3网络与现代电气.ppt

Low Voltage Control and Distribution网络与现代电气网络与现代电气Low Voltage Control and Distribution软软起起动动器器3鼠笼转子感应电动机n n起动电动机的方式起动电动机的方式起动电动机的方式起动电动机的方式n n直接起动直接起动直接起动直接起动n n星三角起动星三角起动星三角起动星三角起动n n变频起动变频起动变频起动变频起动n n软起动软起动软起动软起动n n负载特性负载特性负载特性负载特性n n负载的影响及初始转矩负载的影响及初始转矩负载的影响及初始转矩负载的影响及初始转矩基本原理基本原理基本原理4转子定子鼠笼电机已成为鼠笼电机已成为最常用的电动机最常用的电动机基本原理:异步电动机基本原理基本原理51)1)直接起动直接起动 Direct-Online-StartDirect-Online-Start基本原理:如何起动电动机6DOLDOL直接起动直接起动-转矩导致对电动机及负载的冲击转矩导致对电动机及负载的冲击-增加维护成本增加维护成本-维修周期变短维修周期变短基本原理:DOL直接起动 电动机转矩电动机转矩时间M正常 n额定基本原理基本原理7直接起动直接起动-导致电流对电网的冲击导致电流对电网的冲击-须须考虑考虑增加线路截面积增加线路截面积-须考虑加大开关元件容量须考虑加大开关元件容量基本原理:直接起动 电动机电流电动机电流时间I正常 n额定基本原理基本原理8+价格较低-无法对电动机的起动或停止施加影响 基本原理:直接起动 结论工业规范中要求对超过一定功率的(如11kW)电动机减低过大的起动电流及峰值转矩.直接起动在很多情况下不允许使用.基本原理基本原理91)1)直接起动直接起动2)2)星三角起动星三角起动基本原理:星三角基本原理基本原理10星三角起动同样导致 转矩尖峰所以电动机及能量传递装置(如齿轮或传送带等)处于超负荷状态.基本原理:星三角基本原理基本原理M电机 三角形接法电动机转矩时间M额定M电机 星型接法11电动机电流三角形接法电机电流星型接法电机电流时间I额定 星三角起动导致:电流尖峰所以供电系统同样会严重过载.系统及导线截面积必须根据电流尖峰而设计.基本原理:星三角基本原理基本原理12-转矩尖峰转矩尖峰 导致对电动机及负载的冲击导致对电动机及负载的冲击 -增加维护成本增加维护成本-维修周期变短维修周期变短-电流尖峰电流尖峰 导致对电动机及电网导致对电动机及电网-的冲击的冲击 -须须考虑考虑增加线路截面积增加线路截面积-须考虑加大开关元件容量须考虑加大开关元件容量基本原理:星三角基本原理基本原理13-无法对电动机的起动与停止施加影响无法对电动机的起动与停止施加影响 -6 6 根根接线接线 至电动机至电动机-繁复的繁复的 安装过程安装过程基本原理:星三角结论结论星三角起动可能适合小功率星三角起动可能适合小功率,低端简单应低端简单应用场合用场合,但对用户而言但对用户而言,有更好的方法取有更好的方法取得同样甚至更好的收益得同样甚至更好的收益.基本原理基本原理141)1)直接起动直接起动2)2)星三角起动星三角起动3)3)变频起动变频起动4)4)软起动软起动基本原理:软起动基本原理基本原理15ML1L2L3UL1-L2G1对对1,2 1,2 或或 相进行控制的功率电子器件相进行控制的功率电子器件基本原理:软起动通过控制相位导通角降低电压通过控制相位导通角降低电压基本原理基本原理16基本原理:软起动通过降低输出电压通过降低输出电压,起动器可根据起动器可根据负载进行优化调整负载进行优化调整.M起动M起动M起动0.490.25MII起动I起动I起动100%U主电源70%U主电源50%U主电源100%U主电源70%U主电源50%U主电源0.70.5N同步N同步nnM U2I U基本原理基本原理17基本原理:软起动通过改变通过改变U Ustartstart及及t tRamp,Ramp,来影响电流及转矩参数来影响电流及转矩参数:电动机软起动电动机 直接起动I软起动tRampMnneM起动II起动neM负载ntRamp基本原理基本原理18+可以对电动机的起动与停止施加影响 +实现对机器,负载及线路的最小冲击+比变频器便宜得多基本原理:软起动+比星三角起动器尺寸小很多+安装非常简单+没有电磁兼容性(EMC)问题 -不适用于调速场合基本原理基本原理19旁路接触器运行旁路接触器运行:晶闸管在起动完毕后被旁路.持续电流流经旁路接触器,晶闸管不再有负载.无热损耗无热损耗!SIKOSTART3RW223 M旁路接触器3NE1 熔断器主接触器过载继电器运行方式运行方式:Siemens 产品范围:3RW22SIKOSTART 3RW22SIKOSTART 3RW222050%节能运行节能运行节能运行节能运行:节能程度与额定功率节能程度与额定功率节能程度与额定功率节能程度与额定功率,极对数极对数极对数极对数,电机生产商电机生产商电机生产商电机生产商(电机结构电机结构电机结构电机结构)及电机负载有关及电机负载有关及电机负载有关及电机负载有关.一个4极电动机的节能与全压运行方式有关70%40%15%0%110kW2.2kW部分负载与额定运行有关运行方式运行方式Siemens 产品范围:3RW22SIKOSTART 3RW22SIKOSTART 3RW2221ntOFF 命令软停止或泵停止自由停车直流制动停止方式停止方式 Siemens 产品范围:3RW22SIKOSTART 3RW22SIKOSTART 3RW22自由停车软停止泵停止直流制动22使用通讯软件使用通讯软件 COM SIKOSTART COM SIKOSTART 进行参数设置进行参数设置:可可可可额外额外额外额外设定设定设定设定“限压限压限压限压”功能功能功能功能电压电压电压电压与与与与时间相互关联时间相互关联时间相互关联时间相互关联设定设定设定设定范围范围范围范围更宽，更精确更宽，更精确更宽，更精确更宽，更精确 2 2 2 2至至至至3 3 3 3组组组组参数参数参数参数（可带不同功率电机）可带不同功率电机）可带不同功率电机）可带不同功率电机）实值显示实值显示实值显示实值显示可可可可通过通过通过通过 PC PC PC PC控制控制控制控制SIKOSTART 3RW22SIKOSTART 3RW22参数设置23241 1 1 1）第四代低压电器产品必须有完整的体系；）第四代低压电器产品必须有完整的体系；）第四代低压电器产品必须有完整的体系；）第四代低压电器产品必须有完整的体系；2)2)2)2)带有通信接口，能方便地与现场总线连接；带有通信接口，能方便地与现场总线连接；带有通信接口，能方便地与现场总线连接；带有通信接口，能方便地与现场总线连接；3)3)3)3)整个体系产品强调标准化。其标准化内容包括：整个体系产品强调标准化。其标准化内容包括：整个体系产品强调标准化。其标准化内容包括：整个体系产品强调标准化。其标准化内容包括：通信协议实行开放式、标准化；通信协议实行开放式、标准化；通信协议实行开放式、标准化；通信协议实行开放式、标准化；国国国国内内内内生生生生产产产产的的的的开开开开关关关关电电电电器器器器与与与与通通通通信信信信接接接接口口口口之之之之间间间间的的的的通通通通信信信信方方方方式式式式、规约应有统一标准；规约应有统一标准；规约应有统一标准；规约应有统一标准；系系系系统统统统中中中中各各各各种种种种通通通通信信信信接接接接口口口口、辅辅辅辅助助助助模模模模块块块块、连连连连接接接接器器器器的的的的结结结结构构构构、安装与连接方式应标准化；安装与连接方式应标准化；安装与连接方式应标准化；安装与连接方式应标准化；同类产品应具互操作性。同类产品应具互操作性。同类产品应具互操作性。同类产品应具互操作性。4)4)可通信电器产品母体应是高性能、小型化、模块化、可通信电器产品母体应是高性能、小型化、模块化、可通信电器产品母体应是高性能、小型化、模块化、可通信电器产品母体应是高性能、小型化、模块化、组合化。组合化。组合化。组合化。第第第第四四四四代代代代低低低低压压压压电电电电器器器器产产产产品品品品技技技技术术术术特特特特征征征征25 万能式断路器、塑壳断路器、交流万能式断路器、塑壳断路器、交流万能式断路器、塑壳断路器、交流万能式断路器、塑壳断路器、交流接触器、电动机保护器、控制与保护自接触器、电动机保护器、控制与保护自接触器、电动机保护器、控制与保护自接触器、电动机保护器、控制与保护自配合电器等，首先被开发成通信产品，配合电器等，首先被开发成通信产品，配合电器等，首先被开发成通信产品，配合电器等，首先被开发成通信产品，并能直接与总线连接。并能直接与总线连接。并能直接与总线连接。并能直接与总线连接。262728现场总线现场总线现场总线现场总线的定义的定义的定义的定义：“安装在生安装在生安装在生安装在生产过产过产过产过程区域的程区域的程区域的程区域的现场设现场设现场设现场设备仪备仪备仪备仪表与控制室内的自表与控制室内的自表与控制室内的自表与控制室内的自动动动动控制装置系控制装置系控制装置系控制装置系统统统统之之之之间间间间的一的一的一的一种串行、数字式、多点通信的数据种串行、数字式、多点通信的数据种串行、数字式、多点通信的数据种串行、数字式、多点通信的数据总线总线总线总线”。现场总线的特点现场总线的特点现场总线的特点现场总线的特点现场总线现场总线现场总线现场总线的分的分的分的分类类类类 总线产总线产总线产总线产品大致可分品大致可分品大致可分品大致可分为为为为4 4 4 4个个个个层层层层次次次次:第一第一第一第一层层层层次：可通信、智能化开关次：可通信、智能化开关次：可通信、智能化开关次：可通信、智能化开关电电电电器；器；器；器；第二第二第二第二层层层层次：各种通信接口、网关次：各种通信接口、网关次：各种通信接口、网关次：各种通信接口、网关(网网网网桥桥桥桥)等；等；等；等；第第第第三三三三层层层层次次次次：总总总总线线线线电电电电缆缆缆缆、各各各各种种种种连连连连接接接接器器器器、电电电电源源源源模模模模块块块块、辅辅辅辅助模助模助模助模块块块块等；等；等；等；第四第四第四第四层层层层次：主控制器次：主控制器次：主控制器次：主控制器(PLCPLCPLCPLC、PCPCPCPC机等机等机等机等)。有有关关现现场场总总线线291 1 1 1、ProfibusProfibusProfibusProfibus是德国国家标准是德国国家标准是德国国家标准是德国国家标准DIN19245DIN19245DIN19245DIN19245和欧洲和欧洲和欧洲和欧洲EN50170EN50170EN50170EN50170现场总线标准。现场总线标准。现场总线标准。现场总线标准。ProfibusProfibusProfibusProfibus由由由由FMSFMSFMSFMS、DPDPDPDP、PAPAPAPA三部分组成了三部分组成了三部分组成了三部分组成了ProfibusProfibusProfibusProfibus系列系列系列系列。2 2 2 2、DeviceNetDeviceNetDeviceNetDeviceNet是一种低成本、开放式的数据是一种低成本、开放式的数据是一种低成本、开放式的数据是一种低成本、开放式的数据总线。它虽然是工业控制网内的低端网络，通总线。它虽然是工业控制网内的低端网络，通总线。它虽然是工业控制网内的低端网络，通总线。它虽然是工业控制网内的低端网络，通信速率不高，传输的数据量也不大，但适用将信速率不高，传输的数据量也不大，但适用将信速率不高，传输的数据量也不大，但适用将信速率不高，传输的数据量也不大，但适用将工业设备工业设备工业设备工业设备(如：限位开关、光电传感器、阀组、如：限位开关、光电传感器、阀组、如：限位开关、光电传感器、阀组、如：限位开关、光电传感器、阀组、电动机起动器、过程传感器、条形码读取器、电动机起动器、过程传感器、条形码读取器、电动机起动器、过程传感器、条形码读取器、电动机起动器、过程传感器、条形码读取器、变频驱动器、面板显示器和操作员接口变频驱动器、面板显示器和操作员接口变频驱动器、面板显示器和操作员接口变频驱动器、面板显示器和操作员接口)连接连接连接连接到网络，从而免去了昂贵的硬接线，特别适合到网络，从而免去了昂贵的硬接线，特别适合到网络，从而免去了昂贵的硬接线，特别适合到网络，从而免去了昂贵的硬接线，特别适合电器行业。电器行业。电器行业。电器行业。电电电电器器器器行行行行业业业业的的的的几几几几种种种种有有有有影影影影响响响响的的的的现现现现场场场场总总总总线线线线 30 由由由由1111个公司联合资助和规划，得到德国科技个公司联合资助和规划，得到德国科技个公司联合资助和规划，得到德国科技个公司联合资助和规划，得到德国科技工业部的支持，并形成了工业部的支持，并形成了工业部的支持，并形成了工业部的支持，并形成了ASIASI国际协会。国际协会。国际协会。国际协会。ASIASI总总总总线系统广泛应用于自动化和低压开关电器系统线系统广泛应用于自动化和低压开关电器系统线系统广泛应用于自动化和低压开关电器系统线系统广泛应用于自动化和低压开关电器系统中。中。中。中。ASI ASI即执行器即执行器即执行器即执行器-传感器传感器传感器传感器-接口总线系统，是一接口总线系统，是一接口总线系统，是一接口总线系统，是一种在控制器种在控制器种在控制器种在控制器(主站主站主站主站)和执行器传感器和执行器传感器和执行器传感器和执行器传感器(从站从站从站从站)之之之之间双向交换信息的数据总线。它属于现场总线间双向交换信息的数据总线。它属于现场总线间双向交换信息的数据总线。它属于现场总线间双向交换信息的数据总线。它属于现场总线下面设备级的底层通信网络系统。一个下面设备级的底层通信网络系统。一个下面设备级的底层通信网络系统。一个下面设备级的底层通信网络系统。一个ASIASI总线总线总线总线系统通过它主站中的网关可以和多种现场总线系统通过它主站中的网关可以和多种现场总线系统通过它主站中的网关可以和多种现场总线系统通过它主站中的网关可以和多种现场总线(如如如如PROFIBUSPROFIBUS等等等等)连接。连接。连接。连接。ASIASI总线主要用于具有总线主要用于具有总线主要用于具有总线主要用于具有开关量特征的传感器和执行器系统中。开关量特征的传感器和执行器系统中。开关量特征的传感器和执行器系统中。开关量特征的传感器和执行器系统中。3 3、ASI(Actuator-Sensor-Interface)ASI(Actuator-Sensor-Interface)ASI总总线线系系统统3132 中中 继继 器器 供供 电电 单单 元元AS-I AS-I 主主 站站 模模 块块CP243-2CP243-2 AS-i从从 站站 模模 块块 AS-I 双双 绞绞 线线 传传 感感 器器/执执 行行 器器 CP243-2CP243-233Low Voltage Control and DistributionThe End.P109 5.6P109 5.6P216 9.10 9.13P216 9.10 9.13