《電工技能與實(shí)訓(xùn)》課件項(xiàng)目九

項(xiàng)目九低壓電器控制電路9.1項(xiàng)目說明9.2基礎(chǔ)知識(shí)9.3項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

9.1項(xiàng)目說明

項(xiàng)目任務(wù)

在生產(chǎn)中需要對(duì)各類設(shè)備及電機(jī)進(jìn)行控制，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。本項(xiàng)目主要介紹了電氣控制線路的原理圖及其繪制方法，要求掌握各類控制電路的工作原理，明確電氣控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)。能夠分析基本控制電路的作用，并會(huì)安裝、調(diào)試和檢測(cè)控制電路，使其達(dá)到控制要求。知識(shí)培養(yǎng)目標(biāo)

(1)掌握電器控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)。

(2)掌握電氣原理圖、電氣接線圖、電器布置圖的識(shí)圖。

(3)掌握電氣控制線路的工作原理。能力培養(yǎng)目標(biāo)

(1)能夠識(shí)別電動(dòng)機(jī)的控制線路。

(2)能夠熟練安裝電動(dòng)機(jī)的單向運(yùn)轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制電路。

(3)能夠初步分析控制電路的作用，并能檢測(cè)其故障。

(4)培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。

(5)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

9.2基礎(chǔ)知識(shí)

任何復(fù)雜的電氣控制線路都是按照一定的控制原則，由基本的控制線路組成的。

電氣控制線路的表示方法有電氣原理圖、電氣接線圖、電器布置圖。電氣原理圖是根據(jù)工作原理繪制而成的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。在各種生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制中，無論在設(shè)計(jì)部門或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，都得到了廣泛的應(yīng)用。電氣控制線路常用的圖形、文字符號(hào)必須符合最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。電氣控制線路根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和控制電路。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖的左邊；控制電路是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電氣元件的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器的觸點(diǎn)等組成，用細(xì)線條畫在原理圖的右邊。9.2.1三相籠式電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制

1．點(diǎn)動(dòng)控制

點(diǎn)動(dòng)控制線路如圖9-1所示，主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、交流接觸器KM的主觸點(diǎn)和籠形電動(dòng)機(jī)M組成；控制電路由啟動(dòng)按鈕SB和交流接觸器KM線圈組成。圖9-1點(diǎn)動(dòng)控制線路線路的工作過程如下：

啟動(dòng)過程：先合上刀開關(guān)QS→按下啟動(dòng)按鈕SB→接觸器KM通電→KM主觸點(diǎn)閉合→電動(dòng)機(jī)M通電直接啟動(dòng)。

停機(jī)過程：松開SB→KM線圈斷電→KM主觸點(diǎn)斷開→M停電停轉(zhuǎn)。

2．連續(xù)運(yùn)行控制

在實(shí)際生產(chǎn)中往往要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即所謂的長(zhǎng)動(dòng)控制。連續(xù)運(yùn)行的控制線路如圖9-2所示，主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的發(fā)熱元件和電動(dòng)機(jī)M組成；控制電路由停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2、接觸器KM的常開輔助觸點(diǎn)和線圈、熱繼電器FR的常閉觸點(diǎn)組成。圖9-2連續(xù)運(yùn)行的控制線路線路的工作過程如下：

啟動(dòng)過程：合上刀開關(guān)QS→按下啟動(dòng)按鈕SB2→接觸器KM線圈通電→KM主觸點(diǎn)閉合和常開輔助觸點(diǎn)閉合→電動(dòng)機(jī)M接通電源運(yùn)轉(zhuǎn)；松開SB2，利用接通的KM常開輔助觸點(diǎn)自鎖，電動(dòng)機(jī)M連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

停機(jī)過程：按下停止按鈕SB1→KM線圈斷電→KM主觸點(diǎn)和輔助常開觸點(diǎn)斷開→電動(dòng)機(jī)M斷電停轉(zhuǎn)。在連續(xù)控制中，當(dāng)啟動(dòng)按鈕SB2松開后，接觸器KM的線圈通過其輔助常開觸點(diǎn)的閉合仍繼續(xù)保持通電，從而保證電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。這種依靠接觸器自身輔助常開觸點(diǎn)的閉合而使線圈保持通電的控制方式，稱為自鎖或自保。起到自鎖作用的輔助常開觸點(diǎn)稱自鎖觸點(diǎn)。

1)連續(xù)運(yùn)行控制線路設(shè)有的保護(hù)環(huán)節(jié)

(1)短路保護(hù)。短路時(shí)熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護(hù)作用。

(2)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載保護(hù)。采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值的電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。

2)連續(xù)運(yùn)行控制線路具有的優(yōu)點(diǎn)

(1)防止電源電壓嚴(yán)重下降時(shí)電動(dòng)機(jī)欠電壓運(yùn)行。

(2)防止電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)而造成設(shè)備和人身事故。

(3)避免多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)而造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。

3．點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)結(jié)合的控制

在生產(chǎn)實(shí)踐中，機(jī)床調(diào)整完畢后，需要連續(xù)進(jìn)行切削加工，這時(shí)則要求電動(dòng)機(jī)既能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)?？刂凭€路如圖9-3、圖9-4所示。圖9-3點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)結(jié)合控制線路一圖9-4點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)結(jié)合控制線路二圖9-3的線路采用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制。點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，按動(dòng)復(fù)合按鈕SB3，斷開自鎖回路→KM線圈通電→電動(dòng)機(jī)M點(diǎn)動(dòng)；長(zhǎng)動(dòng)控制時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB2→KM線圈通電，自鎖觸點(diǎn)起作用→電動(dòng)機(jī)M長(zhǎng)動(dòng)運(yùn)行。此線路在點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，若接觸KM的釋放時(shí)間大于復(fù)合按鈕的復(fù)位時(shí)間，則點(diǎn)動(dòng)結(jié)束，SB3松開時(shí)，SB3常閉觸點(diǎn)已閉合但接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)尚未打開，會(huì)使自鎖電路繼續(xù)通電，則線路不能實(shí)現(xiàn)正常的點(diǎn)動(dòng)控制。如圖9-4所示的線路采用中間繼電器KA實(shí)現(xiàn)控制。點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB3→KM線圈通電→電動(dòng)機(jī)M點(diǎn)動(dòng)；長(zhǎng)動(dòng)控制時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB2→中間繼電器KA線圈通電并自鎖→KM線圈通電→電動(dòng)機(jī)M實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)。9.2.2順序連鎖控制線路

1．多臺(tái)電動(dòng)機(jī)先后順序工作的控制

在生產(chǎn)實(shí)踐中，有時(shí)要求一個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)中多臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)先后順序工作。例如，機(jī)床中要求潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，主軸電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。圖9-5為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制線路。在如圖9-5所示線路中，接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)M1的啟動(dòng)、停止，接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)M2的啟動(dòng)、停止?，F(xiàn)要求電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)M2才能啟動(dòng)。圖9-5兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制線路電動(dòng)機(jī)順序控制的接線規(guī)律是：

(1)要求接觸器KM1動(dòng)作后接觸器KM2才能動(dòng)作，可將接觸器KM1的常開觸點(diǎn)串接于接觸器KM2的線圈電路中。

(2)要求接觸器KM1動(dòng)作后接觸器KM2不能動(dòng)作，可將接觸器KM1的常開輔助觸點(diǎn)串接于接觸器KM2的線圈電路中。

2．利用時(shí)間繼電器順序啟動(dòng)控制線路

如圖9-6所示是采用時(shí)間繼電器按時(shí)間原則順序啟動(dòng)的控制線路。圖9-6采用時(shí)間繼電器順序控制電路線路要求電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)t(s)后，電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)啟動(dòng)?？衫脮r(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。

工作過程如下：合上開關(guān)QS→按下啟動(dòng)按鈕SB2→接觸器KM1通電→電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)→KM1常開輔助觸點(diǎn)閉合→通過閉合KM2常閉觸點(diǎn)→KT線圈得電→KT常開觸點(diǎn)延時(shí)閉合→KM2線圈得電→接觸器KM2通電→電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)。按下停止按鈕SB1，M1、M2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停止。9.2.3互鎖控制線路

在實(shí)際應(yīng)用中，往往要求生產(chǎn)機(jī)械改變運(yùn)動(dòng)方向，如工作臺(tái)的前進(jìn)、后退，電梯的上升、下降等，這就要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖9-7所示，接觸器KM1為正向接觸器，控制電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)；接觸器KM2為反向接觸器，控制電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)。圖9-7電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路(a)圖9-7電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路(b)圖9-7電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路(c)如圖9-7(a)所示為無互鎖控制線路，其工作過程如下。

(1)正轉(zhuǎn)控制。合上刀開關(guān)QS按下正向啟動(dòng)按鈕SB2→正向接觸器KM1通電→KM1→主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合→電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)。

(2)反轉(zhuǎn)控制。合上刀開關(guān)QS按下反向啟動(dòng)按鈕SB3→反向接觸器KM2通電→KM2→主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合→電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)。

(3)停機(jī)。按停止按鈕SB1→KM1(或KM2)斷電→電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。

該控制線路的缺點(diǎn)：若誤操作，即同時(shí)按下SB2和SB3，則會(huì)使KM1與KM2都通電，從而引起主電路電源短路，為此要求線路設(shè)置必要的連鎖環(huán)節(jié)。

如圖9-7(b)所示，將任何一個(gè)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)串入對(duì)應(yīng)另一個(gè)接觸器線圈電路中，則其中任何一個(gè)接觸器先通電后，切斷了另一個(gè)接觸器的控制回路，即使按下相反方向的啟動(dòng)按鈕，另一個(gè)接觸器也無法通電。為了提高生產(chǎn)率，直接正、反向操作，可以利用復(fù)合按鈕組成“正→反→?！被颉胺础！钡幕ユi控制，如圖9-7(c)所示。復(fù)合按鈕的常閉觸點(diǎn)同樣起到互鎖的作用，這樣的互鎖稱為機(jī)械互鎖。該線路既有接觸器常閉觸點(diǎn)的電氣互鎖，也有復(fù)合按鈕常閉觸點(diǎn)的機(jī)械互鎖，即具有雙重互鎖。9.2.4位置原則的控制線路

在機(jī)床電氣設(shè)備中，有些是通過工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)循環(huán)工作的，例如，龍門刨床的工作臺(tái)前進(jìn)、后退。電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)是實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)循環(huán)的基本環(huán)節(jié)，自動(dòng)循環(huán)控制線路如圖9-8所示。圖9-8自動(dòng)循環(huán)控制電路9.2.5時(shí)間原則的控制線路

三角形減壓?jiǎn)?dòng)控制線路是按時(shí)間原則實(shí)現(xiàn)控制的。啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組連接成星形，加在電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓為額定電壓的，從而減小了啟動(dòng)電流。待啟動(dòng)后按預(yù)先整定的時(shí)間把電動(dòng)機(jī)換成三角形連接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，其控制線路如圖9-9所示。圖9-9時(shí)間繼電器控制的降壓?jiǎn)?dòng)線路

電路的工作過程如下所述：電動(dòng)機(jī)采用星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)。但使用時(shí)必須清楚，啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流降低為直接啟動(dòng)電流的1/3，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降低為直接啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的1/3。因此，這種方法僅僅適用于電動(dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合。

9.3項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1．項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)描述

本項(xiàng)目是對(duì)電動(dòng)機(jī)控制電路的安裝訓(xùn)練，在實(shí)際工作中我們很少安裝電動(dòng)機(jī)，但是安裝電動(dòng)機(jī)的目的主要是掌握電動(dòng)機(jī)的控制電路，能夠分析和識(shí)別電路元件，能夠在電路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行故障查找，并排除故障，使設(shè)備能正常工作。

2．項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)要求

1)本項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

(1)交流接觸器、熱繼電器和按鈕的結(jié)構(gòu)及其在控制電路中的應(yīng)用。

(2)學(xué)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路的連接。

(3)學(xué)習(xí)按鈕、熔斷器、熱繼電器的使用方法。

2)實(shí)訓(xùn)步驟

(1)復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)和電動(dòng)控制電路的工作原理。

(2)在實(shí)訓(xùn)板上安裝交流接觸器等，了解其結(jié)構(gòu)及動(dòng)作

原理。

(3)按圖9-10(a)、(b)異步