1、电气控制与PLC,第2章 电气控制线路基础,目的： 学习由电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机起、停，正反转，多地，多条件控制电路的基本原理；降压起动控制电路；制动控制电路；调速。要求： 领会常用控制电路的设计思想，学会分析基础电路的工作原理，熟记起停、正反转、两地控制等电路的电路结构及特点，并要求能够熟练画出这些电路。,第2章 电气控制线路基础,2.2 三相笼型异步电动机的基本控制线路2.3 三相笼型异步机降压起动控制线路2.4 三相笼型异步机制动控制线路2.5 三相笼型异步电动机速度控制线路,2.2三相笼型异步电动机的基本控制线路,本节主要描述小型电动机的全压起动及其主要控制环节（电动机
2、的启动方法和原理已由电机课程进行过理论研究）。 2.2.1 全压启动控制线路 2.2.2 正反转控制线路 2.2.3 点动控制线路 2.2.4 多点控制线路 2.2.5 顺序控制线路 2.2.6 自动循环控制线路,2.2.1 全压启动控制线路,主电路： 三相电源经QA0、QA1的主触点，BB的热元件到电动机三相定子绕组。 控制电路： 用两个控制按钮，控制接触器QA1线圈的通、断电，从而控制电动机（MA）启动和停止。 起动过程分析： 合上QA0，按动起动按钮SF2QA1线圈通电并自锁MA通电工作。 QA1自锁触点，是指与SF2并联的常开辅助触点，其作用是当按钮SF2闭合后又断开，QA1的通电状态
3、保持不变，称为通电状态的自我锁定。停止过程：停止按钮SF1，用于切断QA1线圈电流并打开自锁电路，使主回路的电动机MA定子绕组断电停止工作。,全压启动控制电路的保护环节,过载保护： 热继电器BB用于电动机过载时，其在控制电路的常闭触点打开，接触器QA1线圈断电，使电动机MA停止工作。排除过载故障后，手动使其复位，控制电路可以重新工作。短路保护： 低压断路器用于主电路的短路保护，FA用于控制电路的短路保护。欠压和失压保护： 零电压保护； 欠电压保护； 由接触器本身实现欠压和失压保护,2.2.2 正反转控制电路,2.2.2 正反转控制电路,正反转实现的方法：改变电源相 序（两根火线对调）。1、无互
4、锁基本控制电路： 主电路： QA1主触点接通正相序电源M正转。 QA2主触点接通反相序电源M反转。控制电路： SF2控制正转，SF3控制反转，SF1 用于停止控制。缺点：误操作时，SF2、SF3同时按下，造成短路故障。,如何改进,改进电路,2.2.2 正反转控制电路,正反转实现的方法：改变电源相 序（两根火线对调）。2、正-停-反控制电路： 主电路： QA1主触点接通正相序电源MA正转。 QA2主触点接通反相序电源MA反转。控制电路： SF2控制正转，SF3控制反转，SF1 演示 用于停止控制。 QA1、QA2的常闭触点用于互锁控制，即使在接触器故障情况下，也 可以保证不发生主电路短路现象。电
5、路也有不足之处: 只能按正-停-反或反-停-正,正-反-停控制电路：图2-3(b)的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。,如何改进,2、按钮联锁功能,2、按钮联锁功能,3、正-反-停控制电路：图2-3(b)的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电路不能正反、反正操作控制，给设备的操作带来诸多不便。 图2-(c)使用按钮连锁，首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对方支路线圈电流，再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方便地使电动机由正转进入反转，或由反转进入正转。,2.2.3 点动控制线路,（在长动基础
6、上的点动） 用途：适用于电动机短时间调整的操作。a 基本电路,2.2.3 转换开关点动控制线路,b 转换开关控制：SF3合上，有自锁电路，SF2为长动操作按钮；SF3断开，无自锁电路，SF2为点动操作按钮。,2.2.3 按钮点动控制线路,c 按钮操作：按纽SF3常闭触点用来切段自锁电路实现点动。,2.2.3 中间继电器点动控制,d 中间继电器KF控制：按动SF2、KF通电自锁，QA1线圈通电，此状态为长动；按动SF3、QA1线圈通电，但无自锁电路，为点动操作。,2.2.3 点动控制线路,（在长动基础上的点动） 用途：适用于电动机短时间调整的操作。a 基本电路b 转换开关控制：SF3合上，有自锁
7、电路，SF2为长动操作按钮；SF3断开，无自锁电路，SF2为点动操作按钮。c 按钮操作：按纽SF3常闭触点用来切段自锁电路实现点动。d 中间继电器KF控制：按动SF2、KF通电自锁，QA1线圈通电，此状态为长动；按动SF3、KF线圈通电，但无自锁电路，为点动操作。,2.2.4 多点控制线路,定义： 多地控制电路设置多套起、停按钮，分别安装在设备的多个操作位置，故称多地控制。操作： 无论操作哪个启动按钮都可以实现电动机的起动；操作任意一个停止按钮都可以打断自锁电路，使电动机停止运行。,全压启动,2.2.4 多点控制线路,按钮连接原则： 起动按钮的常开触点并联； 停止按钮的常闭触点串联。,2.2.
8、5 顺序控制线路,控制电路的顺序控制： a）将QA1的常开触点串入控制主电机QA2的线圈电路中，实现按顺序工作。,2.2.5 顺序控制线路,控制电路的顺序控制： b）按SF2后，QA1自锁，电机MA1启动，同时时间继电器KF延时t秒后，常开触点闭合，启动MA2。,2.2.6 自动循环控制线路,工作台移动机构示意 在工作台的移动机构和固定部件上分别装置的行程开关和档铁（压动行程开关用），当移行机构运动到某一固定位置时，压动行程开关，取代人手接动按钮的功能，实现自动循环控制。右图BG1用于正转控制，BG2用于反转控制，BG3、BG4的常闭触点用于极限位置的保护。,综合,1、电气原理图中电器元件各部
9、分符号与实际位置无关，可根据原理，将电气符号画在任何需要的电路位置。2、基本电路的结构特点： 1）.自锁接触器常开触点与按钮常开触点相并联。依靠接触器自身辅助 触点而使其线圈保持通电的现象。 2）.互锁两个接触器的常闭触点串联在对方线圈的电路中。依靠两个接触器（继电器）的辅助常闭触点起相互控制作用，即一个接通时，利用其常闭辅助触头的断开来锁住对方线圈的电路。这种利用两个接触器（继电器）的常闭触点互相控制的方法叫互锁象。 3）.点动无自锁环节。 4）.多地按钮的常开触点并联、常闭触点串联。,2.3 三相笼型异步机降压起动控制 线路,用途： 三相交流异步电动机的降压起动，用于大容量三相交流异步电动
10、机空载和轻载起动时减小起动电流。降压启动控制电路： Y-起动、软启动器启动控制电路。要求： 熟记Y-起动控制电路结构和工作原理，掌握软启动器启动电路工作原理的分析方法,2.3.1 Y- 降压起动, 降压原理： 起动时，电动机定子绕组Y连接，运行时连接。,Y- 降压起动控制电路,Y- 降压起动控制电路, 主电路分析：QA1、QAYY起动，QA1、QA运行。 Y- 降压起动过程分析： 按下起动按钮SF2QA1线圈通电自锁 QAY线圈通电-M作Y接起动； KF线圈通电延时 QAY线圈断电 QA线圈通电自锁 M作接行。 KF线圈断电复位。,2.4 三相笼型异步机制动控制线路,2.4.2 能耗制动1、制
11、动原理 制动时，在切除交流电源的同时，给三相定子绕组通入直流电流。2、主电路 直流电源的获取方法：交流电源（降压）经整流（半波、全波、桥式）。 主电路中接触器KM1的主触点闭合时，电动机M作电动工作。 接触器KM2主触点用于能耗制动时为定子绕组通入直流电流。3、控制电路（按时间原则控制）,4、起动： 按动起动按钮SF2QA1线圈通电自锁，电动机MA作电动运行。5、制动： 按动停车按钮SF1QA1线圈断解除自锁QA2线圈通电自锁电动机MA定子绕组切除交流电源，通入直流电源能耗制动。 SF1FT线圈通电延时QA2线圈断电复位FT线圈断电复位。,2.6 三相笼型异步电动机速度控制线路,2.6.1 变频器的基本概念 变频调速的关键因素：1 大功率开关器件； 2 微处理器的发展和变频控制方式的深入。2.6.2 变频器的类型： 1、根据变频环节分类； 2、根据电流的滤波方式分类； 3、根据控制方式分类； （1）V/F控制；（2） 矢量控制。 4、跟感受输出电压调制方式分类； 5、根据输入电压的项数分类。2.6.3 变频器的组成 主电路、控制电路,图2.2.5工作台往复运动示意图,工作台往复运动示意图,返回,变频器应用举例,实际接线图,
