第2章

電氣控制線路基礎PLC編程控制技術—多媒體教學課件1本章內(nèi)容電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則三相籠型異步電動機的基本控制線路三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路三相籠型異步電動機制動控制線路三相籠型異步電動機速度控制線路變頻調(diào)速與變頻器的使用電氣控制線路的簡單設計法2本章重點：異步電動機起動、正反轉(zhuǎn)、順序控制電路的原理本章難點：異步電動機起動、正反轉(zhuǎn)、制動、順序控制電路的設計目的要求：掌握異步電動機起動、正反轉(zhuǎn)、制動、順序控制等基本控制線路的設計及應用32.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則

什么是電氣控制線路？用導線將電機、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實現(xiàn)某種特定控制要求的電路。什么是電氣控制系統(tǒng)圖？為了表達生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設計意圖，便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及其連接線路用一定的圖形表達出來，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。4圖形符號和文字符號D65圖形符號文字符號符號要素一般符號限定符號基本文字符號輔助文字符號補助文字符號通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設備或概念的圖形、標記或字符。用于電氣技術領域中技術文件的編制，表示電氣設備、裝置和元件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。2.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則5D65電氣控制系統(tǒng)圖電氣原理圖電氣安裝圖框圖電器安裝圖電氣互連圖主電路控制電路照明和顯示電路電氣控制系統(tǒng)圖的結(jié)構(gòu)2.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則

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1.電氣原理圖主電路接點表示：三相交流電源采用L1、L2、L3標記主電路按U、V、W順序標記分級電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來標記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來標記控制電路用不多于3位的阿拉伯數(shù)字編號7電氣原理圖示例：8D652.電氣安裝圖電器安裝圖：表示電氣控制系統(tǒng)中各電器元件的實際位置和接線情況。詳細繪制出電器元件安裝位置。

50505050320360線槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132型車床電器位置圖91、全壓啟動控制線路這是最基本的電動機控制線路。是任何一個電氣工程師需要熟記于心的電路。組成：主電路控制線路2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路10工作原理啟動過程操作過程重要概念：自鎖自鎖觸點停止過程控制線路的保護環(huán)節(jié)短路保護：FA過載保護：BB失壓和欠壓保護:QA2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路11工作原理122、正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實際的需要工作原理工作過程基本控制線路正－停－反正－反－停重要概念：互鎖2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路13接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路143、點動控制線路生產(chǎn)實際的需要工作過程2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路154、多點控制線路2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路16三地控制175、順序控制線路生產(chǎn)實際的需要類型基于動作先后順序基于時間控制工作過程2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路18順序控制196、自動循環(huán)控制線路2.2三相籠型異步電動機的基本控制線路20工作臺自動往返控制21概述為什么要進行降壓啟動控制？降壓啟動的過程降壓啟動方法定子電路串電阻（或電抗）星形—三角形自耦變壓器使用軟啟動器使用變頻器2.3三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路221、星形—三角形降壓啟動控制線路降壓啟動原理啟動時將電動機定子繞組接成星形，加在電動機每相繞組上的電壓為額定值的1/，Y形連接時，加在電動機定子繞組上的電流是Δ連接時的1/3，從而減小了啟動電流對電網(wǎng)的影響。當轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，定子繞組改接成三角形，使電動機在額定電壓下正常運轉(zhuǎn)。工作過程

主電路為什么像這樣連接？工作過程2.3三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路232.3三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路24Y—△降壓啟動控制25星形—三角形降壓啟動控制線路特點和適用場合優(yōu)點：啟動電流特性好，結(jié)構(gòu)簡單，價格低；缺點：由于啟動轉(zhuǎn)矩也降低到了原來的1/3，所以轉(zhuǎn)矩特性差。適合于輕載或空載啟動的場合。2.3三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路262、自耦變壓器降壓啟動控制線路降壓啟動原理工作過程

2.3三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路27自耦變壓器降壓啟動控制線路特點及適用場合優(yōu)點：啟動時對電網(wǎng)的電流沖擊小，功率損耗小。缺點：自耦變壓器相對結(jié)構(gòu)復雜，價格較高。這種線路主要用于較大容量的電動機，以減小啟動電流對電網(wǎng)的影響。2.3三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路28概述為什么要進行制動控制？制動方法機械的電氣的反接制動能耗制動使用軟啟動器或變頻器中的制動功能2.4三相籠型異步電動機制動控制線路291、反接制動控制線路工作原理切斷電源并加入反相序的電源注意事項限制沖擊電流及時切除反向電源特點及適用場合特點：制動迅速，效果好，沖擊大。適用場合：通常僅適用于10kW以下的小容量電動機。2.4三相籠型異步電動機制動控制線路30單向運行反接制動控制線路2.4三相籠型異步電動機制動控制線路312、能耗制動控制線路工作原理所謂能耗制動，就是在電動機脫離三相交流電源之后，定子繞組上加一個直流電壓，即通入直流電流，利用轉(zhuǎn)子感應電流與靜止磁場的作用以達到制動的目的。實現(xiàn)方法根據(jù)能耗制動時間控制原則，可用時間繼電器進行控制；也可以根據(jù)能耗制動速度原則，用速度繼電器進行控制。2.4三相籠型異步電動機制動控制線路32單向運行能耗制動控制線路（1）以時間控制原則進行控制2.4三相籠型異步電動機制動控制線路332.4三相籠型異步電動機制動控制線路（2）以速度原則進行控制34能耗制動和反接制動的比較能耗制動比反接制動消耗的能量少，其制動電流也比反接制動電流小得多，但能耗制動的制動效果不及反接制動明顯，同時還需要一個直流電源，控制線路相對比較復雜。能耗制動一般適用于電動機容量較大和啟動、制動頻繁的場合。反接制動一般適合于電動機容量較小和不頻繁制動的場合。2.4三相籠型異步電動機制動控制線路35概述電氣調(diào)速方法三相籠型異步電動機轉(zhuǎn)速公式：調(diào)速方法改變p：變極調(diào)速－有級調(diào)速，簡單，適用于要求不高的一般場合。改變s：滑差電機－已淘汰。改變f：變頻調(diào)速－調(diào)速性能最好，使用廣泛的調(diào)速方法。2.5三相籠型異步電動機速度控制線路361、變極調(diào)速控制線路變極方法2.5三相籠型異步電動機速度控制線路37雙速電動機調(diào)速控制線路主電路的連接低速啟動高速啟動問題：想一想QA3的作用？2.5三相籠型異步電動機速度控制線路38一、變頻調(diào)速的基本概念什么是變頻調(diào)速？上世紀80年代前，什么因素制約了變頻調(diào)速的發(fā)展？變頻調(diào)速的特點2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用39二、變頻器的類型工具變流環(huán)節(jié)分類交－直－交變頻器大多數(shù)變頻器都屬于交－直－交型交－交變頻器根據(jù)直流電路的濾波方式分類電壓型變頻器電流型變頻器2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用401、V/f控制基本概念開環(huán)控制原因：僅改變頻率，將會產(chǎn)生由弱勵磁引起的轉(zhuǎn)矩不足或由過勵磁引起的磁飽和現(xiàn)象，使電動機功率因數(shù)和效率顯著下降?？刂茩C理：改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，在較廣范圍內(nèi)調(diào)速運轉(zhuǎn)時，電動機的功率因數(shù)和效率不下降。這就是控制電壓與頻率之比，所以稱為V/F控制。特點它是最簡單的一種控制方式，不用選擇電動機，通用性優(yōu)良。與其他控制方式相比，在低速區(qū)內(nèi)電壓調(diào)整困難，故調(diào)速范圍窄，通常在1∶10左右的調(diào)速范圍內(nèi)使用。急加速、減速或負載過大時，抑制過電流能力有限。不能精密控制電動機實際速度，不適合用于同步運轉(zhuǎn)場合。2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用412、矢量控制基本概念產(chǎn)生原因：按照直流電動機電樞電流控制思想，使交流異步電動機達到與直流電動機相同的調(diào)速性能。機理：即將供給異步電動機的定子電流在理論上分成兩部分：產(chǎn)生磁場的電流分量（磁場電流）和與磁場相垂直、產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）。該磁場電流、轉(zhuǎn)矩電流與直流電動機的磁場電流、電樞電流相當。特點需要使用電動機參數(shù)，一般用做專用變頻器。調(diào)速范圍在1∶100以上。速度響應性極高，適合于急加速、減速運轉(zhuǎn)和連續(xù)4象限運轉(zhuǎn)，能適用于任何場合。2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用42根據(jù)輸出電壓調(diào)制方式分類PAM方式脈沖幅值調(diào)制（PAM，PulseAmplitudeModulation）PW