电气控制线路

1、PLC原理及应用11.电气控制线路的图形符号及绘制原则电气控制线路的图形符号及绘制原则2.三相笼型异步电动机的基本控制线路三相笼型异步电动机的基本控制线路3.三相笼型异步电动机的降压启动控制线路三相笼型异步电动机的降压启动控制线路4.三相笼型异步电动机的制动控制线路三相笼型异步电动机的制动控制线路5.三相笼型异步电动机的速度控制线路三相笼型异步电动机的速度控制线路6.变频调速与变频器的使用变频调速与变频器的使用7.电气控制线路的简单设计法电气控制线路的简单设计法8.典型生产机械电气控制线路分析典型生产机械电气控制线路分析电气控制线路电气控制线路基础基础本章内容本章内容PLC原理及应用21. 定

2、义定义n 什么是电气控制线路？什么是电气控制线路？l 把接触器、继电器、按钮、行程开关、保护元件和把接触器、继电器、按钮、行程开关、保护元件和被控对象等电器元件，根据一定的控制方式用导线被控对象等电器元件，根据一定的控制方式用导线连接起来组成的自动控制线路称为电气控制线路。连接起来组成的自动控制线路称为电气控制线路。2. 作用作用n 对被控对象实现自动控制，以满足生产工艺的对被控对象实现自动控制，以满足生产工艺的要求和实现生产过程自动化。要求和实现生产过程自动化。电气控制线路电气控制线路基础基础概概 述述PLC原理及应用31. 概述概述n 电气控制线路图电气控制线路图l 定义：定义：为了表达生

3、产机械的电气控制系统的结构、为了表达生产机械的电气控制系统的结构、原理等设计意图，为了便于电气系统的安装、调试、原理等设计意图，为了便于电气系统的安装、调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电器元件及使用和维修，需要将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这种图就是电其连接线路用一定的图形表达出来，这种图就是电气控制系统图。气控制系统图。l 种类：种类：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图电气原理图、电器布置图和电气安装接线图 l 绘制原则：绘制原则：应根据简明易懂的原则，采用统一规定应根据简明易懂的原则，采用统一规定的图形符号、文字符号和标准画法来绘制。的图形符号、文

4、字符号和标准画法来绘制。电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用42. 常用电气图形符号和文字符号常用电气图形符号和文字符号n 电气图形符号和文字符号的国家标准电气图形符号和文字符号的国家标准l 演化历史演化历史l 现状现状 图形符号基本上是统一的国家标准图形符号基本上是统一的国家标准GB/T4728。 文字符号还在使用已废止的文字符号还在使用已废止的GB 71591987电气技术中电气技术中的文字符号制订通则的文字符号制订通则 n 目前电气图形符号和文字符号相关的国家标准目前电气图形符号和文字符号相

5、关的国家标准介绍介绍 GB/T4728、GB/T5465、GB/T20063、GB/T5094、 GB/T20939、 GB/T6988。 本教材是第一本全面采用电气文字符号新国家标准的教材本教材是第一本全面采用电气文字符号新国家标准的教材电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用53.电气控制线路图的绘制原则电气控制线路图的绘制原则n绘制电气原理图时应遵循的原则绘制电气原理图时应遵循的原则 l 电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。l 主电路主电路是电气控制线

6、路中大电流通过的部分，包括是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由刀开关、从电源到电机之间相连的电器元件；一般由刀开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。动机等组成。l 辅助电路辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、接触器和继电器

7、的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。保护电器触点等组成。 电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用63.电气控制线路图的绘制原则电气控制线路图的绘制原则n绘制电气原理图时应遵循的原则绘制电气原理图时应遵循的原则 l电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。符号和文字符号表示。l电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图

8、面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。到下，从左到右排列。l电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号

9、来区别。如两个接触器，可用数字序号来区别。如两个接触器，可用QA1、QA2文字符号区别。文字符号区别。电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用73. 电气控制线路图的绘制原则电气控制线路图的绘制原则n 绘制电气原理图时应遵循的原则绘制电气原理图时应遵循的原则 l 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。对于继电器、接触器的没有外力作用时的状态画出。对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄触点，按其线

10、圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。按未受外力作用时的状态画出。l 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转时针方向旋转90，但文字符号不可倒置。，但文字符号不可倒置。电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控

11、制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用83. 电气控制线路图的绘制原则电气控制线路图的绘制原则n 图面区域的划分图面区域的划分l 图纸上方的图纸上方的1、2、3等数字是图区的编号，它是为等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。置的。图区编号也可设置在图的下方。l 图区编号下方的文字表明它对应的下方元件或电路的图区编号下方的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利

12、于理解全部电路的工作原理。功能，以利于理解全部电路的工作原理。电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用93. 电气控制线路图的绘制原则电气控制线路图的绘制原则n符号位置的索引符号位置的索引l当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用。当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用。l接触器、继电器的线圈、触点的索引方法接触器、继电器的线圈、触点的索引方法接触器接触器继电器继电器电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用

13、10电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用114.电气安装接线图电气安装接线图n什么是电气安装接线图？作用？什么是电气安装接线图？作用？n一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用。一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用。n绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：l必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。l各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一

14、个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致。等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致。l不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。l走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。画连接走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。线时，应

15、标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用125.电器元件布置图电器元件布置图n什么是电器元件布置图？作用？什么是电器元件布置图？作用？n电器元器件布置图的设计应遵循以下原则：电器元器件布置图的设计应遵循以下原则：l必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图。必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图。l相同类型的电器元件布置时，应把体积较大和较重的安装在控相同类型的电器元件布置时，应把体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方。制柜或面板的下方。l发热

16、的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，但热继发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，但热继电器一般安装在接触器的下面，以方便与电机和接触器的连接。电器一般安装在接触器的下面，以方便与电机和接触器的连接。l需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作。仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作。l强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入。入。l电器元器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观。电器元

17、器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观。电气控制线路电气控制线路基础基础2.1电气控制线路图的图形、电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则文字符号及绘制原则PLC原理及应用131. 概述概述n 三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大。三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大。n 其电气控制线路图大都由继电器接触器和按钮其电气控制线路图大都由继电器接触器和按钮等有触点的电器组成。等有触点的电器组成。电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用142.全压启动控制线路全压启动控制线路n这是最基本的电动机控这是最基

18、本的电动机控制线路。是任何一个电制线路。是任何一个电气工程师需要熟记于心气工程师需要熟记于心的电路。的电路。n组成：组成：l 主电路主电路l 控制电路控制电路电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用152.全压启动控制线路全压启动控制线路n工作原理工作原理l启动时，合上启动时，合上QA0，主电路，主电路引入三相电源。引入三相电源。l按下启动按钮按下启动按钮SF2。l重要概念：重要概念：这种依靠接触器这种依靠接触器本身辅助触点使其线圈保持本身辅助触点使其线圈保持通电的现象称为通电的现象称为自锁自锁。起自。起自锁作用的

19、触点称为自锁触点。锁作用的触点称为自锁触点。l按停止按钮按停止按钮SF1。l松开停止按钮松开停止按钮SF1，控制电，控制电路又回到启动前的状态。路又回到启动前的状态。电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用162.全压启动控制线路全压启动控制线路n控制线路的保护环节控制线路的保护环节l 短路保护：短路保护：FA 达不到过载保护的目的。因为熔断器的规格是根据电动达不到过载保护的目的。因为熔断器的规格是根据电动机的启动电流大小作适当选择的机的启动电流大小作适当选择的;另一方面熔断器的保另一方面熔断器的保护特性分散性很大

20、，即使是同一种规格的熔断器，其特护特性分散性很大，即使是同一种规格的熔断器，其特性曲线也往往很不相同。性曲线也往往很不相同。l 过载保护：过载保护：BB 过载保护的特点是：负载电流越大，保护动作时间越快。过载保护的特点是：负载电流越大，保护动作时间越快。但不能受电动机启动电流影响而动作。只有过载时间比但不能受电动机启动电流影响而动作。只有过载时间比较长时，热继电器动作。较长时，热继电器动作。l 失压和欠压保护：失压和欠压保护： QA 电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用173.正反转控制线路正反转控制线路n生产

21、实际的需要生产实际的需要n工作原理工作原理借助正反向接触器借助正反向接触器改变电动机定子绕改变电动机定子绕组相序来实现正反组相序来实现正反向工作。向工作。n工作过程工作过程l基本控制线路基本控制线路（不能使用）（不能使用）l正停反正停反 重要概念：重要概念：互锁互锁l正反停正反停电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用184.点动控制线路点动控制线路n生产实际的需要生产实际的需要n工作过程工作过程电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用

22、195.多点控制线路多点控制线路n生产实际的需要生产实际的需要n工作过程工作过程 多点控制按钮的连接原则多点控制按钮的连接原则: 常开按钮要并联，即逻常开按钮要并联，即逻辑辑“或或”的关系；常闭停止的关系；常闭停止按钮应串联，即逻辑按钮应串联，即逻辑“与非与非”的关系。的关系。电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用206.顺序控制线顺序控制线路路n生产实际的生产实际的需要需要n类型类型l基于动作基于动作先后顺序先后顺序l基于时间基于时间控制控制n工作过程工作过程电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步

23、电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用217.自动循环控制线路自动循环控制线路n工作过程工作过程n生产实际的需要生产实际的需要电气控制线路电气控制线路基础基础2.2 三相笼型异步电动机的三相笼型异步电动机的基本控制线路基本控制线路PLC原理及应用221.概述概述n为什么要进行降压启动控制？为什么要进行降压启动控制？ 较大容量的笼型异步电动机（大于较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）直接启）直接启动时，电流为其标称额定电流的动时，电流为其标称额定电流的48倍，启动电流较大，倍，启动电流较大，会对电网产生巨大冲击，所以一般都采用降压方式来会对电网产生巨大冲击，所以

24、一般都采用降压方式来启动。启动。n降压启动的过程降压启动的过程n降压启动方法降压启动方法l定子电路串电阻（或电抗）定子电路串电阻（或电抗）l星形星形三角形三角形l自耦变压器自耦变压器l延边三角形延边三角形l使用软启动器使用软启动器l使用变频器使用变频器 电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用232.星形星形三角形降压启动控制线路三角形降压启动控制线路n 降压启动原理降压启动原理l 启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的机每相绕组上的电压为额

25、定值的 。l Y形连接时，加在电动机定子绕组上的启动电形连接时，加在电动机定子绕组上的启动电流是流是连接时的连接时的1/3，从而减小了启动电流对电从而减小了启动电流对电网的影响。当转速接近额定转速时，定子绕组网的影响。当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。转。电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路3/1PLC原理及应用24电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路工作过程工作过程 主电

26、路为主电路为什么像这什么像这样连接？样连接？PLC原理及应用252.星形星形三角形降压启动控制线路三角形降压启动控制线路n特点和适用场合特点和适用场合l优点：启动电流特性好优点：启动电流特性好(1.82.6Ie)，结构简单，价格低；，结构简单，价格低；l缺点：由于启动转矩也降低到了原来的缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。，所以转矩特性差。l适合于轻载或空载启动的场合。适合于轻载或空载启动的场合。电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用263.自耦变压器降压启动控制线路自耦变压器降压启动控

27、制线路n降压启动原理降压启动原理n工作过程工作过程 电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用273.自耦变压器降压启动控制线路自耦变压器降压启动控制线路n特点及适用场合特点及适用场合l优点：启动时对电网的电流冲击小优点：启动时对电网的电流冲击小(1.74Ie)，功率损耗小。，功率损耗小。l缺点：自耦变压器相对结构复杂，价格较高。缺点：自耦变压器相对结构复杂，价格较高。l这种线路主要用于较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的这种线路主要用于较大容量的电动机，以减小启动电流对电网的影响。影响。电气控制线路电气控制

28、线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用284.软启动器及其使用软启动器及其使用n使用场合及特点使用场合及特点l在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动装置，它采用电子在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动装置，它采用电子启动方法。启动方法。l主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调节，另外还具有对电动机和软启动器本身的热保护、限制转矩调节，另外还具有对电动机和软启动器本身的热保护、限制转矩和电流冲击、三相电源不平衡、缺相、断相等保护功能和实时检和电流冲击

29、、三相电源不平衡、缺相、断相等保护功能和实时检测并显示如电流、电压、功率因数等参数的功能。测并显示如电流、电压、功率因数等参数的功能。n原理：原理：利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通角，改变其输出电压，达到通过调压方式来控制启动电通角，改变其输出电压，达到通过调压方式来控制启动电流和启动转矩。流和启动转矩。电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用292.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础

30、PLC原理及应用304.软启动器及其使用软启动器及其使用n软启动器的控制功能软启动器的控制功能l 斜坡升压启动方式斜坡升压启动方式 可设定启动初始电压可设定启动初始电压Uqo和启动时间和启动时间t1。 关闭电流反馈，属关闭电流反馈，属开环控开环控制方式制方式，在电动机启动过，在电动机启动过程中，电压线性逐渐增加，程中，电压线性逐渐增加，在设定的时间内达到额定在设定的时间内达到额定电压。电压。电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用31l转矩控制及启动电流限制启动方式转矩控制及启动电流限制启动方式 可设定启动初始

31、力矩可设定启动初始力矩Tqo、启动阶段、启动阶段力矩限幅力矩限幅TLI、力矩斜坡上升时间、力矩斜坡上升时间t1和启动电流限幅和启动电流限幅ILI。 引入电流反馈，通过计算间接得到负引入电流反馈，通过计算间接得到负载转矩，属载转矩，属闭环控制方式闭环控制方式。由于控制。由于控制目标为转矩，故软启动器输出电压为目标为转矩，故软启动器输出电压为非线性上升。非线性上升。 使电动机以最佳的启动加速度、以最使电动机以最佳的启动加速度、以最快的时间完成平稳的启动，是应用最快的时间完成平稳的启动，是应用最多的启动方式。多的启动方式。2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路电

32、气控制线路电气控制线路基础基础PLC原理及应用32l 电压提升脉冲启动方式电压提升脉冲启动方式 可设定电压提升脉冲限幅可设定电压提升脉冲限幅ULI。升压脉冲宽度一般为升压脉冲宽度一般为5个电源个电源周波，即周波，即100ms。 在启动开始阶段，晶闸管在在启动开始阶段，晶闸管在极短时间内按设定升压幅值极短时间内按设定升压幅值启动，可得到较大的启动转启动，可得到较大的启动转矩，此阶段结束后，转入转矩，此阶段结束后，转入转矩控制及启动电流限制启动。矩控制及启动电流限制启动。 适用于重载并需克服较大静适用于重载并需克服较大静摩擦的启动场合。摩擦的启动场合。电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼

33、型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用33l 转矩控制软停车方式转矩控制软停车方式 转矩控制软停车方式，是在停转矩控制软停车方式，是在停车过程中，匀速调整电动机转车过程中，匀速调整电动机转矩的下降速率，实现平滑调速。矩的下降速率，实现平滑调速。 减速时间减速时间t1可设定。可设定。逐渐降低软启动器的输出电压，最终切断电源，这一过程时间较长且一般逐渐降低软启动器的输出电压，最终切断电源，这一过程时间较长且一般大于自由停车时间，故称为大于自由停车时间，故称为软停车方式软停车方式。PLC原理及应用34l 制动停车方式制动停车方式 当电动机需要快速停机当电动机需

34、要快速停机时，软启动器具有能耗时，软启动器具有能耗制动功能。制动功能。 在实施能耗制动时，软在实施能耗制动时，软启动器向电动机定子绕启动器向电动机定子绕组通入直流电，由于软组通入直流电，由于软启动器是通过晶闸管对启动器是通过晶闸管对电动机供电因此很容易电动机供电因此很容易通过改变晶闸管的控制通过改变晶闸管的控制方式而得到直流电。方式而得到直流电。 制动电流制动电流IL1的幅值和加的幅值和加入时间入时间t1可设定。可设定。PLC原理及应用354.软启动器及其使用软启动器及其使用n使用举例：使用举例：TE的的Altistart46l 具有通用软启动器的各种功能具有通用软启动器的各种功能l 端子功能

35、端子功能L1/L2/L3：软启动器主电源进线端子：软启动器主电源进线端子T1/T2/T3: 连接电动机的出线端子连接电动机的出线端子A1/B1/C1,A2/B2/C2: 软启动器三相晶闸管两端软启动器三相晶闸管两端引出端子引出端子PL：软启动器为外部逻辑输入提供的：软启动器为外部逻辑输入提供的+24V电源电源L+ ： 软启动器逻辑输出部分的外接输入电源软启动器逻辑输出部分的外接输入电源STOP,RUN：分别为软停车和软启动控制信号：分别为软停车和软启动控制信号C和和400：软启动器控制电源进线端子：软启动器控制电源进线端子电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步

36、电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用36 KF1,KF2输出继电器的作用输出继电器的作用KF1:可编程输出继电器，可作为故障继电器或可编程输出继电器，可作为故障继电器或隔离继电器。隔离继电器。当当KF1设置为设置为故障继电器故障继电器时，当软启动器控制电时，当软启动器控制电源上电时，源上电时，KF1闭合，当软启动器发生故障时，闭合，当软启动器发生故障时，KF1断开；断开；当当KF1设置为设置为隔离继电器隔离继电器时，若软启动器接收到时，若软启动器接收到启动信号，启动信号，KF1闭合，当闭合，当软启动器软停车结束、软启动器软停车结束、软启动器在自由停车模式下接收到停车信号、在软启

37、动器在自由停车模式下接收到停车信号、在运行过程中出现故障运行过程中出现故障，KF1断开。断开。KF2：启动结束继电器。当软启动器完成启动过启动结束继电器。当软启动器完成启动过程后，程后，KF2闭合，当软启动器闭合，当软启动器接收到停车信号或接收到停车信号或出现故障出现故障时，时，KF2断开。断开。2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础PLC原理及应用37PLC原理及应用382.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础PLC原理及应用394.软启动器及其使用软启动

38、器及其使用n使用举例：使用举例：TE的的Altistart46l 单台软启动器启动多台电机举例单台软启动器启动多台电机举例 注意外部旁路的区别注意外部旁路的区别 KF1,KF2输出继电器的作用输出继电器的作用在一台电动机启动结束后，软启动器被外部旁路。在一台电动机启动结束后，软启动器被外部旁路。KF1和和KF2都断开。都断开。电气控制线路电气控制线路基础基础2.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路PLC原理及应用40PLC原理及应用412.3 三相笼型异步电动机降三相笼型异步电动机降压启动控制线路压启动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础PLC原理及应用

39、42 软启动过程：软启动过程：SF2QA1软启动器软启动器。 SF12QA11KF5KF1KF3 QA11自锁自锁M1结束后结束后KF2KF4 QA12KF1KF3QA11软启动器空闲软启动器空闲自由停车过程：自由停车过程： SF11QA12M1电机自由停车电机自由停车 M2电机的启、停过程电机的启、停过程与与MI类似。类似。 为防止软启动器带两台电动机同时启动，为防止软启动器带两台电动机同时启动，QA11和和QA21线线圈回路增加有互锁触点。圈回路增加有互锁触点。PLC原理及应用431.概述概述n为什么要进行制动控制？为什么要进行制动控制？n制动方法制动方法l 机械的机械的l 电气的电气的

40、反接制动反接制动 能耗制动能耗制动 使用软启动器或变频器中的制动功能使用软启动器或变频器中的制动功能电气控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用442.反接制动控制线路反接制动控制线路n工作原理工作原理l切断电源并加入反相序的电源切断电源并加入反相序的电源l注意事项注意事项限制冲击电流限制冲击电流及时切除反向电源及时切除反向电源n特点及适用场合特点及适用场合l特点：特点：制动迅速，效果好，冲击大。制动迅速，效果好，冲击大。l适用场合：适用场合：通常仅适用于通常仅适用于10 kW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。 电气

41、控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用452.反接制动控制反接制动控制线路线路n单向运行单向运行反接制动反接制动控制线路控制线路l工作工作过程过程讲解讲解 电气控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用462.反接制动控制线路反接制动控制线路n具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线路具有反接制动电阻的可逆运行反接制动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用47l 正向

42、启动正向启动 SF2KF3QA1QA1电动机降压启动电动机降压启动转速上转速上升到一定值时升到一定值时BS1BS1KF1KF1QA3QA3RARA被短接被短接电动机全压下升速到额定值。电动机全压下升速到额定值。l 正向停止正向停止SF1KF3KF3、QA1QA1、QA3QA3QA2QA2在接有在接有RARA的情况下制动的情况下制动转速下降到一定值转速下降到一定值KF1KF1QA2QA2制动结束制动结束2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础PLC原理及应用483.能耗制动控制线路能耗制动控制线路n工作原理工作原理l所谓能耗制动，就是在

43、电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场加一个直流电压，即通入直流电流，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。的作用以达到制动的目的。n实现方法实现方法l根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制；根据能耗制动时间控制原则，可用时间继电器进行控制；l也可以根据能耗制动速度原则，用速度继电器进行控制。也可以根据能耗制动速度原则，用速度继电器进行控制。 电气控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用

44、493.能耗制动控制能耗制动控制线路线路n单向运行能耗单向运行能耗制动控制线路制动控制线路 l以时间控制以时间控制原则进行控原则进行控制；制；电气控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用50l以速度原则进行控制。以速度原则进行控制。2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路电气控制线路电气控制线路基础基础PLC原理及应用513.能耗制动控制线路能耗制动控制线路n可逆运行能耗制动控制线路可逆运行能耗制动控制线路2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路电气控制线路电气控制线

45、路基础基础PLC原理及应用52n能耗制动和反接制动的比较能耗制动和反接制动的比较l 能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制线路相接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂。对比较复杂。l 能耗制动一般适用于电动机容量较大；启动、制动频能耗制动一般适用于电动机容量较大；启动、制动频繁的场合。反接制动一般适合于电动机容量较小和不繁的场合。反接制动一般适合于电动机容量较小和不频繁制动的场合。频繁制动的场

46、合。电气控制线路电气控制线路基础基础2.4 三相笼型异步电动机制三相笼型异步电动机制动控制线路动控制线路PLC原理及应用531.概述概述n电气调速方法电气调速方法l 三相笼型异步电动机转速公式：三相笼型异步电动机转速公式：l 调速方法调速方法 改变改变p：变极调速有级调速，简单，适用于要求：变极调速有级调速，简单，适用于要求不高的一般场合。不高的一般场合。 改变改变s：滑差电机已淘汰。：滑差电机已淘汰。 改变改变f：变频调速调速性能最好，使用广泛的调速：变频调速调速性能最好，使用广泛的调速方法方法。电气控制线路电气控制线路基础基础2.5 三相笼型异步电动机速三相笼型异步电动机速度控制线路度控制

47、线路psfsnn)1 (60)1 (10PLC原理及应用542.变极调速控制线路变极调速控制线路n变极方法变极方法电气控制线路电气控制线路基础基础2.5 三相笼型异步电动机速三相笼型异步电动机速度控制线路度控制线路PLC原理及应用552.变极调速控变极调速控制线路制线路问题：问题：想一想想一想QA3的的作用？作用？电气控制线路电气控制线路基础基础2.5 三相笼型异步电动机速三相笼型异步电动机速度控制线路度控制线路PLC原理及应用561.变频调速的基本概念变频调速的基本概念n什么是变频调速？什么是变频调速？n上世纪上世纪80年代前，什么因素制约了变频调速的发展？年代前，什么因素制约了变频调速的发

48、展？n变频调速的特点变频调速的特点l 使用标准电机使用标准电机l 连续调速连续调速l 启动电流小启动电流小l 保护功能齐全保护功能齐全电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用572.变频器的类型变频器的类型n根据变流环节分类根据变流环节分类l交直交变频器交直交变频器大多数变频器都属于交直交型大多数变频器都属于交直交型 l交交变频器交交变频器n根据直流电路的滤波方式分类根据直流电路的滤波方式分类 l电压型变频器电压型变频器l电流型变频器电流型变频器电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用P

49、LC原理及应用582.变频器的类型变频器的类型n根据控制方式分类根据控制方式分类l V/f控制控制 基本概念基本概念开环控制开环控制 原因：原因：仅改变频率，将会产生由弱励磁引起的仅改变频率，将会产生由弱励磁引起的转矩不足或由过励磁引起的磁饱和现象，使电转矩不足或由过励磁引起的磁饱和现象，使电动机功率因数和效率显著下降。动机功率因数和效率显著下降。 控制机理：控制机理：改变频率的同时控制变频器输出电改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，在较广范围内压，使电动机的磁通保持一定，在较广范围内调速运转时，电动机的功率因数和效率不下降。调速运转时，电动机的功率因数和效率不下降。这就

50、是控制电压与频率之比，所以称为这就是控制电压与频率之比，所以称为V/F控制。控制。电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用59 特点特点 它是最简单的一种控制方式，不用选择电它是最简单的一种控制方式，不用选择电动机，通用性优良。动机，通用性优良。 与其他控制方式相比，在低速区内电压调与其他控制方式相比，在低速区内电压调整困难，故调速范围窄，通常在整困难，故调速范围窄，通常在1 10左左右的调速范围内使用。右的调速范围内使用。 急加速、减速或负载过大时，抑制过电流急加速、减速或负载过大时，抑制过电流能力有限。能力有限。 不能精密控制电

51、动机实际速度，不适合用不能精密控制电动机实际速度，不适合用于同步运转场合。于同步运转场合。电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用602.变频器的类型变频器的类型n根据控制方式分类根据控制方式分类l 矢量控制矢量控制 基本概念基本概念产生原因：产生原因：按照直流电动机电枢电流控制思想，按照直流电动机电枢电流控制思想，使交流异步电动机达到与直流电动机相同的调使交流异步电动机达到与直流电动机相同的调速性能。速性能。机理：机理：即将供给异步电动机的定子电流在理论即将供给异步电动机的定子电流在理论上分成两部分：产生磁场的电流分量（磁场电上分

52、成两部分：产生磁场的电流分量（磁场电流）和与磁场相垂直、产生转矩的电流分量流）和与磁场相垂直、产生转矩的电流分量（转矩电流）。该磁场电流、转矩电流与直流（转矩电流）。该磁场电流、转矩电流与直流电动机的磁场电流、电枢电流相当。电动机的磁场电流、电枢电流相当。 电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用61 特点特点 需要使用电动机参数，一般用做专用变频需要使用电动机参数，一般用做专用变频器。器。 调速范围在调速范围在1 100以上。以上。 速度响应性极高，适合于急加速、减速运速度响应性极高，适合于急加速、减速运转和连续转和连续4象限运转

53、，能适用于任何场合。象限运转，能适用于任何场合。电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用622.变频器的类型变频器的类型n根据输出电压调制方式分类根据输出电压调制方式分类lPAM方式方式脉冲幅值调制（脉冲幅值调制（PAM，Pulse Amplitude Modulation） lPWM方式方式脉冲宽度调制（脉冲宽度调制（PWM，Pulse Width Modulation） n根据输入电源的相数分类根据输入电源的相数分类l单相变频器单相变频器l三相变频器三相变频器电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的

54、使用变频器的使用PLC原理及应用633.变频器的组成变频器的组成n主电路主电路n控制电路控制电路n保护电路保护电路电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用644.变频器的主要技术参数变频器的主要技术参数n输入侧主要额定数据输入侧主要额定数据 n输出侧主要额定数据输出侧主要额定数据 l额定电压额定电压l额定电流额定电流l额定容量额定容量l配用电动机容量配用电动机容量l输出频率范围输出频率范围n对变频器设置和调试时的主要参数对变频器设置和调试时的主要参数 l控制方式控制方式l频率给定方式频率给定方式l加减速时间加减速时间l频率上下限频率

55、上下限电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用656.变频器的选择变频器的选择n种类选择种类选择n容量选择容量选择7.变频器的主要功能变频器的主要功能n频率给定功能频率给定功能n升速、降速和制动控制升速、降速和制动控制n控制功能控制功能n保护功能保护功能8.变频器的操作方式变频器的操作方式n数字操作器和数字显示器数字操作器和数字显示器 n远程操作远程操作 n端子操作端子操作电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用66电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调

56、速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用679.变频调速与变频器的使用变频调速与变频器的使用n 应用举例：应用举例：Micromaster 440l 应用举例应用举例电气控制线路电气控制线路基础基础2.6 变频调速与变频调速与 变频器的使用变频器的使用PLC原理及应用681.概述概述n一般设计法：一般设计法：又称为经验设计法。它主要是根据生产工又称为经验设计法。它主要是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路。艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路。n逻辑设计法：逻辑设计法：它根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来它根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计控制

57、线路。分析、设计控制线路。n为什么要对设计方法进行改进？为什么要对设计方法进行改进？2.简单设计法介绍简单设计法介绍n一般设计法的几个主要原则一般设计法的几个主要原则l 最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求。求。电气控制线路电气控制线路基础基础2.7 电气控制线路的简单设电气控制线路的简单设计法计法PLC原理及应用69l在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠。在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠。尽量减少电器的数量。尽量选用相同型号的电器和标准件，以减少备品尽量减少电器的数量。尽量选用相同型号的电器

58、和标准件，以减少备品量，尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节。量，尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节。尽量减少控制线路中电源的种类。尽可能直接采用电网电压，以省去控尽量减少控制线路中电源的种类。尽可能直接采用电网电压，以省去控制变压器。制变压器。 尽量缩短连接导线的长度和数量。设计控制线路时，应考虑各个元件之尽量缩短连接导线的长度和数量。设计控制线路时，应考虑各个元件之间的实际接线。间的实际接线。电气控制线路电气控制线路基础基础2.7 电气控制线路的简单设电气控制线路的简单设计法计法PLC原理及应用70正确连接触点。在控制电路中，应尽量将所有触点接在线圈的左端或正

59、确连接触点。在控制电路中，应尽量将所有触点接在线圈的左端或上端，线圈的右端或下端直接接到电源的另一根母线上。上端，线圈的右端或下端直接接到电源的另一根母线上。正确连接电器的线圈。在交流控制电路中不能串联两个电器的线圈。正确连接电器的线圈。在交流控制电路中不能串联两个电器的线圈。电气控制线路电气控制线路基础基础2.7 电气控制线路的简单设电气控制线路的简单设计法计法PLC原理及应用71元器件的连接应尽量减少多个元件依次通电后才接通另一个电器元件元器件的连接应尽量减少多个元件依次通电后才接通另一个电器元件的情况。的情况。要注意电器之间的联锁和其要注意电器之间的联锁和其 他安全保护环节他安全保护环节

60、 电气控制线路电气控制线路基础基础2.7 电气控制线路的简单设电气控制线路的简单设计法计法PLC原理及应用722.简单设计法介绍简单设计法介绍n逻辑设计法中继电器开关逻辑函数逻辑设计法中继电器开关逻辑函数l电气控制线路中的典型控制对象电气控制线路中的典型控制对象继电器开关逻辑函数继电器开关逻辑函数 输出变量：执行元件。输出变量：执行元件。逻辑变量：检测信号中间单元，逻辑变量：检测信号中间单元，反馈触点。反馈触点。表达式：表达式：电气控制线路电气控制线路基础基础2.7 电气控制线路的简单设电气控制线路的简单设计法计法2)1(SFKFSFFKFPLC原理及应用732.简单设计法介绍简单设计法介绍n