課題9工作臺自動往返控制線路的安裝與檢修

1、課題九課題九 工作臺自動往返控制線路的安裝與檢修工作臺自動往返控制線路的安裝與檢修一、訓練目標一、訓練目標1、通過對自動往返循環(huán)控制線路的接線，加深對有一些特殊要求的控制線路的了解。2、電動機自動往返運動的控制方法。3、熟悉行程開關(guān)的使用方法。掌握對自動往返電氣線路的安裝操作能力。二、實訓設備和器件二、實訓設備和器件 任務所需的實訓設備和元件見表1。表1工作臺自動往返控制線路的實訓設備和元件明細表代號名稱型號規(guī)格數(shù)量M三相異步電動機Y-112M-44kW、380V、接法、8.8A、1440r/min1QS組合開關(guān)HZ10-25/3三極、25A1FU1熔斷器RL1-60/25500V、60A、配

2、熔體25A3FU2熔斷器RL1-15/2500V、15A、配熔體2A2KM交流接觸器CJ10-2020A、線圈電壓380V2FR熱繼電器JR16-20/3三極、20A、整定電流8.8A1SB按鈕LA4-3H保護式、500V、5A、按鈕數(shù)33XT端子板JX2-1015500V、10A、20節(jié)1SQ1-4位置開關(guān)JLXK1-111單輪旋轉(zhuǎn)式4主電路導線BVR-1.51.5mm2(70.25mm)若干控制電路導線BVR-1.01 mm2 (70.43mm)若干三、三、 相關(guān)知識相關(guān)知識項目學習情境項目學習情境11行程開關(guān)行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱位置開關(guān)（或稱位置傳感器），是一種很重要的小電流主令電器。

3、行程開關(guān)是利用生產(chǎn)設備某些運動部件的機械位移而碰撞位置開關(guān)，使其觸點動作，將機械信號變?yōu)殡娦盘?，接通、斷開或變換某些控制電路的指令，借以實現(xiàn)對機械的電氣控制要求，通常，這類開關(guān)被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。即主要 用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短。 各種系列的行程開關(guān)其基本結(jié)構(gòu)大體相同，都是由操作頭、傳動機構(gòu)、觸點系統(tǒng)和外殼組成。操作頭接受機械設備發(fā)出的動作指令或信號，并將其傳遞到觸點系統(tǒng)，觸點再將操作頭傳來的指令或信號，通過本身的結(jié)構(gòu)功能變?yōu)殡娦盘?，輸出到有關(guān)控制回路，使之作出必要的反應。 行

4、程開關(guān)觸點結(jié)構(gòu)及運動示意圖見圖1所示，工作機械碰撞傳動頭時，經(jīng)傳動機構(gòu)使頂桿向下移動，到達一定行程時，改變了彈簧力的方向，其垂直方向力由向下變?yōu)橄蛏?，則動觸點向上跳動，使動斷觸點分斷，動合觸頭閉合。當外力去掉后，在復位彈簧的作用下頂桿上升，動觸頭又向下跳動，恢復初始狀態(tài)。 行程開關(guān)的觸點分合速度取決于生產(chǎn)機械擋塊觸動操作頭移動速度，其缺點是當移動速度低于0.4m/min時，觸點分合太慢易受電弧燒毀，從而減少觸點使用壽命。 行程開關(guān)的種類很多，按運動形式劃分為直動式和轉(zhuǎn)動式；按照觸點性質(zhì)劃分為有觸點和無觸點的。目前生產(chǎn)的產(chǎn)品有LX19、LX22、LX32及LX33，還有JLXK1系列。表2為常用

5、的LX19和JLXK1系列行程開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)。圖1 行程開關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)及運動示意圖和圖形文字符號（a）結(jié)構(gòu)示意圖 （b）圖形文字符號1-外殼2-頂桿3-常開靜觸點4-觸點彈簧5-動觸頭6-常閉靜觸點7-恢復彈簧8-螺釘行程開關(guān)型號意義如下：表2 LX19和JLXK1系列行程開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓電流結(jié)構(gòu)特點觸點對數(shù)工作行程超行程觸點轉(zhuǎn)換時間（s）常開常閉LX19380V5A元件113mm1mm0.04LX19-111單輪，滾輪裝在傳動桿內(nèi)側(cè)，能自動復位1130度20度LX19-121單輪，滾輪裝在傳動桿外側(cè)，能自動復位1130度20度LX19-131單輪，滾輪裝在傳動桿凹槽內(nèi)能自動復位113

6、0度15度LX19-212雙輪，滾輪裝在U形傳動桿內(nèi)側(cè)，不能自動復位1130度15度LX19-222雙輪，滾輪裝在U形傳動桿外側(cè)，不能自動復位1130度15度LX19-232雙輪，滾輪裝在U形傳動桿外側(cè)，不能自動復位1130度15度LX19-001無滾輪，僅徑向傳動桿能自動復位114mm3mmJLXK-111JLXK-211JLXK-311JLXK-411500V5A單輪防護式雙輪防護式直動防護式直動滾輪防護式111111111215度45度13mm13mm30度45度24mm24mm0.04項目學習情境項目學習情境22自動循環(huán)控制電路自動循環(huán)控制電路 利用機械設備運動部件行程位置，控制電動機

7、正反轉(zhuǎn)，從而使生產(chǎn)機械自動往復循環(huán)運動，其控制原理如圖8-2所示。 圖2（a）為自動往復循環(huán)控制電路。合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1通電自鎖，電動機正向旋轉(zhuǎn)，拖動工作臺向左移動；當運動加工到位時，擋鐵1壓下行程開關(guān)SQ1，使SQ1常閉觸點斷開，接觸器KM1線圈斷電釋放，電動機M停轉(zhuǎn)。與此同時，SQ1常開觸點閉合，又使接觸器KM2線圈通電吸合，電動機反轉(zhuǎn)，拖動工作臺向右移動，當向右移到位時，擋鐵2壓下行程開關(guān)SQ2，使接觸器KM2線圈斷電釋放，同時接觸器KM1又通電，電動機由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，拖動運動部件變后退為前進，如此周而復始地自動往復工作。圖2（b）為機床工作臺往復運動示意

8、圖， SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分別固定安裝在床身上，SQ1、SQ2反映加工起點、終點位置；SQ3、SQ4限制工作臺往復運動的極限位置，防止SQ1、SQ2失靈，工作臺運動超出行程而造成事故。擋鐵1、2安裝在工作臺移動部件上。圖2 自動循環(huán)控制電路項目學習情境項目學習情境33直流電動機控制電路直流電動機控制電路 直流電動機按不同的勵磁方式可分為他勵，并勵，串勵和復勵四種，他勵與并勵電動機實際應用最多，其性能和控制線路基本相同。下面介紹他勵直流電動機的起動、正反向、制動控制線路。 1單向運轉(zhuǎn)起動控制線路 他勵直流電動機與三相籠型異步電動機的不同點之一是他勵直流電動機是由電樞繞組和勵磁繞組兩個不

9、同繞組組成，必須有兩個直流電源分別對他們進行供電。 由電機拖動可知，直流電動機電勢平衡與反電動勢方程式如下： 式中：U電源電壓，單位為伏（V）； Em電樞反電動勢，單位為伏（V）； Im電樞電流，單位為安（A）； Rm電樞電阻，單位為歐（） 由上式（8-1）、（8-2）可見，他勵直流電動機在起動時應注意以下兩個問題： （1）必須先給予勵磁繞組加上電壓再加電樞電壓，若沒有勵磁就加上電樞電壓，電機不能起動運轉(zhuǎn)，就不會產(chǎn)生反電動勢，而電樞回路電阻又很小，這樣使電樞回路的電流大大超過其額定電流值，電機將被燒毀。 （2）起動時不得將電動機的額定電壓直接加到電樞上去，應逐漸升高電樞電壓直至其額定值。因為在

10、剛起動瞬間，電機轉(zhuǎn)速n=0，從而而反電動勢為0，此時，在電樞兩端所加的額定電壓的作用下，通過電樞的電流（即全壓起動電流）將很大，其數(shù)數(shù)值能高出額定電流的1020倍，引起換向條件的惡化，產(chǎn)生極嚴重的火花和機械沖擊，因此，除小容量電動機外，一般不允許直接起動，必須采用加大電樞電路電阻或降低電樞電壓和方法來限制起動電流。 圖3為電樞串兩級電阻，按時間原則的起動控制電路。圖中KA1為過電流繼電器，KM1為起動接觸器，KM2、KM3為短接起動電阻接觸器，KT1、KT2為時間繼電器，KA2為欠電流繼電器，R3為放電電阻。圖3 直流電動機串電阻按時間原則的起動控制電路 電路工作情況：合上電源開關(guān)Q1和控制開

11、關(guān)Q2，KT1通電，其常閉觸點斷開，切斷KM2、KM3電路。保證起動時串入電阻R1、R2。按下起動按鈕SB2，KM1通電并自鎖，主觸點閉合，接通電動機電樞電路，電樞串入兩級電阻起動，同時KT1斷電，為KM2、KM3通電短接電樞回路電阻作準備。在電動機起動的同時，并接在電阻R1兩端的KT2通電，其常閉觸點打開，使KM3不能通電，確保R2串入電樞，經(jīng)過一段時間延時后，KT1延時閉合的觸點閉合，KM2通電，短接電阻R1，隨著電動機轉(zhuǎn)速升高，電樞電流減小，為保持一定的加速轉(zhuǎn)矩，起動過程中將串接電阻逐級切除，就在R1被短接的同時，KT2線圈斷電，經(jīng)一定延時，KT2常閉觸點閉合，KM3通電，短接電阻R2，

12、電動機在全壓下運轉(zhuǎn)，起動過程結(jié)束。 電動機保護環(huán)節(jié)：過電流繼電器KA1實現(xiàn)過載保護和短路保護；欠電流繼電器KA2實現(xiàn)欠磁場保護，電阻R3與二極管VD構(gòu)成電動機勵磁繞組斷開電源時的放電回路，避免發(fā)生過電壓。2可逆運轉(zhuǎn)起動控制線路 直流電動機的轉(zhuǎn)向取決于電磁轉(zhuǎn)矩的方向，因此，改變直流電動機的轉(zhuǎn)向有兩種方法，即：當電動機的勵磁繞組端電壓的極性不變時，改變電樞繞組端電壓極性，或者電樞繞組端電壓極性不變，改變勵磁繞組端電壓極性，都可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，但當兩者的電壓極性同時改變時，電動機的旋轉(zhuǎn)方向不變。 在采用改變電樞繞組端電壓極性的方法時，因主回路電流較大，故接觸器容量也較大，并要求采用滅弧能力強

13、的直流接觸器，這就給使用帶來不便，但采用改變直流電動機勵磁電流極性來講，由于電磁慣性大，對于頻繁正反向運行的電動機，通常采用前一種方法。 圖4為直流電動機可逆運轉(zhuǎn)的起動控制電路。圖中KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器，KM3、KM4為短接電樞回路電阻接觸器，KT1、KT2為時間繼電器。KA1為過電流繼電器，KA2為欠電流繼電器，R1、R2起動電阻，R3為放電電阻。其電路工作情況與圖3相同。此處不再重復，由讀者自行分析。圖4 直流電動機可逆運轉(zhuǎn)的起動控制電路四、訓練內(nèi)容和步驟四、訓練內(nèi)容和步驟1訓練內(nèi)容和控制要求 圖2是自動往復控制線路的實訓電路。線路的動作過程：先合上電源開關(guān)QS。 按下按鈕SB2K

14、M1通電并自鎖M正轉(zhuǎn)，拖動工作臺向左移動；當運動到位時壓下SQ1常閉觸點斷開KM1線圈斷電M停轉(zhuǎn)同時SQ1常開觸點閉合KM2通電并自鎖M反轉(zhuǎn)，拖動工作臺向右移動，當運動到位時壓下SQ2KM2線圈斷電，同時SQ2常開觸點閉合KM1又通電M由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，拖動運動部件變后退為前進，如此周而復始地自動往復工作。2訓練步驟及要求（1）識讀與分析自動往復循環(huán)控制線路電氣原理圖2。（2）根據(jù)電氣原理圖繪制自動往復循環(huán)控制電氣安裝接線圖如圖5所示。（3）固定電器元件。（4）按電氣安裝接線圖接線。注意接線要牢固，接觸要良好，文明操作。（5）在接線完成后，若檢查無誤，經(jīng)指導老師檢查允許后方可通電調(diào)試。圖5自動往

15、復循環(huán)控制電氣安裝接線圖L1L2L3L1L2L3U111V111W111U111V111U121V121W12110452334701233UVWPEM3FRKM1U13V13W13QS83113U121V121 W121U121 V121 W121U13V13W13U13V13W13SB1SB2SB3XTWUVKM210116704868擋塊SQ4SQ2SQ1SQ391023注意事項 在接線完成后要檢查電動機的轉(zhuǎn)向與限位開關(guān)是否協(xié)調(diào)。例如電動機正轉(zhuǎn)（即KM1吸合），運動部件運動到所需要反向的位置時，擋鐵應該撞到限位開關(guān)SQ1，而不應撞到SQ2。否則，電動機不會反向，即運動部件不會反向，如果電動機與限位開關(guān)不協(xié)調(diào)，只要將三相異步電動機的三根電源線對調(diào)兩根即可。4思考與練習 （1）位置開關(guān)SQ3 、SQ4在電路在起什么作用？ （2）位置開關(guān)應該安