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机电专业机床电气控制实训引导书

项目一 ?交流异步电动机的点动正转控制电路

一、电气原理图

?

图2-1 ?点动正转控制线路原理图

二、实训所需元器件

代号

名称

型号、规格

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

?

KM

交流接触器

LC1-D0610Q5N

1

?

SB6

按钮开关

LAY16 ?黑色

1

?

M

三相鼠笼式异步电动机

WDJ26(380V/△)

1

?

三、原理先容

点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。所谓点动控制是指:按下按钮,电动机就旋转;松开按钮,电动机就失电停转。这种控制方法常用于电动葫芦的起重电机控制和车床拖板箱快速移动的电机控制。

由图2-1可以看出,点动正转控制线路是由低压开关QS、熔断器FU1、起动按钮SB6、接触器KM及电动机M组成。其中以低压开关QS作电源隔离开关,熔断器FU1作短路保护,按钮SB6控制接触器KM的线圈得电、失电,接触器KM的主触头控制电动机M的起动与停止。

线路工作原理如下:当电动机M需要点动时,先合上低压开关QS,此时电动机M尚未接通电源。按下起动按钮SB6,接触器KM的线圈得电,使衔铁吸合,同时带动接触器KM的三对主触头闭合,电动机M便接通电源起动运转。当电动机需要停转时,只要松开起动按钮SB6,使接触器KM的线圈失电,衔铁在复位弹簧作用下复位,带动接触器KM的三对主触头恢复断开,电动机M失电停转。

四、安装与接线

?

图2-2 ?点动正转控制线路接线图

在本装置WD022挂板上选择熔断器FU1、低压开关QS、接触器KM等器件;在本装置WD023挂板上选择按钮SB6等器件;电机M放在桌面上。按图2-2进行接线。

五、检测与调试

在通电试车前,应仔细检查各接线端连接是否正确、可靠,并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路(按下起动控制按钮时,控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻)、主电路有无开路或短路等。



项目二 ?三相异步电动机接触器自锁控制线路

一、电气原理图

?

图3-1 ?自锁控制线路图

二、实训所需电器元件

代号

名 ??称

型 ?号

数量

备 ??注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

熔芯3A

FU2

熔断器

RT18-32/3P

1

熔芯2A

KM

交流接触器

LC1-D0610Q5N

1

?

FR1

热继电器

LR2-D1305N

1

整定值0.63A

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

SB2

按钮开关

LAY16 绿色

1

?

SB1

按钮开关

LAY16 红色

1

?

M

三相鼠笼式异步电动机

WDJ26

1

?

三、原理先容

在点动控制的电路中,要使电动机转动,就必须用手按住按钮不放,这不适宜电动机长时间连续运行的控制,而必须具有接触器自锁的控制电路。

因电动机是连续工作,必须加装热继电器以实现过载保护,具有过载保护的自锁控制电路的电气原理图如图3-1所示,它与点动控制电路的不同之处在于控制电路中增加了一个停止按钮SB1,在起动按钮的两端并联了一对接触器的常开触头,增加了过载保护装置(热继电器FR1)。

电路的工作过程:

按下起动按钮SB2→接触器KM线圈通电→KM(2-3)闭合自锁,同时KM主触头闭合,电动机M起动运行。

当松开SB2时,它虽然恢复到断开位置,但由于有KM的辅助动合触点与SB2并联,在KM动作时,KM的辅助动合触点也动作即闭合,因此KM的线圈仍保持通电。这种利用接触器本身的动合触点使接触器线圈保持通电的控制称为自锁或自保,该辅助常开触点就叫自锁触点。

按下停止按钮SB1→KM线圈失电→KM(2-3)恢复断开,同时KM主触头也断 ??????????

开→电动机停转。

1.欠电压保护

“欠电压”是指电路电压低于电动机应加的额定电压。欠电压严重时会损坏电动机,在该控制电路中,当三相电源电压降低到85%额定电压以下时,接触器线圈磁通减弱,电磁吸力克服不了反作用弹簧的压力,动铁芯会释放,从而使接触器KM的主触头分开,自动切断主电路和控制电路,电机失电停转,达到了欠压保护的目的。

2.失压(或零压)保护

当生产设备运行时,由于某种原因引起电源断电,而使生产机械停转。当故障排除后,恢复供电时,如果电动机重新起动,很可能引起设备与人身事故的发生。采用具有接触器自锁的控制电路,当失电时,KM已断电释放,即使电源恢复供电,由于接触器线圈不能通电吸合,电动机也不会自行起动,只有再次按启动按钮,电动机才可以启动。这种保护称为失电压保护或零电压保护。

3.过载保护

具有自锁的控制电路虽然有短路、欠电压和失电压保护的作用,但实际使用中还不够完善。因为电动机在运行过程中,若长期负载过大或操作频繁,或三相电路缺相运行等原因,都可能使电动机的电流超过它的额定值,这将会引起电动机绕组过热,损坏电动机绝缘,因此,通常由三相热继电器来完成过载保护。

四、安装与接线

在本装置WD021挂板上选择热继电器FR;WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2等器件;电机M放在桌面上。按图3-2进行接线。

五、检测与调试

在通电试车前,应仔细检查各线端连接是否正确、可靠,并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路(按下起动控制按钮时,控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻)、主电路有无开路或短路等。

?

图3-2 ?三相异步电动机接触器自锁控制接线图

六、常见故障分析

在试运行中发现电路异常现象,应马上停电后作认真详细检查,常见故障如下:

1.合上QS后,烧熔丝或断路器跳闸的故障原因:KM的线圈和SB1同时被短接;主电路可能有短路(QS到KM主触点这一段)。

2.合上QS后,电动机马上运转的故障原因:SB2起动按钮被短接;SB2动合触点错接成动断触点。

3.合上QS后,按SB2时,烧熔丝或断路器跳闸的故障原因:KM的线圈被短接;主电路可能有短路(KM主触点以下部分)。

4.合上QS后,按SB2、KM不动作,电动机也不转动的故障原因:SB2不能闭合;FR的辅助动断触点断开或错接成动合触点;KM线圈未接上,或线圈坏,未形成回路;接线有误。

5.合上QS后,按下SB2,若KM接触器能吸合,但电动机不转动的故障原因;电动机星型(Y型)联接的中性点未接好;电源缺相(有嗡嗡声);接线错误。

6.合上QS后,若按SB2,电动机只能点动运转的故障原因:KM的自锁触点未接好;KM的自锁触点损坏。

?

项目三 ?接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路

一、电气原理图

?

图4-1 ?接触器联锁正反转控制原理图

二、实训所需电气元件明细表:

代号

名称

型号

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯3A

FU2

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯2A

?KM1、KM2

交流接触器

LC1-D0610Q5N

2

线圈AC380V

辅助触头

LA1-DN11

2

?

FR1

热继电器

JRS1D-25/Z(0.63-1A)

1

?

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

SB1

按钮开关

LAY16

1

红色

SB2、

SB4

按钮开关

LAY16

2

绿色

M

三相鼠笼异步电动机

WDJ26(380V/Δ)

1

?

三、原理分析

接触器联锁的正反转控制线路如图4-1所示,线路中采用了两个接触器,即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2,它们分别由正转按钮SB2和反转按钮SB4控制。从主电路中可以看出,这两个接触器的主触头所接通的电源相序不同,KM1按L1-L2-L3相序接线,KM2则对调了两相的相序,按L3-L2-L1相序接线。相应的控制电路有两条:一条是按钮SB2和KM1线圈等组成的正转控制电路;另一条是由按钮SB4和KM2线圈等组成的反转控制电路。

必须指出,接触器KM1和KM2的主触点绝不允许同时闭合,否则将造成两相电源(L1相和L3相)短路事故。为了保证一个接触器得电动作时,另一个接触器不能得电动作,以避免电源的相间短路,就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头。这样,当KM1得电动作时,串接在反转控制电路中的KM1的常闭触点分断,切断了反转控制电路,保证了KM1主触点闭合时,KM2的主触点不能闭合。同样,当KM2得电动作时,其KM2的常闭触点分断,切断了正转控制电路,从而可靠的避免了两相电源短路事故的发生。像上述这种在一个接触器得电动作时,通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁(或互锁)。实现联锁作用的常闭辅助触点称为联锁触点(或互锁触点)。

工作原理:先合上电源开关QS,然后进行正、反转控制。

1.正转控制

按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁→电动机M起动连续正转。

2.反转控制

先按下SB1→KM1线圈失电→KM1主触点断开、KM1自锁触点断开自锁、KM1联锁触点闭合。

再按下SB4→KM2线圈得电→KM2主触点闭合、KM2自锁触点闭合自锁、KM2联锁触点分断对KM1联锁→电动机M起动连续反转。

停止时,按下停止按钮SB1→控制电路失电→KM2主触点分断→电动机M失电停转。

从以上分析可见,接触器联锁正反转控制线路的优点是工作安全可靠,缺点是操作不便。因电动机从正转变为反转时,必须先按下停止按钮后,才能按反转起动按钮,否则由于接触器的联锁作用,不能实现反转。为克服此线路的不足,可采用按钮联锁或双重联锁的正反转控制线路。

四、安装接线

正反转控制电路的接线较为复杂,特别是当按钮使用较多时。在电路中,两处主触头的接线必须保证相序相反;联锁触头必须保证常闭互串;按钮的接线必须正确、可靠、合理。

在本装置WD021挂板上选择热继电器FR;WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4等器件;电机M放在桌面上。

?

图4-2 ?接触器联锁正反转控制线路接线图

接线图如图4-2所示,接线时应注意不要接错或漏接。在通电试车前,应仔细检查各接线端连接是否正确、可靠。

五、检查与调试

仔细确认接线正确后,可接通交流电源,合上开关QS,按下SB2,电机应正转(电机右侧的轴伸端为顺时针转,若不符合转向要求,可停机,换接电机定子绕组任意两个接线即可)。如要电机反转,应先按SB1,使电机停转,然后再按SB4,则电机反转。若不能正常工作,则应分析并排除故障,使线路能正常工作。

?

?

?



项目四 ?按钮联锁的三相异步电动机正反转控制线路

一、电气原理图

?

图5-1 ?按钮联锁正反转控制线路原理图

二、实训所需电气元件明细表:

代号

名称

型号

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯3A

FU2

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯2A

KM1、KM2

交流接触器

LC1-D0610Q5N

2

线圈AC380V

FR1

热继电器

JRS1D-25/Z(0.63-1A)

1

?

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

SB1

按钮开关

LAY16

1

红色

SB2、SB4

按钮开关

LAY16

2

绿色

M

三相鼠笼异步电动机

WDJ26(380V/Δ)

1

?

三、原理分析

如图5-1所示,该控制电路的特点是当需要改变电动机的转向时,只要直接按反转按钮就可以了,不必先按停止按钮。这是因为如果电动机已按正转方向运转时,线圈是通电的,这时按下按钮SB4,按钮串在KM1线圈回路中的常闭触头首先断开,将KM1线圈回路断开,相当于按下停止按钮SB1的作用,使电动机停转,随后SB4的常开触头闭合,接通线圈KM2的回路,使电源相序相反,电动机即反向旋转。同样,当电动机已作反向旋转时,若按下SB2,电动机就先停转后正转。该线路是利用按钮动作时,常闭先断开、常开后闭合的特点来保证KM1与KM2不会同时通电,由此来实现电动机正反转的联锁控制。所以SB2和SB4的常闭触头也称为联锁触头。

这种线路的优点是操作方便。缺点是容易产生电源两相短路故障。如:当正转接触器KM1发生主触点熔焊或被杂物卡住等故障时,即使接触器线圈失电,主触点也分断不开,这时若直接按下反转按钮SB4,KM2得电动作,触点闭合,必然造成电源两相短路故障。所以此线路工作欠安全可靠

四、安装与接线

?

图5-2 ?按钮联锁正反转控制接线图

在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1;WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4等器件;电机M放在桌面上。按图5-2进行接线。

五、检测与调试

????确认接线正确后,接通交流电源,按下SB2,电机应正转;按下SB4,电机应反转;按下SB1,电机应停转。若不能正常工作,则应分析并排除故障



项目五 ?双重联锁三相异步电动机正反转控制线路

一、电气原理图

?

图6-1 ?双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路

二、实训所需电气元件明细表:

代号

名称

型号

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯3A

FU2

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯2A

KM1、KM2

交流接触器

LC1-D0610Q5N

2

线圈AC380V

FR1

热继电器

JRS1D-25/Z(0.63-1A)

1

?

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

SB1

按钮开关

LAY16

1

红色

SB2、

SB4

按钮开关

LAY16

2

绿色

M

三相鼠笼异步电动机

WDJ26(380V/Δ)

1

?

三、原理分析

该控制线路集中了按钮联锁和接触器联锁的优点,故具有操作方便和安全可靠等优点,为电力拖动设备中所常用。

工作原理:先合上电源开关QS,然后进行正、反转控制。

1.正转控制

按下SB2→SB2常闭触点先分断对KM2联锁(切断反转控制电路),SB2常开触点后闭合→KM1线圈得电→KM1主触点及自锁触头闭合→电动机M起动连续正转,KM1联锁触点分断对KM2联锁(切断反转控制电路);

2.反转控制

按下SB4→SB4常闭触点先分断→KM1线圈失电→KM1主触点分断→电动机M失电,SB4常开触点后闭合→KM2线圈得电→KM2主触点及自锁触头闭合→电动机M起动连续反转,KM2联锁触点分断对KM1联锁(切断正转控制电路)。

若要停止,按下SB1,整个控制电路失电,主触点分断,电动机M失电停转。

四、安装与接线

?

图6-2 ?双重连锁的正反转接线图

在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1;WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4等器件;电机M放在桌面上。图6-2为中断线表示的单元接线图,每个器件端子处接的线号及端子之间的连接图上已明确表示出来了,对接线和查线带来很大方便。

?

五、检测与调试

????确认接线正确后,接通交流电源,按下SB2电机应正转;按下SB4电机应反转;按下SB1,电机应停转。若不能正常工作,则应分析并排除故障。

?



项目六 ?三相异步电动机星形/三角形起动控制线路

一、电气原理

?

图7-2 ?星形/三角形起动控制原理图

二、操作所需电器元件

代号

名称

型号

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯3A

FU2

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯2A

KM、KM1、KM2

交流接触器

LC1-D0610Q5N

3

?

FR1

热继电器

JRS1D-25/Z(0.63-1A)

1

?

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

KT1

时间继电器

ST3PA-B(0~60S)/380V

1

?

时间继电器方座

PF-083A

1

?

SB2

按钮开关

LAY16

1

绿色

SB1

按钮开关

LAY16

1

红色

M

三相鼠笼异步电机

WDJ26

1

380V/Δ

三、原理分析

图7-2所示为时间继电器自动控制Y/△减压线路。该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成。时间继电器KT1作控制Y形减压起动时间和完成Y/△自动换接用,其他电器的作用与上述线路相同。

工作原理如下:先合上电源开关QS,然后进行如下动作:按下SB2→KM1线圈得电、KT1线圈得电→KM1主触点闭合、KM1常开触点闭合、KM1联锁触点分断对KM2联锁→KM线圈得电→KM主触点闭合、KM自锁触头闭合自锁→电动机M接成Y减压起动→当M转速上升到一定值时,KT1延时结束→KT1常闭触点分断→KM1线圈失电→KM1常开触点分断、KM1主触点分断,解除Y连接、KM1联锁触点闭合→KM2线圈得电→KM2主触点闭合、KM2联锁触点分断→对KM1联锁、KT1线圈失电→KT1常闭触点瞬时闭合→电动机M接成△形全压运行。

停止时按下SB1即可。

该线路接触器KM1得电后,通过KM1的常开辅助触点使接触器KM得电动作,这样KM1的主触点是在无负载的条件下进行闭合的,故可延长接触器KM1主触点的使用寿命。

四、安装与接线

在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1;WD022挂板上选择熔断器FU1、熔断器FU2、低压开关QS、接触器KM、接触器KM1、接触器KM2等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2等器件;电机M放在桌面上。按图7-2进行接线。

五、检查与调试

????确认接线正确后,可接通交流电源,合上开关QS,按下SB2,控制线路将自动完成Y→Δ换接启动过程,若操作中发现有不正常现象,应断开电源分析排故后重新操作。

六、常见故障分析

1.起动后烧保险丝。主电路或控制电路有短路现象,可根据保险丝的熔断情况进行判断是在主电路还是控制电路。

2.Y接法不能变为Δ接法,电机仍按Y接法运转。故障的原因可能是时间继电器坏、KT1的触点接错、KM1的触点接错或其他故障。

3.Y接法变为Δ接法后电机停转,故障的原因可能为KT1的延时断开的动断触点接错、KM2线圈支路的线接错或电机的Δ接法错误。

4.Y接法变为Δ接法后电机转动缓慢且发出“嗡嗡”声,故障的原因可能为电机的Δ接法错误。

?

?

图7-3 ?星形/三角形起动接线图



项目七 ?工作台自动往返控制线路

一、电气原理图

?

图9-1 ?工作台自动往返控制线路

二、实训所需电气元件明细表:

代号

名称

型号

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯3A

KM1、KM2

交流接触器

LC1-D0610Q5N

2

线圈AC380V

FR1

热继电器

JRS1D-25/Z(0.63-1A)

1

?

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

SQ1、SQ2

SQ3、SQ4

行程开关

JW2A-11H

4

?

SB1

按钮开关

LAY16

1

红色

SB2、

SB4

按钮开关

LAY16

2

绿色

M

三相鼠笼异步电动机

WDJ26

1

380V/Δ

?

三、原理分析

该控制线路图为工作台自动往返控制线路,主要由四个行程开关来进行控制与保护,其中SQ1、SQ2装在机床床身上,用来控制工作台的自动往返,SQ3和SQ4用来做终端保护,即限制工作台的极限位置。在工作台的T形槽中装有挡块,当挡块碰撞行程开关后,能使工作台停止和换向,工作台就能实现自动往返运动。工作台的行程可通过移动挡块位置来调节,以适应加工不同的工件。

图中的SQ3和SQ4分别安装在向左或向右的某个极限位置上。如果SQ1或SQ2失灵时,工作台会继续向左或向右运动,当工作台运行到极限位置时,挡块就会碰撞SQ3或SQ4,从而切断控制线路,迫使电机M停转,工作台就停止移动。SQ3和SQ4实际上起终端保护作用,因此称为终端保护开关或简称终端开关。

该线路的工作原理简述如下:

?

四、安装与接线

????在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1;WD022挂板上选择熔断器FU1、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2、按钮SB4、行程开关SQ1、行程开关SQ2、行程开关SQ3、行程开关SQ4等器件;电机M放在桌面上。接线可参考图9-2,操编辑应画出实际接线图。

?

图9-2 ?工作台自动往返控制接线图

五、调试与测试

????按下SB2,观察并调整电动机M为正转(模拟工作台向右移动)用手代替挡块按压SQ1并使其自动复位,电动机先停转再反转(反转模拟工作台向左移动);用手代替挡块按压SQ2再使其自动复位,则电动机先停转再正转。以后重复上述过程,电动机都能正常正反转。若按下SQ3或SQ4极限位置开关则电机应停转。若不符合上述控制要求,则应分析并排除故障。



项目八?三相异步电动机单向起动反接制动控制线路

一、电气原理图

?

图12-1 ?三相异步电动机单向起动反接制动控制电路

二、实训所需电气元件明细表:

代号

名称

型号

数量

备注

QS

低压开关

DZ108-20/10-F

1

?

FU1

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯3A

FU2

熔断器

RT18-32/3P

1

装熔芯2A

KM1、KM2

交流接触器

LC1-D0610Q5N

2

线圈AC380V

FR1

热继电器

JRS1D-25/Z(0.63-1A)

1

?

热继电器座

JRS1D-25座

1

?

SB1

按钮开关

LAY16

1

红色

SB2

按钮开关

LAY16

1

绿色

M

三相鼠笼异步电动机(带速度继电器)

WDJ24-1

1

380V/Y

R

电阻

75Ω/75W

3

在控制屏上

?

三、电气原理分析

依靠改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩,迫使电动机迅速停转的方法叫反接制动。

单向起动反接制动控制线路如图12-1所示。该线路的主电路和正反转控制线路的主电路相同,只是在反接制动时增加了三个限流电阻R。线路中KM1为正转运行接触器,KM2为反接制动接触器,SR为速度继电器,其轴与电动机轴相连(图中用虚线表示)。

工作原理:先合上电源开关QS,然后进行单向起动和反接制动。

(1)单向起动。按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁→电动机M起动运转→至电动机转速上升到一定值(100r/min左右)时→SR常开触点闭合为制动作准备;

(2)反接制动。按下复合按钮SB1→SB1常闭触头先分断、SB1常开触头后闭合→KM1线圈失电→KM1主触点分断、M暂时失电,KM1自锁触点分断解除自锁,KM2线圈通电,KM2自锁触点闭合自锁,KM2联锁触点分断对KM1联锁→电动机M串接R反接制动→至电动机转速下降到一定值(100r/min左右)时,SR常开触点分断→KM2线圈失电→KM2主触点分断、KM2联锁触点闭合解除联锁→电动机M脱离电源停转,制动结束。

反接制动时,由于旋转磁场与转子的相对转速很高,故转子绕组中感生电流很大,致使定子绕组中的电流也很大,一般约为电动机额定电流的10倍左右。因此反接制动适用于10kW以下小容量电动机的制动,并且对4.5kW以上的电动机进行反接制动时,需在定子回路中串入限流电阻R,以限制反接制动电流。

反接制动的优点是:制动力强、制动迅速。缺点是:制动准确性差、制动过程中冲击强烈、易损坏传动零件、制动能量消耗大、不宜经常制动。因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大,不经常起动与制动的场合。

四、安装与接线

在本装置WD021挂板上选择热继电器FR1;WD022挂板上选择熔断器FU1、FU2、低压开关QS、接触器KM1、接触器KM2等器件;在WD023挂板上选择按钮SB1、按钮SB2;电阻选用控制屏上的75Ω/75W的三个电阻;电机M放在桌面上。接线可参照图12-2,操编辑应画出具体接线图。

五、检测与调试

经检查接线无误后,操编辑可接通电源进行操作。在电机运转时,按下停止按钮SB1,电机应能马上停转。

若动作过程不符合要求或出现不正常,则应分析并排除故障,使控制线路能正常工作。

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图12-2 ?正向起动反接制动接线图

?



项目九 ?单相笼型电动机电容启动控制电路

一、电气原理图

?

二、实训所需电气元件明细表:

序号

名称

型号

数量

备注

1

电容

35μF/450V

1

?

2

单相电容启动电机

DJ19

1

?

三、实验原理

如图14-1所示,单相电机除了工作绕组(主绕组)外,还设有起动绕组(副绕组),它的作用是产生起动转矩,一般只在起动时接入,当转速达到70%~85%的同步转速时,由离心开关(一般装在电机内)将其从电源自动切除,所以正常工作时只有工作绕组在电源上运行。

四、安装与接线

在本装置WD021挂板上选择35μF/450V的电容C2;学生可按图14-1所示进行接线,接线时注意离心开关已经在电机内部安装好了,接线时可不用考虑。

五、测试与调试

在确定接线准确无误后,可按下控制屏上的启动按钮进行启动,在电机起动后,会听到电机内部轻微的“砰”一声,表示电机内部的离心开关已动作,切断了副绕组。

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项目十 ?KH-C6140普通车床控制电路

一、原理图

二、装置的基本配备

1、HK-JC01电源控制面板(铝质面板)

(1)交流电源(带有漏电保护措施)。通过市电提供三相交流电源 (AC3~380V)

(2)人身安全保护体系

电压型漏电保护器:对线路出现的漏电现象进行保护,使控制屏内的接触器跳闸,切断电源。

电流型漏电保护装置:控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。

2、KH-C6140铝面板

面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行,指示灯可以指示机床的相应动作。

面板上印有C6140普通车床立体示意图,可以很直观地看出C6140普通车床的外形轮廓。

3、KH-C6140铁面板

面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件,这些元器件直接安装在面板表面,可以很直观的看它们的动作情况。

4、电动机

三个380V三相鼠笼异步电动机,分别用作主轴电动机、快速移动电动机和冷却泵电动机。

5、故障开关箱

设有32个开关,其中K1到K14用于故障设置;K15到K31十七个开关保留;K32用作指示灯开关,可以用来设置机床动作指示与不指示。

三、车床电气分析

1、机床的结构

????C6140型普通车间床结构如图7-2所示,主要由床身,主轴箱,进给箱,溜板箱,刀架,丝杠,光杠,尾架等部分组成。

2、车床的运动形式

????车床的运动形式有切削运动和辅助运动,切削运动包括工件的旋转动(主运动)和刀具的直线进给运动(进给运动),除此之外的其它运动皆为辅助运动。

(1)主运动

????是指主轴通过卡盘带动工件旋转,主轴的旋轴是由主轴电机经传动机构拖动、根据工件材料性质、车刀材料及几何形状、工件直径、加工方式及冷却条件的不同,要求主轴有不同的切削速度,另外,为了加工螺丝,还要求主轴能够正反转。

???主轴的变速是由主轴电动机经V带传递到主轴变速箱实现的,C6140普通车床的主轴正转速度有24种(10~1400r/min),反转速度有12种(14~1580r/min)。

(2)进给运动

????车床的进给运动是刀架带动刀具纵向或横向直线运动,溜板箱把丝杠或光杠的转动传递给刀架部分,变换溜板箱外的手柄位置,经刀架部分使车刀做纵向或横向进给。刀架的进给运动也是由主轴电机拖幼的,其运动方式有手动和自动两种。

(3)辅助运动

?????指刀架的快速移动、尾座的移动以及工件的夹紧与放松等。

3、电力拖动的特点及控制要求

(1)主轴电机一般选用三相笼型异步电动机。为满足螺丝加工要求,主运动和进给运动采用同一台电机拖动,为满足调速要求,只用机械调速,不进行电气调速。

(2)主轴要能够正反转,以满足螺丝加工要求。

(3)主轴电机的启动、停止采用按钮操作。

(4)溜板箱的快速移动,应由单独的快速移动电动机来拖动并采用点动控制。

(5)为防止切削过程中刀具和工件温度过高,需要用切削液进行冷却,因此要配有冷却泵。

(6)电路必须有过载、短路、欠压、失压保护。

4、C6140普通车床的电气控制分析。

(1)主轴电动机控制

主电路中的M1为主轴电动机,按下启动按钮SB2、KM1得电吸合,辅助触点KM1(5-6)闭合自锁,KM1主触头闭合,主轴电机M1启动,同时辅助触点KM1(7-9)闭合,为冷却泵起动作好准备。

(2)冷却泵控制

主电路中的M2为冷却泵电动机。

在主轴电机启动后,KM1(7-9)闭合,将开关SA2闭合,KM2吸合,冷却泵电动机启动,将SA2断开,冷却泵停止,将主轴电机停止,冷却泵也自动停止。

(3)刀架快速移动控制

刀架快速移动电机M3采用点动控制,按下SB3,KM3吸合,其主触头闭合,快速移动电机M3启动,松开SB3,KM3释放,电动机M3停止。

(4)照明和信号灯电路

接通电源,控制变压器输出电压,HL直接得电发光,作为电源信号灯。

EL为照明灯,将开关SA1闭合EL亮,将SA1断开,EL灭。

四、C6140车床常见电气故障检修

1.主轴电机不能启动

(1)检查接触器KM1是否吸合,如果接触器KM1不吸合,首先观察电源指示是否亮,若电源指示亮,然后检查KM3是不能吸合,若KM3能吸合则说明KM1和KM3的公共电路总部分(1-2-3-4)正常,故障范围在4-5-6-0内,若KM3也不能吸合,则要检查FU3有没有熔断,热断电器FR1、FR2是否动作,控制变压的输出电压是否正常,线路1-2-3-4之间有没有开路的地方。

(2)若KM1能吸合,则判断故障在主电路上

KM1能吸合,说明U、V相正常(若U、V相不正常,控制变压器输出就不正常,则KM1无法正常吸合),测量U、W之间和V、W之间有无380V电压,没有,则可能是FU1的W相熔断或连线开路。

2、主轴电机启动后不能自锁

当按下启动按钮SB2后,主轴电动机能够启动,但松开SB2后,主轴电机也随之停止,造成这种故障的原因是KM1的自锁触点(5-6)接触不良或连线松动脱落。

3、主轴电机在运行过程中突然停止

这种故障原因主要是由于热线电器动作造成,原因可能是三相电源不平衡;电源电压过低,负载过重等。

4、刀架快速移动电动机不能启动

首先检查主轴电机能否起动,如果主轴电机能够起动,则有可能是SB3,接触不良或导线松动脱落造成电路4-8间电路不通。

五、KH-C6140型普通车床电气技能培训装置的操作

1、准备工作

(1)查看各电气元件上的接线是否牢固,各熔断器是否安装良好。

(2)独立安装好接地线,设备下方垫好绝缘垫并将所有开关置分断位置。

(3)插上三相电源。

2、操作试运行

接通电源,参看电气原理图,按下列步骤进行操作:

(1)先合上装置左侧的总电源开关,按下主控电源板上的启动按钮,合上低压断路的开关QS,“电源”指示灯亮;

(2)将照明开关SA1旋到“开”的位置,“照明”指示灯亮,将SA1旋到“关”,照明指示灯灭。

(3)按下“主轴启动”按钮SB2,KM1吸合,主轴电机转,“主轴启动”指示灯亮,按下“主轴停止”按钮SB1,KM1释放,主轴电机停转。

(4)冷却泵控制

按下SB2将主轴启动。

将冷却泵开关SA2旋到“开”位置,KM2吸合冷却泵电机转动,“冷却泵启动”指示灯亮,将SA2旋到“关”,KM2释放,冷却泵电机停转。

(5)快速移动电机控制

按下SB3,KM3吸合,“刀架快速移动”指示灯亮,快速移动电机转动。

松开SB3,KM3释放,“刀架快速移动”指示灯灭,快速移动电机停止。

六、C6140型普通车床电气控制线路故障排除实习训练引导

1、实习内容

(1)用通电试验方法发现故障现象,进行故障分析,并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。

(2)按图排除C6140型普通车床主电路或控制电路中,人为设置的两个电气自然故障点。

2、电气故障的设置原则

(1)人为设置的故障点,必须是模拟机床在使用过程中,由于受到振动、受潮、高温、异物侵入、电动机负载及线路长期过载运行、启动频繁、安装质量低劣和调整不当等原因造成的“自然”故障。

(2)切忌设置改动线路、换线、更换电器元件等由于人为原因造成的非“自然”的故障点。

(3)故障点的设置,应做到隐蔽且设置方便,除简单控制线路外,两处故障一般不宜设置在单独支路或单一回路中。

(4)对于设置一个以上故障点的线路,其故障现象应尽可能不要相互掩盖。否则学生在检修时,若检查思路尚清楚,但检修到定额时间的2/3还不能查出一个故障点时,可作适当的提示。

(5)应尽量不设置容易造成人身或设备事故的故障点,如有必要时,教师必须在现场密切注意学生的检修动态,随时作好采取应急措施的准备。

(6)设置的故障点,必须与学生应该具有的修复能力相适应。

3、实习步骤

(1)先熟悉原理,再进行正确的通电试车操作。

(2)熟悉电器元件的安装位置,明确各电器元件作用。

(3)教师示范故障分析检修过程(故障可人为设置)。

(4)教师设置让学生知道的故障点,引导学生如何从故障现象着手进行分析,逐步引导到采用正确的检查步骤和检修方法。

(5)教师设置人为的自然故障点,由学生检修。

4、实习要求

(1)学生应根据故障现象,先在原理图中正确标出最小故障范围的线段,然后采用正确的检查和排故方法并在定额时间内排除故障。

(2)排除故障时,必须修复故障点,不得采用更换电器元件、借用触点及改动线路的方法,否则,作不能排除故障点扣分。

(3)检修时,严禁扩大故障范围或产生新的故障,并不得损坏电器元件。

5、操作注意事项

(1)设备应在引导教师引导下操作,安全第一。设备通电后,严禁在电器侧随意扳动电器件。进行排故训练,尽量采用不带电检修。若带电检修,则必须有引导教师在现场监护。

(2)必须安装好各电机、支架接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫,厚度不小于8mm,操作前要仔细查看各接线端,有无松动或脱落,以免通电后发生意外或损坏电器。

(3)在操作中若发出不正常声响,应马上断电,查明故障原因待修。故障噪声主要来自电机缺相运行,接触器、继电器吸合不正常等。

(4)发现熔芯熔断,应找出故障后,方可更换同规格熔芯。

(5)在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。

(6)操作时用力不要过大,速度不宜过快;操作频率不宜过于频繁。

(7)实习结束后,应拔出电源插头,将各开关置分断位。

(8)作好实习记录。

七、教学演示、故障图及设置说明

在学习了机床电气控制课程后,针对某一机床的电气控制线路,首先应说明机床中主要手柄操作与相应开关动作间的关系,而后采取原理分析与实物电气操作相结合的“实践式”现场教学或演示,这样可获得良好的教学效果。

设故排故训练,是一种实践性极强的技能训练,该模拟装置提供了全方位、真实的排故训练方式,既能达到预期效果,又极为经济。

设备可以通过人为设置故障来模仿实际机床的电气故障,采用“触点”绝缘、设置假线、导线头绝缘等方式,形成电气故障。训练者在通电运行明确故障后,进行分析,在切断电源,无电状态下,使用万用表检测直至排除电气故障,从而掌握电气线路维修基本要领,实际设故形式可以多样,可按教学对象而定。

八、设备维护

1、操作中,若发出较大噪音,要及时处理,如接触器发出较大嗡声,一般可将该电器拆下,修复后使用或更换新电器。

2、备在经过一定次数的排故训练使用后,可能出现导线过短,一般可按原理图进行第二次连接,即可重复使用。

3、更换电器配件或新电器时,应按原型号配置。

4、电机在使用一段时间后,需加少量润滑油,作好电机保养工作。

?

?

故障设置一览表:

故障开关

故障现象

备?????????注

K1

机床无法启动

主轴、冷却泵、快速电机都不能启动,信号和照明灯都不亮

K2

机床无法启动

主轴、冷却泵、快速电机都不能启动,信号和照明灯都亮

K3

机床无法启动

主轴、冷却泵、快速电机都不能启动

K4

照明灯不亮

 其他均正常

K5

机床无法启动

主轴、冷却泵、快速电机都不能正常启动

K6

机床无法启动

主轴、冷却泵、快速电机都不能正常启动

K7

主轴电动机不能启动

冷却泵、快速电机都能正常工作

K8

主轴电动机只能点动

按下SB2主轴只能点动

K9

主轴电动机只能点动

按下SB2主轴只能点动

K10

主轴电动机不能启动

按下SB2无任何反应

K11

冷却泵电机不能启动

按下SA2无任何反应

K12

冷却泵电机不能启动

按下SA2无任何反应

K13

冷却泵电机不能启动

按下SA2无任何反应

K14

刀架不能快速移动

按下SB3无任何反应

K15

快速电机不能启动

按下SB3无任何反应

K16

冷却泵电机、快速电机不能启动

主轴能启动

K17

机床不能启动

主轴、冷却泵和快速电机都不能启动,但信号和照明灯都亮

K18

照明灯不亮

其他正常

K19

电源信号灯不亮

其他正常

K20

快速电机不能工作

按下SB3,KM3动作,但电机不转

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