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第1章常用低壓電器及控制電路1.1概述

1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路

1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路

1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路

1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路

1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路

1.7電器控制應(yīng)用訓(xùn)練

項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制

項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

項(xiàng)目三電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序控制

項(xiàng)目四電動(dòng)機(jī)/△起動(dòng)控制第1章常用低壓電器及控制電路項(xiàng)目五電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制1.1概述1.1.1低壓電器基本知識(shí)

我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將工作在交流1200V、直流1500V及以下電路中的電器稱為低壓電器。低壓電器種類繁多,它作為基本元器件已廣泛用于發(fā)電廠、變電所、工礦企業(yè)、交通運(yùn)輸和國(guó)防工業(yè)等電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中。

1.低壓電器的分類

低壓電器的品種、規(guī)格很多,作用、構(gòu)造及工作原理各不相同,因而有多種分類方法。

(1)按用途分低壓電器按它在電路中所處的地位和作用可分為控制電器和配電電器兩大類。

(2)按動(dòng)作方式分低壓電器按它的動(dòng)作方式可分為自動(dòng)切換電器和非自動(dòng)切換電器。1.1概述(3)按有無(wú)觸頭分低壓電器按它有無(wú)觸頭可分為有觸頭電器和無(wú)觸頭電器兩大類。

(4)按工作原理分按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器。

2.低壓電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)

為保證電器設(shè)備安全可靠地工作,國(guó)家對(duì)低壓電器的設(shè)計(jì)、制造規(guī)定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),合格的電器產(chǎn)品具有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求。在使用電器元件時(shí),必須按照產(chǎn)品說明書中規(guī)定的技術(shù)條件選用。低壓電器的主要技術(shù)指標(biāo)有以下幾項(xiàng)。

(1)額定電流額定電流包括額定工作電流、額定發(fā)熱電流、額定封閉發(fā)熱電流和額定持續(xù)電流。1.1概述(2)額定電壓額定電壓包括額定工作電壓、額定絕緣電壓和額定脈沖耐受電壓。

(3)絕緣強(qiáng)度絕緣強(qiáng)度是指電器元件的觸頭處于分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí),動(dòng)靜頭之間耐受的電壓值(無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象)。

(4)耐潮濕性能指保證電器可靠工作的允許環(huán)境潮濕條件。

(5)極限允許溫升電器的導(dǎo)電部件通過電流時(shí)將引起發(fā)熱和溫升,極限允許溫升是指為了防止過度氧化和燒熔而規(guī)定的最高溫升值(溫升值=測(cè)得實(shí)際溫度-環(huán)境溫度)。

(6)操作頻率及通電持續(xù)率開關(guān)電器每小時(shí)內(nèi)可能實(shí)現(xiàn)的最高操作循環(huán)次數(shù)稱為操作頻率。

(7)機(jī)械壽命和電氣壽命

1.1.2電氣工程圖1.1概述為了表示電器控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝、調(diào)試、維修等技術(shù)要求,使其具有可讀性和通用性,需要用統(tǒng)一的工程語(yǔ)言(即工程圖)來(lái)表達(dá),常用的電氣工程圖有3種,即電路圖(電氣系統(tǒng)圖、原理圖)、接線圖和元器件布置圖。電氣工程圖是根據(jù)國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn),用規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)以及規(guī)定的制圖方法繪制而成的。

1.圖形符號(hào)和文字符號(hào)1.1概述我國(guó)在結(jié)合本國(guó)實(shí)際情況、并與國(guó)際接軌的思想指導(dǎo)下,借鑒國(guó)際電工委員會(huì)及一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的電工標(biāo)準(zhǔn),先后制定了GB/T4728.1~B—2005~2008《電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)》、GB/T6988—1997《電氣技術(shù)用文件的編制》、GB/T7159—1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》等標(biāo)準(zhǔn),并在逐漸完善和修訂。現(xiàn)行電工標(biāo)準(zhǔn)目錄包括電工國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、行業(yè)(專業(yè))標(biāo)準(zhǔn)(ZBK)、部標(biāo)準(zhǔn)(JB)和部指導(dǎo)性文件(JB/Z)。其中GB為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),GB/T為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

(1)圖形符號(hào)圖形符號(hào)由符號(hào)要素、限定符號(hào)、一般符號(hào)以及常用的非電操作控制的動(dòng)作符號(hào)(如機(jī)械控制符號(hào)等)根據(jù)不同的具體器件情況組合構(gòu)成,表1-1為限定符號(hào)或操作符號(hào)與一般符號(hào)組合成各種類型的圖形符號(hào)舉例。1.1概述表1-1限定符號(hào)或操作符號(hào)與一般符號(hào)組成各種類型的圖形符號(hào)(2)文字符號(hào)基本文字符號(hào)、單字母符號(hào)和雙字母符號(hào)表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的分類,如K表示繼電器類元件這一大類;1.1概述雙字母符號(hào)由一個(gè)表示大類的單字母與另一表示器件某些特性的字母組成,例如KA表示繼電器類元件中的中間繼電器(或電流繼電器),KT表示時(shí)間繼電器。

(3)輔助文字符號(hào)輔助文字符號(hào)用來(lái)進(jìn)一步表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的功能、狀態(tài)和特征。

2.電路圖

電路圖用來(lái)表達(dá)電路、設(shè)備、電器控制系統(tǒng)的組成部分和連接關(guān)系。通過電路圖,可詳細(xì)地了解電路、設(shè)備、電器控制系統(tǒng)的組成及工作原理,并可在測(cè)試和故障尋找時(shí)提供足夠的信息,同時(shí)電路圖也是編制接線圖的重要依據(jù),電路圖習(xí)慣上也稱為電氣原理圖。

(1)電路圖的繪制電路一般包括主電路和控制電路。1.1概述(2)元器件的繪制電路圖中所有電器元件一般不畫出實(shí)際的外形圖,而是采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。

1)繼電器和接觸器的線圈處在非激勵(lì)狀態(tài)。

2)斷路器和隔離開關(guān)處于斷開位置。

3)零位操作的手動(dòng)控制開關(guān)在零位狀態(tài),不帶零位的手動(dòng)控制開關(guān)在圖中規(guī)定位置。

4)機(jī)械操作開關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。

5)保護(hù)類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài),特殊情況應(yīng)在圖上說明。

6)繼電器、接觸器的常開觸頭在斷開位置,常閉觸頭在閉合位置。1.1概述(3)圖區(qū)和觸頭位置索引電路圖通常采用分區(qū)的方式建立坐標(biāo),以便于閱讀查找。圖1-1某車床的電氣原理圖1.1概述(4)電路圖中技術(shù)數(shù)據(jù)的標(biāo)注電路圖中元器件的參數(shù)和型號(hào)(如熱繼電器動(dòng)作電流和整定值的標(biāo)注、導(dǎo)線截面積等)可用小號(hào)字體標(biāo)注在電器代號(hào)的下面。

3.電器元件布置圖

電器元件布置圖主要是表明機(jī)械設(shè)備上所有電器設(shè)備和電器元件的實(shí)際位置,是電器控制設(shè)備制造、安裝和維修必不可少的技術(shù)文件。

4.接線圖

接線圖主要用于安裝接線、電路檢查、電路維修和故障處理。它表示設(shè)備電控系統(tǒng)各單元和各元器件間的接線關(guān)系,并標(biāo)注出所需數(shù)據(jù),如接線端子號(hào)、連接導(dǎo)線參數(shù)等。實(shí)際應(yīng)用中通常與電路圖和位置圖一起使用。1.1概述1.1.3電器控制電路的分析方法

在了解清楚機(jī)械設(shè)備及電器設(shè)備的構(gòu)成、工作原理、相互關(guān)系以及控制要求等基本條件信息之后,即可對(duì)電器控制電路進(jìn)行具體的分析。

1.查線讀圖法

查線讀圖法又稱為直接讀圖法或跟蹤追擊法。查線讀圖法是按照電器控制電路圖,根據(jù)生產(chǎn)過程的工作步驟依次讀圖,一般按照以下步驟進(jìn)行。1.1概述(1)了解生產(chǎn)工藝與執(zhí)行電器的關(guān)系在分析電氣線路之前,應(yīng)該熟悉生產(chǎn)機(jī)械的工藝流程,充分了解生產(chǎn)機(jī)械要完成哪些動(dòng)作,這些動(dòng)作之間又有什么聯(lián)系;然后進(jìn)一步明確生產(chǎn)機(jī)械工作過程與執(zhí)行電器的關(guān)系,必要時(shí)可以畫出簡(jiǎn)單的工藝流程圖,為分析電氣線路的工作原理提供方便。

(2)分析主電路因?yàn)橹麟娐芬话阋菀仔?,首先弄清楚主電路的特點(diǎn),控制的電動(dòng)機(jī)(或其他電器)的類型,采用的起動(dòng)方法、保護(hù)方式,以及它們之間的動(dòng)作關(guān)系,有無(wú)換向、調(diào)速和制動(dòng)要求等。

(3)分析控制電路一般情況下控制電路要比主電路復(fù)雜一些。1.1概述(4)分析輔助電路輔助電路主要作為電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警顯示等,大多由控制電路中的元件來(lái)控制,所以,對(duì)輔助電路進(jìn)行分析也是很有必要的。

(5)分析聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)電氣控制系統(tǒng)對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求,為了實(shí)現(xiàn)這些要求,除了合理地選擇拖動(dòng)和控制方案外,在控制電路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖,這些聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)也必須弄清楚。

(6)總體檢查經(jīng)過“化整為零”的局部分析,逐步分析了每一個(gè)局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后,還必須用“集零為整”的方法,檢查整個(gè)控制電路,看是否有遺漏,特別要從整體角度去進(jìn)一步分析和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系,以理解電路中每個(gè)電氣元件的工作過程。1.1概述2.邏輯代數(shù)法

邏輯代數(shù)法又稱為間接讀圖法,是通過對(duì)電路的邏輯表達(dá)式的運(yùn)算來(lái)分析電路的,其關(guān)鍵是正確寫出電路的邏輯表達(dá)式。

(1)電器元件的邏輯表示當(dāng)電器控制系統(tǒng)由開關(guān)量元件構(gòu)成時(shí),電路狀態(tài)可用邏輯表達(dá)式的方式描述出來(lái)。

1)用KM、KA、SQ…等分別表示接觸器、繼電器、行程開關(guān)等電器的動(dòng)合(常開)觸頭,用、、…等表示動(dòng)斷(常閉)觸頭。

2)觸頭閉合時(shí),邏輯狀態(tài)為“1”;觸頭斷開時(shí),邏輯狀態(tài)為“0”;線圈通電時(shí)狀態(tài)為“1”;斷電時(shí)狀態(tài)為“0”。

①線圈狀態(tài):KM=1表示接觸器線圈處于通電狀態(tài);KM=0表示接觸器線圈處于斷電狀態(tài)。1.1概述②觸頭處于非激勵(lì)或非工作的狀態(tài):KM=0表示接觸器的常開觸頭狀態(tài);=1表示接觸器的常閉觸頭狀態(tài);SB=0表示常開按鈕觸頭狀態(tài);=1表示常閉按鈕觸頭狀態(tài)。

③觸頭處于激勵(lì)或工作的狀態(tài):KM=1表示接觸器的常開觸頭狀態(tài);=0表示接觸器的常閉觸頭狀態(tài);SB=1表示常開按鈕觸頭狀態(tài);=0表示常閉按鈕觸頭狀態(tài)。

(2)電路狀態(tài)的邏輯表示電路中觸頭的串聯(lián)關(guān)系可用邏輯“與”即邏輯乘(·)關(guān)系表達(dá);觸頭的并聯(lián)關(guān)系可用邏輯“或”即邏輯加(+)的關(guān)系表達(dá)。1.1概述圖1-2起動(dòng)控制電路1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-3用低壓斷路器

直接控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路1.2.1低壓斷路器直接控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行

用低壓斷路器直接控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電路如圖1?3所示。

1.電路中的電器

在用低壓斷路器直接控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電路中,其控制電路由低壓斷路器和電動(dòng)機(jī)組成。

(1)低壓斷路器低壓斷路器俗稱空氣開關(guān),可用來(lái)分配電能和不頻繁地起動(dòng)電動(dòng)機(jī),并可對(duì)供電線路及電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行保護(hù)。圖1-4各類斷路器1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路1)低壓斷路器的結(jié)構(gòu)。圖1-5低壓斷路器工作原理2)低壓斷路器的工作原理。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路3)滅弧裝置。

①電弧的產(chǎn)生。當(dāng)動(dòng)、靜觸頭分開的瞬間,兩觸頭間距極小,電場(chǎng)強(qiáng)度極大,在高熱及強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,金屬內(nèi)部的自由電子從陰極表面逸出,奔向陽(yáng)極,這些自由電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)撞擊中性氣體分子,使之激勵(lì)和游離,產(chǎn)生正離子和電子,這些電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下繼續(xù)向陽(yáng)極移動(dòng),同時(shí)撞擊其他中性分子,因此,在觸頭間縫中產(chǎn)生了大量的帶電粒子,使氣體導(dǎo)電形成了熾熱的電子流即電弧。電弧產(chǎn)生高溫并有強(qiáng)光,可將觸頭燒損,并使電路的切斷時(shí)間延長(zhǎng),嚴(yán)重時(shí)可引起事故或火災(zāi)。

②電弧的分類。電弧分直流電弧和交流電弧,交流電弧有自然過零點(diǎn),故其較易熄滅。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-6窄縫滅弧室的斷面③滅弧的方法有如下幾種:1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路4)常用的低壓斷路器。圖1-7金屬柵片滅弧示意圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路5)低壓斷路器的選型。

(2)三相異步電動(dòng)機(jī)在拖動(dòng)控制中75%的用電設(shè)備都是三相交流異步電動(dòng)機(jī)。

1)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。圖1-9三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造①定子。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由機(jī)座(鑄鐵或鑄鋼制成)、圓筒形鐵心(由互相絕緣的硅鋼片或非晶帶材疊成)以及嵌放在鐵心內(nèi)的三相對(duì)稱定子繞組組成。

②轉(zhuǎn)子。根據(jù)構(gòu)造上的不同,三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子可分為兩種型號(hào),即籠型和繞線轉(zhuǎn)子。圖1-10籠型轉(zhuǎn)子1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-11繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造2)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-12定子繞組的星形()聯(lián)結(jié)和三角形(△)聯(lián)結(jié)3)定子繞組的接法。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路2.電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電路工作原理圖1-13電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電路接線圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路3.電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電路接線圖

電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)電路的接線圖如圖1?13所示。

1.2.2點(diǎn)動(dòng)及單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制

點(diǎn)動(dòng)控制電路和連續(xù)運(yùn)行控制電路是用按鈕、接觸器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最簡(jiǎn)單的控制電路。圖1-14電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)運(yùn)行控制電路1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路1.電路中的電器

圖1?14電路中,主電路由斷路器(QF1、QF2)、交流接觸器主觸頭(KM1、KM2)、熱繼電器的熱元件(FR1、FR2)以及三相電動(dòng)機(jī)(M1、M2)組成??刂齐娐分杏腥蹟嗥鱂U1、FU2、按鈕SB、SB1、SB2及接觸器線圈(KM1、KM2)、熱繼電器觸頭(FR1、FR2)。

(1)接觸器接觸器屬于控制類電器,是一種適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通和分?jǐn)嘀麟娐泛涂刂齐娐返淖詣?dòng)控制電器。

1)接觸器的結(jié)構(gòu)。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-15接觸器實(shí)物圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-16CJ10—20型交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形、文字符號(hào)1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-17交流接觸器工作原理圖2)接觸器的工作原理。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路3)常用接觸器。

①空氣電磁式交流接觸器。在接觸器中,空氣電磁式交流接觸器應(yīng)用最廣泛,其產(chǎn)品系列和品種最多,但其結(jié)構(gòu)和工作原理相同,目前常用國(guó)產(chǎn)空氣電磁式接觸器有CJ0、CJ10、CJ12、CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40等系列交流接觸器。

②機(jī)械聯(lián)鎖交流接觸器。機(jī)械聯(lián)鎖交流接觸器實(shí)際上是由兩個(gè)相同規(guī)格的交流接觸器再加上機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)和電氣聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)所組成,保證在任何情況下不能兩臺(tái)接觸器同時(shí)吸合。常用的機(jī)械聯(lián)鎖接觸器有CJX1—N、CJX2—N、CJX4—N等,CJX1系列聯(lián)鎖接觸器如圖1-18所示。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路③切換電容接觸器。切換電容接觸器專用于低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中,投入或切除電容器組,以調(diào)整電力系統(tǒng)功率因數(shù)。切換電容接觸器在空氣電磁式接觸器的基礎(chǔ)上加入了抑制浪涌的裝置,使合閘時(shí)的浪涌電流對(duì)電容的沖擊和分閘時(shí)的過電壓得到抑制。常用的產(chǎn)品有CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、CJX2A等,CJ16切換電容接觸器如圖1-19所示。圖1-18CJX1—32/22聯(lián)鎖接觸器1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路④真空交流接觸器。真空交流接觸器以真空為滅弧介質(zhì),其主觸頭密封在真空開關(guān)管內(nèi)。真空開關(guān)管以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì),當(dāng)觸頭分離時(shí),電弧只能由觸頭上蒸發(fā)出來(lái)的金屬蒸氣來(lái)維持,因?yàn)檎婵站哂泻芨叩慕^緣強(qiáng)度且介質(zhì)恢復(fù)速度很快,真空電弧的等離子體很快向四周擴(kuò)散,在第一次電壓過零時(shí)電弧就能熄滅。常用的國(guó)產(chǎn)真空接觸器有CKJ、NC9系列等,其實(shí)物圖如圖1-20所示。

⑤直流接觸器。直流接觸器有立體布置和平面布置兩種結(jié)構(gòu),電磁系統(tǒng)多采用繞棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式結(jié)構(gòu),主觸頭采用雙斷點(diǎn)橋式結(jié)構(gòu)或單斷點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。常用的直流接觸器有CZ18、CZ21、CZ22、CZ0,其實(shí)物圖如圖1-21所示。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-20真空接觸器⑥智能化接觸器。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路智能化接觸器內(nèi)裝有智能化電磁系統(tǒng),并具有與數(shù)據(jù)總線和其他設(shè)備通信的功能,其本身還具有對(duì)運(yùn)行工況自動(dòng)識(shí)別、控制和執(zhí)行的能力。智能化接觸器由電磁接觸器、智能控制模塊、輔助觸頭組、機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)、報(bào)警模塊、測(cè)量顯示模塊、通信接口模塊等組成,它的核心是微處理器或單片機(jī)。

4)接觸器的選用。

(2)熱繼電器電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中,常常遇到過載的情況。

1)熱繼電器的結(jié)構(gòu)。圖1-22熱繼電器的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路2)熱繼電器的工作原理。圖1-23熱繼電器的工作原理示意圖3)熱繼電器的選用。

4)熱繼電器的整定。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路(3)按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令電器,一般情況下它不直接控制主電路的通斷,而在控制電路中“發(fā)出”指令去控制接觸器、繼電器等電器,再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?。圖1-24按鈕的結(jié)構(gòu)

1—按鈕帽2—復(fù)位彈簧3—常閉靜觸頭4—?jiǎng)佑|頭5—常開靜觸頭1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-25按鈕的圖形、文字符號(hào)1)常開(動(dòng)合)按鈕:指未按下時(shí),觸頭是斷開的;1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路按下時(shí)觸頭閉合接通。

2)常閉(動(dòng)斷)觸頭:未按下時(shí),觸頭是閉合的;按下觸頭時(shí)觸頭斷開。

3)復(fù)合按鈕:是指具有常開與常閉觸頭的按鈕。

(4)熔斷器熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便、體積小、價(jià)格便宜的保護(hù)電器,廣泛用于照明電路中的過載、短路保護(hù)及電動(dòng)機(jī)電路中的短路保護(hù),其實(shí)物圖如圖1-26所示。圖1-26熔斷器實(shí)物圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路1)熔斷器的特點(diǎn)及用途。表1-2常用熔斷器的特點(diǎn)、用途2)熔斷器的主要參數(shù)。

①熔斷器的額定電流Ige表示熔斷器的規(guī)格。

②熔體的額定電流ITe表示熔體長(zhǎng)期運(yùn)行而不熔斷的最大工作電流。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路③熔體的熔斷電流Ib表示使熔體開始熔斷的電流,Ib>(1.3~2.1)ITe。

④熔斷器的斷流能力Id表示熔斷器所能切斷的最大電流。

3)熔斷器的選型。表1-3熔體額定電流的選擇1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路表1-3熔體額定電流的選擇4)注意事項(xiàng)。

2.點(diǎn)動(dòng)、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路的工作原理

在圖1?14a中,當(dāng)電動(dòng)機(jī)M1需要點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),先閉合斷路器QF1,再按下起動(dòng)按鈕SB,接觸器KM1的線圈得電,使接觸器KM1的三對(duì)常開主觸頭閉合,電動(dòng)機(jī)M1得電運(yùn)行。

3.接線圖

點(diǎn)動(dòng)控制與單向連續(xù)運(yùn)行控制接線圖如圖1?28所示。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-28點(diǎn)動(dòng)控制與單向連續(xù)運(yùn)行控制接線圖1.2.3順序控制1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路在裝有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)機(jī)械上,各電動(dòng)機(jī)所起的作用是不相同的,有時(shí)需要按一定順序起動(dòng),才能保證操作過程的合理性和工作的安全性、可靠性。控制電動(dòng)機(jī)順序動(dòng)作的控制方式叫順序控制,順序控制可分為手動(dòng)順序控制和自動(dòng)順序控制,如圖1?29所示。圖1-29順序控制電路圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路1.電路中的電器

與前述連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電路相比,自動(dòng)順序控制電路中增加了時(shí)間繼電器KT。時(shí)間繼電器是電路中控制動(dòng)作時(shí)間的繼電器,它是一種利用電磁、機(jī)械原理或電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通或斷開的控制電器。按其動(dòng)作原理與構(gòu)造的不同,可分為電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式和晶體管(電子)式等。下面介紹兩種常用的時(shí)間繼電器。

(1)空氣阻尼式時(shí)間繼電器圖1-30所示的JS7-A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣的阻尼作用獲得延時(shí)的。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-30JS7-A系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-31時(shí)間繼電器的圖形、文字符號(hào)1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路圖1-32電子式時(shí)間繼電器(2)電子式時(shí)間繼電器電子式時(shí)間繼電器的種類很多,1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路最基本的有延時(shí)吸合和延時(shí)釋放兩種,它們大多是利用電容充放電的原理來(lái)達(dá)到延時(shí)的目的。

2.手動(dòng)順序控制電路的工作原理

手動(dòng)順序控制電路的工作原理如圖1?33a所示,自動(dòng)順序控制電路的工作原理如圖1?33b所示。圖1-33手動(dòng)順序控制和自動(dòng)順序控制的工作原理1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路3.主電路接線圖

順序控制主電路的接線圖如圖1?34所示。圖1-34順序控制主電路接線圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路1.2.4正反轉(zhuǎn)控制及行程控制

1.正反轉(zhuǎn)控制

在生產(chǎn)和生活中,許多設(shè)備需要兩個(gè)相反的方向運(yùn)行,如電梯的升降,機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)和后退,其本質(zhì)就是電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

(1)正反轉(zhuǎn)控制電路最基本的正反轉(zhuǎn)控制電路如圖1-35所示。圖1-35正反轉(zhuǎn)控制電路1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路(2)正反轉(zhuǎn)控制電路工作原理正反轉(zhuǎn)控制電路工作原理如圖1-36所示。圖1-36正反轉(zhuǎn)控制工作原理2.正反轉(zhuǎn)行程控制1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路有些生產(chǎn)機(jī)械,如萬(wàn)能銑床、刨床等,要求工作臺(tái)在一定范圍內(nèi)能自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng),以便實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的連續(xù)加工,提高生產(chǎn)效率。由行程開關(guān)控制的工作臺(tái)自動(dòng)往返控制電路稱為正反轉(zhuǎn)行程控制。

(1)正反轉(zhuǎn)行程控制電路正反轉(zhuǎn)行程控制電路如圖1-37所示。圖1-37正反轉(zhuǎn)行程控制電路圖1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路(2)電路中的電器位置開關(guān)(又稱限位開關(guān)或行程開關(guān)),其作用與按鈕開關(guān)相同,可以對(duì)控制電路發(fā)出接通、斷開、信號(hào)轉(zhuǎn)換等指令。圖1-38位置開關(guān)圖形、文字符號(hào)①根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合及控制對(duì)象選擇種類。1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路②根據(jù)安裝環(huán)境選擇防護(hù)型式。

③根據(jù)控制電路的額定電壓和電流選擇系列。

④根據(jù)機(jī)械位置開關(guān)的傳力方式與位移關(guān)系選擇合適的操作型式。

(3)正反轉(zhuǎn)行程控制的工作原理正反轉(zhuǎn)行程控制的工作原理如圖1-40所示。圖1-40正反轉(zhuǎn)行程控制工作原理1.2電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路3.主接線圖

正反轉(zhuǎn)控制與正反轉(zhuǎn)行程控制主電路接線圖相同,如圖1?41所示。圖1-41正反轉(zhuǎn)控制與正反轉(zhuǎn)行程控制主電路接線圖1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路1.3.1星形-三角形減壓起動(dòng)

星形?三角形(?△)減壓起動(dòng)是籠型三相異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)方法之一。?△減壓起動(dòng)控制是指電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),使定子繞組接成星形,以降低起動(dòng)時(shí)的相電壓,從而降低起動(dòng)電壓,限制起動(dòng)電流;電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近額定值時(shí),再把定子繞組改接為三角形,使電動(dòng)機(jī)繞組的電壓為線電壓,即在全電壓下運(yùn)行,可獲得較大轉(zhuǎn)矩。?△起動(dòng)控制只適用于正常運(yùn)行時(shí)三角形聯(lián)結(jié)的籠型電動(dòng)機(jī),而且只適用于輕載起動(dòng)。

1.-△減壓起動(dòng)控制電路

?△起動(dòng)控制電路如圖1?42所示。1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路圖1-42-△起動(dòng)控制電路圖2.-△減壓起動(dòng)電路工作原理1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路在圖1?42所示的?△起動(dòng)控制電路中,主電路有KM、KM和KM△三個(gè)交流接觸器。當(dāng)接觸器KM和KM主觸頭閉合時(shí),電動(dòng)機(jī)M定子三個(gè)繞組末端W2、U2、V2接在一起,即星形聯(lián)結(jié);當(dāng)接觸器KM和KM△主觸頭閉合時(shí),U1與W2相連,V1與U2相連,W1與V2相連,三相繞組首尾相接即三角形聯(lián)結(jié)。熱繼電器FR對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。其工作過程如圖1?43所示。圖1-43-△起動(dòng)工作原理1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路圖1-44改良后的-△起動(dòng)控制電路圖3.-△起動(dòng)控制主電路接線圖1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路?△起動(dòng)控制主電路接線圖如圖1?45所示。圖1-45-△起動(dòng)控制主電路接線圖1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路1.3.2定子串電阻減壓起動(dòng)

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),在三相定子繞組中串接電阻,使定子繞組上的電壓降低,以降低起動(dòng)電流。起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接,使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行,這種起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線方式的限制,設(shè)備簡(jiǎn)單,因此在中小型生產(chǎn)機(jī)械中應(yīng)用廣泛。定子串電阻減壓起動(dòng)控制電路如圖1?46所示。圖1-46定子串電阻減壓起動(dòng)控制電路1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路圖1-47定子串電阻減壓起動(dòng)原理1.3.3定子串自耦變壓器減壓起動(dòng)1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路定子串自耦變壓器減壓起動(dòng)的控制電路如圖1?48所示,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的限制是靠自耦變壓器的減壓作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。起動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)的定子繞組接在自耦變壓器的低壓側(cè),起動(dòng)完畢后,將自耦變壓器切除,電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接接在電源上,全壓運(yùn)行。圖1-48定子串自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電路1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路1.電路中的電器

圖1?48中的KA為中間繼電器。中間繼電器在電路中的作用是觸頭擴(kuò)充、信號(hào)傳遞、信號(hào)放大、信號(hào)隔離和電平轉(zhuǎn)換等。圖1-49中間繼電器實(shí)物圖1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路2.定子串自耦變壓器減壓起動(dòng)電路工作原理

定子串自耦變壓器減壓起動(dòng)工作原理如圖1?51所示。圖1-51定子串自耦變壓器降壓起動(dòng)工作原理1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路1.3.4繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器起動(dòng)

頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)三相電抗器,將其串在轉(zhuǎn)子電路中,其頻敏變阻器等效阻抗與轉(zhuǎn)子的電流頻率成正比。起動(dòng)瞬間,轉(zhuǎn)子中感生電壓的頻率最高,頻敏變阻器的等效阻抗最大,使轉(zhuǎn)子電流受到抑制,定子電流不至于很大;隨著轉(zhuǎn)速的上升,轉(zhuǎn)子中的感生電壓頻率逐漸減小,其等效阻抗也逐漸減小。當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速時(shí),轉(zhuǎn)子的頻率很小,其等效阻抗也變得很小。因此,繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動(dòng)時(shí),隨著起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子電流頻率的降低,其阻抗自動(dòng)減小,從而實(shí)現(xiàn)了平滑的低電流起動(dòng)。

1.繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器起動(dòng)電路

繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器起動(dòng)電路如圖1?52所示。1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路圖1-52繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器起動(dòng)電路2.電路工作原理1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器的控制電路,其工作原理如圖1?53所示。圖1-53繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串頻敏變阻器工作原理1.3.5軟起動(dòng)控制電路

軟起動(dòng)是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎型電機(jī)控制裝置,其實(shí)物圖如圖1?54所示。1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路圖1-54軟起動(dòng)器實(shí)物圖(1)無(wú)沖擊電流軟起動(dòng)器在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),1.3電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角,使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

(2)有軟停車功能通過平滑減速,逐漸停機(jī),它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病,減輕對(duì)重載機(jī)械的沖擊,可避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng),減少設(shè)備損壞。

(3)起動(dòng)參數(shù)可調(diào)根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇參數(shù),可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路1.4.1反接制動(dòng)

異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)有兩種,一種是在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng),這種方法不能準(zhǔn)確停車;另一種是改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組中三相電源的相序,實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)。

1.反接制動(dòng)控制電路

圖1?55所示為相序互換的反接制動(dòng)控制電路,當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需制動(dòng)時(shí),將三相電源相序切換,然后在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)將電源及時(shí)切掉??刂齐娐肥遣捎盟俣壤^電器來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)的零速點(diǎn)并及時(shí)切斷三相電源的。速度繼電器KS的轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián),當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),速度繼電器的常開觸頭閉合;當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車轉(zhuǎn)速接近零時(shí),常開觸頭復(fù)位,切斷接觸器的線圈電路。1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路圖1-55相序互換的反接制動(dòng)控制線路2.電路中的電器1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路速度繼電器又稱為反接制動(dòng)繼電器,它主要用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。感應(yīng)式速度繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)如圖1?56所示。它是靠電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)觸頭動(dòng)作的。圖1-56感應(yīng)式速度繼電器

1—外環(huán)2—籠型繞組3—永久磁鐵

4—轉(zhuǎn)軸5—頂塊6—?jiǎng)佑|頭

7—常開觸頭8—常閉觸頭1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路3.反接制動(dòng)電路工作原理

反接制動(dòng)控制工作原理如圖1?57所示。圖1-57反接制動(dòng)控制工作原理1.4.2能耗制動(dòng)1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路圖1-58半波整流能耗制動(dòng)控制電路1.半波整流能耗制動(dòng)控制電路1.4異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路半波整流能耗制動(dòng)控制電路圖如圖1?58所示。

2.能耗制動(dòng)控制電路工作原理

能耗制動(dòng)控制的工作原理如圖1?59所示。圖1-59能耗制動(dòng)控制工作原理1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路1.5.1雙速電動(dòng)機(jī)的控制

雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方式常用的有兩種:一種是將繞組從單星形改成雙星形,即將圖1?60b的連接方式轉(zhuǎn)換成圖1?60c的連接方式;另一種是從三角形改成雙星形,即將圖1?60a的連接方式轉(zhuǎn)換成圖1?60c的連接方式。這兩種接法都能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的磁極對(duì)數(shù)減少一半,即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍。圖1-60雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線圖1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路1.雙速電動(dòng)機(jī)控制電路圖

圖1?61所示是雙速電動(dòng)機(jī)三角形變雙星形的控制電路圖,當(dāng)按下起動(dòng)按鈕,主電路接觸器KM1的主觸頭閉合,電動(dòng)機(jī)三角形聯(lián)結(jié),電動(dòng)機(jī)以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí)KA的常開觸頭閉合,使時(shí)間繼電器線圈得電,經(jīng)過一段時(shí)間(時(shí)間繼電器的設(shè)定時(shí)間),KM1的主觸頭釋放,KM2、KM3的主觸頭閉合,電動(dòng)機(jī)的定子繞組由三角形變雙星形,電動(dòng)機(jī)以較高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。圖1-61雙速電動(dòng)機(jī)三角形變雙星形的控制電路1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路2.雙速電動(dòng)機(jī)控制電路的工作原理

雙速電動(dòng)機(jī)控制電路的工作原理如圖1?62所示。圖1-62雙速電動(dòng)機(jī)工作原理1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路1.5.2三速電動(dòng)機(jī)的控制

三速電動(dòng)機(jī)和雙速電動(dòng)機(jī)一樣,其調(diào)速方法也是以改變磁極對(duì)數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)速。在結(jié)構(gòu)上,雙速電動(dòng)機(jī)只有一套繞組,而三速電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部一般裝設(shè)兩套獨(dú)立的定子繞組。工作時(shí),通過改變繞組的組合方式,而得到不同的磁極對(duì)數(shù),從而得到不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,以達(dá)到調(diào)速的目的。

1.三速電動(dòng)機(jī)控制電路

三速電動(dòng)機(jī)控制電路如圖1?63所示。圖1-63三速電動(dòng)機(jī)的控制電路圖1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路2.三速電動(dòng)機(jī)的工作原理

三速電動(dòng)機(jī)的工作原理如圖1?64所示。圖1-64三速電動(dòng)機(jī)的工作原理1.5.3變頻調(diào)速1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路由于變頻調(diào)速能方便、精確地進(jìn)行速度控制,因此已被廣泛用于電機(jī)拖動(dòng)場(chǎng)合。下面介紹變頻調(diào)速的主要作用。

1.控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流

當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過工頻直接起動(dòng)時(shí),它將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小為7~8倍電動(dòng)機(jī)額定電流的電流,這個(gè)電流值將大大增加電動(dòng)機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量,從而降低電動(dòng)機(jī)的壽命。而變頻調(diào)速則可以在零速、零電壓下起動(dòng)(也可適當(dāng)設(shè)置轉(zhuǎn)矩提升)。一旦頻率和電壓的恒定比關(guān)系建立后,變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作。使用變頻調(diào)速能充分減小起動(dòng)電流,提高繞組承受力,用戶最直接的好處就是電動(dòng)機(jī)的維護(hù)成本降低、電動(dòng)機(jī)的壽命則相應(yīng)增加。

2.降低電力線路電壓波動(dòng)1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路在電動(dòng)機(jī)工頻起動(dòng)時(shí),電流劇增的同時(shí),電壓也會(huì)大幅度波動(dòng),電壓下降的幅度將取決于起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率大小和配電網(wǎng)的容量。電壓下降將會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中對(duì)電壓敏感的設(shè)備出現(xiàn)故障跳閘或工作異常,如PC、傳感器、接近開關(guān)和接觸器等均會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。而采用變頻調(diào)速后,由于能在零頻、零壓時(shí)逐步起動(dòng),則能最大程度地消除了電壓下降的影響。

3.起動(dòng)時(shí)需要的功率更低1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路電動(dòng)機(jī)功率與電流和電壓的乘積成正比,通過工頻直接起動(dòng)時(shí)的電壓高,電動(dòng)機(jī)消耗的功率也將大大高于變頻起動(dòng)所需要的功率。某些工況下當(dāng)配電系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了最高極限時(shí),其直接工頻起動(dòng)電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電涌就會(huì)對(duì)同網(wǎng)上的其他用戶產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,從而將受到電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的警告,甚至罰款。如果采用變頻器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)起停,就不會(huì)產(chǎn)生類似的問題。

4.可控的加速功能1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路變頻調(diào)速能在零速起動(dòng),并按照用戶的需要均勻地加速,而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動(dòng)加速)。而工頻起動(dòng)時(shí),對(duì)電動(dòng)機(jī)或相連的機(jī)械部分(如軸或齒輪)都會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。這種振動(dòng)將進(jìn)一步加劇機(jī)械磨損和損耗,降低機(jī)械部件和電動(dòng)機(jī)的壽命。另外,變頻起動(dòng)還能應(yīng)用在類似灌裝線上,以避免起動(dòng)振動(dòng)較大,使瓶子翻倒或損壞。

5.可調(diào)的運(yùn)行速度

通過改變頻率,可方便地實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。運(yùn)用變頻調(diào)速能優(yōu)化工藝過程,并能根據(jù)工藝過程迅速改變運(yùn)行速度,還能通過PLC或其他控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)速度的變化。

6.可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路通過變頻調(diào)速后,能夠設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限來(lái)保護(hù)機(jī)械不致?lián)p壞,從而保證工藝過程的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性。目前的變頻技術(shù)不僅使轉(zhuǎn)矩極限可調(diào),還可使轉(zhuǎn)矩的控制精度達(dá)到3%~5%。在工頻狀態(tài)下,電動(dòng)機(jī)只能通過檢測(cè)電流值或熱保護(hù)來(lái)進(jìn)行控制,而無(wú)法像變頻控制一樣設(shè)置精確的轉(zhuǎn)矩值來(lái)進(jìn)行控制。

7.受控的停止方式

如同可控的加速一樣,在變頻調(diào)速中,停止方式可以受控,并且有不同的停止方式可以選擇(減速停車、自由停車、減速停車+直流制動(dòng)),同樣它能減少對(duì)機(jī)械部件和電動(dòng)機(jī)的沖擊,從而使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠,壽命也會(huì)相應(yīng)增加。

8.節(jié)能1.5異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電路離心風(fēng)機(jī)或水泵類負(fù)載,其能耗與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成立方比,采用變頻器后能夠大幅度降低能耗,這在十幾年的工程實(shí)踐中已經(jīng)得到體現(xiàn)。

9.可逆運(yùn)行控制

在變頻器控制中,要實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行控制無(wú)須額外增加可逆控制裝置,只需要改變輸出電壓的相序即可,這樣就能降低維護(hù)成本和節(jié)省安裝空間。

10.減少機(jī)械傳動(dòng)部件

矢量控制變頻器與同步電機(jī)結(jié)合,就能節(jié)省齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)部件,實(shí)現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)節(jié),從而節(jié)省齒輪箱等機(jī)械傳動(dòng)部件,降低了成本、節(jié)省了空間,提高了穩(wěn)定性。1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路1.直流電動(dòng)機(jī)自控電路

圖1?65所示是直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)控制電路。直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)控制主要由3個(gè)部分組成:圖1-65直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)控制電路1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路2.電路中的電器

直流電動(dòng)機(jī)常用于對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械(如龍門刨床、鏜床、軋鋼機(jī)等)或需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械(如起重機(jī)械和電力牽引設(shè)備等)。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)和他勵(lì)電動(dòng)機(jī)4種。下面介紹直流電動(dòng)機(jī)的有關(guān)知識(shí)。

(1)直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造直流電動(dòng)機(jī)主要由磁極、電樞繞組和換向器等組成,如圖1-66所示。

1)磁極。1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路圖1-66直流電動(dòng)機(jī)的組成示意圖2)電樞。1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路3)換向器。圖1-68電樞和電樞鐵心片示意圖1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路圖1-70直流電動(dòng)機(jī)工作原理圖(2)直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理為了討論直流電動(dòng)機(jī)的工作原理1.6直流電動(dòng)機(jī)的控制電路,現(xiàn)把復(fù)雜的直流電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)化為圖1-70所示的工作原理圖。

3.直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)電路工作原理

直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)控制工作原理如圖1?71所示。圖1-71直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)控制工作原理1.7電器控制應(yīng)用訓(xùn)練

項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容圖1-72電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制1)按照?qǐng)D1-72進(jìn)行電路安裝和調(diào)試。

2)熟悉交流接觸器、熱繼電器、按鈕等電器元件的工作原理、圖形符號(hào)和文字符號(hào)。

3)掌握萬(wàn)用表的使用方法,能對(duì)各種電器元件進(jìn)行測(cè)量,檢測(cè)元件的好壞。

4)掌握電路的動(dòng)作過程和工作原理。

5)繪制簡(jiǎn)單電器控制電路圖。

2.實(shí)訓(xùn)器材

斷路器1只、接觸器1只、熱繼電器1只、三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)、按鈕2個(gè)、熔斷器2只、導(dǎo)線若干。

3.實(shí)訓(xùn)工具

萬(wàn)用表、剝線鉗、斜口鉗、尖嘴鉗、十字(一字)螺釘旋具。項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制4.萬(wàn)用表的使用

萬(wàn)用表是在電氣安裝和調(diào)試過程中使用最普遍的儀表,其種類和結(jié)構(gòu)不盡相同,如圖1?73和圖1?74所示。使用萬(wàn)用表時(shí),需掌握正確的方法,才能確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性,保證人身與設(shè)備的安全。圖1-73指針式萬(wàn)用表項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制(1)測(cè)試表筆的使用萬(wàn)用表有紅筆、黑筆,一般紅表筆為“+”,黑筆為“-”。

(2)插孔和轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用首先要根據(jù)測(cè)試目的選擇插孔或轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置,由于使用時(shí)測(cè)量電壓、電流和電阻等交替進(jìn)行,一定不要忘記換檔。

(3)如何正確讀數(shù)使用指針式萬(wàn)用表前應(yīng)檢查指針是否在零位上,如不在零位,可調(diào)整表蓋上的機(jī)械調(diào)節(jié)器,調(diào)至零位。

(4)電阻的測(cè)量用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí),首先應(yīng)該將表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器,使指針在歐姆零位上。

(5)對(duì)地測(cè)量電阻值所謂對(duì)地測(cè)量電阻值,即是用萬(wàn)用表紅表筆接地,黑表筆接被測(cè)量的元件的其中一個(gè)點(diǎn),測(cè)量該點(diǎn)對(duì)地的電阻值,與正常的電阻值進(jìn)行比較來(lái)判斷故障的范圍。項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制(6)二極管的測(cè)量把萬(wàn)用表的量程轉(zhuǎn)換到歐姆檔R×100或R×1k檔來(lái)測(cè)量二極管極性。

(7)交直流電壓的測(cè)量可以用萬(wàn)用表的直流電壓檔和交流電壓檔分別測(cè)量直流和交流電的電壓值,測(cè)量的時(shí)候把萬(wàn)用表與被測(cè)電路以并聯(lián)的形式連接。

①使用萬(wàn)用表之前,應(yīng)充分了解各轉(zhuǎn)換開關(guān)、專用插口、測(cè)量插孔以及相應(yīng)附件的作用,了解其刻度盤的讀數(shù)。

②萬(wàn)用表一般應(yīng)水平放置在干燥、無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)磁場(chǎng)的環(huán)境下使用。

③測(cè)量完畢,應(yīng)將量程選擇開關(guān)調(diào)到最大電壓檔,防止下次開始測(cè)量時(shí)不慎燒壞萬(wàn)用表。

5.電器元件的選擇和檢查項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制使用萬(wàn)用表電阻檔檢查所選定的電器元件的好壞。檢查的范圍包括接觸器主觸頭和常開輔助觸頭、線圈的阻值;熱繼電器的主接線端子和熱動(dòng)常閉觸頭;按鈕的常開、常閉觸頭;電動(dòng)機(jī)的繞組等。

6.電路的裝接

裝接電路應(yīng)遵循“先主后控,先串后并;從上到下,從左到右;上進(jìn)下出,左進(jìn)右出”的原則進(jìn)行接線。其意思是接線時(shí)應(yīng)先接主電路,后接控制電路;先接串聯(lián)電路,后接并聯(lián)電路;且按照從上到下,從左到右的順序逐一連接;對(duì)于電器元件的進(jìn)出線,則必須按照上面的為進(jìn)線,下面的為出線,左邊的為進(jìn)線,右邊的為出線的原則接線,以避免出現(xiàn)接點(diǎn)弄錯(cuò)等問題。

7.電路檢測(cè)項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制(1)主電路檢測(cè)(將熔斷器斷開,萬(wàn)用表選用R×1檔或數(shù)字表的200Ω檔)

①將萬(wàn)用表表筆放置于電動(dòng)機(jī)繞組端子(位置標(biāo)號(hào)7、8、9)測(cè)量其三相繞組電阻,其三相阻值應(yīng)相同。

②將萬(wàn)用表表筆放置于斷路器下方(位置標(biāo)號(hào)1、2、3)主電路的任意兩相,人為使KM吸合(可選有手動(dòng)功能的接觸器),此時(shí)可測(cè)得電動(dòng)機(jī)繞組的電阻(形聯(lián)結(jié)為電動(dòng)機(jī)兩相繞組的串聯(lián),△形聯(lián)結(jié)為一相繞組并聯(lián)于另外兩相繞組相串聯(lián)的阻值),再換相進(jìn)行測(cè)量,三次測(cè)量結(jié)果應(yīng)該相同。

③當(dāng)確定某一相故障后(例如中間相),將表筆放置于2、11位置,測(cè)量其阻值,然后逐漸縮小測(cè)量的范圍到5、11,8、11,直至測(cè)到導(dǎo)通為止(電阻為0),即可測(cè)量出故障點(diǎn)。項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制(2)控制電路檢測(cè)(指針式萬(wàn)用表選用R×100檔,數(shù)字式萬(wàn)用表選用2k檔)

①將萬(wàn)用表表筆放置于熔斷器的控制電路側(cè)(位置標(biāo)號(hào)14、20),此時(shí)測(cè)量其回路阻值為無(wú)窮大。

②按起動(dòng)按鈕SB2,此時(shí)可以測(cè)量到回路中接觸器的線圈電阻,說明該電路可以正常起動(dòng)。

③如測(cè)不到線圈電阻,可以先測(cè)量14、17之間是否導(dǎo)通,然后再檢測(cè)20、25之間是否導(dǎo)通(需按住SB2),然后逐一縮小檢查的范圍,找出故障點(diǎn)。

④同時(shí)按SB1和SB2,此時(shí)測(cè)得電阻為無(wú)窮大,說明電路可以正常停機(jī)。項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制⑤松開SB1、SB2,人為使KM吸合,此時(shí)可以測(cè)到接觸器線圈電阻,說明接觸器可以實(shí)現(xiàn)自鎖。

8.通電試車

結(jié)合前述電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制工作原理,對(duì)電路進(jìn)行通電試車,其步驟如下:

9.實(shí)訓(xùn)思考

1)如圖1-72所示,在檢查主電路時(shí),手動(dòng)使接觸器KM閉合,用萬(wàn)用表測(cè)得1、2電阻為10Ω(形聯(lián)結(jié)時(shí),電動(dòng)機(jī)兩相繞組串聯(lián)電阻為10Ω),測(cè)得1、3和2、3為∞阻值,判斷哪一相主電路出現(xiàn)故障?

2)電路接好后,若可以正常起動(dòng),但不能停止,則可能的原因是什么?

3)控制電路中位置標(biāo)號(hào)12和18如果誤接380V,會(huì)有什么現(xiàn)象?項(xiàng)目一電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制4)按起動(dòng)按鈕SB2,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,松開SB2,電動(dòng)機(jī)停機(jī),請(qǐng)問是什么原因?項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1)按照?qǐng)D1-75進(jìn)行電路安裝和調(diào)試。

2)掌握電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理和過程。

3)掌握主電路和控制電路的檢測(cè)方法。

4)掌握主電路和控制電路接線的方法、規(guī)律和技巧。

5)繪制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖。圖1-75正反轉(zhuǎn)控制電路項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制2.實(shí)訓(xùn)器材

空氣斷路器1只、接觸器2只、熱繼電器1只、三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)、按鈕3個(gè)、熔斷器2只、導(dǎo)線若干。

3.實(shí)訓(xùn)工具

萬(wàn)用表、剝線鉗、斜口鉗、尖嘴鉗、十字(一字)螺釘旋具。

4.電器元件的選擇和檢查

使用萬(wàn)用表電阻檔檢查所選定的電器元件的好壞。檢查的范圍包括接觸器主觸頭和常開輔助觸頭、線圈的阻值;熱繼電器的主接線端子和熱動(dòng)常閉觸頭;按鈕的常開、常閉觸頭;電動(dòng)機(jī)的繞組等。

5.電路的裝接項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制主電路和控制電路接線按照?qǐng)D1?75中的位置標(biāo)號(hào)順序進(jìn)行接線(注意電動(dòng)機(jī)為星形聯(lián)結(jié))。

6.電路檢測(cè)

(1)主電路檢測(cè)(將熔斷器FU1斷開,指針式萬(wàn)用表選用R×1檔,數(shù)字式萬(wàn)用表選用200Ω檔)

①將萬(wàn)用表表筆放置于電動(dòng)機(jī)繞組端子(位置標(biāo)號(hào)7、8、9)測(cè)量其三相繞組電阻,其阻值三相相同。項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制②將萬(wàn)用表表筆放置于斷路器下方(位置標(biāo)號(hào)1、2、3)主電路任意兩相,人為使KM1吸合(可選有手動(dòng)功能的接觸器),此時(shí)可測(cè)得電動(dòng)機(jī)繞組的電阻,再換相進(jìn)行測(cè)量,三次測(cè)量結(jié)果應(yīng)該相同。同樣的方法測(cè)量反轉(zhuǎn)主電路,松開KM1接觸器,人為使KM2吸合,此時(shí)也可測(cè)得電動(dòng)機(jī)繞組的電阻,再換相進(jìn)行測(cè)量,三次測(cè)量結(jié)果應(yīng)該相同。

(2)控制電路檢測(cè)(指針式萬(wàn)用表選用R×100檔,數(shù)字式萬(wàn)用表選用2k檔)

①將萬(wàn)用表表筆放置于熔斷器的控制電路側(cè)(位置標(biāo)號(hào)10、15),此時(shí)測(cè)量其回路阻值為無(wú)窮大。

②按起動(dòng)按鈕SB2或SB3,此時(shí)均可測(cè)量到電路中接觸器的線圈KM1或KM2的電阻,說明該電路可以正常起動(dòng)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制③手動(dòng)KM1或KM2接觸器,同樣可以測(cè)得接觸器的線圈KM1或KM2的電阻,說明該電路可以實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)自鎖。

④同時(shí)按KM1和KM2接觸器,測(cè)得電阻為∞,說明電路互鎖正常。

⑤同時(shí)按SB1和SB2或同時(shí)按SB1和SB3測(cè)得電路電阻均為∞,說明電路可以正常停止。

7.通電試車

參見圖1?36。

8.實(shí)訓(xùn)思考

1)起動(dòng)正轉(zhuǎn)后,沒有按停止按鈕,能否按反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕?

2)圖1-75中,若不接KM1、KM2的常閉輔助觸頭,則會(huì)出現(xiàn)什么后果?項(xiàng)目二電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制3)電動(dòng)機(jī)能正常正轉(zhuǎn),但反轉(zhuǎn)時(shí)起動(dòng)很慢且有時(shí)出現(xiàn)與正轉(zhuǎn)運(yùn)行方向一樣的現(xiàn)象,可能是什么原因?項(xiàng)目三電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序控制1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1)按照?qǐng)D1-76進(jìn)行電路安裝和調(diào)試。

2)掌握電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理和過程。

3)掌握主電路和控制電路的檢測(cè)方法。

4)掌握較為復(fù)雜的控制電路等電位接線方法。

5)繪制自動(dòng)順序控制電路圖。圖1-76正反轉(zhuǎn)控制線路項(xiàng)目三電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序控制2.實(shí)訓(xùn)器材

空氣斷路器1只、接觸器2只、熱繼電器2只、三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)、按鈕2個(gè)、時(shí)間繼電器1只、熔斷器2只、導(dǎo)線若干。

3.實(shí)訓(xùn)工具

萬(wàn)用表、剝線鉗、斜口鉗、尖嘴鉗、十字(一字)螺釘旋具。

4.電器元件的選擇和檢查

使用萬(wàn)用表電阻檔檢查所選定的電器元件的好壞。檢查的范圍包括接觸器主觸頭和常開輔助觸頭、線圈的阻值;熱繼電器的主接線端子和熱動(dòng)常閉觸頭;按鈕的常開、常閉觸頭;電動(dòng)機(jī)的繞組等。

5.較復(fù)雜的控制電路接線方法項(xiàng)目三電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序控制比較復(fù)雜的電路一般不采用“先串后并”的方式接線,而采用“等電位”方式接線。所謂“等電位”接線就是按照控制電路中電位在任何時(shí)候相同的點(diǎn)為順序的接線方式。將圖1?76劃分“等電位”點(diǎn),如圖1?77所示。圖1-77自動(dòng)順序控制等電位的劃分項(xiàng)目三電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序控制6.電路檢測(cè)

(1)主電路檢測(cè)(將熔斷器FU3斷開,指針式萬(wàn)用表選用R×1檔,數(shù)字式萬(wàn)用表選用200Ω檔)檢測(cè)方法參考項(xiàng)目一和項(xiàng)目二。

(2)控制電路檢測(cè)(指針式萬(wàn)用表選用R×100檔,數(shù)字式萬(wàn)用表選用2k檔)

①將萬(wàn)用表表筆放置于位置標(biāo)號(hào)19、27處,按起動(dòng)按鈕SB2,可以測(cè)得接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT線圈的并聯(lián)電阻。此時(shí)如果用一條導(dǎo)線短接位置標(biāo)號(hào)25和39測(cè)得電路電阻為0。

②同時(shí)按起動(dòng)按鈕SB2和停止按鈕SB1,此時(shí)測(cè)得電路電阻為∞。

③松開起動(dòng)按鈕SB2和停止按鈕SB1,手動(dòng)KM1接觸器,測(cè)得接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT線圈的并聯(lián)電阻。項(xiàng)目三電動(dòng)機(jī)自動(dòng)順序控制④松開KM1接觸器,手動(dòng)KM2接觸器,測(cè)得接觸器KM2線圈的電阻。

⑤松開KM2接觸器,短接位置標(biāo)號(hào)32、40,同樣可測(cè)得接觸器KM2線圈的電阻。

⑥檢測(cè)完畢,拆除短接線。

7.實(shí)訓(xùn)思考

1)按起動(dòng)按鈕后,兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng),可能是什么原因?

2)在圖1-76中,KM2的常閉觸頭有什么作用,該觸頭如何檢測(cè)?

3)檢測(cè)電路時(shí),所使用的短接線未拆除就通電試車,會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?項(xiàng)目四電動(dòng)機(jī)/△起動(dòng)控制1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1)按照?qǐng)D1-78進(jìn)行電路安裝和調(diào)試。圖1-78/△起動(dòng)控制電路項(xiàng)目四電動(dòng)機(jī)/△起動(dòng)控制2)掌握電動(dòng)機(jī)/△起動(dòng)控制電路的工作原理和過程。

3)掌握主電路的接線技巧和檢測(cè)方法。

4)掌握控制電路的接線方法。

5)繪制/△起動(dòng)控制電路圖和位置索引圖。

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