電氣控制線路基礎(chǔ)課件

第2章

電氣控制線路基礎(chǔ)PLC編程控制技術(shù)—多媒體教學(xué)課件CopyrightbyWangYonghua()1第2章

電氣控制線路基礎(chǔ)PLC編程控制技術(shù)—多媒體教學(xué)課件C本章內(nèi)容(10學(xué)時)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(jī)的基本控制線路三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路三相籠型異步電動機(jī)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(shè)計(jì)法典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析2本章內(nèi)容(10學(xué)時)電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原本章重點(diǎn)：異步電動機(jī)起動、正反轉(zhuǎn)、順序控制電路的原理本章難點(diǎn)：異步電動機(jī)起動、正反轉(zhuǎn)、制動、順序控制電路的設(shè)計(jì)目的要求：掌握異步電動機(jī)起動、正反轉(zhuǎn)、制動、順序控制等基本控制線路的設(shè)計(jì)及應(yīng)用3本章重點(diǎn)：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(dǎo)線將電機(jī)、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實(shí)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(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)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(dá)出來，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。42.1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(bǔ)助文字符號通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設(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。2.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則5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D65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

6D65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D65電氣原理圖主電路接點(diǎn)表示：三相交流電源采用L1、L2、L3標(biāo)記主電路按U、V、W順序標(biāo)記分級電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記控制電路用不多于3位的阿拉伯?dāng)?shù)字編號7D65電氣原理圖主電路接點(diǎn)表示：三相交流電源采用L1、L2電氣原理圖示例：8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(shí)際位置和接線情況。詳細(xì)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9D652.電氣安裝圖電器安裝圖：表示電氣控制系統(tǒng)中各電器元全壓啟動控制線路這是最基本的電動機(jī)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(jī)的基本控制線路10全壓啟動控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路10全壓啟動控制線路工作原理啟動過程操作過程重要概念：自鎖自鎖觸點(diǎn)停止過程控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FA過載保護(hù)：BB失壓和欠壓保護(hù):QA2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路11全壓啟動控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路11工作原理12工作原理12正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作原理工作過程基本控制線路正－停－反重要概念：互鎖正－反－停2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路13正反轉(zhuǎn)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路13接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路14接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路14點(diǎn)動控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路15點(diǎn)動控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路15多點(diǎn)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路16多點(diǎn)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路16三地控制17三地控制17順序控制線路生產(chǎn)實(shí)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(jī)的基本控制線路18順序控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路18順序控制19順序控制19自動循環(huán)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路20自動循環(huán)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路20工作臺自動往返控制21工作臺自動往返控制21概述為什么要進(jìn)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(jī)降壓啟動控制線路22概述2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路22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(jī)定子繞組接成星形，加在電動機(jī)每相繞組上的電壓為額定值的1/，Y形連接時，加在電動機(jī)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(dāng)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(jī)在額定電壓下正常運(yùn)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(jī)降壓啟動控制線路23星形—三角形降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路242.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路24Y—△降壓啟動控制25Y—△降壓啟動控制25星形—三角形降壓啟動控制線路特點(diǎn)和適用場合優(yōu)點(diǎn)：啟動電流特性好，結(jié)構(gòu)簡單，價格低；缺點(diǎn)：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(jī)降壓啟動控制線路26星形—三角形降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟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(jī)降壓啟動控制線路27自耦變壓器降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動自耦變壓器降壓啟動控制線路特點(diǎn)及適用場合優(yōu)點(diǎn)：啟動時對電網(wǎng)的電流沖擊小，功率損耗小。缺點(diǎn)：自耦變壓器相對結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高。這種線路主要用于較大容量的電動機(jī)，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(jī)降壓啟動控制線路28自耦變壓器降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動概述為什么要進(jìn)行制動控制？制動方法機(jī)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(jī)制動控制線路29概述2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路29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(xiàng)限制沖擊電流及時切除反向電源特點(diǎn)及適用場合特點(diǎn)：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(jī)。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路30反接制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路30反接制動控制線路單向運(yùn)行反接制動控制線路工作過程講解2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路31反接制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路31能耗制動控制線路工作原理所謂能耗制動，就是在電動機(jī)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(yīng)電流與靜止磁場的作用以達(dá)到制動的目的。實(shí)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(jìn)行控制；也可以根據(jù)能耗制動速度原則，用速度繼電器進(jìn)行控制。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路32能耗制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路32能耗制動控制線路單向運(yùn)行能耗制動控制線路以時間控制原則進(jìn)行控制；以速度原則進(jìn)行控制。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路33能耗制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路33能耗制動控制線路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(fù)雜。能耗制動一般適用于電動機(jī)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(jī)容量較小和不頻繁制動的場合。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路34能耗制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路34概述電氣調(diào)速方法三相籠型異步電動機(jī)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(jī)－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(jī)速度控制線路35概述2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路35變極調(diào)速控制線路變極方法2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路36變極調(diào)速控制線路2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路36變極調(diào)速控制線路雙速電動機(jī)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(jī)速度控制線路37變極調(diào)速控制線路2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路37變頻調(diào)速的基本概念什么是變頻調(diào)速？上世紀(jì)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(diǎn)2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用38變頻調(diào)速的基本概念2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用38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39變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用39變頻器的類型根據(jù)控制方式分類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(jī)功率因數(shù)和效率顯著下降?？刂茩C(jī)理：改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機(jī)的磁通保持一定，在較廣范圍內(nèi)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，電動機(jī)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(diǎn)它是最簡單的一種控制方式，不用選擇電動機(jī)，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(fù)載過大時，抑制過電流能力有限。不能精密控制電動機(jī)實(shí)際速度，不適合用于同步運(yùn)轉(zhuǎn)場合。2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用40變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用40變頻器的類型根據(jù)控制方式分類矢量控制基本概念產(chǎn)生原因：按照直流電動機(jī)電樞電流控制思想，使交流異步電動機(jī)達(dá)到與直流電動機(jī)相同的調(diào)速性能。機(jī)理：即將供給異步電動機(jī)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(jī)的磁場電流、電樞電流相當(dāng)。特點(diǎn)需要使用電動機(jī)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(yīng)性極高，適合于急加速、減速運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)4象限運(yùn)轉(zhuǎn)，能適用于任何場合。2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用41變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用41變頻器的類型根據(jù)輸出電壓調(diào)制方式分類PAM方式脈沖幅值調(diào)制（PAM，PulseAmplitudeModulation）PWM方式脈沖寬度調(diào)制（PWM，PulseWidthModulation）根據(jù)輸入電源的相數(shù)分類單相變頻器三相變頻器2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用42變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用42變頻器的組成主電路控制電路保護(hù)電路2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用43變頻器的組成2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用43變頻器的主要技術(shù)參數(shù)輸入側(cè)主要額定數(shù)據(jù)輸出側(cè)主要額定數(shù)據(jù)對變頻器設(shè)置和調(diào)試時的主要參數(shù)2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用44變頻器的主要技術(shù)參數(shù)2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用44變頻器的選擇種類選擇容量選擇變頻器的主要功能頻率給定功能升速、降速和制動控制控制功能保護(hù)功能變頻器的操作方式數(shù)字操作器和數(shù)字顯示器遠(yuǎn)程操作端子操作2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用45變頻器的選擇2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用45變頻調(diào)速與變頻器的使用應(yīng)用舉例：Micromaster440應(yīng)用舉例2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用46變頻調(diào)速與變頻器的使用2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用46概述一般設(shè)計(jì)法：又稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。它主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的線路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計(jì)控制電路。邏輯設(shè)計(jì)法：它根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計(jì)控制線路。為什么要對設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)？簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制線路的要求。在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。盡量減少電器的數(shù)量盡量選用相同型號的電器和標(biāo)準(zhǔn)件，以減少備品量，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、常用的或經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過的線路和環(huán)節(jié)。盡量減少控制線路中電源的種類盡可能直接采用電網(wǎng)電壓，以省去控制變壓器。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法47概述2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法47簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。盡量縮短連接導(dǎo)線的長度和數(shù)量、設(shè)計(jì)控制線路時，應(yīng)考慮各個元件之間的實(shí)際接線。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法48簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法48簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。正確連接觸點(diǎn)正確連接電器的線圈2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法49簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法49簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。元器件的連接要注意電器之間的聯(lián)鎖和其他安全保護(hù)環(huán)節(jié)2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法50簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法50簡單設(shè)計(jì)法介紹邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象一般形式：X開X關(guān)K2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法51簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法51簡單設(shè)計(jì)法介紹邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象X開和X關(guān)的選擇X開和X關(guān)一般要選短信號，這樣可以有效防止啟/停信號波動的影響，保證了系統(tǒng)的可靠性。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法52簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法52簡單設(shè)計(jì)法介紹邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象更進(jìn)一步的表達(dá)式：在某些實(shí)際應(yīng)用中，為進(jìn)一步增加系統(tǒng)的可靠性和安全性，X開和X關(guān)往往帶有約束條件。對約束條件的說明2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法53簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法53簡單設(shè)計(jì)法介紹簡單設(shè)計(jì)法定義：一般設(shè)計(jì)法中的重要設(shè)計(jì)原則和邏輯設(shè)計(jì)法中的控制對象的開關(guān)邏輯函數(shù)就組成了簡單設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)步驟找出控制對象的開啟信號、關(guān)斷信號；如果有約束條件，則找出相應(yīng)的開啟約束條件和關(guān)斷約束條件；把各種已知信號帶入公式中，寫出控制對象的邏輯函數(shù)（熟練后可省去該步）；結(jié)合一般設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)原則和邏輯函數(shù)，畫出該控制對象的電氣線路圖。最后根據(jù)工藝要求做進(jìn)一步的檢查工作。關(guān)鍵：簡單設(shè)計(jì)法的核心內(nèi)容是找出控制對象的開啟條件（短信號）和關(guān)斷條件（短信號）。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法54簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法54簡單設(shè)計(jì)法應(yīng)用舉例三臺電動機(jī)的順序啟?？刂祁}目分析2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法55簡單設(shè)計(jì)法應(yīng)用舉例2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法55電氣控制線路分析基礎(chǔ)電氣控制線路分析的內(nèi)容與要求設(shè)備說明書設(shè)備工作原理，技術(shù)性能指標(biāo)；各操作元器件的用途即功能；電氣控制要求；與機(jī)械部分的聯(lián)鎖。電氣控制原理圖閱讀分析電氣原理圖的方法與步驟分析主電路；分析控制電路分析輔助電路；分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)；總體檢查。2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析56電氣控制線路分析基礎(chǔ)2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析56C650車床電氣控制線路分析臥式車床的用途臥式車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削加工機(jī)床，主要用來加工各種回轉(zhuǎn)表面、螺紋和端面，并可通過尾架進(jìn)行鉆孔、鉸孔和攻螺紋等切削加工。組成床身主軸刀架溜板箱尾架2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析57C650車床電氣控制線路分析2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路C650車床電氣控制線路分析車床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形式主運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動電氣制動正反轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)（機(jī)械方法）冷卻液供給電動機(jī)快速移動電動機(jī)2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析58C650車床電氣控制線路分析2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路C650車床電氣控制線路分析電力拖動及控制要求主電動機(jī)MA1完成主軸主運(yùn)動和溜板箱進(jìn)給運(yùn)動的驅(qū)動，電動機(jī)采用直接啟動的方式啟動，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動。為加工調(diào)整方便，還應(yīng)具有點(diǎn)動功能。電動機(jī)MA2拖動冷卻泵，在加工時提供切削液，采用直接啟動及停止方式，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。主電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī)應(yīng)具有必要的短路和過載保護(hù)。快速移動電動機(jī)MA3拖動刀架快速移動。可根據(jù)使用需要隨時手動控制啟停。應(yīng)具有安全的局部照明裝置。2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析59C650車床電氣控制線路分析2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路C650車床電氣控制線路分析電氣控制線路分析主電路分析控制電路分析主電動機(jī)正反轉(zhuǎn)啟動與點(diǎn)動控制主電動機(jī)反接制動控制快速移動和冷卻泵電動機(jī)的控制輔助電路2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析60C650車床電氣控制線路分析2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路2.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析612.8典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析61小結(jié)

1.本章重點(diǎn)講述了電動機(jī)的啟動、制動、調(diào)速等控制線路。2.掌握電動機(jī)的啟動方法及其使用場合和特點(diǎn)。3.掌握各種電動機(jī)的制動方法及其使用場合和特點(diǎn)。4.掌握電動機(jī)的控制原則,即時間原則、速度原則、電流原則、電勢原則、行程原則、頻率原則。5.掌握電力拖動系統(tǒng)中的保護(hù)環(huán)節(jié)常用的聯(lián)鎖保護(hù)：電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖，常用的互鎖環(huán)節(jié)：動作順序聯(lián)鎖環(huán)節(jié)、電氣元件與機(jī)械動作的聯(lián)鎖。電動機(jī)常用的保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)、過電流保護(hù)、過載保護(hù)、失壓和欠壓保護(hù)，弱磁保護(hù)及超速保護(hù)等。62小結(jié)1.本章重點(diǎn)講述了電動機(jī)的啟動、制動、調(diào)速等控制線路主要內(nèi)容回顧要求掌握典型控制環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和使用自鎖互鎖點(diǎn)動順序控制約束條件的使用時間繼電器的使用三相籠型異步電動機(jī)基本控制線路變頻調(diào)速以及變頻器的基本概念會使用簡單設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)簡單的控制線路●電氣控制線路基礎(chǔ)本章小結(jié)63主要內(nèi)容回顧●電氣控制線路基礎(chǔ)本章小結(jié)63第2章

電氣控制線路基礎(chǔ)PLC編程控制技術(shù)—多媒體教學(xué)課件CopyrightbyWangYonghua()64第2章

電氣控制線路基礎(chǔ)PLC編程控制技術(shù)—多媒體教學(xué)課件C本章內(nèi)容(10學(xué)時)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(jī)的基本控制線路三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路三相籠型異步電動機(jī)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(shè)計(jì)法典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析65本章內(nèi)容(10學(xué)時)電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原本章重點(diǎn)：異步電動機(jī)起動、正反轉(zhuǎn)、順序控制電路的原理本章難點(diǎn)：異步電動機(jī)起動、正反轉(zhuǎn)、制動、順序控制電路的設(shè)計(jì)目的要求：掌握異步電動機(jī)起動、正反轉(zhuǎn)、制動、順序控制等基本控制線路的設(shè)計(jì)及應(yīng)用66本章重點(diǎn)：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(dǎo)線將電機(jī)、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實(shí)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(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)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(dá)出來，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。672.1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(bǔ)助文字符號通常用于圖樣或其它文件，用以表示一個設(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。2.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則68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D65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

69D65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D65電氣原理圖主電路接點(diǎn)表示：三相交流電源采用L1、L2、L3標(biāo)記主電路按U、V、W順序標(biāo)記分級電源在U、V、W前加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記分支電路在U、V、W后加數(shù)字1、2、3來標(biāo)記控制電路用不多于3位的阿拉伯?dāng)?shù)字編號70D65電氣原理圖主電路接點(diǎn)表示：三相交流電源采用L1、L2電氣原理圖示例：71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(shí)際位置和接線情況。詳細(xì)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72D652.電氣安裝圖電器安裝圖：表示電氣控制系統(tǒng)中各電器元全壓啟動控制線路這是最基本的電動機(jī)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(jī)的基本控制線路73全壓啟動控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路10全壓啟動控制線路工作原理啟動過程操作過程重要概念：自鎖自鎖觸點(diǎn)停止過程控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FA過載保護(hù)：BB失壓和欠壓保護(hù):QA2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路74全壓啟動控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路11工作原理75工作原理12正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作原理工作過程基本控制線路正－停－反重要概念：互鎖正－反－停2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路76正反轉(zhuǎn)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路13接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路77接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路14點(diǎn)動控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路78點(diǎn)動控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路15多點(diǎn)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路79多點(diǎn)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路16三地控制80三地控制17順序控制線路生產(chǎn)實(shí)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(jī)的基本控制線路81順序控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路18順序控制82順序控制19自動循環(huán)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路83自動循環(huán)控制線路2.2三相籠型異步電動機(jī)的基本控制線路20工作臺自動往返控制84工作臺自動往返控制21概述為什么要進(jìn)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(jī)降壓啟動控制線路85概述2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路22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(jī)定子繞組接成星形，加在電動機(jī)每相繞組上的電壓為額定值的1/，Y形連接時，加在電動機(jī)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(dāng)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(jī)在額定電壓下正常運(yùn)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(jī)降壓啟動控制線路86星形—三角形降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路872.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動控制線路24Y—△降壓啟動控制88Y—△降壓啟動控制25星形—三角形降壓啟動控制線路特點(diǎn)和適用場合優(yōu)點(diǎn)：啟動電流特性好，結(jié)構(gòu)簡單，價格低；缺點(diǎn)：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(jī)降壓啟動控制線路89星形—三角形降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟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(jī)降壓啟動控制線路90自耦變壓器降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動自耦變壓器降壓啟動控制線路特點(diǎn)及適用場合優(yōu)點(diǎn)：啟動時對電網(wǎng)的電流沖擊小，功率損耗小。缺點(diǎn)：自耦變壓器相對結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高。這種線路主要用于較大容量的電動機(jī)，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(jī)降壓啟動控制線路91自耦變壓器降壓啟動控制線路2.3三相籠型異步電動機(jī)降壓啟動概述為什么要進(jìn)行制動控制？制動方法機(jī)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(jī)制動控制線路92概述2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路29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(xiàng)限制沖擊電流及時切除反向電源特點(diǎn)及適用場合特點(diǎn)：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(jī)。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路93反接制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路30反接制動控制線路單向運(yùn)行反接制動控制線路工作過程講解2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路94反接制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路31能耗制動控制線路工作原理所謂能耗制動，就是在電動機(jī)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(yīng)電流與靜止磁場的作用以達(dá)到制動的目的。實(shí)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(jìn)行控制；也可以根據(jù)能耗制動速度原則，用速度繼電器進(jìn)行控制。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路95能耗制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路32能耗制動控制線路單向運(yùn)行能耗制動控制線路以時間控制原則進(jìn)行控制；以速度原則進(jìn)行控制。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路96能耗制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路33能耗制動控制線路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(fù)雜。能耗制動一般適用于電動機(jī)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(jī)容量較小和不頻繁制動的場合。2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路97能耗制動控制線路2.4三相籠型異步電動機(jī)制動控制線路34概述電氣調(diào)速方法三相籠型異步電動機(jī)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(jī)－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(jī)速度控制線路98概述2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路35變極調(diào)速控制線路變極方法2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路99變極調(diào)速控制線路2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路36變極調(diào)速控制線路雙速電動機(jī)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(jī)速度控制線路100變極調(diào)速控制線路2.5三相籠型異步電動機(jī)速度控制線路37變頻調(diào)速的基本概念什么是變頻調(diào)速？上世紀(jì)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(diǎn)2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用101變頻調(diào)速的基本概念2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用38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102變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用39變頻器的類型根據(jù)控制方式分類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(jī)功率因數(shù)和效率顯著下降?？刂茩C(jī)理：改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機(jī)的磁通保持一定，在較廣范圍內(nèi)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，電動機(jī)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(diǎn)它是最簡單的一種控制方式，不用選擇電動機(jī)，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(fù)載過大時，抑制過電流能力有限。不能精密控制電動機(jī)實(shí)際速度，不適合用于同步運(yùn)轉(zhuǎn)場合。2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用103變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用40變頻器的類型根據(jù)控制方式分類矢量控制基本概念產(chǎn)生原因：按照直流電動機(jī)電樞電流控制思想，使交流異步電動機(jī)達(dá)到與直流電動機(jī)相同的調(diào)速性能。機(jī)理：即將供給異步電動機(jī)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(jī)的磁場電流、電樞電流相當(dāng)。特點(diǎn)需要使用電動機(jī)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(yīng)性極高，適合于急加速、減速運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)4象限運(yùn)轉(zhuǎn)，能適用于任何場合。2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用104變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用41變頻器的類型根據(jù)輸出電壓調(diào)制方式分類PAM方式脈沖幅值調(diào)制（PAM，PulseAmplitudeModulation）PWM方式脈沖寬度調(diào)制（PWM，PulseWidthModulation）根據(jù)輸入電源的相數(shù)分類單相變頻器三相變頻器2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用105變頻器的類型2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用42變頻器的組成主電路控制電路保護(hù)電路2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用106變頻器的組成2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用43變頻器的主要技術(shù)參數(shù)輸入側(cè)主要額定數(shù)據(jù)輸出側(cè)主要額定數(shù)據(jù)對變頻器設(shè)置和調(diào)試時的主要參數(shù)2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用107變頻器的主要技術(shù)參數(shù)2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用44變頻器的選擇種類選擇容量選擇變頻器的主要功能頻率給定功能升速、降速和制動控制控制功能保護(hù)功能變頻器的操作方式數(shù)字操作器和數(shù)字顯示器遠(yuǎn)程操作端子操作2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用108變頻器的選擇2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用45變頻調(diào)速與變頻器的使用應(yīng)用舉例：Micromaster440應(yīng)用舉例2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用109變頻調(diào)速與變頻器的使用2.6變頻調(diào)速與變頻器的使用46概述一般設(shè)計(jì)法：又稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。它主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的線路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計(jì)控制電路。邏輯設(shè)計(jì)法：它根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計(jì)控制線路。為什么要對設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)？簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制線路的要求。在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。盡量減少電器的數(shù)量盡量選用相同型號的電器和標(biāo)準(zhǔn)件，以減少備品量，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、常用的或經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過的線路和環(huán)節(jié)。盡量減少控制線路中電源的種類盡可能直接采用電網(wǎng)電壓，以省去控制變壓器。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法110概述2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法47簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。盡量縮短連接導(dǎo)線的長度和數(shù)量、設(shè)計(jì)控制線路時，應(yīng)考慮各個元件之間的實(shí)際接線。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法111簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法48簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。正確連接觸點(diǎn)正確連接電器的線圈2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法112簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法49簡單設(shè)計(jì)法介紹一般設(shè)計(jì)法的幾個主要原則在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。元器件的連接要注意電器之間的聯(lián)鎖和其他安全保護(hù)環(huán)節(jié)2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法113簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法50簡單設(shè)計(jì)法介紹邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象一般形式：X開X關(guān)K2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法114簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法51簡單設(shè)計(jì)法介紹邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象X開和X關(guān)的選擇X開和X關(guān)一般要選短信號，這樣可以有效防止啟/停信號波動的影響，保證了系統(tǒng)的可靠性。2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法115簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法52簡單設(shè)計(jì)法介紹邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象更進(jìn)一步的表達(dá)式：在某些實(shí)際應(yīng)用中，為進(jìn)一步增加系統(tǒng)的可靠性和安全性，X開和X關(guān)往往帶有約束條件。對約束條件的說明2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法116簡單設(shè)計(jì)法介紹2.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法53簡單設(shè)計(jì)法介紹簡單設(shè)計(jì)法定義：一般設(shè)計(jì)法中的重要設(shè)計(jì)原則和邏輯設(shè)計(jì)法中的控制對象的開關(guān)邏輯函數(shù)就組成了簡單設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)步驟找出控制對象的開啟信號、關(guān)斷信號；如果有約束條件，則找出相應(yīng)的開啟約束條件和