PLC課件第二章基本控制電路

1、第2章 拖動(dòng)系統(tǒng)基本控制電路 目的目的： 學(xué)習(xí)由電器元件組成的鼠籠式三相交流異步電動(dòng)機(jī)起、停，正反轉(zhuǎn)，多地，多條件控制電路的基本原理；降壓起動(dòng)控制電路；制動(dòng)控制電路；變極調(diào)速。繞線式異步電動(dòng)機(jī)的控制電路；電液控制技術(shù)；直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路。 要求要求： 領(lǐng)會(huì)常用控制電路的設(shè)計(jì)思想，學(xué)會(huì)分析基礎(chǔ)電路的工作原理，熟記起停、正反轉(zhuǎn)、兩地控制等電路的電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，并要求能夠熟練畫出這些電路。第2章 拖動(dòng)系統(tǒng)基本控制電路 2.1 電氣控制線路圖的繪制及分析 2.2 全壓起動(dòng)及其主要控制環(huán)節(jié) 2.3 三相交流異步機(jī)降壓起動(dòng)控制電路 2.4 三相交流異步機(jī)制動(dòng)控制電路 2.5 變極調(diào)速控制線路 2.6

2、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的控制電路 2.7 直流電動(dòng)機(jī)基本控制電路2.1 電氣控制線路圖的繪制及分析 用以描述電氣控制設(shè)備電氣原理及安裝、調(diào)試用的工藝性圖紙，主要包括電氣原理圖、電氣安裝位置圖、電氣安裝接線圖和電氣安裝互連圖等。2.1.1 電氣線路圖2.1.2 電氣原理的讀圖方法2.1.1 電氣線路圖電氣線路圖： 電氣線路圖是指描述控制線路接線關(guān)系和原理的圖紙，分為電氣原理圖和電氣安裝接線圖。電氣原理圖的分類：主：強(qiáng)電流通過部分輔：控制、照明、指示電氣原理圖的繪制規(guī)則：主：粗實(shí)線輔：細(xì)實(shí)線 電氣符號(hào)畫法：一般垂直放置，也可以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90水平放置。圖中電器元件的狀態(tài)為常態(tài)（未壓動(dòng)、未通電）2.1.2

3、電氣原理的讀圖方法1、查線讀圖法（常用方法）： 按照由主到輔，由上到下，由左到右的原則分析電氣原理圖。較復(fù)雜圖形，通?？梢曰麨榱?，將控制電路化成幾個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)分析，然后，再串為一個(gè)整體分析。2、邏輯代數(shù)法 用邏輯代數(shù)描述控制電路的工作關(guān)系。機(jī)床系統(tǒng)控制電路圖機(jī)床系統(tǒng)控制電路圖 圖2-1M3K M7F RM23456789101112131電電 源源 開開 關(guān)關(guān) 及及 保保 護(hù)護(hù)主主 電電 機(jī)機(jī)啟啟 停停 控控 制制 電電 路路變變 壓壓 器器照照 明明 及及 信信 號(hào)號(hào)Q SF U 2L 1L 2L 3K MS QF R4S B 1S QK A8S B 2S B 2K MK AF U 1

4、25AF U 22AF U 32AF U 41AS AK A8T CP E6V24V50H z380 V380VE LH L 1H L 2K MK A4446XXX91 3XXXXXX某某 機(jī)機(jī) 床床 電電 氣氣 原原 理理 圖圖72.2 全壓起動(dòng)及其主要控制環(huán)節(jié) 本節(jié)主要描述小型電動(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)及其主要控制環(huán)節(jié)，（電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法和原理已由電機(jī)課程進(jìn)行過理論研究）有起?？刂啤⒄崔D(zhuǎn)控制電路、其它環(huán)節(jié)等。 2.2.1 起?？刂?2.2.2 正反轉(zhuǎn)控制電路 2.2.3 其它環(huán)節(jié)2.2.1 起?？刂?手動(dòng)控制操作方法： 手動(dòng)合上QS，電動(dòng)機(jī)M工作；手動(dòng)切斷QS，電動(dòng)機(jī)M停止工作。 電路保護(hù)措施：

5、FU短路保護(hù) 電路優(yōu)點(diǎn)：控制方法簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。 電路缺點(diǎn)：保護(hù)不完善，操作不方便、自動(dòng)起停控制主電路主電路： 三相電源經(jīng)QS、FU1、KM的主觸點(diǎn)，F(xiàn)R的熱元件到電動(dòng)機(jī)三相定子繞組。 控制電路控制電路： 用兩個(gè)控制按鈕，控制接觸器KM線圖的通、斷電，從而控制電動(dòng)機(jī)（M）啟動(dòng)和停止。 起動(dòng)過程分析起動(dòng)過程分析： 合上QS，按動(dòng)起動(dòng)按鈕SB1KM線圈通電并自鎖M通電工作。 KM自鎖觸點(diǎn)，是指與SB1并聯(lián)的常開輔助觸點(diǎn)，其作用是當(dāng)按鈕SB1閉合后又?jǐn)嚅_，KM的通電狀態(tài)保持不變，稱為通電狀態(tài)的自我鎖定。 停止按鈕SB2，用于切斷KM線圈電流并打開自鎖電路，使主回路的電動(dòng)機(jī)M定子繞組斷電停止工作。起

6、停控制電路的保護(hù)分析 過載保護(hù)過載保護(hù)： 熱繼電器FR用于電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，其在控制電路的常閉觸點(diǎn)打開，接觸器KM線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)M停止工作。排除過載故障后，手動(dòng)使其復(fù)位，控制電路可以重新工作。 短路保護(hù)短路保護(hù)： 熔斷器組FU1用于主電路的短路保護(hù)，F(xiàn)U2用于控制電路的短路保護(hù)。 零壓保護(hù)零壓保護(hù)： 電路失電復(fù)上電，不操作起動(dòng)按鈕，KM線圈不會(huì)再次自行通電，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)。 KMKM線圈通電的邏輯表達(dá)式：線圈通電的邏輯表達(dá)式：2.2.2 正反轉(zhuǎn)控制電路 正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的方法正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的方法：改變電源相序（兩根火線對調(diào)）。1、正反轉(zhuǎn)基本控制電路： 主電路主電路： KM1主觸點(diǎn)接通正相序電源M正轉(zhuǎn)

7、。 KM2主觸點(diǎn)接通反相序電源M反轉(zhuǎn)?？刂齐娐房刂齐娐罚?SB1控制正轉(zhuǎn)，SB2控制反轉(zhuǎn)，SB3用于停止控制。 KM的常閉觸點(diǎn)用于互鎖控制，即使在接觸器故障情況下，也可以保證不發(fā)生主電路短路現(xiàn)象。2、按鈕聯(lián)鎖功能 圖2.2.3的電氣操作只能按正、停、反或反、停、正的方式進(jìn)行操作。電路不能正反、反正操作控制，給設(shè)備的操作帶來諸多不便。 圖2.2.4使用按鈕連鎖，首先使用和常開觸點(diǎn)聯(lián)動(dòng)的常閉觸點(diǎn)的斷開對方支路線圈電流，再利用常開觸點(diǎn)的閉合接通通電線圈電流?？梢院芊奖愕厥闺妱?dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)進(jìn)入反轉(zhuǎn)，或由反轉(zhuǎn)進(jìn)入正轉(zhuǎn)。3、工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制 工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)示意 在工作臺(tái)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定部件上分別裝置的行程開

8、關(guān)和檔鐵（壓動(dòng)行程開關(guān)用），當(dāng)移行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到某一固定位置時(shí)，壓動(dòng)行程開關(guān)，取代人手接動(dòng)按鈕的功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)控制。 右圖SQ1用于正轉(zhuǎn)控制，SQ2用于反轉(zhuǎn)控制，SQ3、SQ4的常閉觸點(diǎn)用于極限位置的保護(hù)。L1L2L3QMFU1KM1PEKM2KRFU2SB1SB2KM1KM1FU2KM1SQ1SB2SB1KM2KM2KM2SQ2KRSB3SQ2 SQ3SQ1 SQ4綜合綜合 電氣原理圖中電器元件各部分符號(hào)與實(shí)際位置無關(guān)，可根據(jù)原理，將電氣符號(hào)畫在任何需要的電路位置。 2.2.3 其它環(huán)節(jié)1、點(diǎn)動(dòng)（在長動(dòng)基礎(chǔ)上的點(diǎn)動(dòng)） 用途：適用于電動(dòng)機(jī)短時(shí)間調(diào)整的操作。 按鈕操作：SB3常閉觸點(diǎn)用來切段自鎖

9、電路實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)換開關(guān)控制：SA合上，有自鎖電路，SB2為長動(dòng)操作按鈕；SA斷開，無自鎖電路，SB2為點(diǎn)動(dòng)操作按鈕。 中間繼電器KA控制：按動(dòng)SB2、KA通電自鎖，KM線圈通電，此狀態(tài)為長動(dòng)；按動(dòng)SB3、KM線圈通電，但無自鎖電路，為點(diǎn)動(dòng)操作。 2、多地控制 定義： 多地控制電路設(shè)置多套起、停按鈕，分別安裝在設(shè)備的多個(gè)操作位置，故稱多地控制。 特點(diǎn)： 起動(dòng)按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，停止按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。 操作： 無論操作哪個(gè)啟動(dòng)按鈕都可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)；操作任意一個(gè)停止按鈕都可以打斷自鎖電路，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。3、多條件控制 電路用途電路用途： 多條件啟動(dòng)控制和多條件停止控制電路，適用于電路的

10、多條件保護(hù)。 電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)： 按鈕或開關(guān)的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，常閉觸點(diǎn)并聯(lián)。多個(gè)條件都滿足（動(dòng)作）后，才可以起動(dòng)或停止。4、順序控制 用途： 用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備依次動(dòng)作的控制要求。 主電路順序控制： KM2串在KM1觸點(diǎn)下，故只有M1工作后M2才有可能工作。4、順序控制 控制電路的順序控制： a）KM1的輔助常開觸點(diǎn)起自鎖和順控的雙重作用。b）單獨(dú)用一個(gè)KM1的輔助常開觸點(diǎn)作順序控制觸點(diǎn)。c）M1M2的順序起動(dòng)、M2M1的順序停止控制。 順序停止控制分析：KM2線圈斷電，SB1常閉點(diǎn)并聯(lián)的KM2輔助常開觸點(diǎn)斷開后，SB1才能起停止控制作用，所以，停止順序?yàn)镸2M1。綜合綜合基本電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.

11、自鎖接觸器常開觸點(diǎn)與按鈕常開觸點(diǎn)相并聯(lián)。2.互鎖兩個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在對方線圈的電路中。3.點(diǎn)動(dòng)無自鎖環(huán)節(jié)。4.多地按鈕的常開觸點(diǎn)并聯(lián)、常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。5.多條件按鈕的常開觸點(diǎn)串聯(lián)、常閉觸點(diǎn)并聯(lián)。2.3 三相交流異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路 用途用途： 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)，用于大容量三相交流異步電動(dòng)機(jī)空載和輕載起動(dòng)時(shí)減小起動(dòng)電流。 降壓啟動(dòng)控制電路降壓啟動(dòng)控制電路： Y-起動(dòng)、自耦補(bǔ)償起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)控制電路。 要求要求： 熟記熟記Y-Y-起動(dòng)控制電路結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握自耦起動(dòng)控制電路結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握自耦補(bǔ)償起動(dòng)和延邊三角形降壓起動(dòng)電路工作原理的分析方法補(bǔ)償起動(dòng)和延邊三角形

12、降壓起動(dòng)電路工作原理的分析方法2.3.1 Y- 降壓起動(dòng) 降壓原理： 起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組Y連接，運(yùn)行時(shí)連接。 Y- 降壓起動(dòng)控制電路 主電路分析：KM1、KM3Y起動(dòng)，KM1、KM2運(yùn)行。 討論：KM1、KM2、KM3容量關(guān)系。 Y- 降壓起動(dòng)過程分析： 按下起動(dòng)按鈕SB2KM1線圈通電自鎖 KM3線圈通電-M作Y接起動(dòng)； KT線圈通電延時(shí)KM3線圈斷電KM2線圈通電自鎖-M作接行。 KT線圈斷電復(fù)位。2.3.2、自耦補(bǔ)償起動(dòng) 降壓原理降壓原理：起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組接自耦變壓器的次級(jí)，運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)定子繞組接三相交流電源，并將自耦變壓器從電網(wǎng)切除。 主電路主電路：起動(dòng)時(shí)，KM1主觸點(diǎn)閉合，自

13、耦變壓器投入起動(dòng)；運(yùn)行時(shí)，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接三相交流電源，KM1主觸點(diǎn)斷開，自耦變壓器被切除。 討論： KM2與KM1的控制要求； KM1主觸點(diǎn)的容量。 控制電路：控制電路：起動(dòng)過程分析按動(dòng)SB2KM1線圈通電自鎖電動(dòng)機(jī)M自耦補(bǔ)償起動(dòng)； KT線圈通電延時(shí)-KA線圈通電自鎖KM1、KT線圈斷電-KM2線圈通電電動(dòng)機(jī)M全壓運(yùn)行。2.3.3、延邊三角形降壓起動(dòng) 原理原理：繞組連接67、48、59構(gòu)成延邊三角形接法，繞組連接16、24、35為接法。延邊三角形降壓起動(dòng)控制電路 主電路分析主電路分析 KM1、KM3使接點(diǎn)1、2、3接三相電源，67 、 48、 5 9對應(yīng)端接在一起構(gòu)成延邊三角形接法

14、，用于降壓起動(dòng)。 KM1、KM2使接點(diǎn)16、24、35接在一起，構(gòu)成連接，用于全壓運(yùn)行。 控制電路與Y-起動(dòng)控制電路相同，不再分析。2.3.4 串連電阻降壓啟動(dòng)2.3.5 時(shí)間繼電器控制雙速電動(dòng)機(jī)自動(dòng)加速控制電路2.4 三相交流異步機(jī)制動(dòng)控制電路 主要內(nèi)容主要內(nèi)容： 機(jī)械抱閘制動(dòng)，能耗制動(dòng)，反接制動(dòng)。 要求要求： 了解各種制動(dòng)方法的實(shí)現(xiàn)電路，以及能耗制動(dòng)限流電阻的計(jì)算原則，掌握能耗和反接制動(dòng)電路的原理分析。 2.4.1 機(jī)械制動(dòng) 1、常用方法： 電動(dòng)抱閘制動(dòng) 、電磁離合器制動(dòng) （多用于斷電制動(dòng)）。2.4.1 機(jī)械制動(dòng)2、制動(dòng)原理：制動(dòng)原理：斷電電磁抱閘制動(dòng)方式： 電磁抱閘的電磁線圈通電時(shí)，電磁

15、力克服彈簧的作用，閘瓦松開，電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)。電磁離合器制動(dòng)方式（結(jié)構(gòu)） 電磁離合器的電磁線圈通電，動(dòng)、靜摩擦片分離，無制動(dòng)作用，電磁線圈斷電，在彈簧力的作用下動(dòng)、靜摩擦片間產(chǎn)生足夠大的摩擦力而制動(dòng)。3、控制電路分析控制電路分析 啟動(dòng)時(shí)，接觸器KM線圈通電時(shí)，其主觸點(diǎn)接通電動(dòng)機(jī)定子繞組三相電源的同時(shí)，電磁線圈YB通電，抱閘（動(dòng)摩擦片）松開，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 停止時(shí)，接觸器KM線圈斷電電動(dòng)機(jī)M斷電電磁鐵線圈YB失電實(shí)現(xiàn)抱閘或電磁制動(dòng)。2.4.2 電氣制動(dòng) 用途： 電氣制動(dòng)多用于電動(dòng)機(jī)的快速停車。常用方法有能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)。1、能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)制動(dòng)原理 制動(dòng)時(shí)，在切除交流電源的同時(shí)，給三相定子繞組通入

16、直流電流。 限流電阻的計(jì)算： 電路設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)IZ=（1.54）IN的原則，選取直流電流電壓等級(jí)，以及限流電阻的功率和阻值。主電路 直流電源的獲取方法，交流電源（降壓）經(jīng)整流（半波、全波、橋式）。 圖2.4.3主電路中接觸器KM1的主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)M作電動(dòng)工作。 接觸器KM2主觸點(diǎn)用于能耗制動(dòng)時(shí)為定子繞組通入直流電流?？刂齐娐罚ò磿r(shí)間原則控制） 起動(dòng)起動(dòng)： 按動(dòng)起動(dòng)按鈕SB2KM1線圈通電自鎖，電動(dòng)機(jī)M作電動(dòng)運(yùn)行。 制動(dòng)制動(dòng)： 按動(dòng)停車按鈕SB1KM1線圈斷電復(fù)位KM2線圈通電自鎖電動(dòng)機(jī)M定子繞組切除交流電源，通入直流電源能耗制動(dòng)。 SB1KT線圈通電延時(shí)KM2線圈斷電復(fù)位KT線圈斷電復(fù)位。2、反接制動(dòng)工作原理：反相序電源制動(dòng)，轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，切除反相序電源。主電路：KM1電動(dòng)運(yùn)行；KM2通入反相序電源，反接制動(dòng)。 限制反接制動(dòng)電流?？刂齐娐?（速度控制原則） 起動(dòng)起動(dòng)：接動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB2KM1通電自鎖電動(dòng)機(jī)M通入正相序電源轉(zhuǎn)動(dòng)。 停止停止：按動(dòng)停車按鈕SB1KM1線圈斷電復(fù)位KM2線圈通電自鎖，實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)