电机控制技术教学课件作者韩建霞11

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1、项目十一 三相异步电动机综合控制电路,任务一 三相异步电动机典型控制环节 任务二 C650-2卧式车床电气控制电路 任务三 M7130型平面磨床电气控制电路,任务一 三相异步电动机典型控制环节,一、多地控制电路 在大型机床或生产设备上,为方便操作人员在不同位置均能进行操作,常要求多地控制。一般多地控制只需增加控制按钮即可。多地控制的原则为:启动按钮并联,停止按钮串联。几个启动按钮或停止按钮分别装在不同的位置。 图11-1为最简单的两地控制电路,假设在位置A装有启动按钮SB2,停止按钮SB1,在位置B装有启动按钮SB东停止按钮SB3,则在A, B两位置都能实现对电动机的启停。,下一页,返回,任务

2、一 三相异步电动机典型控制环节,二、顺序启停控制电路 实际生产中,某一系统常有多台电动机,而某些电动机的启停要求按一定的顺序进行,如空调设备中,要求压缩机必须在风机之后启动;铣床上启动主电动机后才能启动进给电动机。总之,对几台电动机的启停要求一般有:正序启动,同时停止;正序启动,正序停止;正序启动,逆序停止。 图11 -2所示为两台电动机的顺序启停电路。图(a)为主电路,图(b)为正序启动,同时停止或单独停止M2的控制电路。图(c.)为正序启动,逆序停止控制电路。,上一页,下一页,返回,任务一 三相异步电动机典型控制环节,从几个电路图可归纳出实现顺序启动的方法是:将控制前一台电动机的接触器的动

3、合辅助触点串联在控制后一台电动机的接触器线圈支路中。实现正序启动、逆序停止的方法是:将控制后一台电动机的接触器动合辅助触点与前一台电动机的停止按钮并联。 三、间歇运行控制 某些生产机械上的电动机要求运行一段时间,停止一段时间,即间歇运行,如车床的润滑电动机。利用两个时间继电器可实现此控制功能,如图11-3所示。利用此方法,只需将SA1换成故障信号接通的触点,KM换成灯泡,即可用于故障报警时的灯光闪烁电路。,上一页,下一页,任务一 三相异步电动机典型控制环节,四、自动往返控制 生产机械的运动部件往往有行程限制,如起重机起升机构的上拉或下放物体必须在一定范围内,否则可能造成危险事故;磨床的工作台带

4、动工件作自动往返,以便旋转的砂轮能对工件的不同位置进行磨削加工。为此常利用行程开关作为控制元件来控制电动机的正反转。图11 -4为电动机带动运动部件自动往返示意图。图中SQ1, SQ2为两端限位行程开关,撞块A, B固定在运动部件上,随着运动部件的移动,在两端分别压下行程开关SQ1, SQ2,改变电路的通断状态,使电动机实现正反转,从而进行往复运动。图中SQ3, SQ4分别为正反向极限保护行程开关。,上一页,下一页,返回,任务一 三相异步电动机典型控制环节,电路工作原理如下:合上电源开关QS,按下正转启动按钮SB2-KM1通电自锁,电动机正转,拖动运动部件向左运动(图11-5所示)、当部件运动

5、到使其上的撞块B压下行程开关SQ2时,SQ2动断触点断开,KM1失电释放,SQ2动合触点闭合,使KM2得电自锁,电动机正转变为反转,拖动运动部件朝右运动、当撞块A压下行程开关SQ1时,电动机又由反转变正转。如此周而复始,运动部件即在受限制的行程范围内进行往返运动。当按下停止按钮时,电动机失电,运动部件停止运动。当SQ1或SQ2失灵时,由极限保护行程开关SQ3, SQ4动作,实现终端位置的限位保护。此电路具有采用接触器动断触点实现的电气互锁和用按钮实现的机械互锁,同时当电动机功率较小时,在运动过程中可利用按钮实现直接反向。,上一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,卧式车床是机械加

6、工中广泛使用的一种机床,可以用来加工各种回转表面、螺纹和端面。卧式车床通常由一台主电动机拖动,经由机械传动链,实现切削主运动和刀具进给运动的输出,其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动、冷却泵和液压泵等,常采用单独电动机驱动。不同型号的卧式车床,其主电动机的工作要求不同,因而由不同的控制电路构成,但是由于卧式车床运动变速是由机械系统完成的,且机床运动形式比较简单,相应的控制电路也比较简单。,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,0650-2型卧式车床型号的含义为:,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,一、车床结构及运动形式 06

7、50-2卧式车床属于中型车床,机床的结构形式如图11 -6所示,图11-7所示为加工示意。 车床加工时,安装在床身上的主轴箱中的主轴转动,带动夹在其端头的工件转动;刀具安装在刀架上,与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动。 车床的主运动为主轴通过卡盘带动工件的旋转运动;进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向直线运动,其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动,横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动;辅助运动包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,二、电力拖动及控制要求 (1)正常加工时一般不需反转,但加工螺纹时需反转退刀,且

8、工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系,为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。主电动机M1(功率为20 kW),采用直接启动的方式,可正反两个方向旋转,为加工调整方便,还具有点动功能。由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,需停车时不易立即停止转动,必须有停车制动的功能,0650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,(2)电动机M2拖动冷却泵。车削加工时,刀具与工件的温度较高,需设一冷却泵电动机,实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动机M2单向旋转,采用直接启动、停止方式,且与主电动机有必要

9、的联锁保护。 (3)快速移动电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间,利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电动机可根据使用需要,随时手动控制启停。 (4)采用电流表检测电动机负载情况。 (5)车削加工时,因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同,且刀具种类也不同,所以要求切削速度也不同,这就要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速,变换主轴箱外的手柄位置,可以改变主轴的转速。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,三、车床电气控制系统分析 0650-2型普通车床的电气控制系统电路如图11-8所示。 (一)主电路分析 图11 -8所示的主电路

10、中有三台电动机,隔离开关QS将三相电源引入,电动机M1电路接线分为三部分,第一部分由正转控制交流接触器KM1和反转控制交流接触器KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线;第二部分为一电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的动力回路上,以监视电动机绕组工作时的电流变化,为防止电流表被启动电流冲击损坏,利用一时间继电器的延时动断触点,在启动的短时间内将电流表暂时短接;,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,第三部分为一串联电阻限流控制部分,交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除,在进行点动调整时,为防止连续的启动电流造成电动机过载,串入限流电阻R,保证电路设

11、备正常工作。速度继电器KV的速度检测部分与电动机的主轴同轴相连,在停车制动过程中,当主电动机转速接近零时,其动合触点可将控制电路中反接制动相应电路切断,完成停车制动。 电动机M2由交流接触器KM4的主触点控制其电源的接通与断开;电动机M3由交流接触器KMS控制。 为保证主电路的正常运行,主电路采用熔断器实现短路保护、采用热继电器对电动机进行过载保护。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,(二)控制电路分析 1.主电动机M1的点动控制 调整车床时,要求主电动机点动控制。线路中KM1为M1电动机的正转接触器;KM2为反转接触器;KA为中间继电器。工作过程如下: 按下SB

12、2-KM1线圈通电、主触点闭合,电动机经限流电阻接通电源,在低速下启动松开SB2-KM1断电,电动机断开电源,停车。 2.主电动机M1的正、反转控制 (1)正转。按下启动按钮SB3-KM3和KT线圈通电、KM3主触点动作使电阻被短接, KM3动合辅助触点闭合使KA通电、KA动合辅助触点闭合(57)使接触器KM1通电,电动机在全压下正向启动。KM1辅助动合触点(511)闭合、KA的动合触点闭合(311, 57)使KM1自锁。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,(2)反转。启动按钮为SB4,控制过程与正转类似。KM1和KM2的动断辅助触点分别串在对方的接触器线圈的回路

13、中,起正反转的互锁作用。 3.主电动机M1的反接制动控制 0650-2车床采用速度继电器实现主电动机停车的反接制动。下面以正转为例分析反接制动的过程。 设主电动机原为正转运行,停车时按下停止按钮SB1、接触器KM3断电、KM3主触点断开,限流电阻R串入主回路、KA断电(311, 57)断开、KM 1断电,电动机断开正相序电源、KA动断触点(327)闭合,由于此时电动机转速较高,KV-2为闭合状态,故KM2通电,实现对电动机的电源反接制动、当电动机转速接近零时,KV-2动合触点断开,KM2断电,电动机断开电源,制动结束。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,电动机反转

14、时的制动与正转相似。 4.刀架的快速移动与冷却泵控制 转动刀架快速移动手柄、压动限位开关SQ、接触器KMS通电,KMS主触点闭合,M3接通电源启动。M2为冷却泵电动机,它的启动和停止通过按钮SBS和SB6来控制。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,5.其他辅助环节 监视主回路负载的电流表通过电流互感器接入。为防止电动机启动、点动和制动电流对电流表的冲击,电流表与时间继电器的延时动断触点并联。如启动时,KT线圈通电,KT的延时动断触点未动作,电流表被短接。启动后,KT延时断开的动断触点打开,此时电流表接入互感器的二次回路对主回路的电流进行监视。 控制电路的电源通过控

15、制变压器TS供电,使之更安全。此外,为便于工作,设置了工作照明灯。照明灯的电压为安全电压36 V(图中未画出)。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,四、0650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修 1.主轴电动机不能启动 (1) m主电路熔断器FU1和控制电路熔断器FU3熔体熔断,应更换。 (2)热继电器FR1已动作过,动断触点未复位。要判断故障所在位置,还要查明引起热继电器动作的原因,并排除。可能有的原因:长期过载;继电器的整定电流太小;热继电器选择不当。按原因排除故障后,将热继电器复位即可。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,(

16、3)控制电路接触器线圈松动或烧坏,接触器的主触点及辅助触点接触不良,应修复或更换接触器。 (4)启动按钮或停止按钮内的触点接触不良,应修复或更换按钮。 (5)各连接导线虚接或断线。 (6)主轴电动机损坏,应修复或更换。 2.主轴电动机断相运行 按下启动按钮,电动机发出嗡嗡声不能正常启动,这是电动机断相造成的,此时应立即切断电源,否则易烧坏电动机。可能的原因是: (1)电源断相。 (2)熔断器有一相熔体熔断,应更换。,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,(3)接触器有一对主触点没接触好,应修复。 3.主轴电动机启动后不能自锁 故障原因是控制电路中自锁触点接触不良或自锁电路接线松开,修复即可。 4.按下停止按钮主轴电动机不停止 (1)接触器主触点熔焊,应修复或更换接触器。 (2)停止按钮动断触点被卡住,不能断开,应更换停止按钮。 5.冷却泵电动机不能启动,上一页,下一页,返回,任务二 C650-2卧式车床电气控制电路,(1)按钮SB6触点不能闭合,应更换。 (2)熔断器FU2熔体熔断,应更换。 (3)热继电器FR2已动作过,未复位。 (4)接触器

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