组成电气控制电路的基本规律及保护措施(按电气连锁规律组成的基本控制电路)
生产机械控制电路的控制对象主要是电动机的供电和运行方式。 组成电动机电气控制电路的基本规律有按电气连锁进行控制的规律和按控制过程的变化参量进行控制的规律。 按电气连锁控制的规律包括:启动与停止控制(自锁电路)、正/反向接触器间的互锁控制、实现按顺序工作时的连锁控制、连续工作与点动工作的连锁控制、多地点或多条件的连锁控制、自动循环控制等。按控制过程的变化参量进行控制的规律主要包括: 按时间、电流、行程、速度等原则控制的规律。
按电气连锁规律组成的基本控制电路
一台机械有较多的运动部件,这些部件根据工艺要求或保护要求的不同,应有互相配合、互相制约、先后顺序等各种要求。例如,电梯及升降机械的上、下运行不能同时进行,机械加工车床的主轴必须在油泵电动机启动使齿轮箱有充足的润滑油后才能启动等。这些要求若用电气控制来实现,就称为电气连锁或称为工作连锁保护。同时,电气控制系统本身也有互相制约、先后顺序等各种要求,这也由电气连锁来实现。
实际上电气连锁控制就是顺序控制,就是将各种控制电器及其触点,按照一定的逻辑关系组合来实现控制系统的要求。
连锁控制分为自锁、互相制约(互锁)、按先决条件制约、选择制约、两地或多地操作控制等。
启动、停止控制电路 (自锁电路)
图3.1.1(a)(b)所示为笼型异步电动机单向运行停优先的全压启动、停止控制电路。主电路由刀开关QS、熔断器FU1、接触器KM主触点、热继电器FR的热元件和电动机M组成。控制电路由热继电器FR的动断触点FR(1-3)、停止按SB1、启动按钮SB2、接触器KM的线圈及其辅助动合触点KM(3-5)组成,这是最典型的启动、停止控制电路。
启动时,合上开关QS,按下按钮SB2,则接触器KM线圈得电吸合(以下简称为KM得电吸合,其他电气元件相同),其主触点闭合,电动机接通电源开始全压启动运转,同时与启动按钮SB2并联的KM的辅助动合触点KM(3-5)也闭合,使KM的吸引线圈经两条路径得电。这样当松开SB2时,SB2自动复位断开,KM线圈通过其自身辅助动合触点KM(3-5)和停止按SB1的串联支路继续保持得电,从而保证电动机M连续运转。这种依靠接触器自身辅助动合触点保持线圈得电的电路,称为自锁或自保电路,起自锁作用的动合触点被称为自锁触点或自保触点。
要使电动机停止转动,只要按一下停止按钮SB1即可。按下SB1,切断KM线圈电路,使KM线圈失电释放(以下简称为KM失电释放,其他电气元件相同),则KM的主触点断开电源,电动机停转,同时辅助动合触点KM(3-5)也断开,控制电路解除自锁,控制回路也不能再自行启动。松开SB1后,KM线圈已不能再依靠自锁触点得电了,因为原先闭合的自锁触点已在SB1复位之前断开。要使电动机重新运转,必须进行第二次启动才能完成。
由于同时按下启动按钮SB2和停止按钮SB1时,停止按钮SB1有效,因此称为停止优先控制电路。
电气元件动作顺序如下。
按下启动按钮,电动机转动;松开按钮后,电动机停转。这种控制称为点动控制。
按下启动按钮后松开,电动机能够连续运行,只有按下停止按钮时电动机才停止,故称长动控制,这种具有记忆功能的电路称为自锁电路。
图3.1.1(c)所示为笼型异步电动机单向运行启动优先的全压启动、停止控制电路,其工作原理与图3.1.1 (a)、(b)所示电路相同,不再赘述。由于同时按下启动按钮SB2和停止按钮SB1时,启动按钮SB1有效,因此称为启动优先控制电路。