《电气控制与PLC工程应用》第2章

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四、电动机可逆运行能耗制动控制
第二章
2019/12/29
图2-20 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
第二章
2019/12/29
图2-21 电动机无变压器单管能耗制动电路
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第二章
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。
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。
一、星形—三角形减压起动控制
第二章
2019/12/29
图2-14 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
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第二章
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
控制电动机功 率/KW
按顺序起动与停止的控制电路
第二章
2019/12/29
图2-11 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
第二章
2019/12/29
图2-12 时间继电器控制的顺序起动电路
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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。

图2-8 RMS电流测量流程图
方均根电流的计算公式如下：
1 T
T
I

i dt
2
0
2．网络通信
在罗克韦尔自动化公 司的网络体系中， DeviceNet的特性所决 定了智能继电器采用 与DeviceNet连接的网 络通信。
图2-9 DeviceNet通信连接图
3．状态监控
（1）电动机监控的必要性 随着生产的发展，生产装备更为先进和现代化， 其标志主要是大型化、高速化、连续化和自动化，设 备变得更加精密和复杂，设备故障造成的经济损失和 影响也越来越大，设备的维修方式和监控方法更加受 到关注。 设备维修方式从它出现至今主要有三种类型：故 障后维修、定期维修和状态维修。 利用在线监控技术的状态维修是如今最先进的一 种维修方式。
在电动机起动过程中，保持恒定的转矩使电动机转速以恒定 加速度上升，实现平稳起动。在电动机起动的初始阶段，起 动转矩逐渐增加，当转矩达到预先所设定的限幅值后保持恒 定，直至起动完毕。在起动过程中，转矩上升的速率可以根 据电动机负载情况调整设定。斜坡陡，转矩上升速率大，即 加速度上升速率大，起动时间短。当负载较轻或空载起动时， 所需起动转矩较低，可使斜坡缓和一些。由于在起动过程中， 控制目标为电动机转矩，即电动机的加速度，即使电网电压 发生波动或负载发生波动，通过控制电路自动通过增大或减 小起动器的输出电压，也可以维持转矩设定值不变，保持起 动的恒加速度。此种控制方式可以使电动机以最佳的起动加 速度、以最快的时间完成平稳的起动，是应用最多的起动方 式。
固态继电器（简称SSR）是采用固体半导体元 件组装而成的一种新颖的无触点开关。 由于固态继电器的接通和断开没有机械接触部 件，因而具有控制功率小、开关速度快、工作频 率高、使用寿命长、抗干扰能力强和动作可靠等 一系列特点，当控制端无信号时，其主回路呈阻 断状态，当施加控制信号时，主回路呈导通状态。

第一章课后习题参考答案2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。

电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。

反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。

3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。

原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。

由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。

磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。

这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。

5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。

交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。

直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。

8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。

三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。

9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。

答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。

第一章课后习题参考答案2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。

电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。

反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。

3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。

原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。

由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。

磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。

这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。

5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。

交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。

直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。

8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。

三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y 形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。

9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。

答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。