PLC-電氣原理圖與電機(jī)控制

1、機(jī)床電氣控制技術(shù)電動(dòng)機(jī)的基本控制電路Saturday, August 27, 2022 電氣控制系統(tǒng)圖的類型及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2.1.1 電氣控制系統(tǒng)圖概述 電氣控制系統(tǒng)是由許多電器元件按一定要求連接而成的。為了表達(dá)電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、原理等設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)也為了便于系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，將電氣控制系統(tǒng)中的各電器元件的連接用一定的圖形表達(dá)出來，這種圖就稱為電氣控制系統(tǒng)圖。 常用的電氣控制系統(tǒng)圖有三種，即電氣原理圖、電器布置圖和安裝接線圖。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行電氣原理圖電氣原理圖電氣原理圖是用來表示電路中各電器元件的導(dǎo)電部件的連接關(guān)系和工作原理。它應(yīng)根據(jù)簡單、清晰的原則，采用電器元件展開

2、的形式來繪制，而不按電器元件的實(shí)際位置來畫，也不反映電器元件的大小。其作用是為了分析電路的工作原理，指導(dǎo)控制系統(tǒng)或設(shè)備的安裝、調(diào)試與維修。1）電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。主電路是指從電源到電動(dòng)機(jī)大電流通過的電路。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等，它們由接觸器和繼電器的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)、按鈕、控制變壓器、熔斷器、照明燈、信號(hào)燈及控制開關(guān)等電器元件組成。2）控制系統(tǒng)內(nèi)的全部電機(jī)、電器和其它器械的帶電部件，都應(yīng)在原理圖中表示出來。3）原理圖中各電器元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)，文字符號(hào)也要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。4）原理圖中各電器

3、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。同一電器元件的各個(gè)部件可以不畫在一起，但必須采用相同的文字符號(hào)標(biāo)明。5)主電路各接點(diǎn)標(biāo)記 三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記，中性線采用N標(biāo)記。電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序標(biāo)記。 分級(jí)三相交流電源主電路采用三相文字代號(hào)U、V、W前加上阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3等來標(biāo)記，如1U、1V、1W，2U、2V、2W等。6）圖中各元器件和設(shè)備的可動(dòng)部分，都按沒有通電和沒受外力作用時(shí)的自然狀態(tài)畫出。例如接觸器、繼電器的觸點(diǎn)，按吸引線圈不通電狀態(tài)畫；控制器按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫；按鈕、行程開關(guān)觸點(diǎn)按不受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫。7）

4、原理圖的繪制應(yīng)布局合理、排列均勻，便于閱讀，原理圖可以水平布置，也可以垂直布置。 8）電器元件應(yīng)按功能布置，具有同一功能的電器元件應(yīng)集中在一起，并按動(dòng)作順序從上到下，從左到右依次排列。9）原理圖中有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線連接點(diǎn)，用黑圓點(diǎn)表示；無直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)，但應(yīng)盡量避免線條的交叉。圖幅分區(qū)及符號(hào)位置索引 為了便于確定原理圖內(nèi)容和各組成部分的位置，方便閱讀，往往需要將圖面劃分為若干區(qū)域。圖幅分區(qū)的方法是：在圖的邊框處，豎邊方向用大寫拉丁字母，橫邊方向用阿拉伯?dāng)?shù)字，編號(hào)順序應(yīng)從左上角開始。圖幅分區(qū)示例下圖所示。 在具體使用時(shí)，對(duì)水平布置的電路，一般只需標(biāo)明行的標(biāo)記；對(duì)垂直布置的電路，

5、一般只需標(biāo)明列的標(biāo)記；復(fù)雜的電路才采用組合標(biāo)記。圖幅分區(qū)及符號(hào)位置索引由于接觸器、繼電器的線圈和觸點(diǎn)在電氣原理圖中不是畫在一起。為了便于閱讀，在接觸器、繼電器線圈的下方畫出其觸點(diǎn)的索引表，閱讀時(shí)可以通過索引表方便地在相應(yīng)的圖區(qū)找到其觸點(diǎn)。 圖幅分區(qū)及符號(hào)位置索引 對(duì)于接觸器，索引表有三欄，有主觸點(diǎn)和輔助常開、常閉觸點(diǎn)圖區(qū)號(hào)，各欄的含義為： 對(duì)于繼電器，索引表只有兩欄，有常開、常閉觸點(diǎn)圖區(qū)號(hào)，各欄的含義為:圖幅分區(qū)及符號(hào)位置索引接觸器：繼電器：熱繼電器FR下方標(biāo)注的數(shù)據(jù)，表示熱繼電器的動(dòng)作電流值為4.57.2A和整定電流值為6.8A；圖中連接導(dǎo)線上的1 、1.5 字樣是表明該導(dǎo)線的截面積。 電器

6、元件布置圖 電器元件布置圖主要是用來表明電氣設(shè)備上所有電器元件的實(shí)際位置，為設(shè)備的安裝及維修提供必要的資料。布置圖可根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度集中繪制或分別繪制。常用的有電氣控制箱中的電器元件布置圖和控制面板布置圖等。 電氣安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、維修和故障處理。通常接線圖與電氣原理圖及元件布置圖一起使用。接線圖中需表示出各電器項(xiàng)目的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)和導(dǎo)線型號(hào)等內(nèi)容。圖中的各個(gè)項(xiàng)目（如元件、部件、組件、成套設(shè)備等）可采用其簡化外形（如正方形、矩形、圓形）表示，簡化外形旁應(yīng)標(biāo)注項(xiàng)目代號(hào)，并與電氣原理圖中的標(biāo)注一致。電氣安裝接線圖 手動(dòng)開關(guān)直接啟動(dòng)控制2.1三相異步電

7、動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制線路連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制 右圖是采用按鈕與接觸器控制的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路。電路分為兩部分，主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件組成；控制電路由按鈕SB1和SB2、熱繼電器FR常閉觸點(diǎn)、熔斷器FU2及接觸器KM的線圈和常開輔助觸點(diǎn)KM組成。什么是自鎖？圖中SB2、SB4、SB6為啟動(dòng)按鈕，SB1、SB3、SB5為停止按鈕，分別安裝在三個(gè)不同的地方。在任一地點(diǎn)按下啟動(dòng)按鈕，KM線圈都能通電并自鎖，而在任一地點(diǎn)按下停止按鈕，KM線圈都會(huì)斷電。從圖中可以看出，實(shí)現(xiàn)多地控制時(shí)，啟動(dòng)按鈕應(yīng)并聯(lián)，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)。 多點(diǎn)控制 點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制 圖

8、b是用選擇開關(guān)SA斷開或接通自鎖回路，既能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)也能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電路。 圖c是用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，SB2實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的電路。 正反轉(zhuǎn)控制線路如圖所示線路中，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，KM2線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。但若在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，又按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB3，KM2線圈也能通電并自鎖，這時(shí)KM1與KM2主觸點(diǎn)都閉合，將會(huì)使主電路發(fā)生兩相電源短路事故。正反轉(zhuǎn)控制線路如圖b所示線路就能避免上述事故的發(fā)生，它將接觸器KM1與KM2常閉觸點(diǎn)分別串接在對(duì)方線圈電路中，形成相互制約的控制，稱為互鎖或聯(lián)鎖控制。這種利用接觸器（

9、或繼電器）常閉觸點(diǎn)的互鎖稱為電氣互鎖。正反轉(zhuǎn)控制線路為什么要采用機(jī)械互鎖？自動(dòng)往返正反轉(zhuǎn)控制 順序控制 在左圖中，M1為油泵電動(dòng)機(jī)，M2為主軸電動(dòng)機(jī)。由圖可見，接觸器KM2的線圈電路中串入了接觸器KM1的常開輔助觸點(diǎn)，這樣只有當(dāng)接觸器KM1線圈通電，常開觸點(diǎn)閉合后，才允許KM2線圈通電，即電動(dòng)機(jī)M1先啟動(dòng)后才允許電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)。將接觸器KM2的常開觸點(diǎn)并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)M1的停止按鈕SB1兩端，這樣當(dāng)接觸器KM2通電，電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，SB1被KM2的常開觸點(diǎn)短接，不起作用，只有當(dāng)接觸器KM2斷電，SB1才能起作用，油泵電動(dòng)機(jī)M1才能停止。這樣就實(shí)現(xiàn)了按順序啟動(dòng)、按順序停止的聯(lián)鎖控制。電路解讀P64

10、.10三臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)逆序停止電路？2.2三相異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路 較大容量的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)因啟動(dòng)電流較大，一般都采用降壓啟動(dòng)。 星三角降壓啟動(dòng)控制線路 左圖為星三角降壓啟動(dòng)控制線路。當(dāng)合上刀開關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM1、KM3、KT線圈同時(shí)通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)接成星形啟動(dòng)，同時(shí)時(shí)間繼電器開始定時(shí)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，KT動(dòng)作，KT的常閉觸點(diǎn)斷開，KM3線圈斷電，其主觸點(diǎn)斷開；同時(shí)KT的常開觸點(diǎn)閉合，KM2線圈通電并自鎖，其主觸點(diǎn)閉合，使電動(dòng)機(jī)接成三角形全壓運(yùn)行。當(dāng)KM2通電吸合后，KM2常閉觸點(diǎn)斷開，使KT線圈斷電，避免時(shí)間繼電器長期工作。KM2、KM3常閉觸點(diǎn)實(shí)

11、現(xiàn)互鎖控制，防止星形和三角形同時(shí)接通造成電源短路。2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路 三相異步電動(dòng)機(jī)切斷電源后，由于慣性的作用，總要經(jīng)過一段時(shí)間才能完全停下來。而有些生產(chǎn)機(jī)械要求迅速、準(zhǔn)確地停車，這就要求對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫制動(dòng)。制動(dòng)的方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。機(jī)械制動(dòng)采用機(jī)械抱閘或液壓裝置制動(dòng)；電氣制動(dòng)是產(chǎn)生一個(gè)與原來轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。常用的電氣制動(dòng)方法有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)在三相電動(dòng)機(jī)停車切斷三相電源的同時(shí)，將一直流電源接入定子繞組，產(chǎn)生一個(gè)靜止的磁場，以慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子切割該磁場，產(chǎn)生一與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)轉(zhuǎn)子起制動(dòng)作用，制動(dòng)結(jié)束后切除直流電源。反接制動(dòng)控制線路實(shí)質(zhì)上是改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中三相電源相序，產(chǎn)生一與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的反向啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行制動(dòng)。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，首先將三相電源相序切換，然后在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，將電源及時(shí)切除。采用速度繼電器來判斷電動(dòng)機(jī)的零速點(diǎn)并及時(shí)切斷三相電源。雙速電動(dòng)機(jī)的控制 雙速電動(dòng)機(jī)的定子繞組的連接方式常用的有兩種：一種是繞組從單星形改成雙星形(b-c)，另一種是從三角形改成雙星形(a-c)，這兩種接法都能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的磁極