《机电设备装调工艺与技术（电气分册）》-单元一

单元一机床电气技术基础课题一交流电动机点动控制课题二交流电动机自锁控制课题三交流电动机正反转控制课题四交流电动机星形－三角形降压启动控制返回课题一交流电动机点动控制一、任务描述(１)掌握机床电气的基本电气元器件。(２)掌握三相异步电动机的点动控制,分析并掌握其控制过程。(３)掌握电动机点动控制电路的配盘及工艺要求。二、任务分析(１)掌握机床电气元器件的基础知识并学习三相异步电动机的点动控制。(２)分析并掌握控制电路,并为学习其他控制电路打好基础。(３)在掌握了原理的前提下,学习配盘及工艺。下一页返回课题一交流电动机点动控制三、知识链接(一)机床电气常用元器件１.刀开关刀开关又称闸刀开关,是一种结构简单且应用广泛的低压电器。代表产品有ＨＫ系列瓷底胶盖刀开关和ＨＨ系列铁壳开关,其常见外形分别如图１－１－１所示。(１)ＨＫ系列瓷底胶盖刀开关。ＨＫ系列瓷底胶盖刀开关又称为开启式负荷开关。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制它不设专门的灭弧装置,仅利用胶盖的遮护,以防电弧灼伤人手,因此不宜带负载操作,只适用于接通或断开有电压而无负载电流的电路。其结构简单,操作方便,价格便宜,在一般的照明电路和功率小于５.５ｋＷ的电动机控制电路中可采用。操作时动作应迅速,以使电弧较快熄灭。这既能避免灼伤人手,也能减少电弧对动触刀和静触座的灼损。安装ＨＫ系列刀开关时,手柄要向上,不得倒装或平装,否则在断开状态时,因手柄有可能松动落下而引起误合闸,并造成人身安全事故。接线时进线和出线不能接反,即电源线应接在上端,负载接在熔丝下端,否则,在更换熔丝时会发生触电事故。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)ＨＨ系列铁壳开关。铁壳开关又称为封闭式负荷开关。因其外壳为铁制壳,故被俗称为铁壳开关。铁壳开关的灭弧性能、操作及通断负载的能力、安全防护性能都优于ＨＫ系列的瓷底胶盖刀开关,但其价格比瓷底胶盖刀开关贵。ＨＨ系列铁壳开关的操作机构具有以下两个特点:①一是采用了弹簧储能分合闸方式。因其分合闸的速度与手柄的操作速度无关,从而提高了开关通断负载的能力。②二是设有连锁装置。它保证开关在合闸状态下,开关盖不能被开启;开关盖开启时,又不能为合闸状态。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制它充分发挥外壳的防护作用,并保证了更换熔丝等操作的安全。它们的图形、文字符号和型号意义如图１－１－２所示。２.控制按钮控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点、外壳及支柱连杆等组成。按静态时的触点分合状态,可分为动断按钮、动合按钮和复合按钮,它们的结构和符号如图１－１－３(ａ)所示,常用系列如图１－１－３(ｂ)所示。在机床中,常用的控制按钮有ＬＡ１８系列、ＬＡ１９系列、ＬＡ２０系列。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制ＬＡ１８系列采用积木式结构,触点数量可以按照需要拼接;ＬＡ１９系列与ＬＡ１８系列的结构大体相同,但在ＬＡ１９系列中,有将按钮与信号灯两种元件组合成一体的产品;ＬＡ２０系列的结构与前两种产品类似,也是组合式的,且它除带有信号灯外,还有两个或三个元件组合为一体的开启式或保护式产品。按钮帽的操动部分除常见的直上、直下的操纵形式外,还有旋钮式、钥匙式、紧急式、保护式和防爆式等。按钮帽也通过不同的颜色和符号标志来区分功能及作用———红色代表停止,绿色或黑色代表启动———便于操作人员识别,避免误操作。控制按钮的型号意义如图１－１－４所示。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在图１－１－４中,结构代号的含义如下。Ｋ———开启式;Ｈ———保护式;Ｓ———防水式;Ｆ———防腐式;Ｊ———紧急式;Ｄ———带指示灯式;Ｘ———旋钮式;Ｙ———钥匙式。３.组合开关组合开关是由分别装在数层绝缘体内的动静触头组合而成,所以被称为组合开关。ＨＺ１０—１０/３型组合开关的外形和内部结构如图１－１－５所示。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制ＨＺ３系列组合开关适用于工频交流电压至５００Ｖ的电路中,并可作为电源引入开关或作为控制小型三相异步电动机的直接启动、停止、换向和变速的开关。ＨＺ１０系列组合开关适用于工频交流电压为３８０Ｖ及以下或直流２２０Ｖ及以下的电路中,并可作为电源引入开关,或作为控制５.５ｋＷ及以下小容量电动机的直接启动、换向的开关,也可作为机床照明电路的控制开关。本系列开关为不频繁操作的手动开关。组合开关应根据电源种类、电压等级、极数及负载的容量选用。用于直接控制电动机的开关的额定电流应不小于电动机额定电流的１.５~２.５倍。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制组合开关的额定电压及电流如表１－１－１所示。ＨＺ３组合开关的外壳必须可靠地接地;ＨＺ１０组合开关应安装在控制箱内(或壳体内),且操作手柄伸出在控制箱的前面或侧面,并应使手柄在水平旋转位置时为断开状态。若需在箱内操作,开关最好装在箱内右上方,并且其上方最好不要安装其他电器,否则,应采用绝缘或隔离措施。４.熔断器熔断器在电力拖动系统中是用来做短路保护的器件。使用时,熔断器应串联在所保护的电路中。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制当电路发生短路故障时,熔断器的电流达到或超过某一规定值,以其自身产生的热量使熔体熔断,以自动切断电路,并起到保护作用。常用的螺旋式熔断器是ＲＬ１系列,其外形与结构如图１－１－６所示。螺旋式熔断器的熔断管是一个装有熔丝的瓷管。在熔丝周围填充着石英砂,作为熄灭电弧用。熔丝焊在熔断器两端的金属盖上。在金属盖的中间凹处有螺旋式的一个标有颜色的熔断指示器。当熔丝熔断时,指示器便被反作用弹簧弹出,并自动脱落,以显示熔丝已熔断。透过瓷帽上的圆形玻璃窗口,可以清楚地看见其状态。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制此时,只需更换同规格的熔断管即可。使用时,将熔断管的有色点指示器的一端插入瓷帽中,再将瓷帽连同熔断管一起旋入瓷座内,以使熔丝通过瓷管上端的金属盖与上接线座连通,且瓷管下端的金属盖与下接线座连通。在装接使用时,电源线应接在下接线座,而负载线应接在上接线座。这样,在更换熔断管时(旋出瓷帽),金属螺纹壳的上接线座便不会带电,从而保证了维修者的安全。螺旋式熔断器具有分断能力较强、结构紧凑、体积小、安装面积小、更换熔体方便、熔丝熔断后有明显指示等优点,因此广泛应用于机床控制线路、配电屏及振动较大的场所作为短路保护器件。熔断器的型号意义以及在电气原理图中的符号如图１－１－７所示。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制５.接触器接触器是机床电路及自动控制电路中的一种自动切换电器,可用于远距离频繁地接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路。它的主要控制对象是电动机,也可用于控制其他电力负载,如电热设备、电焊机、电容器组等。接触器不仅能遥控通断电路,还具有欠电压保护、零电压释放功能。它具有操作频率高、使用寿命长、工作可靠、结构简单经济的特点,因此,在电气控制中应用十分广泛。交流接触器的外形如图１－１－８所示。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制当电磁线圈通电后,线圈流过的电流产生磁场,并使静铁芯产生足够的吸力并克服反作用弹簧和动触点压力弹簧片的反作用力,因此将动铁芯吸合。同时,带动传动杠杆使动触点和静触点的状态发生改变。其中三对动合主触点闭合;主触点两侧的两对动断辅助触点断开;两对动合辅助触点闭合。当电磁线圈断电后,由于铁芯的电磁吸力消失,动铁芯在反作用弹簧的作用下释放,则各触点也随之恢复原始状态。交流接触器的线圈电压在８５％~１０５％的额定电压时,都能保证可靠工作。如果电压过高,那么磁路趋于饱和,且线圈电流将显著增大;如果电压过低,那么电磁吸力不足,动铁芯吸合不上,并使线圈电流往往达到额定电流的十几倍。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制因此,线圈电压过高或过低都会造成线圈过热而烧毁———使用的时候应注意。交流接触器的型号及图形文字符号分别如图１－１－９及图１－１－１０所示。(二)交流电动机的点动控制所谓点动,即按下按钮时电动机启动工作,且松开按钮时电动机停止工作。点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等场合。最基本的电动机点动控制电路如(１)主电路。主电路由电源开关ＱＳ、熔断器ＦＵ１、接触器ＫＭ的主触点及电动机Ｍ组成。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)控制电路。控制电路由熔断器ＦＵ２、点动按钮ＳＢ、接触器ＫＭ的线圈组成。(３)工作原理。①合上电源开关ＱＳ,并按下点动按钮ＳＢ,则接触器ＫＭ的线圈得电,且其动合主触点闭合,电动机Ｍ通电,启动旋转。②松开点动按钮ＳＢ,则点动按钮ＳＢ即在反力弹簧的作用下复位断开。接触器ＫＭ的线圈失电,且点动控制电路的动合主触点断开,电动机Ｍ断电,停止转动。(三)电动机控制线路的安装步骤和方法上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制安装电动机控制线路时,必须按照有关技术文件执行,并应适应安装环境的需要。电动机的控制线路包含电动机的启动、制动、反转和调试等。大部分的控制线路是采用各种有触点的电器,例如接触器、继电器、按钮等。一个控制线路可以比较简单,也可以相当复杂。任何复杂的控制线路总是由一些比较简单的环节有机地组合起来的,因此,对于不同复杂程度的控制线路,在安装时所需要的技术文件的内容也不相同。对于简单电气设备,一般可把有关资料归在一个技术文件里(如原理图),但该文件应能表示电气设备的全部器件,并能实现电气设备和电网的连接。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制电动机控制线路的安装步骤和方法如下。１.按元件明细表配齐电器元件,并进行检验所有电气控制器件,至少应具有制造厂的名称(或商标)、型号(或索引号)、工作电压性质和数值等标志。若工作电压标示在操作线圈上,则应使装在器件线圈上的标志是显而易见的。２.安装控制箱(柜或板)控制板的尺寸应根据电器的安排情况决定。(１)电器的安排应尽可能地组装在一起,以使其成为一台或几台的控制装置。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制安放发热元件时,必须使箱内所有元件的温升保持在它们容许的极限内。对发热很大的元件,如电动机启动制动、电阻等,必须隔开安装,且必要时可采用风冷。(２)电器的安排应考虑可接近性。所有电器必须安装在便于更换、检测方便的地方。为了便于维修或调整,箱内电器元件的部位,必须位于离地０.４~２ｍ的高度。所有接线端子必须位于离地至少０.２ｍ处,以便于装拆导线。(３)电器的安排应考虑间隔和爬电距离。安排器件必须符合规定的间隔和爬电距离,并应考虑有关的维修条件。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制控制箱中的裸露、无电弧的带电零件与控制箱导体壁板间的间隙为:对于２５０Ｖ以下的电压,间隙应不小于１５ｍｍ;对于２５０~５００Ｖ的电压,间隙应不小于２５ｍｍ。(４)控制箱内电器的安排除必须符合上述有关要求外,还应做到如下各点。①除了手动控制开关、信号灯和测量器件外,门上不要安装任何器件。②由电源电压直接供电的电器最好装在一起,并使其与只由控制电压供电的电器分开。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制③电源开关最好装在箱内右上方,且其操作手柄应装在控制箱的前面或侧面。电源开关的上方最好不安装其他电器,否则,应把电源开关用绝缘材料盖住,以防电击。④箱内电器(如接触器、继电器等)应按原理图上的编号顺序,且牢固安装在控制箱(板)上,并在醒目处贴上各元器件相应的文字符号。⑤控制箱内电器安装板的大小必须能保证自由通过控制箱或壁龛的门,以便于装卸。３.布线(１)选用导线。导线的选用要求如下。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制①导线的类型。硬线只能固定地安装于不动部件之间,且导线的截面积应小于０.５ｍｍ２。若在可能出现振动的场合或导线的截面积大于或等于０.５ｍｍ２,则必须采用软线。电源开关的负载侧可采用裸导线,但必须是直径大于３ｍｍ的圆导线或者是厚度大于２ｍｍ的扁导线,并应有预防直接接触的保护措施(如绝缘、间距、屏护等)。②导线的绝缘。导线必须绝缘良好,并应具有抗化学腐蚀能力。在特殊条件下工作的导线,必须同时满足使用条件的要求。③导线的截面积。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制导线必须能承受在正常条件下流过的最大稳定电流的同时,还应考虑到线路允许的电压降、导线的机械强度和与熔断器相配合的问题。(２)敷线方法。所有导线从一个端子到另一个端子的走线必须是连接的,即中间不得有接头。有接头的地方应加装接线盒。接线盒的位置应便于安装、检修,而且必须加盖,且盒内导线必须留有足够的长度,以便于拆线和接线。敷线时,对明露导线必须做到符合平直、整齐、走线合理等要求。(３)接线方法。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制所有导线的连接必须牢固,不得松动。在任何情况下,连接器件必须与连接导线的截面积和材料性质相适应。在导线与端子的接线中,一般一个端子只连接一根导线。当有些端子不适合连接软导线时,可在导线的端子头上采用针形、叉形等冷压接线头。如果采用专门设计的端子,那么可以连接两根或多根导线,但导线的连接方式,必须是工艺上成熟的各种方式,如:夹紧、压紧、焊接、绕接等。这些连接工艺应严格按照工序要求进行。导线的接头除必须采用焊接方法外,所有的导线应当采用冷压接线头。如果电气设备在正常运行期间承受很大的振动,则不许采用焊接的接头。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(４)导线的标志。①导线的颜色标志。保护导线(ＰＥ)必须采用黄绿双色;动力电路的中线(Ｎ)和中间线(Ｍ)必须是浅蓝色;交流或直流的动力电路应采用黑色;交流控制的电路采用红色;直流控制的电路采用蓝色;用作控制电路联锁的导线如果与外边控制电路连接,而且当电源开关断开时仍带电,那么应采用橘黄色或黄色;与保护导线连接的电路采用白色。②导线的线号标志。导线的线号标志应与原理图和接线图相符合。在每一根连接导线的线头上必须套上标有线号的套管,且位置应接近端子处。线号的编制方法如下。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制ａ.主电路。三相电源按相序自上而下编号为Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３;电源经过开关后,在出线端上,按相序依次编号为Ｕ１１、Ｖ１１、Ｗ１１。主电路中各支路的编号应从上至下、从左至右,并且每经过一个电器元件的线桩后,编号要递增,例如Ｕ１１、Ｖ１１、Ｗ１１,Ｕ１２、Ｖ１２、Ｗ１２,

……。单台三相交流电动机(或设备)的三根引出线按相序依次编号为Ｕ、Ｖ、Ｗ(或用Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１表示);多台电动机引出线的编号为了不致引起误解和混淆,可在字母前冠以数字来区别,如１Ｕ、１Ｖ、１Ｗ、２Ｕ、２Ｖ、２Ｗ、……。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在不产生矛盾的情况下,字母后应尽可能避免采用双数字,例如单台电动机的引出线采用Ｕ、Ｖ、Ｗ的线号标志时,在三相电源开关后的出线端的编号可为Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１。当电路编号与电动机线端标志相同时,应三相同时跳过一个编号来避免重复。ｂ.控制电路与照明、指示电路。应从上至下、从左至右,并逐行用数字依次编号。每经过一个电器元件的接线端子,编号要依次递增。编号的起始数字,除控制电路必须从阿拉伯数字１开始外,其他辅助电路依次递增１００做起始数字,例如照明电路的编号从１０１开始,信号电路的编号从２０１开始等。(５)控制箱(板)内部配线的方法。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制一般采用能从正面修改配线的方法,例如板前线槽配线或板前明线配线,而较少采用板后配线的方法。当采用线槽配线时,线槽装线不要超过容积的７０％,以便安装和维修。对于线槽外部的配线,装在可拆卸门上的电器接线必须采用互连端子板或连接器。互连端子板或连接器必须牢固地固定在框架、控制箱或门上。如果从外部控制、信号电路进入控制箱内的导线超过１０根,那么必须接到端子板或连接器件上过渡,但动力电路或测量电路的导线可以直接接到电器的端子上。(６)控制箱(板)外部配线方法。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制除有适当保护的电缆外,全部配线必须一律装在导线通道内,以使导线有适当的机械保护,并防止液体、铁屑和灰尘的侵入。①对导线通道的要求。ａ.导线通道应留有余量,以允许以后增加导线。导线通道必须固定可靠,且内部不得有锐边并远离设备的运动部件。ｂ.若导线通道采用钢管,则壁厚应不小于１ｍｍ;若用其他材料,则壁厚必须有等效于壁厚为１ｍｍ钢管的强度;若用金属软管时,则必须有适当的保护;当利用设备底座做导线通道时,导线通道无须再加预防措施,但必须能防止液体、铁屑和灰尘的侵入。②通道内导线的要求。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制ａ.移动部件或可调整部件上的导线必须用软线。运动的导线必须支承牢固,并使得在接线点上既不产生机械拉力,又不出现急剧的弯曲。ｂ.不同电路的导线可以穿在同一线管内,或处于同一电缆之中。如果它们的工作电压不同,则所用导线的绝缘等级必须满足其中最高一级电压的要求。ｃ.为了便于修改和维修,凡安装在同一个机械防护通道内的导线束,需要提供备用导线的根数为:当同一管中在相同截面积内的导线根数在３~１０根时,应有１根备用导线;以后每递增１~１０根,增加１根备用导线。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制４.连接保护电路电气设备的所有裸露导体零件(电动机、机座等)必须接到保护接地的专用端子上。(１)连续性。①保护电路的连续性必须用保护导线与机床结构上的导体可靠地结合来保证。②为了确保保护电路的连续性,保护导线的连接件不能用作任何别的机械紧固用途,更不能由于任何原因将保护电路拆断,也不能利用金属软管保护导线。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)可靠性。①在保护电路中,严禁使用开关和熔断器。②除采用特低的安全电压电路外,在接上电源电路前,必须先接通保护电路;在断开电源电路后,才断开保护电路。(３)明显性。在保护电路的连接处应采用焊接或压接等可靠方法进行连接,且连接要便于检查。５.通电前检查在控制线路安装好后,在接电前,应进行如下项目的检查。(１)各个元部件的代号、标记是否与原理图上的一致并齐全。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)各种安全保护措施是否可靠。(３)控制电路是否满足原理图所要求的各种功能。(４)各个电气元件安装是否正确和牢靠。(５)各个接线端子是否连接牢固。(６)布线是否符合要求、整齐。(７)各个按钮、信号灯罩、光标按钮和各种电路绝缘导线的颜色是否符合要求。(８)电动机的安装是否符合要求。(９)保护电路的导线连接是否正确、牢固可靠。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制外部保护导线端子与电气设备任何裸露导体零件或外壳之间,所测试的电阻应不大于０.１Ω。(１０)检查电气线路的绝缘电阻是否符合要求。其方法是:用５００Ｖ兆欧表测量短接主电路、控制电路和信号电路、保护电路导线之间的绝缘电阻不得小于１ＭΩ。当控制电路或信号电路不与主电路连接时,应分别测量主电路与保护电路、主电路与控制和信号电路、控制和信号电路与保护电路之间的绝缘电阻。６.空载例行试验(１)通电前,应检查所接电源是否符合要求。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)通电后,应先点动,然后验证电气设备的各个部分的工作是否正确,且操作顺序是否正常。特别要注意验证急停器件的动作是否正确。验证时,如有异常情况,则必须立即切断电源,并查明原因。７.负载型式试验在正常负载下连续运行,以验证电气设备所有部分运行的正确性。特别要验证电源中断和恢复时,电路是否会危及人身安全、损坏设备。同时,要验证全部器件的温升不得超过规定的允许温升,并在有载情况下,验证急停器件是否仍然安全、有效。(四)电动机控制线路的故障检修步骤和方法上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制电动机控制线路的故障一般可分自然故障和人为故障两类。自然故障是电气设备在运行时,由过载、振动、金属屑或油污侵入等原因引起,所造成的电气绝缘下降、触点熔焊和接触不良、电路接点接触不良、散热条件恶化,甚至发生接地或短路。人为故障常由在维修电气故障时,没有找到真正原因,基本概念不清,或者修理操作不当,不合理地更换元件或改动线路,或者在安装控制线路时布线错误等原因引起。当电气的控制线路发生故障后,轻者电气设备不能工作,影响生产,重者会造成事故。维修电工不仅应加强日常的维护检修,消除隐患,防止故障发生,还要在故障发生后,必须及时查明原因,排除故障。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制１.电气控制线路故障的检修步骤(１)找出故障现象。(２)根据故障现象,依据原理图,找到故障发生的部位或故障发生的回路,并尽可能地缩小故障范围。(３)根据故障部位或回路找出故障点。(４)根据故障点的不同情况,采用正确的检修方法排除故障。(５)通电空载校验或局部空载校验。(６)正常运行。在以上检修步骤中,找出故障点是检修工作的难点和重点。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在寻找故障点时,首先应该分清发生故障的原因是属于电气故障还是机械故障,同时,还要分清故障原因是属于电气线路故障还是电器元件的机械结构故障等。２.电气控制线路故障的检查和分析方法常用的电气控制线路故障的检查和分析方法有:调查研究法、试验法、逻辑分析法和测量法等几种。在一般情况下,调查研究法能帮助我们找出故障现象;试验法不仅能找出故障现象,而且还能找到故障部位或故障回路;逻辑分析法是缩小故障范围的有效方法;测量法是找出故障点的基本、可靠和有效的方法。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在检查和分析故障时,并不是仅采用一种方法就能找出故障点的,而是往往需要用几种方法同时进行,才能迅速找出故障点。现将几种故障的检查和分析方法分析如下。(１)调查研究法。调查研究法主要是询问设备操作工人;看———有无由于故障所引起的明显的外观征兆;听———设备各电气元件在运行时的声音与正常运行时有无明显差异;摸———电气发热元件及线路的温度是否正常等。为确保人员和设备的安全,在听电气设备运行声音是否正常,且需要通电时应以不损坏设备和扩大故障范围为前提。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在摸靠近传动装置的电器元件和容易发生触电事故的故障部位时,必须在切断电源后进行。(２)试验法。在不损坏电气和机械设备的条件下,可通电进行试验。通电试验一般可先进行点动试验来检测各控制环节的动作程序。若发现某一处电器的动作不符合要求,即说明故障在与此电器有关的电路中。然后,在这部分故障电路中进一步检查,便可找出故障点。在采用试验法检查时,可以采用暂时切除部分电路(如主电路)的试验方法,来检查各控制环节的动作是否正常。必须注意:不要随意用外力使接触器或继电器动作,以防引起事故。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(３)逻辑分析法。逻辑分析法是根据电气控制线路的工作原理、控制环节的动作程序以及动作程序之间的联系,并结合故障现象做具体的分析,以迅速地缩小检查范围,并判断故障所在的方法。逻辑分析法是一种以准为前提、以快为目的的检查方法。它更适用于对复杂线路的故障检查,因为复杂线路往往有上百个电器元件和上千条连线。如果采用逐一检查的方法,那么需耗费大量时间,而且也容易遗漏,甚至会漏查故障点。采用逻辑分析法检查时,应根据原理图,对故障现象做具体分析。在划出可疑范围后,再借鉴试验法。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制只要对与故障回路有关的其他控制环节进行控制,就可排除公共支路部分的故障,并使貌似复杂的问题,变得条理清晰,从而提高维修的针对性,最终可以收到准而快的效果。(４)测量法。测量法利用校验灯、试电笔、万用表、蜂鸣器、示波器等,对线路进行带电或断电测量,并且是找出故障点的有效方法。在利用万用表欧姆挡、蜂鸣器检测电器元件及线路是否断路或短路时,必须切断电源。同时,在测量时要特别注意:是否有并联支路或其他回路对被测量线路有影响,以防止产生误判断。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在采用可控整流供电的电动机调速控制线路中,只要利用示波器来观察触发电路的脉冲波形和可控整流的输出波形,就能很快地判断线路的故障。总之,电动机控制线路的故障不是千篇一律的。即使是属于同一种故障现象,发生的部位也并不一定相同。在采用故障检修的一般步骤和方法时,不要生搬硬套,而应按不同的故障情况灵活处理,以力求迅速准确地找出故障点,判断故障的原因,并及时正确地排除故障。在实际检修工作中,应做到每次排除故障后,及时总结经验,做好检修记录,并将记录作为档案以备日后维修时参考。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制要对历次故障的分析和检修进行总结,并采取积极有效的措施,以防止再次发生类似的故障。四、任务实施(一)交流电动机点动控制线路安装１.安装的电气原理安装的电气原理如图１－１－１１所示。２.电工工具、仪表及器材(１)电工常用工具。例如试电笔、电工钳(剥线钳等)、螺钉旋具、电工刀、校验灯等。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)万用表。(３)自制木台(控制板)一块(６５０ｍｍ×５００ｍｍ×５０ｍｍ),或者铁质网孔板等。(４)根据ＧＢ５２２６—１９８５机床电气设备通用技术条件标准可知,导线的截面积在０.５ｍｍ２以下可以采用硬线,但在不小于０.５ｍｍ２时,必须采用软线。在本课题及以后部分课题中,根据实习条件和从基本的训练角度考虑,在控制线路布线时,初级阶段仍采用硬线进行板前明线敷设训练。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制在本控制线路中,主电路采用ＢＶ１.５ｍｍ２

(黑色),控制电路采用ＢＶ１ｍｍ２

(红色),按钮线采用ＢＶＲ０.７５ｍｍ２(红色),接地线采用ＢＶＲ１.５ｍｍ２

(绿、黄双色线)。数量可按实际情况而定。导线颜色在训练阶段除对接地线做要求外,其他可不必强求,但应使主电路与控制电路有明显区别。(５)紧固体及编码套管按需配给(简单线路可不用编码套管)。(６)电器元件(见表１－１－２)。点动控制电器接线图和电器布置图请参考图１－１－１２。(二)交流电动机点动控制线路的工艺要求１.检验元件质量上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制应在不通电的情况下,用万用表、蜂鸣器等检查各触点的分、合情况是否良好。检验接触器时,应拆卸灭弧罩,用手同时按下三副主触点,并用力均匀,以检查触点是否接触良好。若不拆卸灭弧罩检验,则用旋具轻轻地拨动裸露在外的触点,以看触点是否能被拨动、有无卡住。切忌对旋具用力过猛,以防触点变形。同时,应检查接触器的线圈电压与电源。２.安装电器元件必须按图１－１－１２中的电器布置图安装,同时应做到:(１)组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧,并使熔断器的受电端为底座的中心端。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)各元器件的安装位置应整齐、均匀、间距合理并便于更换元件。(３)紧固各元件时,应用力均匀、紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎裂元件时,应用手按住元件,并一边轻轻摇动,一边用旋具轮流旋紧对角线的螺钉,直至手感摇不动后,再适当旋紧一些即可。３.板前明线布线板前明线布线时,应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动等要求。其原则是:(１)走线通道应尽可能少。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制同一通道中的沉底导线,应按主、控电路分类集中,单层平行密排,并紧贴敷设面。(２)同一平面的导线应高低一致或前后一致,且不能交叉。当必须交叉时,该根导线应在接线端子引出时,且水平架空跨越,但必须属于走线合理情况。(３)布线应横平竖直,且变换走向应垂直。(４)当导线与接线端子或线桩相连接时,应不压绝缘层,不反卷及不露铜过长,并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间的距离保持一致。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(５)同一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根;每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根导线。(６)布线时,严禁损伤线芯和导线的绝缘。(７)如果线路简单可不套编码套管。４.自检在用万用表进行检查时,应选用电阻挡的适当倍率,并进行校零,以防错漏、短路的故障。(１)检查控制电路。若将表棒分别搭在Ｕ１、Ｖ１的接线端上,读数应为“∞”。当按下ＳＢ时,读数应为接触器线圈的直流电阻阻值。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)检查主电路时,可以手动操作的动作来代替接触器受电线圈激磁吸合时的情况,并进行检查。５.通电试车接电前必须征得教师同意,并由教师接通电源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３后现场监护试车。(１)合上电源开关ＱＳ后,学生允许用万用表或试电笔等,检查主、控电路的熔体是否完好,但不得对线路的接线是否正确进行带电检查。(２)第一次按下按钮时,应短时点动,以观察线路和电动机的运行有无异常现象。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(３)试车成功率以通电后第一次按下按钮时计算。(４)出现故障后,学生应独立进行检修。若需带电检查,则必须有教师在场监护。检修完毕后再次试车,也应有教师监护,并做好本课题的实习时间记录。(５)实习课题应在额定时间内完成。６.注意事项(１)电动机及按钮的金属外壳必须可靠地接地。接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护,或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线,并进行临时通电校验。上一页下一页返回课题一交流电动机点动控制(２)电源进线应接在螺旋式熔断器底座的中心端上,而出线应接在螺纹外壳上。(３)在按钮内接线时,用力不能过猛,以防止螺钉打滑。五、任务评价电动机点动控制线路的任务评价见表１－１－３。上一页返回课题二交流电动机自锁控制一、任务描述(１)学习常用机床电气元器件。(２)掌握三相异步电动机的自锁控制,分析其控制过程。(３)掌握电路的配盘及工艺。二、任务分析本任务主要是学习三相异步电动机自锁控制所涉及的常用机床电气元器件及电路,并要求对其分析并掌握,为学习其他交流电动机控制电路打好基础。在掌握电路原理的情况下,安装配电盘。下一页返回课题二交流电动机自锁控制三、知识链接(一)机床电气常用元器件热继电器是机床电气常用元器件之一。在电力拖动系统中,若三相电动机出现长时间过载运行、缺相运行,则它会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。当电动机出现以上情况时,应立即切断电源,从而保护电动机。热继电器在电路中,主要是对三相交流电动机进行过载保护、断相保护、电流不平衡保护及对其他电气设备发热状态控制。常用的热继电器有ＪＲ０和ＪＲ１６等系列。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制热继电器的形式有许多种,其中以双金属片式用得最多。双金属片式热继电器的基本结构由加热元件、主双金属片、温度补偿机构、动作机构、触点系统、电流整定装置和复位机构等组成,其示意如图１－２－１所示。加热元件一般用康铜、镍铬合金材料制成,且使用时,将加热元件串联在被保护电路中,以利用电流通过时产生的热量促使主双金属片受热弯曲。主双金属片的加热方式有直接加热式、间接加热式和复合加热式３种,其中间接加热式应用最普遍。主双金属片是由两层热膨胀系数不同的金属片通过机械碾压方式成为一体。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制主动层材料采用较高膨胀系数的铁镍铬合金,而被动层材料采用膨胀系数较小的铁镍合金,因此,主双金属片在受热后,将向被动层方向弯曲。温度补偿机构也为双金属片,且它能使热继电器的动作性能在－３０℃~４０℃的范围内基本上不受周围介质温度变化的影响,其受热弯曲方向与主双金属片的弯曲方向相同。动作机构大多利用杠杆传递及弹簧跳跃式机构完成触点的动作。触点系统多为弓簧跳跃式动作。电流整定装置是通过调整推杆间隙,改变推杆移动距离,以达到电流整定的调节。复位机构有手动和自动两种形式,并且可根据使用要求,自由调整选择。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制热继电器的工作原理如图１－２－１所示。发热元件１５串联接入被保护电路中。在正常情况下,热元件产生的热量虽能使主双金属片１４弯曲,但还不足以使继电器动作。当电动机过载时,热元件产生的热量增大,并使主双金属片１４弯曲位移增大。经过一定时间后,主双金属片１４向左弯曲到一定程度,推动导板１６,并通过补偿双金属片１与推杆８一起向右推动片簧。推到一定位置后,因弓簧１１的作用方向改变,而使片簧１２向左移动,并将触点１０迅速分断。触点１０因为串接于接触器的线圈回路,所以断开后,它使接触器的线圈失电。接触器的动断主触点断开电动机的电源,从而保护了电动机。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制凸轮是热继电器的电流整定装置,且它是一个偏心轮。旋动调节凸轮的位置,将使杠杆的位置改变,同时,补偿双金属片与导板的距离改变,也就改变了使继电器动作所需要的主双金属片的角度,即调整了热继电器的动作电流。补偿双金属片是用来补偿周围介质温度的变化。如果没有它,那么当周围介质温度变化时,主双金属片的起始角度随之改变,且导板的推动距离也随之改变。有了补偿双金属片后,当周围介质的温度变化时,主双金属片与补偿双金属片同时向一个方向弯曲,并使导板与补偿双金属片之间的推动距离保持不变,因此,继电器的动作特性将不受周围介质温度变化的影响。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制热继电器可用调节螺钉９将触点１０调成自动复位或手动复位。若要手动复位,则将调节螺钉向左拧出。此时,触点动作后就不会自动恢复原位,而必须将手动复位按钮下按,以迫使片簧退回原位,且片簧立即向右动作,使触点闭合。若需自动复位,则将调节螺钉向右旋入一定位置即可。三相电动机缺相运行是造成三相异步电动机绕组烧坏的主要原因之一。如果热继电器保护的电动机是星形连接,那么当线路发生一相断电时,另外两相电流将增大。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制由于线电流等于相电流,流过热继电器的电流和流过电动机绕组的电流同样增大,因此普通的三相热继电器可以对此做出保护。但如果电动机绕组是三角形连接,那么发生断相时,由于电动机的线电流和相电流不等,因此流过热继电器的电流与流过电动机绕组的电流增加比例不同,并且热继电器的发热元件是串联在电动机的电源进线中,是按电动机的额定线电流来整定的,而且整定值较大。当故障线电流还未达到动作电流,且热继电器未动作时,在电动机绕组内部,电流较大的那一相绕组的故障电流已经超过它的额定电流,便有过热烧坏的危险,所以,三角形接法的电动机必须采用带断相保护的热继电器。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制热继电器应安装在其他发热电器的下方。整定电流安装的位置一般应安装在右边,并保证在进行调整和复位时的安全和方便。在接线时,应使接点紧密可靠。出线端的导线不应过粗或过细,以防止轴向导热过快或过慢,这使热继电器动作不准确。热继电器的型号意义以及在电气原理图中的符号如图１－２－２所示。(二)交流电动机的自锁控制如果要求电动机在启动后能连续地运行,那么采用点动控制电路就不合理了,因为操作人员的手始终不能离开点动按钮。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制否则,电动机会立即断电停转。为克服这种现象,采用了另一种具有自锁环节的控制电路,即电动机的自锁控制电路。最基本的电动机自锁控制电路如图１－２－３所示。图中所涉及的元器件如表１－２－１所示。１.主电路与控制电路长动控制电路的主电路与点动控制电路的主电路基本相同。控制电路在原来的基础上增加了一个停止按钮ＳＢ２,以使电动机可以停止运转;同时,在动合按钮的两端,并联接触器ＫＭ的动合辅助触点,以形成“自锁”控制,因此该触点称为自锁触点。２.工作原理上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(１)合上电源开关ＱＳ,并按下启动按钮ＳＢ１。交流接触器ＫＭ的线圈得电,并导致其动合主触点闭合,则电动机Ｍ得电旋转。同时与启动按钮ＳＢ１并联的自锁触点ＫＭ也闭合。(２)松开启动按钮ＳＢ１后,则ＳＢ１复位断开,但是接触器ＫＭ的线圈通过其自锁触点,继续保持得电,从而保证电动机Ｍ能连续长时间地运转。(３)当电动机需要停车时,可以按下停止按钮ＳＢ２,以使得接触器ＫＭ线圈失电,则其动合主触点和自锁触点也都复位断开。电动机Ｍ断电,停止运转。３.电路的保护环节上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(１)过载保护。电动机在运行过程中,如果由于过载或其他原因电流超过额定值,那么经过一定时间,串接在主电路中的热继电器ＦＲ的热元件因受热弯曲,以使串在控制电路中的ＦＲ动断触点断开,并切断控制电路。这导致接触器ＫＭ的线圈失电,且主触点断开,因此电动机Ｍ便停止转动。(２)欠压和失压保护。当电源电压突然严重下降(欠压)或消失(失压)时,接触器ＫＭ线圈的电磁吸力不足,则动铁芯(衔铁)在反作用弹簧的作用下释放,并且其主触头和自锁触头同时断开,以使电动机失电停转。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(３)短路保护。电动机的短路保护采用熔断器。熔断器ＦＵ１、ＦＵ２分别实现主电路和控制电路的短路保护。四、任务实施———交流电动机的自锁控制线路的安装与检修１.检验元件质量应在不通电的情况下,用万用表、蜂鸣器等,检查各触点的分、合情况是否良好。检验接触器时,应拆卸灭弧罩,用手同时按下三副主触点并用力均匀,且检查触头是否接触良好上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制。若不拆卸灭弧罩检验,则用旋具轻轻地拨动裸露在外的触点,看触点是否能被拨动、有无卡住。切忌对旋具用力过猛,以防触点变形。同时应检查接触器的线圈电压与电源。２.安装电器元件(１)组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧,并使熔断器的受电端为底座的中心端。(２)各元器件的安装位置应整齐、均匀、间距合理并便于更换元件。(３)紧固各元件时,应用力均匀、紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎裂元件时,应用手按住元件,一边轻轻摇动,一边用旋具轮流旋紧对角线的螺钉,直至手感摇不动后再适当旋紧一些即可。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制３.板前明线布线板前明线布线时,应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动等要求。布线时,参考图１－２－４中的电器接线图和电器布置图。布线原则如下:(１)走线通道应尽可能少。在同一通道中的沉底导线按主、控电路分类集中,且单层平行密排,并紧贴敷设面。(２)在同一平面的导线应高低一致或前后一致,且不能交叉。当必须交叉时,该根导线应在接线端子引出时水平架空跨越,但必须属于走线合理情况。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(３)布线应横平竖直,且变换走向应垂直。(４)导线与接线端子或线桩连接时,应不压绝缘层、不反卷及不露铜过长,并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间,距离保持一致。(５)一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根。每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。(６)布线时,严禁损伤线芯和导线绝缘。(７)如果线路简单,那么可不套编码套管。４.自检上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(１)用万用表进行检查时,应选用电阻挡的适当倍率,并进行校零,以防错漏短路故障。(２)检查控制电路,可将表棒分别搭在Ｕ１１、Ｖ１１线端上,则读数应为“∞”;按下ＳＢ时,读数应为接触器线圈的直流电阻阻值。(３)检查主电路时,可以手动操作的效果来代替接触器受电线圈激磁吸合时的情况,进行检查。５.通电试车接电前,必须征得教师同意,并由教师接通电源Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３,并进行现场监护。具体注意事项如下。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(１)学生合上电源开关ＱＳ后,允许用万用表或试电笔等检查主、控电路的熔体是否完好,但不得对线路的接线是否正确进行带电检查。(２)第一次按下按钮时,观察线路和电动机运行有无异常现象。(３)试车成功率以通电后第一次按下按钮时计算。(４)出现故障后,学生应独立进行检修。若需带电检查,则必须有教师在场监护。检修完毕,再次试车,也应有教师监护,并做好本次课题的实习时间记录。(５)实习课题应在额定时间内完成。６.注意事项上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(１)热继电器的热元件应串接在主电路中,且其常闭控制触点应串接在控制电路中。(２)热继电器的整定电流必须按电动机的额定电流自行调整。绝对不允许弯折双金属片。(３)一般热继电器应置于手动复位的位置上。若需自动复位,则将复位调节螺钉以顺时针方向向里旋转。(４)热继电器因电动机过载而动作后,若要再次启动电动机,则必须待热元件冷却后,才能使热继电器复位。一般复位时间:自动复位需５ｍｉｎ,手动复位需２ｍｉｎ。上一页下一页返回课题二交流电动机自锁控制(５)接触器的自锁常开触点ＫＭ必须与启动按钮ＳＢ１并联。(６)在启动电动机时,必须在按下启动按钮ＳＢ１之前,按住停止按钮ＳＢ２,以保证万一出现故障时,可立即按下ＳＢ２,防止扩大事故。五、任务评价交流电动机的自锁控制实习完成后,由实习老师按表１－２－２进行评分。上一页返回课题三交流电动机正反转控制一、任务描述(１)学习三相异步交流电动机的正反转控制。(２)分析并掌握正反转的控制过程。(３)学习电路的配盘和工艺。二、任务分析本任务主要是学习三相异步电动机正反转的控制电路;分析并掌握其控制过程,并为学习其他控制电路打好基础;在掌握了电路原理的情况下,进行配盘练习。下一页返回课题三交流电动机正反转控制三、知识链接(一)接触器互锁正反转控制电路１.工作原理接触器互锁的正反转控制电路如图１－３－１所示。在控制电路中用接触器ＫＭ１和ＫＭ２分别控制交流电动机的正转和反转。正转接触器ＫＭ１和反转接触器ＫＭ２的主触点不可同时接通,否则将造成电源短路,并引发事故。为此,分别在正转和反转的控制回路中,接入了对方接触器的动断辅助触点,从而保证一个回路在工作时,另一个回路不能工作。这种互相制约的控制关系,称为“互锁”。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制互锁电路的工作原理及过程如下:(１)合上开关ＱＳ。(２)按一下按钮ＳＢ１,则接触器ＫＭ１线圈得电。ＫＭ１的主触点闭合,且自锁动合触点闭合。同时互锁动断触点断开(切断图１－３－１中与接触器互锁的正反转控制电路中的反转控制电路),则电动机Ｍ正转。(３)按一下按钮ＳＢ３,则接触器ＫＭ１线圈失电。ＫＭ２的主触点断开,且自锁动合触点断开,而互锁动断触点闭合(为接通反转控制电路做好准备),则电动机Ｍ停转。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制(４)按一下按钮ＳＢ２,则接触器ＫＭ２线圈得电。ＫＭ２的主触点闭合,且自锁触点闭合,而互锁触点断开(切断正转控制电路,以使接触器ＫＭ１线圈不能得电),则电动机Ｍ反转。２.工作特点接触器互锁的正、反转控制电路的优点是:利用“互锁”关系,保证正、反转的接触器的主触点不能同时接通,从而避免了电源短路事故。缺点是:改变电动机的运转方向必须先按停止按钮,然后再按反向启动按钮,所以,在频繁改变转向的场合不宜被采用。(二)按钮互锁正反转控制电路１.工作原理上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制为了尽量缩短操作的辅助时间,可以在接触器互锁正反转控制电路中,把接触器ＫＭ１、ＫＭ２的动断互锁触点去掉,而换上按钮ＳＢ１、ＳＢ２的动断触点,以形成以按钮互锁的正、反转控制电路。这同样能起到防止线圈ＫＭ１和ＫＭ２同时通电的作用。如图１－３－２所示,为按钮互锁的正反转控制电路。按钮互锁的工作原理如下:(１)合上开关ＱＳ。(２)按一下正转按钮ＳＢ１,则接触器ＫＭ１线圈得电。ＫＭ１的主触点闭合,且ＫＭ１的自锁动合触点闭合,而ＳＢ１的互锁动断触点断开(切断反转控制电路),则电动机Ｍ正转。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制(３)按一下反转按钮ＳＢ２,则其串在ＫＭ１线圈回路中的ＳＢ２的互锁触点断开。接触器ＫＭ１的线圈失电,并切断正转控制电路,则电动机Ｍ断电。接着,反转按钮ＳＢ２的动合触点闭合,则接触器ＫＭ２的线圈得电,并且其主触点和自锁触点闭合,则电动机Ｍ反转。２.工作特点此控制电路的优点是:操作方便,即当需要改变电动机转向时,不必先按停止按钮ＳＢ３,而只要直接按一下反转按钮ＳＢ２即可。缺点是:容易产生短路故障。如果控制正转或反转的接触器主触点发生熔焊,那么接触器虽然线圈断电了,可是其主触头并没有复位。这时候若按下另外一个启动按钮,则另一个接触器也得电闭合。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制(三)接触器、按钮双重互锁的正反转控制电路１.工作原理如图１－３－３所示,为接触器、按钮互锁的正反转控制电路。ＳＢ１、ＳＢ２为复合按钮。若按下按钮,则动断触点先断开,且经过一段机械延时后(按钮从起始位置至按到底的时间),动合触点才接通。其工作原理如下:(１)合上开关ＱＳ。(２)按一下正转按钮ＳＢ１,则ＳＢ１的动断触点先切断接触器ＫＭ２的反转控制电路。同时,互锁触点的ＫＭ１常闭触点断开。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制经过机械延时后,ＫＭ１的辅助自锁动合触点接通ＫＭ１的正转控制电路,则电动机正转。(３)若再按一下反转按钮ＳＢ２,则ＳＢ２的动断触点先切断接触器ＫＭ１的正转控制电路。同时,互锁触点的ＫＭ２常闭触点断开,因此,ＫＭ１的主触点及辅助自锁触点都断开,电动机断电。ＫＭ１的常闭触点复位,而ＫＭ２的主触点及辅助自锁触点闭合,然后,接通反转控制电路,则电动机反转。２.工作特点这种控制电路克服了前面两种控制电路的缺点,并兼有接触器互锁和按钮互锁的优点,且操作方便、安全、可靠,反转迅速。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制与前面的电路比起来,其缺点是:控制电路的接线较为复杂。四、任务实施———接触器互锁正、反转控制线路的安装１.电气图接触器互锁正、反转控制线路电气图如图１－３－１所示。２.电工工具、仪表及器材(１)电工常用工具。例如试电笔、电工钳(剥线钳等)、螺钉旋具、电工刀、校验灯等。(２)万用表。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制(３)自制木台(控制板)一块(６５０ｍｍ×５００ｍｍ×５０ｍｍ)或者铁质网孔板等。(４)电器元件见表１－３－１。３.安装步骤(１)按元器件明细表将所需器材配齐,并校验元器件质量。(２)在控制板上按图１－３－１安装所有电器元件。(３)按图１－３－４进行板前明线布线和套编码套管。(４)自检控制板布线的正确性。(５)进行控制板的外部布线。(６)经指导老师初检后,通电校验。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制(７)拆去控制板外部的接线盒,并由老师评分。４.实习和工艺要求实习和工艺要求与课题二相同。５.注意事项(１)电动机必须安放平稳,以防止在可逆运转时,产生滚动而引起事故,并应将金属外壳可靠接地。(２)要注意主电路必须进行换相,否则,电动机只能进行单向运转。(３)要特别注意接触器的互锁触点不能接错,否则,将会造成主电路中的二相电源短路事故。上一页下一页返回课题三交流电动机正反转控制(４)按电气图在图１－３－４所示的布置图上接线。接线时,不能将正、反转接触器的自锁触点进行互换,否则,只能进行点动控制。(５)通电校验时,应先合上ＱＳ,再检验ＳＢ１(或ＳＢ２)及ＳＢ３按钮的控制是否正常,并在按下ＳＢ１后再按ＳＢ２,观察有无互锁作用。(６)应做到安全操作。五、任务评价控制线路安装完毕后,实习老师按表１－３－２进行评分。上一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制一、任务描述(１)学习三相异步电动机的星形－三角形降压启动控制电路。(２)分析并掌握交流电动机星形－三角形降压启动控制的控制过程。(３)掌握电路的配盘工艺。二、任务分析掌握常用的机床电气元器件;分析并掌握三相异步电动机的星形－三角形降压启动控制电路,并为学习其他控制电路打好基础;在掌握电路原理的情况下,对电路进行配盘。下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制三、知识链接(一)机床电气常用元器件１.时间继电器从得到信号开始,经过一定延时才输出信号的继电器,称为时间继电器。它被广泛用来控制生产过程中的按时间原则制定的工艺程序。时间继电器的种类很多。按其工作原理,可分为空气阻尼式、电动式、电子式、电磁式等;按延时方式,可分为通电延时型和断电延时型两种。常用的时间继电器的外形如图１－４－１所示。(１)空气阻尼式时间继电器。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器。它是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理,来获得延时动作的。常用的是ＪＳ７－Ａ系列,其动作原理如图１－４－２所示。通电延时与断电延时两种时间继电器的组成元件是通用的。只要改变电磁机构的安装方向,便可获得两种不同的延时方式。当衔铁位于静铁芯和延时机构中间时,为通电延时型;当静铁芯位于衔铁和延时机构中间时为断电延时型。①现以通电延时型时间继电器为例,说明其工作原理。如图１－４－２(ａ)所示,当线圈１通电后,衔铁吸合,且活塞杆在塔形弹簧８的作用下,带动活塞１２及橡皮膜１０向上移动。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制由于橡皮膜１０下方的空气室１１内的空气变得稀薄,并形成负压,因此活塞杆６只能缓慢移动,且其移动速度由进气孔１４的气隙大小来决定。经过一段延时后,活塞杆６通过杠杆７压动微动开关１５,并使其触点动作,因此起到通电延时作用。从线圈１通电到触点动作的一段时间,即为时间继电器的延时时间。延时时间长短可以通过调节螺钉１３调节进气孔１４的气隙大小来改变。当线圈１断电时,衔铁３释放,且橡皮膜１０下方的空气通过活塞１２肩部所形成的单向阀迅速地排出,并使活塞杆、杠杆、微动开关等迅速复位。②断电延时型时间继电器的工作原理与通电延时型相似,只是电磁铁的安装方向不同。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制如图１－４－２(ｂ)所示,衔铁３吸合,并推动活塞１２复位,排出空气,且触点迅速复位;当衔铁３释放时,在空气阻尼的作用下,实现断电延时。在线圈通电和断电时,微动开关１６在推板５的作用下都能瞬时动作,且其触点即为时间继电器的瞬动触点。空气阻尼式时间继电器的优点是:延时范围较大(０.４~180ｓ),且不受电压和频率波动的影响;可以做成通电和断电两种延时形式;结构简单,寿命长,价格低廉。其缺点是:延时误差大(０％~２０％),且因无调节刻度指示,而难以精确地整定延时值;延时的值易受周围环境温度、尘埃的影响。因此,对于延时精度要求较高的场合,不宜采用这种时间继电器。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制２.电动式时间继电器电动式时间继电器是由同步电动机带动减速齿轮,以获得延时的时间继电器。目前应用较普遍的为ＪＳ１７系列。它适用于交流５０Ｈｚ、额定电压５００Ｖ及以下的自动控制线路中。ＪＳ１７系列通电延时型电动式时间继电器的结构示意图如图１－４－３所示。当同步电动机７接通电源后,经减速齿轮６带动齿轮ｚ２、ｚ３绕轴空转,但轴并不转动。若需延时,则接通离合电磁铁１２的线圈回路,以使离合电磁铁１２动作,而将齿轮ｚ３刹住。这样,齿轮ｚ２在继续转动的过程中,还同时沿着齿轮ｚ３的伞形齿,并以轴为圆心,同轴一起做圆周运动。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制一旦固定在轴上的凸轮８随轴转动到适当位置,即转动到预先延时整定的位置,则将推动脱扣机构９,并使延时触点１０动作。触点用一动断触点来切断同步电动机的电源。当需将继电器复位,可将离合电磁铁１２的线圈电源切断。这时所有机构将在恢复弹簧４的作用下,返回到动作前的状态,并为下次延时做准备。延时长短可通过改变整定装置中定位指针２的位置,即改变凸轮８的初始位置来实现。对于定位指针２的调整,通电延时型时间继电器应在离合电磁铁线圈断电的情况下进行。由于电动式时间继电器应用的是机械延时原理,所以延时范围宽。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制延时时间可在０~７２ｈ范围内调整;延时值不受电源电压波动及环境温度变化的影响;延时的整定偏差较小。这些是它的优点。其主要缺点是:机械机构复杂,成本高,且不适宜频繁操作等。３.电子式时间继电器电子式时间继电器也称为晶体管式时间继电器或半导体式时间继电器。它除了执行继电器外,均由电子元件组成,并具有机械结构简单、延时范围广、精度高、返回时间短、消耗功率小、耐冲击、调节方便和寿命长等优点。电子式时间继电器的种类很多,但常用的是阻容式时间继电器。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制它利用电容对电压变化的阻尼作用,来实现延时。其代表产品为ＪＳ２０系列。ＪＳ２０系列有单结晶体管电路及场效应管电路两种。图１－４－４为由单结晶体管组成的通电延时型时间继电器的电路图。全部电路由延时环节、鉴幅器、输出电路、电源和指示灯５部分组成。电源的稳压部分由Ｒ１和稳压管ＶＺ构成,以供给延时和鉴幅电路;输出电路中的晶闸管ＶＳ和继电器Ｋ则由整流电路直接供电。电容Ｃ２的充电回路有两条:一条是通过电阻ＲＷ１和Ｒ２;另一条是通过由低阻值电阻ＲＷ２、Ｒ４、Ｒ５组成的分压器,经二极管ＶＤ２向电容Ｃ２提供的预充电路。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制电路的工作原理:当接通电源后,经二极管ＶＤ１整流、电容Ｃ１滤波以及稳压管ＶＺ稳压的直流电压通过ＲＷ２、Ｒ４、ＶＤ２向电容Ｃ２以极低的时间常数快速充电。与此同时,它也通过ＲＷ１和Ｒ２向该电容Ｃ２充电。电容Ｃ２上的电压按指数规律逐渐上升,且当此电压大于具有Ｖ型双基极的单结晶体管ＶＴ的峰值电压Ｕ时,单结晶体管ＶＴ导通,并输出电压脉冲,以触发晶闸管ＶＳ导通。当ＶＳ导通后,继电器Ｋ吸合。除用继电器Ｋ的触点来接通或分断外电路外,还利用其另一对动合触点Ｋ将Ｃ２短路,以使Ｃ２迅速放电,并为下一次使用做准备。上一页下一页返回课题四交流电动机星形-三角形降压启动控制此时氖指示灯Ｎｅ起辉,晶闸管ＶＳ仍保持导通。除非切断电源,并使电路恢复到原来状态,继电器Ｋ才释放。图中Ｔ为变压器;