PLC机电控制系统应用设计技术(第2版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-01 16:43:29

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作者:鲁远栋

出版社:电子工业出版社

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PLC机电控制系统应用设计技术(第2版)

PLC机电控制系统应用设计技术(第2版)试读:

前言

可编程控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是以计算机技术、通信技术、微电子技术和继电器控制技术为基础而发展起来的一种新型技术。PLC功能强大、可靠性高、使用方便,已经广泛应用于工业控制的各个领域。因此,学习和掌握PLC应用技术对于工程技术人员来说是相当必要的。

本书特点

本书从工程应用的角度出发,以德国西门子公司的S7—200系列PLC为基础,深入浅出地介绍了可编程控制器的基础知识,同时通过大量的实例详细介绍了PLC应用系统的设计与开发。本书的内容自始至终按照化整为零的思想进行编排,详尽地介绍了PLC应用系统设计的相关内容,能够使读者比较容易地理解这些知识,掌握PLC应用系统的设计方法。

概括来讲,本书具有如下特点:

● 取材广泛,内容丰富。本书案例涵盖了 PLC 在工业生产和日常生活中的应用,覆盖面广。

● 案例完整,结构清晰。本书选择的案例都是通过由浅入深、循序渐进的方式清晰明确地对PLC应用系统的设计进行介绍的。

● 讲解通俗,步骤详细。每个案例的开发步骤都是以通俗易懂的语言阐述的,并穿插图片和表格,易于读者理解。

组织结构

全书共分为10章。第1章简单介绍了继电器—接触器控制系统的基本控制电路;第2章对PLC的基础知识进行了介绍;第3~5章详细介绍了S7—200系列PLC的系统配置和指令系统,对S7—200系列的硬件结构、内部资源、基本指令、功能指令以及基本编程方法等进行了说明;第6章介绍了S7—200系列PLC的通信和网络;第7章综合介绍了PLC应用系统的设计、使用和维护;第8章和第9章通过大量的实例进一步介绍了PLC应用系统的设计;第10章为实验指导书。本书附录为S7—200系列PLC的相关参考资料。

电子教案的内容及特点

本书提供电子教案。电子教案使用PowerPoint软件制作,内容清晰明确,紧密联系日常教学,对日常教学和读者的学习能够起到一定的辅助作用。

读者对象

● 高等学校工业自动化、电气工程及自动化、计算机应用、机电一体化等有关专业学生。

● 电气控制技术专业相关技术人员。

编者与致谢

本书由鲁远栋任主编,王鑫、李威、栗园园任副主编,粟思科审。参与本书编写工作的还有:邹素琼、赵秋云、赵继军、彭艺、曲辉辉、周章、蒋波、徐留旺、曹振宇等,在此一并表示感谢。

配套服务

为充分体现本书的特点,帮助读者深刻理解本书的编写意图和内涵,进一步提高对本书教学的使用效率,欢迎读者将本书使用过程中的问题与建议反馈给我们,我们将竭诚为您服务。同时,由于作者水平所限,加之时间仓促,本教材的覆盖面广,书中错误和不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。

我们的联络方式:china_54@tom.com。我们将提供本书的配套服务工作,举办“PLC机电控制系统设计与应用技术”培训,欢迎联络。同时,为方便老师教学和同学学习,本书为授课教师配备了电子教案,具体可从电子工业出版社华信教育资源网上下载。作者2010年1月

第1章 继电器—接触器控制系统的基本控制电路

知识点

电气控制线路的图形、文字符号及绘图原则

直流电动机的基本控制电路

三相异步电动机的基本控制电路

本章导读

继电器—接触器控制系统是由继电器和接触器等有触点电器组成的控制电路,它是应用最早的控制系统,具有结构简单、直观形象、容易掌握、维护方便、价格低廉、抗干扰能力强、能够进行远距离控制等优点。由于继电器—接触器控制系统所采用的控制电器结构简单、性价比高、能满足一般的工业控制领域的需求,因此目前在工业企业中继电器—接触器控制系统应用仍十分广泛,而且继电器—接触器控制系统是其他自动化控制系统的基础。因此,掌握继电器—接触器控制系统的基本控制电路对于机床的数控改造以及数控系统的设计等都有十分重要的作用。本章将简单扼要地对电气控制线路的图形、文字符号及绘图原则,直流电动机的基本控制电路和三相异步电动机的基本控制电路进行介绍。

1.1 电气控制线路的图形、文字符号及绘图原则

电气控制线路主要由各种电气元件(如接触器、继电器、按钮、电阻)和用电设备(如电动机等)组成。为了设计、分析研究、安装维修时阅读方便,在绘制电气控制线路图的时候必须使用国家统一规定的电气图形符号和文字符号,并且必须符合一定的绘图原则。1.1.1 常用的电气图形符号和文字符号

在绘制电气线路图时,电气控制线路中的图形和文字符号必须符合国家标准。目前我国电气设备有关国家标准主要有GB4728—1985《电气图常用图形符号》、GB6988—87《电气制图》、GB715987《电气技术中的文字符号制订通则》、GB5226—85《机床电气设备通用技术条件》和GB/T6988—1997《电气技术通用文件的编制》等。常用电气图的图形符号和常用电气设备文字符号见附录A。1.1.2 电气控制线路原理图的绘图规则

1.电气控制线路表示方法

电气控制线路的表示方法共有以下三种。

1)电气原理图

电气原理图一般由主电路、控制电路和辅助电路等组成。电气原理图表示电气控制线路的工作原理以及各电气元件的作用和相互关系,但不考虑电气元件实际安装位置和实际连线情况。主电路由电动机、组合开关、热继电器等元件组成,是电气控制线路中强电流通过的部分;控制电路由按钮、接触器、继电器的吸引线圈和辅助触点以及热继电器的触点等组成;辅助电路包括保护电路、显示电路和报警电路等,辅助电路中通过的电流较小。这种线路能够清楚地表明电路的功能,对于分析电路的工作原理十分方便。

2)电气设备安装图

电气设备安装图是能够表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置的一种电气控制线路图。各电气元件的安装位置是由机械设备的结构和工作要求决定的,如电动机要和被拖动的机械部件放在一起,行程开关应放在要取得信号的地方,操作元件放在操作方便的地方,一般电气元件应放在控制柜内。

3)电气设备接线图

电气设备接线图是能够表示各电气设备之间的实际接线情况的一种电气控制线路图。绘制电气接线图时应注意要把各电气元件的各个部分(如触头与线圈)画在一起;文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电气原理图一致。电气设备安装图和接线图是用于安装接线、检查维修和施工的。

2.电气原理图的绘图规则

绘制电气原理图一般遵循下列规则:

● 原理图可以分为主电路、控制电路和辅助电路。主电路是从电源到电动机的大电流通过的路径。控制电路是接触器和继电器线圈等小电流线路。辅助电路是保护、显示、报警等小电流线路。主电路用粗线画出,一般画在原理图的上方或左方。控制电路和辅助电路用细线画出,一般画在原理图的下方或右方。

● 主电路的电源电路绘成水平线,电动机等受电的动力装置及其保护电气支路一般应垂直于电源电路示出。控制电路和辅助电路应垂直于水平电源线,且位于两条水平电源线之间。线圈、电磁阀等耗能元件应垂直连接在接地的水平电源线上,而控制触头、信号灯和报警元件应连接在上方水平电源线与耗能元件之间。

● 电气控制线路中所需的全部电气元件都应用国家统一规定的标准的图形符号和文字符号在图中表示出来。

● 原理图中所有元器件和设备的可动部分均以自然状态绘出,即电气元件应以未通电的状态绘出,机械开关应以动作开始前的状态绘出。例如,吸引线圈为未通电状态;二进制逻辑元件为置“0”时的状态;手柄置于“0”位;设备处于没有受外力作用的原始位置时的状态。

● 采用电气元件展开图的画法。同一电气元件的各部分(如接触器的线圈和触头)可以不画在一起,但需用同一文字符号标出。若有多个同一种类的电气元件,可在文字符号后加上数字序号以示区别,如KM、KM。12

● 在表达清楚的前提下,尽量减少线条,尽量避免交叉线的出现。两线交叉连接时需用黑色实心圆点表示,两线交叉不连接时需用空心圆圈表示。

● 原理图上应标注出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数;某些元器件的特性;不常用电气元件的操作方式和功能。

图1-1所示为拖动电动机与润滑泵电动机的连锁控制线路原理图。图1-1 拖动电动机与润滑泵电动机的连锁控制线路原理图

1.2 直流电动机的基本控制电路

继电器—接触器控制系统典型的应用是电动机的拖动系统。电动机按其通过的电流可分为直流电动机和交流电动机,本节主要介绍直流电动机的基本控制电路。1.2.1 直流电动机的励磁方式

励磁方式就是励磁绕组在电路中的连接方式,按照励磁方式直流电动机分为他励、并励、串励、复励4种。励磁绕组是电动机定子主磁极上所绕的线圈。励磁绕组通电后使主磁极产生主磁通。下面分别介绍这4种励磁电动机。

● 他励电动机:励磁绕组和电枢绕组分别由不同的直流电源供电,如图1-2(a)所示。

● 并励电动机:励磁绕组和电枢绕组并联接入电路,由同一个直流电源供电,输入电动机的电流等于励磁电流和电枢电流之和,如图1-2(b)所示。

● 串励电动机:励磁绕组和电枢绕组串联后接直流电源,电枢电流即为励磁电流,如图1-2(c)所示。

● 复励电动机:励磁绕组由串励绕组与并励绕组两部分组成,串励绕组与电枢绕组串联在一起,并励绕组与电枢绕组并联在一起,如图1-2(d)所示。图1-2 直流电动机的励磁方式1.2.2 直流电动机的启动控制

1.电动机的启动要求

直流电动机在带有一定负载的情况下,从静止状态到以某一稳定运行速度运行的整个过程称为启动过程。对于直流电动机的启动过程,通常要考虑的问题主要有启动电流的大小、启动转矩的大小、启动时间的长短、启动过程是否平滑、启动过程能量损耗和发热量的大小以及启动设备是否简单可靠。

在以上要考虑的问题中,重点是在保证足够大的启动转矩的情况下,尽可能地减小启动电流。直流电动机启动时启动冲击电流大,一般可达额定电流的10~20倍,过大的启动电流会引起电网电压的波动,影响电网上其他用户的正常用电,造成电动机的换向器和电枢绕组的损坏,同时产生较大的启动转矩,对机械的传动部件也将产生强烈的冲击。所以,除了小型直流电动机外一般不允许直接启动。

直流电动机启动的最根本原则是确保有足够大的启动转矩和限制启动电流,启动电流要足够大但是又不能超出限制范围,才能保证电动机在满足生产要求的前提下安全启动。直流电动机最常用的启动方法有电枢串电阻启动和减压启动两种。

2.并励直流电动机的启动控制线路

并励直流电动机的启动控制线路如图1-3所示。图中R为电枢回路启动电阻;KOC为过电流继电器,串接在电枢回路中,作为直流电动机的短路和过载保护;KUC为欠电流继电器,串接在励磁绕组回路中,作为直流电动机失磁和弱磁保护。

启动过程如下:合上电源开关Q,励磁绕组接通直流电源,产生主磁场;KUC线圈得电,KUC动合触头闭合;同时时间继电器KT线圈得电,KT延时闭合的动断触头瞬时分断,保证接触器KM线圈不2得电,电阻R投入启动。图1-3 并励直流电动机的启动控制线路

按下启动按钮SB,接触器KM线圈得电,KM自锁触头闭合;211松开SB,KM主触头闭合,电阻R开始启动。KM动合辅助触头闭211合,为KM接电做准备;KM动断辅助触头分断,KT线圈失电。当电21动机速度按要求升高到一定程度之后,KT延时闭合的动断触头延时闭合,使KM线圈得电,KM主触头闭合,电阻R被短接,电动机在22全压下运行。

按下停止按钮SB,接触器KM线圈失电,KM主触头断开,电111动机停止转动。

3.他励直流电动机的启动控制线路

他励直流电动机的启动控制线路如图1-4所示。此图为电枢串二级电阻通过时间继电器控制的启动控制线路图,其中KT、KT为时12间继电器,KM、KM为短接启动电阻接触器。23图1-4 他励直流电动机的启动控制线路

合上电源开关Q和Q,励磁绕组F、F通过励磁电流产生主磁1212场。时间继电器KT、KT线圈得电,则KT、KT延时闭合的动断触1212头分断。短接启动电阻接触器KM、KM线圈不得电,则KM、KM2323动合触头断开,电阻R、R接入主电路。按下手动按钮SB,KM线1211圈得电,KM自锁触头闭合,松开SB;同时KM主触头闭合,电动111机串接电阻R和R启动;KM动断触头断开,使时间继电器KT、1211KT线圈失电。经过一段时间,随着转速的升高,KT延时闭合触头21首先闭合,短接启动接触器KM线圈得电,则KM动合主触头闭合,22电阻R被短接,启动电阻减小,电枢电流增大,启动转矩也随之增1大。电动机继续加速,然后KT动断延时闭合触头延时闭合,接触器2KM线圈通电,使KM主触头闭合,电阻R被短接,电动机启动完毕,332进入正常运行状态。

按下手动按钮SB,则KM失电,电动机停止,电路恢复最初状21态。1.2.3 直流电动机的调速控制

1.直流电动机的调速方法

在负载不变的情况下,人为地改变生产机械的工作速度称为调速。调速一般可以采用机械的、电气的或机电配合的方法来实现。本书只讨论电气调速。

电气调速通过改变电动机的参数来改变转速。电气调速可以简化机械结构,提高传动效率,便于实现自动控制。

直流电动机的转速公式:

式中 n——直流电动机转速;

U——电枢电压;

I——电枢电流;a

R——电枢绕组电阻;a

R——电枢回路串入附加电阻;

C——电势常数;e

Φ——励磁磁通。

在电枢电流I不变时,只要电枢电压U、电枢回路串入附加电阻aR、励磁磁通Φ三个变量中,任一个发生变化,都会引起转速变化。所以,一般直流电动机调速有3种方法:电枢串电阻调速、降低电枢电压调速和减弱磁通调速。

2.直流电动机的调速控制

直流电动机的调速控制如图1-5所示。启动准备:SA在“0”,合上Q和Q,KA吸合并自锁,建立励磁。12图1-5 他励直流电动机电枢回路串电阻启动与调速控制电路

启动时,SA由“0”至“3”,电动机电枢串全电阻启动;同时,KT线圈断电延时,时间到后KM线圈通电,KT线圈断电延时,切122除电枢电阻R;KT延时时间到,KM通电,切除电枢电阻R,电动1232机M电枢全压运行。

调速时,SA由“3”至“2”,KM线圈失电断开,电动机电枢串3电阻R运行,电动机减速至一定转速稳定运行,SA由“2”至“1”,2KM线圈失电断开,电动机电枢串电阻R和R运行,电动机继续减212速直至达到一定转速稳定运行。串入的电阻值越大,电动机运行的转速越低。1.2.4 直流电动机的制动控制

1.直流电动机的制动方法

在实际生产中,电动机需要尽快停车或由高速向低速运行时,可以通过使电动机产生一个与转速反向的转矩或外施反向转矩的方法来吸收轴上多余的机械能,从而达到停车或减速的目的,电动机的这种运行状态称为制动。直流电动机的制动方式可分为机械制动和电气制动两种。机械制动通常采用电磁抱闸,电气制动通常利用使电动机的电磁转矩与转速反向的方法。电气制动具有转矩大、操作方便、无噪声的优点,所以相对于机械制动而言应用很广。根据电动机在制动状态时的外部条件和能量传递状况,可将电气制动的方法分为3种,即能耗制动、回馈制动(再生发电制动)和反接制动,其中能耗制动和反接制动可以实现电动机的迅速准确停车。

能耗制动是通过把正在运转的直流电动机的电枢从电源上断开,迅速外接制动电阻组成回路,从而使电动机进入制动状态的方法。能耗制动时应保持励磁电流不变,由于电动机的电磁惯性,电动机继续旋转,电动机的电枢绕组在主磁通的作用下产生反电动势,电枢电流方向改变;由于磁通方向不变,电磁转矩的方向由与转速方向相同变为与转速方向相反,从而实现了制动。能耗制动是把轴上多余的机械能转换成电能,然后在电枢回路的电阻上将电能消耗掉的制动方法。

直流电动机的反接制动分为两种:倒拉反接制动(电势反接制动)和电源反接制动(电压反接制动)。倒拉反接制动指的是电枢电压不变,电枢回路串接电阻,若电动机所带负载为位能性负载,可实现负载的低速下放。电源反接制动将电枢电压反接,并在电枢回路串接较大电阻,通常电枢反接制动用于要求制动强烈而迅速反转的场合。

2.直流电动机的制动电路

1)能耗制动

图1-6为直流电动机单向运行串二级电阻启动,停车采用能耗制动的控制电路。图中KM为电源接触器,KM\KM为启动接触器,123KOC为过电流继电器,KUC为欠电流继电器,KV为电压继电器,KT\KT为时间继电器。12

制动控制过程为:合上电源开关Q及Q,励磁绕组E、E通入1212电流,欠电流继电器KUC得电,KUC动合触头闭合;同时,KT线圈1得电,KT延时闭合触头立即断开,使KM、KM不得电,主触头断123开电路,并做好串电阻启动准备;按下启动按钮SB,电动机开始转2动。启动工作情况与前面所述类似,所不同的是,电阻R两端并接1时间继电器KT的线圈,当KM动合主触头闭合后,时间继电器KT222线圈失电,KT延时闭合触头延时闭合,使KM线圈得电,KM主触233头闭合,电阻R被短接。这样保证了R和R先后被短接,最后达到212稳定运行状态。此时,电压继电器KV的线圈经动合触头KM闭合,1使KV动合触头闭合,做好停车准备。图1-6 他励直流电动机单向运行能耗制动电路

要停车时,按下停止(制动)按钮SB,接触器KM失电释放,11KM动合触头分断,使电动机的电枢从电源上断开,励磁绕组仍与电1源接通;由于电动机继续旋转切割磁力线,在电枢绕组内产生感应电动势,并联在电枢两端的KV经自锁触头仍保持通电,KM动断触头1闭合后,接触器KM线圈得电,KM动合触头闭合,电阻R并接在电444枢两端,电动机开始能耗制动,速度急剧下降。同时,电动机两端电压随转速的减小而降低,电压继电器KV失电释放,KM断电,电动4机能耗制动结束。

R为制动电阻,应适当选择。R过大时,制动缓慢;R过小时,444电枢中的电流将超过电枢电流允许值。一般最大制动电流不大于2倍额定电流。

2)反接制动

图1-7所示为并励直流电动机正反转启动和电源反接制动控制原理图。

启动准备:合上断路器QF,励磁绕组得电励磁,使欠电流继电器KUC得电吸合,同时,时间继电器KT和KT得电吸合,它们的延12时闭合的动断触头瞬时分断,保证接触器KM和KM处于失电状态,45电动机在串入电阻下启动。

正转启动:按下正转启动按钮SB,接触器KMF得电吸合,KMF2主触头闭合,电动机串入电阻R和R启动,KMF动断触头分断,KT121和KT失电释放,KT和KT延时闭合的动断触头先后延时闭合,使212KM和KM先后得电吸合,它们的动合触头先后闭合切除电阻R和451R,电动机全速正转运行。2

制动准备:随着电动机转速的升高,反电动势也增大。当反电动势达到一定值时,电压继电器KV得电吸合,KV动合触头闭合,使KM得电吸合,KM的动合触头闭合,为反接制动做好准备。22图1-7 并励直流电动机正反转启动和电源反接制动控制原理图

反接制动:按下停止按钮SB,接触器KMF失电释放,电动机失1电惯性运转,反电动势仍很高,因此KV仍吸合;接触器KM得电吸1合,KM动断触头分断,使制动电阻R接入电枢回路;KM动合触头1B1闭合,使接触器KMR得电吸合,KMR主触头闭合,电枢通入反向电流,产生制动转矩,电动机进行反接制动而迅速停转。待电动机转速接近零时,KV失电释放,KM失电释放,接着KM和KMR也先后失12电释放,反接制动结束。

1.3 三相异步电动机的基本控制电路

三相异步电动机具有结构简单、运行可靠、坚固耐用、价格便宜、维修方便等一系列优点。与同容量的直流电动机相比,三相异步电动机还具有体积小、重量轻、转动惯量小的特点。因此,在工矿企业中三相异步电动机得到了广泛的应用。三相异步电动机可分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机,两者的构造不同,因此控制线路差别也很大。三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电气元件组合而成,其主要控制有启动控制、正反转控制、制动控制、顺序控制和多地控制等。本节将对三相异步电动机的主要控制线路进行简单的介绍。1.3.1 三相异步电动机的启动控制线路

常见的三相异步电动机主要有鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机。鼠笼式异步电动机的启动方法主要包括全压启动、降压启动;绕线式异步电动机的启动方法主要包括转子串接电阻和转子串接频敏变阻器两种,下面进行具体的介绍。

1.鼠笼式异步电动机全压启动控制线路

据统计,在工矿企业中鼠笼式异步电动机的数量占电力拖动设备总台数的85%左右。鼠笼式异步电动机的启动方式可分为全压启动和降压启动两种。在变压器容量允许的情况下,鼠笼式异步电动机应该尽可能采用全电压直接启动,既可以提高控制线路的可靠性,又可以减少电气维修的工作量。全压启动有单向长动和单向点动两种方式。长动和点动的区别为控制电气元件能否自锁。长动的控制电气元件能够自锁;点动采用的是不带自锁的控制电气元件。

长动的含义是:操作者在按下启动按钮后,电动机开始运转,松开按钮后电动机仍然连续运转,直到按下停止按钮,电动机才停止。长动控制又称长车控制。

点动的含义是:操作者按下启动按钮后,电动机启动运转,松开按钮时,电动机就停止转动,即点一下,动一下,不点则不动。点动控制也称短车控制或点车控制,能实现点动控制的线路叫做点动控制线路。

图1-8所示为以不同方式实现点动与长动的控制线路。图1-8 三相异步电动机全压启动控制线路

图1-8(a)是最基本的点动控制线路。按下SB,电动机启动运行;松开SB,电动机断电停止转动。这种线路不能实现连续运行,只能实现点动控制。

图1-8(b)是采用中间继电器KA实现点动与长动的控制线路。按下长动按钮SB,继电器KA得电,它的两个常开触点闭合,使接触2器KM得电,电动机长动运行,只有按下停止按钮SB时,电动机才1断电停转。按下点动按钮SB,电动机启动运行;松开按钮SB,电33动机断电,停止转动。这种控制线路既能实现点动控制,又能实现长动控制。

图1-8(c)是具有手动开关Q的长动与点动控制线路。当手动开关Q打开时,按下按钮SB,实现点动控制。合上手动开关Q时,按2下按钮SB,对电动机进行长动控制。2

图1-8(d)所示的控制线路,使用了一个复合按钮SB来实现点3动。当需要电动机连续运行时,按下启动按钮SB就可达到目的。欲2使电动机停转,按下停止按钮SB即可。当需要点动时,按下点动按1钮SB,电动机通电启动运转。由于按钮SB断开了接触器KM的自锁33回路,故松开SB时电动机断电停止转动。如果在操作者进行点动操3作后松开点动按钮SB,若SB的常闭触点先闭合、常开触点后断开,33则接触器KM仍保持接通状态,点动变成了连续运行,点动失败。这一类问题在电气控制系统中被称为“触点竞争”。触点竞争是触点在过渡状态下的一种特殊现象。若同一电气元件的常开和常闭触点同时出现在电路的相关部分,当这个电气元件发生状态变化(接通或断开)时,电气元件接点状态的变化不是瞬间完成的,还需要一定时间。常开和常闭触点有动作先后之别,在吸合和释放过程中,继电器的常开触点和常闭触点存在一个同时断开的特殊过程。在设计电路时,如果忽视了上述触点的动态过程,可能导致产生破坏电路执行正常工作程序的触点竞争,使电路设计遭受失败。如果已存在这样的竞争,一定要从电气元件设计和选择上来消除。

2.鼠笼式异步电动机降压启动控制线路

鼠笼式异步电动机采用全压直接启动具有控制线路简单、维修工作量较少等优点,但是同时也伴随了一系列问题,异步电动机的全压启动电流一般可达额定电流的4~7倍,这样的大电流会对电动机的寿命以及电动机的性能产生影响,甚至会造成电动机的启动转矩过小致使电动机无法启动,同时也会对同一供电网路中其他设备的运行产生影响。因此,并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压启动。所以,一般大容量的异步电动机都采用降压启动的方法。

1)自耦变压器降压启动控制线路

它是利用自耦变压器降低加到电动机定子绕组的电压以减小启动电流的,当电动机转速上升到一定值时,切除自耦变压器,将三相电源直接接到电动机绕组上,使电动机在额定电压下运行。自耦变压器降压启动控制线路如图1-9所示。

合上电源开关Q,按下启动按钮SB,接触器KM线圈得电,其21主触头和辅助动合触头闭合。动断触头断开,接触器KM线圈得电,2其主触头和动合触头闭合,自耦变压器TA接入并使电动机启动。接触器KM的动合触头闭合使时间继电器KT得电,经一段时间延时2后,时间继电器KT的延时动断触头断开使接触器KM线圈失电,这1时时间继电器KT的延时动合触头及接触器KM动断触头闭合,使接1触器KM线圈得电,接触器KM的动断触头分断使KM线圈失电,自332耦变压器脱离工作,而接触器KM的主触头和自锁触头闭合使电动机3直接连接到电源上,进入全压稳定运行。

2)Y-△降压启动控制线路

Y-△降压启动也称为星形—三角形降压启动,简称星三角降压启动。这一线路在启动时将电动机定子绕组接成星形,每相绕组承受的电压为电源的相电压(220V),减小了启动电流对电网的影响。而在其启动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法,每相绕组承受的电压为电源的线电压(380V),电动机进入正常运行。在Y-△降压启动控制线路中,需要采用时间继电器,这样就可以使电动机以Y形接法启动,经过延时直至启动完毕后再自动转换成△接法正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机,均可采用这种线路。图1-9 自耦变压器降压启动控制线路

图1-10所示为Y-△降压启动控制线路。

图1-10(a)的工作原理:按下启动按钮SB,接触器KM线圈得2电,电动机M接入电源。同时,时间继电器KT及接触器KMY线圈得电,其常开主触点闭合,电动机M的定子绕组在星形连接下运行。KMY的常闭辅助触点断开,保证了接触器KM△不得电。时间继电器KT的常开触点延时闭合,常闭触点延时断开,切断KMY线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触点闭合。接触器KM△线圈得电,其主触点闭合,使电动机M由星形启动切换为三角形运行。

按下停止按钮SB,切断控制线路电源,电动机M停止运转。1

图1-10(b)的工作原理:合上电源开关QS,将开关Q置于接通位置。按下启动接钮SB,接触器KMY和时间继电器KT线圈同时得电,2KMY的常开主触点闭合,把定子绕组连成星形;其常开辅助触点闭合,使接触器KM线圈得电。接触器KM的常开主触点闭合,将定子绕组接入电源,使电动机在星形接法下启动。KM的常开辅助触点闭合自锁。时间继电器的常闭触点经一定延时后断开,接触器KMY线圈失电,其全部主、辅触点复位,使接触器KM△线圈得电。接触器KM△的常开主触点闭合,将定子绕组连成三角形,使电动机在全电压下正常运行。与SB串联的KM△常闭触点的作用是,电动机正常运行时,2这个常闭触点断开,切断了KT和KMY的通路,即使误动作按下SB,2KT和KMY也不会通电,以免影响电路正常运行。图1-10 Y-△降压启动控制线路

按下停止按钮SB,接触器KM和KM△同时失电,电动机停止转1动。

3.绕线式异步电动机启动控制线路

三相绕线式异步电动机的启动方法主要有转子串接电阻和转子串

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