大机培训教材(电气部分2)

压铸机电气控制原理培训教材-强电压铸机强电控制电路

教学目的：掌握液压泵电机的直接起动和星—三角形降压起动和熔炉加热自动控制系统的工作原理及交流和直流电源供应。教学重点：1、掌握液压泵电机的直接起动的工作原理。2、掌握液压泵电机的星—三角形降压起动的工作原理。3、掌握液压泵电机的保护。4、掌握熔炉加热自动控制原理。教学难点：

1、星—三角形降压起动的工作原理。2、熔炉加热自动控制原理。一、液压泵电机主回路及控制电路1、液压泵电机类型：液压泵电机一般用三相鼠笼式异步电动机。2、液压泵电机的起动方式：2-1：直接起动（也称全压起动）。当电机绕组直接加上额定电压即全部电源电压而起动称为直接起动（或全压起动）。2-2：降压起动。降压起动有：定子串电阻降压起动、定子串电抗降压起动、星-三角形降压起动、自耦变压器降压起动。在压铸成型机中液压泵电机起动都是空载起动，负载轻，所以一般都采用星-三角形降压起动。

3、液压泵电机直接起动

3-1：液压泵电机直接起动的电气图。如图1-1所示。

图1-1液压泵电机直接起动

3-2：液压泵电机直接起动工作原理分析过程说明：

起动电机前先将总电源开关QF0和控制电源QF13合上。电路图

3-3：液压泵电机的停止

按下ST6-1急停开关或按下2B15-2电机停止按钮均能使KM1线圈断电，从而使液压泵电机停止运转。

4、液压泵电机星-三角形降压起动考虑到大功率的电机以及用户电网变压器的容量的原因，电机起动时的起动电流很大（起动电流约为额定电流的4至7倍），所以对功率较大的液压泵电机采取星-三角形降压起动。

4-1：采用降压起动的条件：

式中：Ist---电动机起动电流（A）；IN---电动机的额定电流（A）；PS---电源容量（kVA）；PN---电动机的额定功率（kW）。

4-2：采用星-三角形降压起动的特点

4-2-1：电动机起动电压=（UN---电动机额定电压）4-2-2：电动机起动电流=（IS---电动机直接起动电流）4-2-3：电动机起动转矩=（TS---电动机直接起动转矩）

4-2-4：星-三角形降压起动一般适用于低压电动机，起动电流、起动转矩小，设备简单，价廉。但电动机有6个接线头。

4-3、液压泵电机星-三角形降压起动电气原理图。如图1-2所示。图1-2液压泵电机星-三角形起动返回

4-4：液压泵电机星-三角形降压起动的工作原理分析过程说明：

起动电机前先将总电源开关QF0和控制电源QF13合上电路图

4-5：液压泵电机起动完成的作用液压泵电机起动完成后通过KM3辅助触点将信号输入至PLC输入端，PLC输出端才能控制相应动作的油阀线圈工作。4-6：液压泵电机星-三角形降压起动转换过程中主要参数的变化

当KM1、KM2线圈得电时，液压泵电机的定子线圈绕组接成星形。如图1-3所示。

使电机每一相定子线圈绕组承受的电压为电源额定电压的倍。待电机起动一定时间后再转换成三角形运行。如图1-4所示。使电机在电源额定电压下运行。这样在起动过程中就会减少电流对电网电压的冲击。W2e23eUV22eUIe1U2I

4-6-1：星形连接时电机的电压：

4-6-2：星形连接时电机的电流：

4-6-3：星形连接时电机的转矩：

4-6-4：三角形连接时电机的电压：4-6-5：三角形连接时电机的电流：4-6-6：三角形连接时电机的转矩：

从以上公式可以得出：当电机定子线圈绕组接成星形时，起动电压减少为三角形的倍；起动电流减少为三角形的1/3倍；起动转矩减少为三角形的1/3倍。4-6-7：液压泵电机的保护。液压泵电机的保护主要采用了熔断器（FU1---FU3）作为短路保护和热继电器（LR1）作为电机的过载保护。二、熔炉加热自动控制系统

1、熔炉温度控制框图。如图2-1所示。

1-1：由温度设定器设定金属熔融的温度。1-2：由D/A（数字量转换成模拟量）转换器将数字信号转换成模拟量电压信号（如：0—10V，4mA—20mA）加在比例-积分-微分调节器（PID）的给定电压输入端。1-3：由K型热电偶（检测温度范围在-200ºC---1300ºC）检测熔炉金属液的温度（熔炉实际温度）以电压的形式加在PID的反馈输入端上。

1-4：PID根据给定电压与实际反馈电压的差值，按照PID的规律调节并控制熔炉加热器给熔炉加热，从而实现温度的自动控制和调节。1-5：当熔炉的温度大于设定值时，加热器停止加热。加热器的起动和停止是由温控器内的继电器控制。1-6：温度控制的精度与D/A转换器的位数有关。8位D/A转换器的控制精度大约为0.5ºC左右；10位和12位D/A转换器的控制精度大约为0.1ºC左右。2、熔炉温度控制的电气原理图实例。如图2-2所示。如图2-2所示。图2-2熔炉温度控制电气原理图2-1：QF0是熔炉加热电源开关。即具有电源开关的作用，又具有短路保护的作用。2-2：B10是熔炉加热转换开关。具有“手动”、“关”和“自动”三档功能。KT0是24小时时间控制器，与B10的“自动”档配合使用。当B10旋至“手动”档时，熔炉开始进行加热；当B10旋至“关”档时，熔炉加热停止；当B10旋至“自动”档时，熔炉的加热控制就由24小时时间控制器进行控制。例如：设定24小时时间控制器的时间为7时，那么在早上7时，熔炉自动起动加热控制装置，这样可以提高工作效率。

2-3：TK是K型热电偶。用来检测熔炉金属液的温度是否达到温度的设定值。2-4：M0是熔炉加热装置。有喷油加热装置和电阻加热装置。2-5：U0是OMRON公司E5EN温度控制器。还具有温度报警输出功能。三、交直流电源部分

1、交流电源部分交流电源主要是按照国标（GB5226.1-2002）要求采用三相五线制动力电源，电压AC380V、频率是50Hz的交流电源。用“L1、L2、L3”表示三相相线；用“N”表示零线；用“PE”表示保护接地线。

2、控制电路电源部分

压铸成型机的控制电路电源主要采用单相AC220V和DC24V。2-1：单相AC220V控制电路电源。单相AC220V控制电路电源的获得有两种方法：方法一是由隔离变压器提供。将AC380V的电压降为AC220V的电压或AC220V通过隔离变压器仍输出AC220V电压，增加隔离变压器的作用是提高控制电路的抗干扰能力。

方法二是取任一条相线的相电压（相线与零线之间的电压）作为控制电路的电压。采用此方法在设计、装配和维护都比较简便，但抗干扰能力较差。

2-2：直流电源系统。直流电源一般采用开关电源提供，主要是将单相交流220V输入电压变为直流24V恒定电压，提供给PLC的各工作模块以及液压各油阀工作。2-3：接地保护。接地保护是整机安全保障的重要措施之一，压铸成型机对电压大于50的人体易接触到的金属部件均有接地保护装置，以保证整机任何部位的操作都绝对的安全。低压电网电压与频率对小于等于1000V的电网电压提供了两个数据，较低的电压主要是用于照明与小型电器（收音机），而较高的电压首先是用于大功率的电气设备（例如电动机）。如果在双电压数据中，较高的电压正好是较低电压值的二倍（例如100/200V），则这是指带二根相线和一根中线的单相三线制。如果在双电压数据中，较高的电压（相线电压=线电压）正好是较低电压值的1.73倍（星型连接的相线电压=相电压，例如230/400V），则这是指带三根相线与一根中线的三相交流四线制。只有1项数据时，例如500V，这是指带三根相线的三相交流三线制。以下标注①只