高電技能培訓(xùn)之電氣控制技術(shù)

目錄常用低壓電器。電氣系統(tǒng)圖電氣控制設(shè)計(jì)的原則電氣控制分析設(shè)計(jì)法基本步驟機(jī)械動力頭控制電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試

接觸器是一種用于中遠(yuǎn)距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自動開關(guān)電器。交流接觸器常用低壓電器接觸器的圖形符號與文字符號a)線圈b)主觸點(diǎn)

c)輔助動合觸點(diǎn)d)輔助動斷觸點(diǎn)時間繼電器

繼電器輸入信號輸入后，經(jīng)一定的延時，才有輸出信號的繼電器。

延時方式：通電延時型和斷電延時型兩種。

熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量使檢測元件彎曲，進(jìn)而推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作的一種保護(hù)電器。

主要用作電動機(jī)的長期過載保護(hù)。熱繼電器a)動斷觸點(diǎn)b)熱元件

熔斷器是一種當(dāng)電流超過規(guī)定值一定時間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護(hù)。熔斷器

低壓斷路器又稱自動開關(guān)或空氣開關(guān)。它相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關(guān)作用又能自動進(jìn)行欠壓、失壓、過載和短路保護(hù)的電器。低壓斷路器

手動發(fā)出控制信號，主要用于遠(yuǎn)距離操作具有電磁線圈的電器，也用在控制系統(tǒng)中，發(fā)布命令和執(zhí)行電氣聯(lián)鎖。控制按鈕SB

行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，能將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺钥刂茩C(jī)械運(yùn)動。種類按運(yùn)動形式分為直動式、轉(zhuǎn)動式；按結(jié)構(gòu)分為直動式、滾動式、微動式。行程開關(guān)a)動合觸點(diǎn)b)動斷觸點(diǎn)ST

用于將盤內(nèi)電氣元件和外部元件進(jìn)行連接

端子排制動力矩大，制動迅速可靠，制動越快沖擊振動越大。防止重物下落的電梯、吊車、卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備使用斷電制動型電磁抱閘制動。電磁抱閘又稱電磁聯(lián)軸節(jié)。它是利用表面磨擦和電磁感應(yīng)原理，在兩個作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的物體間傳遞轉(zhuǎn)矩或?qū)崿F(xiàn)制動的執(zhí)行電器。電磁離合器

電氣控制系統(tǒng)是由電氣控制元器件按一定要求連接而成。為了清晰地表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的工作原理，便于系統(tǒng)的安裝、調(diào)整、使用和維修，將電氣控制系統(tǒng)中的各電氣元件用一定的圖形符號和文字符號表示，再將其連接情況用一定的圖形表達(dá)出來，這種圖形就是電氣控制系統(tǒng)圖

常用的電氣控制系統(tǒng)圖有電氣原理圖、電器布置圖與電氣安裝接線圖。電氣原理圖

電氣原理圖是用來表示電路各電氣元件中導(dǎo)電部件的聯(lián)接關(guān)系和工作原理的圖。電氣控制系統(tǒng)圖繪制電氣原理圖的原則：1．圖中所有的元器件都應(yīng)采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號。2．電氣原理圖的組成電氣原理圖由主電路和輔助電路組成。3．電源線的畫法4．原理圖中電氣元件不畫實(shí)際外形圖，只畫出其帶電部件，同一文字符號表明為同一電氣元件。5．電氣原理圖中電氣觸頭按其自然狀態(tài)畫出。6．原理圖按功能布局，盡可能按動作順序繪制7．用實(shí)心圓表示直接電聯(lián)系的導(dǎo)線連接點(diǎn)，交叉點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)。10．原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運(yùn)行可靠，節(jié)省連接導(dǎo)線以及安裝、維修方便。8．輔助電路中連接在同一點(diǎn)上的所有導(dǎo)線具有同一電位而標(biāo)注相同的線號。9．有機(jī)械聯(lián)系的元器件用虛線連接。電器元件布置圖

電器元件布置圖是用來表明電氣原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，可視電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜程度采取集中繪制或單獨(dú)繪制。

電器元件的布置應(yīng)注意以下幾方面：1）體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器安裝板的上面。2）強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開，弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。3）需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。5）電器元件布置不宜過密，應(yīng)留有一定間距。如用走線槽，應(yīng)加大各排電器間距，以利布線和維修。電氣安裝接線圖

安裝接線圖是根據(jù)電氣設(shè)備和電氣元件的實(shí)際位置繪制的，只用來表示電氣設(shè)備和電氣元件的位置、配線方式和連接方式，而不明顯表示動作原理的圖形。

主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。電氣接線圖的繪制原則是：1）各電氣元件均按實(shí)際安裝位置繪出，元件所占圖面按實(shí)際尺寸以統(tǒng)一比例繪制。2）一個元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點(diǎn)劃線框起來，即采用集中表示法。3）各電氣元件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)。4）各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應(yīng)繪出，并予以編號，各接線端子的編號必須與電氣原理圖上的導(dǎo)線編號相一致。5）繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理圖自鎖電路互鎖電路三相電源換相實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)安裝接線圖三條導(dǎo)線進(jìn)行連接的方法（每個接線端子原則上連接不超過兩條導(dǎo)線。）1）最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求，這些生產(chǎn)工藝要求是電氣控制設(shè)計(jì)的依據(jù)。2）在滿足控制要求前提下，設(shè)計(jì)方案力求簡單、經(jīng)濟(jì)、合理，不要盲目追求自動化和高指標(biāo)。3）正確、合理地選用電器元件，確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地工作。4）為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇控制設(shè)備時，設(shè)備能力留有適當(dāng)裕量。電氣控制設(shè)計(jì)的原則5）具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。按工藝要求對電動機(jī)提出的起動、制動、反向和調(diào)速等要求，設(shè)計(jì)出主電路。根據(jù)所設(shè)計(jì)出的主電路，設(shè)計(jì)出相應(yīng)控制電路的基本環(huán)節(jié)。根據(jù)各部分運(yùn)動要求的配合關(guān)系及連鎖關(guān)系，確定控制參量和特殊環(huán)節(jié)。加入必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。綜合審查、全面檢查電路動作是否正確，進(jìn)一步完善和簡化電路，必要時可通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。電氣控制分析設(shè)計(jì)法基本步驟

將箱體移動式機(jī)械動力頭安裝在滑座上，由兩臺電動機(jī)作動力源；快速電動機(jī)通過絲杠進(jìn)給裝置，實(shí)現(xiàn)箱體快速向前或快速向后移動，快速電動機(jī)端部裝有電磁制動器；主電動機(jī)帶動主軸旋轉(zhuǎn)，同時通過電磁離合器、進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一次和二次進(jìn)給運(yùn)動。

按照右圖所示的工作循環(huán)，設(shè)計(jì)該箱體移動式機(jī)械動力頭的電氣原理圖設(shè)計(jì)任務(wù)機(jī)械動力頭控制電路的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試動力頭由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時電磁制動器制動快速電動機(jī)。動力頭由快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)時接通主電動機(jī)，當(dāng)?shù)毒咄顺龉ぜ笄袛嘀麟妱訖C(jī)。一次工進(jìn)時電磁離合器YC1工作，二次工進(jìn)時電磁離合器YC2工作。電路應(yīng)具備必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)要求快速電動機(jī)通過減速器、絲杠螺母拖動箱體在滑臺上快進(jìn)快退；電磁制動器對快速電動機(jī)進(jìn)行機(jī)械制動。主電動機(jī)通過減速器拖動主軸旋轉(zhuǎn)，同時通過渦輪、蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、電磁離合器和齒輪變速機(jī)構(gòu)拖動箱體慢速進(jìn)給。箱體移動式動力頭結(jié)構(gòu)示意圖主電路箱體移動式機(jī)械動力頭控制電路設(shè)計(jì)步驟從以上內(nèi)容可以明確：動力頭共有兩臺電動機(jī)，主電機(jī)和快速電機(jī)，主電機(jī)僅有一個方向的旋轉(zhuǎn)，而快速開機(jī)有正反向運(yùn)轉(zhuǎn)要求，考慮必要的短路和過載保護(hù)，可設(shè)計(jì)出主電路如右圖。主電動機(jī)由接觸器KM1控制快速電動機(jī)由接觸器KM2、KM3控制，實(shí)現(xiàn)正反向運(yùn)轉(zhuǎn)短路保護(hù)過載保護(hù)快進(jìn)控制電路由工作循環(huán)圖可知：按下SB2，起動箱體快進(jìn)（快速電動機(jī)的正轉(zhuǎn)，即KM2動作），碰到行程開關(guān)SQ2時快進(jìn)停止。與反轉(zhuǎn)構(gòu)成互鎖控制SB2起動KM2并自鎖碰到SQ2時停止同時考慮與快速電動機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時的互鎖，快進(jìn)控制電路如右圖所示?？焱丝刂齐娐酚晒ぷ餮h(huán)圖可知：箱體工進(jìn)碰到行程開關(guān)SQ4時工進(jìn)停止，同時開始快退（KM3動作，快速電動機(jī)方向運(yùn)轉(zhuǎn)），一直到壓下行程開關(guān)SQ1時停止。與正轉(zhuǎn)構(gòu)成互鎖控制碰到SQ4時起動KM3并自鎖碰到SQ1時停止考慮與快速電動機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)時的互鎖，快進(jìn)控制電路如右圖所示?？焱丝刂齐娐放龅叫谐涕_關(guān)SQ4時工進(jìn)停止，開始快退。從開始快退一直到主軸上裝配的刀具退出工件，都要求主電機(jī)拖動主軸旋轉(zhuǎn)，故在KM3動作時同時起動一通電延時型的時間繼電器，用于到時停止主電機(jī)。另外，工進(jìn)過程中的任意時刻均可使箱體快退，所以在起動后退的電路中并聯(lián)一按鈕SB3。完整的快退電路如右圖所示。工進(jìn)時隨時起動快退快退開始計(jì)時到刀具退出工件，停止主電機(jī)的時間繼電器主電機(jī)控制電路由工作循環(huán)圖可知：快進(jìn)至箱體碰到SQ2時，會起動主電機(jī)（即KM1通電自鎖），刀具退出工件后（時間繼電器計(jì)時到）停止主電機(jī)。所以主電機(jī)控制電路如右圖所示。起動主電機(jī)的行程開關(guān)快退開始計(jì)時到刀具退出工件，停止主電機(jī)制動和工進(jìn)控制電路快速制動快速電動機(jī)的電磁制動器YB采用的是斷電制動型，故快進(jìn)和快退過程中YB都要得電打開。主電機(jī)起動時接通、碰到SQ3時切換、快速電動機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)時停止快進(jìn)快退時電磁制動器得電控制工進(jìn)速度的電磁離合器YC1、YC2在主電機(jī)起動后的工進(jìn)過程中起動，并在碰到SQ3時進(jìn)行切換；碰到SQ4使箱體快退時（KM3通電自鎖）停止工進(jìn)。電磁制動器和電磁離合器控制電路如右圖箱體移動式動力頭電氣控制原理圖電氣原理圖的閱讀分析方法先機(jī)后電先主后輔化整為零總結(jié)特點(diǎn)集零為整、統(tǒng)觀全局電氣控制分析的依據(jù)

設(shè)備本身的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況、加工工藝要求和電力拖動自動控制的要求；熟悉了解控制對象，掌握其控制要求等。箱體移動式動力頭電氣控制工作原理按下起動按鈕SB2，交流接觸器KM2線圈得電并自鎖，電磁制動器YB(斷電制動型)得電打開，快速電機(jī)M2正向旋轉(zhuǎn)帶動箱體動力頭快進(jìn)。碰到行程開關(guān)SQ2后，其動斷觸點(diǎn)斷開，KM2線圈失電，快速電機(jī)和制動電磁鐵同時失電，快速電機(jī)在電磁制動器作用下快速停止轉(zhuǎn)動。同時SQ2動合觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM1線圈得電，主電動機(jī)M1和電磁離合器YC1得電，主電機(jī)一邊拖動主軸旋轉(zhuǎn)（完成主運(yùn)動）,一邊通過電磁離合器YC1（通電結(jié)合型）及內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)帶動箱體內(nèi)傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動力頭一次工進(jìn)。。碰到行程開關(guān)SQ3后，電磁離合器YC1失電，電磁離合器YC2（通電結(jié)合型）得電，主電動機(jī)一邊拖動主軸旋轉(zhuǎn)，一邊通過電磁離合器YC2及內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)帶動箱體動力頭實(shí)現(xiàn)二次工進(jìn)（注意：碰撞SQ3的撞塊為長撞塊，在二工進(jìn)過程中持續(xù)對SQ3有效）碰到行程開關(guān)SQ4后，交流接觸器KM3線圈得電并自鎖，電磁離合器YC2失電，二次工進(jìn)結(jié)束，但主電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。電磁制動器得電打開，快速電動機(jī)反向旋轉(zhuǎn)帶動箱體動力頭快退，同時通電延時型時間繼電器KT線圈得電。動力頭后退至使行程開關(guān)SQ3復(fù)位時，對動力頭的動作不產(chǎn)生影響。動力頭快退，刀具退出工件后，時間繼電器整定時間到，KT動作，其延時斷開動斷觸點(diǎn)斷開，KM1線圈失電，主停止旋轉(zhuǎn)，快退電機(jī)帶動箱體動力頭繼續(xù)后退。碰到行程開關(guān)SQ1后，整個工作流程結(jié)束。按下停止按鈕SB1，停車；在工進(jìn)過程中的任意時刻按下后退按鈕SB3，箱體動力頭快退到起始位置。箱體移動式動力頭各電氣元件作用元件符號元件名稱作用元件符號元件名稱作用QF電源開關(guān)電源隔離YB電磁制動器使M2斷電后快速停止FU1-FU3熔斷器短路保護(hù)YC1電磁離合器

實(shí)現(xiàn)一工進(jìn)FR1熱繼電器主電動機(jī)過載保護(hù)YC2電器離合器實(shí)現(xiàn)二工進(jìn)FR2熱繼電器快速電動機(jī)過載保護(hù)SB1按鈕開關(guān)停止M1主電動機(jī)拖動主軸旋轉(zhuǎn)、拖動箱體進(jìn)給運(yùn)動SB2按鈕開關(guān)快進(jìn)起動M2快速電動機(jī)拖動箱體快進(jìn)快退SB3按鈕開關(guān)快退KM1交流接觸器控制主電動機(jī)SQ1行程開關(guān)工作流程結(jié)束KM2交流接觸器快速電機(jī)正轉(zhuǎn)SQ2行程開關(guān)快速電動機(jī)快進(jìn)停止，主電動機(jī)和YC1同時起動KM3交流接觸器快速電機(jī)反轉(zhuǎn)SQ3行程開關(guān)一工進(jìn)停止，二工進(jìn)起動KT時間繼電器刀具退出工件后停止主電動機(jī)SQ4行程開關(guān)二工進(jìn)結(jié)束，快速電機(jī)快退啟動TC變壓器降壓VC整流橋交流變直流線槽配盤工藝要求屏內(nèi)的布局應(yīng)遵從整體的美觀（講究橫平豎直原則，整齊排列），并考慮控制元件之間的電磁干擾和發(fā)熱性干擾。設(shè)備內(nèi)部元器件的固定應(yīng)可靠，特別是容易產(chǎn)生抖動的零部件，如接觸器、繼電器等的固定導(dǎo)軌要每隔200mm設(shè)固定螺釘一只。內(nèi)部布線采用走線槽；走線槽的尺寸要適當(dāng)，以保持適度的槽滿率；兩根線槽時搭在一起，其中一根線槽的一端應(yīng)切成45度斜角。動力線和控制線應(yīng)分別在不同的走線槽內(nèi)走線，如動力線在左側(cè)走線槽、控制線在右側(cè)走線槽。內(nèi)部接線應(yīng)采用整根導(dǎo)線，中間不得有接頭、應(yīng)無損傷。每個電器元件的接點(diǎn)最多允許接2根線，同一接線端子允許最多接兩根相同類型及規(guī)格的導(dǎo)線。特殊情況時如果必須接兩根以上導(dǎo)線，則連接必須可靠。端子壓著之后用以適當(dāng)?shù)牧饫?，以防止端子壓著不緊引起不可預(yù)知的危險(xiǎn)。緊固接線用力要適中，防止用力過大將螺栓螺母滑扣。用螺絲刀緊固或松動螺絲時，必須用力使螺絲刀頂緊螺絲，然后再進(jìn)行緊固或松動，防止螺絲刀與螺絲打滑，造成螺絲損傷。輔助電路的連接線，均應(yīng)在兩端套裝標(biāo)號頭，要求數(shù)字排列方向統(tǒng)一，字跡清晰、正確。安裝接線圖2014/05推薦安裝接線順序先短接XT3和KM1上需短接的端子（線號4、10、9）連接KM1，KM2，KM3，KT和XT2線號為0的端子連接KM2，KM3線號為7的端子連接KM2，KM3和KT線號為12的端子連接盤內(nèi)的主電路至XT1上端（走左側(cè)線槽）連接其余控制電路至XT2上端（走右側(cè)線槽，建議按線號順序并從端子排開始）連接按鈕和行程開關(guān)至XT2，XT3連接電源、主電機(jī)和快進(jìn)電機(jī)至XT1下端，零線至XT2通電前檢查---主電路閉合開關(guān)QF，裝上熔斷器FU1，斷開電動機(jī)M1、M2，將數(shù)字萬用表置于電路通斷測量檔。表筆分別接觸L1和U1、L2和V1、L3和W1，按下接觸器KM1，萬用表內(nèi)置蜂鳴器發(fā)聲。將表筆指針分別接觸L1和U2、L2和V2、L3