電力拖動(dòng)概述、組成和特點(diǎn)

1、電力拖動(dòng)概述、組成和特點(diǎn)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)主要內(nèi)容一.電力拖動(dòng)的作用二.電力拖動(dòng)的組成三.電力拖動(dòng)的特點(diǎn)一.電力拖動(dòng)的作用 用電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械使之運(yùn)動(dòng)的方式。 電動(dòng)機(jī) 控制設(shè)備 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間) 工作機(jī)構(gòu) 生產(chǎn)上廣泛采用的控制系統(tǒng)為： 繼電器接觸器控制系統(tǒng)。 組成電 源自控控制設(shè)備動(dòng)力設(shè)備傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成控制設(shè)備是控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，是由各控制電器按照一定要求和規(guī)律組成的控制線路和設(shè)備，用以控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力的裝置生產(chǎn)機(jī)械中直接進(jìn)行生產(chǎn)加工的（電動(dòng)機(jī)的負(fù)載） 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械中的原動(dòng)機(jī)，是實(shí)現(xiàn)

2、把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的部件，有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分。交流電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、 容易維護(hù)等許多優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)機(jī)械 中得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的啟動(dòng)、制動(dòng) 特性和調(diào)速性能，能在很寬的范圍內(nèi) 平滑調(diào)速返回控制設(shè)備控制設(shè)備是控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備， 是由各種控制電器 開關(guān)、 按鈕、 熔斷器、 接觸器、 繼電器等。按一定要求和規(guī)律組成的控制線路和設(shè)備用以控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行(啟動(dòng)、制動(dòng)、 反轉(zhuǎn))等 返回傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu) 之間傳遞動(dòng)力的裝置，如減速箱、皮帶、聯(lián)軸節(jié)等。返回工作機(jī)構(gòu) 工作機(jī)構(gòu)是生產(chǎn)機(jī)械中直接進(jìn)行生產(chǎn)加工的機(jī)械設(shè)備，可以認(rèn)為是電動(dòng)機(jī)的負(fù)載 返回電力拖動(dòng)優(yōu)

3、點(diǎn):電能的輸送簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì) 特別是能遠(yuǎn)距離輸送，分 配簡(jiǎn)單，檢測(cè)方便，價(jià)格低廉。(2) 效率高 由于原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī))與被拖動(dòng)機(jī)被的連接簡(jiǎn)便，因此損耗少，控制方便，效率高。(3) 調(diào)節(jié)性能好:電動(dòng)機(jī)的型式與種類很多， 具有各種各樣的特性，可適應(yīng)不同生產(chǎn)機(jī)械的 需要，且電力拖動(dòng)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反向與調(diào)速 等控制簡(jiǎn)便迅速，能實(shí)現(xiàn)較理想的控制目的。 (4) 易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化:由于電力拖動(dòng)可以 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)，便于集中管理，因而能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 是一種能控制電的設(shè)備。它是一種能夠根據(jù)外界信號(hào)的要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)電路或非電對(duì)象地切換、控制

4、、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)作用地電氣設(shè)備。 電器電源最簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)控制電路繼電器接觸器控制系統(tǒng)能耗電阻機(jī)床常用低壓電器 什么是低壓電器： 在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V（也有說交流1000V，直流1200V）的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)等作用的電氣設(shè)備。 低壓電器的常見分類（1）按用途或控制對(duì)象： 低壓配電電器開關(guān)、接觸器、熔斷器、斷路 器等。 低壓控制電器：接觸器、繼電器等。（2）按照動(dòng)作方式： 自動(dòng)切換電器：接觸器、繼電器。 非自動(dòng)切換電器：刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕。（3）按執(zhí)行機(jī)能： 有觸頭電器：接觸器、按鈕。 無觸頭電器：接近開關(guān)、電子式時(shí)間繼電器。（4）按工作原理：

5、 電磁式電器：交直流接觸器、各種繼電器。 非電量控制電器：壓力、速度、溫度繼電器。 開關(guān)電器開啟式負(fù)荷開關(guān)（閘刀開關(guān)）封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)） 刀開關(guān)是一種配電電器，在供配電系統(tǒng)和設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中通常用于電源隔離，有時(shí)也可用于不頻繁起動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)。 通常將刀開關(guān)和熔斷器合二為一組成具有一定接觸分?jǐn)嗄芰投搪贩謹(jǐn)嗄芰Φ慕M合式電器。其類型很多，廣泛使用的有：閘刀開關(guān) 低壓開關(guān)主要用作隔離、轉(zhuǎn)換以及接通和分?jǐn)嚯娐酚?。刀開關(guān)的選擇原則：（1）類型、極數(shù)、操作方式（2）額定電壓大于線路電壓（3）額定電流大于線路額定電流 當(dāng)?shù)堕_關(guān)控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，其額定電流要大于電動(dòng)機(jī)額定電流的三

6、倍。(1)文字符號(hào)：QS(2)圖形符號(hào)：?jiǎn)螛O雙極三極(3)結(jié)構(gòu)：（視頻）安裝及操作注意事項(xiàng)：（1）膠殼刀開關(guān)安裝時(shí)，手柄要向上，不得倒裝或平裝，倒裝時(shí)，手柄有可能因?yàn)檎駝?dòng)而自動(dòng)下落造成誤合閘，另外分閘時(shí)可能導(dǎo)致電弧灼手。（2）接線時(shí)，應(yīng)將電源線接在上端（靜觸點(diǎn)），負(fù)載線接在下端（動(dòng)觸點(diǎn)）。這樣，拉閘后膠殼開關(guān)與電源隔離，便于更換熔絲。（3）拉閘與合閘操作時(shí)要迅速，一次拉合到位。封閉式負(fù)載開關(guān) 封閉式負(fù)載開關(guān)也稱鐵殼開關(guān)，主要用于配電電路做電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)之用；在控制電路中，也可用于不頻繁起動(dòng)的28kW以下三相異步電動(dòng)機(jī)。（1）裝有儲(chǔ)能作用的速斷彈簧，提高了開關(guān)的動(dòng)作速度和滅弧性能；

7、（2）設(shè)有箱蓋和操作手柄的聯(lián)鎖裝置（3）有滅弧裝置。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）特點(diǎn)：刀片式轉(zhuǎn)動(dòng)，操作靈活，組合方便。與普通刀開關(guān)相比，抗振性能好，機(jī)床常選用。符號(hào)：QS選擇 （1）適合于小容量電動(dòng)機(jī)起?？刂疲~定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。 （2）作電源開關(guān)，額定電流稍大于電動(dòng)機(jī)額定電流。 （a）外形 （b） 符號(hào) （c) 結(jié)構(gòu)組合開關(guān)的外型、結(jié)構(gòu)和符號(hào)QS熔斷器 熔斷器是低壓電路及電動(dòng)機(jī)控制電路中用作短路保護(hù)的電器， 它串聯(lián)在線路中，當(dāng)線路或電氣設(shè)備發(fā)生短路（或嚴(yán)重過流）時(shí)，熔斷器中的熔體首先因電路電流增大而過熱熔斷，自動(dòng)切斷電路，以保護(hù)電氣設(shè)備。常用的熔斷器1、插入式熔斷器2、螺旋式熔

8、斷器3、封閉管式熔斷器4、有填料封閉管式熔斷器5、高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥鞑迦胧饺蹟嗥髀菪饺蹟嗥饕曨l有填料式密封式熔斷器自恢復(fù)熔斷器文字符號(hào)：FU 圖形符號(hào)：FU結(jié)構(gòu) 熔斷器是由熔體和絕緣底座(或稱熔管)等組成。熔體為絲狀或片狀。當(dāng)負(fù)載發(fā)生故障時(shí)，有很大的短路電流通過熔斷器，熔體很快熔斷，迅速斷開故障電路，從而有效地保護(hù)未發(fā)生故障的線路和設(shè)備。熔斷器主要用作短路保護(hù)，而對(duì)于過載一般不能準(zhǔn)確保護(hù)。思考：開啟式負(fù)荷開關(guān)常見故障及處理方法故障現(xiàn)象可能的原因處理方法合閘后，開關(guān)一相或兩相開路合閘后，熔體熔斷觸點(diǎn)燒壞1靜觸點(diǎn)彈性消失，開口過大，造成動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸不良2熔體熔斷或虛連3動(dòng)、靜觸點(diǎn)氧化或有塵污4開

9、關(guān)進(jìn)線或出線線頭接觸不良1外接負(fù)載短路2熔體規(guī)格偏小1開關(guān)容量太小2拉、合閘動(dòng)作過慢，造成電弧過大、燒壞觸點(diǎn)1修整或更換靜觸點(diǎn)2更換熔體3清潔觸點(diǎn)4重新連線1排除負(fù)載短路故障2按要求更換熔體1更換開關(guān)2修整或更換觸點(diǎn)，并改善操作方法低壓斷路器低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)，是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的電器，具有操作安全、使用方便、工作可靠、安裝簡(jiǎn)單、分?jǐn)嗄芰Ω叩葍?yōu)點(diǎn)。低壓斷路器結(jié)構(gòu)：主要由觸頭、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、滅弧裝置等。斷路器的選用： （1）斷路器的額定工作電壓應(yīng)大于或等于線 路或設(shè)備的額定工作電壓。對(duì)于配電電路來說應(yīng)注意區(qū)別是電源端保護(hù)還是負(fù)載保護(hù)，電源端電壓比負(fù)載端電壓高出約5

10、%左右(2)斷路器主電路額定工作電流大于或等于負(fù)載工作電流。(3)斷路器的過載脫扣整定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載工 作電流。(4)斷路器的額定通斷能力應(yīng)大于或等于電路的最大短電流(5)斷路器低欠電壓脫扣器額定電壓等于主電路額定電壓。(6)斷路器類型的選擇，應(yīng)根據(jù)電路的額定電流及保護(hù)的要 求來選用。文字符號(hào)：QF圖形符號(hào)：三極單極線路短路或嚴(yán)重過載保護(hù)遠(yuǎn)距離跳閘，對(duì)電路不起保護(hù)作用線路過載保護(hù)電動(dòng)機(jī)的失壓保護(hù)1主觸頭2自由脫扣器 3過電流脫扣器 4分勵(lì)脫扣器5熱脫扣器6失壓脫扣器 7按鈕 低壓斷路器和熔斷器相比，哪一種更加優(yōu)越？說明原因。 當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，若采用熔斷器保護(hù)，很可能只有一相電源的熔斷器

11、熔斷，造成缺相運(yùn)行。對(duì)于低壓斷路器，電路短路時(shí)，電磁脫扣器自動(dòng)脫落，將三相電源同時(shí)切斷，進(jìn)行短路保護(hù)，故障排除后可重復(fù)使用。所以低壓斷路器更優(yōu)越。思考 低壓斷路器和閘刀開關(guān)相比，哪一種更加好？說明原因。 當(dāng)兩者作為電源開關(guān)使用時(shí)，當(dāng)發(fā)生過載、短路或欠電壓故障時(shí)能自動(dòng)的切斷電路，有效保護(hù)串接在后面的電氣設(shè)備，并且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰鼡Q零件，且比刀開關(guān)占用面積小，安裝方便、操作安全。所以低壓斷路器更好。主 令 電 器 主令電器是在自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出指令或信號(hào)的操縱電器。由于它是專門發(fā)號(hào)施令，故稱主令電器。 主要用來切換控制電路，使電路接通或分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的各種控制，以滿足生產(chǎn)機(jī)械的

12、要求。 常用的主令電器有 按鈕開關(guān)、 位置開關(guān)、 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器等。控制按鈕 按鈕是一種手動(dòng)且可以自動(dòng)復(fù)位的主令電器，觸點(diǎn)容量小，只允許用于控制回路中，最大允許電流小于5A。 一般情況下它不直接控制主電路的通斷:主要利用按鈕開關(guān)遠(yuǎn)距離發(fā)出手動(dòng)指令或信號(hào)去控制接觸器、繼電器等電磁裝置，實(shí)現(xiàn)主電路的分合、功能轉(zhuǎn)換或電氣聯(lián)鎖。 實(shí) 物 圖示 意 圖文字符號(hào)：SB圖形符號(hào)按鈕開關(guān)的型號(hào)意義：（1）選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)所需的觸頭數(shù)、使用的場(chǎng)所及顏色來確定。常用的LA18, LA19,LA20系列按鈕開關(guān)，適用于AC500V,DC440V,額定電流5A，控制功率為AC300W,DC70W的控制回路中。按

13、鈕的使用： “停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。當(dāng)按下紅色按鈕時(shí)， 必須使設(shè)備停止工作或斷電。 “起動(dòng)”按鈕的顏色是綠色。 “起動(dòng)” 與“停止”交替動(dòng)作的按鈕必須是黑色、白色或 灰色不得用紅色和綠色。 “點(diǎn)動(dòng)”按鈕必須是黑色。 “復(fù)位”(如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕)必須是藍(lán)色。當(dāng)復(fù)位 按鈕還有停止的作用時(shí)則必須是紅色。 （2）按鈕顏色要求：行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān) 主要用于檢測(cè)工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程。 將機(jī)械信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，接通、斷開或變換某些控制電路的指令，借以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的電氣控制要求 。作用是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變成觸點(diǎn)的動(dòng)作信號(hào)，以控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)，它在機(jī)電設(shè)備

14、的行程控制中起很大作用。文字符號(hào)：SQ圖形符號(hào)：常開觸頭常閉觸頭基本結(jié)構(gòu)型號(hào)：常用的行程開關(guān)有JLXK1、LX19、LX32、LX33和微動(dòng)開關(guān)LXW-11、JLXK1-11、LXK3等系列。行程開關(guān)的型號(hào)及其含義如下： 主要根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開關(guān)型式的要求和控制線路對(duì)觸點(diǎn)的數(shù)量要求以及電流、電壓等級(jí)來缺點(diǎn)其型號(hào)。 行程開關(guān)的選擇萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)多檔式、控制多回路的主令電器用途：各種配電裝置的電源隔離，電路轉(zhuǎn)換、電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)距離控制電壓表、電流表的換相開關(guān)控制小容量的電動(dòng)機(jī)交流接觸器用途：用來遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開電動(dòng)機(jī)或大容量 控制電路和其它電氣 設(shè)備的主電路。接觸器的組成：（1）觸頭系統(tǒng)（2）電磁系統(tǒng)

15、（3）滅弧裝置由主觸頭和輔助觸頭組成。主觸頭由用于通斷主電路，其額定電流一般為5A。由線圈、動(dòng)鐵心（銜鐵）和靜鐵心組成 機(jī)械滅弧 磁吹滅弧 窄縫(縱縫)滅弧法 柵片滅弧法實(shí) 物 圖滅弧裝置交流接觸器工作原理接觸器 文字符號(hào)：KM圖形符號(hào) 線圈主觸點(diǎn)動(dòng)合輔助觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）接觸器的參數(shù)選擇（1）一般要求選擇類型（交流，直流）（2）觸頭額定電壓（大于或等于負(fù)載回路電壓），線圈額定電壓（必須與控制電路電壓一致）（3）主觸頭的額定電流（大于或等于負(fù)載額定電流），線圈額定電壓（必須與控制電路電壓一致） 額定參數(shù)：主要有額定電壓、額定電流和線圈的額定 電壓等。（1）額定電壓 接觸器

16、銘牌上的額定電壓是指主觸頭的額定電壓，通常用的電壓等級(jí)為： 110V 、127V ,380V,500V。（2） 額定電流 接觸器銘牌上的額定電流是指主觸頭的額定電流，通常用的 電流等級(jí)為： 5A,10A,20A,40A,60A,100A,150A,200A,250A等。 繼電器 繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)接通和斷開小電流的電路，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制和保護(hù)的自動(dòng)控制電器。輸入信號(hào)可以是電流、電壓、溫度、時(shí)間、壓力、速度等。 繼電器的種類繁多，常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器以及速度繼電器等。 電流、電壓繼電器 文字符號(hào)：KI(電流繼電器) KV(電壓繼電器)圖形

17、符號(hào)：過電流繼電器線圈欠電流繼電器線圈過電壓繼電器線圈欠電壓繼電器線圈常開觸頭常閉觸頭中間繼電器 用途：中間繼電器常用于傳遞信號(hào)以及 用于同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直 接用于小容量電動(dòng)機(jī)或其它電氣的 執(zhí)行元件。 結(jié)構(gòu)：中間繼電器與交流接觸器的結(jié)構(gòu)基 本相同，只是其電磁系統(tǒng)小一些觸 點(diǎn)多一些。文字符號(hào)：KA圖形符號(hào)：線圈常開觸頭常閉觸頭實(shí)物圖型號(hào)熱繼電器熱繼電器是用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)免受長(zhǎng)期過載的危害。結(jié)構(gòu)：熱繼電器是利用電流的熱效而動(dòng)作的。工作原理：當(dāng)主電路中電流超過容許值而使 雙金屬片受熱時(shí)它便向上彎曲扣 板在彈簧的拉力下將長(zhǎng)閉觸點(diǎn)斷 開，從而斷開主 電路。用途：文字符號(hào)：FR圖形符號(hào)：熱元件常開觸頭

18、常閉觸頭實(shí)物圖時(shí)間繼電器凡是感測(cè)系統(tǒng)獲得輸入信號(hào)后需延遲一段時(shí)間，然后它的執(zhí)行系統(tǒng)才會(huì)動(dòng)作輸出信號(hào)，進(jìn)而操縱控制電路的電器。用途：結(jié)構(gòu)：通電延時(shí)時(shí)間繼電器斷電延時(shí)時(shí)間繼電器(1)電磁機(jī)構(gòu) 由線圈、鐵心和銜鐵組成。(2)觸頭系統(tǒng) 由兩對(duì)瞬動(dòng)觸頭(一常開一常閉)和兩對(duì)延時(shí)觸頭(一常開一常閉)組成。 瞬動(dòng)觸頭和延時(shí)觸頭分別是兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)。 (3)氣室 氣室為一空腔，內(nèi)裝一成型橡皮薄膜， 隨空氣的增減而移動(dòng)，氣室頂部的調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間。(4) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 由推板、活塞桿、杠桿及各種類型的彈簧等組成。(5) 基座 金屬鋼板制成，用以周定電磁機(jī)構(gòu)和 氣室時(shí)間繼電器通電延時(shí)線圈斷電延時(shí)線圈中間繼電器熱繼

19、電器速度繼電器（反接制動(dòng)繼電器）用途：主要用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)電路中，當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)能自動(dòng)地及時(shí)切斷電源。結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸點(diǎn)三部分組成。圖片15 1-23符號(hào)：控制變壓器1、變壓器的類型（1）機(jī)床控制變壓器 適用于頻率5060Hz，輸入電壓不超過交流660V的電路，常作為各類機(jī)床 、機(jī)械設(shè)備中一般電器的控制電源、局部照明及指示燈的電源。 （2）三相變壓器 在三相交流系統(tǒng)中，三相電壓的變換可用一臺(tái)三相變壓器來實(shí)現(xiàn)。在數(shù)控機(jī)床中，三相變壓器主要是給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電。2、變壓器的選擇直流穩(wěn)壓電源 功能：將非穩(wěn)定交流電源變成穩(wěn)定直流電源 在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，需要穩(wěn)壓電源給驅(qū)動(dòng)器、控制單元、直流繼電器及信號(hào)指示燈等提供直流電源。在數(shù)控機(jī)床中主要使用開關(guān)電源。 開關(guān)電源也稱做高效節(jié)能電源，電源效率高達(dá)80%左右，比普通線性穩(wěn)壓電源高近一倍。 常用低壓電器的用途分類名稱用途斷路器用于交、直流電路的過載、短路或欠電壓保護(hù)、不頻繁通斷操作電路，滅磁式斷路器