第二章电气控制电路的基本环节
《电气控制与PLC应用》习题(电子工业出版社 第2版,2012年2月)
PLC原理及应用习题集(适用的教材如下)教材:《电气控制与PLC应用》习题(电子工业出版社第2版,2012年2月) 参考《可编程序控制器原理及应用》习题(机械工业出版社第2版,吴中俊) 适用电气2010级第一章常用低压控制电器习题1、电气图中SB、SA、SQ、FU、KM、KA、KT分别是什么电气元件的文字符号?第二章电气控制线路的基本原则和基本环节习题1、现场调试现手头只有两个按钮、并且每一个按钮只有一个常开触点,设想可以增加别的电气元件,设计一台电动机的启动停止的控制电路。
2、思考题:某工厂控制室有一组照明灯,需要两地可以控制等亮与灭,试绘制其电路原理图。
第三章可编程控制器基础习题1、PLC的定义是什么?2、PLC有哪些主要特点?3、PLC有哪些主要功能?4、简述PLC用户程序的工作过程,有何特点?第四章S7-200PLC的系统配置习题1、特殊存储器标志位SM0.0、SM0.3、SM0.4、SM0.5的代表什么?2、S7-200 CPU221和CPU222的本机I/O是如何分配的?3、S7-200 CPU224和CPU226的本机I/O是如何分配的?4、S7-200 CPU224XP的本机I/O是如何分配的?5、S7-200的模拟量输入模块EM231的地址是如何分配的?6、S7-200的模拟量输出模块EM232的地址是如何分配的?7、S7-200 CPU224+16DI/16DO+4AI的地址是如何分配的?第五章S7-200可PLC的指令系统习题习题(可选做1~2题)1、设计一个开机自检灯闪亮的S7-200 PLC程序,开机后隔一秒,一个灯闪亮一秒停一秒;下一个灯灯闪亮一秒停一秒;共8个灯依次这样闪亮,用以检查灯的好坏。
要求写出I/O分配表,编制梯形图原理程序并写出助记符程序。
2、试写出西门子公司S7-200系列PLC的CPU224XP采集模拟输入值的控制程序(说明:CPU224XP和CPU224 DI/DO一样,只是多了模拟量的2AI/1AO)。
电气控制技术二
第三节 电器(diànqì)控制线路的基本规律
实现方法(fāngfǎ):对调交流电动机的任意两相电源相序。
一、正反转(fǎn zhuǎn)的控制线路:
a接触器互锁正/反转控制电路
b按钮和接触1、接触器互锁正/反转控制电路 工作过程:(1)SB1↓—→ KM1+ —→KM1自锁( )→ 正转(2)SB3↓—→ 停(3)SB2↓—→ KM2+ —→ KM2自锁( )→ 反转(4)SB3↓—→ 停 问题:KMl、KM2同时闭合,造成相间短路。 电气互锁:利用接触器(继电器)的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约(zhìyuē)的控制。 (工作可靠) 结论:在控制中,凡具有相反动作的均需电气互锁。2、按钮和接触器双重互锁控制电路 工作过程:(1) SB1↓—→ KM1+ —→ 正转(2) SB2↓—→KM1— KM2+ —→ 反转(3) SB1↓—→KM2— KM1+ —→ 正转
第二十四页,共53页。
起动方式:1、直接起动(全压起动):将额定电压直接加在定子(dìngzǐ)绕组上使电动机起动。 优点:起动设备简单、起动转矩较大、起动时间短 缺点:起动电流大(额定电流的5~7倍)。过大的起动电流将会造成线路的电压下降,影响到电动机的起动转矩,严重时,会导致电动机本身无法起动。 直接起动,只能用于电源容量较电动机容量大得多的情况。 电动机直接起动的判断:
电气接线图:表明所有电器元件、电器设备联接方式,为电气控制设备的安装和检修调试提供必要的资料。 绘制原则: 1、接线图中,各电器元件的相对位置与实际安装的相对位置一致,且所有部件都画在一个按实际尺寸(chǐ cun)以统一比例绘制的虚线框中。
第五页,共53页。
第二章 电器控制线路的基本原则和基本环节
(或电抗器)起动、自耦变压器减
压起动、星-三角形减压起动、延 边三角形起动等。
(一)定子绕组串电阻起动控制
如图2-9
(二)星-三角形减压起动
(三)自耦变压器减压起动控制
三、三相绕线转子电动机的起动控制 绕线转子电动机用于要求起 动转矩较大的场合 起动的方法:在转子电路中 串接电阻和在转子电路中串接频 敏变阻器两种方法。 1、转子绕组串接起动电阻控制 电阻被短接的方式:三相电 阻不平衡短接法(用凸轮控制器) 和三相电阻平衡短接法(用接触 器)。
2、控制线路的设计
(1)设计主电路
(2)确定控制电路的基本部分
(3)设计控制电路的特殊部分 • 刀架的自动循环控制 • 无进给切削的实现
• 快速停车的实现
二、逻辑设计法 逻辑设计法是把电器控制线路中的接触器、继电器等电器 元件线圈的通电和断电、 触头的闭合和断开看成是逻辑变量,
线圈的通电状态和触头的闭合状态设定为“1” 态; 线圈的断
电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。
一、电器控制线路常用的图形、文字符号(P41表2-1)
主电路标号和控制电路标号
二、电气原理图
1、绘制电气原理图应遵循的原则
① 电器控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控 制电路。主电路包括从电源到电动机的电路,是强电流通过的 部分,用粗线条画在原理图的左边;控制电路是通过弱电流的 电路,一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继 电器的触点等组成,用细线是画在原理图的右边。如图2-1 ② 电气原理图中,所有电器元件的图形、文字符号必须采用 国家规定的统一标准。 ③ 采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以 不画在一起,但需用同一文字符号标出。
第2章 电气控制线路的基本原则和基本环节
第2章电气控制线路的基本原则和基本环节一、填空题1.由第1章中介绍的按钮_______、_______、_______等有触头的低压控制电器所组成的控制线路,称为电气控制线路。
2.电气控制线路的表示方法有:_________、_________和电气安装接线图3种。
3.电气控制工程图中,文字符号分为_________和_________。
4.电气原理图是根据________而绘制的,具有结构简单、层次分明、便于_________电路的工作原理等优点。
5.电路各节点标记中,三相电源引入线采用_________、_________、_________标记,电源开关之后的三相交流电源主电路分别标记为_________、_________、_________。
6.控制电路的标记由_________组成,交流控制电路的标号以重要压降元件为分界,用奇数标号,_________用偶数标号。
直流控制电路中,_________按奇数标号,_________按偶数标号。
7.电气原理图中,所有电气元件的_________、_________必须采用国家规定的统一标准。
8.绘制原理图时,主电路用_________绘制在图面的_________,控制电路_________绘制在图面的_________。
9.绘制原理图时所有电路元件均按_________和_________的原始状态绘制。
10.电气元件布置图主要用来表明电气设备上所用电机、电器的_________。
11.电气安装接线图是按照电气元件的_________和_________绘制的。
12.绘制电气安装接线图时,各电气元件用规定的图形、文字符号绘制,同一电气元件各部件必须_________。
各电气元件的位置,应与_________一致。
13.在供电变压器容量足够大时,小容量笼型电动机可_________启动。
14.在电动机具有过载保护的电路中,FR的热元件应_________接在_________中,FR的常闭触点应串接在_________中。
电气控制线路的基本规律
SB2 SA
KM
控制电路
第二章 电气控制电路基本环节
(3)连续与点动混合控制
✓开关切换 点动控制:SA断开 连续控制:SA闭合
L1 L2 L3
Q
FU1
KM FR
M 3~
主电路
FU2 FR
SB1 KM
SB2 SA
KM
控制电路
第二章 电气控制电路基本环节
(3)连续与点动混合控制
✓按钮切换
第二章 电气控制电路基本环节
5.线路连接点、交叉点的绘制
在电路图中,对于需要测试和拆接的外 部引线的端子,采用“空心圆”表示;有直接 电联系的导线联接点,用“实心圆”表示;无 直接电联系的导线交叉点不画黑圆点,但在电 气图中应尽量避免线条的交叉。
第二章 电气控制电路基本环节
6.原理图的绘制要求
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。
自锁触点
热继电器 常闭触点
第二章 电气控制电路基本环节
工作原理
第二章 电气控制电路基本环节
(3)连续与点动混合控制
✓开关切换 ✓按钮切换 ✓利用中间继电器
第二章 电气控制电路基本环节
(3)连续与点动混合控制
✓开关切换 点动控制:SA断开
L1 L2 L3
Q
FU1
KM FR
M 3~
主电路
FU2 FR
第二章 电气控制线路的基本规律
2-1 电气控制线路的绘制原则 2-2 电气控制线路中的基本环节 2-3 三相异步电动机的起动控制 2-4 三相异步电动机的制动控制 2-5 电气控制线路中的保护环节
电气控制电路的基本环节
五、无变压器单管能耗制动控制
图2-20 电动机无变压器单管能耗制动电路
电气控制电路的基本环节
第五节 三相异步电动机的调速控制
一、三相笼型电动机变极调速控制
图2-21 双速电动机三相绕组连接图
电气控制电路的基本环节
图2-22 双速电动机变极调速控制电路
电气控制电路的基本环节
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。
电气控制电路的基本环节
三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
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
电气控制电路的基本环节
转换开关控制电动机正反转电路
图2-6 转换开关控制电动机正反转电路
11 13
15 17
20 24
30
14~60
电气控制电路的基本环节
二、自耦变压器减压起动控制
图2-14 XJ01系列自耦减压起动电路图
电气控制电路的基本环节
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
1.额定频率以下的调速 2.额定频率以上的调速
电气控制电路的基本环节
(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
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
2、U1/f1N的变频调速机械特性
图2-25 U1=U1N 时三相异步电动机 变频调速机械特性
电气控制电路的基本控制环节(精华)
2021/1/24
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电气控制与PLC
2.2.1单向旋转控制(起停控制)
CH2拖动系统基本控制电路
3.接触器自锁控制
➢电气原理图 L1 QS
• 主电路:
L2 L3
电源经QS->FU1-
>KM的主触点->FR FU1 的热元件->电动机 三相定子绕组。
• 控制电路:
KM
FU2
SB1
SB2
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CH2拖动系统基本控制电路
相关国家标准:
➢GB4728—85《电气图常用图形符号》 ➢GB5226—85《机床电气设备通用技术条件》 ➢GB7159—87《电气技术中的文字符号制定通 则》 ➢GB6988—86《电气制图》 ➢GB5094—85《电气技术中的项目代号 》
2.2.2 正反转控制电路
2.2.3 其它环节
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CH2拖动系统基本控制电路
2.2三相交流异步电动机全压起动
2.2.1单向旋转控制(起停控制)
1.手动控制
❖手动合上QS(QF),电动机M工作; QS 手动切断QS(QF),电动机M停止工
作。
➢电气原理图:
QS L1 L2
L3
控制电路 短路保护
FU2
启动:
按下起动按钮SB→接触器KM线圈得
FU1
SB
电→KM主触头闭合→电动机M启动
运行。 停止:
主电路
短路保护
KM
松开按钮SB→接触器KM线圈失电→
KM主触头断开→电动机M失电停转。
➢保护环节:短路保护
电气控制与plc二课后答案
(d)
可以实现正常起动和停止,为 得电优先型电路。 停止按钮直接与接触器线圈串 联,可修改为断电优先型电路。
第二章 电气控制电路基本环节
2-2 图示电气控制线路中有哪些错误或不妥当的地方, 请指出并改正。 按下按钮SB2,KM线圈通电, KM常开触点闭合,造成短路 故障。 KM常开触点应并联在启动按 钮SB2两端形成自锁。
第二章 电气控制电路基本环节
工作台A前进 KM1 后退 KM2 ; 工作台B前进 KM3 后退 KM4
SB SQ2 SQ4 SQ1 SQ3
SB SQ2
KM1 KM3 KM2 KM4
第二章 电气控制电路基本环节
SB SQ2 SQ4 SQ1 SQ3 SB SQ2
KM1 KM3 KM2 KM4
第二章 电气控制电路基本环节
第二章 电气控制电路基本环节
3-1 M1、M2均为笼型电动机,都可以直接起动,试按 下列要求设计主电路及控制电路。 1)M1先起动 ,30秒后,M2自动起动; 2)M2起动后,M1立即停车; 3)M2可以单独停车; 4)M1、M2均能点动。
第二章 电气控制电路基本环节
主电路:
第二章 电气控制电路基本环节
控制电路:
第二章 电气控制电路基本环节
3-2 某机车主轴和润滑泵分别由各自的笼型电动机拖动, 且都采用直接启动,控制要求如下: 1)主轴必须在润滑泵启动之后才可以启动; 2)主轴连续运转时为正向运行,但还可以进行正、反向 点动; 3)主轴先停车后,润滑泵才可以停; 4)设有短路、过载及失压保护。 试设计其主电路和控制电路。 分析: 润滑泵电动机 KM1 主轴电动机正转 KM2 反转 KM3
第二章 电气控制电路基本环节
3-8 化简图示的控制线路。
建筑电气控制技术(第三版)_第2章
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普通高等教育智能建筑规划教材 建筑电气控制技术 (第3 版)
第2章电气控制的基本环节与规律
SB1 KM2
KM1 KM1=1 KT t KTt=1
M 串电阻R起动
KM2=1
KM2 0
M 全压运行 KM1 KM1=0
切除R
KT KTt=0
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(三)、长动与点动联锁
长动与点动联锁是既能正 常起保停控制,又能进行点动 控制。
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第2章电气控制的基本环节与规律
方法一:用复合按钮。
L1 L2 L3 QS
控制 SB2 :点动 关系 SB1 :连续运行
FU
SB3
KM SB1
第2章电气控制的基本环节与规律
第四节 三相异步电动机控制电路
1.起动性能 起动时定子起动电流与额定电流之比值大约5~7。 起动电流大对线路有影响,将造成较大的电压降落, 影响其他负载正常工作。
2.起动方法 直接起动----小(轻)负载 降压起动
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第2章电气控制的基本环节与规律
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第2章电气控制的基本环节与规律
第三节 电气控制的基本控制规律
一、联锁控制规律 (一)、互斥联锁
电动机正反转 图2-3
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电气控制线路的基本环节
Rd为绕组直流电阻,R为铁损等效电阻,L为等效电感,R、L值与转子 电流频率有关。
变压器降压启动;
按下SB2
KT延时断开的常闭触头断开 KM1线圈断电
切除自耦变压器;
KT线圈得电延时
KT延时闭合常开触头闭合 KM2线圈得电 KM2
主触头闭合 M加全电压(diànyā)运行。
2.停止
按下SB1 KT和KM2线圈断电释放 M断电停止。
特点:在获取同样启动转矩情况下,从电网获取电流相对电阻降压启 动要小得多,对电网冲击小,功率损耗小。但自耦变压器价格高, 主要用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机启动.
1 电气控制线路的绘制 表达电气控制系统的结构、原理,便于进行电器元件的安装、调整、使用和维修。 使用统一规定的电气图形符号和文字符号。 1.1 常用(chánɡ yònɡ)电气图形、文字符号 规定从1990年1月1日起,电气控制线路中的图形和文字符号必须采用新标准。 GB4728—1984《电气图用图形符号》 GB6988—1987《电气制图》 GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》
电气控制线路(xiànlù)的基本环节
电气控制线路:将各种有触点的继电器、接触器、按钮、行程开关等电器元件, 按一定方式连接起来组成的控制线路。
作用:实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速控制,实现对拖动系统的 保护,满足生产工艺要求,实现生产加工自动化。
本章内容:主要介绍组成电气控制线路的基本环节,电气控制线路的分析阅读方 法。
第三页,共55页。
电气控制线路的基本(jīběn)环节
竖排时,上面用奇数,下面用偶数。直流控制电路中,电源 正极按奇数标号(biāohào),负极按偶数标号(biāohào)。
电气控制电路的基本环节
第二章
欠电压继电器应用举例
380V A B C
Q
~110V
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KV
KV
KM M 3~
线圈
9
第二章
六、过电压保护
保护原因:电磁线圈在通断时会产生较高的 感应电动势,将使电磁线圈绝缘击穿而损坏。 保护方法:在线圈两端并联一个电阻串电容 的电路或二极管串电阻的电路。
Q
~110V
SB1
主电路
FU KM
停止 按钮 启动 SB2 按钮
辅助电路
KM
KA
I < KA KM M 3~
12
线圈
第二章
八、其它保护
其它保护包括:超速保护、行程保护、油压 (水压)保护等。
保护方法:在控制电路中串接一个感受这些参 量控制的常开或常闭触头,实现对控制电路的控制 来实现。
九、电机控制的基本保护要求
2
第二章
第七节 电气控制系统常用的保护环节
一、短路保护 二、过电流保护 三、过载保护 四、失电压保护
五、欠电压保护
六、过电压保护 七、直流电动机的弱磁保护 八、其它保护
3
第二章
一、短路保护
短路:指电路中的电流瞬时达到额定电流的十 几倍与几十倍。
保护方法:采用熔断器或低压断路器。 注意:选择熔断器或低压断路器额定电流时, 必须避开电动机的起动电流,但对短路电流仍能起 保护作用。 熔断器额定电流:单台电动机非频繁起动为 (1.5~2.5)INM,频繁起动为(3~3.5)INM。
延时 控制
→
→ KM2线圈通电 自锁→M2运转
→KM2常闭触点断 开→KT线圈断电
电气控制电路PLC基本控制环节基础知识讲解
电气控制电路基本控制环节基础知识 讲解
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路:由各种有触点的接触器、继电器、按钮、 行程开关等按不同连接方式组合而成的。
第一节 电气控制系统图的基本知识
电气控制线路: 电气控制线路的作用:实现对电力拖动系统的启动、正反转、
制动、调速和保护,满足生产工艺要 求,实现生产过程自动化。
一、单向旋转控制
4.连续与点动混合控制 ✓开关切换
点动控制:SA断开
L1 L2 L3
Q
FU1
KM FR
M 3~
主电路
FU2 FR
SB2 KM
SB1 SA
KM
控制电路
一、单向旋转控制
4.连续与点动混合控制 ✓开关切换
点动控制:SA断开 连续控制:SA闭合
L1 L2 L3
Q
FU1
KM FR
M 3~
主电路
原则: ✓外部单元同一电器的各部件画在一起,其布置尽可能
符合电器实际情况。 ✓各电器元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电
气原理图为准,并保持一致。 ✓不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接,
必须经接线端子板进行。互连图中的电气互连关系用 线束表示,连接导线应注明导线规格(数量、截面 积),一般不表示实际走线途径。 ✓对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示 清楚,并注明电源的引入点。
QS L1 L2
L3
FU1
启动:
按下起动按钮SB→接触器KM线圈得电
→KM主触头闭合→电动机M启动运行。
KM
停止:
松开按钮SB→接触器KM线圈失电→KM
主触头断开→电动机M失电停转。
FU2
2_第二章__电气控制线路的基本控制
第一节电气控制线路的规则第二节电气控制电路基本控制环节第三节三相交流电动机的启动控制第四节三相异步电动机的制动控制第五节电动机的可逆运行第六节三相异步电动机调速控制2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与电气安装接线图。
一、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。
3例:CW6132型普通车床电气原理图45电气原理图一般分为主电路和辅助电路两个部分。
}主电路是电气控制线路中强电流通过的部分,是由电机以及与它相连接的电气元件如组合开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等组成的线路。
}辅助电路中通过的电流较小,包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路。
6(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.主电路用粗实线绘制在图的左侧或上方,辅助电路用细实线绘制在图的右侧或下方。
3.应按功能布置,各元件尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排列。
4.同一电路的不同部分(如线圈、触点)为了表示是同一元件,要在电器的不同部分使用同一文字符号来标明。
5.所有电器的可动部分均以自然状态画出。
6.原理图上应尽可能减少线条和避免线条交叉。
各导线之间有电的联系时,在导线的交点处画一个实心圆点。
7图2-1 CM6132普通车床电气原理图(二)关于电气原理图图面区域的划分为了便于检索电气线路,方便阅读电气原理图,应将图面划分为若干区域,图区的编号一般写在图的下部。
图的上方设有用途栏,用文字注明该栏对应电路或元件的功能8(三)电气安装图电气安装图是用来表示电气控制系统中各电气元件的实际安装位置和接线情况,它有电器位置图和互连图两部分。
电气安装图的绘制原则是:1)电器位置图详细绘制出电气设备零件的安装位置。
图中各电气元件的代号应与有关电路图对应的元器件代号相同,在图中往往留有10%以上的备用面积及导线管(槽)的位置,以供改进设计时用。
【电气控制与PLC】课后习题及答案
【电气控制与PLC】课后习题及答案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。
《电气控制与PLC》课程教学大纲
电气控制与P1C课程教学大纲(E1ectricContro1andP1C)总学时数:40其中实验学时:0课外学时:0学分:2.5适用专业:电气工程与自动化、机电一体化等专业一、课程的性质、目的和任务:《电器控制和P1C》是电气工程与自动化、机电一体化、数控技术及应用、机械设计制造及其自动化等专业的一门专业必修课,是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。
它的内容与工厂控制设备密切相联,是一门实践性、应用性很强的实用课程。
通过本课程的学习,使学生获得常用低压电器元件、电气控制系统以及可编程序控制器(P1C)系统的基础知识、基本理论和基本设计方法,从而使学生在今后面临电器控制实际问题时具备分析和解决问题的技能,并具备独立设计一般电气控制系统的能力。
二、课程教学的基本要求:在本课程的学习中,要求学生深刻理解,牢固掌握电器控制设备的基本理论和基本设计方法,熟练掌握常用低电器元件的结构、常用控制系统的基本工作原理、P1C的编程和控制技术,对典型的机床控制电路和典型的P1C控制系统做出较深的理解和分析。
本课程总学时40学时,其中课堂教学为37学时,习题课与其它环节为3学时,实验教学为8学时包含在专业课实验模块中。
三、课程的基本要求、教学内容、重点和难点:第一章常用低压电器(4学时)(一)一般常用低压电器1、常用低压电器的工作原理,图形和文字符号;2、常用低压电器的组成、结构特点和用途。
3、常用低压电器的一般技术指标和选择方法。
(二)动力线路常用电器和智能电器1、动力线路常用电器的种类、工作原理,图形和文字符号;2、动力线路常用电器的结构、用途和选择方法3、智能电器的组成和基本原理及特点4、智能电器采用的新技术和新器件和实际应用重点:常用电器的机理、技术参数及选择条件。
难点:电磁式电器吸力与反力特性,断相保护热继电器、时间继电器和低压断路器。
第二章电气控制电路的基本控制环节(5学时)(一)电气控制线路基本知识、绘图方法和控制原则1、绘制电气控制线路应遵循的规则2、阅读和分析电气控制线路图的方法3、电气控制电路的时间原则控制、电流原则控制、转速原则控制和位置原则控制(二)常见的三相异步电动机基本控制电路1、鼠笼式异步电动机的全压和各种降压启动2、绕线式异步电动机的启动3、三相异步电动机的制动4、三相异步电动机的可逆运行5、三相异步电动机的调速(H)电气控制电路的保护1、电流型保护2、电压型保护3、位置、压力、温度、流量等方面的保护第三章电气控制系统分析(3学时)(一)CA6140车床的电气控制线路分析1、CA6140车床的基本结构和主要工作情况2、CA6140车床的电力拖动特点和控制要求3、CA6140车床的电气控制电路分析4、常见故隙分析及解决方法(二)X62型万能铳床的电气控制线路分析1、铳床的主要结构和运动形式2、铳床的电力拖动特点和控制要求3、铳床的电气控制电路分析4、铳床常见故隙分析及解决方法第四章电气控制系统的设计(2学时)(一)电气控制系统设计的内容和原则1、电气控制系统设计的基本内容2、电气控制线路设计的一般原则(二)电力拖动方案的确定原则和电机的选择1、拖动方式选择,调试方案选择2、电动机选择,启动、制动和反向要求(三)电气控制线路设计方法1、经验设计法2、逻辑设计法(四)电气控制系统的工艺设计1、电气设备总体配置设计2、元件布置图设计,电器部件接线图绘制第五章可编程控制器概述(3学时)(一)可编程控制器的基本概念、特点、发展历史和应用(二)可编程控制器的组成及各部分功能(三)可编程控制器的结构及软件(四)可编程控制器的工作原理第六章可编程控制器及其基本指令的应用(8学时)(一)可编程控制器的型号、模块及技术指标1、可编程控制器基本单元、扩展单元特殊模块的种类、型号2、可编程控制器的各种技术指标(二)可编程控制器软组件及功能1、软组件的分类编号和基本特征2、各种继电器的地址编号、特点及作用3、定时器、计数器的种类、特点、时间值的设定方法及控制机理4、数据寄存器的种类、特点及基本用途5、字元件基本形式、双字元件结构形式和位组合元件的构成(三)基本指令的编程方法及应用1、各种基本逻辑指令的功能、名称、符号、操作元件范围2、基本逻辑指令的编程应用3、梯形图和语句表的编程规则和注意事项(四)常用基本环节的编程1、电动机基本控制环节的编程2、定时器延时扩展的编程3、震荡和分频电路的编程(五)基本指令的编程实例重点:各类软元件的特点、构成形式、功能,基本指令的编程方法。
《电气控制与PLC应用(第四版)》课后习题解答
《电气控制与PLC应用》习题解答第一章常用低压电器1-1 从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构?怎么区分电压线圈与电流线圈?答:从外部结构特征上,直流电磁机构铁心与衔铁由整块钢或钢片叠制而成,铁心端面无短路环,直流电磁线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。
交流电磁机构铁心与衔铁用硅钢片叠制而成,铁心端面上必有短路环,交流电磁线圈设有骨架,做成短而厚的矮胖型。
电压线圈匝数多,线径较细,电流线圈导线粗,匝数少。
1-2 三相交流电磁铁有无短路环,为什么?答:三相交流电磁铁无短路环。
三相交流电磁铁电磁线圈加的是三相对称电压,流过三相对称电流,磁路中通过的是三相对称磁通,由于其相位互差120º,所产生的电磁吸力零值错开,其合成电磁吸力大于反力,故衔铁被吸牢而不会产生抖动和撞击,故无需再设短路环。
1-3 交流电磁线圈误接入对应直流电源,直流电磁线圈误接入对应交流电源,将发生什么问题,为什么?答:交流电磁线圈误接入对应直流电源,此时线圈不存在感抗,只存在电阻,相当于短路状态,产生大的短路电流,立即将线圈烧毁。
直流电磁线圈误接入对应交流电源,由于阻抗存在,使线圈电流过小,电磁吸力过小;衔铁吸合不上,时间一长,铁心因磁滞、涡流损耗而发热,致使线圈烧毁。
1-4 交流、直流接触器是以什么定义的?交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率?答:接触器是按主触头控制的电流性质来定义为是交流还是直流接触器。
对于交流接触器,其衔铁尚未动作时的电流为吸合后的额定电流的5~6倍,甚至高达10~15倍,如果交流接触器频繁工作,将因线圈电流过大而烧坏线圈,故要规定操作频率,并作为其额定参数之一。
1-6 交流接触器与直流接触器有哪些不同?答:1)直流接触器额定电压有:110、220、440、660V,交流接触器额定电压有:127、220、380、500、660V。
2)直流接触器额定电流有40、80、100、150、250、400及600A;交流接触器额定电流有10、20、40、60、100、150、250、400及600A。
二章电气控制系统的基本环节知识讲解
R S T N PE U V W
包塑 金属 软 管 d20mm*2m
电源进线
图4 电气接线图
3 * 1 . 5 m m2( 红 ) 1 * 1 . 5 m m2( 黄 绿 )
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第二节 三相笼型异步电动机的直接 起动控制
本节主要描述小型电动机的全压(直接)起 动及其主要控制环节,有起停控制、正反转 控制电路、其它环节等。
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第一节 电气控制线路图的绘制
2.1.2 电气原理图
电气原理图也称电路图,表示电流从电源到负载的 传送情况和电器元件的动作原理,但它不表示电 器元件的结构尺寸、安装位置和实际配线方法
电气原理图分两部分: 主电路:从电源到电动机的电路,强电流通过 部分 控制电路:控制、照明、信号电路,小电流通 过
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第一节 电气控制线路图的绘制
电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调 试、维修等需要用统一的形式来表达,即电气图。电 气图的表示方法有:电气原理图、安装接线图、元件 布置图。 2.1.1 电气图的图形符号和文字符号 2.1.2 电气原理图 2.1.3 电气元件布置图 2.1.4 电气互连图
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章节安排:
第一节 电气控制电路图的绘制 第二节 三相笼型异步电动机的直接起动控制 第三节 三相笼型异步电动机的减压起动控制 第四节 三相笼型异步电动机的制动控制 第五节 其他典型控制环节 第六节 三相绕线式异步电动机的起动控制
第七节 三相笼型异步电动机的调速控制线路 本章小结
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2.1.3 电气元件布置图 电气元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置.图 中各电器代号应与有关电路图和电器清单上所有代号相同.
机床电气控制技术及PLC课后题答案 (2)
第二章电器控制线路的基本控制环节2.1分析图2.43中各控制电路按正常操作时会出现什么现象?若不能正常工作加以改进。
2.2路。
2.3 试画出某机床主电动机控制线路图。
要求:⑴可正反转;⑵可正向点动;⑶两处起停。
答:要求电路图如下所示2.4 如图2.44所示,要求按下起动按钮后能依次完成下列动作: (1) 运动部件A 从1到2; (2) 接着B 从3到4; (3) 接着A 从2回到1; (4) 接着B 从4回到3;12344321DCBATNS AD 1F FA BM 1M S Q S Q S Q S Q12342.5 要求三台电动机M1、M2、M3按下列顺序起动:M1起动后,M2才能起动;M2起动KM2后,M3才能起动。
停止时按逆序停止,试画出控制线路。
2.6什么叫降压起动?常用的降压起动方法有哪几种?答:(1)降压起动即:在起动时减小加在电动机定子绕组上的电压,以减小起动电流;而起动后再将电压恢复到额定值,电动机进入正常工作状态。
(2)三相笼型异步电动机降压启动的方法有:定子绕组串电阻(电抗)启动、Y—△降压启动、延边三角形降压启动、自耦变压器降压启动。
2.7 电动机在什么情况下应采用降压起动?定子绕组为Y形接法的三相异步电动机能否用Y—△降压起动?为什么?答:当电源容量小于180KV,电动机容量在小于7KV的情况下通常采用降压启动。
Y—△降压启动不适合定子为Y形接法的三相异步电动机,在启动后电机会仍然处于低压运行。
2.8 找出图2.45所示的Y—△降压起动控制线路中的错误,并画出正确的电路。
2.9 试分析图2.20所示的电路中,当KT延时时间太短及延时闭合与延时打开的触点接反后,电路将出现什么现象?答:(1)当KT延时时间太短电动机未完全启动之前就工作(2)延时闭合与延时打开的触点如果接反,则电路一旦通电,KM2线圈即可得电,电动机不经过星形启动就工作三角形正常运行状态。
2.10 找出图2.46 —△降压起动控制线路中的错误,并画出正确的电路。
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二、自耦变压器减压起动控制
图2-15 XJ01系列自耦减压起动电路图
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
第二章电气控制电路的 基本环节
2020年7月16日星期四
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。
例:CW6132型普通车床电气原理图
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。
例:CW6132型车床控制盘电器布置图
图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图
例:CW6132型车床电气设备安装布置图
图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图
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。
热继电器整 定电流/A
32 40 63 85 120 142 2.8 3.2 3.5
三、三相绕线型异步电动机的起动控制
图2-16 时间原则控制转子电阻起动电路
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
图2-17 电动机单向反接制动控制电路
(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。
(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。
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。
二、点动与连续运转的控制
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
三、多地联锁控制
图2-9 多地控制电路图
四、顺序控制
主电路中实现两台电动机顺序起动电路
按顺序起动与停止的控制电路
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
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。
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。
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。
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。
三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
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
转换开关控制电动机正反转电路
图2-6 转换开关控制电动机正反转电路
三相异步电动机正反转控制电路
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
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
图2-1 CW6132型普通车床电气原理图
(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。
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
6.原理图的布局 7.线路连接点、交叉点的绘制
电器元件的布置应注意以下几方面:
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 。
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 。
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。
(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。
型号
QX4--17 QX4--30 QX4--55 QX4--75 QX4--ห้องสมุดไป่ตู้25
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
时间继电器控制的顺序起动电路
图2-12 时间继电器控制的顺序起动电路
五、自动往复循环控制
图2-13 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
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
图2-14 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
表2-1 QX4系列自动星形—三角形起动器技术数据
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。
例:电气安装接线图
图2-4 CW6132型车床电气互连图
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