中国矿大版-矿山电工课件-第五章.ppt

矿山电工学矿山电工学主讲：董海波主讲：董海波上页上页下页下页目录目录第五章第五章 矿山电气设备的控制矿山电气设备的控制p学习要求学习要求1. 1. 一般掌握：一般掌握：控制电器；煤矿机械设备的控制线控制电器；煤矿机械设备的控制线路图的绘制与分析方法路图的绘制与分析方法2. 2. 熟练掌握：熟练掌握：QC83QC83系列矿用隔爆磁力起动器的工系列矿用隔爆磁力起动器的工作原理作原理 上页上页下页下页目录目录§5-1 §5-1 控制电器控制电器p 控控制制电电器器：：用用来来实实现现电电动动机机的的起起动动、、停停止止、、反反转转、、调速等控制过程的电器调速等控制过程的电器p 矿矿山山常常用用控控制制电电器器有有：：控控制制器器、、主主令令电电器器、、继继电电器、接触器等器、接触器等一、接触器一、接触器 ★★按按照照其其驱驱动动电电流流的的性性质质可可分分为为直直流流和和交交流流型型两两种种直直流流接接触触器器一一般般为为单单极极型型，，交交流流接接触触器器一一般般为三极型为三极型上页上页下页下页目录目录一、接触器一、接触器p 接接触触器器：：用用于于频频繁繁地地接接通通或或断断开开大大电电流流电电路路的的自自动动切切换换电电器器，，如如开开断断交交/ /直直流流主主电电路路、、大大容容量量控控制制电电路等。

路等p功功能能：：自自动动切切换换、、远远距距离离操操作作功功能能、、零零压压及及欠欠压压保保护护功功能能，，没没有有自自动动馈馈电电开开关关所所具具有有的的过过载载和和短短路路保护功能保护功能p接接触触器器生生产产方方便便，，成成本本低低，，主主要要用用于于控控制制电电动动机机、、电电热热设设备备、、电电焊焊机机、、电电容容器器组组等等，，是是电电力力拖拖动动自自动动控制电路中使用最广泛的一种低压电器元件控制电路中使用最广泛的一种低压电器元件上页上页下页下页目录目录上页上页下页下页目录目录1 1、直流接触器的工作原理、直流接触器的工作原理铁心铁心 1 1 线圈线圈 2 2 主接点主接点 4 4 辅助接点辅助接点 6 6 反作用弹簧反作用弹簧 7 7上页上页下页下页目录目录2 2、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理p线圈线圈KMKMp主接点主接点KM1KM1p辅助接点辅助接点KM2KM2，，KM3KM3上页上页下页下页目录目录2 2、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理p在在交交流流接接触触器器中中，，交交变变磁磁通通产产生生的的吸吸引引力力在在磁磁通通（（电电流流））为为零零时时消消失失，，衔衔铁铁要要断断开开，，磁磁通通恢恢复复（（电电流流过过零零后后））吸吸力力也也恢恢复复，，因因而而在电流交变过程中，衔铁将出现振动和噪声在电流交变过程中，衔铁将出现振动和噪声。

上页上页下页下页目录目录2 2、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理p 为为了了克克服服衔衔铁铁的的振振动动和和噪噪声声，，在在铁铁心心的的2/3截截面面处处嵌嵌入入一一短短路路环环，，如如图图所所示示由由于于短短路路环环的的存存在在，，使使截截面面A的的磁磁通通与与截截面面B的的磁磁通通出出现现相相角角差差，，φA与与φB不不会会同同时时过过零零值值，，故振动和噪声大为消弱故振动和噪声大为消弱 上页上页下页下页目录目录2 2、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理p 当当主主接接点点断断开开电电路路时时，，固固定定接接点点与与可可动动接接点点间间出出现现强强电电场场，，使使其其间间的的空空气气电电离离形形成成电电弧弧，，造造成成接接点点损损坏为延长接点使用寿命，应设法尽快熄灭电弧为延长接点使用寿命，应设法尽快熄灭电弧p交流接触器普遍采用交流接触器普遍采用消弧罩来加速熄灭电弧消弧罩来加速熄灭电弧其内部结构如图消弧其内部结构如图消弧罩由耐火材料制成，马罩由耐火材料制成，马蹄形铁片放置在消弧罩蹄形铁片放置在消弧罩中，且左右稍微错开中，且左右稍微错开上页上页下页下页目录目录2 2、交流接触器的工作原理、交流接触器的工作原理p 当当主主接接点点断断开开时时，，产产生生的的电电弧弧因因电电动动力力和和磁磁力力拉拉向向上上方方且且越越拉拉越越长长，，导导致致它它被被灭灭弧弧栅栅格格（（铁铁片片））割割成成许许多多小小段段，，使使电电弧弧所所在在空空间间的的游游离离作作用用减减弱弱，，加加上上铁铁片片的的冷冷却却作作用用，，使使电弧很快熄灭。

电弧很快熄灭 上页上页下页下页目录目录二、继电器二、继电器p 继继电电器器是是一一种种灵灵敏敏的的小小型型自自动动控控制制电电器器它它能能反反映映某某些些机机电电参参数数的的变变化化如如电电流流、、电电压压、、时时间间、、压压力力等等）），，并并用用其其接接点点断断开开或或接接通通电电气气回回路路，，达达到到控控制制目的目的 1 1．电磁式电流或电压继电器．电磁式电流或电压继电器p 它它由由线线圈圈、、铁铁心心、、接接点点等等组组成成按按线线圈圈通通过过电电流流种种类类的的不不同同可可分分交交流流和和直直流流两两种种；；按按功功用用不不同同最最常常用的为电流和电压两种用的为电流和电压两种上页上页下页下页目录目录1 1．．  电磁式电流或电压继电器电磁式电流或电压继电器p电电磁磁式式继继电电器器的的构构造造原原理理如如图图左左图图是是角角移式，右图是抽吸式，控制系统多用角移式移式，右图是抽吸式，控制系统多用角移式上页上页下页下页目录目录三、主令电器三、主令电器p 在在控控制制电电路路中中起起着着发发号号施施令令作作用用的的电电器称为主令电器器称为主令电器p按按钮钮、、万万能能转转换换开开关关、、终终端端开开关关和和主主令控制器等均属主令电器令控制器等均属主令电器 。

p主主令令控控制制器器多多用用于于经经常常正正反反转转的的电电动动机控制电路（例如绞车控制电路）中机控制电路（例如绞车控制电路）中 上页上页下页下页目录目录三、主令电器三、主令电器p凸轮型主令控制器的接触元件如图所示凸轮型主令控制器的接触元件如图所示上页上页下页下页目录目录四、控制器四、控制器p 控控制制器器是是一一种种具具有有很很多多接接点点的的转转换换开开关关用用来来直直接接控控制制直直流流电电动动机机或或绕绕线线式式感感应应电电动动机机，，使使电电动动机机进进行行起起动动、、制制动动、、反反向向和和调调速速等等目目前前广广泛泛应应用用的的有有鼓鼓形形控控制器与凸轮控制器制器与凸轮控制器 上页上页下页下页目录目录鼓形控制器鼓形控制器上页上页下页下页目录目录凸轮控制器凸轮控制器上页上页下页下页目录目录四、控制器四、控制器上页上页下页下页目录目录§5-2§5-2 控制线路图的绘制原则控制线路图的绘制原则p控控制制线线路路图图通通常常分分为为原原理理接接线线图图和和安安装装接接线图p原原理理接接线线图图是是说说明明控控制制线线路路的的工工作作原原理理的的，，图中各元件一般不按其实际位置绘制；图中各元件一般不按其实际位置绘制；p安安装装接接线线图图是是供供控控制制线线路路的的安安装装、、维维修修用用的，图中各电器元件都按实际位置绘制。

的，图中各电器元件都按实际位置绘制上页上页下页下页目录目录控制线路图绘制的一般原则控制线路图绘制的一般原则 1 1））把把全全部部电电路路分分成成主主回回路路、、控控制制回回路路和和辅辅助助回回路路电电动动机机等等强强电电流流电电路路属属主主回回路路，，接接触触器器和和继继电电器器线线圈圈等等小小电电流流电电路路属属控控制制回回路路，，其他如信号、测量等电路属辅助回路其他如信号、测量等电路属辅助回路 主主回回路路一一般般画画在在图图纸纸的的上上方方或或左左方方，，用用较较粗粗的的线线绘绘出出；；控控制制或或辅辅助助回回路路用用较较细细的的线线，，画画在在纸纸的的下下方方或或右右方方；；控控制制回回路路电电源源线线垂垂直直画画在在两两侧侧，，各各并并联联支支路路平平行行地地画画在在两两控控制制电电源源线线之之间间，，排排列列顺顺序序应应尽尽量量符符合合电电器器元元件件的的动作顺序动作顺序 上页上页下页下页目录目录控制线路图绘制的一般原则控制线路图绘制的一般原则2））图图中中各各电电器器元元件件应应按按规规定定的的图图形形符符号号和和文文字字符符号号表表示示（（表表5-2））。

同同一一电电器器元元件件，，必必须须用用相相同同的的文文字字符符号号例例如如有有两两个个相相同同的的接接触触器器KM，，可可用用1KM、、2KM表表示示一一个个继继电电器器有有一一个个线线圈圈K和和三三个个接接点点，，则接点可表示为则接点可表示为K1、、K2、、K33））电电路路中中的的接接点点位位置置按按线线圈圈不不通通电电（（或或未未加加外外力力））时的位置画出时的位置画出  上页上页下页下页目录目录控制线路中常用图形符号与文字符号控制线路中常用图形符号与文字符号 上页上页下页下页目录目录控制线路中常用图形符号与文字符号控制线路中常用图形符号与文字符号上页上页下页下页目录目录控制线路中常用图形符号与文字符号控制线路中常用图形符号与文字符号上页上页下页下页目录目录控制线路中常用图形符号与文字符号控制线路中常用图形符号与文字符号上页上页下页下页目录目录控制线路中常用图形符号与文字符号控制线路中常用图形符号与文字符号上页上页下页下页目录目录鼠笼电动机的控制线路图鼠笼电动机的控制线路图上页上页下页下页目录目录鼠笼电动机的控制线路图鼠笼电动机的控制线路图主回路：主回路：pQS为为三三相相单单投投刀刀开开关关（（也也叫叫隔隔离离开开关关）），，用用于于检检修时切断电源修时切断电源;pFU为熔断器，做短路保护用；为熔断器，做短路保护用；pKM1为接触器主接点，用以控制主回路的通断；为接触器主接点，用以控制主回路的通断；pFR为为热热继继电电器器，，当当电电动动机机过过载载时时用用它它自自动动切切断断电电源。

源控制回路：控制回路：pSTP为停止按扭；为停止按扭；pST为启动按扭；为启动按扭；pKM为接触器线圈，为接触器线圈，KM2为其辅助接点；为其辅助接点；pFR1为热继电器为热继电器FR的常闭接点的常闭接点上页上页下页下页目录目录控制过程控制过程 1）闭合隔离开关）闭合隔离开关QS，为启动电动机作好准备为启动电动机作好准备 2）启动：按启动按扭）启动：按启动按扭ST，接通如下控制回路：，接通如下控制回路：               接接触触器器线线圈圈KM有有电电，，其其主主接接点点KM1、、辅辅助助接接点点KM2同同时时闭闭合合，，电电动动机机启启动动松松开开启启动动按按钮钮ST后后，，因因自自保保接接点点KM2已已闭闭合合，，故故KM线线圈圈仍有电，电机保持运转仍有电，电机保持运转上页上页下页下页目录目录控制过程控制过程 3）停止：按停止按钮）停止：按停止按钮STP，因线圈，因线圈KM断电，断电，其衔铁返回原位，其衔铁返回原位，KM1、、KM2接点断开电动接点断开电动机停车      电动机运转时，如因电源停电或电动机过电动机运转时，如因电源停电或电动机过载（热继电器载（热继电器FR动作动作,或者或者FR1接点断开）都接点断开）都会使线圈会使线圈KM断电，电动机自动停车。

断电，电动机自动停车 上页上页下页下页目录目录 §5-3 §5-3 矿用隔爆磁力起动器矿用隔爆磁力起动器p隔爆磁力起动器是隔爆磁力起动器是一种组合电器，它主一种组合电器，它主要由隔离开关、接触要由隔离开关、接触器、熔断器、过热过器、熔断器、过热过流继电器、按钮等组流继电器、按钮等组成，装在隔爆外壳中，成，装在隔爆外壳中，用来控制和保护电动用来控制和保护电动机上页上页下页下页目录目录一、一、QC83QC83系列矿用隔爆磁力起动器系列矿用隔爆磁力起动器上页上页下页下页目录目录1. QC83-801. QC83-80隔爆磁力起动器隔爆磁力起动器p本系列隔爆磁力起动器，用于有沼气或煤本系列隔爆磁力起动器，用于有沼气或煤尘爆炸危险的矿井中，控制保护低压电动机尘爆炸危险的矿井中，控制保护低压电动机p包括以下型号：包括以下型号：QC83-80、、QC83-80N、、QC83-120、、QC83-225p其中字母和数字的意义：其中字母和数字的意义：Q——起动器；起动器；C——磁力；磁力；8——隔爆；隔爆；3——设计序号；设计序号；80、、120、、225——额定电流额定电流（（A）；）；N——可逆。

可逆上页上页下页下页目录目录1 1．．QC83-80QC83-80型磁力起动器型磁力起动器Ø控控制制40kW（（电电网网电电压压为为660V时时））或或 30kW（（电电网网电电压压为为380V时时））以以下下的的鼠鼠笼笼电电动动机机，，如如井井下下的的小小型型输送机、局扇和小水泵等输送机、局扇和小水泵等Ø QC83-80型型起起动动器器能能实实现现就就地地和和远远方方两两种种控控制制方方式Ø “就就 地地 控控 制制 ”就就 是是 利利 用用 起起 动动 器器 本本 身身 的的 起起 动动（（1ST））停停止止（（1STP））按按钮钮进进行行控控制制；；“远远方方控控制制”则则 是是 在在 离离 开开 起起 动动 器器 一一 段段 距距 离离 另另 加加 一一 组组 起起 动动（（2ST）停止（）停止（2STP）按钮进行控制按钮进行控制上页上页下页下页目录目录QC83—80QC83—80型磁力起动器的原理展开图型磁力起动器的原理展开图 上页上页下页下页目录目录p1））  就就地地控控制制    将将起起动动器器上上部部接接线线盒盒中中的的9-PE、、左左侧侧接接线线盒盒中中的的2-PE、、起起动动器器中中绝绝缘缘板板上上的的2-5端端子子连连接接起起来来（（图图3-14中的中的2ST、、2STP按钮不接）。

按钮不接）上页上页下页下页目录目录1 1））  就地控制就地控制p 接通隔离开关接通隔离开关QSQS按起动按钮按起动按钮1ST1ST，，接通控制回路接通控制回路：：p接触器线圈接触器线圈KMKM有电有电, ,主接点主接点KM1KM1接通接通, ,电动机起动电动机起动, ,同同时时KM2KM2接通接通自保自保, ,此时可松开此时可松开1ST1ST p如如需需停停止止电电动动机机，，只只要要按按下下停停止止按按钮钮1STP1STP使使KMKM断断电电，，KM1KM1断开，电动机即停车断开，电动机即停车p当当电电源源电电压压消消失失，，电电动动机机停停车车同同时时接接触触器器KMKM失失电电返返回回KM2KM2接接点点断断开开，，此此时时即即使使电电源源电电压压自自动动恢恢复复也也不不会会自动起动电动机，这种作用叫自动起动电动机，这种作用叫零电压保护零电压保护上页上页下页下页目录目录2 2）远方控制）远方控制p将就地控制时的将就地控制时的2-52-5、、2-PE2-PE连接片断开，端子连接片断开，端子1 1、、2 2间接远方起动间接远方起动按钮按钮2ST2ST，，端子端子2 2、、PEPE间接远方停止按钮间接远方停止按钮2STP2STP。

上页上页下页下页目录目录2 2）远方控制）远方控制p远远方方控控制制：：只只能能用用远远方方起起动动按按钮钮2ST起起动动，，而而用用1STP或或2STP停停止止按按钮钮均均能能停停车车，，保保证证一一处处起起动动、、多处停车，这样有利于安全多处停车，这样有利于安全pQC83-80的连锁控制的连锁控制p连锁控制：指多台工作机械联合运行时，各个机连锁控制：指多台工作机械联合运行时，各个机械的控制应满足一定的操作程序的控制械的控制应满足一定的操作程序的控制        例如掘进工作面为了保证安全生产，在工作时例如掘进工作面为了保证安全生产，在工作时常需起动局扇后，才允许接通工作面用电设备的电常需起动局扇后，才允许接通工作面用电设备的电源，这样，工作面用电设备的电源与局扇的电源在源，这样，工作面用电设备的电源与局扇的电源在控制上就必须连锁控制上就必须连锁上页上页下页下页目录目录p上图为连锁控制原理图，图中起动器上图为连锁控制原理图，图中起动器1QC控制局扇，起控制局扇，起动器动器2QC控制掘进工作面电源由图看出，控制掘进工作面电源由图看出，2QC的起动的起动受控于受控于1QC接触器辅助接点接触器辅助接点1KM3，，即只有即只有1KM3闭合后闭合后2QC才能起动，一旦才能起动，一旦1KM3断开（此时局扇停车），工作断开（此时局扇停车），工作面电源立即断开，两起动器间实现了连锁控制面电源立即断开，两起动器间实现了连锁控制。

上页上页下页下页目录目录2. QC83-80N2. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器p用来控制需要经常正、反转的机械，如井下小绞用来控制需要经常正、反转的机械，如井下小绞车等p它相当于两个它相当于两个QC83-80型起动器组合在一个隔爆型起动器组合在一个隔爆外壳内，外壳的前后各由一个转盖外壳内，外壳的前后各由一个转盖p起动器本身只有一个停止按钮起动器本身只有一个停止按钮STP，必须外接一，必须外接一个向前（个向前（FW）、向后（）、向后（BW）、停止（）、停止（1STP）三联）三联按钮上页上页下页下页目录目录2. QC83-80N2. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器上页上页下页下页目录目录第一章第一章上页上页下页下页目录目录2. QC83-80N2. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器p1））  正转控制正转控制p首首先先接接通通隔隔离离开开关关QS，，起起动动器器接接通通电电源源司司机机按按向前按钮向前按钮(FW)，接通如下回路：，接通如下回路：p正正转转接接触触器器线线圈圈1KM有有电电，，闭闭合合其其主主接接点点1KM1，，电电动动机机起起动动；；同同时时自自保保接接点点1KM2接接通通，，可可松松开开向向前前按按钮钮FW；；闭闭锁锁接接点点1KM3断断开开，，防防止止反反转转接接触触器器2KM回路接通，完成电气上的闭锁。

回路接通，完成电气上的闭锁p司司机机按按下下停停止止按按钮钮1STP或或STP，，1KM断断电电，，电电动动机停车上页上页下页下页目录目录2. QC83-80N2. QC83-80N型可逆磁力起动器型可逆磁力起动器 2）反转控制）反转控制   利利用用向向后后按按钮钮BW起起动动反反转转接接触触器器2KM，，其其电电路路与与启启动动过过程程与与正正转转相相同同，，反转停车也是利用反转停车也是利用STP或或1STP完成 3））起起动动器器上上部部的的灯灯泡泡（（36V））供供局局部部照照明之用。