西門子模塊6ES7307-1EA01-0AA0
◆PLC工作1個(gè)循環(huán)需要“經(jīng)歷"若干步驟(一般為5個(gè)),對(duì)這若干步驟按順序“掃描"1遍所花的時(shí)間,稱為“掃描周期T"。
◆T的典型值=10ms
◆程序越長(zhǎng),T就越大。
◆T過大→會(huì)導(dǎo)致PLC失控。
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【背景案例1-1】 交流電動(dòng)機(jī)——繼電器長(zhǎng)動(dòng)(啟保停)控制電路——原理分析
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★猜猜看……如果在電動(dòng)機(jī)M通電旋轉(zhuǎn)時(shí),接觸器KM的自保觸點(diǎn)突然松脫,M會(huì)怎樣?
接觸器——文字符號(hào)KM
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——主觸點(diǎn)的額定電流大,用于控制電動(dòng)機(jī)主電路的通電與斷電
——輔助觸點(diǎn)(額定電流3A或5A)→用于→輔助電路
熱繼電器——文字符號(hào)FR
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——發(fā)熱元件→串聯(lián)于→電動(dòng)機(jī)主電路
——發(fā)熱元件的動(dòng)作電流→整定成→電動(dòng)機(jī)的額定電流
——物理觸點(diǎn)→用于→輔助電路
——發(fā)熱元件[斷電]→再等3-5min→物理觸點(diǎn)[可自動(dòng)復(fù)位或手動(dòng)復(fù)位]
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諧振現(xiàn)象是交流電路中產(chǎn)生的一種特殊現(xiàn)象,對(duì)諧振現(xiàn)象的研究有著重要的意義。在實(shí)際電路中,它既被廣泛地應(yīng)用,有時(shí)又需避免諧振情況發(fā)生。
對(duì)于無源一端口網(wǎng)絡(luò),它的入端阻抗或?qū)Ъ{的值通常與電路頻率有關(guān)。一個(gè)包含有電感和電容的無源一端口網(wǎng)絡(luò),其入端阻抗或?qū)Ъ{一般為一復(fù)數(shù)。但在某些特定的電源頻率下,其入端阻抗或?qū)Ъ{的虛部可能變?yōu)榱?,此時(shí)阻抗或?qū)Ъ{呈純電阻特性,使端口電壓與電流成為同相。無源一端口網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)稱為處于諧振狀態(tài)。下面分別討論串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振現(xiàn)象。
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圖1
圖1為電阻、電感和電容的串聯(lián)電路,當(dāng)外施的正弦電壓角頻率為
時(shí),它的入端阻抗為:
(1)
由式可見,RLC串聯(lián)電路中感抗
與容抗
是直接相減的。一般情況下
,即
,則阻抗的虛部
不為零,阻抗角也不為零,此時(shí)端電壓與電流不同相。當(dāng)激勵(lì)電壓的角頻率變化時(shí),感抗
與容抗
都發(fā)生變化。當(dāng)
時(shí),電抗
,電路的入端阻抗
為純電阻。此時(shí)電壓和電流同相位,電路產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。此種電路因?yàn)?/span>L與C是相串聯(lián)的,所以稱為串聯(lián)諧振。電路發(fā)生串聯(lián)諧振的條件為電抗值等于零,即
或 ![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322443539309980.gif)
電路發(fā)生諧振時(shí)的角頻率稱為諧振角頻率,用
來表示
(2)
電路諧振頻率為
(3)
電路發(fā)生諧振時(shí),電路的總電抗
,但感抗
與容抗
本身并不為零,它們的值為
(4)
稱為諧振電路的特性阻抗,其單位為
。
電路諧振時(shí),電感電壓等于電容電壓,且二者相位差為180°,故互相抵消。
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電阻上的壓降等于外加電壓。電壓與電流的相量圖如圖1b所示。
串聯(lián)諧振時(shí),電路儲(chǔ)存于電感中的磁場(chǎng)能與儲(chǔ)存于電容元件中的電場(chǎng)能之間進(jìn)行能量交換。設(shè)外施電壓為
,則在串聯(lián)諧振時(shí),電路中電感電流和電容電壓分別為
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![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322467758702957.gif)
此時(shí)電感儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能為:
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322469008607829.gif)
電容儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量為:
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322470258709835.gif)
由
可得:
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可見磁場(chǎng)能與電場(chǎng)能的最大值是相等的。電磁場(chǎng)能量的總和
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![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322474789830780.gif)
例1 圖3所示電路,已知
,
,
,求該串聯(lián)電路的諧振頻率
,特性阻抗
和電路的品質(zhì)因數(shù)Q。
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圖3
解:電路的諧振角頻率
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諧振頻率
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322484873443812.gif)
特性阻抗 ![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322486124795407.gif)
品質(zhì)因數(shù) ![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322487373170352.gif)
除了RLC串聯(lián)諧振電路外,并聯(lián)RLC諧振電路也被廣泛采用。RLC并聯(lián)諧振電路如圖4所示。它的入端導(dǎo)納為
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322488623170106.gif)
由此式可見,當(dāng)選擇
,L或C的參數(shù)使之滿足并聯(lián)電路的感納與容納相等,即
,
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322493154516438.gif)
圖4
則此時(shí)導(dǎo)納的虛部為零,導(dǎo)納成為純電導(dǎo)
,電路入端電壓
與電流
相位相同。這種情況就稱為RLC并聯(lián)電路諧振。由上述可知,并聯(lián)諧振的角頻率為
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322450883228336.gif)
并聯(lián)諧振的條件是感納與容納相等
,或
。此時(shí)電路入端電流
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各元件上電流分別為
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![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322504289226173.gif)
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322505539525764.gif)
各電流相量如圖4-1-4所示。并聯(lián)諧振時(shí),若外加電壓不變,則諧振時(shí)流入的電流最小,此電流等于電阻上流過的電流。電感上無功電流
的幅值與電容上無功電流
的幅值相等,相位差為
,二者互相抵消,故并聯(lián)諧振又被稱為電流諧振。若并聯(lián)電路中沒有電導(dǎo)G的支路,則諧振時(shí)入端導(dǎo)納
,其等效阻抗
,因此由LC并聯(lián)而成的電路在發(fā)生諧振時(shí),其入端電流
。
并聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)定義為電路感納
(或容納
)與電導(dǎo)
之比,即
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品質(zhì)因數(shù)也等于電感電流的幅值(或電容電流的幅值)與流過電阻的電流幅值之比
![](https://img67.chem17.com/9/20221208/638061322519020863973.gif)