《機床電氣線路的安裝與調(diào)試》課件-第13章

項目13多速異步電動機控制電路任務(wù)1雙速異步電動機控制電路的安裝與檢修任務(wù)2三速異步電動機控制電路的安裝與檢修項目思考題

在實際的機械加工生產(chǎn)中,許多生產(chǎn)機械為了適應各種工件加工工藝的要求,主軸需要有較大的調(diào)速范圍,常采用的方法主要有兩種:一種是通過變速箱機械調(diào)速;另一種是通過電動機調(diào)速。

由三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式n=(1-s)60f1/p可知,改變異步電動機轉(zhuǎn)速可通過三種方法來實現(xiàn):一是改變電源頻率f1;二是改變轉(zhuǎn)差率s;三是改變磁極對數(shù)p。

改變異步電動機的磁極對數(shù)調(diào)速稱為變極調(diào)速。變極調(diào)速是通過改變定子繞組的連接方式來實現(xiàn)的,它是有級調(diào)速,且只適用于籠型異步電動機。凡磁極對數(shù)可改變的電動機都稱為多速電動機。常見的多速電動機有雙速、三速、四速等幾種類型。但隨著變頻技術(shù)的快速發(fā)展和變頻設(shè)備價格的快速下降,變頻調(diào)速的使用量逐步增加,而多速電動機變極調(diào)速的使用量在逐步減少。

任務(wù)1雙速異步電動機控制電路的安裝與檢修

知識目標:

1.熟悉雙速異步電動機的定子繞組連接圖。2.正確理解雙速異步電動機控制電路的工作原理。3.能正確識讀雙速異步電動機控制電路的原理圖、接線圖和布置圖。

能力目標:

1.會按照工藝要求正確安裝雙速異步電動機控制電路。

2.能根據(jù)故障現(xiàn)象,檢修雙速異步電動機控制電路。

一、△YY變極調(diào)速

雙速電動機定子繞組共有6個出線端,通過改變6個出線端與電源的連接方式,就可以得到兩種不同的轉(zhuǎn)速。雙速電動機三相定子繞組△YY接線如圖13－1所示。低速時接成△接法,磁極為4極,同步轉(zhuǎn)速為1500r/min;高速時接成YY接法,磁極為2極,同步轉(zhuǎn)速為3000r/min?？梢?雙速電動機高速運轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)速是低速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的兩倍。

對于△YY連接的雙速電動機,其變極調(diào)速前后的輸出功率基本不變,因而適用于負載功率基本恒定的恒功率調(diào)速,如普通金屬切削機床等機械。圖13－1雙速電動機三相定子繞組△YY接線圖

二、Y－YY變極調(diào)速

雙速電動機三相定于繞組Y－YY接線如圖13－2所示。當U1、V1、W11接到三相交流電源時,三相繞組為Y連接,2p=4;如果將U1、V1、W1連接在一起,將U2、V2、W2接到電源上,則三相繞組成為Y連接,2p=2。對于Y－YY連接的雙速電動機,其變極調(diào)速前后的輸出轉(zhuǎn)矩基本不變,因而適用于負載轉(zhuǎn)矩基本恒定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,如起重機、帶式運輸機等機械。

值得注意的是,雙速電動機定子繞組從一種接法變?yōu)榱硪环N接法時,必須把電源相序反接,以保證電動機的旋轉(zhuǎn)方向不變。圖13－2雙速電動機三相定子繞組Y－YY接線圖

三、時間繼電器控制雙速電動機的控制電路

時間繼電器控制雙速電動機(低速啟動高速運轉(zhuǎn))控制電路如圖13－3所示。圖13－3時間繼電器控制雙速電動機控制電路圖

工作原理如下:

1.低速啟動運行控制

合上電源開關(guān)QS。

2.高速運行控制

3.停止控制

停止時,按下SB3即可。若電動機只需高速運轉(zhuǎn),可直接按下SB2,則電動機△形低速啟動后,YY形高速運轉(zhuǎn)。

一、時間繼電器控制雙速電動機控制電路的安裝與檢修

1.繪制元件布置圖和接線圖

時間繼電器控制雙速電動機控制電路的元件布置圖和安裝接線圖請讀者自行繪制,在此不再贅述。

2.元器件規(guī)格、質(zhì)量檢查

(1)檢查各元器件、耗材與表13－1中的型號規(guī)格是否一致。

(2)檢查各元器件的外觀是否完整無損,附件、備件是否齊全。

(3)用儀表檢查各元器件和電動機的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合要求。

3.根據(jù)元件布置圖安裝和固定低壓電器元件

元器件檢查完畢后,按照自己繪制的元件布置圖安裝和固定電器元件。

4.根據(jù)電氣原理圖和安裝接線圖進行行線槽配線

元件安裝完畢后,按照如圖13－3所示的原理圖和自己繪制的安裝接線圖進行板前行線槽配線。

5.電動機的連接

按照電動機銘牌上的接線方法,正確連接接線端子,最后連接電動機的保護接地線。

6.自檢

電路安裝完畢后,在通電試車前必須經(jīng)過自檢。經(jīng)指導教師確認無誤后,方可通電試車。自檢方法請讀者根據(jù)前面任務(wù)所學,自行分析,在此不再贅述。

7.通電試車學生完成自檢后,在教師的監(jiān)護下進行通電試車。

二、時間繼電器控制雙速電動機控制電路常見故障的分析及檢修

1.主電路的故障檢修

時間繼電器控制雙速電動機控制電路主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法與前面任務(wù)中主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法相似,在此不再贅述,讀者可自行分析。

2.控制電路的故障檢修

故障現(xiàn)象1:按下低速啟動按鈕SB1后,電動機低速不能啟動;按下高速啟動按鈕SB2時,電動機仍然不能低速啟動,5s后,電動機直接轉(zhuǎn)入高速啟動運行。

故障分析:采用邏輯分析法對故障現(xiàn)象進行分析,可知故障最小范圍,如圖13－4所示(虛線部分)。可以采用驗電筆測量法進行檢測。首先斷開KM1(5－9)的輔助常閉觸頭,切斷回路電源,然后分別用驗電筆檢測故障最小范圍的觸頭和連接的導線,即可找出故障點。圖13－4故障最小范圍

故障現(xiàn)象2:按下低速啟動按鈕SB1后,電動機低速啟動運行正常;按下高速啟動按鈕SB2時,KM1、KT不動作,電動機不能低速啟動,5s后,電動機不能轉(zhuǎn)入高速啟動運行。

故障分析:采用邏輯分析法對故障現(xiàn)象進行分析,可知故障最小范圍,如圖13－5所示(虛線部分)?？梢圆捎秒妷簻y量法和驗電筆測量法進行檢測。首先斷開接觸器KM1線圈控制回路,切斷回路電源,其他具體檢測步驟可參照前面任務(wù)所介紹的方法,在此不再贅述。圖13－5故障最小范圍

圖13－6所示為幾種常見的雙速異步電動機控制電路,有興趣的讀者可自行分析其工作原理。圖13－6常見的雙速異步電動機控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機控制電路圖

任務(wù)2三速異步電動機控制電路的安裝與檢修

知識目標:

1.正確理解三速異步電動機控制電路的工作原理。2.能正確識讀三速異步電動機控制電路的原理圖、接線圖和布置圖。能力目標:1.會按照工藝要求正確安裝三速異步電動機控制電路。2.能根據(jù)故障現(xiàn)象,檢修三速異步電動機控制電路。

一、三速異步電動機定子繞組的連接

三速異步電動機有兩套定子繞組,分兩層安放在定子槽內(nèi),如圖13－7所示。第一套繞組(雙速)有七個出線端U1、V1、W1、U3、U2、V2、W2,可作△或YY連接;第二套繞組(單速)有三個出線端U4、V4、W4,只作Y形連接。分別改變兩套定子繞組的連接方式(即改變磁極對數(shù))時,電動機就可以得到三種不同的轉(zhuǎn)速。圖13－7三速異步電動機的兩套定子繞組

三速異步電動機定子繞組的三種接線方式如圖13－8(a)、(b)、(c)所示,具體接線方法見表13－3。圖中,W1和U3出線端分開的目的是,當電動機定子繞組接成Y形中速運轉(zhuǎn)時,避免在△形接法的定子繞組中產(chǎn)生感應電流。圖13－8三速異步電動機定子繞組接線圖

二、三速異步電動機控制電路

1.接觸器控制三速異步電動機控制電路

按鈕和接觸器控制三速異步電動機控制電路如圖13－9所示。其中,SB1、KM1控制電動機△形接法下低速運轉(zhuǎn);SB2、KM2控制電動機Y形接法下中速運轉(zhuǎn);SB3、KM3控制電動機YY形接法下高速運轉(zhuǎn)。圖13－9按鈕接觸器控制三速異步電動機控制電路圖

電路的工作原理如下:

(1)△形低速啟動運轉(zhuǎn)。

合上電源開關(guān)QF。

按下SB1→KM1線圈得電→KM1觸頭動作→電動機M第一套定子繞組出線端U1、V1、W1(U3通過KM1常開觸頭與W1并接)與三相電源接通→電動機M接成△形低速啟動運轉(zhuǎn)。

(2)低速轉(zhuǎn)中速運轉(zhuǎn)控制。

先按下停止按鈕SB4→KM1線圈失電→KM1觸頭復位→電動機M失電→再按下SB2→KM2線圈得電→KM2觸頭動作→電動機M第二套定子繞組出線端U4、V4、W4與三相電源接通→電動機M接成Y形中速運轉(zhuǎn)。

(3)中速轉(zhuǎn)高速運轉(zhuǎn)控制。先按下停止按鈕SB4→KM2線圈失電→KM2觸頭復位→電動機M失電→再按下SB3→KM3線圈得電→KM3觸頭動作→電動機M第一套定子繞組出線端U2、V2、W2與三相電源接通(U1、V1、W1、U3則通過KM3的三對常開觸頭并接),電動機M接成YY形高速運轉(zhuǎn)。

該電路的缺點是在進行速度轉(zhuǎn)換時,必須先按下停止按鈕SB4后,才能再按相應的啟動按鈕變速,操作不方便。

2.時間繼電器控制三速異步電動機控制電路

時間繼電器控制三速異步電動機控制電路如圖13－10所示。其中,SB1、KM1控制電動機△接法下低速啟動運轉(zhuǎn);SB2、KT1、KM2控制電動機從△接法下低速啟動到Y(jié)接法下中速運轉(zhuǎn)的自動變換;SB3、KT1、KT2、KM3控制電動機從△接法下低速啟動到Y(jié)接法下中速,再過渡到Y(jié)Y接法下高速運轉(zhuǎn)的自動變換。圖13－10時間繼電器控制三速異步電動機控制電路圖

電路的工作原理如下:

(1)△形低速啟動運轉(zhuǎn)。

合上電源開關(guān)QF。

(2)△形低速啟動Y形中速運轉(zhuǎn)。

(3)△形低速啟動Y形中速運轉(zhuǎn)過渡到Y(jié)Y形高速運轉(zhuǎn)。

(4)停止控制。

按下SB4即可完成停止控制。

一、時間繼電器控制三速異步電動機控制電路的安裝與檢修

1.繪制元件布置圖和接線圖

根據(jù)圖13－10所示時間繼電器控制三速異步電動機控制電路原理圖,請讀者自行繪制其元件布置圖和安裝接線圖,在此不再贅述。

2.元器件規(guī)格、質(zhì)量檢查

(1)檢查各元器件、耗材與表13－4中的型號規(guī)格是否一致。

(2)檢查各元器件的外觀是否完整無損,附件、備件是否齊全。

(3)用儀表檢查各元器件和電動機的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合要求。

3.根據(jù)元件布置圖安裝和固定低壓電器元件

元器件檢查完畢后,按照自己繪制的元件布置圖安裝和固定電器元件。

4.根據(jù)電氣原理圖和安裝接線圖進行行線槽配線

元件安裝完畢后,按照圖13－10所示的原理圖和自己繪制的安裝接線圖進行板前行線槽配線。

5.電動機的連接

按照電動機銘牌上的接線方法,正確連接接線端子。接線時,要看清電動機出線端的標記,掌握其接線要點:△形低速時,U1、V1、W1經(jīng)KM1接電源,W1、U3并接;Y形中速時,U4、V4、W4經(jīng)KM2接電源,W1、U3必須斷開,空著不接;YY形高速時,U2、V2、W2經(jīng)KM3接電源,U1、V1、W1、U3并接,最后連接電動機的保護接地線。

6.自檢

電路安裝完畢后,在通電試車前必須經(jīng)過自檢。經(jīng)指導教師確認無誤后,方可通電試車。自檢的方法及步驟請讀者根據(jù)前面任務(wù)所學,自行分析,在此不再贅述。

7.通電試車

學生自檢完成后,在教師的監(jiān)護下進行通電試車。

二、時間繼電器控制三速電動機控制電路常見故障的分析及檢修

1.主電路的故障檢修

主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法與前面任務(wù)中主電路的故障