制线路图示法(见书讲)
一.图文符号(P121附录一)旧符号按汉语拼音,新符号依据国际标准。
二.电气线路图1.原理图:
表明线路原理;2.安装图:
表明电器安装位置;3.一般电路只有原理图,复杂电路还有安装图
三.绘制电路图的规定(见书讲)
§1-3电动机的全压起动控制
一.点动、连续和多地控制1.电路:
2.概念
点动:
按下按纽、线圈通电、电机起动,松开按纽、线圈断电、电机停止。
连续控制:
按下按纽、线圈通电、电机起动,松开按纽、线圈仍通电、电机仍运行。
自锁:
将接触器常开辅触点、并联在起动按纽两端,保证按下按纽、线圈通电,松开按纽、线圈仍通电。
自锁是连续运行的基础。
3.电路原理:
(写)a.起动b.停止c.保护:
短路过载零(欠失)压(KM兼大功率电机专门设)
4.多地控制原则:
起动按纽并联;停止按纽串联。
电路:
二.正反转的控制线路
1.电路:
2.概念
互锁:
为防止正反转两个按纽同时按下,两个线圈同时通电,导致主电路短路。
将正(反)转接触器常闭触点或常闭按纽,串联在反(正)转接触器线圈电路。
确保一个线圈通电,另一个线圈断电。
3.原理:
(写双重互锁正转起动停止)
4.磁力起动器:
将按纽、接触器、热继电器组合在一个铁中,分单向连续、正反转两种控制,具有过载和欠压(无短路)保护的功能。
5.零位保护:
为防止主令控制器等手柄在高速档时,电机通电直接起动产生电流冲击,必须先将手柄板到零位,通过零压继电器等接通控制线路,保证电机从低速档开始起动。
(上图主令电路、还具有零压保护和互锁功能)
三.顺序起动联锁控制(联动控制)
用按纽、接触器控制两台及两台以上电机,使其按一定顺序依次起动或停止的控制。
图(a)(b)M1(滑油泵电机)先起动,同时停止或M2(主轴电机)先停止。
§1-4电动机的降压起动控制(U过高、过低,M的I都过大)
一.Y―Δ降压起动控制
性能:
起动时电机接成Y,运行时接成Δ,电压降到1/√3、电流降到1/3、但转矩也降到1/3,适用于380/660V、Δ接线的电机。
电路(画、主要主电路)原理(写、主要起动过程,通过KT按时间原则)
电路性能为重点。
二.自耦变压器降压起动控制
性能:
起动时电机从自耦变压器分压,运行时加全压,通过抽头有多种电压可供选择,适用于220/380V、Y接线的电机。
原理(写)
三.转子电路串电阻起动控制
性能:
绕线式电机起动时,转子电路串电阻(或频敏变阻器),可减少起动电流、增加起动力矩。
原理(写、通过KI按电流原则)
§1-5电动机的制动停车控制
一.能耗制动停车控制
能耗制动:
交流电动机断三相交流电,任何两相通直流电,旋转磁场变固定磁场,切割速度(转差率)变向,电机受制动力矩作用迅速停车。
原理1)起动2)停车(写)
二.反接制动停车控制
反接制动:
运行中的交流电动机改变相序,电机受反转制动力矩作用,转速迅速下降,在转速接近于零时切断电源,电机停止。
原理(按速度原则:
通过KS)1)起动2)停车(写)
附1:
转速与制动Δno=no-n<0——制动1)no=-no'——反接
2)no=0——能耗3)no↓(变极调速)n↑(重载落货、直流电机同)——再生
附2:
时间、电流、速度为自动控制三原则(主要,还有行程原则)。
§1-6直流电动机的起动控制
采用电枢串电阻限流起动,采用自动控制三原则(还有第四行程原则)。
1.按时间原则电路(见书讲)2.按电流原则电路(见书讲)
3.按速度原则电路(见书讲)
§1-7机舱电动辅机的自动控制
一.双位控制
1.压力继电器KP原理(见书图)
气压使波纹管产生顶力,压力升高到低限,压力克服弹力使微动开关6动作;压力升高到高限,微动开关7动作;低于高限7复原;低于低限6复原。
2.双位控制
密封容器下部液体量、影响上部空间大小和气压,根据给定的上限液体产生的极限高压和下限液体产生的极限低压来进行自动控制,叫双位控制。
用途:
船舶日用海、淡水柜电动给水泵的控制;空压机自动控制方式是出口管内气压的双位控制。
特点:
当水位低于HL时水泵电动机自动起动给水;当水位高于HH时水泵停止给水。
可减少单位时间内电动机的起停次数。
3.电路
1)手动:
SA→手动由SB2、SB1通过KM对M进行起停控制。
2)自动:
性能海、淡水压力柜控制水泵起
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- 船舶 电气 教案