第2章電氣控制線路基礎(chǔ)

2023/12/101第2章電氣控制線路基礎(chǔ)第2章電器控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)

掌握閱讀電氣原理圖的方法培養(yǎng)讀圖能力并通過讀圖分析各種典型控制環(huán)節(jié)的工作原理，為電氣控制線路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)打下良好基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：本章內(nèi)容

電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路三相籠型異步電動(dòng)機(jī)速度控制線路變頻調(diào)速與變頻器的使用電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法典型生產(chǎn)機(jī)械電氣控制線路分析電氣安全2023/12/1032.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則什么是電氣控制線路？用導(dǎo)線將電機(jī)、電器、儀表等元器件按一定的要求連接起來，并實(shí)現(xiàn)某種特定控制要求的電路。電器控制通常稱為繼電—接觸器控制，其優(yōu)點(diǎn)是電路圖較直觀形象，裝置結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，抗干擾能力強(qiáng)，它可以很方便地實(shí)現(xiàn)簡單和復(fù)雜的、集中和遠(yuǎn)距離生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。

電器控制線路的表示方法電氣原理圖、電器元件布置圖和電氣安裝接線圖三種。2023/12/104

電器控制線路圖是工程技術(shù)的通用語言，為了便于交流與溝通，在電器控制線路中，各種電器元件的圖形、文字符號必須符合國家的標(biāo)準(zhǔn)。

國家標(biāo)準(zhǔn)局參照國際電工委員會(huì)（IEC）頒布的有關(guān)文件，制定了我國電氣設(shè)備有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，采用新的圖形和文字符號及回路標(biāo)號。GB4728—1984《電氣圖用圖形符號》

GB6988—1987《電氣制圖》

GB7159—1987《電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則》

規(guī)定從1990年1月1日起，電器控制線路中的圖形和文字符號必須符合最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。2.1.1電器控制線路常用的圖形、文字符號

2.1.1電器控制線路常用的圖形、文字符號

國家標(biāo)準(zhǔn)GB7159—1987《電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則》規(guī)定了電氣工程圖中的文字符號、它分為基本文字符號和輔助文字符號。

基本文字符號有單字母符號和雙字母符號。單字母符號表示電氣設(shè)備、裝置和元件的大類，例如K為繼電器類元件這一大類；雙字母符號由一個(gè)表示大類的單字母與另一個(gè)表示器件某些特性的字母組成，例如KT即表示繼電器類器件中的時(shí)間繼電器。

輔助文字符號用來進(jìn)一步表示電氣設(shè)備、裝置和元件的功能、狀態(tài)和特征。

2.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則繪制電氣原理圖時(shí)應(yīng)遵循的原則電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。主電路是電氣控制線路中大電流通過的部分包括從電源到電機(jī)之間相連的電器元件；一般由組合開關(guān)、主熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電器的熱元件和電動(dòng)機(jī)等組成。輔助電路是控制線路中除主電路以外的電路其流過的電流比較小。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路和保護(hù)電路。其中控制電路是由按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點(diǎn)、熱繼電器觸點(diǎn)、保護(hù)電器觸點(diǎn)等組成。2023/12/1072.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則繪制電氣原理圖時(shí)應(yīng)遵循的原則所有電器元件都應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。電器元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀原則安排主電路安排在圖面左側(cè)或上方，輔助電路安排在圖面右側(cè)或下方。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動(dòng)作順序從上到下，從左到右排列。同一電器元件的不同部件（如線圈、觸點(diǎn)）分散在不同位置時(shí)，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數(shù)字序號來區(qū)別。如兩個(gè)接觸器，可用QA1、QA2文字符號區(qū)別。2023/12/1082.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則繪制電氣原理圖時(shí)應(yīng)遵循的原則所有電器的可動(dòng)部分均按沒有通電或沒有外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出。對于繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按其線圈不通電時(shí)的狀態(tài)畫出，控制器按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫出；對于按鈕、行程開關(guān)等觸點(diǎn)按未受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出。盡量減少線條和避免線條交叉。各導(dǎo)線之間有電聯(lián)系時(shí)，在導(dǎo)線交點(diǎn)處畫實(shí)心圓點(diǎn)。根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉(zhuǎn)繪制，一般逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°，但文字符號不可倒置。2023/12/1092.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則圖面區(qū)域的劃分圖紙上方的1、2、3…等數(shù)字是圖區(qū)的編號，它是為了便于檢索電氣線路，方便閱讀分析從而避免遺漏設(shè)置的。圖區(qū)編號也可設(shè)置在圖的下方。圖區(qū)編號下方的文字表明它對應(yīng)的下方元件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個(gè)元件或某部分電路的功能，以利于理解全部電路的工作原理。2023/12/10102.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則符號位置的索引當(dāng)一個(gè)控制系統(tǒng)有多頁圖紙時(shí)，索引非常有用。接觸器、繼電器的線圈、觸點(diǎn)的索引方法接觸器繼電器2023/12/10112.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則2023/12/10122.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖用于電氣設(shè)備和電器元件的安裝、配線、維護(hù)和檢修電器故障。圖中標(biāo)示出各元器件之間的關(guān)系、接線情況以及安裝和敷設(shè)的位置等，對某些較為復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)或設(shè)備，當(dāng)電氣控制柜中或電氣安裝板上的元器件較多時(shí)，還應(yīng)該畫出各端子排的接線圖。一般情況下，電氣安裝圖和原理圖需配合起來使用。2023/12/10132.1.4電氣安裝接線圖

電氣安裝接線圖是按照電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)等原則來安排。

圖2-4

籠型電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制安裝接線圖

返回2.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則繪制電氣安裝圖應(yīng)遵循的主要原則如下：必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣安裝接線圖。各電器元器件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中的標(biāo)注一致，同一個(gè)電器元件的各部件（如同一個(gè)接觸器的觸點(diǎn)、線圈等）必須畫在一起，各電器元件的位置應(yīng)與實(shí)際安裝位置一致。不在同一安裝板或電氣柜上的電器元件或信號的電氣連接一般應(yīng)通過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線編號連接。走向相同、功能相同的多根導(dǎo)線可用單線或線束表示。畫連接線時(shí)，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和穿線管的尺寸。2023/12/10152.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則電器元件布置圖電器元件布置圖主要用來表明電氣設(shè)備或系統(tǒng)中所有電器元器件的實(shí)際位置，為制造、安裝、維護(hù)提供必要的資料。電器元器件布置圖的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和繪制電器元件布置圖。相同類型的電器元件布置時(shí)，應(yīng)把體積較大和較重的安裝在控制柜或面板的下方。2023/12/10162.1電氣控制線路的圖形、文字符號及繪制原則電器元器件布置圖的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：發(fā)熱的元器件應(yīng)該安裝在控制柜或面板的上方或后方，但熱繼電器一般安裝在接觸器的下面，以方便與電機(jī)和接觸器的連接。需要經(jīng)常維護(hù)、整定和檢修的電器元件、操作開關(guān)、監(jiān)視儀器儀表，其安裝位置應(yīng)高低適宜，以便工作人員操作。強(qiáng)電、弱電應(yīng)該分開走線，注意屏蔽層的連接，防止干擾的竄入。電器元器件的布置應(yīng)考慮安裝間隙，并盡可能做到整齊、美觀。2023/12/1017概述三相籠型異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，占實(shí)際使用電機(jī)的80%以上。所以重點(diǎn)來講三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。其電氣控制線路圖大都由繼電器接觸器和按鈕等有觸點(diǎn)的電器組成。2023/12/10182.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路2023/12/10192.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路刀開關(guān)直接啟動(dòng)

接觸器直接啟動(dòng)

全壓啟動(dòng)控制線路這是最基本的電動(dòng)機(jī)控制線路。是任何一個(gè)電氣工程師需要熟記于心的電路。組成：主電路控制線路

2023/12/10202.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路全壓啟動(dòng)控制線路工作原理啟動(dòng)過程操作過程重要概念：這種依靠接觸器本身輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。起自鎖作用的觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。停止過程控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FA過載保護(hù)：BB失壓和欠壓保護(hù):QA2023/12/10212.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作原理:三相電源線任意兩項(xiàng)對掉工作過程基本控制線路（不能使用）正－停－反重要概念：將其中一個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串入另一個(gè)接觸器線圈電路中，則任一接觸器線圈先帶電后，即使按下相反方向按鈕，另一接觸器也無法得電，這種聯(lián)鎖通常稱為互鎖，即二者存在相互制約的關(guān)系。正－反－停2023/12/10222.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作原理:三相電源線任意兩項(xiàng)對掉2023/12/10232.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路2023/12/10242.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路點(diǎn)動(dòng)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程2023/12/10252.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路多點(diǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程2023/12/10262.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路順序控制線路類型:基于動(dòng)作先后順序,基于時(shí)間控制工作過程2023/12/10272.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路自動(dòng)循環(huán)控制線路工作過程2023/12/10282.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路概述為什么要進(jìn)行降壓啟動(dòng)控制？降壓啟動(dòng)的過程降壓啟動(dòng)方法定子電路串電阻（或電抗）星形—三角形自耦變壓器延邊三角形使用軟啟動(dòng)器使用變頻器2023/12/10292.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2.2.2三相籠型電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制

三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，電流一般可達(dá)額定電流的4～7倍，過大的起動(dòng)電流會(huì)減低電動(dòng)機(jī)的壽命，還會(huì)引起電源電壓波動(dòng)，所以對于容量較大的電動(dòng)機(jī)來說必須采用減壓起動(dòng)的方法，以限制起動(dòng)電流。減壓起動(dòng)雖然可以減小起動(dòng)電流，但也降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此僅適用于空載或輕載起動(dòng)。

返回星形—三角形降壓啟動(dòng)控制線路降壓啟動(dòng)原理啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，加在電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓為額定值的1/，Y形連接時(shí)，加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電流是Δ連接時(shí)的1/3，從而減小了啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的影響。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。工作過程

2023/12/10312.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/1032電動(dòng)機(jī)繞組接成三角形時(shí)，每相繞組所承受的電壓是電源的線電壓（380V）；而接成星形時(shí)，每相繞組所承受的電壓是電源的相電壓（220V）。2023/12/10332.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路定子繞組串電阻減壓起動(dòng)控制2023/12/10342.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路自耦變壓器降壓啟動(dòng)控制線路降壓啟動(dòng)原理工作過程

2023/12/10352.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/10362023/12/10372023/12/1038自耦變壓器降壓啟動(dòng)控制線路特點(diǎn)及適用場合優(yōu)點(diǎn)：啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的電流沖擊小，功率損耗小。缺點(diǎn)：自耦變壓器相對結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。這種線路主要用于較大容量的電動(dòng)機(jī)，以減小啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的影響。2023/12/10392.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路延邊三角形降壓啟動(dòng)降壓啟動(dòng)原理工作過程

2023/12/10402.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/1041軟啟動(dòng)器及其使用使用場合及特點(diǎn)在一些對啟動(dòng)要求較高的場合，可選用軟啟動(dòng)裝置，它采用電子啟動(dòng)方法。主要特點(diǎn)是：具有軟啟動(dòng)和軟停車功能，啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可調(diào)節(jié)，另外還具有對電動(dòng)機(jī)和軟啟動(dòng)器本身的熱保護(hù)、限制轉(zhuǎn)矩和電流沖擊、三相電源不平衡、缺相、斷相等保護(hù)功能和實(shí)時(shí)檢測并顯示如電流、電壓、功率因數(shù)等參數(shù)的功能。原理：利用晶閘管的移相控制原理，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，改變其輸出電壓，達(dá)到通過調(diào)壓方式來控制啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

2023/12/10422.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/1043軟啟動(dòng)的工作原理啟動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸上升，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達(dá)到滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動(dòng)過程；軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作；此時(shí)旁路接觸器接通（避免電機(jī)在運(yùn)行中對電網(wǎng)形成諧波污染，延長晶閘管壽命），電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)；停車時(shí)先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動(dòng)器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。軟啟動(dòng)的起動(dòng)方式（1）斜坡升壓軟起動(dòng)。這種起動(dòng)方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動(dòng)過程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。（2）斜坡恒流軟起動(dòng)。這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。（3）階躍起動(dòng)。開機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動(dòng)。通過調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。（4）脈沖沖擊起動(dòng)。在起動(dòng)開始階段，讓晶閘管在級短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場合。

軟啟動(dòng)的起動(dòng)方式3.軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處在哪里？籠型電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)方式有Y-q起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。這些起動(dòng)方式都屬于有級減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程

軟起動(dòng)器的保護(hù)功能（1）過載保護(hù)功能軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，因而隨時(shí)跟蹤檢測電機(jī)電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)過載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號。（2）缺相保護(hù)功能工作時(shí)，軟起動(dòng)器隨時(shí)檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。（3）過熱保護(hù)功能通過軟起動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號（4）其它功能通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。

與變頻器的區(qū)別軟起動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為SoftStarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路．運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。軟啟動(dòng)器及其使用使用舉例：TE的Altistart46具有通用軟啟動(dòng)器的各種功能電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行，帶旁路接觸器、軟啟動(dòng)、軟停車或自由停車控制線路端子功能L1/L2/L3,A1/B1/C1,T1/T2/T3,A2/B2/C2PLSTOP,RUNC,400KF1,KF2輸出繼電器的作用KF1:可編程內(nèi)部繼電器，可作為故障繼電器，也可作為隔離繼電器。當(dāng)KF1設(shè)置為故障繼電器時(shí)，當(dāng)軟啟動(dòng)器控制電源上電時(shí)，KF1閉合，當(dāng)軟啟動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)，KF1斷開；當(dāng)KF1設(shè)置為隔離繼電器時(shí)，若軟啟動(dòng)器接收到啟動(dòng)信號，KF1閉合，當(dāng)軟啟動(dòng)器軟停車結(jié)束時(shí)、或在軟啟動(dòng)器在自由停車模式下接收到停車信號時(shí)、或在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，KF1斷開。KF2：啟動(dòng)結(jié)束繼電器。當(dāng)軟啟動(dòng)器完成啟動(dòng)過程后，KF2閉合，當(dāng)軟啟動(dòng)器接收到停車信號或出現(xiàn)故障時(shí)，KF2斷開。2023/12/10492.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/10502.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/1051軟啟動(dòng)器及其使用使用舉例：TE的Altistart46單臺軟啟動(dòng)器啟動(dòng)多臺電機(jī)舉例注意外部旁路的區(qū)別KF1,KF2輸出繼電器的作用在一臺電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后，軟啟動(dòng)器被外部旁路。對它來說，這是不正常狀態(tài)，所以KF1和KF2都斷開。2023/12/10522.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路2023/12/1053概述為什么要進(jìn)行制動(dòng)控制？制動(dòng)方法機(jī)械的電氣的反接制動(dòng)能耗制動(dòng)使用軟啟動(dòng)器或變頻器中的制動(dòng)功能2023/12/10542.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路反接制動(dòng)控制線路工作原理切斷電源并加入反相序的電源注意事項(xiàng)限制沖擊電流及時(shí)切除反向電源特點(diǎn)及適用場合特點(diǎn)：制動(dòng)迅速，效果好，沖擊大。適用場合：通常僅適用于10kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。2023/12/10552.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路反接制動(dòng)控制線路單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路工作過程講解2023/12/10562.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路反接制動(dòng)控制線路具有反接制動(dòng)電阻的可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路正向啟動(dòng)

SF2↑→KF3↑→QA1↑→電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)→轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)→BS1↑→KF1↑→QA3↑→RA被短接→電動(dòng)機(jī)全壓下升速到額定值。正向停止SF1↓→KF3↓、QA1↓、QA3↓→QA2↑→在接有RA的情況下制動(dòng)→轉(zhuǎn)速下降到一定值→KF1↓→QA2↓→制動(dòng)結(jié)束2023/12/10572.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路如何運(yùn)行？能耗制動(dòng)控制線路工作原理所謂能耗制動(dòng)，就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源之后，定子繞組上加一個(gè)直流電壓，即通入直流電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用以達(dá)到制動(dòng)的目的。實(shí)現(xiàn)方法根據(jù)能耗制動(dòng)時(shí)間控制原則，可用時(shí)間繼電器進(jìn)行控制；也可以根據(jù)能耗制動(dòng)速度原則，用速度繼電器進(jìn)行控制。2023/12/10582.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路能耗制動(dòng)控制線路單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路以時(shí)間控制原則進(jìn)行控制；以速度原則進(jìn)行控制。2023/12/10592.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路能耗制動(dòng)控制線路能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)的比較能耗制動(dòng)比反接制動(dòng)消耗的能量少，其制動(dòng)電流也比反接制動(dòng)電流小得多，但能耗制動(dòng)的制動(dòng)效果不及反接制動(dòng)明顯，同時(shí)還需要一個(gè)直流電源，控制線路相對比較復(fù)雜。能耗制動(dòng)一般適用于電動(dòng)機(jī)容量較大和啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁的場合。反接制動(dòng)一般適合于電動(dòng)機(jī)容量較小和不頻繁制動(dòng)的場合。2023/12/10602.4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路概述

電動(dòng)機(jī)調(diào)速：定速電動(dòng)機(jī)與變速連軸節(jié)配合的調(diào)速方法和自身可調(diào)速的電動(dòng)機(jī)電氣調(diào)速方法三相籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：調(diào)速方法改變p：變極調(diào)速－有級調(diào)速，簡單，適用于要求不高的一般場合。改變s：滑差電機(jī)－已淘汰。改變f：變頻調(diào)速－調(diào)速性能最好，使用廣泛的調(diào)速方法。2023/12/10612.5三相籠型異步電動(dòng)機(jī)速度控制線路變極調(diào)速控制線路

通過接觸器觸點(diǎn)改變電動(dòng)機(jī)繞組的接線方式來調(diào)速變極方法（電流反向法，將半相繞組的電流反向）2023/12/10622.5三相籠型異步電動(dòng)機(jī)速度控制線路變極調(diào)速控制線路雙速電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制線路主電路的連接低速啟動(dòng)高速啟動(dòng)問題：想一想QA3的作用？2023/12/10632.5三相籠型異步電動(dòng)機(jī)速度控制線路變頻調(diào)速的基本概念什么是變頻調(diào)速？供電電壓的頻率上世紀(jì)80年代前，什么因素制約了變頻調(diào)速的發(fā)展？

大功率開關(guān)器件

研究水平變頻調(diào)速的特點(diǎn)

連續(xù)調(diào)速改變方向保護(hù)功能等2023/12/10642.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的類型根據(jù)變流環(huán)節(jié)分類交－直－交變頻器大多數(shù)變頻器都屬于交－直－交型交－交變頻器根據(jù)直流電路的濾波方式分類電壓型變頻器在逆變器前使用大電容來緩沖無功功率電流型變頻器在逆變器前使用大電感來緩沖無功功率2023/12/10652.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的類型根據(jù)控制方式分類V/f控制基本概念開環(huán)控制原因：僅改變頻率，將會(huì)產(chǎn)生由弱勵(lì)磁引起的轉(zhuǎn)矩不足或由過勵(lì)磁引起的磁飽和現(xiàn)象，使電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)和效率顯著下降。控制機(jī)理：改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，在較廣范圍內(nèi)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率不下降。這就是控制電壓與頻率之比，所以稱為V/F控制。特點(diǎn)它是最簡單的一種控制方式，不用選擇電動(dòng)機(jī)，通用性優(yōu)良。與其他控制方式相比，在低速區(qū)內(nèi)電壓調(diào)整困難，故調(diào)速范圍窄，通常在1∶10左右的調(diào)速范圍內(nèi)使用。急加速、減速或負(fù)載過大時(shí)，抑制過電流能力有限。不能精密控制電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度，不適合用于同步運(yùn)轉(zhuǎn)場合。2023/12/10662.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的類型根據(jù)控制方式分類矢量控制基本概念產(chǎn)生原因：按照直流電動(dòng)機(jī)電樞電流控制思想，使交流異步電動(dòng)機(jī)達(dá)到與直流電動(dòng)機(jī)相同的調(diào)速性能。機(jī)理：即將供給異步電動(dòng)機(jī)的定子電流在理論上分成兩部分：產(chǎn)生磁場的電流分量（磁場電流）和與磁場相垂直、產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）。該磁場電流、轉(zhuǎn)矩電流與直流電動(dòng)機(jī)的磁場電流、電樞電流相當(dāng)。

特點(diǎn)需要使用電動(dòng)機(jī)參數(shù)，一般用做專用變頻器。調(diào)速范圍在1∶100以上。速度響應(yīng)性極高，適合于急加速、減速運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)4象限運(yùn)轉(zhuǎn)，能適用于任何場合。2023/12/10672.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的類型根據(jù)輸出電壓調(diào)制方式分類PAM方式脈沖幅值調(diào)制（PAM，PulseAmplitudeModulation）PWM方式脈沖寬度調(diào)制（PWM，PulseWidthModulation）根據(jù)輸入電源的相數(shù)分類單相變頻器三相變頻器2023/12/10682.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的組成主電路控制電路保護(hù)電路2023/12/10692.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的主要技術(shù)參數(shù)輸入側(cè)主要額定數(shù)據(jù)輸出側(cè)主要額定數(shù)據(jù)對變頻器設(shè)置和調(diào)試時(shí)的主要參數(shù)2023/12/10702.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻器的選擇種類選擇容量選擇變頻器的主要功能頻率給定功能升速、降速和制動(dòng)控制控制功能保護(hù)功能變頻器的操作方式數(shù)字操作器和數(shù)字顯示器遠(yuǎn)程操作端子操作2023/12/10712.6變頻調(diào)速與變頻器的使用變頻調(diào)速與變頻器的使用應(yīng)用舉例：Micromaster440應(yīng)用舉例2023/12/10722.6變頻調(diào)速與變頻器的使用2.7電器控制線路的設(shè)計(jì)方法

人們希望在掌握了電器控制的基本原則和基本控制環(huán)節(jié)后，不僅能分析生產(chǎn)機(jī)械的電器控制線路的工作原理，而且還能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，設(shè)計(jì)電器控制線路。電器控制線路的設(shè)計(jì)方法通常有兩種：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。返回2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和加工過程，利用各種典型的基本控制環(huán)節(jié)，加以修補(bǔ)、補(bǔ)充、完善，最后得出最佳方案。若沒有典型的控制環(huán)節(jié)可采用，則按照生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求逐步進(jìn)行設(shè)計(jì)。

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法比較簡單，但必須熟悉大量的控制線路，掌握多種典型線路的設(shè)計(jì)資料，同時(shí)具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通常是先采用一些典型的基本環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工藝基本要求，然后逐步完善其功能，并加上適當(dāng)?shù)穆?lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。

返回2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，一般應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

1.保護(hù)控制線路工作的安全和可靠性

1）線圈的連接。在交流控制線路中，不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈，如圖2-33所示。即使外加電壓是兩個(gè)線圈額定電壓之和，也是不允許的。圖2-33

不能串聯(lián)接入兩個(gè)電器線圈

2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法2）電器觸頭的連接。同一個(gè)電器的常開觸頭和常閉觸頭位置靠得很近，不能分別接在電源的不同相上。圖2-34

電器觸頭的連接

2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法3）線路中應(yīng)盡量減少多個(gè)電器元件依次動(dòng)作后才能接通另一個(gè)電器元件。在圖2-35a中，線圈KA3的接通要經(jīng)過KA、KA1、KA2三對常開觸頭。若改為圖2-35b，則每一線圈的通電只需經(jīng)過一對常開觸頭，工作較可靠。圖2-35

減少多個(gè)電器元件依次通電

2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法4）應(yīng)考慮電器觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰θ羧萘坎粔?，可在線路中增加中間繼電器，或增加線路中觸頭數(shù)目。增加接通能力用多觸頭并聯(lián)連接；增加分?jǐn)嗄芰τ枚嘤|頭串聯(lián)連接。5）應(yīng)考慮電器元件觸頭“競爭”問題。同一繼電器的常開觸頭和常閉觸頭有“先斷后合”型和“先合后斷”型。

“先斷后合”型：通電時(shí)常閉觸頭先斷開，常開觸頭后閉合；斷電時(shí)常開觸頭先斷開，常閉觸頭后閉合。

“先合后斷”型：通電時(shí)常開觸頭先閉合，常閉觸頭后斷開；斷電時(shí)常閉觸頭先閉合，常開觸頭后斷開。如果觸頭動(dòng)作先后發(fā)生“競爭”的話，電路工作則不可靠。2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法2.控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)

1）盡量減少觸頭的數(shù)目。盡量減少電器元件和觸頭的數(shù)目，所用的電器、觸頭越少，則越經(jīng)濟(jì)，出故障的機(jī)會(huì)也越少，如圖2-37所示。

圖2-37

減少觸頭數(shù)目

2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法2）盡量減少連接導(dǎo)線。將電器元件觸頭的位置合理安排，可減少導(dǎo)線根數(shù)和縮短導(dǎo)線的長度，以簡化接線，如圖2-38中，起動(dòng)按鈕和停止按鈕同放置在操作臺上，而接觸器放置在電氣柜內(nèi)。從按鈕到接觸器要經(jīng)過較遠(yuǎn)的距離，所以必須把起動(dòng)按鈕和停止按鈕直接連接，這樣可減少連接線。圖2-38

減少連接導(dǎo)線

不合理

合理

2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法3）控制線路在工作時(shí)，除必要的電器元件必須長期通電外，其余電器應(yīng)盡量不長期通電，以延長電器元件的使用壽命和節(jié)約電能。3.防止寄生電路

控制線路在工作中出現(xiàn)意外接通的電路叫寄生電路。如圖2-39，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)過載，則熱繼電器動(dòng)作時(shí)會(huì)出現(xiàn)寄生電路，圖中虛線所示，使接觸器KM1不能斷電，起不了保護(hù)作用。圖2-39

寄生電路

2.7.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法4.應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)

1）短路保護(hù)在電器控制線路中，通常采用熔斷器或斷路器作短路保護(hù)。2）過流保護(hù)過電流一般比短路電流要小。采用過電流繼電器和接觸器配合使用。3）過載保護(hù)通常采用熱繼電器作籠型電動(dòng)機(jī)的長期過載保護(hù)。4）零電壓保護(hù)零電壓保護(hù)通常采用并聯(lián)在起動(dòng)按鈕兩端的接觸器的自鎖觸頭來實(shí)現(xiàn)。2.7.2邏輯設(shè)計(jì)法

邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來設(shè)計(jì)電器控制線路，同時(shí)也可以用于線路的簡化。把電器控制線路中的接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電和斷電、觸頭的閉合和斷開看成是邏輯變量，通過簡單的“邏輯與”、“邏輯或”、“邏輯非”等基本運(yùn)算，得出其運(yùn)算結(jié)果，此結(jié)果即表明電器控制線路的結(jié)果。

對邏輯函數(shù)式進(jìn)行化簡，然后由簡化的邏輯函數(shù)式畫出相應(yīng)的電氣原理圖，最后再進(jìn)一步檢查、完善，以期得到既滿足工藝要求，又經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的最佳設(shè)計(jì)線路。

返回2.7.2邏輯設(shè)計(jì)法1.邏輯與

000100010111圖2-46

邏輯與電路

表2-4邏輯與的真值表

2.7.2邏輯設(shè)計(jì)法2.邏輯或

000101011111圖2-47

邏輯或電路

表2-5邏輯或的真值表

2.7.2邏輯設(shè)計(jì)法3.邏輯非

圖2-48表示與繼電器常開觸頭

相對應(yīng)的常閉觸頭與接觸器線圈串聯(lián)的邏輯非電路。圖2-48

邏輯非電路

1001表2-6邏輯非的真值表

返回2.7.2邏輯設(shè)計(jì)法邏輯函數(shù)的化簡可以使電器控制線路簡化運(yùn)用邏輯運(yùn)算的基本公式和運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行化簡例:互補(bǔ)定律，＝1吸收定律邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象繼電器邏輯開關(guān)函數(shù)表達(dá)式：2023/12/10882.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象一般形式：X開為控制對象的開啟信號，應(yīng)選取在開啟邊界線上發(fā)生狀態(tài)改變的邏輯變量；X關(guān)為控制對象的關(guān)斷信號，應(yīng)選取在控制對象關(guān)閉邊界線上發(fā)生狀態(tài)改變的邏輯變量。在線路圖中使用的觸點(diǎn)K為輸出對象本身的常開觸點(diǎn)，屬于控制對象的內(nèi)部反饋邏輯變量，起自鎖作用，以維持控制對象得電后的吸合狀態(tài)。2023/12/10892.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象X開和X關(guān)的選擇X開和X關(guān)一般要選短信號，這樣可以有效防止啟/停信號波動(dòng)的影響，保證了系統(tǒng)的可靠性。2023/12/10902.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法中繼電器開關(guān)邏輯函數(shù)電氣控制線路中的典型控制對象更進(jìn)一步的表達(dá)式：在某些實(shí)際應(yīng)用中，為進(jìn)一步增加系統(tǒng)的可靠性和安全性，X開和X關(guān)往往帶有約束條件。對約束條件的說明2023/12/10912.7電氣控制線路的簡單設(shè)計(jì)法簡單設(shè)計(jì)法定義：一般設(shè)計(jì)法中的重要設(shè)計(jì)原則和邏輯設(shè)計(jì)法中的控制對象的開關(guān)邏輯函數(shù)就組成了簡單設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)步驟找出控制對象的開啟信號、關(guān)斷信號；如果有約束條件，則找出相應(yīng)的開啟約束條件和關(guān)斷約束條件；把各種已知信號帶入公式中，寫出控制對象的邏輯函數(shù)（熟練后可省）；結(jié)合一般設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)原則和邏輯函數(shù)，畫出該控制對象的電氣線路圖。最后根據(jù)工藝要求做進(jìn)一步的檢查工作。關(guān)鍵：簡單設(shè)計(jì)法的核心內(nèi)容是找出控制對象的開啟條件（短信號）和關(guān)斷條件（短信號），然后所有的設(shè)計(jì)問題就很簡單了，當(dāng)然一些控制對象的開啟條件和關(guān)斷條件的短信號不容易找出來，這時(shí)就要采取一些其他技巧和措施配合使用才能解決問題。2023/12/10922.7電氣控制線路的簡單