1、電氣控制與PLC -第二章,王志國 物聯(lián)網(wǎng)樓C409 jndx_,專業(yè)選修課（考試） 48學時 （包括16學時實驗）,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,2,用來頻繁的接通和分斷交流主回路和大容量的控制電路。,主要控制對象：電機，遠距離控制,根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型； 接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓； 吸引線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致； 額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,3,試為一臺交流380V，4KW，功率因數(shù)為0.88，三角形連接的三相籠型異步電機選擇接觸器。,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,4,回顧

2、-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,5,回顧-復習,試為一臺交流380V，4KW，功率因數(shù)為0.88，三角形連接的三相籠型異步電機選擇熱繼電器。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,6,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,7,回顧-復習,作用：短路 和 嚴重過載 保護,對于電爐、照明等電阻性負載的短路保護，熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。,單臺電動機，考慮到電動機受啟動電流的沖擊，可按下式選擇：,保護多臺電動機，可按下式選擇：,容量最大的一臺電動機的額定電流,其余電動機額定電流之和,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,8,作用：主要是在電源切除后，將線路與電源明顯地隔開，以保障檢修人員的安全。,低壓斷路器：它相

3、當于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關(guān)作用又能自動進行欠電壓、失電壓、過載和短路保護、動作值可調(diào)、分斷能力高的電器。,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,9,低壓斷路器選型,斷路器的額定電壓和額定電流應大于或等于線路、設備的正常工作電壓和工作電流。 斷路器的極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流。 欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路額定電壓。 過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負載電流。,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,10,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,11,回顧-復習,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,12,第2章 電氣控制線路的基本原則和基

4、本環(huán)節(jié),掌握閱讀電氣原理圖的方法，培養(yǎng)讀圖能力并通過讀圖分析各種典型控制環(huán)節(jié)的工作原理，為電氣控制線路的設計、安裝、調(diào)試、維護打下良好基礎(chǔ) 。,主要內(nèi)容：,1、電氣原理圖基本知識,2、電氣控制線路分析基礎(chǔ),3、常用電氣控制線路設計方法,核心：,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,13,2.1 電氣控制線路的繪制,由按鈕、開關(guān)、接觸器、繼電器等有觸頭的低壓控制電器所組成的控制線路。,電氣控制：,實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的啟動、正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速和保護，滿足生產(chǎn)工藝要求，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。,作用：,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,14,2.1 電氣控制線路的繪制,控制線路分為主回路、控制回路和輔助回路。 主回路是電氣控制

5、線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件，一般由（QK,FU, FR的熱元件(QF)KM主觸點和電動機） 控制回路接觸器和繼電器線圈等是小電流線路屬于控制回路； 輔助回路其他如信號、保護、測量等也是小電流線路但屬于輔助回路。,電氣原理圖 電器元件布置圖 電氣安裝接線圖,電氣控制線路的表示方法,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,15,2.1 電氣控制線路的繪制,返回,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,16,2.1 電氣控制線路的繪制,返回,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,17,2.1 電氣控制線路的繪制,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,18,2.1 電氣控制線路的繪制,電氣控制線路圖是工程技術(shù)的通用語言，為了便于

6、交流與溝通，在電氣控制線路中，各種電器元件的圖形、文字符號必須符合國家的標準。,相關(guān)國家標準：,GB472885電氣圖常用圖形符號 GB522685機床電氣設備通用技術(shù)條件 GB715987電氣技術(shù)中的文字符號制定通則 GB698886電氣制圖 GB509485電氣技術(shù)中的項目代號 ,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,19,2.1 電氣控制線路的繪制,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,20,2.1 電氣控制線路的繪制,標準 圖形符號和文字符號,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(shù)領(lǐng)域中技術(shù)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。,圖形符號：,文字符

7、號：,文字符號,基本文字符號,輔助文字符號,補充文字符號,單字母符號,雙字母符號,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,21,2.1 電氣控制線路的繪制,基本文字符號 單字母符號：表示電氣設備、裝置和元件的大類，例如K為繼電器類元件這一大類； 雙字母符號：由一個表示大類的單字母與另一個表示器件某些特性的字母組成，例如KT即表示繼電器類器件中的時間繼電器，KM表示繼電器類器件中的接觸器。,文字符號：,輔助文字符號 用來進一步表示電氣設備、裝置和元件的功能、狀態(tài)和特征。如“RD”表示紅色，“L”表示限制等。,補充文字符號 當規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時，可按國家標準中文字符號組成規(guī)律和下述原則予以

8、補充。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,22,2.1 電氣控制線路的繪制,繪制、識讀電氣控制系統(tǒng)圖-各種類型,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,23,2.1 電氣控制線路的繪制,用圖形符號和項目代號表示電路各電器元件連接關(guān)系和工作原理的圖。,1、電氣原理圖,繪制原則：,主電路和控制電路分開畫 電氣控制線路根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和控制電路。主電路包括從電源到電動機的電路，是強電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖的左邊?？刂齐娐肥峭ㄟ^弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸頭等組成，用細線條畫在原理圖的右邊。 所有電器元件的圖形、文字符號必須采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標準 采用電器元

9、件展開圖的畫法 同一電器元件的各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號標出。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字序號，如KM1、KM2等。 所有按鈕、觸頭均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態(tài)畫出。,示 例,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,24,2.1 電氣控制線路的繪制,控制電路的分支線路，原則上按照動作先后順序排列，兩線交叉連接時的電氣連接點須用黑點標出。 主電路的電源電路一般繪制成水平線，受電的動力裝置（電動機）及其保護電器支路用垂直線繪制在圖的左側(cè)，控制電路用垂直線繪制在圖面的右側(cè)。 由若干元件組成具有特定功能的環(huán)節(jié)，用虛線框括起來，并標注出環(huán)節(jié)的主要作用，如速度調(diào)節(jié)器、電流繼電

10、器等。 電路和元件完全相同并重復出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，可以只繪出其中一個環(huán)節(jié)的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標明該環(huán)節(jié)的文字號或環(huán)節(jié)的名稱。 電氣原理圖的全部電機、電器元件的型號、文字符號、用途、數(shù)量、額定技術(shù)數(shù)據(jù)，均應填寫在元件明細表內(nèi)。,繪制原則：,示 例,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,25,2.1 電氣控制線路的繪制,繪制原則：,為閱圖方便，圖中自左向右或自上而下表示操作順序， 并盡可能減少線條和避免線條交叉。 電氣控制線路圖中的支路、節(jié)點，一般都加上標號。 主電路標號由文字符號和數(shù)字組成。文字符號用以標明主電路中的元件或線路的主要特征；數(shù)字標號用以區(qū)別電路不同線段。三相交流電源引入線采用L1、L2

11、、L3標號，電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別標U、V、W。如U1表示電動機的第一相的第一個接點代號，U2為第一相的第二個接點代號，依此類推。 控制電路由三位或三位以下的數(shù)字組成，交流控制電路的標號一般以主要壓降元件（如線圈）為分界，左側(cè)用奇數(shù)標號，右側(cè)用偶數(shù)標號。直流控制電路中正極按奇數(shù)標號，負極按偶數(shù)標號。,示 例,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,26,2.1 電氣控制線路的繪制,對照前述電氣原理圖繪制原則熟悉電氣原理圖的畫法,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,27,2.1 電氣控制線路的繪制,當繼電器、接觸器在圖上采用分開表示法（線圈與觸頭分開）繪制時，需要采用圖或表格表明各部分在圖上的位置； 較長的連

12、接線采用中斷畫法，或者連接線的另一端需要畫到另一張圖上去時，除了要在中斷處標記中斷標記外，還需標注另一端在圖上的位置； 在供使用、維修的技術(shù)文件（如說明書）中，有時需要對某一元件或器件作注釋和說明，為了找到圖中相應的元器件的圖形符號，也需要注明這些符號在圖上的位置； 在更改電路設計時，也需要表明被更改部分在圖上的位置。,圖上元器件位置表示法,電路編號法 和 橫坐標圖示法,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,28,2.1 電氣控制線路的繪制,位置表示-電路編號法,適用于多分支電路； 每一編號代表一個支路； 自左至右或自上至下用數(shù)字編號， 編號對應支路位置； 圖上方與電路編號對應的方框內(nèi) 字樣表明其下方元器件

13、或線路功 能； 觸頭位置采用附加圖表的方式表 示，此圖表可以畫在電路圖中相 應線圈的下方。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,29,2.1 電氣控制線路的繪制,位置表示-橫坐標圖示法,接觸器KM1常開觸頭在主電路有三對，控制回路2支路中有一對；常閉觸頭在控制電路3支路中有一對。,線路各電器元件均按橫向畫法排列； 各電器元件線圈的右側(cè)，由上到下標明各支路的序號1，2，并在該電器元件線圈旁標明其常開觸頭（標在橫線上方）、常閉觸頭（標在橫線下方）在電路中所在支路的標號，以便閱讀和分析電路時查找。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,30,位置表示-電路編號法 實例,2.1 電氣控制線路的繪制,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,31

14、,2.1 電氣控制線路的繪制,布置圖根據(jù)設備的復雜程度或集中繪制在一張圖上，或?qū)⒖刂乒衽c操作臺的電器元件布置圖分別繪制。 繪制布置圖時機械設備輪廓用雙點劃線畫出，所有可見的和需要表達清楚的電器元件及設備，用粗實線繪制出其簡單的外形輪廓。 電器元件及設備代號必須與有關(guān)電路圖和清單上的代號一致。,2、電氣元件布置圖,電氣元件布置圖主要是用來表明電氣設備上所有電機、電器的實際位置，是機械電氣控制設備制造、安裝和維修必不可少的技術(shù)文件。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,32,2.1 電氣控制線路的繪制,電氣安裝接線圖是按照電器元件的實際位置和實際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導線最經(jīng)濟等原則來安排。

15、 是電氣設備安裝、電氣元件配線和檢修電氣故障的必要依據(jù)。,3、電氣安裝接線圖,各電器元件用規(guī)定的圖形、文字符號繪制； 同一電器元件各部件必須畫在一起； 各電器元件的位置，應與實際安裝位置一致； 不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的電氣連接必須通過端子板進行； 各電器元件的文字符號及端子板的編號應與原理圖一致，并按原理圖的接線進行連接； 走向相同的多根導線可用單線表示； 畫連接線時，應標明導線的規(guī)格、型號、根數(shù)和穿線管的尺寸。,電氣安裝接線圖繪制原則,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,33,2.1 電氣控制線路的繪制,圖：籠型電動機正反轉(zhuǎn)控制安裝接線圖,RVVP：銅芯聚氯乙烯絕緣屏蔽聚氯乙烯護套軟電纜，電

16、壓300V/300V 2-24芯； KVVP：聚氯乙烯護套編織屏蔽電纜用途：電器、儀表、配電裝置的信號傳輸、控制、測量； RVV（227IEC52/53）聚氯乙烯絕緣軟電纜用途：家用電器、小型電動工具、儀表及動力照明； BV、BVR 聚氯乙烯絕緣電纜用途：適用于電器儀表設備及動力照明固定布線用。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,34,2.1 電氣控制線路的繪制,常用電纜型號表,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,35,2.2 三相異步電動機的啟動控制,不同型號、不同功率和不同負載的電動機，往往有不同的啟動方法，因而控制線路也不同。 電路設計考慮兩個方面：啟動電流 和 啟動轉(zhuǎn)矩。 一般方法：有直接啟動和減壓啟動兩種

17、方法。,應用最廣、也是最基本的控制線路之一,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,36,2.2 三相異步電動機的啟動控制,1. 三相籠型電動機直接啟動控制,適用條件：供電變壓器容量足夠大時，小容量籠型電動機可直接 啟動。 優(yōu) 點：電氣設備少，線路簡單。 缺 點：啟動電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動，干擾其它用電設備的正常工作。,1）、刀開關(guān)直接啟動控制,工作過程如下：合上刀開關(guān)QK，電動機M接通電源全電壓直接啟動。打開刀開關(guān)QK，電動機M斷電停轉(zhuǎn)。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,37,2.2 三相異步電動機的啟動控制,2）、采用接觸器直接啟動控制,電路結(jié)構(gòu)：主電路由刀開關(guān)QK、熔斷器FU、交流接觸器KM的主觸頭和籠型

18、電動機M組成；控制電路由啟動按鈕SB和交流接觸器線圈KM組成。,工作過程： 啟動過程：先合上刀開關(guān)QK按下啟動按鈕SB接觸器KM線圈通電KM主觸頭閉合電動機M通電直接啟動。 停機過程：松開SBKM線圈斷電KM主觸頭斷開M斷電停轉(zhuǎn)。,點 動 控 制,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,38,2.2 三相異步電動機的啟動控制,連續(xù)控制（單方向）,電路結(jié)構(gòu)：主電路由刀開關(guān)QK、熔斷器FU、接觸器KM的主觸頭、熱繼電器FR的發(fā)熱元件和電動機M組成，控制電路由停止按鈕SB2、啟動按鈕SB1、接觸器KM的常開輔助觸頭和線圈、熱繼電器FR的常閉觸頭組成。,可以實現(xiàn)短路、過載、欠壓、失電壓保護,啟動過程：先合上刀開關(guān)QK

19、按下啟動按鈕SB1接觸器KM線圈通電KM主觸頭閉合（松開SB1）電動機通電啟動。 KM輔助觸頭閉合（自鎖、實現(xiàn)長動）。 停機過程：按下停止按鈕SB2KM線圈斷電KM主觸頭和輔助常開觸頭斷開M斷電停轉(zhuǎn)。,自鎖或自保,分析電路中元件的保護作用,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,39,2.2 三相異步電動機的啟動控制,既能點動又能連續(xù)控制,點動按鈕,連續(xù)按鈕,點動按鈕,連續(xù)按鈕,電磁啟動器,手自動？ 指示燈？,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,40,2.2 三相異步電動機的啟動控制,1、多地啟停？ 2、順序啟停，螺旋輸送機？ 3、手自動？ 4、狀態(tài)指示燈？ 5、節(jié)省空間，按鈕改旋鈕開關(guān)？,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,41,

20、2.2 三相異步電動機的啟動控制,2、三相籠型電動機減壓啟動控制,減壓啟動的方法,定子繞組串電阻（電抗）啟動,自耦變壓器降壓啟動,Y降壓啟動,延邊三角形降壓啟動,減壓啟動的實質(zhì),啟動時減小加在定子繞組上的電壓， 以減小啟動電流； 啟動后再將電壓恢復到額定值，電動機進入正常工作狀態(tài)。,特 點：減壓啟動雖然可以減小啟動電流，但也降低了啟動轉(zhuǎn)矩（電機的啟動轉(zhuǎn)矩與U平方成正比），因此僅適用于空載或輕載啟動。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,42,2.2 三相異步電動機的啟動控制,工作原理：啟動時，在三相定子繞組中串入電阻，從而減低了定子繞組上的電壓，待啟動后，再將電阻R切除，使電動機在額定電壓下投入正常運行。

21、 依靠時間繼電器延時動作來控制各電器元件的先后順序動作。,1）. 定子繞組串電阻減壓啟動控制,圖：定子繞組串電阻啟動控制線路,分 析 啟 動 過 程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,43,2.2 三相異步電動機的啟動控制,2）. 星-三角形減壓啟動控制,圖：星-三角形減壓啟動控制線路,分析工作過程,作業(yè)1：電路實現(xiàn)，選型，器件圖片，端子連接。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,44,2.2 三相異步電動機的啟動控制,3）. 自耦變壓器減壓起動,原理： 啟動時電動機定子串入自耦變壓器，定子繞組得到的電壓為自耦變壓器的二次電壓，啟動完畢，自耦變壓器被切除，額定電壓加于定子繞組，電動機以全電壓投入運行。,圖：定子串自

22、耦變壓器啟動控制線路,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,45,回憶： 多臺電動機先后順序工作的控制,要求電動機M1起動后，電動機M2才能起動,？,圖：兩臺電動機順序起動控制線路,省去接觸器KM1的常開觸頭，線路簡化,時間繼電器使用,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,46,要求電動機M1起動n秒后，電動機M2才能起動,？,1. 多臺電動機先后順序啟動,圖：采用時間繼電器實現(xiàn)順序起動的控制線路,怎樣實現(xiàn)按順序停止？,時間繼電器使用,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,47,2. 多臺電動機先后順序停止,試分析工作過程,時間繼電器使用,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,48,2.2 三相異步電動機的啟動控制,4）. 延邊三角形

23、減壓啟動,采用延邊三角形減壓啟動，可以兼取星形聯(lián)結(jié)啟動電流小，三角形聯(lián)結(jié)啟動轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)點。,圖：延邊三角形-三角形繞組聯(lián)結(jié),圖：延邊三角形減壓啟動控制線路,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,49,2.2 三相異步電動機的啟動控制,在大、中容量電動機的重載啟動時，增大啟動轉(zhuǎn)矩和限制啟動電流兩者之間存在矛盾。,3、三相繞線轉(zhuǎn)子電動機的啟動控制,橋式起重機吊鉤電機； 卷揚機。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,50,2.2 三相異步電動機的啟動控制,1）. 轉(zhuǎn)子繞組串接啟動電阻啟動控制,啟動過程： 合上開關(guān)QK按下動啟動按鈕SB2接觸器KM通電，電動機M串入全部電阻啟動中間繼電器KA通電，為接觸器KM1K

24、M3通電作準備隨著轉(zhuǎn)速的升高，啟動電流逐步減小，首先KA1釋放KA1常閉觸頭閉合KM1通電，轉(zhuǎn)子電路中KM1常開觸頭閉合短接第一級電阻然后KA2釋放KA2常閉觸頭閉合KM2通電、轉(zhuǎn)子電路中KM2常開觸頭閉合短接第二級電阻KA3最后釋放KA3常閉觸頭閉合KM3通電，轉(zhuǎn)子電路中KM3常開閉合短接最后一段電阻，電動機啟動過程結(jié)束。,圖：轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動控制線路,中間繼電器,欠電流繼電器,欠電流繼電器,欠電流繼電器,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,51,2.2 三相異步電動機的啟動控制,2）. 轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器啟動控制,圖：頻敏變阻器等效電路,轉(zhuǎn)子電流頻率變化過程： 剛啟動時，轉(zhuǎn)速等于0

25、，轉(zhuǎn)差率1，轉(zhuǎn)子電流的頻率與電源頻率的關(guān)系為f2=sf1，此時頻敏變阻器的電感和電阻均為最大，轉(zhuǎn)子電流受到抑制。 電動機轉(zhuǎn)速升高，s減小，f2下降，頻敏變阻器的阻抗也隨之減小。 此啟動方式可實現(xiàn)平滑無級啟動。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,52,2.2 三相異步電動機的啟動控制,圖：轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器的啟動控制線路,手動控制,自動控制,分析工作過程,手動切除電阻,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,53,2.3 三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)控制,改變電動機三相電源的相序，可改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向,圖：電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路,KM1：正向接觸器 KM2：反向接觸器 SB1：停止按鈕 SB2：正向啟動按鈕 SB3：反

26、向啟動按鈕,只能實現(xiàn)“正停反”或者“反停正”控制，且無互鎖保護。SB2和SB3不能同時閉合，否則將發(fā)生短路。,分析工作過程,同時按下SB2和SB3會發(fā)生什么？,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,54,2.3 三相異步電動機的正、反控制,電氣互鎖,機械互鎖,圖：電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路,操作上有不同嗎？,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,55,自動循環(huán)控制,SQ3、SQ4分別為反、正向終端保護限位開關(guān)，防止限位開關(guān)SQ1和SQ2失靈時造成工作臺從床身上沖出的事故。,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,56,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,轉(zhuǎn)速表達式,調(diào)速方法： 改變磁極對數(shù)p 改變電源頻率f 改變轉(zhuǎn)差率s,江南大

27、學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,57,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,1. 三相籠型電動機的變極調(diào)速控制,籠型轉(zhuǎn)子本身沒有固定的極數(shù)，改變定子極數(shù)時，轉(zhuǎn)子極數(shù)也同時改變。,當三角形或星形聯(lián)結(jié)時（低速），各相繞組互為240電角度， 當雙星形聯(lián)結(jié)時（高速），各相繞組互為120電角度。,雙速電動機三相繞組結(jié)聯(lián)圖,圖a為三角形與雙星形聯(lián)結(jié)法,圖b為星形與雙星形聯(lián)結(jié)法,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,58,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,低速運行SC置于低速位置接觸器KM3通電KM3主觸頭閉合電動機M聯(lián)結(jié)成三角形，低速運行。 高速運行SC置于高速位置時間繼電器KT通電接觸器KM3通電電動機M先聯(lián)結(jié)成三角形以低速啟動 KT

28、延時打開常閉觸頭KM3斷電KT延時閉合常開觸頭接觸器KM2通電接觸器KM1通電電動機聯(lián)結(jié)成雙星形投入高速運行。電動機實現(xiàn)先低速后高速的控制，目的是限制啟動電流。,圖：雙速電動機調(diào)速控制線路,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,59,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,2. 繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制,轉(zhuǎn)子串電阻增大，電動機的轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)差率增大，電動機可工作在不同的人為特性上，以獲得不同的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速目的。,觸頭KT1KT5和轉(zhuǎn)子電路串接的電阻相連接，用于短接電阻，控制電動機的啟動和調(diào)速。,限位開關(guān) SQ1、SQ2分別與觸頭KT11、KT12串接，起限位保護作用。,圖示： 采用凸輪控

29、制器控制電動機正、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的線路,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,60,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,凸輪控制器手柄置“0”，KT10、KT11、KT12三對觸頭接通合上刀開關(guān)QK按下啟動按鈕SB2KM接觸器通電KM主觸頭閉合把凸輪控制器手柄置正向“1”位觸頭KT12、KT6、KT8閉合電動機M接通電源，轉(zhuǎn)子串入全部電阻（R1+R2+R3+R4）正向低速啟動KT手柄位置打向正向“2”位KT12、KT6、KT8、KT5四對觸頭閉合電阻R1被切除，電動機轉(zhuǎn)速上升。當凸輪控制器手柄從正向“2”位依次轉(zhuǎn)向“3” “4” “5”位時，觸頭KT4KT1先后閉合，電阻R2、R3、R4被依次切除，

30、電動機轉(zhuǎn)速逐步升高，直至以額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。 當凸輪控制器手柄由“0”位扳向反向“1”位時，觸頭KT10、KT9、KT7閉合，電動機M電源相序改變而反向起動。手柄位置從“1”位依次扳向“5”位時，電動機轉(zhuǎn)子所串電阻被依次切除，電動機轉(zhuǎn)速逐步升高。過程與正轉(zhuǎn)相同。,2. 繞線轉(zhuǎn)子電動機轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制,工作過程：,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,61,3. 電磁調(diào)速異步電動機的控制,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,電樞直接與異步電動機軸相連； 磁極的軸與生產(chǎn)機械相連接； 勵磁線圈經(jīng)集電環(huán)通入直流電勵磁。 電磁離合器的磁極的轉(zhuǎn)速與勵磁電流的大小有關(guān)。 勵磁電流越大，建立的磁場越強，在一定的轉(zhuǎn)差率下產(chǎn)生的

31、轉(zhuǎn)矩越大。 對于一定的負載轉(zhuǎn)矩，勵磁電流不同，轉(zhuǎn)速也不同，因此只要改變電磁離合器的勵磁電流，就可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。,組成：異步電動機、電磁離合器、控制裝置三部分組成。,圖：電磁離合器結(jié)構(gòu)圖 1電樞 2磁極 3線圈 4集電環(huán),江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,62,2.4 三相異步電動機的調(diào)速控制,圖：電磁調(diào)速異步電動機的控制線路,VC是晶閘管可控整流電源，提供電磁離合器的直流勵磁電流，其大小可通過電位器R進行調(diào)節(jié)。,測速發(fā)電機取出的轉(zhuǎn)速信號反饋給VC，起速度負反饋作用，以調(diào)節(jié)和穩(wěn)定電動機的轉(zhuǎn)速，改善異步電機的機械特性。,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,63,2.5 三相異步電動機的制動控制,由于轉(zhuǎn)動慣性

32、，電機自由停轉(zhuǎn)過程用時較長，為實現(xiàn)快速、準確停車，縮短時間，提高生產(chǎn)率，須采取制動措施。,制動方法：機械制動 和 電氣制動,機械制動：利用機械裝置使電動機迅速停轉(zhuǎn)。常用電磁抱閘制動。可分為斷電制動和通電制動。制動時，將制動電磁鐵的線圈切斷或接通電源，通過機械抱閘制動電動機。,電氣制動 反接制動 能耗制動 發(fā)電制動 電容制動,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,64,2.4 三相異步電動機的制動控制,1. 三相異步電動機反接制動控制,原 理：改變電動機電源相序，使定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生制動力矩的一種制動方法。,對稱電阻接法和不對稱電阻接法,注 意1：當電動機轉(zhuǎn)速接近零時，必須立即

33、斷開電源，否則電動機會反向旋轉(zhuǎn)。 注 意2：由于反接制動電流較大，制動時需在定子回路中串入電阻以限制制動電流。,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,65,2.5 三相異步電動機的制動控制,圖：單向運行的三相異步電動機反接制動控制線路,控制線路按速度原則實現(xiàn)控制，通常采用速度繼電器。速度繼電器與電動機同軸相連，在1203000r/min范圍內(nèi)速度繼電器觸頭動作，當轉(zhuǎn)速低于100r/min時，其觸頭復位。,啟動按鈕,停止按鈕,制動電阻,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,66,2.5 三相異步電動機的制動控制,2. 三相異步電動機能耗制動控制,圖：能耗制動控制線路,三相異步電動機能耗制動時，切斷定子繞組的交

34、流電源后，在定子繞組任意兩相通入直流電流，形成一固定磁場，與旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中的感應電流相互作用產(chǎn)生制動力矩。 制動結(jié)束必須及時切除直流電源。,分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,67,2.5 三相異步電動機的制動控制,3. 三相異步電動機電容制動控制,圖：電容制動控制線路,電容制動是在切斷三相異步電動機的交流電源后，在定子繞組上接入電容器，轉(zhuǎn)子內(nèi)剩磁切割定子繞組產(chǎn)生感應電流，向電容器充電，充電電流在定子繞組中形成磁場，這磁場與轉(zhuǎn)子感應電流相互作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相反的制動力矩，使電動機迅速停轉(zhuǎn)。,試分析工作過程,斷電延時 上電閉合 延時動作,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)

35、(h),（a）線圈一般符號 (b) 通電延時線圈 (c) 斷電延時線圈 (d) 通電延時閉合動合（常開）觸點 (e) 通電延時斷開動斷（常閉）觸點 （f）斷電延時斷開動合（常開）觸點 （g）斷電延時閉合動斷（常閉）觸點 （h）瞬動觸點,時間繼電器符號回顧,符號（KT）,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,68,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,69,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),1. 多地點控制,接線原則： 啟動按鈕并聯(lián) 停止按鈕串聯(lián),三個地點對同一臺電機進行啟動控制,？,圖：三地電控制線路,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,70,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),2. 多臺電動機先后順序工作的控制,要求電動機M1起動后，電動機M2才能

36、起動,？,圖：兩臺電動機順序起動控制線路,省去接觸器KM1的常開觸頭，線路簡化,試分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,71,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),要求電動機M1起動n秒后，電動機M2才能起動,？,2. 多臺電動機先后順序工作的控制,圖：采用時間繼電器實現(xiàn)順序起動的控制線路,怎樣實現(xiàn)按順序停止？,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,72,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),2. 多臺電動機先后順序工作的控制,試分析工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,73,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),3. 自動循環(huán)控制,SQ3、SQ4分別為反、正向終端保護限位開關(guān)，防止限位開關(guān)SQ1和SQ2失靈時造成工作臺從床身上沖出的事故。,分析

37、工作過程,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,74,2.7 電氣控制線路的設計方法,2.7.1 經(jīng)驗設計法,結(jié)合工藝要求,在典型的基本控制環(huán)節(jié) 基礎(chǔ)上,修改、補充、完善，并加上適當?shù)穆?lián)鎖與保護環(huán)節(jié),采用經(jīng)驗設計法的注意事項：,1. 保護控制線路工作的安全和可靠性,1）線圈的連接。在交流控制線路中，兩個電器線圈不能串聯(lián)。,圖：不能串聯(lián)接入兩個電器線圈,？,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,75,2.7 電氣控制線路的設計方法,采用經(jīng)驗設計法的注意事項：,2）電器觸頭的連接。同一個電器的常開觸頭和常閉觸頭位置靠得很近，不能分別接在電源的不同相上，以免切換中產(chǎn)生電弧，引起短路。,圖： 電器觸頭的連接,1. 保護控制線路工

38、作的安全和可靠性,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,76,2.7 電氣控制線路的設計方法,采用經(jīng)驗設計法的注意事項：,3）線路中應盡量減少多個電器元件依次動作后才能接通另一個電器元件。,圖a中，線圈KA3的接通要經(jīng)過KA、KA1、KA2三對常開觸頭。 圖b中，每一線圈的通電只需經(jīng)過一對常開觸頭，工作較可靠。,圖：減少多個電器元件依次通電,1. 保護控制線路工作的安全和可靠性,江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院,77,2.7 電氣控制線路的設計方法,采用經(jīng)驗設計法的注意事項：,1. 保護控制線路工作的安全和可靠性,4）應考慮電器觸頭的接通和分斷能力，若容量不夠，可在線路中增加中間繼電器，或增加線路中觸頭數(shù)目。 增加接通能力用多觸頭并聯(lián)連接；增加分斷能力用多觸頭串聯(lián)連接。,5）應考慮電器元件觸頭“競爭”問題。同一繼電器的常開觸頭和常閉觸頭有“先斷后合”型和“先合后斷”型。,“先斷后合”型：通電時常閉觸頭先斷開，常開觸頭后閉合；斷電時常開觸頭先斷開，常閉觸頭后閉合。,“先合后斷”型：通電時常開觸頭先閉合，常閉觸頭后斷開；斷電時常閉觸頭先閉合