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PLC在风力发电系统中的应用典型的风力发电系统：风能资源风力发电机组控制装置蓄能装置备用电源电能用户风力发电机组类型风力发电机组控制风力发电机组控制风力发电机组控制风机浆叶节距控制Chapter1NormalLowVoltageElectricAppliances常用低压电器1.1BasicKnowledgeofElectricAppliances电器的基础知识1.2Contactor接触器1.3Relay继电器1.4SwitchElectricAppliances开关电器1.5Fuse熔断器1.6ControlElectricAppliances主令电器1.1.1DefinitionandClassificationofElectricAppliances电器的定义、分类定义:是一种能根据外界施加的信号和要求（机械力、电动力和其它物理量），能手动或自动断开或接通电路，从而断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电工器械。分类按工作电压等级分低压电器—交流1200V或直流1500V以下高压电器—交流1200V或直流1500V以上按动作原理分手动电器—需人工直接操作才能完成指令任务自动电器—按照电的或非电的信号自动完成指令任务按动作原理分控制电器——用于各种控制电路和控制系统主令电器——用于自动控制系统中发送控制指令保护电器——用于保护电路及用电设备配电电器——用于电能的输送和分配执行电器——用于完成某种动作或传动功能按工作原理分电磁式电器—依据电磁感应原理工作非电量控制电器—靠外力或某种非电物理量的变化而动作接触器交流接触器直流接触器继电器电磁式继电器时间继电器温度继电器速度继电器压力继电器断路器行程开关熔断器其他电器如按钮刀开关等电压继电器电流继电器中间继电器直流电磁式空气阻尼式半导体式管式螺旋塞式快速式装置式开敞式常用低压电器直动式滚动式微动式分类按工作电压等级分低压电器—交流1200V或直流1500V以下高压电器—交流1200V或直流1500V以上1.1.2WorkingPrincipleofElectricAppliances电磁式电器的工作原理电磁式电器组成感测部分——电磁机构执行部分——触头系统灭弧装置电磁机构作用：将电磁能量→机械能量→触头动作→接通或分断电路]结构：1组成：吸引线圈、铁心、衔铁等触头系统定义：触点是电器的执行机构，它在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。结构形式：桥式触点和指形触点触点的接触形式：点接触、线接触和面接触触点的分类：按触点的运动情况：动触点和静触点触点的职能分：主触点和辅助触点按触点的状态可分为：常开触点和常闭触点灭弧系统电弧产生：触头间气体在强电场作用下的放电现象灭弧关键：采取措施使电弧迅速冷却，从而熄灭。常用的灭弧方法::电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩1.2contactor接触器定义：用于远距离频繁地接通和分断主电路或其他负载的控制电器，主要用于控制电动机，也可用于控制其他电力负载分类:结构：工作原理：图文符号：电磁式接触器分类按主触头所在动力回路的电流种类分：交流、直流按主触头对数分：单极（一对主触头）、多极（二至四对主触头）按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类分交流操作、直流操作按主回路电压等级分：低压、高压按铁心结构形式分：转动式（或称角移式）和直动式接触器结构简图工作原理线圈通电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭断开，常开闭合线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位接触器的图形符号、文字符号接触器的主要技术参数-额定电压接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V直流接触器一般为110V、220V、440V接触器的主要技术参数-额定电流接触器的额定工作电流系指主触头的额定电流接触器电流等级为：10--800A。接触器的主要技术参数-线圈的额定电压线圈的额定电压：交流380V、220V；直流24V、220V接触器的主要技术参数-操作频率交流接触器的操作频率一般为：600次/h直流接触器的额定操作频率比交流接触器的高1200次/h接触器的选用1.接触器的类型选择：根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型2.额定电压的选择接触器的额定电压不小于负载回路的电压3.额定电流的选择：一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。对于电动机负载可按经验公式计算4.吸引线圈的额定电压：吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致1.3Relay继电器定义：根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化分类:电磁式继电器：分类按输入信号的性质分电压继电器电流继电器时间继电器温度继电器速度继电器压力继电器按输出形式分有触点和无触点按工作原理分电磁式感应式电子式热效应式气动式电动式按用途分：控制用和保护用继电器电磁式继电器结构与工作原理和接触器基本相同不同点：继电器可以对各种输入量的变化作出反应，而接触器只在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制和保护电路，无灭弧装置而接触器用来控制大电流电路。电磁式电流继电器定义：触点的动作与线圈电流大小有关用途：起电流保护和控制作用特点：线圈与被控制电路串联，以反映电路电流的变化线圈匝数少、导线粗、阻抗小分类：欠电流继电器：电路正常时，衔铁吸合（常开闭合，常闭打开），当电流↓→10%～20%Ie时，继电器衔铁释放过电流继电器：电路正常时不动作，当电流超过某一整定值：1.1～4Ie时，继电器衔铁动作图文符号：电磁式电压继电器定义：触点的动作与线圈电压大小有关用途：起电压保护和控制作用特点：线圈与被控制电路并联，以反映电路电压的变化线圈匝数多、导线细、阻抗大分类：欠电压继电器：电路正常时，衔铁吸合（常开闭合，常闭打开），当电压低于某一值时，继电器衔铁释放过电压继电器：电路正常时不动作，当电压超过某一值时，继电器衔铁动作图文符号：电磁式中间继电器定义：实质上为电压继电器。但触头对数较多，触头容量较大（额定电流5-10A），动作灵敏作用：起信号传递、放大、翻转和分路等中继作用。图文符号：时间继电器定义:当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其触点状态并不立即改变，而是经过一段时间的延迟之后，触点才闭合或断开。用于控制动作时间图文符号：热继电器定义：利用电流的热效应原理工作的保护电器。原理：若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路，使接触器释放、切断电动机的电源，电动机停车而得到保护。热继电器作用：常用于电动机的（长时间）过载保护由于热继电器中的发热元件有热惯性，在电路中不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护，因此，热继电器不同于过电流继电器和熔断器。分类：热继电器有单相、二相及三相式，其中三相式分为有断相保护（用于电动机△连接情况）和无断相保护的。图文符号：1.4SwitchElectricAppliances开关电器刀开关:结构最简单，应用最广泛的手控电器。用于低压电路不频繁动作低压断路器（自动空气开关）:低压电路中常用的具有保护环节的断合电器。当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时，能自动切断故障电路，保护串接其后的电气设备；正常情况下，也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机。符号：熔断器和热继电器的区别–相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。–不同点：熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护；熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理要求双金属片有较高的膨胀系数；热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。1.6ControlElectricAppliances主令电器主令电器—是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其它电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其它主令电器（如脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等按钮符号转换开关符号行程开关符号接触器Chapter2TheBasisofElectricControlCircuit第二章电气控制线路基础电气控制线路:用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。作用：对被控对象实现自动控制电气控制系统图：为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图。电气控制系统图的种类：电器原理图、电器布置图、电气安装接线图电气原理图电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。主电路：是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路:是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。–绘制电气原理图时应遵循的原则电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用QA1、QA2文字符号区别。–绘制电气原理图时应遵循的原则电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90°，但文字符号不可倒置。三相笼型异步电动机降压启动控制线路–降压启动方法定子电路串电阻（或电抗）星形—三角形自耦变压器延边三角形使用软启动器使用变频器星形—三角形降压启动线路启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的1/√3，Y形连接时，加在电动机定子绕组上的电流是Δ连接时的1/3，从而减小了启动电流对电网的影响。当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。星形—三角形降压启动控制线路–特点和适用场合优点：启动电流特性好，结构简单，价格低；缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。适合于轻载或空载启动的场合。三相笼型异步电动机速度控制线路SpeedControlCircuitofThree-phaseCageMotors概述–电气调速方法三相笼型异步电动机转速公式：调速方法–改变p：变极调速－有级调速，简单，适用于要求不高的一般场合。–改变s：滑差电机－已淘汰。–改变f：变频调速－调速性能最好，使用广泛的调速方法。变极调速控制线路变频调速与变频器的使用VariableFrequencySpeedandUsageofFrequencyConverter变频器的类型–根据变流环节分类交－直－交变频器–大多数变频器都属于交