《電氣控制基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

第1章電氣控制基礎(chǔ) 第1章電氣控制基礎(chǔ) 本章主要通過介紹電氣控制領(lǐng)域中常用低壓電器的工作原理 用途 型號 規(guī)格及符號等知識 電器控制線路的基本環(huán)節(jié) 并通過對典型電器控制系統(tǒng)的分析 學(xué)會正確選擇和合理使用常用電器 學(xué)會分析和設(shè)計電氣控制線路的基本方法 為后繼章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ) 1 1常用電器元件及符號1 2電器控制的基本線路1 3典型電器控制系統(tǒng) 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 1 電器的分類電器是接通和斷開電路或調(diào)節(jié) 控制和保護電路及電氣設(shè)備用的電工器具 完成由控制電器組成的自動控制系統(tǒng) 稱為繼電器 接觸器控制系統(tǒng) 簡稱電器控制系統(tǒng) 電器的用途廣泛 功能多樣 種類繁多 結(jié)構(gòu)各異 下面是幾種常用的電器分類 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 1 電器的分類按工作電壓等級分類高壓電器用于交流電壓1200V 直流電壓1500V及以上電路中的電器 例如高壓斷路器 高壓隔離開關(guān) 高壓熔斷器等 低壓電器用于交流50Hz 或60Hz 額定電壓為1200V以下 直流額定電壓1500V及以下的電路中的電器 例如接觸器 繼電器等 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 1 電器的分類按動作原理分類手動電器用手或依靠機械力進行操作的電器 如手動開關(guān) 控制按鈕 行程開關(guān)等主令電器 自動電器借助于電磁力或某個物理量的變化自動進行操作的電器 如接觸器 各種類型的繼電器 電磁閥等 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 1 電器的分類按用途分類控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器 例如接觸器 繼電器 電動機起動器等 主令電器用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送動作指令的電器 例如按鈕 行程開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等 保護電器用于保護電路及用電設(shè)備的電器 如熔斷器 熱繼電器 各種保護繼電器 避雷器等 執(zhí)行電器指用于完成某種動作或傳動功能的電器 如電磁鐵 電磁離合器等 配電電器用于電能的輸送和分配的電器 例如高壓斷路器 隔離開關(guān) 刀開關(guān) 自動空氣開關(guān)等 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 1 電器的分類按工作原理分類電磁式電器依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作 如接觸器 各種類型的電磁式繼電器等 非電量控制電器依靠外力或某種非電物理量的變化而動作的電器 如刀開關(guān) 行程開關(guān) 按鈕 速度繼電器 溫度繼電器等 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 2 電器的作用低壓電器能夠依據(jù)操作信號或外界現(xiàn)場信號的要求 自動或手動地改變電路的狀態(tài) 參數(shù) 實現(xiàn)對電路或被控對象的控制 保護 測量 指示 調(diào)節(jié) 低壓電器的作用有 控制作用 保護作用 測量作用 調(diào)節(jié)作用 指示作用 轉(zhuǎn)換作用等低壓電器作用遠不止這些 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 新功能 新設(shè)備會不斷出現(xiàn) 1 1常用電器元件及符號1 1 1電器的基本知識 2 電器的作用常用低壓電器的主要種類和用途如表1 1所示 對低壓配電電器要求是滅弧能力強 分?jǐn)嗄芰?熱穩(wěn)定性能好 限流準(zhǔn)確等 對低壓控制電器 則要求其動作可靠 操作頻率高 壽命長并具有一定的負載能力 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 是一種用來自動接通或斷開大電流電路的電器 它可以頻繁地接通或分?jǐn)嘟恢绷麟娐?并可實現(xiàn)遠距離控制 其主要控制對象是電動機 也可用于電熱設(shè)備 電焊機 電容器組等其它負載 它還具有低電壓釋放保護功能 接觸器具有控制容量大 過載能力強 壽命長 設(shè)備簡單經(jīng)濟等特點 是電力拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件 按照所控制電路的種類 接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器兩大類 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 1 交流接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)與工作原理如圖l 1所示 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 1 交流接觸器交流接觸器由以下四部分組成 電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)由線圈 動鐵心 銜鐵 和靜鐵心組成 其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能 產(chǎn)生電磁吸力帶動觸點動作 觸點系統(tǒng)包括主觸點和輔助觸點 主觸點用于通斷主電路 通常為三對常開觸點 輔助觸點用于控制電路 起電氣聯(lián)鎖作用 故又稱聯(lián)鎖觸點 一般常開 常閉各兩對 滅弧裝置容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置 對于小容量的接觸器 常采用雙斷口觸點滅弧 電動力滅弧 相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧 對于大容量的接觸器 采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧 其他部件包括反作用彈簧 緩沖彈簧 觸點壓力彈簧 傳動機構(gòu)及外殼等 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 1 交流接觸器電磁式接觸器的工作原理如下 線圈通電后 在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力 此電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合 帶動觸點機構(gòu)動作 常閉觸點打開 常開觸點閉合 互鎖或接通線路 線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時 電磁吸力小于彈簧反力 使得銜鐵釋放 觸點機構(gòu)復(fù)位 斷開線路或解除互鎖 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 1 交流接觸器交流接觸器的分類交流接觸器的種類很多 其分類方法也不盡相同 按照一般的分類方法 大致有以下幾種 按主觸點極數(shù)分分為單極 雙極 三極 四極和五極接觸器 按滅弧介質(zhì)分分為空氣式接觸器 真空式接觸器等 按有無觸點分分為有觸點接觸器和無觸點接觸器 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 1 交流接觸器交流接觸器的基本參數(shù)額定電壓指主觸點額定工作電壓 常用的額定電壓值為220V 380V 660V等額定電流指主觸點在額定工作條件下的電流值 常用額定電流等級為10A 20A 40A 60A 100A 150A 250A 400A 600A 通斷能力可分為最大接通電流和最大分?jǐn)嚯娏?一般通斷能力是額定電流的5 10倍動作值可分為吸合電壓和釋放電壓 吸引線圈額定電壓接觸器正常工作時 吸引線圈上所加的電壓值 操作頻率一般為每小時允許操作次數(shù)的最大值 壽命包括電壽命和機械壽命 目前接觸器的機械壽命已達一千萬次以上 電氣壽命約是機械壽命的5 20 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 2 直流接觸器直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理基本上與交流接觸器相同 在結(jié)構(gòu)上也是由電磁機構(gòu) 觸點系統(tǒng)和滅弧裝置等部分組成 由于直流電弧比交流電弧難以熄滅 直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅弧 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 3 接觸器的符號與型號說明接觸器的符號接觸器的圖形符號如圖l 2所示 文字符號為KM 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 3 接觸器的符號與型號說明接觸器的型號說明 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 3 接觸器的符號與型號說明接觸器的型號說明我國生產(chǎn)的交流接觸器常用的有CJl0 CJl2 CJX1 CJ20等系列及其派生系列產(chǎn)品 CJ0系列及其改型產(chǎn)品已逐步被CJ20 CJX系列產(chǎn)品取代 上述系列產(chǎn)品一般具有三對常開主觸點 常開 常閉輔助觸點各兩對 直流接觸器常用的有CZ0系列 分單極和雙極兩大類 常開 常閉輔助觸點各不超過兩對 由德國引進的西門子公司的3TB系列 BBC公司的B系列交流接觸器等具有80年代初水平 它們主要供遠距離接通和分?jǐn)嚯娐?并適用于頻繁地起動及控制交流電動機 3TB系列產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊 機械壽命和電氣壽命長 安裝方便 可靠性高等特點 額定電壓為220 660V 額定電流為9 630A 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 4 接觸器的選用應(yīng)根據(jù)負荷的類型和工作參數(shù)合理選用 具體如下 選擇接觸器的類型交流接觸器按負荷種類一般分為一類 二類 三類和四類 分別記為AC1 AC2 AC3和AC4 一類交流接觸器對應(yīng)的控制對象是無感或微感負荷 如白熾燈 電阻爐等 二類交流接觸器用于繞線式異步電動機的起動和停止 三類交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動機的運轉(zhuǎn)和運行中分?jǐn)?四類交流接觸器用于籠型異步電動機的起動 反接制動 反轉(zhuǎn)和點動 1 1常用電器元件及符號1 1 2接觸器 4 接觸器的選用選擇接觸器的額定參數(shù)根據(jù)被控對象和工作參數(shù)如電壓 電流 功率 頻率及工作制等確定接觸器的額定參數(shù) 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 繼電器是根據(jù)某種輸入信號的變化 接通或斷開控制電路 實現(xiàn)自動控制和保護電力裝置的自動電器 按輸入信號的性質(zhì)分為 電壓繼電器 電流繼電器 時間繼電器 溫度繼電器 速度繼電器 壓力繼電器等 按工作原理可分為 電磁式繼電器 感應(yīng)式繼電器 電動式繼電器 熱繼電器和電子式繼電器等 按輸出形式可分為 有觸點和無觸點兩類 按用途可分為 控制用與保護用繼電器等 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 1 電磁式繼電器電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器大體相同 由電磁系統(tǒng) 觸點系統(tǒng)和釋放彈簧等組成 電磁式繼電器原理如圖l 3所示 由于繼電器用于控制電路 流過觸點的電流比較小 一般5A以下 故不需要滅弧裝置 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 1 電磁式繼電器常用的電磁式繼電器有電壓繼電器 中間繼電器和電流繼電器 電磁式繼電器的圖形 文字符號如圖1 4所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 1 電磁式繼電器電磁式繼電器的特性繼電器的主要特性是輸入 輸出特性 又稱繼電特性 繼電特性曲線如圖1 5所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 1 電磁式繼電器電壓繼電器用于電力拖動系統(tǒng)的電壓保護和控制 其線圈并聯(lián)接入主電路 電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器 過電壓繼電器 FV 用于線路的過電壓保護 其吸合整定值為被保護線路額定電1 05 1 2倍 欠電壓繼電器 KV 用于線路的欠電壓保護 其釋放整定值為線路額定電壓的0 1 0 6倍 零電壓繼電器是當(dāng)電路電壓降低到5 25 UN時釋放 對電路實現(xiàn)零電壓保護 用于線路的失壓保護 中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器 它的特點是觸點數(shù)目較多 電流容量可增大 起到中間放大 觸點數(shù)目和電流容量 的作用 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 1 電磁式繼電器電流繼電器用于電力拖動系統(tǒng)的電流保護和控制 其線圈串聯(lián)接入主電路 常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種 欠電流繼電器 KA 用于電路起欠電流保護 吸引電流為線圈額定電流30 65 釋放電流為額定電流10 20 過電流繼電器 FA 在電路正常工作時不動作 整定范圍通常為額定電流1 1 4倍 當(dāng)被保護線路的電流高于額定值 達到過電流繼電器的整定值時 銜鐵吸合 觸點機構(gòu)動作 控制電路失電 從而控制接觸器及時分?jǐn)嚯娐?1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的自動控制電器 其種類很多 常用的有電磁式 空氣阻尼式 電動式和晶體管式等 時間繼電器圖形符號及文字符號如圖1 6所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個阻尼銅套 即可構(gòu)成時間繼電器 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 7所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器直流電磁式時間繼電器原理 利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時的 由電磁感應(yīng)定律可知 在繼電器線圈通斷電過程中銅套內(nèi)將感應(yīng)電勢 并流過感應(yīng)電流 此電流產(chǎn)生的磁通總是反對原磁通變化 電器通電時 由于銜鐵處于釋放位置 氣隙大 磁阻大 磁通小 銅套阻尼作用相對也小 因此銜鐵吸合時延時不顯著 一般忽略不計 而當(dāng)繼電器斷電時 磁通變化量大 銅套阻尼作用也大 使銜鐵延時釋放而起到延時作用 特點 僅用作斷電延時 延時時間較短 JT3系列最長不超過5s 而且準(zhǔn)確度較低 一般只用于要求不高的場合 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器空氣式時間繼電器利用空氣阻尼原理獲得延時的 它由電磁系統(tǒng) 延時機構(gòu)和觸點三部分組成 電磁機構(gòu)為直動式雙E型 觸點系統(tǒng)是借用微動開關(guān) 延時機構(gòu)采用氣囊式阻尼器 空氣阻尼式時間繼電器 既具有由空氣室中的氣動機構(gòu)帶動的延時觸點 也具有由電磁機構(gòu)直接帶動的瞬動觸點 可以做成通電延時型 也可做成斷電延時型 電磁機構(gòu)可以是直流的 也可以是交流的 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器半導(dǎo)體時間繼電器電子式時間繼電器在時間繼電器中已成為主流產(chǎn)品 電子式時間繼電器是采用晶體管或集成電路和電子元件等構(gòu)成 目前已有采用單片機控制的時間繼電器 電子式時間繼電器具有延時范圍廣 精度高 體積小 耐沖擊和耐振動 調(diào)節(jié)方便及壽命長等優(yōu)點 所以發(fā)展很快 應(yīng)用廣泛 半導(dǎo)體時間繼電器的輸出形式有兩種 有觸點式和無觸點式 前者是用晶體管驅(qū)動小型磁式繼電器 后者是采用晶體管或晶閘管輸出 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器單片機控制時間繼電器隨著微電子技術(shù)的發(fā)展 采用集成電路 功率電路和單片機等電子元件構(gòu)成的新型時間繼電器大量面市 如DHC6多制式單片機控制時間繼電器 J5S17 J3320 JSZl3等系列大規(guī)模集成電路數(shù)字時間繼電器 J5145等系列電子式數(shù)顯時間繼電器 J5G1等系列固態(tài)時間繼電器等 DHC6多種制式時間繼電器如圖1 8所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 2 時間繼電器時間繼電器的選用選用時間繼電器時應(yīng)注意 其線圈 或電源 的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路相同 按控制要求選擇延時方式和觸點型式 校核觸點數(shù)量和容量 若不夠時 可用中間繼電器進行擴展 時間繼電器新系列產(chǎn)品JS14A系列 JS20系列半導(dǎo)體時間繼電器 JS14P系列數(shù)字式半導(dǎo)體繼電器等量具有體積小 延時精度高 壽命長 工作穩(wěn)定可靠 安裝方便 觸點輸出容大和產(chǎn)品規(guī)格全等優(yōu)點 廣泛用于電力拖動 順序控制及各種生產(chǎn)過程的自動控制中 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器非電磁類繼電器的感測元件接受非電量信號 如 溫度 轉(zhuǎn)速 位移及機械力等 常用的非電磁類繼電器有 熱繼電器 速度繼電器 干簧繼電器 永磁感應(yīng)繼電器等 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器熱繼電器熱繼電器 FR 主要用于電力拖動系統(tǒng)中電動機負載的過載保護 電動機在實際運行中 常會遇到過載情況 但只要過載不嚴(yán)重 時間短 繞組不超過允許的溫升 這種過載是允許的 但如果過載情況嚴(yán)重 時間長 則會加速電動機絕緣的老化 縮短電動機的使用年限 甚至燒毀電動機 因此必須對電動機進行過載保護 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器熱繼電器結(jié)構(gòu)與工作原理主要由熱元件 雙金屬片和觸點組成 如圖l 9所示 熱元件由發(fā)熱電阻絲做成 雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬輾壓而成 當(dāng)雙金屬片受熱時 會出現(xiàn)彎曲變形 使用時 把熱元件串接于電動機的主電路中 而常閉觸點串接于電動機的控制電路中 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器熱繼電器結(jié)構(gòu)與工作原理當(dāng)電動機正常運行時 熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲 但還不足以使熱繼電器的觸點動作 當(dāng)電動機過載時 雙金屬片彎曲位移增大 推動導(dǎo)板使常閉觸點斷開 從而切斷電動機控制電路以起保護作用 熱繼電器動作后一般不能自動復(fù)位 要等雙金屬片冷卻后按下復(fù)位按鈕復(fù)位 熱繼電器動作電流的調(diào)節(jié)可以借助旋轉(zhuǎn)凸輪于不同位置來實現(xiàn) 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器熱繼電器的型號及選用我國目前生產(chǎn)的熱繼電器主要有JR0 JR1 JR2 JR9 R10 JRl5 JRl6等系列 JRl JR2系列熱繼電器采用間接受熱方式 其主要缺點是雙金屬片靠發(fā)熱元件間接加熱 熱偶合較差 雙金屬片的彎曲程度受環(huán)境溫度影響較大 不能正確反映負載的過流情況 JRl5 JRl6等系列熱繼電器采用復(fù)合加熱方式并采用了溫度補償元件 因此較能正確反映負載的工作情況 JRl JR2 JR0和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結(jié)構(gòu) JRl6和JR20系列熱繼電器均有帶有斷相保護的熱繼電器 具有差動式斷相保護機構(gòu) 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器熱繼電器的圖形及文字符號如圖1 10所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器速度繼電器速度繼電器又稱為反接制動繼電器 它的主要用于籠型異步電動機的反接制動控制 感應(yīng)式速度繼電器的原理如圖1 11所示 它是靠電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)觸點動作的 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器干簧繼電器主要由干式舌簧片 觸點 與勵磁線圈組成 干式舌簧片是密封的 由鐵鎳合金做成 舌片的接觸部分通常鍍有貴重金屬 如金 銠 鈀等 具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能 密封在充有氮氣等惰性氣體的玻璃管中 因而有效地防止了塵埃的污染 減少了觸點的腐蝕 提高了工作可靠性 其結(jié)構(gòu)如圖1 13所示 1 1常用電器元件及符號1 1 3繼電器 3 其它非電磁類繼電器可編程通用邏輯控制繼電器是近幾年發(fā)展應(yīng)用的一種新型通用邏輯控制繼電器亦稱通用邏輯控制模塊 它將控制程序預(yù)先存儲在內(nèi)部存儲器中 用戶程序采用梯形圖或功能圖常用產(chǎn)品主要有德國金鐘 默勒公司的Easy 西門子公司的LOGO 日本松下公司的可選模式控制器一控制存儲式繼電器等 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 開關(guān)是最普通 使用最早的電器 其作用是分合電路 開斷電流 常用的有刀開關(guān) 隔離開關(guān) 負荷開關(guān) 轉(zhuǎn)換開關(guān) 組合開關(guān) 自動空氣開關(guān) 空氣斷路器 等 分類 有載運行操作 無載運行操作 選擇性運行操作 正面操作 側(cè)面操作 背面操作 不帶滅弧裝置和帶滅弧裝置刀口接觸有面接觸和線接觸兩種 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 1 低壓刀開關(guān)常用的HD系列和HS系列刀開關(guān)的外形如圖1 14所示 刀開關(guān)的圖形和文字符號如圖1 15所示 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 1 低壓刀開關(guān)刀開關(guān)是手動電器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種 主要用作電源隔離開關(guān) 也可用來非頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘枯^小的低壓配電線路 接線時應(yīng)將電源線接在上端 負載接在下端 這樣拉閘后刀片與電源隔離 可防止意外事故發(fā)生 刀開關(guān)的主要類型有 大電流刀開關(guān) 負荷開關(guān) 熔斷器式刀開關(guān) 常用的產(chǎn)品有 HD11 HDl4和HS11 HS13系列刀開關(guān) 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 1 低壓刀開關(guān)刀開關(guān)選擇時應(yīng)考慮以下兩個方面 結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)刀開關(guān)的作用和裝置的安裝形式來選擇如是否帶滅弧裝置 若分?jǐn)嘭撦d電流時 應(yīng)選擇帶滅弧裝置的刀開關(guān) 根據(jù)裝置的安裝形式來選擇 是否是正面 背面或側(cè)面操作形式 是直接操作還是杠桿傳動 是板前接線還是板后接線的結(jié)構(gòu)形式額定電流的選擇一般應(yīng)等于或大于所分?jǐn)嚯娐分懈鱾€負載額定電流的總和 對于電動機負載 應(yīng)考慮其啟動電流 所以應(yīng)選用額定電流大一級的刀開關(guān) 若再考慮電路出現(xiàn)的短路電流 還應(yīng)選用額定電流更大一級的刀開關(guān) 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 2 低壓斷路器低壓斷路器也稱為自動空氣開關(guān) 可用來接通和分?jǐn)嘭撦d電路 也可用來控制不頻繁起動的電動機 它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān) 過電流繼電器 失壓繼電器 熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和 是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器 低壓斷路器具有多種保護功能 過載 短路 欠電壓保護等 動作值可調(diào) 分?jǐn)嗄芰Ω?操作方便 安全等優(yōu)點 所以目前被廣泛應(yīng)用 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 2 低壓斷路器結(jié)構(gòu)和工作原理低壓斷路器由操作機構(gòu) 觸點 保護裝置 各種脫扣器 滅弧系統(tǒng)等組成 低壓斷路器工作原理圖如圖l 16所示 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 2 低壓斷路器低壓斷路器典型產(chǎn)品裝置式斷路器裝置式斷路器有絕緣塑料外殼 內(nèi)裝觸點系統(tǒng) 滅弧室及脫扣器等 可手動或電動 對大容量斷路器而言 合閘 有較高的分?jǐn)嗄芰蛣臃€(wěn)定性 有較完善的選擇性保護功能 廣泛用于配電線路 目前常用的有DZl5 DZ20 DZXl9和C45N 目前已升級為C65N 等系列產(chǎn)品 框架式低壓斷路器框架式斷路器一般容量較大 具有較高的短路分?jǐn)嗄芰洼^高的動穩(wěn)定性 適用于交流50Hz 額定電流380V的配電網(wǎng)絡(luò)中作為配電干線的主保護 框架式斷路器主要由觸點系統(tǒng) 操作機構(gòu) 過電流脫扣器 分勵脫扣器及欠壓脫扣器 附件及框架等部分組成 全部組件進行絕緣后裝于框架結(jié)構(gòu)底座中 常用的有DWl5 ME AE AH等系列的框架式低壓斷路器 智能化斷路器目前國內(nèi)生產(chǎn)的智能化斷路器有框架式和塑料外殼式兩種 1 1常用電器元件及符號1 1 4刀開關(guān)與低壓斷路器 2 低壓斷路器低壓斷路器的選用原則根據(jù)線路對保護的要求確定斷路器的類型和保護形式 確定選用框架式 裝置式或限流式等 額定電壓UN應(yīng)等于或大于被保護線路的額定電壓 欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護線路的額定電壓 額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護線路的計算電流 的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流的有效值 配電線路中的上 下級斷路器的保護特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合 下級的保護特性應(yīng)位于上級保護特性的下方且不相交 斷路器的長延時脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 熔斷器是一種簡單而有效的保護電器 在電路中主要起短路保護作用 熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管 絕緣座 組成 使用時 熔體串接于被保護的電路中 當(dāng)電路發(fā)生短路故障時 熔體被瞬時熔斷而分?jǐn)嚯娐?起到保護作用 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 1 常用的熔斷器插入式熔斷器如圖1 17所示 它常用于380V及以下電壓等級的線路末端 作為配電支線或電氣設(shè)備的短路保護用 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 1 常用的熔斷器螺旋式熔斷器如圖l 18所示 熔體上的上端蓋有一熔斷指示器 一旦熔體熔斷 指示器馬上彈出 可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到 它常用于機床電氣控制設(shè)備中 螺旋式熔斷器 分?jǐn)嚯娏鬏^大 可用于電壓等級500V及其以下 電流等級200A以下的電路中 作短路保護 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 1 常用的熔斷器封閉式熔斷器封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種 如圖l 19和圖l 20所示 有填料熔斷器一般用方形瓷管 內(nèi)裝石英砂及熔體 分?jǐn)嗄芰?用于電壓等級500V以下 電流等級1KA以下的電路中無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中 分?jǐn)嗄芰ι孕?用于500V以下 600A以下電力網(wǎng)或配電設(shè)備中 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 1 常用的熔斷器快速熔斷器它主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護 由于半導(dǎo)體元件的過載能力很低 只能在極短時間內(nèi)承受較大的過載電流 因此要求短路保護具有快速熔斷的能力 快速熔斷器的結(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同 但熔體材料和形狀不同 它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 1 常用的熔斷器自復(fù)熔斷器采用金屬鈉作熔體 在常溫下具有高電導(dǎo)率 當(dāng)電路發(fā)生短路故障時 短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速汽化 汽態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài) 從而限制了短路電流 當(dāng)短路電流消失后 溫度下降 金屬鈉恢復(fù)原來的良好導(dǎo)電性能 自復(fù)熔斷器只能限制短路電流 不能真正分?jǐn)嚯娐?其優(yōu)點是不必更換熔體 能重復(fù)使用 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 2 熔斷器的選擇熔斷器的安秒特性熔斷器的動作是靠熔體的熔斷來實現(xiàn)的 當(dāng)電流較大時 熔體熔斷所需的時間就較短 而電流較小時 熔體熔斷所需用的時間就較長 甚至不會熔斷 因此對熔體來說 其動作電流和動作時間特性即熔斷器的安秒特性 為反時限特性 如圖1 21所示 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 2 熔斷器的選擇熔斷器的選擇主要依據(jù)負載的保護特性和短路電流的大小選擇熔斷器的類型 對于容量小的電動機和照明支線 常采用熔斷器作為過載及短路保護 因而希望熔體的熔化系數(shù)適當(dāng)小些 通常選用鉛錫合金熔體的RQA系列熔斷器 對于較大容量的電動機和照明干線 則應(yīng)著重考慮短路保護和分?jǐn)嗄芰?通常選用具有較高分?jǐn)嗄芰Φ腞M10和RL1系列的熔斷器 當(dāng)短路電流很大時 宜采用具有限流作用的RT0和RTl2系列的熔斷器 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 2 熔斷器的選擇熔體的額定電流可按以下方法選擇 保護無起動過程的平穩(wěn)負載如照明線路 電阻 電爐等時 熔體額定電流略大于或等于負荷電路中的額定電流 保護單臺長期工作的電機熔體電流可按最大起動電流選取 也可按下式選取 IRN 1 5 2 5 IN保護多臺長期工作的電機 供電干線 IRN 1 5 2 5 INmax IN 1 1常用電器元件及符號1 1 5熔斷器 2 熔斷器的選擇熔斷器的級間配合為防止發(fā)生越級熔斷 擴大事故范圍 上 下級 即供電干 支線 線路的熔斷器間應(yīng)有良好配合 選用時 應(yīng)使上級 供電干線 熔斷器的熔體額定電流比下級 供電支線 的大1 2個級差 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 控制系統(tǒng)中 主令電器是一種專門發(fā)布命令 直接或通過電磁式電器間接作用于控制電路的電器 常用來控制電力拖動系統(tǒng)中電動機的起動 停車 調(diào)速及制動等 常用的主令電器有 控制按鈕 行程開關(guān) 接近開關(guān) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器及其它主令電器如腳踏開關(guān) 倒順開關(guān) 緊急開關(guān) 鈕子開關(guān)等 本節(jié)僅介紹幾種常用的主令電器 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 1 控制按鈕控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單 使用廣泛的手動主令電器 如圖1 22所示 控制按鈕由按鈕帽 復(fù)位彈簧 橋式觸點和外殼等組成 通常做成復(fù)合式 即具有常閉觸點和常開觸點 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 1 控制按鈕控制銨鈕的種類很多 在結(jié)構(gòu)上有撳鈕式 緊急式 鑰匙式 旋鈕式 帶燈式和打碎玻璃按鈕 常用的控制按鈕有LA2 LAl8 LA20 LAYl和SFAN一1型系列按鈕 按鈕選擇的主要依據(jù)是使用場所 所需要的觸點數(shù)量 種類及顏色 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 1 控制按鈕按鈕開關(guān)的圖形符號及文字符號見圖1 23 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 2 行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān) 用于控制機械設(shè)備的行程及限位保護 在實際生產(chǎn)中 將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置 當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時 行程開關(guān)的觸點動作 實現(xiàn)電路的切換 因此 行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器 它的作用原理與按鈕類似 行程開關(guān)廣泛用于各類機床和起重機械 用以控制其行程 進行終端限位保護 在電梯的控制電路中 還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度 自動開關(guān)門的限位 轎廂的上 下限位保護 行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式 滾輪式 微動式和組合式 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 2 行程開關(guān)直動式行程開關(guān)其結(jié)構(gòu)原理如圖1 24所示 其動作原理與按鈕開關(guān)相同 但其觸點的分合速度取決于生產(chǎn)機械的運行速度 不宜用于速度低于0 4m min的場所 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 2 行程開關(guān)滾輪式行程開關(guān)其結(jié)構(gòu)原理如圖1 25所示 當(dāng)被控機械上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時 撞桿轉(zhuǎn)向右邊 帶動凸輪轉(zhuǎn)動 頂下推桿 使微動開關(guān)中的觸點迅速動作 當(dāng)運動機械返回時 在復(fù)位彈簧的作用下 各部分動作部件復(fù)位 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 2 行程開關(guān)微動開關(guān)式行程開關(guān)其結(jié)構(gòu)如圖1 26所示 常用的有LXW 11系列產(chǎn)品 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 3 接近開關(guān)接近式位置開關(guān)是一種非接觸式的位置開關(guān) 簡稱接近開關(guān) 它由感應(yīng)頭 高頻振蕩器 放大器和外殼組成 當(dāng)運動部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時 就使其輸出一個電信號 接近開關(guān)分為電感式和電容式兩種 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 3 接近開關(guān)電感式接近開關(guān)的感應(yīng)頭是一個具有鐵氧體磁心的電感線圈 只能用于檢測金屬體 振蕩器在感應(yīng)頭表面產(chǎn)生一個交變磁場 當(dāng)金屬塊接近感應(yīng)頭時 金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩的能量 使振蕩減弱以至停振 因而產(chǎn)生振蕩和停振兩種信號 經(jīng)整形放大器轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號 從而起到 開 關(guān) 的控制作用 電容式接近開關(guān)的感應(yīng)頭是一個圓形平板電極 與振蕩電路的地線形成一個分布電容 當(dāng)有導(dǎo)體或其它介質(zhì)接近感應(yīng)頭時 電容量增大而使振蕩器停振 經(jīng)整形放大器輸出電信號 電容式接近開關(guān)既能檢測金屬 又能檢測非金屬及液體 常用的電感式接近開關(guān)型號有LJ1 LJ2等系列 電容式接近開關(guān)型號有LXJ15 TC等系列產(chǎn)品 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 3 紅外線光電開關(guān) 對射式和反射式 反射式光電開關(guān)是利用物體對光電開關(guān)發(fā)射出的紅外線反射回去 由光電開關(guān)接收 從而判斷是否有物體存在 如有物體存在 光電開關(guān)接收到紅外線 其觸點動作 否則其觸點復(fù)位 對射式光電開關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成 當(dāng)無遮擋物時 接收器接收到發(fā)射器發(fā)出的紅外線 其觸點動作 當(dāng)有物體擋住時 接收器便接收不到紅外線 其觸點復(fù)位 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 3 紅外線光電開關(guān)光電開關(guān)和接近開關(guān)的用途已遠超出一般行程控制和限位保護 可用于高速計數(shù) 測速 液面控制 檢測物體的存在 檢測零件尺寸等許多場合 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔式 控制多回路的主令電器 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用于各種控制線路的轉(zhuǎn)換 電壓表 電流表的換相測量控制 配電裝置線路的轉(zhuǎn)換和遙控等 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)還可以用于直接控制小容量電動機的起動 調(diào)速和換向 如圖1 27所示為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)單層的結(jié)構(gòu)示意圖 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)常用產(chǎn)品有LW5和LW6系列 LW5系列可控制5 5kW及以下的小容量電動機 LW6系列只能控制2 2kW及以下的小容量電動機 用于可逆運行控制時 只有在電動機停車后才允許反向起動 LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)按手柄的操作方式可分為自復(fù)式和自定位式兩種 所謂自復(fù)式是指用手撥動手柄于某一檔位時 手松開后 手柄自動返回原位 定位式則是指手柄被置于某檔位時 不能自動返回原位而停在該檔位 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄操作位置是以角度表示的 不同型號的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄有不同萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點 電路圖中的圖形符號如圖1 28所示 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 6 主令控制器主令控制器是一種頻繁對電路進行接通和切斷的電器 通過它的操作 可以對控制電路發(fā)布命令 與其它電路聯(lián)鎖或切換 常配合磁力起動器對繞線式異步電動機的起動 制動 調(diào)速及換向?qū)嵭羞h距離控制 廣泛用于各類起重機械的拖動電動機的控制系統(tǒng)中 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 6 主令控制器主令控制器一般由外殼 觸點 凸輪 轉(zhuǎn)軸等組成 與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)相比 它的觸點容量大些 操縱檔位也較多 主令控制器的動作過程與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)相類似 也是由一塊可轉(zhuǎn)動的凸輪帶動觸點動作 常用的主令控制器有LK5和LK6系列 其中LK5系列有直接手動操作 帶減速器的機械操作與電動機驅(qū)動等三種型式的產(chǎn)品 LK6系列是由同步電動機和齒輪減速器組成定時元件 由此元件按規(guī)定的時間順序 周期性地分合電路 1 1常用電器元件及符號1 1 6主令電器 6 主令控制器從結(jié)構(gòu)上講 主令控制器分為兩類 一類是凸輪可調(diào)式主令控制器 一類是凸輪固定式主令控制器 如圖1 29所示為凸輪式主令控制器 1 2電器控制的基本線路 任何復(fù)雜的電器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 基本控制線路是學(xué)習(xí)電器控制的基礎(chǔ) 特別是對生產(chǎn)機械整個電氣控制線路工作原理的分析與設(shè)計有很大的幫助 電器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)工作原理而繪制的 具有結(jié)構(gòu)簡單 層次分明 便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點 在各種生產(chǎn)機械的電器控制中 無論在設(shè)計部門或生產(chǎn)現(xiàn)場都得到廣泛的應(yīng)用 電器控制線路常用的圖形 文字符號必須符合最新的國家標(biāo)準(zhǔn) 1 2電器控制的基本線路 電器控制線路根據(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機的電路 是強電流通過的部分 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 電器元件的線圈 接觸器的輔助觸點 繼電器的觸點等組成 用細線條畫在原理圖的右邊 采用電器元件展開圖的畫法 同一電器元件的各部件可以不畫在一起 但需用同一文字符號標(biāo)出 若有多個同類電器 可在文字符號后加上數(shù)字序號 如KM1 KM2等 所有按鈕 觸點均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態(tài)畫出 控制電路的分支線路 原則上按照動作先后順序排列 兩線交叉連接時的電氣連接點須用黑點標(biāo)出 1 2電器控制的基本線路1 2 1三相籠型電動機直接起動控制 在電源容量足夠大時 小容量籠型電動機可直接起動 直接起動的優(yōu)點是電氣設(shè)備少 線路簡單 缺點是起動電流大 引起供電系統(tǒng)電壓波動 干擾其它用電設(shè)備的正常工作 1 2電器控制的基本線路1 2 1三相籠型電動機直接起動控制 1 點動控制如圖1 30所示 主電路由刀開關(guān)Q 熔斷器FU 交流接觸器KM的主觸點和籠型電動機M組成 控制電路由起動按鈕SB和交流接觸器線圈KM組成 1 2電器控制的基本線路1 2 1三相籠型電動機直接起動控制 2 連續(xù)運行控制如圖1 31所示 1 2電器控制的基本線路1 2 1三相籠型電動機直接起動控制 2 連續(xù)運行控制工作過程如下 起動 合上刀Q 按下起動按鈕SB1 接觸器KM線圈通電 KM主觸點閉合和常開輔助觸點閉合 電動機M接通電源運轉(zhuǎn) 松開SB1 利用接通的KM常開輔助觸點自鎖 電動機M連續(xù)運轉(zhuǎn) 停機 按下停止按鈕SB2 KM線圈斷電 KM主觸點和輔助常開觸點斷開 電動機M斷電停轉(zhuǎn) 1 2電器控制的基本線路1 2 1三相籠型電動機直接起動控制 2 連續(xù)運行控制線路設(shè)有以下保護環(huán)節(jié) 短路保護 短路時熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護作用 過載保護 采用熱繼電器FR 欠電壓 失電壓保護 通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn) 當(dāng)電源電壓由于某種原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓 如停電 時 接觸器KM斷電釋放 電動機停止轉(zhuǎn)動 當(dāng)電源電壓恢復(fù)正常時 接觸器線圈不會自行通電 電動機也不會自行起動 只有在操作人員重新按下起動按鈕后 電動機才能起動 1 2電器控制的基本線路1 2 1三相籠型電動機直接起動控制 3 點動和長動結(jié)合的控制在生產(chǎn)實踐中 機床調(diào)整完畢后 需要連續(xù)進行切削加工 則要求電動機既能實現(xiàn)點動又能實現(xiàn)長動 控制線路如圖1 32所示 1 2電器控制的基本線路1 2 2順序連鎖控制線路 1 多臺電動機先后順序工作的控制圖1 33為兩臺電動機順序起動控制線路 1 2電器控制的基本線路1 2 2順序連鎖控制線路 1 多臺電動機先后順序工作的控制電動機順序控制的接線規(guī)律是 要求接觸器KM1動作后接觸器KM2才能動作 故將接觸器KM1的常開觸點串接于接觸器KM2的線圈電路中 要求接觸器KM1動作后接觸器KM2不能動作 故將接觸器KM1的常閉輔助觸點串接于接觸器KM2的線圈電路中 1 2電器控制的基本線路1 2 2順序連鎖控制線路 2 利用時間繼電器順序起動控制線路圖1 34是采用時間繼電器 按時間原則順序起動的控制線路 1 2電器控制的基本線路1 2 3互鎖控制線路 電動機正 反轉(zhuǎn)控制線路如圖1 35所示 接觸器KM1為正向接觸器 控制電動機M正轉(zhuǎn) 接觸器KM2為反向接觸器 控制電動機M反轉(zhuǎn) 1 2電器控制的基本線路1 2 4位置原則的控制線路 自動循環(huán)控制線路如圖1 36所示 1 2電器控制的基本線路1 2 5時間原則的控制線路 三角形減壓起動控制控制線路是按時間原則實現(xiàn)控制 1 2電器控制的基本線路1 2 6速度原則的控制線路 三相異步電動機反接制機是利用改變電動機電源相序 使定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反 因而產(chǎn)生制動力矩的一種制動方法 應(yīng)注意的是 當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近零時 必須立即斷開電源 否則電動機會反向旋轉(zhuǎn) 由于反接制動電流較大 制動時需在定子回路中串入電阻以限制制動電流 反接制動電阻的接法有兩種 對稱電阻接法和不對稱電阻接法 1 2電器控制的基本線路1 2 6速度原則的控制線路 單向運行的三相異步電動機反接制動控制線路如圖1 38所示 1 2電器控制的基本線路1 2 6速度原則的控制線路 圖1 39為電動機可逆運行的反接制動控制線路 1 3典型電器控制系統(tǒng) 生產(chǎn)機械種類繁多 其拖動方式和電氣控制線路各不相同本節(jié)以X62W臥式升降臺銑床為例 對其控制線路進行分析 為電氣控制線路的設(shè)計 安裝 調(diào)試和維護打下基礎(chǔ) 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 1銑床主要結(jié)構(gòu)及運動情況 1 主要結(jié)構(gòu)銑床主要由底座 床身 懸梁 刀桿支架 升降臺 工作臺和溜板等部分組成 如圖1 40所示 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 1銑床主要結(jié)構(gòu)及運動情況 2 運動情況主運動 主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn) 主運動分順銑和逆銑兩種形式進給運動 是工件在工作臺上實現(xiàn)三個相互垂直方向的進給 即工作臺沿溜板上部回轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)軌在垂直于主軸軸線方向的縱向進給 溜板沿升降臺上的水平導(dǎo)軌在平行于主軸軸線方向的橫向進給 以及升降臺沿床身的垂直導(dǎo)軌作上下垂直進給 輔助運動 可轉(zhuǎn)動部分對溜板可繞垂直軸線轉(zhuǎn)動一個角度 一般為45o 因此工作臺除能實現(xiàn)平行或垂直于主軸方向的橫向或縱向進給外 還能在傾斜方向上進給 從而可進行螺紋的加工 銑床一般還配有圓工作臺 以擴大其加工范圍 輔助運動有工作臺在縱向 橫向 垂直方向上的快速移動 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 2銑床對電力拖動與控制的要求 1 銑床要求主軸能夠調(diào)速 且在各種銑削速度下保持恒功率 因此 主軸電動機采用籠形異步電動機 經(jīng)齒輪變速箱拖動主軸 2 為實現(xiàn)順銑和逆銑加工 要求主軸正反轉(zhuǎn) 但在銑削加工過程中旋轉(zhuǎn)方向不需變換 而是加工前預(yù)選主軸轉(zhuǎn)動的方向 3 銑刀是一種多刃刀具 其切削過程是斷續(xù)的 為了減小負載波動的影響 往往在主軸上裝有飛輪增加慣性 這樣主軸電動機由于慣性大使停車時間變長 為了能快速停車 提高生產(chǎn)效率 主軸采用制動停車方式 銑床中常用反接制動或電磁離合器制動 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 2銑床對電力拖動與控制的要求 4 為使主軸變速箱內(nèi)齒輪易于嚙合 要求主軸電動在主軸變速時能產(chǎn)生變速沖動 5 工作臺的進給運動 快速移動以及圓工作臺工作由同一臺進給電動機拖動 由于進給運動和快速移動在三個方向上都是往復(fù)式的 因此要求進給電動機正反轉(zhuǎn) 進給運動和快速移動是通過牽引電磁鐵來換接傳動鏈得以實現(xiàn) 6 工作臺進給運動與圓工作臺旋轉(zhuǎn)運動不能同時進行 工作臺左 右 上 下 前 后六個方向的進給運動在同一時刻只允許一個方向進行 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 2銑床對電力拖動與控制的要求 7 工作臺的進給運動需要變速 進給變速也是由機械齒輪變速箱來實現(xiàn) 變速時為了便于齒輪嚙合 也要有變速沖動環(huán)節(jié) 8 應(yīng)保證主軸起動后 工作臺方可進給 主軸停止 工作臺也要停止進給 以免造成刀具和工件損壞 但主軸不轉(zhuǎn)時 允許工件快速移動到加工位置 9 為了實現(xiàn)工件和刀具的冷卻 需要一臺冷卻泵電動機 10 應(yīng)具有必要的保護 聯(lián)鎖及照明電路 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 如圖1 41所示為X62W臥式升降臺銑床的電器控制線路 圖中M1為主軸電動機 M2為進給電動機 M3為冷卻泵電動機 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 1 主軸的控制主軸電動機起動與停止主軸電動機M1由接觸器KM1控制 其旋轉(zhuǎn)方向 順銑或逆銑 由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5預(yù)先選擇 KM2為反接制動用接觸器 R為反接制動電阻 起動主軸時 先將電源開關(guān)Q合上 再將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5轉(zhuǎn)到主軸所需的旋轉(zhuǎn)方向 然后按下起動按鈕SB1或SB2 兩地控制 KM1得電并自鎖 主軸電動機M1起動 當(dāng)M1轉(zhuǎn)速大于速度繼電器KS的吸合值時 KS常開觸點閉合 為接通反接制動回路作準(zhǔn)備 停止主軸時 按停止按鈕SB3或SB4 使KM1線圈斷電 切斷主軸電動機M1的三相電源 由于此時KS常開觸點是閉合的 所以KM得電 實現(xiàn)反接制動 當(dāng)M1的轉(zhuǎn)速下降到KS的釋放值 接近于0 時 KS常開觸點斷開 制動結(jié)束 由于沒有自鎖回路 在制動過程中SB3或SB4要一直按住 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 1 主軸的控制主軸變速沖動主軸變速機構(gòu)如圖1 42所示 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 2 工作臺的控制工作臺的進給運動 快速移動和圓工作臺工作都由進給電動M2拖動 由接觸器KM3和KM4控制M2的正 反轉(zhuǎn) 接觸器KM5是用來接通快速移動用的電磁鐵YA 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 2 工作臺的控制進給運動的控制工作臺的縱向 橫向及垂直方向進給由兩個操縱手柄來控制 一個是縱向操縱手柄 一個是橫向及垂直方向操縱手柄 縱向操縱手柄通過聯(lián)動機構(gòu)控制行程開關(guān)SQ1和SQ2 分別控制工作臺向右和向左進給運動 橫向及垂直方向操縱手柄通過聯(lián)動機構(gòu)控制行程開關(guān)SQ3和SQ4 SQ3控制工作臺向前或向下運動 SQ4控制工作臺向后或向上運動 要進行工作臺縱向 橫向及垂直方向的進給 SA1應(yīng)選擇在觸點SA1 1通 SA1 2斷 SA1 3通的位置 同時KM1應(yīng)得電 觸點KM1 11 12 接通 1 3典型電器控制系統(tǒng)1 3 3X62W臥式升降臺銑床控制線路分析 2 工作臺的控制進給運動的控制 工作臺縱向進給運動 例 當(dāng)縱向操縱手柄扳到 右 位置時 掛上縱向傳動鏈 同時SQ1被壓合 其常開觸點 18 19 接通 常閉觸點 25 17 斷開 此時控制回路3 5 10 11 12 15 16 17 18 19 20 21 14 9 PE接通 接觸器KM3得電 進給電動機M2的正轉(zhuǎn) 通過縱向傳動鏈拖動工作臺向右進給運動 若將操縱手柄扳到 中間 位置 SQ1 SQ2復(fù)位