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1、BEA Confidential. | 1,第2章電氣控制線路基礎(chǔ),PLC編程控制技術(shù),多媒體教學課件,BEA Confidential. | 2,本章內(nèi)容 (10學時),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(shè)計法 典型生產(chǎn)機械電氣控制線路分析,BEA Confidential. | 3,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(shè)計 目的要求：
2、 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(shè)計及應用,BEA Confidential. | 4,2.1 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(shè)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。,BEA Confidential. | 5,圖形符號和文字符號,D,6,,5,圖形符號,文字符號,符號要素,一般符號,限定符號,基
3、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(shè)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(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,BEA Confidential. | 6,D,6,,5,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,BEA Confidential. | 7,D,6,,5,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)
4、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,BEA Confidential. | 8,電氣原理圖示例：,BEA Confidential. | 9,D,6,,5,2.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。,,BEA Confidential. | 10,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,BEA Confidential. | 11,全壓啟動控制線路 工作原理 啟動過程 操作過程 重要概念：
5、 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: QA,,2.2 三相籠型異步電動機的基本控制線路,BEA Confidential. | 12,工作原理,BEA Confidential. | 13,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 重要概念：互鎖 正反停,,2.2 三相籠型異步電動機的基本控制線路,BEA Confidential. | 14,接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路,BEA Confidential. | 15,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,BEA
6、 Confidential. | 16,多點控制線路,,2.2 三相籠型異步電動機的基本控制線路,BEA Confidential. | 17,三地控制,BEA Confidential. | 18,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,BEA Confidential. | 19,順序控制,BEA Confidential. | 20,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,BEA Confidential. | 21,工作臺自動往返控制,BEA Confidential. | 22,概
7、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,BEA Confidential. | 23,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
8、,BEA Confidential. | 24,,2.3 三相籠型異步電動機降壓啟動控制線路,BEA Confidential. | 25,Y降壓啟動控制,BEA Confidential. | 26,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,BEA Confidential. | 27,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,BEA Confidential.
9、 | 28,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,BEA Confidential. | 29,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,BEA Confidential. | 30,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
10、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10 kW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,BEA Confidential. | 31,反接制動控制線路 單向運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制動控制線路,BEA Confidential. | 32,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
11、繼電器進行控制。,2.4 三相籠型異步電動機制動控制線路,BEA Confidential. | 33,能耗制動控制線路 單向運行能耗制動控制線路 以時間控制原則進行控制； 以速度原則進行控制。,,2.4 三相籠型異步電動機制動控制線路,BEA Confidential. | 34,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
12、三相籠型異步電動機制動控制線路,BEA Confidential. | 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,,BEA Confidential. | 36,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,BEA Confidential. | 37,變極調(diào)速控制線路 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
13、三相籠型異步電動機速度控制線路,BEA Confidential. | 38,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,,BEA Confidential. | 39,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,BEA Confidential. | 40,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
14、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。 控制機理：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110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,BEA Confidential. | 41,變頻器的類型 根據(jù)控制方式分類
15、 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1100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,BEA Confidential. | 42,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)
16、制（PAM，Pulse Amplitude Modulation） PWM方式 脈沖寬度調(diào)制（PWM，Pulse Width Modulation） 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,BEA Confidential. | 43,變頻器的組成 主電路 控制電路 保護電路,,,2.6 變頻調(diào)速與變頻器的使用,BEA Confidential. | 44,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,BEA Confidential. | 45,變頻器的選擇 種類選
17、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 保護功能 變頻器的操作方式 數(shù)字操作器和數(shù)字顯示器 遠程操作 端子操作,,,2.6 變頻調(diào)速與變頻器的使用,BEA Confidential. | 46,變頻調(diào)速與變頻器的使用 應用舉例：Micromaster 440 應用舉例,,,2.6 變頻調(diào)速與變頻器的使用,BEA Confidential. | 47,概述 一般設(shè)計法：又稱為經(jīng)驗設(shè)計法。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)計控制電路。 邏輯設(shè)計法：它根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計控制線路。 為什么要對設(shè)計方法進行改進？ 簡單
18、設(shè)計法介紹 一般設(shè)計法的幾個主要原則 最大限度地實現(xiàn)生產(chǎn)機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、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準件，以減少備品量，盡量選用標準的、常用的或經(jīng)過實際考驗過的線路和環(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)計法,,BEA Confidential. | 48,簡單設(shè)計法介紹 一般設(shè)計法的幾個主要原則 在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟、安全可靠。 盡量縮短連接導線的長度和數(shù)量、設(shè)計控制線路時，應考慮各個元件之間的實際接
19、線。,,,2.7 電氣控制線路的簡單設(shè)計法,BEA Confidential. | 49,簡單設(shè)計法介紹 一般設(shè)計法的幾個主要原則 在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟、安全可靠。 正確連接觸點 正確連接電器的線圈,,,2.7 電氣控制線路的簡單設(shè)計法,BEA Confidential. | 50,簡單設(shè)計法介紹 一般設(shè)計法的幾個主要原則 在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟、安全可靠。 元器件的連接 要注意電器之間的聯(lián)鎖和其他安全保護環(huán)節(jié),,,2.7 電氣控制線路的簡單設(shè)計法,BEA Confidential. | 51,簡單設(shè)計法介紹 邏輯設(shè)計法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù) 電
20、氣控制線路中的典型控制對象 一般形式： X開 X關(guān) K,,,2.7 電氣控制線路的簡單設(shè)計法,BEA Confidential. | 52,簡單設(shè)計法介紹 邏輯設(shè)計法中繼電器開關(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)計法,BEA Confidential. | 53,簡單設(shè)計法介紹 邏輯設(shè)計法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù) 電氣控制線路中的典型控制對象 更進一步的表達式：在某些實際應用中，為進一步增加系統(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
21、說明,,2.7 電氣控制線路的簡單設(shè)計法,BEA Confidential. | 54,簡單設(shè)計法介紹 簡單設(shè)計法 定義：一般設(shè)計法中的重要設(shè)計原則和邏輯設(shè)計法中的控制對象的開關(guān)邏輯函數(shù)就組成了簡單設(shè)計法。 設(shè)計步驟 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)計法的設(shè)計原則和邏輯函數(shù)，畫出該控制對象的電氣線路圖。 最后根據(jù)工藝要求做進一步的檢查工作。 關(guān)鍵：簡單設(shè)計法的核心內(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
22、設(shè)計法,BEA Confidential. | 55,簡單設(shè)計法應用舉例 三臺電動機的順序啟停控制 題目分析,,,2.7 電氣控制線路的簡單設(shè)計法,BEA Confidential. | 56,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； 各操作元器件的用途即功能； 電氣控制要求； 與機械部分的聯(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)鎖與保護環(huán)節(jié)； 總體檢查。,2.8 典型生產(chǎn)機械電氣控制線路分析,,BEA Confidential. | 57,C650車床電氣控制線路分析 臥式車
23、床的用途 臥式車床是一種應用極為廣泛的金屬切削加工機床，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)機械電氣控制線路分析,BEA Confidential. | 58,C650車床電氣控制線路分析 車床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式 主運動 進給運動 電氣制動 正反轉(zhuǎn) 速度調(diào)節(jié)（機械方法） 冷卻液供給電動機 快速移動電動機,,,2.8 典型生產(chǎn)機械電氣控制線路分析,BEA Confidential. | 59,C650車床電氣控制線路分析 電力拖動及控制要求 主電動機MA1完成主軸主運動和溜板箱進給運動的
24、驅(qū)動，電動機采用直接啟動的方式啟動，可正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可進行正反兩個旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動。為加工調(diào)整方便，還應具有點動功能。 電動機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)。 主電動機和冷卻泵電動機應具有必要的短路和過載保護。 快速移動電動機MA3拖動刀架快速移動?？筛鶕?jù)使用需要隨時手動控制啟停。 應具有安全的局部照明裝置。,,,2.8 典型生產(chǎn)機械電氣控制線路分析,BEA Confidential. | 60,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 主電動機正反轉(zhuǎn)啟動與點動控制 主電動機反接制動控制 快速移動和冷
25、卻泵電動機的控制 輔助電路,,,2.8 典型生產(chǎn)機械電氣控制線路分析,BEA Confidential. | 61,,,2.8 典型生產(chǎn)機械電氣控制線路分析,BEA Confidential. | 62,小結(jié),1.本章重點講述了電動機的啟動、制動、調(diào)速等控制線路。 2.掌握電動機的啟動方法及其使用場合和特點。 3.掌握各種電動機的制動方法及其使用場合和特點。 4.掌握電動機的控制原則,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)中的保護環(huán)節(jié) 常用的聯(lián)鎖保護：電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖， 常用的互鎖環(huán)節(jié)：動作順序聯(lián)鎖環(huán)節(jié)、電氣元件與機械動作的聯(lián)鎖。 電動機常用的保護環(huán)節(jié)：短路保護、過電流保護、過載保護、失壓和欠壓保護，弱磁保護及超速保護等。,BEA Confidential. | 63,主要內(nèi)容回顧 要求 掌握典型控制環(huán)節(jié)的設(shè)計和使用 自鎖 互鎖 點動 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)計法設(shè)計簡單的控制線路,,電氣控制線路基礎(chǔ),本章小結(jié),,
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