《机床电气》第一章继电接触控制系统.ppt

机床电气控制 一 本课程的性质 任务和要求 性质机床电气控制是一门应用科学 是机电专业的主干课程 它是综合了继电接触控制 直流调速 交流调速 PLC控制技术 机床数控技术等而形成的一门专业课程 任务介绍机床电气控制相关技术的基本理论 使用 调试和维护方法 提供学习者掌握该领域基本技能的有效途径 3 要求通过本课程的学习 要求了解上述相关技术的基本原理 掌握使用 调试和维护方法 掌握该领域必备的基本技能 二 课时分配估算 供参考 在教学过程中 各学校可以根据自己的专业特点以及学生基础对教材的部分内容进行选学 第一章继电器 接触器控制系统 第一节机床常用电器及选择第二节机床电气图第三节机床控制电路的基本环节第四节典型机床电气控制线路分析第五节机床电气控制线路故障检查与维修第六节交流异步电动机软起动器简介 本章主要内容及重 难点分析 一 主要内容1 常用低压电器2 继电器 接触器控制电路的基本环节3 典型机床控制线路的分析 机床电器控制线路的故障检查与维修方法应用实例4 在技能训练部分提供了两个技能训练项目 二 重 难点本章要求掌握低压电器的使用 熟练掌握对继电器 接触器控制基本控制环节的分析 安装和接线 对于典型机床要求在理论上会分析电气原理图 在技能上能够熟练的进行故障排除 返回本章首页 第三节机床控制电路的基本环节 一 三相异步电动机的起动控制电路二 三相异步电动机的运行控制线路三 三相异步电动机的制动控制线路四 电动机控制的保护环节五 电液控制 一 三相异步电动机的起动控制电路 一 全电压直接启动控制线路1 单向全电压起动控制应用 电动机容量在10KW以下采用 例如 冷却泵 小型台钻 砂轮机等2 线路及分析 1 电路组成具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路 主电路由电源隔离开关QS 熔断器FU1 接触器KM的主触头 热继电器FR的发热元件 电动机M组成 控制电路由熔断器FU2 接触器KM的常开辅助触头和线圈 停止按钮SB1 起动按钮SB2 热继电器FR的常闭触头组成 短路保护 由熔断器FU现实 过载保护 由热继电器FR实现 2 工作过程 1 启动KM自锁触头闭合 合上QS 按下SBKM线圈得电KM主触头闭合电动机M通电启动运行 2 停止KM自锁触头断开按下SB1KM线圈断电主电路断电 电动机M停转 KM主触头断开 2 点动控制所谓电动 按下启动按钮时电机转动工作 手松开时电机停止运转 多见于机床刀架 横梁立柱等快速移动和机床对刀等场合 线路 3 多点控制大型机床为操作方便 要求两个或两个以上地点都能操作 线路图及分析 A 图各地各安装一套按钮 b 多人操作大型冲压设备 要求几个人同时发出主令信号 设备才能压下 较大容量 大于10KW 的笼型电机采用1 星 三角减压启动控制线路 1 应用场合 正常运行时定子绕组接成三角的电机都可采用 起动时定子首先接成星形 启动电压为额定电压的启动电流为为直接启动电流的三分之一 二 减压启动控制线路 2 线路的工作原理如下 先合上电源开关QS 线路工作过程 1 启动KM1自锁触头闭合 合上QS 按下SB2 KM1线圈得电KMY线圈得电 主触头闭合电动机M星形启动 KM1主触头闭合KMY线圈断电 KT线圈得电延时KM 线圈得电KM1线圈仍得电M接成三角形运行 2 停止按下SB1KM1 KM 线圈断电释放M断电停止 2 自耦变压器减压启动控制线路 1 适用场合对于容量较大的正常运行时定子绕组结成星形的笼型异步电动机 可采用自耦变压器减压启动 2 线路图 线路工作过程 1 启动合上电源开关QS KM1线圈得电KM1主触头和辅助触头闭合M定子串自耦变压器降压启动 按下SB2KT延时断开的常闭触头断开KM1线圈断电切除自耦变压器 KT线圈得电延时KT延时闭合常开触头闭合KM2线圈得电KM2主触头闭合M加全电压运行 2 停止按下SB1KT和KM2线圈断电释放M断电停止 特点 在获取同样启动转矩情况下 从电网获取电流相对电阻降压启动要小得多 对电网冲击小 功率损耗小 但自耦变压器价格高 主要用于容量较大 正常运行为星形接法的电动机启动 二 三相异步电动机的运行控制线路 一 电动机的正反转控制线路生产实际过程中 要求电动机实现正反转 可以用两个接触器实现 但这两个接触器不可同时工作 否则会造成电源短路 这就要求两个接触器实现互锁 1 电动机 正 停 反 控制线路2 电动机 正 反 停 控制线路 合上电源开关QS 1 正转SQ1 SQ2 分别为工作台后退 前进限位开关 SQ3 SQ4 分别为工作台后退 前进终端保护限位开关 防止SQ1 SQ2失灵时工作台从床身上冲出 行程控制 利用行程开关 根据生产机械运动位置变化所进行的控制 线路工作过程 按下正转按钮SB1 KM1线圈得电KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合 电动机M正转 2 反转按下反转按钮SB2KM2线圈得电KM2自锁触头闭合 KM2主触头闭合电动机M反转 3 停止按下SBKM1 KM2 线圈断电 主触点释放M断电停止 联锁或互锁 两个接触器各自把常闭触点串接在对方线圈的供电线路上 使得任何情况下不会出现两个线圈同时得电 这种互相制约的联接关系称为联锁或互锁 如图2 13 b 中KM1的常闭辅助触头与反转接触器KM2的线圈串联 KM2的常闭辅助触头与正转接触器KM1的线圈串联 利用复合按钮组成 正 反 停 或 反 正 停 的互锁控制 见图2 13 c 二 电动机的正反转自动循环控制线路1 应用机床工作台的往返循环由电动机驱动 当运动到达一定的行程时 利用挡块压行程开关来实现电动机的正反转 2 控制线路 合上电源开关QS 按下SB2KM1线圈得电并自锁KM1主触点闭合M正转 拖动工作台前进工作台前进到预定位置 挡块压动SQ2SQ2常闭触点断开KM1断电M断电 工作台停止前进 SQ2常开触点闭合KM2得电并自锁M改变电源相序而反转 工作台后退工作台退到设定位置 挡块压动SQ1SQ1常闭触点断开KM2断电 M停止后退 SQ1常开触点闭合 KM1得电 M又正转 工作台又前进 如此往复循环 直至按下停止按钮SB1KM1 或KM2 断电M停止转动 SQ1 SQ2 分别为工作台后退 前进限位开关 SQ3 SQ4 分别为工作台后退 前进终端保护限位开关 防止SQ1 SQ2失灵时工作台从床身上冲出 行程控制 利用行程开关 根据生产机械运动位置变化所进行的控制 三 双速电动机的高低速控制线路1 应用利用双速电动机能简化齿轮传动的变速箱 在车床 磨床 镗床等机床中应用广泛 变极调速控制1 双速异步电动机定子绕组的联接 a 出线端U1 V1 W1接电源 U2 V2 W2端子悬空 绕组为三角形接法 每相绕组两个线圈串联 成四个极 磁极对数P 2 其同步转速n 1500r min 电动机为低速 b 出线端U1 V1 W1短接 而U2 V2 W2接电源 绕组为双星形联接 每相绕组两个线圈并联 成两个极 磁极对数P 1 同步转速n 3000r min 电动机为高速 2 用按钮控制的双速电动机高 低速控制线路电路组成 SB2为低速启动按钮 SB3为高速启动按钮 主电路中 电动机绕组接成三角形 从三个顶角处引出U1 V1 W1 与KM1主触头联接 在三相绕组各自的中间抽头引出U2 V2 W2 与KM2的主触头联接 在U1 V1 W1三者之间又与KM3主触头联接 线路工作过程 1 低速运转 2 高速运转 四 两台电动机行程控制线路1 用途利用两个行程开关实现动力头的往复运行 2 动作顺序首先动力头1由位置a移动到位置b停下 然后动力头2由由位置c移动到位置d停住 接着动力头1和2同时退回原位停止 3 控制线路 三 三相异步电动机的制动控制线路 一 能耗制动控制线路1 基本做法在电动机按停止按钮切除三相电源的同时 定子绕组接通直流电源 产生静止磁场 利用转子感应电电流与静止磁场的作用产生制动转矩 返回本章首页 方法 停车时 在切除三相交流电源的同时 将一直流电源接入电动机定子绕组的任意两相 以获得大小和方向不变的恒定磁场 从而产生一个与电动机原转矩方向相反的电磁转矩以实现制动 当电动机转速下降到零时 再切除直流电源 1 按时间原则控制的单向能耗制动控制线路 整流装置 由变压器和整流元件组成 提供制动用直流电 KM2 制动用接触器 KT 时间继电器 控制制动时间的长短 线路工作过程 启动KM1常闭辅助触头断开 合上QS 按下SB1 KM1线圈得电并自锁KM1主触头闭合 电动机M起动运行 制动停车KM1主触头断开 电动机M断电 惯性运转 KM1线圈断电按下SB2KM2线圈得电 KM2主触头闭合 直流电通入M定子绕组电动机能耗制动 KT线圈得电延时 KT常闭触头延时断开 KM2线圈断电 KM2主触头断开 切断电动机直流电源 制动结束 2 按速度原则控制的单向能耗制动控制线路速度继电器KS取代了时间继电器KT 其它基本相同 线路工作过程 启动合上QS 按下SB2KM1得电并自锁KM1主触点闭合M起动运行 KM1互锁的常闭触点断开 KS常开触点闭合 为能耗制动作好准备 制动停车 二 反接制动控制线路实质 改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序 产生与转子转动方向相反的转矩 迫使电动机迅速停转 单向运行反接制动控制线路线路工作过程 启动KM1自锁触头闭合 合上QS 按下SB2 KM1线圈得电KM1互锁触头断开 KM1主触头闭合 电动机M正转运行 KS常开触点闭合 为停车时反接制动作好准备 制动停车KM1线圈断电KM1主触点释放 M断电 惯性运转 按下停车按钮SB1 KM2自锁触头闭合 KM2线圈得电KM2互锁触头断开 KM2主触头闭合 串入电阻R反接制动 当电动机转速n 0时 KS复位 KM2断电 制动结束 速度继电器KS 与电动机同轴联接 判断 电动机的停与转 当电动机转动时 其常开触头闭合 电动机停止时 其常开触头打开 四 电动机控制的保护环节 1 短路保护安装熔断器2 过载保护电动机长期超载运行 安装热继电器3 过电流保护应用于直流电机或绕线式异步电动机 过流保护元件为过流继电器4 零压和欠压保护为防止电网失电后 恢复供电电动机自行启动的保护叫零压保护 当电机正常运转时 电源电压过低 将引起一些电器的释放 造成控制线路工作不正常 可能产生事故 电源电压过低会造成电机绕组电流大增 电机发热烧坏 还会引起电机转速下降甚至停转 在电源下降到允许值以下时采取措施切断电源 即为欠压保护 五 弱磁保护直流电动机在启动时如果磁场太弱 电机的启动电流就会很大 当电机正在运行如果磁场突然减小就会是转速迅速升高 甚至发生 飞车 弱磁保护是通过在电机励磁绕组回路串欠流继电器实现的 五 电液控制液压传动易获得较大的力和转矩 运动传递平稳 控制方便易实现自动化 尤其在