电力拖动基本功.docx

电力拖动基本功.docx

《电力拖动基本功.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力拖动基本功.docx（49页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电力拖动基本功

电力拖动基本功

项目一、常用低压电器原件识别

一、低压电器的种类用途

一）任务描述

某大型机修车间有一台如图所示的M7120平面磨床。

在加工过程中，磨床的砂轮电动机控制线路出现异常现象。

经初步检修，发现砂轮电动机控制线路严重损坏。

现受企业车间的委托，想寻找合作单位对砂轮电动机控制线路进行重新选择控制电器并安装。

二）任务分析

1、从情境描述中，你能获得哪些信息？

2、根据掌握的相关信息，你能判断完成该任务需要哪些知识？

三）低压电器的分类

凡是自动和手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电器元件统称为电器。

1、电压等级区分

1）电器用于交流电压1200V、直流电1500V及以上电路中的电器。

2）电器用于交流电压1200V、直流电1500V及以下电路中的电器。

2、按用途区分

1）控制电器主要用于生产设备自动控制系统中对设备进行控制、检查昨保护。

例如：

接触、控制继电器、主令电器、起动器、电磁阀等。

2）配电电器主要用于交流供配电系统中实现对电能的输送、分配和保护。

如：

断器、断路器、开关及保护断电器等。

3、按触点的动力来源区分

1）手动电器通过人力驱动使触点动的电器，如：

开关、按钮、转换开关等。

2）自动电器通过非人力驱动使触点动作的电器如：

接触器、断电器、热断电器等。

4、按工作原理分类

1）电磁式电器依据电磁感应原理来工作的电器。

如交直流接触器、各种电磁式继电器等。

2）非电量控制电器电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。

如刀开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。

二、低压电器的的介绍

一）刀开关（闸刀开关）QS

1、刀开关

刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。

在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。

刀开关的种类很多，按刀的极数可分为单极、双极、三极。

按灭弧装置情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩等。

2、开启式负荷开关

开启式负荷开关又称为瓷底胶盖刀开关，简称闸刀开关。

3、封闭式负荷开关

封闭式负荷开关是在开启式负荷开关的基础上改进设计的一种开关

4、基本结构

它由刀开关和熔断器组合而成瓷底板上装有进线座、静触点、熔丝、出线痤、刀片式动触点。

上面还罩有两块胶盖。

1）型号的含义

额定电流分为：

10、15、30、60、100、200A。

2）刀开关的选择

对于普通负载可根据额定电流来选择，而对于电机、开关额定电流的三倍左右。

3）安装和使用时应注意下列事项

（1）电源进线应接在静点一边的进线端用电设备应接在动触点一边的出线端。

（2）安装时刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。

二）组合开关QS

组合开关又称转换开关，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气线路中，供手动不频繁的接通和分断电路、电源开关或控制5kW以下小容量异步电动机的起动、停止和正反转。

与刀开关不同之处是转换开关用动触片代替闸刀。

操作手柄在平行于安装面的平面内左右转动，且结构更紧凑体积较小，可作～50HZ、380V—220V以下的电源引入开关。

5KW以下电机的直接起动和正反转控制以及机床照明电路中的控制开关。

转换开关图

1、基本结构原理

三极组合开关具有三付静触片，每一静触片的一边固定在绝缘垫板上另一边伸出合外并附有接线柱。

三个动触片装在另外的绝缘垫上，垫板套在附有手柄的绝缘杆上。

手柄能沿任一方向每次转动90度并带动三个触片分别与三付静触片保持接通或分断，为了使开关能快速闭合或分断，以利于灭弧。

1、型号的含义

额定电流分为；10、25、60、100A。

3、转换开关的选择

对于普通负载可根据额定电流来选择，而对于电机而言额定电流可选电机额定电流的三倍左右。

一般说来不要带负载接通或断开电源，而是在开车前空载接通电源，可用小容量电机的起停。

三）低压断路器

低压断路器即低压自动空气开关，又称自动空气断路器。

它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸，保护线路和电气设备，是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。

它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸，保护线路和电气设备，是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。

1、型号的含义

2、断路器的选择

1）一般低压断路器的选择

（1）低压断路器的额定电压不小于线路的额定电压.

（2）低压断路器的额定电流不小于线路的计算负载电流.

（3）低压断路器的极限通断能力不小于线路中最大的短路电流.

（4）线路末端单相对地短路电流÷低压断路器瞬时（或短延时）脱扣整定电流≥1.25

（5）脱扣器的额定电流不小于线路的计算电流.

（6）欠压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压.

2）配电用低压断路器的选择

（1）长延时动作电流整定值等于0.8~1倍导线允许载流量.

（2）3倍长延时动作电流整定值的可返回时间不小于线路中最大启动电流的电动机启动时间.

（3）短延时动作电流整定值不小于1.1（Ijx+1.35KIdem）.其中,Ijx为线路计算负载电流;K为电动机的启动电流倍数;Idem为最大一台电动机额定电流.

（4）短延时的延时时间按被保护对象的热稳定校核.

（5）无短延时时,瞬时电流整定值不小于1.1（Ijx+K1KIdem）.其中,K1为电动机启动电流的冲击系数,可取1.7~2.

（6）有短延时时,瞬时电流整定值不小于1.1倍下级开关进线端计算短路电流值.

3）电动机保护用低压断路器的选择

（1）长延时电流整定值等于电动机的额定电流.

（2）6倍长延时电流整定值的可返回时间不小于电动机的实际启动时间.按启动时负载的轻重,可选用可返回时间为1、3、5、8、15s中的某一挡.

（3）瞬时整定电流:

笼型电动机时为（8~15）倍脱扣器额定电流;绕线转子电动机时为（3~6）倍脱扣器额定电流.

4）照明用低压断路器的选择

（1）长延时整定值不大于线路计算负载电流.

（2）瞬时动作整定值等于（6~20）倍线路计算负载电流

四）按钮SB

也称为按键，是一种电闸（或称开关），用来控制机械或程式的某些功能。

一般而言，红色按钮是用来使某一功能停止，而绿色按钮，则通可开始某一项功能按钮的形状，通常是圆形或方形。

它通常是用来短时接通或断开小电流的控制电路的开关。

它适用于交流电压500V或直流电压440V电流5A以下电路中。

1．结构及工作原理

各系列行程开关的基本结构大体相同，都是由触点系统、操作机构和外壳组成。

1）结构

2）基本类型

结构上分：

旋钮式、指示灯式紧急式。

单元上分：

单元联式样、双联式和三联式。

3）型号的含义

注：

K：

开启式未加保护、S：

防水式、J：

紧急式、X：

旋钮式、H：

保护式、F：

防腐式、Y：

钥匙式、D：

带灯按钮式。

4）选择

根据实际情况和技术要求选择不同型号的按钮。

五）熔断器FU

是电网和用电设备的安全保护电器之一，其主体是用低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。

它是作为保护电器，在电路中具有结构简单，价格低廉，使用方便等优点应用极为广泛。

3）熔断器的结构：

它是由熔体和绝缘底座组成。

熔体为丝状或片状。

熔体材料通常有两种：

一种由铅锡合金和锌低熔点金属制成，因为不易灭弧多用于小电流的电路;另一种由银铜等较高熔的金属制成易于灭弧,多用于大电流的电路.正常工作时,流过熔体的电流小于或等于它的额定电流。

当流过熔体电流等于额定电流的1.3~2倍时熔体缓慢熔断。

当等于额定电流的确良8~10倍时熔体迅速熔断。

种类:

1）RClA系列插入式熔断器（瓷插式熔断器）

RC1A系列插入式熔断器一般用在交流50HZ、额定电压380V及以下，额定电流200A及以下的低压线路末端或分支电路中，作为电气设备的短路保护及一定程度的过载保护

2）RLl系列螺旋式熔断器

RLl系列螺旋式熔断器广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合，在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中，作为短路保护器件

3）RMl0系列无填料封闭管式熔断器

RMl0系列无填料封闭管式熔断器适用于交流50Hz、额定电压380V或直流额定电压440V及以下电压等级的动力网络和成套配电设备中，作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路和连续过载保护。

4）RT0系列有填料封闭管式熔断器是一种大分断能力的熔断器，广泛用于短路电流较大的电力输配电系统中，作为电缆、导线和电气设备的短路保护及导线、电缆的过载保护。

这里主要介绍RC1；RL1。

型号的含义：

ＲＣ１Ａ系列：

熔断器额定电流分为：

５、１０、１５、３０、６０、１００、

２００Ａ。

熔体额定电流分为：

２２＃３Ａ、２０＃５Ａ、１８＃７.5A、

１６＃１１Ａ、１４＃１５Ａ、１２＃２５Ａ。

ＲＬ１系列：

熔断器额定电流分为：

１５Ａ　　６０Ａ

熔体额定电流分为：

２、４、６、１０、１５、２０、２５、３５、４０、５０、６０Ａ等。

４）熔体额定电流的选择

（1）对于电炉和照明等电阻性负载可用作过载保护和短路保护，熔体的额定电流应稍大于等于负载的额定电流。

（2）电动机的起动电流很大，熔体的额定电流因考虑起动时熔丝不能烧断而选取较大，因此对电机只宜作断路保护而不能作过载保护。

对单台电机：

熔体额定电流大于等于负载额定电流的1.5~2.5倍。

对多台电机：

熔体额定电流大于等于最大负载额定电流加其余负载之和。

5）熔断器的选择

熔断器的额定电压和电流应不小于线路的额定电压和所装熔体的额定电流。

型式根据线路要求和安装条件而定。

5、热继电器FR

它是一种利用电流的热应来切断电路的保护电器。

热继电器按动方式分为三种：

一是双金属片利用双金属片受热弯曲去推动热行机构动作，易熔合金式，三是利用材料磁导或电阻值随温度变化而变化的特性原理制成。

这里只介绍双金属片式，由于结构简单体积较小，成本较低应用最广泛。

1）热继电器的结构

主要由热元件、触点、动作机构、复位按钮和整[定电流装置组成。

1）型号的含义

目前普遍使用的有：

JRO、JR15、JR16三种型式

2）工作原理

当电机过载时，过载电流使电阻丝发热过量引起双金属片受热弯曲，推动导板向右移动。

导板又推动温度偿片使推杆绕轴转动，又推动了动触点连杆使动触点与静触点分开，从而使电机控制线路中的温接触器线圈断电释放而切断电机的电源。

当环境温度变化时，这一双金属片与主双金属片都在同一方向上产生附加弯曲力，因而就可以补偿环境温度对热继电器精度的影响。

复位方式有：

自动复位和手动复位两种。

3）热继电器的整定电流及选用

它是指热继电器调整后长期不动作的最大电流超过此值就会动作。

旋转旋钮时，偏心轮压迫支撑杆绕支点左右移动支撑杆向左移动时，推杆与杠杆的间隙增大，热继电器的热元件动作电流就增大，反之动作电流就减小。

选用：

主要根据电机额定电流来确定热继电器的型号及电流等级。

选用的原则；

（1）一般情况可选用两面三刀相或三相结构的热继电器。

（2）热元件的额定电流等级一般略大于电机额定电流。

（3）对于工作时间较长的电机以及虽然长期工作但过载的可能性小的电机可不设过载保护。

（4）双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动的电机的过载保护。

对于重载、频繁起动的电机则可用过电流继电器作它的过载和短路保护。

因为热元件受热变形需要时间，故热继电器不能作短路保护。

例：

Ｉ＝１4.6AU=380V的电机可选用JRO－２０型热继电器电流等级１６Ａ。

查表：

电流调节范围10～16A。

可将其电流整定在15A。

也可根据情况的不同将整定值调节到略大于电机的额定电流值。

交流接触器ＫＭ

接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。

其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他负载。

它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点。

所以应用十分广泛。

1）交流接触器

交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。

１）交流接触器的结构（挂图说明）

它主要由触点系统、电磁系统和灭弧装置等部分组成。

2）接触器的型号含义

3）规格：

ＣＪＯ－１0、20、40、60、

ＣＪＯ—10、20、40、60、100、150、200、

电压等级：

127V、110V、220V、380V、

4）工作原理

当交流接触器电磁系统中的线圈通电后，铁芯被磁化产生大于反作用弹力的电磁力，将衔吸合；一方面带动了常开触点闭合接通主电路；另一方面常闭辅助触点首先断开，接着辅助常开触点闭合。

当线圈断电或电压太低时，在反作用弹簧析作用下衔铁释放接触器恢复常态。

5）接触器的选择一般原则

a、选择接触器的类型：

是直流还是交流接触器。

b、主触头的额定电压：

它的额定电压应大于等于负载额定电压。

c、主触点的额定电流：

它额定电流应大于负载的额定电流。

d、吸引线圈的电压：

据线路技术要求而定电压等级。

三）．接触器的选择

1．选择接触器的类型

接触器的类型应根据负载电流的类型和负载的轻重来选择,即是交流负载还是直流负载,是轻负载、一般负载还是重负载.

2．主触头的额定电流

主触头的额定电流可根据经验公式计算

IN主触头≥PN电机/（1~1.4）UN电机

如果接触器控制的电动机启动、制动或反转频繁,一般将接触器主触头的额定电流降一级使用.

3．主触头的额定电压

接触器铭牌上所标电压系指主触头能承受的额定电压,并非吸引线圈的电压,使用时接触器主触头的额定电压应不小于负载的额定电压.

4．操作频率的选择

操作频率就是指接触器每小时通断的次数.当通断电流较大及通断频率过高时,会引起触头严重过热,甚至熔焊.操作频率若超过规定数值,应选用额定电流大一级的接触器.

5．线圈额定电压的选择

线圈额定电压不一定等于主触头的额定电压,当线路简单,使用电器少时,可直接选用380V或220V的电压,如线路复杂,使用电器超过5h,可用24V、48V或110V电压（1964年国际规定为36V、110V、或127V）的线圈.

项目二、常用电动机控制电路

一、典型简单电路原理图识读绘制方法

1、触头、文字标注

1）触头图示状态

　　电气图中电气元件触头的图示状态应按该电器的不通电状态和不受力状态绘制。

　　对于接触器、电磁继电器触头按电磁线圈不通电时状态绘制；对于按钮、行程开关按不受外力作用时的状态绘制；对于低压断路器及组合开关按断开状态绘制；热继电器按未脱扣状态绘制；速度继电器按电动机转速为零时的状态绘制；事故、备用与报警开关等按设备处于正常工作时的状态绘制；标有“OFF”等多个稳定操作位置的手动开关则按拨在“OFF”位置时的状态绘制。

2）文字标注规则

　　电气图中文字标注遵循就近标注规则与相同规则。

所谓就近规则是指电气元件各导电部件的文字符号应标注在图形符号的附近位置；

相同规则是指同一电气元件的不同导电部件必须采用相同的文字标注符号（如图中，交流接触器线圈、主触头及其辅助触头均采用同一文字标注符号KM）。

　　文字本身应符合GB4457.3-84《机械制图文件》的规定。

汉字采用长仿宋体，字高有20，14，10，7，5，3.5，2.5等七种，字体宽度约等于字高的2/3，而数字和字母笔画宽度约为字高的1/10等。

2.连线绘制规则

　　1）连线布置形式

　　垂直布置形式：

设备及电器元件图形符号从左至右纵向排列，连接线垂直布置，类似项目横向对齐，一般机床电气原理图均采用此布置方法。

水平布置形式

设备及电器元件图形符号从上至下横向排列，连线水平布置，类似项目纵向对齐。

电气原理图绘制时采用的连线布置形式应与电气控制柜内实际的连线布置形式相符。

2）交叉节点的通断

十字交叉节点处绘制黑圆点表示两交叉连线在该节点处接通，无黑圆点则无电联系；T字节点则为接通节点，见图。

3）线号与规格标注

a）有黑圆点十字交叉节点

b）无黑圆点十字交叉节点c）T字节点

线号用L1、L2、L3、U、V、W等标注，连线规格按就近原则采用引出线标注，例如图中就采用了引出线标注，冷却电动机主电路分区中的引出线端点处标注的2.5mm2表示连线截面积为2.5mm2。

连线规格标注过多，会导致图面混乱，可在电气元件明细表中集中标注。

4）节点数字符号标注

为了注释方便，电气原理图各电路节点处还可标注数字符号，见图之照明电路区的

4、5、6、7、8。

数字符号一般按支路中电流的流向顺序编排。

节点数字符号作用除了

注释作用外，还起到将电气原理图与电气接线图相对应的作用。

3.图幅分区规则

　　为了确定图上内容的位置及其用途，应对一些幅面较大、内容复杂的电气图进行分区。

　1）分区方法及其标注

　　垂直布置电气原理图中，上方一般按主电路及各功能控制环节自左至右进行文字说明分区，并在各分区方框内加注文字说明，帮助机床电气原理的阅读理解；下方一般按“支路居中”原则从左至右进行数字标注分区，并在各分区方框内加注数字，以方便继电器、接触器等电器触头位置的查阅。

“支路居中”原则是指各支路垂线应对准数字分区方框的中线位置。

对于水平布置的电气原理图，则实现左右分区。

左方自上而下进行文字说明分区，右方自上而下进行数字标注分区。

2）触头索引代号

　　电气原理图中的交流接触器与继电器，因线圈、主触头、辅助触头所起作用各不相同，为清晰地表明电气原理图工作原理，这些部件通常绘制在各自发挥作用的支路中。

在幅面较大的复杂电气原理图中，为检索方便，就需在电磁线圈图形符号下方标注电磁线圈的触头索引代号。

4.电气接线图绘制规则

表示电气控制系统中各项目（包括电气元件、组件、设备等）之间连接关系、连线种类和敷设路线等详细信息的电气图称为电气接线图，电气接线图是检查电路和维修电路不可缺少的技术文件，根据表达对象和用途不同，可细分为单元接线图、互连接线图和端子接线图等。

二、电气控制电路的安装步骤及要求

一）安装步骤

1、识读电气控制线路图。

明确电路所用电器元件名称及其作用，熟悉线路的操作过程和工作原理。

2、配齐电器元件。

列出元器件清单，配齐电器元件，并逐一进行质量检测。

3、安装电气控制线路。

将电器元件安装在控制板上，根据电动机容量选配符合规格的导线，分别连接主电路和控制电路。

4、连接保护接地线、电源线及控制板外部的导线。

连接电动机和所有电器元件金属外壳的保护接地线，连接电源、电动机及控制板外部的导线。

5、学生自检。

检查主电路接线是否正确；用万用表电阻挡检查控制电路接线是否正确，防止因接线错误造成不能正常运转或短路事故。

6、通电试车。

为保证人身安全，必须在教师监护下通电试车。

二）板前明线布线安装工艺要求

1、布线通道尽可能少，同路并行导线按主电路、控制电路分类集中，单层密排。

2、布线尽可能紧贴安装面布线，相邻电器元件之间也可“空中走线”。

3、安装导线尽可能靠近元器件走线。

4、布线要求横平竖直，分布均匀，自由成形。

5、同一平面的导线应高低一致或前后一致，尽量避免交叉。

6、变换走向时应垂直成90度角。

7、按钮连接线必须用软线，与配电板上的元器件连接时必须通过接线端子，并编号。

三、检修思路及方法

1、主电路接线检查。

按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线有无漏接、错接之处，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。

2、控制电路接线检查。

用万用表电阻挡检查控制电路接线情况。

松开起动按钮SB1，按下KM触点架，使其常开辅助触点闭合，万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值。

3、停车控制检查。

按下起动按钮或KM触点架，测得接触器线圈的直流电阻值如（CJ10－10线圈的直流电阻值约为1800Ω），同时按下停止按钮，万用表读数由线圈的直流电阻值变为“∞”。

4、通电试车

（1）为保证人身安全，在通电试车时，要认真执行安全操作规程的有关规定，经老师检查并现场监护。

（2）接通三相电源，作空载实验。

用电笔检查熔断器出线端，氖管亮说明电源接通。

通过操作按钮，观察接触器情况是否正常，是否符合线路功能要求，观察电器元件动作是否灵活，有无卡阻及噪声过大现象

（3）空载实验无误后，接上负载作负载试验，，观察电动机运行是否正常。

若有异常，立即停车检查。

反复调试直至设备正常工作为止。

四、电动机常见的基本控制线路：

点动控制线路、正转控制线路、正反转控制线路、位置控制线路、顺序控制线路、多地控制线路、降压启动控制线路、调速控制线路、制动控制线路

4、正反转电气控制电路：

（1）、接触器联锁正、反转控制原理图

（2）．接触器联锁正、反转控制工作原理

合上电源开关QS，

正转：

按下按钮SB2　　SB2常开触点闭合KM1线圈得电吸合　　KM1主触点闭合

　电动机M正转

KM1辅助常开触点闭合自锁

KM1辅助常闭触点断开互锁

停止

按下按钮SB1　　　KM1线圈失电KM1主触点断开电动机M停转

KM1辅助常开触点断开

KM1辅助常闭触点闭合

反转

按下按钮SB3SB3常开触点闭合KM2线圈得电吸合KM2主触点闭合

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电动机M反转

　　KM2辅助常开触点闭合自锁

KM2辅助常闭触点断开互锁

停止

按下按钮SB1　　　KM2线圈失电KM2主触点断开电动机M停转

KM2辅助常开触点断开

KM2辅助常闭触点闭合

（3）双重联锁正反转控制电路图

（4）工作原理分析

5、接线及工艺要求

1）从刀开关QS的下端开始接线，先接辅助电路的连线，一条支路一条支路进行连接。

再进行主电路线路连接。

（边说明边示范）

重点注意：

（1）按钮盒引出线必须按要求出线。

（2）KM的自锁触点上下端要分清连接防止误动作。

（3）切不可将FU触点端子，当成热元件端子接入主电路或接常开点。

（4）主电源分进线一定是上进下出特别是熔断器。

2）主电路使用导线的横截面积应按电机的工作电流适当选取（练习时根据情况而定）。

3）辅助电路一般可以选1mm左右的导线连接。

4）导线连接不能有毛刺，线头不得超过10mm。

接线时严禁损伤线芯和导线绝缘，同时必须坚固，不能有松动现象。

6、检查和试车

（1）对照原理图接线图逐线逐号检查防止错接漏税接。

（2）检查接线端接线情况，排除虚接及毛刺。

（3）用万能表检查线路。

（边示范边操作）

（4）通电试车：

完成上述各项检查后做到工完料尽场地清，再检查三相电源后通电试车。

试车中如发现异常现象应立即仃止试车重新检查接线和电源电压。

（例举故障分析）

项目三送料小车往返控制电路安装与调试

一、电气控制电路安装、调试与检修

1．电气控制电路图的构成规则和绘制

电气控制电路图是由许多电器元件按照一定的要求和规律連接而成的。

为了表达各种设备的电气控制系统的結构和原理，便于电气控制系统的安装、调试、使用和維修，需要将电气控制系统中各电器元件及其它们之间的連接