《电气控制与PLC应用 第2版 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 华满香 刘小春 新项目二Z3050摇臂钻床电气控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与PLC应用 第2版 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 华满香 刘小春 新项目二Z3050摇臂钻床电气控制（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目二 3050型摇臂钻床电气控制,学 习 目 标,1了解Z3050型摇臂钻床的结构与运动情况及拖动特点 2掌握行程开关、断路器、电流继电器、电压继电器的结构特点、符号、型号及选择 3熟悉以时间原则控制电动机的启动与停止电路的设计方法 4能设计自动往返控制线路并能进行安装调试与故障维修 5能分析绕线式异步电动机电气控制线路的工作原理 6掌握Z3050型摇臂钻床的电气控制原理分析方法及调试技能 7能对Z3050型摇臂钻床常见的电气故障进行分析与诊断 8能排除Z3050型摇臂钻床常见电气故障,3050型摇臂钻床,学 习 目 标,返回上级,返回上级,Z3050型摇臂钻床项目学习内容,Z3050型摇臂
2、钻床是一种常见的立式钻床，适用于单件和成批生产加工多孔的大型零件。 具有两套液压控制系统： 操纵机构液压系统：安装在主轴箱内，用以实现主轴正反、停车制动、空挡、预选及变速； 夹紧机构液压系统：安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。,一、Z3050型摇臂钻床 简述,返回上级,主要构造和运动情况,摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、主轴、工作台等组成。 Z3050型摇臂钻床内立柱固定在底座上，在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着内立柱回转一周，摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆，摇臂可沿着外立柱上下移动，但两者不能作相对转动，所以摇臂将与外立柱一起
3、相对内立柱回转。,Z3050型摇臂钻床的运动形式,主运动：主轴带动钻头的旋转运动。 进给运动：钻头的上下移动。 辅助运动：主轴箱沿摇臂水平移动、 摇臂沿外立柱上下移动、 摇臂与外立柱一起相对于内立柱回转运动。,二、电气控制器件相关知识,返回上级,行程开关又称为限位开关。 作用：将机械位移转变为触点的动作信号，以控制机械设备的运动，行程开关主要用于机床、自动生产线和其他机械的限位及程序控制。 为了适用于不同的工作环境，可以将行程开关做成各种各样的外形,（一）行程开关,返回上级,各种类型行程开关,JLXK1行程开关结构,当运动部件的挡铁碰压行程开关的滚轮时，杠杆连同转轴一起转动，使凸轮推动撞块，当
4、撞块被压到一定位置时，推动微动开关快速动作，使其动断触点断开，动合触点闭合。,LX19K型行程开关结构,当挡铁离开顶杆时，顶杆在弹簧的作用下上移，上移到一定位置，接触桥瞬时进行快速换接，触点迅速恢复到原状态。,当运动部件的挡铁碰压顶杆时，顶杆向下移动，压缩弹簧使之储存一定的能量。 当顶杆移动到一定位置时，弹簧的弹力方向发生改变，同时储存的能量得以释放，完成跳跃式快速换接动作。,行程开关型号含义,低压断路器即低压自动空气开关，又称自动空气断路器。 作用：电路的短路、过载、失电压与欠电压保护。 能自动分断故障电路，是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。,（二）低压断路器,返回上级,
5、DZ520低压断路器外形与结构,低压断路器原理图,断路器的三副主触点串联在被控制的三相电路中，按下接通按钮时，外力使锁扣克服反作用弹簧的反力，将固定在锁扣上面的动触点与静触点闭合，并由锁扣锁住搭钩使动静触点保持闭合，开关处于接通状态。 当线路发生过载时，过载电流流过热元件产生一定的热量，使双金属片受热向上弯曲，通过杠杆推动搭钩与锁扣脱开，在反作用弹簧的推动下，动、静触点分开，从而切断电路，使用电设备不致因过载而烧毁。 当线路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流，电磁脱扣器产生足够大的吸力将衔铁吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣分开，从而切断电路，实现短路保护。 低压断路器出厂时，
6、电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般整定为10倍的额定电流）。,低压断路器工作原理,2、DZ10型低压断路器,DZ10型低压断路器可根据需要装设热脱扣器（用双金属片作过负荷保护）、电磁脱扣器（只作短路保护）和复式脱扣器（可同时实现过负荷保护和短路保护）。 DZ10型低压断路器采用钢片灭弧栅，因为脱扣机构的脱扣速度快，灭弧时间短，一般断路时间不超过一个周期（0.02 s），断流能力就比较大。,3、漏电保护断路器,漏电保护断路器通常称为漏电开关，是一种安全保护电器，在线路或设备出现对地漏电或人身触电时，迅速自动断开电路，能有效地保证人身和线路的安全。,漏电保护断路器主要由零序互感器TA、漏电脱扣器WS
7、、试验按钮SB、操作机构和外壳组成。,在电路正常工作时，无论三相负载电流是否平衡，通过零序电流互感器一次侧的三相电流相量和为零，二次侧没有电流。 当出现漏电和人身触电时，漏电或触电电流将经过大地流回电源的中性点，因此零序电流互感器一次侧三相电流的相量和就不为零，互感器的二次侧将感应出电流，此电流通过使漏电脱扣器线圈动作，则低压断路器分闸切断了主电路，从而保障了人身安全。,注意,为了经常检测漏电开关的可靠性，开关上设有试验按钮，与一个限流电阻R串联后跨接于两相线路上。当按下试验按钮后，漏电断路器立即分闸，证明该开关的保护功能良好。,低压断路器的型号图,低压断路器文字与图形符号,4低压断路器的选择
8、,选择低压断路器时主要从以下几方面考虑。 （1）断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。 （2）断路器极限通断能力大于或等于线路最大短路电流。 （3）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 （4）过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大负载电流。,时间继电器是在线圈得电或断电后，触点要经过一定时间延时后才动作或复位，是实现触点延时接通和断开电路的自动控制电器。时间继电器分为通电延时和断电延时两种：电磁线圈通电后，触点延时通断的为通电延时型；线圈断电后，触点延时通断的为断电延时型。,（三）时间继电器,返回上级,各种类型的时间继电器,1、时间继电器的结构,时间继
9、电器主要由电磁系统、工作触点、气室和传动机构等组成。电磁系统由电磁线圈、铁芯、衔铁、反力弹簧和弹簧片组成。工作触点由两对瞬时触点（一对常开与一对常闭）和两对延时触点（一对常开与一对常闭）组成。,当电路通电后，电磁线圈的静铁芯产生磁场力，使衔铁克服反作用弹簧的弹力而吸合，与衔铁相连的推板向右运动，推动推杆压缩宝塔型弹簧，使气室内橡皮膜和活塞缓慢向右运动，通过弹簧片使瞬时触点动作的同时也通过杠杆使延时触点延时动作，延时时间由气室进气口的节流程度决定，其节流程度可用调节螺丝完成。,2、时间继电器的工作原理简述,3时间继电器的图形符号与文字符号,4时间继电器的型号含义,三、基本控制相关知识,返回上级,
10、根据要求完成控制电路的设计与安装： （1）工作台由原位开始前进，到终端后自动后退。 （2）要求能在前进或后退途中任意位置停止或启动。 （3）控制电路设有短路、失压、过载和位置极限保护。,（一）工作台自动往返控制,返回上级,工作台自动往返控制线路,工作台自动往返控制线路工作原理,1、按钮操作绕线式电动机串电阻启动控制线路,按钮操作绕线式电动机 串电阻启动控制线路工作原理,2、时间原则控制绕线式电动机串电阻启动控制线路,时间原则控制绕线式电动机 串电阻启动控制线路,3、电流原则控制绕线式电动机串电阻启动控制线路,电流原则控制绕线式电动机串电阻启动控制线路,KA4的作用是保证开始启动时全部电阻接入转
11、子电路,（二）三相异步电动机降压启动控制电路,较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）因启动电流较大，一般都采用降压起动方式来起动。 原理：起动时降低加在电动机定子绕组上的电压，起动后再将电压恢复到额定值。 常用方法：串电阻（或电抗）、星型三角形、自耦变压器等。,1、定子串电阻起动,原理：电动机在起动时在三相定子绕组中串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，起动结束后再将电阻短接。 主电路：KM1实现串电阻起动，KM2实现全压运行。,控制线路： 1、基本原理：用时间继电器KT控制KM1、KM2切换。 2、KM1、KM2允许同时吸合，但是电动机正常运行后，一般应该将KM1释放，以降低运行损耗。 3、
12、图（a）为KM1不退出的控制线路。 4、图（b）为KM1退出而KT 不退出的控制线路。 5、图（c）为KM1、KT都退出的控制线路,图（a） 起动完成后KM1不退出， 不足之处：运行损耗大,图（b-1） KM1退出而KT 不退出 问题：KT延时触点切换是否可行？ 切换要求：起动过程平稳，减少冲击。对于主触点要求：KM2 先闭合 KM1 后断开,图（b-1） KM1退出而KT 不退出 KT延时触点切换带来KM1、KM2线圈瞬时断电，切换过程带来冲击,KT常开延时触点和KM常闭触点平稳切换！,SB2按下，KM1动作电机降压起动；KT绕组上电开始计时， KT延时时间到，KT延时闭合的常开触点闭合KM
13、2线圈上电， KM2主触点闭合电机全压起动。 KM2延时断开的常闭触点断开KM1线圈失电KM主触点断开降压起动回路断开。,问题：如果要求切换时确保KM2先断开KM1后闭合，图（b-1）是否可靠，为进一步增加可靠性应怎样做？,方法：用KM1的常闭触点替代KT延时常开触点。,图2-8（b-1） KM1退出而KT 不退出KT延时触点切换带来KM1、KM2线圈瞬时断电，切换过程带来冲击,切换顺序比较,KM2先通电,KM1后断电； KM1,KM2同时切换； KM1先断电,KM2后通电,图（b-2）KM1退出带来的自锁回路的改变， 采用KA触点扩展 采用KT瞬时动作触点,自锁回路的转换,图（c） 退出KT
14、,图（b-3）KM1退出带来的自锁回路的改变， 采用KM1、KM2触点切换,3.1.2星形三角形启动的控制 这一线路的设计思想仍是按时间原则控制启动过程，所不同的是启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的1/3，从而减小了启动电流对电网的影响。待启动后按预先整定的时间换接成三角形接法，使电动机在额定电压下正常运转。星形-三角形降压启动线路如图所示。,图 星形-三角形降压启动电路,星形-三角形启动的特点在于星形启动电流只是原来三角形接法的1/3，启动电流特性好、结构简单、价格低。 缺点：是启动转矩也相应下降为原来三角形接法的1/3，转矩特性差，因而本线路适用于电网电压
15、380V，额定电压660/380V，用于Y/接法的电动机轻载启动的场合。,2.1.3 串自耦变压器启动的控制线路 串自耦变压器降压启动的控制线路如图所示。这一线路的设计思想和串电阻启动线路基本相同，也是采用时间继电器完成按时动作，所不同是启动时串入自耦变压器，启动结束时自动切除。,定子串自耦变压器降压启动控制线路,四、应 用 举 例,返回上级,1、小车自动往返控制,控制要求：,请设计一个自动运输控制电路原理图,在一些饲料自动加工厂，需要实现两地之间的装料与卸料，将装袋的饲料从A地运输到B地进行存储，装载与卸载需要相同的时间（5S）。,返回上级,1、小车自动往返控制,控制电路原理图 ：,1、小车
16、自动往返控制,线路分析：,在中间继电器KA在电路中起到失压保护作用，如果没有中间继电器KA，当送料小车运行到A或B点时，小车会压合行程开关SQ1或SQ2，若电路突然停电后，当线路再次送电时，送料小车会因行程开关SQ1或SQ2被压使常开点闭合，接触器KM1或KM2线圈得电，电动机就会自行启动而造成事故。,SQ1、SQ2在线路中经常被小车碰压，是工作行程开关；SQ3、SQ4是小车在两终点的限位保护开关，防止SQ1、SQ2失灵后小车会冲出预定的轨迹而出事故。,2、两台电动机启停控制,控制要求：,请设计这个控制电路原理图,一个饲料加工厂在搅拌混合料时，按下启动按钮，先将各种配料通过皮带机送入混合罐中3 s后，皮带拖,动电动机停止，搅拌电动机启动搅拌饲料20 s后停止。,返回上级,控制电路原理图 ：,2、两台电动机启停控制,3.三相异步电动机正反转降压启动控制,1）工作任务 有一台皮带运输机，由一台电动机拖动，电动机功率为7.5 k
