10 现代控制技术（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 *10现代控制技术 10:1可缩程控削器 2 10.2变频器 3 10.3传感器 2 10.1可编程控制器 10.1.1可编程控制器的特点 1.可编程控制器（简称PLC):可编程控制器是专用的计算机系统。 2.控制系统：以图10.1所示异步电动机正、反转控制为例进行分析。 KM: SBatF SBatR 山 SBatP 图10.1 三相异步电动机正反转 控制电路示意图 10.1可编程控制器 10.1.1可编程控制器的特点 SBaF SBaR 出SBP 图10.1三相异步电动机正反转控制电路示意图 >正转起动按钮SBuF、反转起动按钮SBR、停止按钮SBP等“发布命令”的电 器移在示意图的左侧。 >接触器线圈等“执行命令”的电器移在示意图的右侧。 >控制电路中具有逻辑运算功能的电路在示意图中间方框中。 10.1 可编程控制器 10.1.2可编程控制器的基本结构 可编程控制器基本结构如图10.2所示。它是由输入接口、输出接口、中央 处理器（简称CPU)和电源部件组成。 输入接口 CPU 输出接口 [输入] [输出] 向连接在 接触器 取接于 运算器 按钮开关A 入接 出 的 口的 ST 备指示动 指示灯 存储器 行程开关B 各的状 电游 图10.2 PLC基本结构示意图 10.1 可编程控制器 10.1.2可编程控制器的基本结构 如图10.3为PLC和编程器外形图。图中，输入单元和输出单元是连接输入、 输出设备的接口，持续在CPU内存储器中处理。编程器用来输入程序，其作 用相当于计算机的键盘。 1…448 图10.3PLC和编程器外形图 风 10.2变频器 10.2.1变频器的用途及结构 1.变频器的功效 (1)功效之一是节能。电机在设计过程中都留有一定的余量，变频器通过 降低电机转速减少输出功耗，实现“按需供能”例如变频空调通过改变电机转 速“按需供能”，这样压缩机就不会频繁起动，会使压缩机保持稳定的工作状 态，可以使空调达到节电的效果，同时减少噪音，延长空调使用寿命。 (2)功效之二就是与PLC、计算机配合，达到精确控制、改善产品品质、 提高生产效率、降低维护费用、提高生产自动化水平的目的。 10.2变频器 10.2.1变频器的用途及结构 2.变频器工作过程。 变频器工作过程示意图如图10.4所示。变频器是利用电力半导体器件的通断 作用将工频电源电压变换为另一频率的电能的控制装置。变频器在改变电源 频率的同时，也对输出电源的电压进行线性调节，从而实现对交流电动机无 级调速。 工颜巾薄50Hz 变频器 电动机 翰出变烦变压电尊) 图10.4变频器工作过程示意图 10.2变频器 10.2.1变频器的用途及结构 3.变频器的结构 变频器的结构如图10.5所示。变频器由整流器、中间储能环节、逆变器和控 制器组成。 整流器 中间储 M 能环节 逆变器 AC AC () 控制电路 图10.5 变频器的基本结构 (1)整流器的作用：将单相或三相交流电整流成直流电。变频器的负载为电 动机，属于感性负载，会与电网之间有无功功率的交换。这种无功功率的交换 要靠中间储能环节的储能元件来缓冲，储能元件主要是电感元件和电容元件。 (2)逆变器是利用半导体开关器件组成的逆变电路。逆变是相对整流而言， 即将直流电逆变为交流电。逆变电路通过有规律地控制逆变器中开关器件的通 与断，得到所需频率的三相交流电。 (3)控制电路由运算电路、检测电路和驱动电路等组成。其作用是对逆变电 路的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。 9 10.2 变频器 10.2.2变频器的种类 变频器分为交一交、交一直一交两种形式，其结构如图10.6所示。 交流 交流 交流 直流 交流 变频器 M M 整流器 滤波器 逆变器 3 (a)交-交变须器 b)交-直-交变频器 图10.6 变频器结构 >交一交变频器是将工频交流电直接变换成频率、电压均可调的交流电。 >交一直一交变频器是先将工频交流电通过整流滤波转换成直流电，然后 再把直流电变换成频率、电压均可调的交流电，这种方式又称为间接式变 频器。目前，广泛应用的是交一直一交变频器。 10