电力拖动控制线路与技能训练课件文档格式.docx
《电力拖动控制线路与技能训练课件文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力拖动控制线路与技能训练课件文档格式.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
复习三、电动机的基本控制线路
（二）
一、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，但电动机起动电流Ist为额定电流IN的4~7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串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。
串电阻降压启动控制线路
2.定子串自耦变压器（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：
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2～3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Δ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。
定子串自耦变压器降压启动控制线路
3.星形—三角形（Y-△）降压启动控制
（1）星形—三角形（Y-△）降压启动的方法
星形—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（△），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。
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，启动电流为直接采用三角形接法时的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—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Δ接法的电动机，降压比固定，有时不能满足启动要求。
（2）星形—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—Δ降压启动控制线路如下图所示，它主要有以下元器件组成：
三相异步电动机的Y—Δ降压启动控制线路
①起动按钮SB2：
手动按钮开关，可控制电动机的起动运行。
②停止按钮SB1：
手动按钮开关，可控制电动机的停止运行。
③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。
④Y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。
⑤Δ形连接的交流接触器KM2：
用于电动机起动结束后恢复Δ形连接作正常运行的接触器。
⑥时间继电器KT：
控制Y—Δ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。
二、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
2．电力制动
电动机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。
三、多速异步电动机的控制线路
改变异步电动机转速可通过三种方法来实现：
一是改变电源频率，二是改变转差率，三是改变磁极对数
改变异步电动机的磁极对数调整称为变极调速。
变极调速是通过改变定子绕组和连接方式来实现的，它是有级调速，且只适用于笼型异步电动机。
磁极对数可改变的电动机称为多速电动机。
常见的多速电动机有双速、三速、四速等。
一、双速异步电动机的控制线路
低速时绕组的接法
高速时绕组的接法
双速电动机简介
双速电动机属于异步电动机变极调速，是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速。
根据公式；
n1=60f/p可知异步电动机的同步转速与磁极对数成反比，磁极对数增加一倍，同步转速n1下降至原转速的一半，电动机额定转速n也将下降近似一半，所以改变磁极对数可以达到改变电动机转速的目的。
这种调速方法是有级的，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼式电动机。
此图介绍的是最常见的单绕组双速电动机，转速比等于磁极倍数比，如2极／4极、4级／8极，从定子绕组△接法变为YY接法，磁极对数从p＝2变为p=1。
∴转速比＝2／1＝2
四、绕线转子异步电动机的控制线路
绕线式异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
1.方法
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=X20，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。
课题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。
类型
电路
If与Ia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
If≈5%Ia
几乎不受影响
串
If=Ia
软
影响较大
空载轻载易飞车
TST大，过载能力强，适于起重机、电动机车
复
Ia=If1+If2
较软
适于轻载空载，负载变化大的场合
一、启动控制线路
Ia=
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2-85
2．电枢回路串电阻二级启动控制线路
P221，图2-86
二、正反转控制线路
P224：
图2-87
三、制动控制线路
P225，图2-88
课题十二电动机的控制、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．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，即温升达到国家规范规定的数值；
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≥PL
2）变化负载下电动机额定功率的选择
PLj=
（2）短期工作制电动机额定功率的选择
规范工作时间：
15min、30min、60min、90min。
（3）周期性断续工作制电动机额定功率的选择
规范负载持续率FC：
15%、25%、40%、60%。
周期不大于10min。
FC≤10%时，应按短期工作制选择；
FC≥10%时，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
课题十三电气控制线路设计基础
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，采用规范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规范要求。
电器装置的检修质量规范是：
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，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。
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M。
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、辊及铲齿车床，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，可直接启动。
2．进给运动
刀架带动刀具的直线运动。
由主轴电动机拖动，通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。
3．辅助运动
刀架的快速移动：
由刀架快速移动电动机拖动，可直接启动，单向运转
尾架的纵向移动：
由手动操作控制。
工件的夹紧与放松：
加工过程的冷却：
与主轴电动机实现顺序启动，停止不要求。
三、CA6140车床电气控制线路分析
1．绘制和识读机床电路图的基本知识
（1）电路图按电路功能分成若干个单元
（2）在电路图下部（或上部）划分若干图区
（3）线圈下面用三条或两条竖线分开：
左中右（主触头、辅助常开，辅助常闭），数字表示所在图区。
（4）触头下面的数字表示其线圈所在图区。
2．主电路分析
主轴电动机M1：
主轴旋转及刀架进给，KM1，KH1，QF
冷却泵电动机M2：
供给冷嘲热讽却液，KA1，KH2，FU1
快速移动电动机M3：
刀架快速移动，KA2，FU1
3．控制电路分析
TC：
变压器，AC380V变成24V（照明），6V（信号），110V（控制）
开门断电QF：
SB：
钥匙开关，SQ2门控开关，QF为跳闸线圈三者组成开门断电保护。
主轴电动机KM：
启动：
SB2，停止：
SB1；
刀架快速移动KA2：
SB3（进给操作手柄顶端）为点动控制。
冷却泵控制KA1：
SB4旋转开关
4．照明与信号电路分析
照明：
EL，开关SA
信号：
HL
四、CA6140车床常见电气故障分析与检修方法
对线路讲解
升级会员 