電氣控制與PLC應(yīng)用 第二章 電氣控制電路的基本環(huán)節(jié)

第二章電氣控制電路

根本環(huán)節(jié)第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖第二節(jié)電氣控制電路根本控制規(guī)律第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制第六節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣控制第七節(jié)電氣控制系統(tǒng)常用的維護(hù)環(huán)節(jié)第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電器布置圖與安裝接線圖。一、電氣圖常用的圖形符號(hào)、文字符號(hào)和接線端子標(biāo)志二、電氣原理圖電氣原理圖是用來表示電路各電氣元件中導(dǎo)電部件的聯(lián)接關(guān)系和任務(wù)原理的圖。〔一〕繪制電氣原理圖的原那么：1．圖中一切的元器件都應(yīng)采用國家一致規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。2．電氣原理圖的組成電氣原理圖由主電路和輔助電路組成。3．電源線的畫法4．原理圖中電氣元件的畫法5．電氣原理圖中電氣觸頭的畫法例：CW6132型普通車床電氣原理圖圖2-1CW6132型普通車床電氣原理圖6．原理圖的規(guī)劃7．線路銜接點(diǎn)、交叉點(diǎn)的繪制8．原理圖的繪制要層次清楚，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，節(jié)省銜接導(dǎo)線以及安裝、維修方便。〔二〕關(guān)于電氣原理圖圖面區(qū)域的劃分為了便于確定原理圖的內(nèi)容和組成部分在圖中的位置，常在圖紙上分區(qū)。豎邊方面用大寫拉丁字母編號(hào)，橫邊用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)?！踩忱^電器、接觸器觸頭位置的索引電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應(yīng)觸點(diǎn)所在圖中位置的索引代號(hào)，索引代號(hào)用圖面區(qū)域號(hào)表示。〔四〕電氣圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注電氣圖中各電氣元器件和型號(hào)，常在電氣原理圖中電器元件文字符號(hào)下方標(biāo)注出來。三、電器布置圖電器元件布置圖是用來闡明電氣原理圖中各元器件的實(shí)踐安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。電器元件的布置應(yīng)留意以下幾方面：1〕體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器安裝板的上面。2〕強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。3〕需求經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。4〕電器元件的布置應(yīng)思索整齊、美觀、對(duì)稱。外形尺寸與構(gòu)造類似的電器安裝在一同，以利安裝和配線。5〕電器元件布置不宜過密，應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。例：CW6132型車床控制盤電器布置圖圖2-2CW6132型車床控制盤電器布置圖例：CW6132型車床電氣設(shè)備安裝布置圖圖2-3CW6132型車床電氣設(shè)備安裝布置圖四、安裝接線圖安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和缺點(diǎn)處置，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一同運(yùn)用。電氣接線圖的繪制原那么是：1〕各電氣元件均按實(shí)踐安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)踐尺寸以一致比例繪制。2〕一個(gè)元件中一切的帶電部件均畫在一同，并用點(diǎn)劃線框起來，即采用集中表示法。3〕各電氣元件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必需與電氣原理圖一致，并符合國家規(guī)范。4〕各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號(hào)，各接線端子的編號(hào)必需與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號(hào)相一致。5〕繪制安裝接線圖時(shí)，走向一樣的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。例：電氣安裝接線圖圖2-4CW6132型車床電氣互連圖第二節(jié)電氣控制電路根本控制規(guī)律由繼電器接觸器所組成的電氣控制電路，根本控制規(guī)律有自鎖與互鎖的控制、點(diǎn)動(dòng)與延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制、多地聯(lián)鎖控制、順序控制與自動(dòng)循環(huán)的控制等。一、自鎖與互鎖的控制自鎖與互鎖的控制統(tǒng)稱為電氣的聯(lián)鎖控制，在電氣控制電路中運(yùn)用非常廣泛，是最根本的控制。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路圖2-5為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路轉(zhuǎn)換開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路圖2-6轉(zhuǎn)換開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖2-7三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路a)無互鎖電路b)具有電氣互鎖電路c)具有雙重互鎖電路二、點(diǎn)動(dòng)與延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制圖2-8電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路a)根本點(diǎn)動(dòng)控制電路b)開關(guān)選擇運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的電路c)兩個(gè)按扭控制的電路三、多地聯(lián)鎖控制圖2-9多地控制電路圖四、順序控制主電路中實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)電路圖2-11兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序控制電路圖a按順序起動(dòng)電路b按順序起動(dòng)、停頓的控制電路按順序起動(dòng)與停頓的控制電路時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路圖2-12時(shí)間繼電器控制的順序起動(dòng)電路五、自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制圖2-13自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制a機(jī)床任務(wù)臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)表示圖b自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制電路第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制全壓起動(dòng)：起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接在額定電壓的交流電源上。適用于容量在10kw及其以下的三相異步電動(dòng)機(jī)。減壓起動(dòng)：啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)起來后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之運(yùn)轉(zhuǎn)在額定電壓下。適用于容量超越10kw的電動(dòng)機(jī)。減壓起動(dòng)減小了起動(dòng)電流，減小線路的電壓降，也就能減小起動(dòng)起動(dòng)時(shí)對(duì)線路的影響。減壓起動(dòng)適用于空載或輕載下起動(dòng)：緣由是電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是與定子端電壓平方成正比，使得電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)減小。減壓起動(dòng)的方式有：星型—三角形減壓起動(dòng)、自耦變壓器減壓起動(dòng)、軟起動(dòng)、延邊三角形減壓起動(dòng)、定子串電阻減壓起動(dòng)等。一、星形—三角形減壓起動(dòng)控制圖2-14QX4系列自動(dòng)星形—三角形起動(dòng)器電路表2-1QX4系列自動(dòng)星形—三角形起動(dòng)器技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)控制電動(dòng)機(jī)功率/KW額定電流/A熱繼電器額定電流/A時(shí)間繼電器整定值/SQX4--171317263315191113QX4--30223842．55825341517QX4--5540557710545612024QX4--75751428530QX4--125125260100~16014~60二、自耦變壓器減壓起動(dòng)控制圖2-15XJ01系列自耦減壓起動(dòng)電路圖型號(hào)被控制電動(dòng)機(jī)功率/KW最大工作電流/A自耦變壓器功率/KW電流互感器變比熱繼電器整定電流/AXJ01—14XJ01—20XJ01—28XJ01—40XJ01—55XJ01—75XJ01—80XJ01—95XJ01—100142028405575809510028405877110142152180190142028405575115115115————————————300/5300/5300/5324063851201422．83．23．5表2-2XJ01系列自耦減壓起動(dòng)器技術(shù)數(shù)據(jù)三、三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制圖2-16時(shí)間原那么控制轉(zhuǎn)子電阻起動(dòng)電路第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制

三相異步電動(dòng)機(jī)停車時(shí)會(huì)出現(xiàn)的問題：從切除電源到完全停頓旋轉(zhuǎn)，由于機(jī)械慣性，需求經(jīng)過一段時(shí)間，這種情況往往不能滿足消費(fèi)機(jī)械要求迅速停車的要求，也會(huì)影響消費(fèi)率的提高。因此應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)展制動(dòng)控制。制動(dòng)控制的方法：機(jī)械制動(dòng)、電氣制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)：用機(jī)械安裝消費(fèi)機(jī)械力來強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停車。電氣制動(dòng)：使電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動(dòng)作用。電氣制動(dòng)有：反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、再生制動(dòng)、以及派生的電容制動(dòng)。一、電動(dòng)機(jī)單向反接制動(dòng)控制圖2-17電動(dòng)機(jī)單向反接制動(dòng)控制電路二、電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制圖2-18電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制電路三、電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)控制圖2-19電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間原那么能耗制動(dòng)控制電路四、電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)控制圖2-20速度原那么控制電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)電路五、無變壓器單管能耗制動(dòng)控制圖2-21電動(dòng)機(jī)無變壓器單管能耗制動(dòng)電路第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制

三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=60f1(1-s)/p1調(diào)速方法：有變極對(duì)數(shù)、變轉(zhuǎn)差率和變頻調(diào)速三種。變極調(diào)速：經(jīng)過接觸器觸頭來改動(dòng)電動(dòng)機(jī)繞組的接線方式，以獲得不同的極對(duì)數(shù)來到達(dá)調(diào)速的目的。僅適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速：經(jīng)過調(diào)理定子電壓、改動(dòng)轉(zhuǎn)子電路中的電阻以及采用串極調(diào)速來實(shí)現(xiàn)。變頻調(diào)速：現(xiàn)代電力傳動(dòng)的一個(gè)主要開展方向。一、三相籠型電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制圖2-22雙速電動(dòng)機(jī)三相繞組銜接圖圖2-23雙速電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制電路二、三相繞線型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制圖2-24凸輪控制器控制電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路三、三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制變頻調(diào)速原理由三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：只需延續(xù)改動(dòng)電動(dòng)機(jī)交流電源的頻率f1，就可實(shí)現(xiàn)延續(xù)調(diào)速。交流電源的額定頻率50Hz，所以變頻調(diào)速有額定頻率以下調(diào)速和額定頻率以上調(diào)速兩種：1．額定頻率以下的調(diào)速2．額定頻率以上的調(diào)速第六節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電氣控制一、直流電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)起動(dòng)控制圖2-25為直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻單向旋轉(zhuǎn)起動(dòng)電路二、直流電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)控制圖2-26直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路三、直流電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)控制圖2-27直流電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)電路四、直流電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制圖2-28直流電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)反接制動(dòng)控制電路圖2-29反接時(shí)的電樞電路五、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制圖2-30改動(dòng)勵(lì)磁電流的調(diào)速控制電路第七節(jié)電氣控制系統(tǒng)常用的維護(hù)環(huán)節(jié)一、短路維護(hù)二、過電流維護(hù)缺點(diǎn)電流可達(dá)額定電流的十幾到幾十倍。短路維護(hù)要求具有瞬動(dòng)特性。常用熔斷器、低壓斷路器進(jìn)展維護(hù)。超越額定電流，普通比短路電流小，不超越6倍額定電流。常用過電流繼電器與接觸器配合來實(shí)現(xiàn)。三、過載維護(hù)四、失電壓維護(hù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流大于其額定電流，但在1.5倍額定電流以內(nèi)。過載維護(hù)安裝要求具有反時(shí)限特性。常用熱繼電器作過載維護(hù)。失電壓維護(hù)：為防止電壓回復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)或電器元件自行投入任務(wù)而設(shè)置的維護(hù)。接觸器和按鈕控制的起動(dòng)、停頓就是失電壓維護(hù)。五、欠電壓維護(hù)六、過電壓維護(hù)欠電壓維護(hù)：當(dāng)電源電壓降到60%~80%額定電壓時(shí)，將電動(dòng)機(jī)電源切除而停頓任務(wù)。通常有：接觸器及按鈕控制的方式，還可用欠電壓繼電器進(jìn)展欠壓維護(hù)。通常是在線圈兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻串電容或二極管串電阻，以構(gòu)成一個(gè)放電回路，來實(shí)現(xiàn)過電壓維護(hù)。八、其它維護(hù) 七、直流電動(dòng)機(jī)的弱磁維護(hù)通常是在線圈兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻串電容或二極管串電阻，以構(gòu)成一個(gè)放電回路，來實(shí)現(xiàn)過電壓的維護(hù)。除以上維護(hù)外，還有