第1章工厂电气控制初步.ppt

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1、第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路第第2章章 基本控制电路基本控制电路 2.1直接起动控制电路直接起动控制电路 2.2降压起动降压起动 2.3数学辅助分析法数学辅助分析法 2.4电机的制动电机的制动 2.5电机的调速电机的调速 2.6顺序控制顺序控制 第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.1直接起动控制电路直接起动控制电路 1.单向旋转单向旋转 2.2.可逆转动可逆转动 3.3.点动控制点动控制 4.4.自动往返运动自动往返运动 第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路1.单向旋转单向旋转 三三相相笼笼型型电电动动机机单单向向旋旋转转可可用用开开关关或或接接触触器器控控制制，图图1

2、.12为接触器控制电路。为接触器控制电路。接接触触器器控控制制电电路路图图中中，Q为为开开关关，FU1、FU2为为主主电电路路与与控控制制电电路路的的熔熔断断器器，KM为为接接触触器器，KR为为热热继继电电器器，SB1、SB2分分别别为为起起动动按按钮钮与与停停止止按按钮钮，M为笼型感应电动机。为笼型感应电动机。图图2.1单向旋转单向旋转第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路其中的保护环节为：其中的保护环节为：1）短路保护。）短路保护。2）过载保护。）过载保护。3）欠压保护。）欠压保护。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.可逆转动可逆转动 在在实实际际生生产产中中常常需需要要运运动动

3、部部件件实实现现正正反反两两个个方方向向的的运运动动，这这就就要要求求拖拖动动电电动动机机能能做做正正反反两两方方向向的的运运转转。从从电电机机原原理理可可知知，改改变变电电动动机机三三相相电电源源相相序序即即可可改改变变电电动动机机旋旋转转方方向向。电电动动机机的的常常用用可可逆逆旋旋转转控控制电路如图制电路如图1.13所示。所示。图图2.2可逆旋转可逆旋转第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路3.点动控制点动控制 生产过程中，不仅要求生产机械运动部件连续运生产过程中，不仅要求生产机械运动部件连续运动，还需要点动控制。图动，还需要点动控制。图1.14为电动机点动控制为电动机点动控制电路。图

4、中的控制电路既可实现点动控制，又可电路。图中的控制电路既可实现点动控制，又可实现连续运转。实现连续运转。SB3为连续运转的停止按钮，为连续运转的停止按钮，SB1为连续运转起动按钮，为连续运转起动按钮，SB2为点动起动按钮。为点动起动按钮。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.3点动控制电路点动控制电路第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路4.自动往返运动自动往返运动 在实际生产中，常常要求生产机械的运动部件能在实际生产中，常常要求生产机械的运动部件能实现自动往返。因为有行程限制，所以常用行程实现自动往返。因为有行程限制，所以常用行程开关做控制元件来控制电动机的正反转。图开关做控制元

5、件来控制电动机的正反转。图1.15为电动机往返运行的可逆旋转控制电路。图中为电动机往返运行的可逆旋转控制电路。图中KM1、KM2分别为电动机正、反转接触器，分别为电动机正、反转接触器，SQ1为反向转正向行程开关，为反向转正向行程开关，SQ2为正向转反向行程为正向转反向行程开关，开关，SQ3、SQ4分别为正向、反向极限保护用分别为正向、反向极限保护用限位开关。限位开关。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.4往返运行往返运行第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.2降压起动降压起动 1.自耦变压器起动法自耦变压器起动法图图1.16是采用自动控制自耦变压器降压起动的控是采用自动控制自

6、耦变压器降压起动的控制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电制电路。是由交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮和自耦变压器等元件组成。图中器、按钮和自耦变压器等元件组成。图中KM1为为正常运转接触器，正常运转接触器，KM2为降压起动接触器，为降压起动接触器，KA为起动中间继电器，为起动中间继电器，KT为降压起动时间继电器。为降压起动时间继电器。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.5自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.Y-D起动法起动法凡凡是是正正常常运运行行时时三三相相定定子子绕绕组组接接成成三三角角形形运运转转的的三三相相笼笼型型感感

7、应应电电动动机机，都都可可采采用用Y-D降降压压起起动动。起起动动时时，定定子子绕绕组组先先接接成成Y联联结结，接接入入三三相相交交流流电电源源，起起动动电电流流下下降降到到全全压压起起动动时时的的1/3，对对于于Y系系列列电电动动机机直直接接起起动动时时起起动动电电流流为为额额定定电电流流IN的的5.57倍倍。当当转转速速接接近近额额定定转转速速时时，将将电电动动机机定定子子绕绕组组改改成成D联联结结，电电动动机机进进入入正正常常运运行行。这这种种方方法法简简便便、经经济济，可可用用在在操操作作较较频频繁繁的的场场合合，但但其其起起动动转转矩矩只只有有全全压压起起动动时时的的1/3，Y系系列

8、列电电动动机机起起动动转转矩矩为为额额定定转转矩矩的的1.42.2倍倍。图图1.17为为用用于于13kW以以上上电电动动机机的的起起动动电路，由三个接触器和一个时间继电器构成。电路，由三个接触器和一个时间继电器构成。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.6Y-D起动起动第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.3数学辅助分析法数学辅助分析法 1.用继电接触控制线路表示逻辑代数的基用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算本运算2.逻辑函数与继电接触控制线路图逻辑函数与继电接触控制线路图 第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路1.用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算用继电接触控制

9、线路表示逻辑代数的基本运算（1）“与与”运算（逻辑乘）运算（逻辑乘）逻辑代数中运算符号逻辑代数中运算符号“”或或“”读作读作“与与”。“与与”运算的真值表如表运算的真值表如表1.2所示。所示。表表1.2与运算与运算第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路实实现现逻逻辑辑乘乘的的器器件件叫叫做做“与与”门门，它它的的逻逻辑辑符符号号如如图图2.7（a）所所示示，图图2.7（b）显显示示出出了了继继电电控控制制线线路路中中“与与”运运算算的的实实例例，它它表表示示触触点点的的串串联联。若若规规定定触触点点接接通通为为“1”，断断开开为为“0”，线线圈圈通通电电为为“1”，断断电电为为“0”，则则可

10、可以以写写出出KMKA1KA2，只只有有触触点点KA1、KA2均均接接通通，接接触触器线圈器线圈KM能通电。能通电。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路（a）逻辑符号）逻辑符号 （b）控制线路实例）控制线路实例图图2.7 逻辑逻辑“与与”第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路（2）“或或”运算（逻辑加）运算（逻辑加）逻辑代数中运算符号逻辑代数中运算符号“+”读作读作“或或”。“或或”运算的真运算的真值表如表值表如表1.3所示。所示。表表1.3或运算或运算第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路实实现现逻逻辑辑乘乘的的器器件件叫叫做做“或或”门门，它它的的逻逻辑辑符符号号如如图图2.8（a

11、）所所示示，图图2.8（b）显显示示出出了了继继电电控控制制线线路路中中“或或”运运算算的的实实例例，它它表表示示触触点点的的并并联联，可可写写成成KMKA1KA2，当当触触点点KA1或或KA2接接通通，或或者者KA1和和KA2多接通时，接触器线圈都可通电。多接通时，接触器线圈都可通电。图图2.8 逻辑逻辑“或或”（a）逻辑符号）逻辑符号 （b）控制线路实例）控制线路实例第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路（3）“非非”运算（逻辑非）运算（逻辑非）逻逻辑辑代代数数中中“非非”运运算算的的符符号号用用变变量量上上面面的的短短横横线线表表示示，读读作作“非非”。“非非”运运算算的的真真值值表表

12、如如表表1.4所所示示。它它表表示示了了事事物物相相互互矛矛盾盾的的两两个个对对立立面面之之间间的的关关系系。这这种种规规律律的的因果规律称为因果规律称为“非非”逻辑关系。逻辑关系。表表1.4 非运算非运算第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路实实现现逻逻辑辑“非非”的的器器件件叫叫做做“非非”门门，它它的的逻逻辑辑符符号号如如图图2.9（a）所所示示，图图2.9（b）示示出出了了继继电电控控制制线线路路中中“非非”运运算算的的实实例例，通通常常称称KA为为原原变变量量，为为反反变变量量，它它们们是是一一个个变变量量的的两两种种形形式式，如如同同一一个个继继电电器器的的一一对对常常开开、常常

13、闭闭触触点点，在在向向各各自自相相补补的的状状态态切切换换时时同同步步动动作作。图图（b）中中，触触点点KA的的取取值值与与线线圈圈KM的的取取值值相相同同，而而KM1与与继继电电器器的的常闭触点的取值相同，所以，故实现了非运算。常闭触点的取值相同，所以，故实现了非运算。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路（a）逻辑符号 （b）控制线路实例图图2.9 逻辑逻辑“非非”第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.逻辑函数与继电接触控制线路图逻辑函数与继电接触控制线路图（1）逻辑函数）逻辑函数（2）逻辑图和继电接触控制线路图）逻辑图和继电接触控制线路图 由继电接触控制线路图写出逻辑函数由继电接

14、触控制线路图写出逻辑函数 由逻辑函数画出继电接触控制线路由逻辑函数画出继电接触控制线路 第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.10（a）为为一一个个最最简简单单的的起起-保保-停停线线路路，接接触触器器线线圈圈是是串串接接在在由由触触点点构构成成的的网网络络上上，然然后后与与电电源源相相接接，是是一一个串联电路。它的逻辑函数是：个串联电路。它的逻辑函数是：图图2.10（b）为图（）为图（a）的反演电路，实现的逻辑功能完全）的反演电路，实现的逻辑功能完全相同，接触器线圈与触点网络并联，所以图（相同，接触器线圈与触点网络并联，所以图（b）是并联）是并联电路。图中所接的电阻电路。图中所接的

15、电阻R是限流电阻，防止电源短路。原是限流电阻，防止电源短路。原理是通过开关网络使线圈的两端短接（线圈不通电）或理是通过开关网络使线圈的两端短接（线圈不通电）或不予短接（线圈通电），来控制线圈。所以串联电路是不予短接（线圈通电），来控制线圈。所以串联电路是直接控制原理，并联电路是旁路控制原理。直接控制原理，并联电路是旁路控制原理。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.10 串联和并联继电接触控制线路串联和并联继电接触控制线路（a）（b）第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.4电机的制动电机的制动 图图2.11为电动机单向旋转电机反接制动控制电路。为电动机单向旋转电机反接制动控制电

16、路。当电动机转速接近零时应迅速切断三相电源，否当电动机转速接近零时应迅速切断三相电源，否则电动机将反向起动。为此采用速度继电器来检则电动机将反向起动。为此采用速度继电器来检测电动机的转速变化，并将速度继电器调整在测电动机的转速变化，并将速度继电器调整在n130r/min时触点动作，而当时触点动作，而当n100r/min时，触时，触点复原。图点复原。图1.22中，中，KM1为反接制动接触器，为反接制动接触器，KM2为电动机单向旋转接触器，为电动机单向旋转接触器，KV为速度继电为速度继电器，器，R为反接制动电阻。为反接制动电阻。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.11 反接制动反接制动

17、第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.5电机的调速电机的调速 图图2.12是是D-YY反转向方案变极调速电动机接线方法及控反转向方案变极调速电动机接线方法及控制电路。它是通过改变定子绕组的半相绕组电流方向来制电路。它是通过改变定子绕组的半相绕组电流方向来实现变极的。将三相绕组的首尾端依次相接，构成一个实现变极的。将三相绕组的首尾端依次相接，构成一个封闭三角形，从首端引出线接电源，中间抽头悬空着，封闭三角形，从首端引出线接电源，中间抽头悬空着，构成构成D联结。若将三个首尾端相接构成一个中性点联结。若将三个首尾端相接构成一个中性点N，而，而将各绕组中间抽头接电源，构成将各绕组中间抽头接电源，

18、构成YY联结。使每相的两个联结。使每相的两个半相绕组并联，从而使其中一个半相绕组电流方向反了，半相绕组并联，从而使其中一个半相绕组电流方向反了，于是电动机极对数减小一半，即于是电动机极对数减小一半，即pD=2pYY。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.12 电机变极调速电机变极调速(a)返回本节返回本节（a）电机接线方法）电机接线方法第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路（b）控制电路图图2.12 电机变极调速电机变极调速(b)第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路2.6顺序控制顺序控制 顺顺序序控控制制是是指指以以预预先先规规定定好好的的时时间间或或条条件件为为依依据据，按按预预先先规规定定好好的的动动作作次次序序，对对控控制制过过程程各各阶阶段段顺顺序序地地进进行行自自动动控控制制。图图2.13是是顺顺序序控控制制原原理理图图，其其中中G1G4分分别别表表示示第第一一至至第第四四程程序序的的执执行行电电路路，可可根根据据每每一一程程序序的的具具体体要要求求设设计计，K1K4分分别别表表示示G1G4程程序序执执行行完完成成时时发发出出的的控控制制信信号，号，SB5、SB6分别为起动和停止按钮。分别为起动和停止按钮。第第2 2章章 基本控制电路基本控制电路图图2.13 顺序控制原理图顺序控制原理图