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(xué)時(shí) （包括16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）,回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,2,用來頻繁的接通和分?jǐn)嘟涣髦骰芈泛痛笕萘康目刂齐娐贰?主要控制對象：電機(jī)，遠(yuǎn)距離控制,根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型； 接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓； 吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級一致； 額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(jī)選擇接觸器。,回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,4,回顧

2、-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,5,回顧-復(fù)習(xí),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(jī)選擇熱繼電器。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,6,回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,7,回顧-復(fù)習(xí),作用：短路 和 嚴(yán)重過載 保護(hù),對于電爐、照明等電阻性負(fù)載的短路保護(hù)，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(jī)，考慮到電動機(jī)受啟動電流的沖擊，可按下式選擇：,保護(hù)多臺電動機(jī)，可按下式選擇：,容量最大的一臺電動機(jī)的額定電流,其余電動機(jī)額定電流之和,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(dāng)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(jìn)行欠電壓、失電壓、過載和短路保護(hù)、動作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω叩碾娖鳌?回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,9,低壓斷路器選型,斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)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(fù)載電流。,回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,10,回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,11,回顧-復(fù)習(xí),江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)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(shè)計(jì)方法,核心：,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(shí)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(hù)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。,作用：,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(jī)之間相連的電器元件，一般由（QK,FU, FR的熱元件(QF)KM主觸點(diǎn)和電動機(jī)） 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(hù)、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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,15,2.1 電氣控制線路的繪制,返回,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,16,2.1 電氣控制線路的繪制,返回,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,17,2.1 電氣控制線路的繪制,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(biāo)準(zhǔn)。,相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)：,GB472885電氣圖常用圖形符號 GB522685機(jī)床電氣設(shè)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(xiàng)目代號 ,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,19,2.1 電氣控制線路的繪制,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,20,2.1 電氣控制線路的繪制,標(biāo)準(zhǔn) 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(gè)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)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(shè)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(bǔ)充文字符號,單字母符號,雙字母符號,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(shè)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(gè)表示大類的單字母與另一個(gè)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(shí)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(jìn)一步表示電氣設(shè)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(bǔ)充文字符號 當(dāng)規(guī)定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時(shí)，可按國家標(biāo)準(zhǔn)中文字符號組成規(guī)律和下述原則予以

8、補(bǔ)充。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,23,2.1 電氣控制線路的繪制,用圖形符號和項(xiàng)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(jī)的電路，是強(qiáng)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(xì)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(biāo)準(zhǔn) 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(biāo)出。若有多個(gè)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(shí)的原始狀態(tài)畫出。,示 例,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)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(jī)）及其保護(hù)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(biāo)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(fù)出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，可以只繪出其中一個(gè)環(huán)節(jié)的完整電路，其余的可用虛線框表示，并標(biāo)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(jī)、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(yīng)填寫在元件明細(xì)表內(nèi)。,繪制原則：,示 例,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(diǎn)，一般都加上標(biāo)號。 主電路標(biāo)號由文字符號和數(shù)字組成。文字符號用以標(biāo)明主電路中的元件或線路的主要特征；數(shù)字標(biāo)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(biāo)號，電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別標(biāo)U、V、W。如U1表示電動機(jī)的第一相的第一個(gè)接點(diǎn)代號，U2為第一相的第二個(gè)接點(diǎn)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(biāo)號一般以主要壓降元件（如線圈）為分界，左側(cè)用奇數(shù)標(biāo)號，右側(cè)用偶數(shù)標(biāo)號。直流控制電路中正極按奇數(shù)標(biāo)號，負(fù)極按偶數(shù)標(biāo)號。,示 例,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,27,2.1 電氣控制線路的繪制,當(dāng)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(shí)，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(shí)，除了要在中斷處標(biāo)記中斷標(biāo)記外，還需標(biāo)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(shí)需要對某一元件或器件作注釋和說明，為了找到圖中相應(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)，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(biāo)圖示法,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(gè)支路； 自左至右或自上至下用數(shù)字編號， 編號對應(yīng)支路位置； 圖上方與電路編號對應(yīng)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(yīng)線圈的下方。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,29,2.1 電氣控制線路的繪制,位置表示-橫坐標(biāo)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(biāo)明各支路的序號1，2，并在該電器元件線圈旁標(biāo)明其常開觸頭（標(biāo)在橫線上方）、常閉觸頭（標(biāo)在橫線下方）在電路中所在支路的標(biāo)號，以便閱讀和分析電路時(shí)查找。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,30,位置表示-電路編號法 實(shí)例,2.1 電氣控制線路的繪制,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,31

14、,2.1 電氣控制線路的繪制,布置圖根據(jù)設(shè)備的復(fù)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(shí)機(jī)械設(shè)備輪廓用雙點(diǎn)劃線畫出，所有可見的和需要表達(dá)清楚的電器元件及設(shè)備，用粗實(shí)線繪制出其簡單的外形輪廓。 電器元件及設(shè)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(shè)備上所有電機(jī)、電器的實(shí)際位置，是機(jī)械電氣控制設(shè)備制造、安裝和維修必不可少的技術(shù)文件。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)等原則來安排。

15、 是電氣設(shè)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(yīng)與實(shí)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(jìn)行； 各電器元件的文字符號及端子板的編號應(yīng)與原理圖一致，并按原理圖的接線進(jìn)行連接； 走向相同的多根導(dǎo)線可用單線表示； 畫連接線時(shí)，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,33,2.1 電氣控制線路的繪制,圖：籠型電動機(jī)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(hù)套軟電纜，電

16、壓300V/300V 2-24芯； KVVP：聚氯乙烯護(hù)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(shè)備及動力照明固定布線用。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,34,2.1 電氣控制線路的繪制,常用電纜型號表,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,35,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,不同型號、不同功率和不同負(fù)載的電動機(jī)，往往有不同的啟動方法，因而控制線路也不同。 電路設(shè)計(jì)考慮兩個(gè)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(yīng)用最廣、也是最基本的控制線路之一,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,36,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,1. 三相籠型電動機(jī)直接啟動控制,適用條件：供電變壓器容量足夠大時(shí)，小容量籠型電動機(jī)可直接 啟動。 優(yōu) 點(diǎn)：電氣設(shè)備少，線路簡單。 缺 點(diǎn)：啟動電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動，干擾其它用電設(shè)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(jī)M接通電源全電壓直接啟動。打開刀開關(guān)QK，電動機(jī)M斷電停轉(zhuǎn)。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,37,2.2 三相異步電動機(jī)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(jī)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(jī)M通電直接啟動。 停機(jī)過程：松開SBKM線圈斷電KM主觸頭斷開M斷電停轉(zhuǎn)。,點(diǎn) 動 控 制,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,38,2.2 三相異步電動機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)短路、過載、欠壓、失電壓保護(hù),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(jī)通電啟動。 KM輔助觸頭閉合（自鎖、實(shí)現(xiàn)長動）。 停機(jī)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(hù)作用,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,39,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,既能點(diǎn)動又能連續(xù)控制,點(diǎn)動按鈕,連續(xù)按鈕,點(diǎn)動按鈕,連續(xù)按鈕,電磁啟動器,手自動？ 指示燈？,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,40,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,1、多地啟停？ 2、順序啟停，螺旋輸送機(jī)？ 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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,41,

20、2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,2、三相籠型電動機(jī)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(shí)質(zhì),啟動時(shí)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(fù)到額定值，電動機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。,特 點(diǎn)：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(jī)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,42,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,工作原理：啟動時(shí)，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(jī)在額定電壓下投入正常運(yùn)行。

21、 依靠時(shí)間繼電器延時(shí)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,43,2.2 三相異步電動機(jī)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(shí)現(xiàn)，選型，器件圖片，端子連接。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,44,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,3）. 自耦變壓器減壓起動,原理： 啟動時(shí)電動機(jī)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(jī)以全電壓投入運(yùn)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,45,回憶： 多臺電動機(jī)先后順序工作的控制,要求電動機(jī)M1起動后，電動機(jī)M2才能起動,？,圖：兩臺電動機(jī)順序起動控制線路,省去接觸器KM1的常開觸頭，線路簡化,時(shí)間繼電器使用,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,46,要求電動機(jī)M1起動n秒后，電動機(jī)M2才能起動,？,1. 多臺電動機(jī)先后順序啟動,圖：采用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)順序起動的控制線路,怎樣實(shí)現(xiàn)按順序停止？,時(shí)間繼電器使用,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,47,2. 多臺電動機(jī)先后順序停止,試分析工作過程,時(shí)間繼電器使用,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,48,2.2 三相異步電動機(jī)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(diǎn)。,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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,49,2.2 三相異步電動機(jī)的啟動控制,在大、中容量電動機(jī)的重載啟動時(shí)，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(jī)的啟動控制,橋式起重機(jī)吊鉤電機(jī)； 卷揚(yáng)機(jī)。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,50,2.2 三相異步電動機(jī)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(jī)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(zhǔn)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(jī)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,51,2.2 三相異步電動機(jī)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(shí)，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(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)平滑無級啟動。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,52,2.2 三相異步電動機(jī)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,53,2.3 三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制,改變電動機(jī)三相電源的相序，可改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,圖：電動機(jī)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(shí)現(xiàn)“正停反”或者“反停正”控制，且無互鎖保護(hù)。SB2和SB3不能同時(shí)閉合，否則將發(fā)生短路。,分析工作過程,同時(shí)按下SB2和SB3會發(fā)生什么？,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,54,2.3 三相異步電動機(jī)的正、反控制,電氣互鎖,機(jī)械互鎖,圖：電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路,操作上有不同嗎？,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,55,自動循環(huán)控制,SQ3、SQ4分別為反、正向終端保護(hù)限位開關(guān)，防止限位開關(guān)SQ1和SQ2失靈時(shí)造成工作臺從床身上沖出的事故。,分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,56,2.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制,轉(zhuǎn)速表達(dá)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,57,2.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制,1. 三相籠型電動機(jī)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(shí)，轉(zhuǎn)子極數(shù)也同時(shí)改變。,當(dāng)三角形或星形聯(lián)結(jié)時(shí)（低速），各相繞組互為240電角度， 當(dāng)雙星形聯(lián)結(jié)時(shí)（高速），各相繞組互為120電角度。,雙速電動機(jī)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,58,2.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制,低速運(yùn)行SC置于低速位置接觸器KM3通電KM3主觸頭閉合電動機(jī)M聯(lián)結(jié)成三角形，低速運(yùn)行。 高速運(yùn)行SC置于高速位置時(shí)間繼電器KT通電接觸器KM3通電電動機(jī)M先聯(lián)結(jié)成三角形以低速啟動 KT

28、延時(shí)打開常閉觸頭KM3斷電KT延時(shí)閉合常開觸頭接觸器KM2通電接觸器KM1通電電動機(jī)聯(lián)結(jié)成雙星形投入高速運(yùn)行。電動機(jī)實(shí)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(jī)調(diào)速控制線路,分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,59,2.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制,2. 繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制,轉(zhuǎn)子串電阻增大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)差率增大，電動機(jī)可工作在不同的人為特性上，以獲得不同的轉(zhuǎn)速，實(shí)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(jī)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(hù)作用。,圖示： 采用凸輪控

29、制器控制電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的線路,分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,60,2.4 三相異步電動機(jī)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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)凸輪控制器手柄從正向“2”位依次轉(zhuǎn)向“3” “4” “5”位時(shí)，觸頭KT4KT1先后閉合，電阻R2、R3、R4被依次切除，

30、電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐步升高，直至以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)凸輪控制器手柄由“0”位扳向反向“1”位時(shí)，觸頭KT10、KT9、KT7閉合，電動機(jī)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(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)子所串電阻被依次切除，電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐步升高。過程與正轉(zhuǎn)相同。,2. 繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制,工作過程：,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,61,3. 電磁調(diào)速異步電動機(jī)的控制,2.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制,電樞直接與異步電動機(jī)軸相連； 磁極的軸與生產(chǎn)機(jī)械相連接； 勵(lì)磁線圈經(jīng)集電環(huán)通入直流電勵(lì)磁。 電磁離合器的磁極的轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁電流的大小有關(guān)。 勵(lì)磁電流越大，建立的磁場越強(qiáng)，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(fù)載轉(zhuǎn)矩，勵(lì)磁電流不同，轉(zhuǎn)速也不同，因此只要改變電磁離合器的勵(lì)磁電流，就可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。,組成：異步電動機(jī)、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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,62,2.4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制,圖：電磁調(diào)速異步電動機(jī)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(lì)磁電流，其大小可通過電位器R進(jìn)行調(diào)節(jié)。,測速發(fā)電機(jī)取出的轉(zhuǎn)速信號反饋給VC，起速度負(fù)反饋?zhàn)饔?，以調(diào)節(jié)和穩(wěn)定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，改善異步電機(jī)的機(jī)械特性。,分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,63,2.5 三相異步電動機(jī)的制動控制,由于轉(zhuǎn)動慣性

32、，電機(jī)自由停轉(zhuǎn)過程用時(shí)較長，為實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確停車，縮短時(shí)間，提高生產(chǎn)率，須采取制動措施。,制動方法：機(jī)械制動 和 電氣制動,機(jī)械制動：利用機(jī)械裝置使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。常用電磁抱閘制動?？煞譃閿嚯娭苿雍屯娭苿?。制動時(shí)，將制動電磁鐵的線圈切斷或接通電源，通過機(jī)械抱閘制動電動機(jī)。,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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,64,2.4 三相異步電動機(jī)的制動控制,1. 三相異步電動機(jī)反接制動控制,原 理：改變電動機(jī)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(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，必須立即

33、斷開電源，否則電動機(jī)會反向旋轉(zhuǎn)。 注 意2：由于反接制動電流較大，制動時(shí)需在定子回路中串入電阻以限制制動電流。,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,65,2.5 三相異步電動機(jī)的制動控制,圖：單向運(yùn)行的三相異步電動機(jī)反接制動控制線路,控制線路按速度原則實(shí)現(xiàn)控制，通常采用速度繼電器。速度繼電器與電動機(jī)同軸相連，在1203000r/min范圍內(nèi)速度繼電器觸頭動作，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，其觸頭復(fù)位。,啟動按鈕,停止按鈕,制動電阻,分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,66,2.5 三相異步電動機(jī)的制動控制,2. 三相異步電動機(jī)能耗制動控制,圖：能耗制動控制線路,三相異步電動機(jī)能耗制動時(shí)，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(yīng)電流相互作用產(chǎn)生制動力矩。 制動結(jié)束必須及時(shí)切除直流電源。,分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,67,2.5 三相異步電動機(jī)的制動控制,3. 三相異步電動機(jī)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(jī)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(yīng)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(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相反的制動力矩，使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。,試分析工作過程,斷電延時(shí) 上電閉合 延時(shí)動作,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)

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

36、起動,？,圖：兩臺電動機(jī)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,71,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),要求電動機(jī)M1起動n秒后，電動機(jī)M2才能起動,？,2. 多臺電動機(jī)先后順序工作的控制,圖：采用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)順序起動的控制線路,怎樣實(shí)現(xiàn)按順序停止？,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,72,2.6 其他典型控制環(huán)節(jié),2. 多臺電動機(jī)先后順序工作的控制,試分析工作過程,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)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(hù)限位開關(guān)，防止限位開關(guān)SQ1和SQ2失靈時(shí)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(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,74,2.7 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法,2.7.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(bǔ)充、完善，并加上適當(dāng)?shù)穆?lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié),采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的注意事項(xiàng)：,1. 保護(hù)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(gè)電器線圈不能串聯(lián)。,圖：不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈,？,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,75,2.7 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法,采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的注意事項(xiàng)：,2）電器觸頭的連接。同一個(gè)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(hù)控制線路工

38、作的安全和可靠性,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,76,2.7 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法,采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的注意事項(xiàng)：,3）線路中應(yīng)盡量減少多個(gè)電器元件依次動作后才能接通另一個(gè)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(gè)電器元件依次通電,1. 保護(hù)控制線路工作的安全和可靠性,江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,77,2.7 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法,采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的注意事項(xiàng)：,1. 保護(hù)控制線路工作的安全和可靠性,4）應(yīng)考慮電器觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?，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?jǐn)嗄芰τ枚嘤|頭串聯(lián)連接。,5）應(yīng)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(shí)常閉觸頭先斷開，常開觸頭后閉合；斷電時(shí)常開觸頭先斷開，常閉觸頭后閉合。,“先合后斷”型：通電時(shí)常開觸頭先閉合，常閉觸頭后斷開；斷電時(shí)常閉觸頭先閉合