电气控制与plc应用技术2

第2章根本电气控制电路2.1电气图的绘制2.2根本控制电路2.3典型机床控制电路电气控制系统是由假设干的电器元件按照一定的要求衔接而成的。将这些电器元件及其衔接用一定的图形表达出来，这种图就是电气控制线路图或称为电气图。只需正确识别和运用电气图形符号和文字，才干阅读电气图和绘制出规范的电气图。2.1电气控制线路的绘制方法电气图中的图形符号及文字符号(P122表4.4〕

电气原理图

电路图是用图形符号并按任务顺序陈列，详细表示电路或成套安装的全部根本组成和衔接关系，而不思索其实践位置的一种简图。将同一电器上各个零部件均集中在一同，按照其实践位置画出的电路构造图。常用的电气图包括：电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。构造图的画法比较容易识别电器，便于安装和检修。但是，当线路比较复杂和运用的电器比较多时，线路便不容易看清楚。由于同一电器的各个部件在机械上虽然联在一同，但是电路上并不一定相互关联。

全压起动控制线路构造图

根据任务原理把主电路和控制电路清楚地分开画出，虽然同一电器的各部件是分散画在各处的，但它们的动作是相互关联的，为了阐明它们在电气上的联络，也为了便于识别，同一电器的各个部件均用一样的文字符号来标注。全压起动控制电气原理图

电气原理图绘制的原那么在绘制电气原理图时，普通应遵照以下原那么：(1)表示导线、信号通路、衔接导线等图线都应是交叉和折弯最少的直线；可以程度布置，也可以垂直布置。(2)电路或元件应按功能布置，并尽能够按任务顺序陈列，对因果次序清楚的简图，其规划顺序应该是从左到右和从上到下。(3)为了突出和区分某些电路、功能等，导线符号、信号通路、衔接线等可采用粗细不同的线条来表示。(4)元件、器件和设备的可动部分通常应表示在非鼓励或不任务的形状或位置。(5)所用图形符号应符合国家规范规定。假设采用了国家规范中未规定的图形符号，那么必需加以阐明。(6)同一电器元件不同部分的线圈和触点均应采用同一文字符号标明。某机床电气原理图电器元件布置图绘制电器元件布置图应遵照的原那么：(1)体积大和较重的电器应安装在控制柜的下方；(2)安装发热元件时，要留意控制柜内一切元件的温升坚持在它们允许极限内；(3)为提高电子设备的抗干扰才干，弱电部分应加屏蔽和隔离；(4)元件安装必需遵照规定的间隔和爬电间隔；(5)需求经常维护检修的电器，安装位置不宜过高或过低；(6)尽量将外形及构造尺寸一样的元件安装一同；(7)电器布置应思索对称。图某机床电气元件布置图电气安装接线图的绘制〔P128图4.26〕它是按电气原理图及各电器元件安装的位置来绘制的。电气安装接线图是安装电气设备或检查线路缺点的根据。在电气安装图里要表示出各电气元器件的相对位置及各元器件之间的相互接线关系。所以接线图中各电气元器件的相对位置与电器位置图中的位置一致，并且与电气原理图不同的是同一个电器的元件必需画在一同，而且各电气元器件的文字符号与原理图一致。电气安装图中对外部的接线应经过端子板进展，并注明外部接线的去向

某机床电气安装接线图在三相电动机启动时，将电源电压全部加在定子绕组上的启动方式称为全压启动，也称为直接启动。全压启动时，电动机的启动电流可到达电动机额定电流的4～７倍。容量较大的电动机的启动电流对电网具有很大的冲击，将严重影响其他用电设备的正常运转。因此，直接启动方式主要运用于小容量电动机的启动。2.2.1三相电机全压启动控制2.2根本控制电路采用刀开关直接启动电动机的控制线路图。刀开关直接启动电动机的控制线路主要运用于小容量电动机的启动控制。冷却泵、小型台钻、砂轮机等小容量电动机的启动普通都采用这种启动控制方式。直接启动控制—自锁、自在停车主电路控制电路在消费实际过程中，经常要求一些消费机械既有能继续不断的延续运转方式〔长动〕，又有可在人工干涉下实现手动控制的点动运转方式。延续正常运转方式与点动运转方式的主要区别就是在控制过程中实施控制的控制电器能否自锁。点动控制方式的运用：起重机械中吊钩的准确定位操作过程、机械加工过程中的“对刀〞操作过程、自动加工机床“起始点〞的定位操作过程等方面。正常任务与点动的联锁控制在一些大型的机床设备中，为了操作方便，经常要求可以在不同的地点对该设备进展一样的控制。例如：大型龙门刨床的操作者有时是在固定的操作台上对机械设备进展控制，有时那么需求在机械设备周围用悬挂的控制盒进展控制；多点控制启动、停顿根本规律欲使几个控制电器都能控制同一个接触器通电使得被控设备长动，那么这几个控制电器的动合触点均应并联;欲使几个控制电器都能控制同一个接触器断电，那么这几个控制电器的动断触点应串联。按顺序任务时的联锁控制在消费实际中，常要求各种机械运动部件之间或消费机械之间可以按照设定的时间先后次序或者启动的先后顺序任务。这种任务方式简称为按顺序任务。例如车床主轴转动时，要求油泵先保送光滑油，主轴停顿运转后油泵方可停顿光滑。其控制线路主要有：顺序启动、同时停顿；顺序启动、顺序停顿；顺序启动、逆序停顿等几种控制线路。顺序启动、同时停顿控制线路任务原理：接触器KM1、KM2分别控制电动机M1和M2。由于KM2的线圈接在KM1的自锁触点后面，因此，只需KM1得电，即M1启动之后，M2才可以启动。当按下停顿按钮SB1时，KM1、KM2均断电，M1、M2同时停顿运转。任务原理：KM1、KM2分别控制电动机M1和M2。KM1的一个常开触点串联在KM2线圈的供电线路上。KM2的一个常开触点并联在KM1的停顿按钮SB1上。因此启动时，必需KM1先得电，KM2才干得电。停顿时，必需KM2先断电，KM1才干断电。故：启动顺序为：先M1后M2；停顿时：先M2后M1。顺序启动、停顿控制线路时间控制顺序启动同时停顿时间控制顺序启动顺序停顿KM1运转时：L1------UL2------VL3------WKM2运转时:L1------VL2------UL3------W假设KM1、KM2同时运转：L1、L2----U、V电动机正反转控制互锁控制：在同一时间里只允许两个或多个接触器〔继电器〕其中的一个接触器〔继电器〕任务的控制方式称为互锁或联锁控制。在消费实际中，经常要求各种消费机械具有上、下，左、右、前、后等运动方向相反的可逆动作，这就要求电动机可以正、反向运转。对于三相交流电动机可借助正、反向接触器改动定子绕组的相序就可以实现。缺乏之处：在正转过程中要求反转时必需先按下停顿按钮SB1，让KM1线圈断电，使其联锁触点KM1闭合。这样，才干按反转按钮使电动机反转，这便给操作带来了不便。为理处理这个问题，在消费上常采用复式按钮和触点联锁的控制线路。该线路既能实现电动机直接正反转的要求，又保证了电路可靠地任务，常用在电力拖动控制系统中。2.2.2降压启动控制降压启动就是在启动电动机时，将电源电压适当降低以后，再加到电动机的定子绕组上，经过一定的启动所需时间或者是启动终了后，再将电源电压恢复到额定值坚持电动机正常运转的一种启动方式。其目的是：借以减少启动电流过大对电网和电动机本身呵斥的冲击和损坏。常用的电动机降压启动的方法主要有以下几种：1、定子绕组串电阻〔或电抗器〕降压启动；2、星〔Ｙ〕～三角〔△〕换接降压启动；3、自耦变压器降压启动；4、延边三角形降压启动。无论哪种方法，对控制的要求都是一样的，即给出起动指令后，先降压，当电动机接近额定转速时再加全压，这个过程是以启动过程中的某一变化参量为控制信号自动进展的。定子绕组串电阻降压起动控制线路启动时，在电动机主电路——三相定子电路中以串连的方式串接入电阻R，使加在电动机绕组上的电压降低。启动完成后，再将这个串接的电阻“短路〞——也就是用导线〔或触点机构〕将这个电阻两端的接点在跨过电阻后直接“跨接〞，使电动机获得额定电压后正常运转。*所运用的“启动电阻〞普通采用“铸铁电阻〞或者用电阻丝绕制而成的“板式电阻〞。所允许经过的电流值较大。*各相电源中所串接电阻的电阻值要相等。*优点：运用的设备简单并且不受定子绕组方式的限制；缺陷：启动时降压用电阻所耗费的电能极大。降压电阻实物图片铸铁板式电阻电阻丝绕制式星〔Ｙ〕三角〔△〕换接降压启动星～三角降压起动｛Ｙ〔星形〕～△〔三角形〕｝控制线路也是“按时间原那么控制〞的对电动机进展降压启动的一种控制方法。也称为“Ｙ～△降压启动方式〞。Ｙ～△降压启动方式只适用于正常任务时电动机定子绕组呈“三角形〞衔接方式的电动机，即：“△〞型衔接。星〔Ｙ〕角〔△〕降压启动原理星～三角降压起动控制任务原理：在起动过程中，将电动机定子绕组接成星形，使电动机每相绕组接受的电压为额定电压的1/√3，起动电流为三角形接法时起动电流的1/3。Y△星～三角降压启动控制线路星～三角降压起动的优、缺陷1、普遍运用于功率较小〔4-13KW〕电动机的降压启动控制过程中，通用元器件选材范围广、设计过程相对简单；2、承当Ｙ～△接线方式转换的继电器触点系统根本上是在无负载的形状下进展吸合转换，因此，其触点系统的电寿命相对较长；3、所需控制电器数量相对较少，投资少、本钱低；方法简单、易于操作和维护。4、缺乏之处：启动转矩只是额定转矩的1/3，只适用于启动形状为空载或细微负载的启动环境。2.2.3异步电动机制动控制电路制动停车的方式主要有机械制动和电气制动两种。电气制动是产生一个与原来转动方向相反的制动力矩。笼型异步电动机与直流电动机和绕线型异步电动机一样，在电器制动方式的运用过程中可采用反接制动和能耗制动两种方法。无论哪种制动方式，在制动过程中，电流、转速、时间三个参量都在变化，因此可以取某一变化参量作为控制信号，但，要在制动终了时及时取消制动转矩。电动机断电后，由于惯性作用，自在停车时间较长。而某些消费工艺、过程那么要求电动机在某一个时间段内能迅速而准确地停车。这时，就要对电动机进展相应的制动控制，使之迅速停车。单向反接制动控制线路思索题：1、在本例中对制动过程起着重要作用的元器件是什么？其动作原理是什么？2、电阻Ｒ在本电路中的作用是什么？可逆运转反接制动控制线路能耗制动就是在运转中的三相异步电动机停车时，在切除三相交流电源的同时，将不断流电源接入电动机定子绕组中的恣意两个绕组中，以获得大小和方向都不变化的恒定磁场，从而产生一个与电动机原来的转矩方向相反的电磁转矩以实现制动。当电动机转速下降到零速时，再切除直流电源。根据制动控制的原那么，普通分为：时间继电器控制与速度继电器控制两种方式。能耗制动1、按时间原那么控制的单向能耗制动电气制原理图2、按速度原那么控制的单向能耗制动电气制原理图异步电动机的调速方法三种电气调速方法变频调速(无级调速)运用最广，可构成高性能的交流调速系统，最具有开展出路。f=50Hz逆变器M3~整流器f1、U1可调+–~频率调理范围：0.5~几百赫兹频率f下调，转速n降低。2.2.4异步电动机调速控制电路变极调速(有级调速)采用变极调速方法的电动机称作双速电机，由于调速时其转速呈腾跃性变化，因此只用在对调速性能要求不高的场所，如铣床、镗床、磨床等机床上。变转差率调速变转差率调速，绕线式电动机转子回路串电阻。其优点是调速方法简单、设备简单投资少，缺陷是能耗较大。轻载时调速范围小。这种调速方式广泛运用于各种提升、起重设备中。对泵类也能运用改变级对数调速控制在利用加工机床进展消费实际的过程中，为了获得较宽的调速范围，均采用“双速电机〞或者多速电机。双速电机与多速电机其根本原理和控制方法根本一样。以双速电机为例进展分析。改动级对数调速控制——按钮控制改动级对数调速控制——时间继电器1.在机床电力拖动系统中要求油泵电动机起动后主轴电机才干起动。假设用接触器KM1控制油泵电动机，KM2控制主轴电动机，那么在此控制电路中必需〔〕A.将KM1的常闭触点串入KM2的线圈电路中B.将KM2的常开触点串入KM1的线圈电路中C.将KM1的常开触点串入KM2的线圈电路中2.在电动机的继电接触控制电路中，热继电器的正确衔接方法该当是〔)A.发热元件串接在主电路，而把它的动断触点与接触器的线圈串联接在控制电路内B.发热元件串接在主电路，而把它的动断触点与接触器的线圈并联接在控制电路内C.发热元件串接在主电路，而把它的动合触点与接触器的线圈串联接在控制电路内CA3.以下控制电路能否实现既能点动、又能延续运转KMSB1KMSB2SB不能点动！~FR4.实现M1起动后M2延时起动的顺序控制，用以下电路可不可以？KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT~不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联。不可以!两电机各自要有独立的电源；这样接，主触头〔KM1〕的负荷过重。KM2KM