電力拖動(dòng)自動(dòng)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(dòng)機(jī)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(hào)和控制要求，通過一個(gè)或多個(gè)器件組合，自動(dòng)或手動(dòng)接通、分?jǐn)嚯娐�，連續(xù)或斷續(xù)的改變電路狀態(tài)，對(duì)電路進(jìn)行切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)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(dòng)切換電器。它具有低壓釋放保護(hù)功能，可進(jìn)行頻繁操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，是電力拖動(dòng)自動(dòng)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(shí)間、速度、溫度、壓力等）的變化自動(dòng)接通和斷開控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。繼電器與接觸器的區(qū)別：1.繼電器可以對(duì)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(hào)下動(dòng)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(gè)輸入信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)放大（即增大觸頭容量）的繼電器。其實(shí)質(zhì)是電壓繼電器，但它的觸頭數(shù)量較多（可達(dá)8對(duì)），觸頭容量較大（5～10A）、動(dòng)作靈敏。

時(shí)間繼電器用途：時(shí)間繼電器是利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)閉合或延時(shí)斷開的自動(dòng)控制電器。時(shí)間繼電器分類：常用的種類有電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式。

時(shí)間繼電器延時(shí)方式：1.通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化。當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。2.斷電延時(shí)：接受輸入信號(hào)時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)消失后，延遲一定的時(shí)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(dòng)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(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)、無火花、大容量、快速地接通和斷開電路的目的。

點(diǎn)動(dòng)控制線路適用場(chǎng)合：適合于短時(shí)間的啟動(dòng)操作，在生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整工作狀態(tài)時(shí)應(yīng)用

點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕，電動(dòng)機(jī)就得電啟動(dòng)；松開按鈕，電動(dòng)機(jī)就失電停止。

控制電路特點(diǎn)：避免短路，節(jié)約電能

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

制動(dòng)有機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)：用機(jī)械裝置產(chǎn)生機(jī)械力來強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停車。主要有：機(jī)械抱閘、液壓或氣壓制動(dòng)

電氣制動(dòng)：使電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)

從而達(dá)到制動(dòng)目的，實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生反向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。主要有：反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、再生制動(dòng)、電容制動(dòng)等。

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

反接制動(dòng)特點(diǎn)：制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、制動(dòng)迅速、沖擊大，常用于10KW以下的電機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，必須及時(shí)切斷反相序電源，以防止電機(jī)反向再起動(dòng)，常用速度繼電器來檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并控制電動(dòng)機(jī)反相序電源的斷開。

能耗制動(dòng)：制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)、能量消耗小。制動(dòng)力較弱，需要直流電源。

反接制動(dòng)：制動(dòng)顯著，有沖擊，能量消耗較大。

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：

三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁極對(duì)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(hù)環(huán)節(jié)保護(hù)目的:消除有害因素;保障設(shè)備和人身安全.

保護(hù)環(huán)節(jié):短路、過載、過電流、欠電壓與零電壓、弱磁保護(hù)等常用保護(hù)：1.短路保護(hù):常用熔斷器和低壓斷路器.2.過載保護(hù):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(hù):常用接觸器和中間繼電器5.欠電壓保護(hù):常用欠電壓繼電器.

短路保護(hù)：電路發(fā)生短路時(shí)的危害，短路電流會(huì)引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電路中的各種電氣設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞

過載保護(hù)：電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超載運(yùn)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(hù)元件

熱繼電器過載保護(hù)：在使用熱繼電器作過載保護(hù)時(shí)，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(huì)受短路電流的沖擊而瞬時(shí)動(dòng)作。但當(dāng)有8～10倍額定電流通過熱繼電器時(shí)，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(duì)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(bǔ)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(duì)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(duì)應(yīng)的電器控制線路圖。

檢測(cè)信號(hào)的特性：根據(jù)檢測(cè)信號(hào)保持時(shí)間的長(zhǎng)短，分為瞬時(shí)信號(hào)和持續(xù)信號(hào)。瞬時(shí)信號(hào)：有效信號(hào)持續(xù)時(shí)間少于一個(gè)工步，用帶箭頭的豎實(shí)線表示；持續(xù)信號(hào)：有效信號(hào)持續(xù)時(shí)間不少于一個(gè)工步，用不帶箭頭的豎實(shí)線表示。以表示持續(xù)信號(hào)的豎實(shí)線為起點(diǎn)，用垂直于該實(shí)線的帶箭頭的橫實(shí)線來表示其持續(xù)的長(zhǎng)短。

運(yùn)算元件的基本邏輯式：

運(yùn)算元件的基本邏輯式：一般運(yùn)算或執(zhí)行元件的動(dòng)作都由某個(gè)信號(hào)啟動(dòng)（得電），該信號(hào)稱為此器件的“起始信號(hào)（Ss）”；使元件動(dòng)作終止（失電）的信號(hào)稱為此器件的“終止信號(hào)（Se）”。檢測(cè)信號(hào)分為有效信號(hào)和非控信號(hào)。

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

非控信號(hào)：不能引起元件狀態(tài)改變或使工步發(fā)生切換的檢測(cè)信號(hào)，用豎虛線表示。在每一條表示信號(hào)的豎線上端要標(biāo)明代表該元件觸點(diǎn)的文字符號(hào)。額外終止信號(hào)：出現(xiàn)工作區(qū)間內(nèi)的終止信號(hào)。它的出現(xiàn)會(huì)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(hào)的持續(xù)信號(hào)Sy作為排除信號(hào)，即只有Sy有效時(shí)到來的終止信號(hào)信號(hào)為真正的終止信號(hào)。

1.各個(gè)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(chǔ)（對(duì)應(yīng)某一位輸入映像寄存器）外部輸入的開關(guān)量信號(hào)，它和對(duì)應(yīng)的輸入端子相連，同時(shí)提供無數(shù)的常開和常閉軟觸點(diǎn)用于編程。②輸出繼電器（Y）：的作用是它具有一常開硬觸點(diǎn)用于向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)（對(duì)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(diǎn)（或輸出管）與可編程控制器的一個(gè)輸出點(diǎn)相連直接驅(qū)動(dòng)負(fù)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(shí)現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運(yùn)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(hào)，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)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(jìn)梯形指令STL一起使用，用于順序控制的程序編制。當(dāng)不對(duì)S使用STL指令時(shí)，其作用相當(dāng)于普通輔助繼電器M。⑤定時(shí)器T：可編程控制器的定時(shí)器T作用相當(dāng)于繼電器接觸控制中的通電延時(shí)型時(shí)間繼電器。

⑥計(jì)數(shù)器C計(jì)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(gè)數(shù)。按所記脈沖的來源可將計(jì)數(shù)器分為內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器。⑦數(shù)據(jù)寄存器D存儲(chǔ)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(biāo)號(hào)。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(diǎn)與左母線連接的指令。

②LDI為常閉觸點(diǎn)與左母線連接的指令。

③OUT為驅(qū)動(dòng)線圈輸出的指令。

二．AND，ANI，OR，ORI指令。

①AND為單個(gè)常開觸點(diǎn)的串聯(lián)連接指令。

②ANI為單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)連接指令。

③OR為單個(gè)常開觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。

④ORI為單個(gè)常閉觸點(diǎn)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(cè)的觸點(diǎn)指令，僅在指定位元件有OFF→ON時(shí)接通一個(gè)掃描周期②LDF，ANDF,ORF為下降沿檢測(cè)的觸點(diǎn)指令，僅在指定位元件由ON→OFF時(shí)接通一個(gè)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(gè)串聯(lián)電路塊的起點(diǎn)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(gè)并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)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①M(fèi)PS,為進(jìn)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(diǎn)稱為主控觸點(diǎn)，主控觸點(diǎn)只有常開觸點(diǎn)，在梯形圖的左母線中垂直放置，作用相當(dāng)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(diǎn))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(kuò)展閱讀：《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》教學(xué)要點(diǎn)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(jì)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(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算（涉及的問題：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，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(xué)模型和動(dòng)態(tài)性能分析（1）動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)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(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖（理解即可）

（2）起動(dòng)過程分析（涉及的問題：三個(gè)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(dòng)態(tài)抗擾性能分析：主要是抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的性能

（涉及的問題：負(fù)載擾動(dòng)靠哪個(gè)環(huán)來抑制？抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)靠哪個(gè)環(huán)來抑制？）（4）轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用（詳見教材59頁(yè)解釋）

（涉及的問題：兩個(gè)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(jì)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(jì)方法：

典型系統(tǒng)及其相應(yīng)的性能指標(biāo)

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

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

典I系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)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(biāo)與參數(shù)的關(guān)系：只是分析了一種特定擾動(dòng)下（該擾動(dòng)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(dòng)點(diǎn)）與參數(shù)的關(guān)系（理解即可）典Ⅱ系統(tǒng)跟隨性能指標(biāo)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(biāo)和參數(shù)的關(guān)系：只是分析了一種特定擾動(dòng)下（該擾動(dòng)所處位置為雙閉環(huán)

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

典型I、Ⅱ型系統(tǒng)在動(dòng)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(yè)解釋）按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)ASR和ACR

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

電流環(huán)的簡(jiǎn)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(duì)消）再設(shè)計(jì)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(fù)反饋：（涉及的問題：采用轉(zhuǎn)速微分負(fù)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(yè)圖2-35的控制特性圖））

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