电网电压波动范围一般小于10%,因此控制回路压降不能大于5%,控制回路压降与控制导线截面及继电器、接触器磁系统起动功率等因素有关,而控制回路允许的长度则受此压降限制。继电器或接触器释放时将线圈短路。......
2023-06-20
■应知点:
1.了解三相异步电动机的顺序、多点控制线路的组成和工作原理。
2.了解三相异步电动机的顺序、多点控制线路的接线等实际操作技能。
3.了解三相异步电动机的顺序、多点控制线路的保护方法。
■应会点:
1.掌握三相异步电动机的顺序、多点控制线路的工作原理的分析方法。
2.掌握三相异步电动机的顺序、多点控制线路的控制逻辑。
一、任务简述
图2-26 引风机、送风机顺序控制
在某电厂中,有引风机、送风机两种电机设备,引风机作为引入设备,要求在送风机运转之前运行,即启动引风机后方可启动送风机,在引风机未启动的情况下,送风机无法启动。其顺序控制示意图如图2-26所示。
这种生产实际要求对引风机和送风机进行顺序控制。顺序控制的情况有很多,阀门与主泵电机、压缩机与辅助油泵等都属于顺序控制。大多数工厂中的流水线、传送带也都是顺序控制。
除了顺序控制以外,工业应用中还有一种控制方法十分常见,就是多点控制。为了操作方便,一台设备会设有几个操纵盘或按钮站,各处都可以进行操作控制。这样不仅大大增加了控制的灵活性,更使得远程操作变得可能与便利。
在以下的内容中,将介绍三相异步电动机的顺序控制和多点控制的基本线路,为学生的技能完善打好基础。
二、相关知识
(一)顺序控制的基本概念及应用
1.顺序控制的功能
顺序控制是指按一定的条件和先后顺序对大型机电单元组成的动力系统和辅机,包括电动机、阀门、挡板的启、停和开、关进行自动控制,也叫程序控制系统。在生产实践中,常要求各种运动部件之间或生产机械之间能够按顺序工作。例如,车床主轴转动时,要求油泵先给润滑油,主轴停止后,油泵方可停止润滑,即要求油泵电机先启动,主轴电机后启动,主轴电机停止后,才允许油泵电机停止。顺序控制可分为手动顺序控制和自动顺序控制。
2.顺序控制的意义
随着机组容量的增大和参数的提高,辅机数量和热力系统的复杂程度大大增加,顺序控制系统涉及面很广,有大量的输入/输出信号和逻辑判断功能。
3.顺序控制的作用
(1)减少了大量烦琐的操作,降低操作人员的劳动强度。
(2)保护设备安全。
4.顺序控制在电厂中的应用
锅炉侧:空预器、送风机、引风机、一次风机、制粉系统等。
汽机侧:循环水泵、凝结水泵、油泵、给水泵等设备及系统。
相对独立的程控系统:如输煤、除灰、化学补给水处理、凝结水处理、锅炉吹灰、锅炉定期排污等系统(一般用PLC来实现)。
(二)顺序控制的实现方法
1.控制信号
开关量信息:设备的启、停、开、关等具有两位状态的信息。
2.控制方式
数字逻辑关系:与、或、非、与非、或非、R/S触发器、计时器等。
3.系统结构
(1)开环系统(按控制方式分)。
(2)程序控制系统(按控制系统给定值分)。
(三)多点控制
有的生产设备机身很长,启动和停止的操作比较频繁,为了减少操作人员的行走时间,提高设备运行效率,常在设备机身多处安装控制按钮。例如,生产设备在甲地,而甲地和乙地同时有启动/停止设备的需求,此时就需要在甲地和乙地分别设置启动/停止开关,实现对设备的控制。因此多点控制也称为多地控制。
三、应用实施
(一)顺序控制线路
实现电动机顺序控制的方法很多,按电路功能可分为主电路实现顺序控制和控制电路实现顺序控制;按电动机的运行顺序可分为顺序启动和顺序停止。
图2-27 主电路实现顺序控制
1.主电路实现顺序控制
图2-27所示为主电路实现电动机顺序控制的线路,其特点是:M2的主电路接在KM1主触点的下面。电动机M1和M2分别通过接触器KM1和KM2来控制,KM2的主触点接在KM1主触点的下面,这就保证了当KM1主触点闭合,M1启动后M2才能启动。
线路的工作原理为:按下SB1,KM1线圈得电吸合并自锁,KM1主触点闭合,M1启动,此后,按下SB2,KM2主触点闭合,M2才能启动。停止时,按下SB3,KM1、KM2断电,M1、M2同时停转。
2.控制电路实现顺序启动控制
控制电路实现顺序启动控制的控制线路如图2-28所示。电动机M1启动运行之后电动机M2才允许启动。
其中,图2-28(a)所示控制线路是通过接触器KM1的“自锁”触点来制约接触器KM2线圈的。只有在KM1动作后,KM2才允许动作。
图2-28(b)所示控制线路是通过接触器KM1的“联锁”触点来制约接触器KM2线圈的,也只有KM1动作后,KM2才允许动作。
图2-28 顺序启动控制线路
3.控制电路实现顺序停止控制
在前面已介绍了顺序控制启动线路,下面将介绍一种按顺序先后停止的联锁控制线路。主线路如图2-28(a)所示。
图2-29 按顺序先后停止的联锁
在图2-29中,按下SB3按钮,KM1通电,进入自锁,电动机M1启动;按下SB4按钮,KM2通电,进入自锁,电动机M2启动;按下SB1按钮,KM1断电,电动机M1停止,再按SB2,KM2断电,电动机M2停止。当未按下SB1时,先按SB2,KM1保持吸合,KM2继续通电,电动机M2的运行状态不变。
此电路保证了电动机M1先停车、电动机M2随后停车,电动机M2不能单独停车。
4.自动顺序控制
前面所介绍的都是手动进行顺序控制的控制线路,在实际生产应用中,往往需要自动实现顺序控制,下面将介绍如何利用时间继电器实现两台三相异步电动机的自动顺序控制。
如图2-30所示是采用时间继电器,按时间顺序启动的控制线路。线路要求电动机M1启动t秒后,电动机M2自动启动,可利用时间继电器的延时闭合常开触点来实现。
按启动按钮SB2,接触器KM1线圈通电并自锁,电动机M1启动,同时时间继电器KT线圈也通电。定时t秒到,时间继电器延时闭合的常开触点KT闭合,接触器KM2线圈通电并自锁,电动机M2启动,同时接触器KM2的常闭触点切断了时间继电器KT线圈电源。
图2-30 自动顺序控制电路
(二)多点控制线路
有些机械和生产设备,由于种种原因,常要在两地或两个以上的地点进行操作。例如,重型龙门刨床,有时在固定的操作台上控制,有时需要站在机床四周用悬挂按钮控制;有些场合,为了便于集中管理,由中央控制台进行控制,但每台设备调整检修时,又需要就地进行机旁控制等。
图2-31 两地控制电路
图2-31所示就是一个电动机两地控制线路。从图中可以看出启动按钮是并联的,即当按下任何一处的启动按钮,接触器线圈都能通电并自锁;而各停止按钮是串联的,即当按下任何一处停止按钮后,都能使线圈断电。通过对多点控制线路的分析,可得出一个普遍性结论:若几个电器都能控制某接触器通电,则这几个电器的常开触点应并联连接到该接触器的线圈电路中,即逻辑“或”的关系;若几个电器都能控制某接触器断电,则这几个电器的常闭触点应串联连接到该接触器的线圈电路中,即常闭触点逻辑“与”的关系。这一原则也适用于三地或更多地点的控制。
在图2-31中,电动机M的主回路由QF、FU1、KM的动合触点和FR的热元件组成;控制回路由FU2、FU3、SB1、SB2、SB3、SB4、KM的线圈、KM的动合辅助触点和FR的动断触点组成。
电路有两套启动/停止控制系统,分别是SB1和SB3、SB2和SB4。这两套系统分别对应着两个不同的控制地点。在第一个控制地点按一下SB1,KM即通电吸合,其动合触点接通,M启动运转;再按一下SB3,KM释放,M停止运行。同理,在第二个控制地点按动SB2,会使KM吸合,M启动运转;按动SB4,同样会使KM释放,M停止转动。这样就实现了电动机的两地控制。
线路的特点是:启动按钮应并联接在一起,停止按钮应串联接在一起。这样就可以分别在甲、乙两地控制同一台电动机,达到操作方便的目的。对于三地或多地控制,只要将各地的启动按钮并联、停止按钮串联即可实现。
四、操作技能考评
通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施,对本任务实际掌握情况进行操作技能考评,具体考核要求和考核标准如表2-7所示。
表2-7 任务操作技能考核要求和考核标准
教学小结
1.顺序控制、多点控制线路都是在生产实际需要的基础上出现的控制线路,因此其形式也会依据不同生产情况有其各自特殊的功能和线路结构。
2.顺序控制的核心内容在于控制多台电动机的启动顺序和停止顺序,所以其技术核心在于联锁。
3.多点控制线路的核心内容在于多地点控制同一台电动机的启动和停止,所以其技术核心在于启动按钮的逻辑“或”和停止按钮的逻辑“与”。
思考与练习
1.顺序控制、多点控制线路的功用各是什么?
2.在多地控制线路中,如果想增加新的控制地点,该如何修改两地控制线路图?
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