北方民族大學(xué)PLC第二章課件

1、第2章 繼電接觸器控制系統(tǒng)的基本電路 內(nèi)容提要 本章主要講述了電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則和基本的控制電路。學(xué)習(xí)要求 掌握電氣控制線路的圖形、符號(hào)和繪制原則。 掌握基本電氣控制電路的特點(diǎn)和各電器觸點(diǎn)間的邏輯關(guān)系。 能夠分析復(fù)雜的電氣控制線路圖。能根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的控制線路2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.1 常用電氣設(shè)備圖形符號(hào)及文字符號(hào)1圖形符號(hào)、文字符號(hào) 電氣控制系統(tǒng)圖中，各種電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須符合統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一些常用電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)如表2.1所列 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.1 常用電氣設(shè)備圖形符號(hào)及

2、文字符號(hào)2接線端子標(biāo)記 電氣控制系統(tǒng)圖中各電器接線端子用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB40261983電器接線端子的識(shí)別和用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記接線端子的通則規(guī)定 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.2 電氣控制圖繪制原則 電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：電氣原理圖、電氣元件布置圖和電氣安裝接線圖 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.3 電氣原理圖 圖2.1 CW6132型車床電氣原理圖2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.3 電氣原理圖 1繪制電氣原理圖的基本規(guī)則（1）原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分畫出 （2）各電氣元件不畫實(shí)際的外形圖，采用

3、國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo) 準(zhǔn)來畫，文字符號(hào)也采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) （3）各電氣元件和部件在控制線路中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排 （4）所有電器的觸點(diǎn)狀態(tài)，都應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的初始開、關(guān) 狀態(tài)畫出 （5）無論是主電路還是控制電路，各電器元件一般按動(dòng)作順序從上到下、從 左到右依次排列，可水平布置或垂直布置 （6）有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示，無直接電聯(lián)系的 交叉導(dǎo)線，交叉處不能畫黑圓點(diǎn)。 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.3 電氣原理圖 2圖面區(qū)域的劃分 電氣原理圖上方的1、2、3、數(shù)字是圖區(qū)編號(hào)（圖區(qū)編號(hào)也可以設(shè)置在圖的下方），是為了便于檢索電氣線路、方便

4、閱讀分析、避免遺漏而設(shè)置的 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.4 電氣元件布置圖 電氣元件布置圖主要用來表明各種電氣設(shè)備在機(jī)械設(shè)備和電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置，為機(jī)械電氣控制設(shè)備的制造，安裝、維修提供必要的資料 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.5 電氣安裝接線圖（1）在接線圖中，一般都應(yīng)標(biāo)出項(xiàng)目的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子間的電連接關(guān)系、端子號(hào)、等線號(hào)、等線類型、截面積等。（2）同一控制盤上的電氣元件可直接連接，而盤內(nèi)元器件與外部元器件連接時(shí)必須繞接線端子板進(jìn)行。（3）接線圖中各電氣元件圖形符號(hào)與文字符號(hào)均應(yīng)以原理圖為準(zhǔn)，并保持一致。（4）互連接線圖中的

5、互連關(guān)系可用連續(xù)線、中斷線或線束表示，連接導(dǎo)線應(yīng)注明導(dǎo)線根線、導(dǎo)線截面積等。 2.1 電氣控制線路的圖形、文字符號(hào)及繪制原則2.1.5 電氣安裝接線圖圖2.2 CW6132型車床電氣位置圖 圖2.3 CW6132型車床電氣互連接線圖2.2 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的基本控制電路2.2.4 調(diào)速控制電路直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速，是指在電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載不變的條件下，改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 圖2.7 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻調(diào)速 圖2.8 并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變勵(lì)磁調(diào)速2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路1全壓?jiǎn)?dòng)控制電路電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)逐漸加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程稱為電動(dòng)機(jī)的啟

6、動(dòng)。 （1）控制電路工作過程。 （2）控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié). 短路保護(hù)。 過載保護(hù)。 欠壓和失壓保護(hù)。 圖2.9 單向全壓?jiǎn)?dòng)控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路2正、反轉(zhuǎn)控制電路生產(chǎn)實(shí)踐中，許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)能正、反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行。 圖2.10 正、反向工作的控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路3多地控制電路有些生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)械，由于種種原因，常要在兩地或兩個(gè)以上的地點(diǎn)進(jìn)行操作。 圖2.11 實(shí)現(xiàn)兩地控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制電路1三相籠

7、型異步電動(dòng)機(jī)星形-三角形（Y-）啟動(dòng)控制電路 正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的籠型異步電動(dòng)機(jī)，可采用星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)方式來限制啟動(dòng)電流。 圖2.15 星形-三角形啟動(dòng)控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制電路2繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動(dòng)控制電路圖2.16 時(shí)間原則控制繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 軟啟動(dòng)器及調(diào)速控制電路1軟啟動(dòng)器基本概述 傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)，電動(dòng)機(jī)在切換過程中會(huì)產(chǎn)生很高的電流尖峰，產(chǎn)生破壞性的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩，引起的機(jī)械震動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、連軸器以及負(fù)載都是有害的，因此出現(xiàn)了電子啟動(dòng)器

8、，即軟啟動(dòng)器 2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 軟啟動(dòng)器及調(diào)速控制電路2軟啟動(dòng)器的工作原理圖2.17 軟啟動(dòng)器原理示意圖2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 軟啟動(dòng)器及調(diào)速控制電路3交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置的功能特點(diǎn)（1）啟動(dòng)過程和制動(dòng)過程中，避免了運(yùn)行電壓、電流的急劇變化，有益于被控制電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)械，更有益于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（2）啟動(dòng)和制動(dòng)過程中，實(shí)施晶閘管無觸點(diǎn)控制，裝置使用長(zhǎng)，故障事故率低且免檢修。（3）集相序、缺相、過熱、啟動(dòng)過電流、運(yùn)行過電流和過載的檢測(cè)及保護(hù)于一身，節(jié)電、安全、功能強(qiáng)。（4）實(shí)現(xiàn)以最小起始電壓（電流）獲得最佳轉(zhuǎn)矩的節(jié)電效果。2.3 三相籠型異步

9、電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 軟啟動(dòng)器及調(diào)速控制電路4三相異步電動(dòng)機(jī)用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)控制電路圖2.18 三相異步電動(dòng)機(jī)用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路1反接制動(dòng)電路（1）單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路 圖2.19 單向反接制動(dòng)控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路1反接制動(dòng)電路（2）雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制電路 圖2.20 雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.3 異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路2能耗制動(dòng)控制電路圖2.21 以時(shí)間原則控制的單向能耗制動(dòng)電路2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)

10、的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.1 變頻調(diào)速的基本概念 由上面電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n = (1S)n1 = (1S)60f1/P我們知道，改變電源頻率f1可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.2 變頻器的基本結(jié)構(gòu)從頻率變換的形式來說，變頻器分為交-交和交-直-交兩種形式 圖2.24 交-直-交變頻器的基本結(jié)構(gòu)2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.2 變頻器的基本結(jié)構(gòu)1整流器：電網(wǎng)側(cè)的變流器是整流器，它的作用是把三相（也可以是單相）交流電整流成直流電。2直流中間電路：直

11、流中間電路的作用是對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路及控制電源得到質(zhì)量較高的直流電源。 3逆變器：負(fù)載側(cè)的變流器為逆變器。 4控制電路：變頻器的控制電路包括主控制電路、信號(hào)檢測(cè)電路、門極驅(qū)動(dòng)電路、外部接口電路及保護(hù)電路等幾個(gè)部分，其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制及完成各種保護(hù)功能。 2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.3 變頻器的分類及工作原理1V/F控制2轉(zhuǎn)差頻率控制3矢量控制2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.4 變頻器的操作方式及使用1數(shù)字操作器和數(shù)字顯示器2遠(yuǎn)程操作器

12、3端子操作2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.5 SIEMENS公司的Micro Master交流變頻器Micro Master交流變頻器是用于交流變速傳動(dòng)的電壓源型變頻器 圖2.25 變頻器閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)線路圖2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路2.3.5 變頻器及調(diào)速控制電路 2.3.5.6 應(yīng)用舉例圖2.26 使用變頻器的異步電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速控制電路 本 章 小 結(jié)（1）電氣控制中的原理圖與接線圖是今后經(jīng)常應(yīng)用的必不可少的工具，應(yīng)熟悉掌握其畫法及繪制原則，并能夠熟練地閱讀電氣原理圖和電氣接線圖。（2）掌握基本控制電路的特點(diǎn)及各種電器觸點(diǎn)間的邏輯關(guān)系。（3）大容量電動(dòng)機(jī)一般采用降壓?jiǎn)?dòng)，掌握常用的降壓?jiǎn)?dòng)方法，了解軟啟動(dòng)的概念和簡(jiǎn)