電力拖動自動控制系統(tǒng)第一章總結(jié)

低壓電器：低壓電器：通常是矩方向與電動機旋轉(zhuǎn)方向相反，指交流1200V及以下與直流1500V及以下的電氣設(shè)備。低壓電器的作用：根據(jù)外界控制信號和控制要求，通過一個或多個器件組合，自動或手動接通、分斷電路，連續(xù)或斷續(xù)的改變電路狀態(tài)，對電路進行切換、控制、保護、檢測和調(diào)節(jié)。接觸器的作用：接觸器是一種用來頻繁接通和斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器。它具有低壓釋放保護功能，可進行頻繁操作，實現(xiàn)遠距離控制，是電力拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件。繼電器：是一種根據(jù)電量（電流、電壓、頻率）或非電量（時間、速度、溫度、壓力等）的變化自動接通和斷開控制電路，以完成控制或保護任務(wù)的電器。繼電器與接觸器的區(qū)別：1.繼電器可以對各種電量或非電量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定的電壓信號下動作。2.繼電器用于切換小電流的控制電路，而接觸器則用來控制大電流電路，因此，繼電器觸頭容量較�。ú淮笥�5A），且無滅弧裝置。中間繼電器的原理：是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯螅�即增大觸頭容量）的繼電器。其實質(zhì)是電壓繼電器，但它的觸頭數(shù)量較多（可達8對），觸頭容量較大（5～10A）、動作靈敏。

時間繼電器用途：時間繼電器是利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)觸點延時閉合或延時斷開的自動控制電器。時間繼電器分類：常用的種類有電磁式、空氣阻尼式、電動式和晶體管式。

時間繼電器延時方式：1.通電延時：接受輸入信號后延遲一定的時間，輸出信號才發(fā)生變化。當輸入信號消失后，輸出瞬時復(fù)原。2.斷電延時：接受輸入信號時，瞬時產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號。當輸入信號消失后，延遲一定的時間，輸出才復(fù)原

速度繼電器的選用：速度繼電器主要根據(jù)所需控制的轉(zhuǎn)速大小、觸頭數(shù)量和電壓、電流來選用。

舌簧繼電器用途：舌簧繼電器包括干簧繼電器、水銀濕式舌簧繼電器和鐵氧體剩磁式舌簧繼電器。其中以干簧繼電器最為常用，它常與磁鋼或電磁線圈配合使用，用于電氣、電子和自動控制中做快速切換電路的轉(zhuǎn)換執(zhí)行元件，如液位控制等。

固態(tài)繼電器用途：利用電子元件（開關(guān)三極管、雙向可控硅等）等開關(guān)特性，可以實現(xiàn)無觸點、無火花、大容量、快速地接通和斷開電路的目的。

點動控制線路適用場合：適合于短時間的啟動操作，在生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整工作狀態(tài)時應(yīng)用

點動控制：按下按鈕，電動機就得電啟動；松開按鈕，電動機就失電停止。

控制電路特點：避免短路，節(jié)約電能

常用減壓起動方法：1.定子串電阻減壓起動2.星形三角形減壓起動3.自藕變壓器減壓起動4.軟起動（固態(tài)減壓起動）5.延邊三角形減壓起動

制動有機械制動電氣制動。機械制動：用機械裝置產(chǎn)生機械力來強迫電動機迅速停車。主要有：機械抱閘、液壓或氣壓制動

電氣制動：使電動機的磁場轉(zhuǎn)

從而達到制動目的，實質(zhì)是產(chǎn)生反向制動轉(zhuǎn)矩。主要有：反接制動、能耗制動、再生制動、電容制動等。

反接制動：利用改變電動機電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的一種制動方法。

反接制動特點：制動轉(zhuǎn)矩大、制動迅速、沖擊大，常用于10KW以下的電機，當電動機轉(zhuǎn)速接近零時，必須及時切斷反相序電源，以防止電機反向再起動，常用速度繼電器來檢測電動機轉(zhuǎn)速并控制電動機反相序電源的斷開。

能耗制動：制動準確、平穩(wěn)、能量消耗小。制動力較弱，需要直流電源。

反接制動：制動顯著，有沖擊，能量消耗較大。

三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：

三相異步電動機的調(diào)速方法有：改變電動機定子繞組的磁極對數(shù)p；改變電源頻率f1；改變轉(zhuǎn)差率s。

電氣控制線路中的保護環(huán)節(jié)保護目的:消除有害因素;保障設(shè)備和人身安全.

保護環(huán)節(jié):短路、過載、過電流、欠電壓與零電壓、弱磁保護等常用保護：1.短路保護:常用熔斷器和低壓斷路器.2.過載保護:常用熱繼電器.3.常用過電流繼電器與接觸器配合使用、低壓斷路器4.零電壓保護:常用接觸器和中間繼電器5.欠電壓保護:常用欠電壓繼電器.

短路保護：電路發(fā)生短路時的危害，短路電流會引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強大的電動力，使電動機和電路中的各種電氣設(shè)備產(chǎn)生機械性損壞

過載保護：電動機長期超載運行的危害，使其繞組的溫升將超過額定值而損壞，常采用熱繼電器作為過載保護元件

熱繼電器過載保護：在使用熱繼電器作過載保護時，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用的原因是由于熱慣性的關(guān)系，熱繼電器不會受短路電流的沖擊而瞬時動作。但當有8～10倍額定電流通過熱繼電器時，有可能使熱繼電器的發(fā)熱元件燒壞。

邏輯與（串聯(lián)）

邏輯或（并聯(lián)）

邏輯非（常閉）與繼電器常開觸頭KA相對應(yīng)的常閉觸頭KA非與接觸器線圈串聯(lián)的邏輯非電路。

0-1定理

互補定理

吸收定理摩根定理

【例3-10】已知某電器控制線

路的邏輯關(guān)系式如下，試畫出對應(yīng)的電器控制線路圖。

【例3-11】已知某電器控制線路的邏輯關(guān)系式如下，試畫出對應(yīng)的電器控制線路圖。

檢測信號的特性：根據(jù)檢測信號保持時間的長短，分為瞬時信號和持續(xù)信號。瞬時信號：有效信號持續(xù)時間少于一個工步，用帶箭頭的豎實線表示；持續(xù)信號：有效信號持續(xù)時間不少于一個工步，用不帶箭頭的豎實線表示。以表示持續(xù)信號的豎實線為起點，用垂直于該實線的帶箭頭的橫實線來表示其持續(xù)的長短。

運算元件的基本邏輯式：

運算元件的基本邏輯式：一般運算或執(zhí)行元件的動作都由某個信號啟動（得電），該信號稱為此器件的“起始信號（Ss）”；使元件動作終止（失電）的信號稱為此器件的“終止信號（Se）”。檢測信號分為有效信號和非控信號。

有效信號：能夠引起元件狀態(tài)改變或使工步發(fā)生切換的檢測信號，用豎實線表示；

非控信號：不能引起元件狀態(tài)改變或使工步發(fā)生切換的檢測信號，用豎虛線表示。在每一條表示信號的豎線上端要標明代表該元件觸點的文字符號。額外終止信號：出現(xiàn)工作區(qū)間內(nèi)的終止信號。它的出現(xiàn)會使器件提前終止工作，也必須加以排除。

下圖中使用了只覆蓋有效終止信號的持續(xù)信號Sy作為排除信號，即只有Sy有效時到來的終止信號信號為真正的終止信號。

1.各個可編程控制器編程元件的作用是什么？

答：①輸入繼電器（X）：的作

用是接收并存儲（對應(yīng)某一位輸入映像寄存器）外部輸入的開關(guān)量信號，它和對應(yīng)的輸入端子相連，同時提供無數(shù)的常開和常閉軟觸點用于編程。②輸出繼電器（Y）：的作用是它具有一常開硬觸點用于向外部負載發(fā)送信號（對應(yīng)某一位輸出映像寄存器），每一輸出繼電器的常開硬觸點（或輸出管）與可編程控制器的一個輸出點相連直接驅(qū)動負載，它也提供了無數(shù)的常開和常閉軟觸電用于編程。

③輔助繼電器M：是用軟件來實現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運算及賦予特殊功能的一類編程元件既不能接受外部的輸入信號，也不能直接驅(qū)動外部負載，其作用類似于繼電接觸控制系統(tǒng)中的中間繼電器。

④狀態(tài)器S與步進梯形指令STL一起使用，用于順序控制的程序編制。當不對S使用STL指令時，其作用相當于普通輔助繼電器M。⑤定時器T：可編程控制器的定時器T作用相當于繼電器接觸控制中的通電延時型時間繼電器。

⑥計數(shù)器C計數(shù)器是可編程控制器內(nèi)部不可缺少的重要軟元件，它由一系列電子電路組成，主要用來記錄脈沖的個數(shù)。按所記脈沖的來源可將計數(shù)器分為內(nèi)部信號計數(shù)器和高速計數(shù)器。⑦數(shù)據(jù)寄存器D存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)。

⑧指針P/I包括分支用指針P和中斷用指針I(yè)兩種。中斷用指針用來指名某一中斷源的中斷程序入口標號。⑨變址寄存器V/Z⑩常數(shù)（K/H）2.邏輯基本指令？

答：一.LD，LDI，OUT指令①LD為常開觸點與左母線連接的指令。

②LDI為常閉觸點與左母線連接的指令。

③OUT為驅(qū)動線圈輸出的指令。

二．AND，ANI，OR，ORI指令。

①AND為單個常開觸點的串聯(lián)連接指令。

②ANI為單個常閉觸點的串聯(lián)連接指令。

③OR為單個常開觸點的并聯(lián)連接指令。

④ORI為單個常閉觸點的并聯(lián)連接指令。三．LDP，LDF，ANDP，ANDF，ORP，PRF指令

①LDP,ANDP,ORP為上升沿檢測的觸點指令，僅在指定位元件有OFF→ON時接通一個掃描周期②LDF，ANDF,ORF為下降沿檢測的觸點指令，僅在指定位元件由ON→OFF時接通一個掃描周期。

四，ORB,ANB指令

①ORB為串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令。每個串聯(lián)電路塊的起點都要使用LD/LDI指令，串聯(lián)電路塊結(jié)束后，用ORB指令與前面電路并聯(lián)

②ANB為并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令。每個并聯(lián)電路塊的起點都要使用LD/LDI指令，并聯(lián)電路塊結(jié)束后，用ANB指令與前面電路串聯(lián)。

五MPS,MRD,MPP指令①MPS,為進棧指令②MRD讀棧指令,③MPP為出棧指令

六MC,MCR指令①C為主控指令，用于公共觸電的串聯(lián)，使用主控指令的觸點稱為主控觸點，主控觸點只有常開觸點，在梯形圖的左母線中垂直放置，作用相當于一組電路的總開關(guān)。

②MCR為主控復(fù)位指令，起作用是使母線(LD點)回到原來的位置，它的操作元件只有N0~N7單一定要和MC指令中嵌套層數(shù)相一致。七．SET,RST指令。①SET為置位指令

②RST為復(fù)位指令，使位元件狀態(tài)為OFF并保持或?qū)ψ衷�件清零。該指令可用于Y，M,S,T,C,D,V,Z

八PLS,PLF指令。

PLS為上升沿微分輸出指令PLF為先將沿微分輸出指令。PLS/PLF指令的操作元件為Y和M,特殊輔助繼電器除外。九．NOP,END指令

NOP為空操作指令，是該步序操作。

END為程序結(jié)束指令。

擴展閱讀：《電力拖動自動控制系統(tǒng)》教學要點總結(jié)(第二章)

第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器設(shè)計方法

1、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性

（1）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成：內(nèi)環(huán)和外環(huán)結(jié)構(gòu)（2）穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性（3）各變量穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算（涉及的問題：穩(wěn)態(tài)運行時，ASR和ACR的輸入和輸出分別為多少？如作業(yè)2-2）

作業(yè)：P94，2-1、2-2、2-6

2、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型和動態(tài)性能分析（1）動態(tài)數(shù)學模型（理解即可）

用傳遞函數(shù)表示的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（理解即可）

（2）起動過程分析（涉及的問題：三個階段中，ASR和ACR分別是飽和、不飽和、退飽和？）

電流上升的階段恒流升速階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段

（3）動態(tài)抗擾性能分析：主要是抗負載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動的性能

（涉及的問題：負載擾動靠哪個環(huán)來抑制？抗電網(wǎng)電壓擾動靠哪個環(huán)來抑制？）（4）轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用（詳見教材59頁解釋）

（涉及的問題：兩個調(diào)節(jié)器都具有輸出限幅功能，其輸出限幅值都由什么來決定的）

（涉及的問題：ASR和ACR處于飽和與非飽和狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算問題，如作業(yè)中2-7、2-8）作業(yè)：P95，2-5、2-6、2-7、2-8（5）調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法：

典型系統(tǒng)及其相應(yīng)的性能指標

典型I、Ⅱ型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（掌握）、開環(huán)對數(shù)頻率特性（理解即可）

控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標：跟隨性能指標和抗擾性能指標的基本概念（掌握）典Ⅰ、Ⅱ型系統(tǒng)動態(tài)性能指標與參數(shù)的關(guān)系：

典I系統(tǒng)跟隨性能指標與參數(shù)的關(guān)系：（注意KT=0.5的參數(shù)關(guān)系與性能）

典型I型系統(tǒng)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系：只是分析了一種特定擾動下（該擾動所處位置為雙閉環(huán)

調(diào)速系統(tǒng)中電流環(huán)中電網(wǎng)電壓變化的擾動點）與參數(shù)的關(guān)系（理解即可）典Ⅱ系統(tǒng)跟隨性能指標與參數(shù)的關(guān)系：（注意h=0.5的參數(shù)關(guān)系與性能）

典型Ⅱ型系統(tǒng)抗擾性能指標和參數(shù)的關(guān)系：只是分析了一種特定擾動下（該擾動所處位置為雙閉環(huán)

調(diào)速系統(tǒng)中的負載擾動）與參數(shù)的關(guān)系（理解即可）

典型I、Ⅱ型系統(tǒng)在動態(tài)性能（如超調(diào)量、抗擾性能）上的主要差別（詳見教材71頁解釋）按工程設(shè)計方法設(shè)計ASR和ACR

雙環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖（理解即可）雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計步驟：先內(nèi)環(huán)、后外環(huán)先設(shè)計ACR：

電流環(huán)的簡化（理解即可）ACR的選擇（選PI調(diào)節(jié)器）

將電流環(huán)校正成典型I型系統(tǒng)（注意校正過程：比例微分環(huán)節(jié)與慣性環(huán)節(jié)的對消）再設(shè)計ASR：

電流環(huán)與轉(zhuǎn)速濾波環(huán)節(jié)的近似成一階慣性環(huán)節(jié)（理解即可）ASR的選擇（選PI調(diào)節(jié)器）轉(zhuǎn)速環(huán)組成典型Ⅱ型系統(tǒng)

作業(yè)：P95，2-133、轉(zhuǎn)速微分負反饋：（涉及的問題：采用轉(zhuǎn)速微分負反饋的目的？）4、弱磁控制的直流調(diào)速系統(tǒng)：

（涉及的問題：變壓與弱磁如何配合控制？（基速以下及基速以上？））（涉及的問題：變壓與弱磁配合控制中電壓、磁通、轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系？（理解教材92頁圖2-35的控制特性圖））

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