电气控制电路的基本环节[1]

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电气控制电路的基本环节[1]
•（二）三相异步电动机变频调速时的机械特性
•1、U1/f1=常数时的变频调速机械特性
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•图2-24 三相异步电动机U1/f1=常数 •变频调速机械特性
电气控制电路的基本环节[1]
•2、U1/f1N的变频调速机械特性
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•图2-25 U1=U1N 时三相异步电动机 •变频调速机械特性
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•图2-36 单极性SPWM调制 •a）调制波和载波 b）SPWM脉冲
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•2）一个元件中所 有的带电部件均画 在一起，并用点划 线框起来，即采用 集中表示法。
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电气控制电路的基本环节[1]
• 3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电 气原理图一致，并符合国家标准。
•4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出， 并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图 上的导线编号相一致。
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•（三）变频器
•1、变频器的分类
•1）按变频的原理分有：
•交—交变频器和交—直—交变频器。
•2）交—直—交变频器的分类：
•电压型和电流 型
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•图2-26 电压型变频器基本结构
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•2．交—直—交变频器
• 交—直—交变频器主要由整流调压、滤波及逆 变三部分组成
控制电动机功 率/KW
13 17
22 38
40 55
75
125
额定电流 /A
26 33 42．5 58
77 105
142
260
热继电器额 定电流/A
15 19
25 34
45 61
85
100~160
时间继电器 整定值/S
11 13
15 17
20 24
30
14~60
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电气控制电路的基本环节[1]
电气控制电路的基本环节[1]
•第三节 三相异步电动机的起动控制
•一、星形—三角形减压起动控制
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•图2-13 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
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•表2-1 QX4系列自动星形—三角形起动器技术数据
型号
QX4--17 QX4--30 QX4--55 QX4--75 QX4--125
•转换开关控制电动机正反转电 路
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•图2-6 转换开关控制电动机正反转电路
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•三相异步电动机正反转控制电路
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•图2-7 三相异步电动机正反转控制电路 •a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路
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•二、点动与连续运转的控 制
•一、自锁与互锁的控制
• 自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电 气控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。
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•三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
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•图2-5 为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
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•（二）关于电气原理图图面区域的划分
• 为了便于确定原理图的内容和组成部分在图中 的位置，常在图纸上分区。竖边方面用大写拉丁字母 编号，横边用阿拉伯数字编号。
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电气控制电路的基本环节[1]
•（三）继电器、接触器触头位置的索 引
• 电气原理图中，在继电器、接触器线圈的下 方注有该继电器、接触器相应触点所在图中位置 的索引代号，索引代号用图面区域号表示。
热继电器整 定电流/A
32 40 63 85 120 142 2．8 3．2 3．5
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•三、三相绕线型异步电动机的起动控 制
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•图2-15 时间原则控制转子电阻起动电路
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•第四节 三相异步电动机的制动控制
•一、电动机单向反接制动控制
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•图2-10 两台电动机顺序控制电路图 •a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路
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•时间继电器控制的顺序起动电 路
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•图2-11 时间继电器控制的顺序起动电路
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•五、自动往复循环控制
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•图2-12 自动往复循环控制 •a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路
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•图2-33 脉宽调制的输出电压 •a）调制前的波形 b）调制后的波形
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•图2-34 正弦波脉宽调制（SPWM）的输出电压
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•图2-35 PWM逆变器简单原理图
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•（3）单极性SPWN
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•例：CW6132型普通车床电气原理 图
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•图2-1 CW6132型普通车床电气原理图
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•（一）绘制电气原理图的原则：
• 1．图中所有的元器件都应采用国家统一规定的 图形符号和文字符号。
• 2．电气原理图的组成 电气原理图由主电路和辅 助电路组成。
•1）体积大和较重的电 器元件应安装在电器安 装板的下方，而发热元 件应安装在电器安装板 的上面。
• 2）强电、弱电应分开， 弱电应屏蔽，防止外界干扰。
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电气控制电路的基本环节[1]
• 3）需要经常维护、 检修、调整的电器元 件安装位置不宜过高 或过低。
• 5）电器元件布置 不宜过密，应留有一 定间距。如用走线槽， 应加大各排电器间距， 以利布线和维修。
电气控制电路的基本环 节
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2020/11/28
电气控制电路的基本环节[1]
•第一节 电气控制系统图
• 常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布 置图与安装接线图。
• 一、电气图常用的图形符号、 文字符号和接线端子标记
•二、电气原理图
• 电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电 部件的联接关系和工作原理的图。
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•图2-27 交—直—交变频器的组成
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•1）单相逆变电路
•2）三相逆变电路
•图2-28 单相逆变电路原理图 •a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图
•图2-29 三相逆变电路原理图 •a）主电路 b）开关通断规律 c）波形图
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•图2-8 电动机点动与连续运转控制电路 •a) 基本点动控制电路 b) 开关选择运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路
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•三、多地联锁控制
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•图2-9 多地控制电路图
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•四、顺序控制
•按顺序起动与停止的控制电 路
•（四）电气图中技术数据的标 注
• 电气图中各电气元器件和型号，常在电气 原理图中电器元件文字符号下方标注出来。
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•三、电器布置图
• 电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元 器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采 取集中绘制或单独绘制。
•电器元件的布置应注意以下几方面：
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•图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图
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•四、安装接线图
• 安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、 线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元 件布置图一起使用。
•电气接线图的绘制原则是：
• 1）各电气元件 均按实际安装位置 绘出，元件所占图 面按实际尺寸以统 一比例绘制。
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•四、电动机可逆运行能耗制动控 制
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•图2-19 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路
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•五、无变压器单管能耗制动控制
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•图2-20 电动机无变压器单管能耗制动电路
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•第五节 三相异步电动机的调速控制
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•图2-16 电动机单向反接制动控制电路
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•二、电动机可逆运行反接制动控制
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•图2-17 电动机可逆运行反接制动控制电路
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•三、电动机单向运行能耗制动控 制
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•图2-18 电动机单向运行时间原则能耗制动控制电路
•3．电源线的画 法 •4．原理图中电气元件的画 法 • 5．电气原理图中电气触头的画
法
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•6．原理图的布局
•7．线路连接点、交叉点的绘制
•8．原理图的绘制要层次分明，各电器元件及 触头的安排要合理，既要做到所用元件、触头 最少，耗能最少，又要保证电路运行可靠，节 省连接导线以及安装、维修方便。
•3）电压型交—直—交变频器
•图2-30 三相桥式逆变电路主电路
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•图2-31 三相逆变器输出电压波形图
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•3、脉宽调制型（PWM）变频器
•（1）问题的提出
• 在一般的交—直—交变频器供电的变压、变频调 速中，为获得变频调速所要求的变频与变压的协调控 制，整流器必须是可控整流，这样在变频调速时要同 时控制整流器和逆变器。问题：①主电路中有两个可 控功率环节；②由于中间环节存在动态元件，使系统 的动态响应缓慢；③由于整流器是可控的，使供电电 源的功率因数随变频装置输出频率的降低而变差，并 产生高次谐波电流；④逆变器输出为六拍阶梯波交变 电压，在拖动电动机中形成较多的各次谐波，从而产 生较大的脉动转矩，影响电动机的稳定工作，低速时 尤为严重。
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•三、三相异步电动机的变频调速控制
•（一）变频调速原理 •由三相异步电动机转速公式：
• 只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可
实现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频 调速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种：
•1．额定频率以下的调速 •2．额定频率以上的调速
•一、三相笼型电动机变极调速控制
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•图2-21 双速电动机三相绕组连接图
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•图2-22 双速电动机变极调速控制电路
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•二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制
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•图2-23 凸轮控制器控制电动机调速电路
被控制电动 机功率/KW
14 20 28 40 55 75 80 95 100
最大工作 电流/A
28 40 58 77 110 142 152 180 190
自耦变压器 功率/KW
14 20 28 40 55 75 115 115 115
电流互感 器变比
—— —— —— —— —— —— 300/5 300/5 300/5
•4）电器元件的布 置应考虑整齐、美 观、对称。外形尺 寸与结构类似的电 器安装在一起，以 利安装和配线。
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电气控制电路的基本环节[1]
•例：CW6132型车床控制盘电器布置图
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•图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图
电气控制电路的基本环节[1]
•例：CW6132型车床电气设备安装布置图
•二、自耦变压器减压起动控 制
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•图2-14 XJ01系列自耦减压起动电路图
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•表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据
型号
XJ01—14 XJ01—20 XJ01—28 XJ01—40 XJ01—55 XJ01—75 XJ01—80 XJ01—95 XJ01—100
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电气控制电路的基本环节[1]
•解决上述问题，采用PWM控制方式
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•图2-32 PWM逆变器组成
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•（2）脉宽调制器的基本工作原理
• 脉宽调制是将 输出电压分解成很 多的脉冲，调频时 控制脉冲的宽度和 脉冲间的间隔时间 就可控制输出电压 的幅值。
• 5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以 绘成一股线。
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电气控制电路的基本环节[1]
•例：电气安装接线图
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•图2-4 CW6132型车床电气互连图
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•第二节 电气控制电路基本控制规律
• 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制 规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多 地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。