大機(jī)培訓(xùn)教材(電氣部分2)

1、教學(xué)目的：教學(xué)目的：掌握液壓泵電機(jī)的直接起動(dòng)和星三角形 降壓起動(dòng)和熔爐加熱自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理及交流和直流電源供應(yīng)。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)： 1、掌握液壓泵電機(jī)的直接起動(dòng)的工作原理。 2、掌握液壓泵電機(jī)的星三角形降壓起動(dòng)的工 作原理。 3、掌握液壓泵電機(jī)的保護(hù)。 4、掌握熔爐加熱自動(dòng)控制原理。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)： 1、星三角形降壓起動(dòng)的工作原理。 2、熔爐加熱自動(dòng)控制原理。1、液壓泵電機(jī)類型、液壓泵電機(jī)類型：液壓泵電機(jī)一般用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。2、液壓泵電機(jī)的起動(dòng)方式：、液壓泵電機(jī)的起動(dòng)方式： 2-1：直接起動(dòng)（也稱全壓起動(dòng)）。：直接起動(dòng)（也稱全壓起動(dòng)）。當(dāng)電機(jī)繞組直接加上額定電壓即全部電源電

2、壓而起動(dòng)稱為直接起動(dòng)（或全壓起動(dòng)）。 2-2：降壓起動(dòng)。：降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)有：定子串電阻降壓起動(dòng)、定子串電抗降壓起動(dòng)、星-三角形降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)。 在壓鑄成型機(jī)中液壓泵電機(jī)起動(dòng)都是空載起動(dòng)，負(fù)載輕，所以一般都采用星-三角形降壓起動(dòng)。3-1：液壓泵電機(jī)直接起動(dòng)的電氣圖。如圖：液壓泵電機(jī)直接起動(dòng)的電氣圖。如圖 1-1所所 示。示。 1L11L21L3總電源開(kāi)關(guān)供電電源油泵電機(jī)IL1IL3N50HzPEAC380V3NPEL2I50AQF0PELR14P15kWPE3M1380VW1V1U1W2V2U230-40AKM1NLR1N1KM1操作箱起動(dòng)L301B0-2KM1L232B15-

3、2L21操作箱停止KA2QF1310A操作箱急停ST6-1L20控制電源開(kāi)關(guān)由PLC輸出FU1-FU363AU1V1 W1主電路控制電路 分析過(guò)程說(shuō)明： 起動(dòng)電機(jī)前先將總電源開(kāi)關(guān)QF0和控制電源QF13合上。電路圖 3-3：液壓泵電機(jī)的停止：液壓泵電機(jī)的停止 按下ST6-1急停開(kāi)關(guān)或按下2B15-2電機(jī)停止按鈕均能使KM1線圈斷電，從而使液壓泵電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 4、液壓泵電機(jī)星、液壓泵電機(jī)星-三角形降壓起三角形降壓起動(dòng)動(dòng) 考慮到大功率的電機(jī)以及用戶電網(wǎng)變壓器的容量的原因，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流很大（起動(dòng)電流約為額定電流的4至7倍），所以對(duì)功率較大的液壓泵電機(jī)采取星-三角形降壓起動(dòng)。 NSNstPP

4、II443式中： Ist- 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流（A）； IN-電動(dòng)機(jī)的額定電流（A）； PS-電源容量（kVA）； PN-電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW）。 4-2-1：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓= （UN-電動(dòng)機(jī)額定電壓） 4-2-2：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流= （IS-電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電流） 4-2-3：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩= （TS-電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩）NU31ST31SI31 4-2-4：星-三角形降壓起動(dòng)一般適用于低壓電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)廉。但電動(dòng)機(jī)有6個(gè)接線頭。 電氣原理圖。如圖電氣原理圖。如圖1-2所示。所示。主電路控制電路KT1 KT1油泵電機(jī)供電電源總電源開(kāi)關(guān)YY急停開(kāi)關(guān)油泵電機(jī)起動(dòng)NL20LR

5、1KM1N1L32 L34W3 U3V3PEKM3KM2KM1M1PE W2U2V23KM1KM337kW4P380VU1V1W1L31 L3350HzU2V2W2L3050AKM3LR1L23KA2操作箱起動(dòng)電箱起動(dòng)KM21B11B-11B11A-1KM21B12B-1電箱停止U1V1W1L22L21ST6-1操作箱停止FU1-FU3125APEN1B12A-11L23NPE1L3AC380VL3IIL2IL11L110AQF1380AQF0KA2O32+24V0V+24V0V1B0手動(dòng)1B11B-21B11A-2電機(jī)起動(dòng)1B12A-21B12B-2電機(jī)停止KM3電機(jī)起動(dòng)控制操作箱急停ST6

6、-2急停電機(jī)起動(dòng)確認(rèn)返回 4-4：液壓泵電機(jī)星：液壓泵電機(jī)星-三角三角形降壓起動(dòng)的工作原理形降壓起動(dòng)的工作原理 分析過(guò)程說(shuō)明： 起動(dòng)電機(jī)前先將總電源開(kāi)關(guān)QF0和控制電源QF13合上按起動(dòng)按鈕1B11A或1B11B中間繼電器KA2（由PLC輸出控制）急停ST6停止按鈕1B12A停止按鈕1B12B中繼KA2觸點(diǎn)熱繼LR1時(shí)間制KT1常閉觸點(diǎn)KM3常閉觸點(diǎn)交流接觸器線圈KM1交流接觸器線圈KM2KM2常開(kāi)主觸點(diǎn)KM1常開(kāi)主觸點(diǎn)KM2輔助常開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)間制KT1開(kāi)始延時(shí)KM1輔助常閉觸點(diǎn)并自鎖液壓泵電機(jī)M1作星形起動(dòng)防止KM3線圈得電而引起短路(與KM3聯(lián)鎖)。時(shí)間制KT1設(shè)定時(shí)間到時(shí)間制KT1常閉觸點(diǎn)時(shí)

7、間制KT1常開(kāi)觸點(diǎn)交流接觸器線圈KM1交流接觸器線圈KM3KM1輔助常閉觸點(diǎn)防止KM1線圈得電而引起短路(與KM2聯(lián)鎖)。KM2常開(kāi)主觸點(diǎn)KM3輔助常閉觸點(diǎn)KM3常開(kāi)主觸點(diǎn)液壓泵電機(jī)M1作三角形運(yùn)行液壓泵電機(jī)M1完成星-三角形降壓起動(dòng)過(guò)程電路圖 4-5：液壓泵電機(jī)起動(dòng)完成的作用：液壓泵電機(jī)起動(dòng)完成的作用 液壓泵電機(jī)起動(dòng)完成后通過(guò)KM3輔助觸點(diǎn)將信號(hào)輸入至PLC輸入端，PLC輸出端才能控制相應(yīng)動(dòng)作的油閥線圈工作。 4-6：液壓泵電機(jī)星：液壓泵電機(jī)星-三角形降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)換三角形降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程中主要參數(shù)的變化過(guò)程中主要參數(shù)的變化 當(dāng)KM1、KM2線圈得電時(shí)，液壓泵電機(jī)的定子線圈繞組接成星形。如圖1-

8、3所示。 使電機(jī)每一相定子線圈繞組承受的電壓為電源額定電壓的 倍。待電機(jī)起動(dòng)一定時(shí)間后再轉(zhuǎn)換成三角形運(yùn)行。如圖1-4所示。使電機(jī)在電源額定電壓下運(yùn)行。這樣在起動(dòng)過(guò)程中就會(huì)減少電流對(duì)電網(wǎng)電壓的沖擊。313131W2e23eUV22eUIe1U2I 4-6-1：星形連接時(shí)電機(jī)的電壓： 4-6-2：星形連接時(shí)電機(jī)的電流： 4-6-3：星形連接時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩： 222131eeYkUkUMZUZUIIeeYY212131eeUU2131 4-6-4：三角形連接時(shí)電機(jī)的電壓 ： 4-6-5：三角形連接時(shí)電機(jī)的電流： 4-6-6：三角形連接時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩：ZUZUIIeeee23213332223eekUkU

9、MeeUU23 從以上公式可以得出：當(dāng)電機(jī)定子線圈繞組接成星形時(shí)，起動(dòng)電壓減少為三角形的 倍；起動(dòng)電流減少為三角形的1/3倍；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減少為三角形的1/3倍。 4-6-7：液壓泵電機(jī)的保護(hù)。 液壓泵電機(jī)的保護(hù)主要采用了熔斷器（FU1-FU3）作為短路保護(hù)和熱繼電器（LR1）作為電機(jī)的過(guò)載保護(hù)。31 1-1：由溫度設(shè)定器設(shè)定金屬熔融的溫度。 1-2：由D/A（數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量）轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量電壓信號(hào)（如：010V，4mA20mA）加在比例-積分-微分調(diào)節(jié)器（PID）的給定電壓輸入端。 1-3：由K型熱電偶（檢測(cè)溫度范圍在-200C-1300C）檢測(cè)熔爐金屬液的溫度（熔爐實(shí)際溫度）

10、以電壓的形式加在PID的反饋輸入端上。 1-4：PID根據(jù)給定電壓與實(shí)際反饋電壓的差值，按照PID的規(guī)律調(diào)節(jié)并控制熔爐加熱器給熔爐加熱，從而實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。 1-5：當(dāng)熔爐的溫度大于設(shè)定值時(shí)，加熱器停止加熱。加熱器的起動(dòng)和停止是由溫控器內(nèi)的繼電器控制。 1-6：溫度控制的精度與D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有關(guān)。8位D/A轉(zhuǎn)換器的控制精度大約為0.5C左右；10位和12位D/A轉(zhuǎn)換器的控制精度大約為0.1C左右。 如圖如圖2-2所示。所示。KT0M01KA0NL6M+L9M-251134810U0(E5EN)B10L7KA017KT0L4L510AQF2L1NTK6KA1 KA3K型熱電偶電源開(kāi)

11、關(guān)熔爐加熱器24小時(shí)時(shí)間制熔爐加熱控制手動(dòng)加熱控制自動(dòng)加熱控制報(bào)警1輸出報(bào)警2輸出 2-1：QF0是熔爐加熱電源開(kāi)關(guān)。即具有電源開(kāi)關(guān)的作用，又具有短路保護(hù)的作用。 2-2：B10是熔爐加熱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。具有“手動(dòng)”、“關(guān)”和“自動(dòng)”三檔功能。KT0是24小時(shí)時(shí)間控制器，與B10的“自動(dòng)”檔配合使用。當(dāng)B10旋至“手動(dòng)”檔時(shí)，熔爐開(kāi)始進(jìn)行加熱；當(dāng)B10旋至“關(guān)”檔時(shí)，熔爐加熱停止；當(dāng)B10旋至“自動(dòng)”檔時(shí)，熔爐的加熱控制就由24小時(shí)時(shí)間控制器進(jìn)行控制。例如：設(shè)定24小時(shí)時(shí)間控制器的時(shí)間為7時(shí)，那么在早上7時(shí)，熔爐自動(dòng)起動(dòng)加熱控制裝置，這樣可以提高工作效率。 2-3：TK是K型熱電偶。用來(lái)檢測(cè)熔爐金屬

12、液的溫度是否達(dá)到溫度的設(shè)定值。 2-4：M0是熔爐加熱裝置。有噴油加熱裝置和電阻加熱裝置。 2-5：U0是OMRON公司E5EN溫度控制器。還具有溫度報(bào)警輸出功能。 1、交流電源部分、交流電源部分 交流電源主要是按照國(guó)標(biāo)（GB 5226.1-2002）要求采用三相五線制動(dòng)力電源，電壓AC380V、頻率是50Hz的交流電源。用“L1、L2、L3”表示三相相線；用“N”表示零線；用“PE”表示保護(hù)接地線。 2、控制電路電源部分、控制電路電源部分 壓鑄成型機(jī)的控制電路電源主要采用單相AC220V和DC24V。 2-1：?jiǎn)蜗郃C220V控制電路電源。單相AC220V控制電路電源的獲得有兩種方法： 方法

13、一是由隔離變壓器提供。將AC380V的電壓降為AC220V的電壓或AC220V通過(guò)隔離變壓器仍輸出AC220V電壓，增加隔離變壓器的作用是提高控制電路的抗干擾能力。 方法二是取任一條相線的相電壓（相線與零線之間的電壓）作為控制電路的電壓。采用此方法在設(shè)計(jì)、裝配和維護(hù)都比較簡(jiǎn)便，但抗干擾能力較差。 2-2：直流電源系統(tǒng)。直流電源一般采用開(kāi)關(guān)電源提供，主要是將單相交流220V輸入電壓變?yōu)橹绷?4V恒定電壓，提供給PLC的各工作模塊以及液壓各油閥工作。 2-3：接地保護(hù)。接地保護(hù)是整機(jī)安全保障的重要措施之一，壓鑄成型機(jī)對(duì)電壓大于50的人體易接觸到的金屬部件均有接地保護(hù)裝置，以保證整機(jī)任何部位的操作都絕對(duì)的安全。 對(duì)小于等于1000V的電網(wǎng)電壓提供了兩個(gè)數(shù)據(jù)，較低的電壓主要是用于照明與小型電器（收音機(jī)），而較高的電壓首先是用于大功率的電氣設(shè)備（例如電動(dòng)機(jī)）。 如果在雙電壓數(shù)據(jù)中，較高的電壓正好是較低電壓值的二倍（例如100/200V），則這是指帶二根相線和一根中線的單相三線制。如果在雙電壓數(shù)據(jù)中，較高的電壓（相線電壓=線電壓）正好是較低電壓值的1.73倍（星型連接的相線電壓=相電壓，例如230/400V），則這是指帶三根相線與一根中線的三相交流四線制。只有1項(xiàng)數(shù)據(jù)