电力拖动控制线路与技能训练教案1..

1 绪论 一 电力拖动 1 定义 电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构 使这运转的一种方法 2 组成 电源 控制设备 传动机构 电动机 二 学习目标 达到国家职业技能鉴定中级工理论和实操要求 1 理论 1 掌握低压电气的名称 结构 作用 工作原理 2 能正确 熟练的识读原理图 3 会设计一般电路图 2 实操 1 能够根据原理图布线 配电盘 2 能够调试和排故 解释说明 P3 电力拖动装置 电气原理图 接线图 配电盘 基本原理图等内容 三 要求 1 理论要扎实 2 实训要勤动手 细心谨慎 注意用电安全 四 本课程的重点学习内容 1 低压电气 2 基本控制线路 3 机床控制线路 五 学习方法 认真听讲 做好笔记 把握重点 课后复习 注意理论与实物 实践 相结合 实训时安全第一 善于思考 勤于动手 2 第一单元 常用低压电器及其安装 检测与维修 课题一 低压电器的分类和常用术语 一 了解认识常用的低压电器 1 解释 P7 图 1 3 所列举的低压电器 2 解释右图各低压电器 3 用实训室实物讲解低压电器 二 低压电器的分类 电器是一种能根据外界的信号和要求 手动或自动地接通或断开电路 断续或连续地改变电路参 数 以实现电路或非电对象的切换 控制 保护 检测 变换和调节的电气设备 简言之 电器是一 种能控制电 使电按照人们的要求并安全地为人们工作的工具 凡工作在交流 1200V 及以下与直流 1500V 以下电路中的电器称为低压电器 低压电器作为基本元 器件广泛应用于发电厂 变电所 工矿企业 交通运输和国防工业等的电力输配电系统和电力拖动控 制系统中 随着工农业生产的不断发展 供电系统的容量不断扩大 低压电器的额定电压等级范围有 相应提高的趋势 同时 电子技术也将日益广泛地用于低压电器中 1 按用途分为 低压配电电器 低压开关 低压熔断器等 低压控制电器 接触器 继电器 电磁铁等 2 按低压电器的动作方式分为 自动切换电器 接触器和继电器 非自动切换电器 按钮 低压开关 3 按低压电器的执行机构分 有触点电器 接触器 继电器 无触点电器 接近开关 固态继电器 三 低压电器的常用术语 P7 表 1 2 通断时间 从电流开始在开关电器的一个极流过的瞬间起 到所有极的电弧的最终熄灭为止的时间 燃弧时间 电器分断过程中 从触头断开出现电弧的瞬间开始 至电弧完全熄灭为止的时间间隔 分断能力 开关电器在规定的条件下 能在给定的电压下分断的预期分断电流值 接通能力 开关电器在规定的条件下 能在给定的电压下接通的预期接通电流值 通断能力 开关电器在规定的条件下 能在给定的电压下接通和分断的预期接通电流值 短路接通能力 在规定的条件下 包括开关电器的出线端短路在内的接通能力 短路分断能力 在规定的条件下 包括开关电器的出线端短路在内的分断能力 操作频率 开关电器在每小时内可能实现的最高循环操作次数 通电持续率 开关电器的有载时间和工作周期之比 常以百分数表示 电寿命 在规定的正常条件下 机械开关电器不需要修理或更换的负载操作循环次数 3 课题二 低压熔断器 一 低压熔断器的作用 符号 熔断器在电路中主要起短路保护作用 用于保护线路 熔断器的熔体串接于被保护的电路中 熔断器在电路中主要起短路保护作用 用于保护线路 熔断器的熔体串接于被保护的电路中 熔断器以其自身产生的热量使熔体熔断 从而自动切断电路 实现短路保护及过载保护 熔断器以其自身产生的热量使熔体熔断 从而自动切断电路 实现短路保护及过载保护 作用 短路保护 接法 串联 原理 熔断自身 切断电路 符号 如图示 二 熔断器的结构与主要技术参数 1 结构 熔体 熔管和熔座 2 主要参数 额定电压 额定电流 分断能力 安秒特性 三 常用低压熔断器 1 型号 RL1 15 2 常用的熔断器 P11 表 1 4 1 RC1A 系列瓷插式熔断器 2 RL1 系列螺旋式熔断器 3 RM10 系列封闭管式熔断器 4 RT0 系列有填写料封闭管式熔断器 5 NG30 系列有填料封闭管式圆筒帽形熔断器 6 RS0 RS30 系列有填料快速熔断器 7 自复式熔断器 三 熔断器的选用 1 熔断器类型的选用 根据环境 负载性质和短路电流的大小 2 熔断器额定电压和额定电流的选用 大于负载线路的电压 电流 分断能力大于最大短路电流 3 熔体额定电流的选用 电机 不频繁启动 IFUN 1 5 2 5 IMN IMN为电机 IN 频繁启动 IFUN 3 3 5 IMN 4 课题三 低压开关 一 低压断路器 低压断路器又称为自动空气开关或者自动空气断路器 用于分配电能 不频繁启动异步低压断路器又称为自动空气开关或者自动空气断路器 用于分配电能 不频繁启动异步 电动电动 机以及对电源线路及电动机的保护 当电路发生过载 短路 失压 或者欠压等故障时能自动切断电机以及对电源线路及电动机的保护 当电路发生过载 短路 失压 或者欠压等故障时能自动切断电 路故障的一种保护电器 路故障的一种保护电器 1 功能 正常时 控制作用 故障时 保护作用 过载 短路 失压保护 2 分类 结构 塑壳式 万能式 限流式 直流快速式 灭磁式 漏电保护式 漏电保护式 3 结构及原理 触头系统 灭弧装置 操作机构 热脱扣器 电磁 脱扣器 绝缘外壳 4 符号及型号 5 低压断路器的选用 1 额定电流和额定电压 2 热脱扣器 IZ IN 3 电磁脱扣器 IZ KIST K 1 5 1 7 或 IZ 10IN 4 欠压脱扣器 UZ UN 5 分段能力 IdZ Idmax 6 安装与使用 垂直安装 电源接上端 负载接下端 二 负荷开关 1 开启式负荷开关 1 功能 开合控制线路 隔离电压 短路保护 2 结构与符号 3 型号 4 安装使用 垂直安装 合闸状态时手柄朝上 电源线接静触头 负载线接动触头 2 封闭式负荷开关 1 型号 5 2 安装使用 垂直安装在无强烈振动的场合 不低于 1 3 1 5m 可靠接地 手柄侧面操作 四 组合开关 1 作用与特点 1 作用 开合线路 控制 5KW 以下电动机正反运转 2 特点 体积小 触头对数多 接线方式灵活 操作方便 2 结构与型号 3 符号 7 8 9 6 课题四 主令电器 主令电器用于在控制电路中以开关接点的通断形式来发布控制命令 使控制电路执行对应的控制任务 主令电器用于在控制电路中以开关接点的通断形式来发布控制命令 使控制电路执行对应的控制任务 1 按钮 按钮是一种最常用的的主令电器 其结构简单 控制方便 1 按钮的结构 种类及常用型号 按钮由按钮帽 复位弹簧 桥式触点和外壳等组成 2 按钮的颜色 红色按钮用于 停止 断电 或 事故 绿色按钮优先用于 起动 或 通电 但也允许选用黑 白或灰色按钮 3 按钮的选择原则 1 根据使用场合 选择控制按钮的种类 如开启式 防水式 防腐式等 2 根据用途 选用合适的型式 如钥匙式 紧急式 带灯式等 3 按控制回路的需要 确定不同的按钮数 如单钮 双钮 三钮 多钮等 4 按工作状态指示和工作情况的要求 选择按钮及指示灯的颜色 2 按钮符号 启动按钮 停止按钮 复合按钮 3 型号 LA10 3K LA10 3H L 主令电器 A 按钮 10 设计序号 3 3 个按钮 K 开启式 H 保护式 4 动作原理 19 按下 常闭先断开 常开后闭合 松开 常开先断开 常闭后闭合 二 行程开关 行程开关是利用生产机械运动部件的碰撞来民出控制指令的主令电器 其原理与按钮相同 只是通过碰撞自 动切换 行程开关又叫限位开关 它的种类很多 按运动形式可分为直动式 微动式 转动式等 按触点的性质 分可为有触点式和无触点式 1 结构与原理 按下 常闭先断开 常开后闭合 松开 常开先断开 常闭后闭合 2 符号 3 型号 4 接近开关 三 万能转换开关 万能转换开关的工作原理和凸轮控制器一样 只是使用地点不同 凸轮控制器主要用于主电路 直接对电动万能转换开关的工作原理和凸轮控制器一样 只是使用地点不同 凸轮控制器主要用于主电路 直接对电动 机等电气设备进行控制 而转换开关主要用于控制电路 通过继电器和接触器间接控制电动机 机等电气设备进行控制 而转换开关主要用于控制电路 通过继电器和接触器间接控制电动机 19 1 结构和符号 2 型号 19 课题五 接触器 接触器主要用于控制电动机 电热设备 电焊机 电容器组等 能频繁地接通或断开交直流主 电路 实现远距离自动控制 它具有低电压释放保护功能 在电力拖动自动控制线路中被广泛应用 接触器有交流接触器和直流接触器两大类型 1 交流接触器的组成部分 1 电磁机构 电磁机构由线圈 动铁心 衔铁 和静铁心组成 2 触头系统 交流接触器的触头系统包括主触头和辅助触头 3 灭弧装置 容量在 10A 以上的接触器都有灭弧装置 4 其他部件 包括反作用弹簧 缓冲弹簧 触头压力弹簧 传动机构及外壳等 2 工作原理 当接触器的线圈通电后 线圈中的电流产生磁场 使静铁心磁化产生足够大的电磁吸力 克服 反作用弹簧的反作用力将衔铁吸合 衔铁通过传动机构带动辅助常闭触头先断开 三对主触头和辅 助常开触头后闭合 当接触器断电或电压显著下降时 由于铁心的电磁吸力消失或过小 衔铁在反 作用弹簧力的作用下复位 并带动各触头恢复原始状态 3 交流接触器的型号 交流接触器型号如下图所示 4 接触器的选择 1 根据负载性质选择接触器的类型 2 额定电压应大于或等于主电路工作电压 3 额定电流应大于或等于被控电路的额定电流 对于电动机负载 还应根据其运行方式适当增 大或减小 4 吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致 19 课题六课题六 继电器继电器 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同 主要区别在于 接触器的主触点可以通过大电流 继电器的体积和触点容量小 触点数目多 且只能通过小电流 所以 继电器一般用于控制电路中 1 电流及电压继电器 电流继电器 可用于过载或过载保护 过电流继电器 当通过继电器的电流超过预定值时就动作的继电器 当电路正常工作时 过电流继电器线圈通过额定电流时是不吸合的 当电路发生短路或过载 通过线圈的电流达 到或超过预定值时 铁心和衔铁才吸合 欠电流继电器 当通过继电器线圈的电流减小到或低于其整定值时就动作的继电器成为欠电流继电器 在电路正常工作时 欠电流继电器的衔铁和铁心始终是吸合的 只有当电流降至整定值以下时 欠电流继电器释 放 电压继电器 主要作为欠压 失压保护 2 中间继电器 通常用于传递信号和同时控制多个电路 也可 直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件 中间继电器触头容量小 触点数目多 用于控制线路 3 时间继电器 微动开关微动开关微动开关微动开关2 2 2 微动开关微动开关微动开关微动开关1 1 1 常开触常开触 头头 常闭触常闭触 头头 调节螺调节螺 丝丝 进气进气 孔孔 托托 板板 线线 圈圈动铁动铁 心心 恢复弹恢复弹 簧簧 挡挡 块块 活塞活塞 杆杆 橡皮橡皮 膜膜 排气排气 孔孔 常开触常开触 头头 延时闭延时闭 合合 常闭触常闭触 头头 延时打延时打 开开 线圈通电线圈通电线圈通电线圈通电 衔铁向下吸合衔铁向下吸合衔铁向下吸合衔铁向下吸合 连杆动作连杆动作连杆动作连杆动作 触头动作触头动作触头动作触头动作 工作原工作原 4 热继电器热继电器 用于电动机的过载保护 用于电动机的过载保护 工作原理工作原理 19 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 发热元件接入电机主电路 若长时间过载 双金属片被加热 因双金属片的下层膨胀系数大 使其向上弯曲 杠杆被弹簧拉回 常闭触点断开 杠杆被弹簧拉回 常闭触点断开 19 第二单元第二单元 电动机的基本控制线路及其安装 调试与维修电动机的基本控制线路及其安装 调试与维修 课题一课题一 三相异步电动机的正转控制电路三相异步电动机的正转控制电路 电气图就是用电气图形符号 带注释的围框或简化外形表示电气系统或设备中组成部分之间相 互关系及其连接关系的一种图 电气图包括电气原理图 电气接线图 电气安装图 电气布置图 其识图要领可用 从机到电 先主后控 化整为零 连成系统 十六字概括 一 电气原理图 电气原理图是根据控制线图工作原理绘制 具有结构简单 层次分明 主要用于研究和分析电路工 作原理 要想看电气原理图要先清楚其中的电气原理及其符号所表示的含义 看原理图先看主电路 再看控制电路 对于控制电路要熟悉典型控制电路 控制电路控制电路一般是由开关 按钮 信号 指示 接触器 继电器的线圈和各种辅助触点构成 无论简单或复杂的控制电路 一般均是由各种 典型电路 如延时电路 联锁电路 顺控电路等 组合而成 用以控制主电路中受控设备的 起动 运行 停止 使主电路中的设备按设计工艺的要求正常工作 对于复杂的控制电路 分割成若干 个局部控制电路 然后与典型电路相对照 逐步分析 画电气原理图的一般规律如下 1 画主电路 绘制主电路时 应依规定的 电气图形符号用粗实线画出主要控制 保护等用电 设备 如断路器 熔断器 变频器 热继电器 电动机等 并依次标明相关的文字符号 2 画控制电路 控制电路一般是由开关 按钮 信号指示 接触器 继电器的线圈和各种 辅助触点构成 无论简单或复杂的控制电路 一般均是由各种典型电路 如延时电路 联锁电 路 顺控电路等 组合而成 用以控制主电路中受控设备的 起动 运行 停止 使主电路中 的设备按设计工艺的要求正常工作 对于简单的控制电路 只要依据主电路要实现的功能 结 合生产工艺要求及设备动作的先 后顺序依次分析 仔细绘制 对于复杂的控制电路 要按各 部分所完成的功能 分割成若干个局部控制电路 然后与典型电路相对照 找出相同之处 本 着先简后繁 先易后难的原则逐个画出每个局部环节 再找到各环节的相互关系 控制电路绘制的原则如下 原理图一般分主电路 控制电路 信号电路 照明电路及保护电路等 主电路 动力电路 指从电源到电动机大电流通过的电路 其中电源电路用水平线绘制 受电动力 设备 电动机 及其保护电器支路 应垂直于电源电路画出 控制电路 照明电路 信号电路及保护电路等 应垂直地绘于两条水平电源线之间 耗能元件 如 线圈 电磁铁 信号灯等 的一端应直接连接在接地的水平电源线上 控制触头连接在上方水平线 与耗能元件之间 图中所有电器触头 都按没有通电和外力作用时的开闭状态 常态 画出 对于继电器 接触器 的触头 按吸引线圈不通电状态画 控制器按手柄处于零位时的状态画 按钮 行程开关触头按不 受外力作用时的状态画 无论主电路还是辅助电路 各元件应按动作顺序从上到下 从左到右依次排列 为了突出或区分某些电路 功能等 导线符号 信号电路 连接线等可采用粗细不同的线条来表 示 原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置 应根据便于阅读的原则安排 同一电气元件的 各个部件可以不画在一起 但必须采用同一文字符号标明 原理图中有直接电联系的交叉导线连接点 用实心圆点表示 可拆卸或测试点用空心圆点表示 无直接电联系的交叉点则不画圆点 对非电气控制和人工操作的电器 必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式 对于电气控制有关的机 液 气等装置 应用符号绘出简图 以表示其关系 图面区域的划分 为了便于检索电气电路 方便阅读电气原理图 应将图面划分为若干区域 图区的编号一般写在图 的下部 例如 在图 5 46 中图面划分为 15 个图区 图的上方设有用途栏 用文字注明该栏对应的 19 下面电路或元件的功能 以利于理解原理图各部分的功能及全电路的工作原理 二 电气接线图 电气接线图是根据电气设备和电气元件的实际位置和安装情况绘制的 只用来表示电气设备和电器 元件的位置 配线方式和接线方式 而不明显表示电气动作原理 主要用于安装接线线路的检查维 修和故障处理 电气接线图绘制原则 1 接线图中一般示出如下内容 电气设备和电器元件的相对位置 文字符号 端子号 导线号 导线类型 导线截面 屏蔽和导线绞合等 2 所有的电气设备和电器元件都按其所在的实际位置绘制在图纸上 且同一电器的各元件根据其 实际结构 使用与电路图相同的图形符号画在一起 并用点画线框上 其文字符号以及接线端子的 编号应与电路图中的标注一致 以便对照检查接线 3 接线图中的导线有单根导线 导线组 或线扎 电缆等之分 可用连续线和中断线来表示 凡导线走向相同的可以合并 用线束来表示 到达接线端子板或电器元件的连接点时再分别画出 在用线束表示导线组 电缆等时可用加粗的线条表示 在不引起误解的情况下也可采用部分加粗 另外 导线及套管 穿线管的型号 根数和规格应标注清楚 接线图与实物相对照不难看懂 三 电气安装图 安装接线图是以电路原理为依据绘制而成 是现场维修中不可缺少的重要资料 安装图中各元件图 形 位置及相互间连接关系与元件的实际形状 实际安装位置及实际连接关系相一致 图中连接关 系采用相对标号法来表示 四 三相异步电动机的起动控制线路 电动机单向启动控制线路是一种最常用 最简单的控制线路 能实现对电动机的起动 停止的自动控制 远距离电动机单向启动控制线路是一种最常用 最简单的控制线路 能实现对电动机的起动 停止的自动控制 远距离 控制 频繁操作等 控制 频繁操作等 QS 为闸刀开关 在电路中起隔离开关作用 FU 为熔断器 起短路保护作用 FR 为热继电器 起过载保护作用 M 为三相交流异步电动机 是直接起动控制电路的控制对象 19 SBstP为动断按钮 也称停止按钮 SBst为动合按钮 也称起动按钮 KM 为接触器 其主触点控制电动机的起动和停止 直接起动过程 控制过程也可以用符号来表示 各种电器在没有外力作用或未通电的状态记作 电器在受到外力作用 或通电的状态记作 并将它们相互关系用线段 表示 线段的左面符号表示原因 线段的右符号表示 结果 自锁状态用在接触器符号右下角写 自 表示 和表示先按下 后松开 stSB stPSB 起动过程 起动 st SB 自 KM M 停止过程 停止 stP SB KM M 19 课题二课题二 三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路 1 反转控制电路如图所示 正 反转控制电路 QF 为空气断路器 隔离开关兼做短路保护 KMF为正转接触器 主触点闭合时 电动机正转 KMR为反转接触器 主触点闭合时 电动机反转 2 互锁 联锁 在正转和反转接触器线圈 KMF和线圈 KMR支路中 串入对方的动断触点 利用接触器 动断触点的互锁也称为电气互锁电气互锁 3 正 反转控制过程如下 正转过程 正转 stF SB 自F KM M 互锁 R KM 停止过程 停止 stP SB F KM M 反转过程 反转 stR SB 自R KM M 互锁 F KM 4 正 反转直接过渡 如图 复合按钮 机械互锁 19 机械互锁正 反转电路 正 反转控制过程如下 正转过程 互锁 stF SB R KM 正转 自F KM M 反转过程 正转停止 stR SB F KM M 反转 自R KM M 5 双重互锁 如图所示 双重互锁正 反转电路 双重互锁电动机正 反转控制过程如下 19 正转过程 机械互锁 stF SB R KM 正转 自F KM M 电气互锁 R KM 反转过程 正转停止 stR SB F KM M 反转 自R KM M 电气互锁 F KM 四 小结四 小结 1 直接起动控制电路 自锁 自保 是接触器辅助动合触点并联在起动按钮两端形成自锁支路 2 正 反转控制电路 互锁电路分为电气互锁 由接触器动断触点实现 机械互锁 复合按钮实现 和 双重互锁 既有电气互锁 又有机械互锁 三种 19 课题三课题三 位置控制与自动往返控制线路位置控制与自动往返控制线路 一 位置控制线路 利用生产机械运动部件上的挡铁与行程开关碰撞 使其触头动作来接通或断开电路 以实现对生