《電工技能與實訓(xùn)》課件項目九

項目九低壓電器控制電路9.1項目說明9.2基礎(chǔ)知識9.3項目實訓(xùn)內(nèi)容

9.1項目說明

項目任務(wù)

在生產(chǎn)中需要對各類設(shè)備及電機進行控制，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。本項目主要介紹了電氣控制線路的原理圖及其繪制方法，要求掌握各類控制電路的工作原理，明確電氣控制電路的保護環(huán)節(jié)。能夠分析基本控制電路的作用，并會安裝、調(diào)試和檢測控制電路，使其達到控制要求。知識培養(yǎng)目標(biāo)

(1)掌握電器控制線路的保護環(huán)節(jié)。

(2)掌握電氣原理圖、電氣接線圖、電器布置圖的識圖。

(3)掌握電氣控制線路的工作原理。能力培養(yǎng)目標(biāo)

(1)能夠識別電動機的控制線路。

(2)能夠熟練安裝電動機的單向運轉(zhuǎn)及點動控制電路。

(3)能夠初步分析控制電路的作用，并能檢測其故障。

(4)培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力。

(5)培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。

9.2基礎(chǔ)知識

任何復(fù)雜的電氣控制線路都是按照一定的控制原則，由基本的控制線路組成的。

電氣控制線路的表示方法有電氣原理圖、電氣接線圖、電器布置圖。電氣原理圖是根據(jù)工作原理繪制而成的，具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點。在各種生產(chǎn)機械的電氣控制中，無論在設(shè)計部門或生產(chǎn)現(xiàn)場，都得到了廣泛的應(yīng)用。電氣控制線路常用的圖形、文字符號必須符合最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。電氣控制線路根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和控制電路。主電路包括從電源到電動機的電路，是強電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖的左邊；控制電路是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電氣元件的線圈、接觸器的輔助觸點、繼電器的觸點等組成，用細線條畫在原理圖的右邊。9.2.1三相籠式電動機直接啟動控制

1．點動控制

點動控制線路如圖9-1所示，主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、交流接觸器KM的主觸點和籠形電動機M組成；控制電路由啟動按鈕SB和交流接觸器KM線圈組成。圖9-1點動控制線路線路的工作過程如下：

啟動過程：先合上刀開關(guān)QS→按下啟動按鈕SB→接觸器KM通電→KM主觸點閉合→電動機M通電直接啟動。

停機過程：松開SB→KM線圈斷電→KM主觸點斷開→M停電停轉(zhuǎn)。

2．連續(xù)運行控制

在實際生產(chǎn)中往往要求電動機實現(xiàn)長時間連續(xù)轉(zhuǎn)動，即所謂的長動控制。連續(xù)運行的控制線路如圖9-2所示，主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的主觸點、熱繼電器FR的發(fā)熱元件和電動機M組成；控制電路由停止按鈕SB1、啟動按鈕SB2、接觸器KM的常開輔助觸點和線圈、熱繼電器FR的常閉觸點組成。圖9-2連續(xù)運行的控制線路線路的工作過程如下：

啟動過程：合上刀開關(guān)QS→按下啟動按鈕SB2→接觸器KM線圈通電→KM主觸點閉合和常開輔助觸點閉合→電動機M接通電源運轉(zhuǎn)；松開SB2，利用接通的KM常開輔助觸點自鎖，電動機M連續(xù)運轉(zhuǎn)。

停機過程：按下停止按鈕SB1→KM線圈斷電→KM主觸點和輔助常開觸點斷開→電動機M斷電停轉(zhuǎn)。在連續(xù)控制中，當(dāng)啟動按鈕SB2松開后，接觸器KM的線圈通過其輔助常開觸點的閉合仍繼續(xù)保持通電，從而保證電動機的連續(xù)運行。這種依靠接觸器自身輔助常開觸點的閉合而使線圈保持通電的控制方式，稱為自鎖或自保。起到自鎖作用的輔助常開觸點稱自鎖觸點。

1)連續(xù)運行控制線路設(shè)有的保護環(huán)節(jié)

(1)短路保護。短路時熔斷器FU的熔體熔斷而切斷電路起保護作用。

(2)電動機長期過載保護。采用熱繼電器FR。由于熱繼電器的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值的電流，熱繼電器也不會立即動作。

2)連續(xù)運行控制線路具有的優(yōu)點

(1)防止電源電壓嚴(yán)重下降時電動機欠電壓運行。

(2)防止電源電壓恢復(fù)時，電動機自行啟動而造成設(shè)備和人身事故。

(3)避免多臺電動機同時啟動而造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。

3．點動和長動結(jié)合的控制

在生產(chǎn)實踐中，機床調(diào)整完畢后，需要連續(xù)進行切削加工，這時則要求電動機既能實現(xiàn)點動又能實現(xiàn)長動。控制線路如圖9-3、圖9-4所示。圖9-3點動與長動結(jié)合控制線路一圖9-4點動與長動結(jié)合控制線路二圖9-3的線路采用復(fù)合按鈕SB3實現(xiàn)控制。點動控制時，按動復(fù)合按鈕SB3，斷開自鎖回路→KM線圈通電→電動機M點動；長動控制時，按動啟動按鈕SB2→KM線圈通電，自鎖觸點起作用→電動機M長動運行。此線路在點動控制時，若接觸KM的釋放時間大于復(fù)合按鈕的復(fù)位時間，則點動結(jié)束，SB3松開時，SB3常閉觸點已閉合但接觸器KM的自鎖觸點尚未打開，會使自鎖電路繼續(xù)通電，則線路不能實現(xiàn)正常的點動控制。如圖9-4所示的線路采用中間繼電器KA實現(xiàn)控制。點動控制時，按動啟動按鈕SB3→KM線圈通電→電動機M點動；長動控制時，按動啟動按鈕SB2→中間繼電器KA線圈通電并自鎖→KM線圈通電→電動機M實現(xiàn)長動。9.2.2順序連鎖控制線路

1．多臺電動機先后順序工作的控制

在生產(chǎn)實踐中，有時要求一個拖動系統(tǒng)中多臺電動機實現(xiàn)先后順序工作。例如，機床中要求潤滑電動機啟動后，主軸電動機才能啟動。圖9-5為兩臺電動機順序啟動控制線路。在如圖9-5所示線路中，接觸器KM1控制電動機M1的啟動、停止，接觸器KM2控制電動機M2的啟動、停止?，F(xiàn)要求電動機M1啟動后，電動機M2才能啟動。圖9-5兩臺電動機順序啟動控制線路電動機順序控制的接線規(guī)律是：

(1)要求接觸器KM1動作后接觸器KM2才能動作，可將接觸器KM1的常開觸點串接于接觸器KM2的線圈電路中。

(2)要求接觸器KM1動作后接觸器KM2不能動作，可將接觸器KM1的常開輔助觸點串接于接觸器KM2的線圈電路中。

2．利用時間繼電器順序啟動控制線路

如圖9-6所示是采用時間繼電器按時間原則順序啟動的控制線路。圖9-6采用時間繼電器順序控制電路線路要求電動機M1啟動t(s)后，電動機M2自動啟動?？衫脮r間繼電器的延時閉合常開觸點來實現(xiàn)。

工作過程如下：合上開關(guān)QS→按下啟動按鈕SB2→接觸器KM1通電→電動機M1啟動→KM1常開輔助觸點閉合→通過閉合KM2常閉觸點→KT線圈得電→KT常開觸點延時閉合→KM2線圈得電→接觸器KM2通電→電動機M2啟動。按下停止按鈕SB1，M1、M2兩臺電動機同時停止。9.2.3互鎖控制線路

在實際應(yīng)用中，往往要求生產(chǎn)機械改變運動方向，如工作臺的前進、后退，電梯的上升、下降等，這就要求電動機能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖9-7所示，接觸器KM1為正向接觸器，控制電動機M正轉(zhuǎn)；接觸器KM2為反向接觸器，控制電動機M反轉(zhuǎn)。圖9-7電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路(a)圖9-7電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路(b)圖9-7電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路(c)如圖9-7(a)所示為無互鎖控制線路，其工作過程如下。

(1)正轉(zhuǎn)控制。合上刀開關(guān)QS按下正向啟動按鈕SB2→正向接觸器KM1通電→KM1→主觸點和自鎖觸點閉合→電動機M正轉(zhuǎn)。

(2)反轉(zhuǎn)控制。合上刀開關(guān)QS按下反向啟動按鈕SB3→反向接觸器KM2通電→KM2→主觸點和自鎖觸點閉合→電動機M反轉(zhuǎn)。

(3)停機。按停止按鈕SB1→KM1(或KM2)斷電→電動機M停轉(zhuǎn)。

該控制線路的缺點：若誤操作，即同時按下SB2和SB3，則會使KM1與KM2都通電，從而引起主電路電源短路，為此要求線路設(shè)置必要的連鎖環(huán)節(jié)。

如圖9-7(b)所示，將任何一個接觸器的輔助常閉觸點串入對應(yīng)另一個接觸器線圈電路中，則其中任何一個接觸器先通電后，切斷了另一個接觸器的控制回路，即使按下相反方向的啟動按鈕，另一個接觸器也無法通電。為了提高生產(chǎn)率，直接正、反向操作，可以利用復(fù)合按鈕組成“正→反→?！被颉胺础！钡幕ユi控制，如圖9-7(c)所示。復(fù)合按鈕的常閉觸點同樣起到互鎖的作用，這樣的互鎖稱為機械互鎖。該線路既有接觸器常閉觸點的電氣互鎖，也有復(fù)合按鈕常閉觸點的機械互鎖，即具有雙重互鎖。9.2.4位置原則的控制線路

在機床電氣設(shè)備中，有些是通過工作臺自動往復(fù)循環(huán)工作的，例如，龍門刨床的工作臺前進、后退。電動機的正、反轉(zhuǎn)是實現(xiàn)工作臺自動往復(fù)循環(huán)的基本環(huán)節(jié)，自動循環(huán)控制線路如圖9-8所示。圖9-8自動循環(huán)控制電路9.2.5時間原則的控制線路

三角形減壓啟動控制線路是按時間原則實現(xiàn)控制的。啟動時將電動機定子繞組連接成星形，加在電動機每相繞組上的電壓為額定電壓的，從而減小了啟動電流。待啟動后按預(yù)先整定的時間把電動機換成三角形連接，使電動機在額定電壓下運行，其控制線路如圖9-9所示。圖9-9時間繼電器控制的降壓啟動線路

電路的工作過程如下所述：電動機采用星形-三角形降壓啟動，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點。但使用時必須清楚，啟動時的啟動電流降低為直接啟動電流的1/3，啟動轉(zhuǎn)矩也降低為直接啟動轉(zhuǎn)矩的1/3。因此，這種方法僅僅適用于電動機輕載啟動的場合。

9.3項目實訓(xùn)內(nèi)容

1．項目實訓(xùn)描述

本項目是對電動機控制電路的安裝訓(xùn)練，在實際工作中我們很少安裝電動機，但是安裝電動機的目的主要是掌握電動機的控制電路，能夠分析和識別電路元件，能夠在電路出現(xiàn)故障時進行故障查找，并排除故障，使設(shè)備能正常工作。

2．項目實訓(xùn)要求

1)本項目的實訓(xùn)內(nèi)容

(1)交流接觸器、熱繼電器和按鈕的結(jié)構(gòu)及其在控制電路中的應(yīng)用。

(2)學(xué)習(xí)異步電動機基本控制電路的連接。

(3)學(xué)習(xí)按鈕、熔斷器、熱繼電器的使用方法。

2)實訓(xùn)步驟

(1)復(fù)習(xí)異步電動機直接啟動和電動控制電路的工作原理。

(2)在實訓(xùn)板上安裝交流接觸器等，了解其結(jié)構(gòu)及動作

原理。

(3)按圖9-10(a)、(b)異步