第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)電氣控制技術(shù)與plc,電子科技大學(xué)

1、第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)本章內(nèi)容本章內(nèi)容2.1 電氣控制線路圖繪制原則2.2 三相異步電機(jī)典型控制線路2.3 電氣控制線路中的設(shè)計(jì)方法第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 2.1電氣控制線路圖及其繪制原則電氣控制線路圖及其繪制原則由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電氣控制線路。 一、電氣控制線路常用的圖形、文字符號(hào) 根據(jù)GB4728-1984電氣圖用圖形符號(hào)； GB7159-1987電氣技術(shù)的文字符號(hào)制訂通則； GB6988-1987電氣制圖。 主電路標(biāo)號(hào)由文字符號(hào)和數(shù)字組成，如：電源引入線L1、L2、L3標(biāo)號(hào)；電源開關(guān)后用U、V、W標(biāo)號(hào)；用下標(biāo)

2、數(shù)字，表示哪一路電機(jī)、哪一個(gè)接點(diǎn)。返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 控制線路由三位或三位以下的數(shù)字組成，交流控制電路負(fù)載上側(cè)用奇數(shù)標(biāo)號(hào)，下側(cè)用偶數(shù)標(biāo)號(hào)。直流控制電路正極接奇數(shù)標(biāo)號(hào)，負(fù)極接偶數(shù)標(biāo)號(hào)。二、電氣原理圖二、電氣原理圖電氣原理圖是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便于研究和分析電路工作原理等優(yōu)點(diǎn)。繪制電器原理圖應(yīng)遵循以下原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，大電流通過(guò)的部分，用粗線條畫在原理圖左邊?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)小電流，由按鈕、觸頭、線圈等組成，用細(xì)實(shí)線畫在原理圖的右邊。返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本

3、環(huán)節(jié) 繪制電器原理圖應(yīng)遵循以下原則繪制電器原理圖應(yīng)遵循以下原則(續(xù)續(xù))：2、電器元件的圖形、文字符號(hào)采用國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3、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(hào)標(biāo)出。4、全部觸頭都按“平常”狀態(tài)畫出。5、控制電路的分支線路，按動(dòng)作先后順序排列，交叉連接點(diǎn)用黑點(diǎn)標(biāo)出。返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 三、電器元件布置圖三、電器元件布置圖電氣元件布置圖主要用來(lái)表明各種電氣元件在機(jī)械設(shè)備上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。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)

4、章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 三、電氣安裝接線圖三、電氣安裝接線圖電氣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(lái)安排。它為安裝電器設(shè)備、電器元件之間進(jìn)行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據(jù)。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 繪制電氣安裝接線圖應(yīng)遵循以下原則：繪制電氣安裝接線圖應(yīng)遵循以下原則：1、各電器元件用規(guī)定的圖形、文字符號(hào)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。2、不在同一

5、控制柜或配電屏上的電氣連接必須通過(guò)端子排進(jìn)行，各電器元件的文字符號(hào)及端子排的編號(hào)應(yīng)與原理圖一致，并按原理圖的接線進(jìn)行連接。3、走向相同的多根導(dǎo)線可用單線表示。4、畫連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)表明導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、根數(shù)和穿線管的尺寸。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 2.2 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的典型控制線路三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的典型控制線路起動(dòng)主要考慮起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩問(wèn)題。在電網(wǎng)容量足夠大的條件下，一般30KW以下電機(jī)允許直接起動(dòng)，30KW以上電機(jī)應(yīng)采用降壓起動(dòng)等措施。 2.2.1 三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng) (一) 采用刀開關(guān)直接起動(dòng)控制第第2章電器控制線路的基

6、本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) (二) 采用接觸器直接起動(dòng)控制1.點(diǎn)動(dòng)控制 2.連續(xù)控制 短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，欠電壓保護(hù)，失電壓保護(hù)，自鎖的概念。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 3.既能點(diǎn)動(dòng)又能長(zhǎng)動(dòng)控制 返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 4.三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(互鎖的概念) 返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)5.自動(dòng)往返控制線路返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)6.多地控制線路 兩開兩停或三開三?？刂凭€路。返回第第2章電器控制線路

7、的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)7.順序控制線路返回2.2.2 三相籠型電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)三相籠型電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)降壓起動(dòng)適用電機(jī)輕載或空載起動(dòng)第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)(一)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制返回按SB1KM1：KT通電定子繞組串電阻降壓起動(dòng)(延時(shí)) KM2通電電機(jī)正常運(yùn)行 KM1：KT斷電第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)(二)星-三角降壓起動(dòng)控制返回按SB2KM1： KM3： KT通電電機(jī)Y形降壓起動(dòng)(延時(shí)) KM3斷電KM2通電電機(jī)正常運(yùn)行 KT斷電第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)(三)自耦變壓器降壓起動(dòng)控制返回

8、第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)4. 延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路 第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)4. 延邊三角形降壓起動(dòng)控制線路 第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)2.2.3 2.2.3 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路 主要解決迅速停車和準(zhǔn)確定位問(wèn)題。一、機(jī)械制動(dòng)一、機(jī)械制動(dòng)( (電磁抱閘制動(dòng)電磁抱閘制動(dòng)) )1. (軸抱住)起動(dòng)軸松開運(yùn)行停止(軸抱住)2. (軸松開) 起動(dòng)運(yùn)行停止軸抱住延時(shí)(軸松開) 二、電氣制動(dòng)二、電氣制動(dòng)( (一一) )三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制

9、1.控制原理第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)2.單向運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)3.可逆運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制按起動(dòng)按鈕SB2K3通電/自鎖KM1通電，電機(jī)正向運(yùn)行n時(shí)KS1閉合K1自鎖KM3通電正常運(yùn)行按停按鈕SB1 K3/KM1斷電；K1/KM2通電電機(jī)制動(dòng)n時(shí)KS1斷電K1斷電 KM2斷電電機(jī)停第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)( (二二) )三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制1.控制原理2.單向能耗制控制線路第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)

10、節(jié)3.可逆運(yùn)行能耗控制線路第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)2.2.4 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路 改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有三種方法：改變頻率，改變磁極對(duì)數(shù)，改變轉(zhuǎn)差率。1.1.三相籠型異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制線路三相籠型異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制線路改變定子繞組極對(duì)數(shù)的方法：1、裝有一套定子繞組，改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對(duì)數(shù)。2、定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨(dú)立繞組。3、定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨(dú)立繞組，而每套繞組本身又可以改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對(duì)數(shù)。60(1)fnsp三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器

11、控制線路的基本環(huán)節(jié) 雙速電動(dòng)機(jī)三角形/雙星形變換、星形/雙星形變換繞組聯(lián)結(jié)圖。 1、2、3接電源，4、5、6懸空，P=2，電機(jī)低速運(yùn)行。 4、5、6接電源，1、2、3短接，P=1，電機(jī)高速運(yùn)行。 三角形/雙星形變換，適用于恒功率負(fù)載，星形/雙星形變換適用恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。返回第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 返回KM3閉合低速運(yùn)行，KM1、KM2閉合高速運(yùn)行。SA在低速KM3通電電機(jī)聯(lián)結(jié)，低速運(yùn)行SA在高速KT通電KM3通電電機(jī)聯(lián)結(jié)，低速運(yùn)行(延時(shí))KM3斷電，KM2通電KM1通電電機(jī)雙Y聯(lián)結(jié)，高速運(yùn)行第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)2、三相繞線式異步電、

12、三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 KI1、KI2吸合電流值相同，但釋放電流值不同，KI1的釋放電流最大，KI2次之?？刂凭€路設(shè)置了中間繼電器KA，是為了保證轉(zhuǎn)子串入全部電阻后，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器2.3 電氣控制線路設(shè)計(jì)電氣控制線路設(shè)計(jì)2.3.1電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容(一一)擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書 包括以下內(nèi)容：機(jī)械設(shè)備的型號(hào)，用途，工藝過(guò)程，技術(shù)性能，傳動(dòng)參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)工作條件，用戶供電電網(wǎng)種類，電壓，頻率及容量等。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章

13、電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器1. 傳動(dòng)方式：?jiǎn)为?dú)拖動(dòng)，分立拖動(dòng)2. 調(diào)速性能：齒輪變速箱，液壓調(diào)速裝置(進(jìn)給)，多速電機(jī)，無(wú)極調(diào)速 無(wú)極調(diào)速適用于重型或大型設(shè)備，精密機(jī)械設(shè)備，自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，可選用可控硅直流調(diào)速系統(tǒng)和交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。 一般中小型設(shè)備選用液壓調(diào)速和齒輪箱調(diào)速。(二二) 選擇電氣傳動(dòng)形式選擇電氣傳動(dòng)形式第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器3. 負(fù)載特性 恒功率負(fù)載，如機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)(主運(yùn)動(dòng))，/YY變換，直流電機(jī)改變勵(lì)磁調(diào)速適應(yīng)于恒功率負(fù)載。 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，Y/YY變換，直

14、流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速適應(yīng)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。4. 起動(dòng)，制動(dòng)和反向要求。 選擇電氣傳動(dòng)形式選擇電氣傳動(dòng)形式(續(xù)續(xù))第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器1. 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 (1) 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 P=P1/n1n2 P1機(jī)械傳動(dòng)軸上的功率 n1 生產(chǎn)機(jī)械效率 n2電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的效率 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備n總=n1n2在0.60.7； 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備0.70.85。(三三) 確定電動(dòng)機(jī)的容量確定電動(dòng)機(jī)的容量第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器 (2) 調(diào)查統(tǒng)計(jì)類比法 這種方法就是對(duì)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)

15、進(jìn)行實(shí)測(cè)，分析，找出電動(dòng)機(jī)容量與機(jī)械設(shè)備主要數(shù)據(jù)的關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系作為選擇電動(dòng)機(jī)容量的依據(jù)。例如：車床：P=36.5D1.54(KW)，D工作最大直徑(mm)搖臂轉(zhuǎn)床：P=0.064D1.19(KW)，D最大轉(zhuǎn)孔直徑(mm)鏜床：P=0.004D1.7(KW)，D鏜桿直徑(mm)龍門銑床：P=B1.15/166(KW)，D工作臺(tái)寬度(mm)2. 電機(jī)轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)選擇確定電動(dòng)機(jī)的容量確定電動(dòng)機(jī)的容量(續(xù)續(xù)) 第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器 (四) 選擇控制方案 繼電接觸器控制(固定接線控制裝置)，可編程控制器，數(shù)字程序控制，計(jì)算機(jī)群控系

16、統(tǒng)等。(五五) 設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。(六六) 選擇電氣元件，并指定電氣元件明細(xì)表。選擇電氣元件，并指定電氣元件明細(xì)表。(七七) 設(shè)計(jì)操作臺(tái)，電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件。設(shè)計(jì)操作臺(tái)，電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件。(八八) 設(shè)計(jì)設(shè)備布置總圖，電氣安裝圖，電氣接線圖設(shè)計(jì)設(shè)備布置總圖，電氣安裝圖，電氣接線圖(九九) 編寫電氣說(shuō)明書和使用操作說(shuō)明書。編寫電氣說(shuō)明書和使用操作說(shuō)明書。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器(一一) 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法原則經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法原則 最大限度地滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣控制線路的要求。在滿足上述要求的前提下，應(yīng)力求使控制線路簡(jiǎn)

17、單，經(jīng)濟(jì)，安全，可靠，便于操作和維修。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法就是在電氣控制方案確定后，根據(jù)各電動(dòng)機(jī)的控制任務(wù)不同，參照典型線路逐一分別設(shè)計(jì)局部線路，然后根據(jù)各部分的相互關(guān)系綜合而成完整的控制線路。2.3.2 電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器(二二) 控制線路設(shè)計(jì)規(guī)律控制線路設(shè)計(jì)規(guī)律1. 常開觸點(diǎn)串聯(lián)當(dāng)要求n個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，才使電器線圈動(dòng)作。2. 常開觸點(diǎn)并聯(lián)當(dāng)n個(gè)條件中，一個(gè)條件滿足，線圈得電動(dòng)作。3. 常閉觸點(diǎn)串聯(lián)有一個(gè)條件具備時(shí)，線圈斷電。4. 常閉觸點(diǎn)并聯(lián)所有條件都具備時(shí)，線圈斷電。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器(三三) 控制線路設(shè)計(jì)的一般問(wèn)題控制線路設(shè)計(jì)的一般問(wèn)題1. 盡量減少觸點(diǎn)數(shù)量第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器2. 盡量減少導(dǎo)線數(shù)量3. 除必要的電器通電外，其它應(yīng)不通電4. 選擇可靠性高的元器件 選用機(jī)械和電氣壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠，抗干擾性能好的電器。第第2章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)章電器控制線路的基本環(huán)節(jié)第第1章章 常用低壓電器常用低壓電器5.