电力拖动控制线路与技能训练教案

1、第一单元低压电器一、低压电器的分类和常用术语。电力拖动；是指用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转的一种方法。电力拖动系统由控制设备、电动机、传动机构、工作机构组成。二、低压熔断器1、作用：短路保护2、符号：3、分类：RC1碌歹1、RL1A系列4、选用：不频繁启动I FU护（1.52.5 ） I MN （I MN为电机I N ）频繁启动 I fun= （ 33.5 ） I MN5、安装要求：低进高出（下进上出）三、低压开关1、用途：控制作用和保护作用2、结构：电磁脱扣器、热脱扣器、欠压脱扣器3、选用：断路器电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作峰值电流:I SKIst （K=17

2、）四、主令电器1、按钮分类：停止按钮、启动按钮、复合按钮符号；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。型号：LA10-3H2、行程开关结构：P37符号：原理：撞压：常闭先断开常开后闭合；分开：常开先断开常闭后闭合。五、接触器1、型号：CJT1-202、结构：3、符号:六、继电器1、作用：根据输入信号（电量或非电量）的变化，来接通或分断小电流电路（如控 制电路），实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。2、分类：按输入信号的性质分：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继 电器、压力继电器按工作原理分：电磁式继电器、电动式继电器、感应式继电器、晶体管式继电器、热

3、 继电器按输出方式分：有触点继电器、无触点继电器3、结构：任何一种继电器，都主要分为三个部分：感测机构：把感测到的电量或非电量传递给中间机构，并将它与预定值（整定值）相 比较中间机构：当比较值达到预定值（过量或欠量时），使执行机构动作执行机构：执行动作一、电磁式继电器1、中间继电器：具有多组触头，所以当其他电器的触头数或触点容量不够时，可借 助中间继电器作中间转换，来控制多个元件或回路。2、电流继电器电流继电器：反映输入量为电流的继电器。它的线圈串联在被测电路中，当通 过线圈的电流达到预定值时，其触头动作。一般电流继电器的线圈的匝数少，导线粗，阻抗小（可降低用入电流继电器线圈后，对原电路工作状

4、态的影响）。可分为过电流继电器和欠电流继电器。（1）过电流继电器（2）欠电流继电器3、电压继电器（1）过电压继电器：用于对电路或设备的过电压保护。（2）欠压继电器：当电压降至某一规定范围时释放的电压继电器。当继电器的电压 降至接近消失时才释放的电压继电器。二、时间继电器利用电磁原理或机械动作原理来实现触头延时闭合或分断的自动控制电器。分类：电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式（空气阻尼式和晶体管式应用比较多）三、热继电器利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作（指电器的延时动作时间随通过电路电流的增加而缩短）的自动保护电器。作用：与接触器配合使用，用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平

5、衡运行的保护、其他电气设备发热状态的控制。1、结构、工作原理结构的核心是发热元件，包括双金属片和绕在外面的电阻丝。工作原理：将热元件串联在主电路中，常闭触头串联在控制电路中，当过载发生，电 流会增加，电阻丝发热增多，温度升高，双金属片弯曲，常用闭触头断开。定子绕组接成三角形的电动机，必须采用三极带断相保护装置的热继电器，才能实现 断相保护。2、型号含义JR36-20额定电流20A36系列具有断相保护、温度殓、自动与手动复位功能。3、选用与安装所保护的电动机的额定电流来确定规格和热元件的电流等级。安装时热继电器应安装在其他电器的下方，以免受到其他电器发热的影响。导线的粗细会影响热元件传导到外部热

6、量的多少，所以应注意按规定选择。四、速度继电器反映转速和转向的继电器。输入为旋转速度的快慢。与接触器配合实现对电动机的反接制动控制。1、结构与原理继电器的轴与电机的轴同步旋转，带动转子旋转，产生旋转磁场，定子绕组中有感应 电动势（电流）产生，通电导体在磁场中受力产生转距，定子发生偏转。2、选用与安装速度继电器的转轴应与电动机同轴连接， 且使两轴的中心线重合。金属外壳应可靠接 地。五、压力继电器根据压力源压力的变化情况决定触头的断开或闭合。经常用于机械设备的液压或气压控制系统中。当管路压力超过整定值时，通过缓冲器和橡皮膜顶起顶杆，推动微动开关使其触头动六、固态继电器SSR又叫半导体继电器。具有相

7、当于电磁继电器的功能，但没有可动部件 是一种四端组件，即一组输入、一组输出。第二单元、电动机的基本控制线路一、三相异步电动机的正传控制线路当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助敞开出头使其线圈保持的店的作用，叫做自锁 与启动按钮并联，起自锁作用的辅助常开触头叫做自锁触头。1、电路图2、原理在接触器自锁正转控制线路中，增加一只热继电器 KH构成了具有过载保护的自锁正转控制 线路。若电动机在运行过程中，由于过载或其他原因使电流超过额定值，热继电器的用接在主电路中的热元件因受热发生弯曲，通过传动机构使用接在控制电路中的常闭触头分断，切断控制电路接触器KM线圈失电，主触头和自锁触头分断，电动机 M失电

8、停转。在三相异步电动机控制线路中，熔断器不能起到过载保护的作用（在低压电器控制电路中可 以），是因为三相异步电动机的启动电流远大于额定电流，若用熔断器做过载保护，则在电动机启 动时一定会熔断，所以只能选择额定电流较大的熔断器，用于短路保护。热继电器的动作时间太长，不能用于短路保护，只能用于过载保护。二、接触器联锁正反转控制线路当一个接触器得电动作时，通过其辅助常闭触头使另一个接触器不能得电动作，接触器之间 这种相互制约的作用叫做接触器联锁 （或互锁）。实现作用的辅助常闭触头称为联锁触头（或互锁 触头），联锁用符号”表示。1、电路图2、工作原理:先合上开关QS按下SB1, KM1线圈得电，KM1

9、自锁触头闭合自锁，KM1±触头闭合，同时KM1 联锁触头分断对KM2K锁，电动机M启动连续正转，工作台向左运动，移至限定位置时，挡铁1碰撞位置开关SQ1 SQ1-1常闭触头先分断，KM饯圈失电KM1自锁触头分断解除自锁，KM1主触 头分断，KM1R锁触头恢复闭合解除联锁，电动机 M失电停转，工作台停止左移，同时 SQ1-2后 闭合，使KM2自锁触头闭合自锁，KM2i触头闭合，同时KM2K锁触头分断对KM1联锁，电动机M 启动连续反转，工作台右移（SQ1触头复位），移至限定位置时，挡铁2碰撞位置开关SQ2 SQ2-1 先分断，KM凌圈失电，KM2自锁触头分断解除自锁，KM2fc触头分断

10、，KM2联锁触头恢复闭合解 除联锁，电动机M失电停转，工作台停止左移，同时 SQ2-2后闭合，使KM1自锁触头闭合自锁， KM1主触头闭合，同时KM1联锁触头分断对KM2联锁。电动机M启动连续正转，工作台向左运动， 以次循环动作使机床工作台实现自动往返动作。三、位置控制与自动往返控制线路1、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 对生产机械运动部件的搁置或行程的自动控制的方法称为位置控制，又称行程控制或限位控制。 实现这种控制要求所依靠的主要电器是行程开关。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

11、生产机械运动部件的位置或行程的自动控制的方法称为位置控制，又称行程控制或限位控制。 实现这种控制要求所依靠的主要电器是行程开关2、自动往返控制线路四、顺序控制与多地控制线路一、顺序控制线路要求几台电动机的启动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，叫做电动机的顺序控01、主电路实现顺序控制线路的特点是电动机 M2的主电品&接在KM主触头的下面。2、控制电路实现顺序控制、多地控制能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫做电动机的多地控制。对三地或多地控制，只要把各地的启动按钮并接、停止按钮申接就可以实现。五、三相异步电动机的降压启动控制线路直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方法，

12、但电动机起动电流1st为额定电流IN的47倍过大的起动电流一方面会造成电网电压显著下降，直接影响在同一电网工作的其他电动机及用电设备正常运行；另一方面电动机频繁起动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。1、鼠笼异步电动机定子绕组用接电阻降压启动控制线路 电动机启动电阻的短接时间由时间继电器自动控制。FR匚匚用电阻降压启动控制线路2.定子用自耦变压器（TM降压启动控制（1）自耦变压器降压启动的方法自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运动。这种降压启动分为手动控制和自动控制两种。接线

13、：自耦变压器的高压边投入电网，低压边接至电动机，有几个不同电压比的分接头供选择。特点：设自耦变压器的变比为 K,原边电压为U1,副边电压U2=U1/K副边电流I2 （即通过电动机定子绕组的线电流）也按正比减小。又因为变压器原副边的电流关系I1=I2/K ,可见原边的电流（即电源供给电动机的启动电流）比直接流过电动机定子绕组的要小，即此时电源供给电动机的启动电流为直 接启动时1/K2倍。由于电压降低为1/K倍，所以电动机的转矩也降为1/K2倍。自耦变压器副边有23组抽头，如二次电压分别为原边电压的 80% 60% 40%自耦变压器降压启动优点：可以按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器

14、的不同抽头实现降压启动，而且不论电动机的定子绕组采用 Y或A接法都可以使用。缺点：设备体积大，投资较贵。（2）自耦变压器降压启动控制线路自耦变压器降压启动控制线路如下图所示定子用自耦变压器降压启动控制线路(1)星形一三角形(Y-4)降压启动的方法星形一三角形降压启动是指电动机启动时， 把定子绕组接成星形(Y),以降低启动电压，限制启动电流； 待电动机启动后，再把定子绕组改接成三角形 (八使电动机全压运行。只有正常运行时定子绕组作 三角形()联接的异步电动机才可采用这种降压启动方法。1电动机启动时，接成星形，加在每相定子绕组上的启动电压只有三角形接法直接启动时的，回，启动电流为直接采用三角形接法

15、时的1/3,启动转矩也只有三角形接法直接启动时的 1/3。所以这种降压启动 方法，只适用于轻载或空载下启动。星形 一三角形降压启动的最大优点是设备简单， 价格低，因而获得 较广泛的应用。缺点是只用于正常运行时为 A接法的电动机，降压比固定，有时不能满足启动要求。(2)星形一三角形(Y- )降压启动控制线路控制线路及电路组成：三相异步电动机的Y物压启动控制线路如下图所示，它主要有以下元器件组成：ICF三相异步电动机的Y物压启动控制线路KMt 烟 XT mK12：接法 I1-V2 V1+U2 UM2KM3星报接法起动按钮SB2手动按钮开关，可控制电动机的起动运行停止按钮SB1:手动按钮开关，可控制

16、电动机的停止运行 主交流接触器KM1电动机主运行回路用接触器，起动时通过电动机起动电流。Y形连接的交流接触器KM3用于电动机起动时作Y形连接的交流接触器，起动结束后停止工作。A形连接的交流接触器KM2用于电动机起动结束后恢复 A形连接作正常运行的接触器。时间继电器KT:控制YA变换起动的起动过程时间（电动机起动时间），即电动机从起动开始到额 定转速及运行正常后所需的时间。六、三相异步电动机的制动控制线路1.机械制动(1)电磁抱闸断电制动控制电路(2)电磁抱闸通电制动控制电路L1L2132FU2一 QSLIL2L3FUl11 IIFR口口衔铁闸轮u vKM1 也图4FU1KM22.电力制动电动机

17、在切断电源的同时给电动机一个和 实际转向相反的电磁力矩(制动力矩)使电动迅 速停止的方法。最常用的方法有：反接制动和 能耗制动。(1)反接制动。在电动机切断正常运转电源的同 时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反 转趋势而产生较大的制动力矩的方法。反接制 动的实质：使电动机欲反转而制动，因此当电 动机的转速接近零时，应立即切断反接转制动 电源，否则电动机会反转。实际控制中采用速 度继电器来自动切除制动电源。(2)能耗制动。电动机切断交流电源的同时给 定子绕组的任意二相加一直流电源，以产生静 止磁场，依靠转子的惯性转动切割该静止磁场 产生制动力矩的方法。八、绕线转子异步电动机的控制线路LII2

18、I3IBBlFU2>7SE1F7FR(阪RKE 000TU2a)绕线式异1.方法FifeKN十AF?KM.呻中*0由7I I步电动机与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻 启动，或者是采用频敏变阻器启动。一、绕线式异步电动机转子串电阻启动启动时，在绕线式异步电动机的转子回路 中串入合适的三相对称电阻，如果正确选 取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻 值R2=X2Q由前面分析可知，此时 Sm=1 即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而 缩短起动时间，达到减小启动电流增大启 动转矩的目的。随着电动机转速的升高， 可变电阻逐级减小。启动完毕

19、后，可变电 阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动 机便在额定状态下运行。十、并励直流电动机的基本控制线路直流电动机的优点：启动转矩大，调速范广，调速成精度高，能够实现无级平滑调速，可以频繁启动。直流电动机适用场合：要求启动转矩大、能实现无级平滑调速的生产机械。（如：高精度金属切削机床、扎钢机、造纸机、龙门刨床、电力机车等）直流电动机的分类：依据：主磁极绕组与电枢绕组接线方式。旧电路If与la关系特性受负载 影响应用他 励 式无关硬不受负 载影响适于负载变化不大，转速要求稳定 的场合。并 励 式1 rIf 弋 5%Ia硬几乎不 受影响）r总曲道船机串 励 式4.If=Ia软影响较 大空载轻载易飞

20、车TST大，过载能力强，适于起重机、 电动机车1力 rC侬四股重葡机复 励 式1Ia= If1 +If2较软受负载 影响适于轻载空载，负载变化大的场合rc耶仙Rtm图2 机械特性对比、启动控制线路Ia= UREaRa启动方法：电枢回路串电阻启动（并励、他励） 降低电源电启动（并励）1 .手动启动控制线路设备：BQ3直流电动机启动变阻器。P220:图 2-852 .电枢回路串电阻二级启动控制线路P221,图 2-86一、正反转控制线路P224:图 2-87二、制动控制线路P225,图 2-88十二电动机的控制、保护与选择一、电动机的控制原则1 .行程控制原则2 .时间控制原则3 .速度控制原则4

21、 .电流控制原则二、电动机的保护1 .短路保护2 .过载保护3 .欠压保护4 .失压/零压保护5 .过流保护三、电动机的选择原则：1 .电动机能够完全满足生产机械特性方面的要求；2 .电动机在工作过程中，其功率被充分利用，即温升达到国家标准规定的数值；3 .电动机的结构形式应适合周围环境条件。内容：1 .电动机额定功率的选择功率选得过小，电动机容易过载运行；过大，电动机得不到充分利用，造成电力浪费，并且设备投资大，运 行费用高，很不经济。电动机的工作方式有连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种。(1) 连续工作制电动机额定功率的选择1)恒定负载下电动机额定功率的选择Pn > Pl2

22、)变化负载下电动机额定功率的选择n'、. PLitip _ PL1t1 PL2t2 -. PLntn i 1PLjtF t2-<?-tn= nJii 1(2) 短期工作制电动机额定功率的选择标准工作时间：15min、30 min、60 min、90 min。R > Pl(3) 周期性断续工作制电动机额定功率的选择标准负载持续率 FC: 15% 25% 40% 60%周期不大于10min。FCW 10%寸，应按短期工作制选择；FO 10%寸，应按长期工作制选择。2 .电动机额定电压的选择3 .电动机额定转速的选择4 .电动机种类的选择5 .电动机形式的选择十三电气控制线路设计

23、基础一、设计电气控制线路的基本原则1 .应最大限度地满足机械设备对电气控制线路的控制要求和保护要求；（工艺）2 .在满足生产工艺要求的前提下，应力求使控制线路的简单、经济、合理；（简单经济）3 .保证控制的可靠性和安全性；（可靠安全）4 .操作和维修方便。（方便性）二、设计电气控制线路举例1 .选择基本控制线路2 .修改完善线路3 .校核完成线路三、设计电气控制线路应注意的问题1 .尽量缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器；2 .尽量缩短连接导线的数量和长度；3 .正确连接电器的线圈；4 .正确连接电器的触头5 .在满足控制要求的情况下，应尽量减少电器通电的数量；6 .应尽量避

24、免采用许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路；7 .在控制线路中应避免出现寄生回路；8 .保证控制线路工作可靠和安全；9 .线路应具有必要的保护环节。第三单元 常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修课题一、工业机械电气设备维修的一般要求和方法一、工业机械电气设备维修的一般要求1 .采取的维修步骤和方法必须正确，切实可行；2 .不可损坏完好的电器元件；3 .不可随意更换电器元件及连接导线的型号规格；4 .不可擅自改动线路；5 .损坏的电气装置应尽量修复使用，但不能降低其固有性能；6 .电气设备的各种保护性能必须满足使用要求；7 .绝缘电阻合格，通电试车能满足电路的各种功能，控制环节

25、的动作程序符合要求；8 .修理后的电器装置必须满足其质量标准要求。电器装置的检修质量标准是：1) 外观整洁，无破损和炭化现象；2)所有的触头均应完整、光洁、接触良好；3)压力弹簧和反作用力弹簧应具有足够的弹力；4) 操纵、复位机构都有必须灵活可靠；5)各种衔铁运动灵活，无卡阻现象；6)灭弧罩完整、清洁，安装牢固；7)整定数值大小应符合电路使用要求；8)指示装置能正常发出信号。二、工业机械电气设备维修的一般方法1 .电气设备的日常维护保养电气设备的日常维护保养包括 电动机和控制设备的日常维护保养。1) 控制设备的日常维护保养(内容：P258, 1-9)2)电气设备的维护保养周期维护保养周期应根据

26、电气设备的构造、使用情况及环境条件等来确定。一级保养：一季度左右；二级保养：一年左右。2 .电气故障检修的一般步骤和方法1)电气故障检修的一般步骤(1) 检修前的故障调查(2) 确定故障范围(3) 查找故障点(4) 排除故障(5) 通电试车2)查找故障点的常用方法检修过程的重点是判断 故障范围和确定故障点。其方法有电压测量法、电阻测量法和短接法。 前两种第二单元已介绍，下面介绍短接法。(1) 局部短接法(2) 长短接法课题二、CA6140车床电气控制线路一、CA6140车床的主要结构及型号意义1 .功能：车床能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或镀刀进行钻孔和钱孔 等加

27、工。2 .结构：CA6140型卧式车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、卡盘、尾架、丝杠和光杠等部 分组成。3.型号C A 61 40类别代号结构特性代号（结构不同）别代号（落地及卧式车床组）系别代号（卧式车床系）主参数（最大车削直径400吨）C表示车床，A表示第一次重大改进，6表示落地及普通车床，1表示普通车床，40是机床主参数，回转直 径为400毫米。附：车床第一位数字的含义，0表示仪表车床，1表示单轴自动车床，2表示多轴自动半自动车床，3表示六角车床，4表示曲轴及凸轮轴车床，5表示立式车床，6表示落地及普通车床，7表示多刀及仿形车床，8表 示轮、轴、锭、辐及铲齿车床，9表示其他车床。落地及普通车床中第二位数字的含义：0为落地车床，1为普通车床，2为马鞍车床，3为无丝杠车床，4为卡盘车床，5为球面车床。二、CA6140车床的主要运动形式及控制要求1 .主运动运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动。控制要求：三相笼型异步电动机，机械有级调速，要求主轴正反转，一般由机械方法实现，主男同志电动机只作单向运转