學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)一自動往返控制電路的安裝與調(diào)試項目七三相電動機典型控制電路安裝與調(diào)試

生產(chǎn)中許多機械運動部件的行程或位置必須受到限制，或者需要其運動部件在一定的行程內(nèi)自動往返，實現(xiàn)工件的連續(xù)加工，提高生產(chǎn)效率。如搖臂鉆床，磨床，電動葫蘆，橋式起重機等機械設(shè)備的運動部件需要這種控制。這就要求電氣控制電路能對電動機實現(xiàn)自動起停及正反轉(zhuǎn)自動切換控制。一．行程開關(guān)

行程開關(guān)是利用生產(chǎn)機械的運動部件的碰撞來發(fā)出控制指令的主令電器，用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、行程大小和位置，因此，又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)，是一種自動控制電器。部分常用行程開關(guān)的外形如圖所示。二、位置控制電路生產(chǎn)機械的運動部件碰撞工作臺軌道兩終點處安裝的位置開關(guān)SQ，可自動切換正、反轉(zhuǎn)控制電路，實現(xiàn)工作臺自動往返運動，如圖5-6所示。圖中SQ3、SQ4用來做終端保護(hù)，防止SQ1、SQ2失靈時工作臺越過限定位置造成事故，它的工作原理和按鈕接觸器雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理相同，區(qū)別在于它不是人工操作按鈕進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，而是利用生產(chǎn)機械的運動部件碰撞行程開關(guān)SQ1、SQ2完成自動正反轉(zhuǎn)切換控制。SB1、SB2擔(dān)負(fù)正反向起動的作用。a）工作臺自動往返控制電路圖

b)磨床工作臺圖5-6工作臺自動往返控制電路三、自動往返控制電路

任務(wù)二減壓起動控制電路的安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)

實踐中通常規(guī)定：電源容量在180KV2A以上，電動機容量在7kW以下的三相異步電動機可采用直接起動，否則均需要采用減壓起動。常用的減壓起動方式有：定子繞組串接電阻減壓起動、星形-三角形（Y-△）減壓起動、自耦變壓器（補償器）減壓起動。近年來軟起動器減壓起動已被迅速推廣使用，它可根據(jù)負(fù)載類型進(jìn)行調(diào)節(jié)，起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩大而平穩(wěn)等優(yōu)點，在自動化程度比較高的場合常采用軟起動器減壓起動。電動機通電后轉(zhuǎn)速從零開始逐漸加速到正常運轉(zhuǎn)的過程稱為起動。三相籠型異步電動機有全壓起動（直接起動）和減壓起動兩種方式。起動時加在電動機定子繞組上的電壓為電動機的額定電壓稱為全壓起動，又稱直接起動。直接起動設(shè)備少，但起動電流較大，一般為額定電流的4～7倍。因此，大容量的電動機在工業(yè)現(xiàn)場一般采用減壓起動。減壓起動就是利用起動設(shè)備，將電壓適當(dāng)降低后再加到電動機定子繞組上進(jìn)行起動，待電動機轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，再使電動機上的電壓恢復(fù)到額定電壓正常運轉(zhuǎn)。減壓起動只能在電動機空載或輕載下起動。一、時間繼電器從接收到外界動作信號到輸出觸頭動作有一定延時時間的控制電器，稱為時間繼電器。按延時方式可分為通電延時動作型和斷電延時復(fù)位型兩種。（2）空氣阻尼式時間繼電器的結(jié)構(gòu)、工件原理與符號

空氣阻尼式時間繼電器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、空氣室、傳動機構(gòu)和基座組成，它是利用空氣室中的空氣通過小孔節(jié)流原理獲得延時動作的。JS7-A系列斷電延時型和通電延時型時間繼電器的組成元件是通用的，如果將6-5a中斷電延時型時間繼電器的電磁機構(gòu)反轉(zhuǎn)180o安裝即成為通電延時型時間繼電器。（3）電子式時間繼電器

電子式時問繼電器也稱晶體管式時間繼電器，它延時范圍廣、精度高、功耗小、壽命長和調(diào)節(jié)方便等特點。電子式時間繼電器按延時方式也分為通電延時型、斷電延時型。常用的有JS20系列和ST3系列電子式時間繼電器，它們安裝和接線均采用專用的插座，并配有帶插腳標(biāo)記的標(biāo)牌，其時間整定用旋鈕來調(diào)節(jié)，面板上發(fā)光二極管為動作指示。圖6-6a所示是JS20系列電子式時間繼電器接線圖，圖6-6b、c、d所示分別是ST3P電子式時間繼電器的外形，插腳板圖和接線圖，其中②、⑦腳接電源。

二、定子串電阻減壓起動自動控制電路電動機起動時，在定子繞組與電源之間串入適當(dāng)?shù)碾娮?，利用電阻的分壓作用降低定子繞組上的起動電壓；當(dāng)電動機起動結(jié)束后切除定子繞組中串接的電阻，使電動機在額定電壓下正常運行。這一起動過程稱為定子串電阻減壓起動圖7-1所示是定子串電阻減壓起動控制電路，接觸器KM1控制電動機減壓起動，KM2控制電動機全壓運行，電阻R起分壓作用。因為電動機要先減壓起動，待電動機起動轉(zhuǎn)速上升到一定值時，結(jié)束減壓起動，KM2閉合才能起動全壓運行。因此，在圖7-1a所示定子串電阻減壓起動手動控制電路中，KM2線圈回路中串入KM1的輔助常開觸點實現(xiàn)順序控制。KM2線圈得電后，KM1線圈必須斷電，所以，在KM1線圈回路中串入KM2的輔助常閉觸點實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。圖7-1b所示是定子串電阻減壓起動按時間原則的控制電路部分。三、Y—△減壓起動控制電路電動機起動時，將定子繞組連接成Y形，降低起動電壓，限制起動電流，待電動機起動轉(zhuǎn)速上升到一定值時，結(jié)束減壓起動，將定子繞組連接成△形，使電動機在額定電壓下正常運行。這一起動過程稱為Y—△減壓起動，正常運行時定子繞組作△形連接的異步電動機，均可采用降壓起動方法。降壓起動也導(dǎo)致電動機的起動轉(zhuǎn)矩大為降低，因此，只適合在空載或輕載下起動。電動機定子繞組做Y形連接時，加在每相定子繞組的電壓是△形連起動電流是△形連接時的l/3，轉(zhuǎn)矩也只有△形連接時的1/3（電動機轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比）。1.手動Y—△降壓起動控制電路手動Y—△降壓起動就是電動機做Y形連接起動后，再用按鈕手動換接到△形連接全壓運行。圖7-2所示是手動Y—△降壓起動控制電路，KM為電源引入接觸器，KMY和KM△分別為Y形起動和△形運行接觸器，KMY與KM△不能同時得電，須聯(lián)鎖控制。SB1為起動按鈕，SB2是Y—△切換按鈕，SB3是停止按鈕。圖7-2手動Y—△降壓起動控制電路2.時間繼電器控制的Y—△降壓起動電路3、板前線槽布線參考圖

任務(wù)三順序控制電路的安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道順序控制電路的典型應(yīng)用，會分析順序控制電路的工作原理。2．會畫順序控制電路的安裝接線圖。3．能按工藝要求正確安裝、調(diào)試順序控制控制電路。4．會分析電氣故障，并能用萬用表查找、排除故障。一．主電路順序控制

生產(chǎn)中由多臺電動機構(gòu)成的機械設(shè)備中，主電路常采用順序控制，如銑床上要求主軸電動機起動后，進(jìn)給電動機才能起動。如圖6-1所示是兩臺電動機主電路順序起動控制，它的特點是電動機M2的主電路接在控制電動機M1的接觸器KM1主觸點之下，這樣保證了當(dāng)KM1主觸點閉合、電動機M1起動運行后，M2才可能接通電源運行。二．兩臺電動機順序起動、逆序停止控制電路兩臺電動機順序起動、逆序停止控制電路如圖6-2所示。FR1、FR2分別對電動機M1、M2作過載保護(hù)，將它們的常閉觸點串聯(lián)在一起，只要有一臺電動機出現(xiàn)過載故障，兩臺電動機都會停止運行。圖6-2兩臺電動機順序起動、逆序停止控制電路電路的特點如下。1）KM1輔助常開觸點（7-8）串聯(lián)在KM2線圈電路中，只有它閉合，KM2線圈才有得電的可能，這樣就保證了M1起動后M2才能起動。2）在M1的停止按鈕SB3兩端并聯(lián)了KM2的輔助常開觸點（3-4），目的是只有M2停止后，KM2的（3-4）觸點恢復(fù)斷開，解除對SB3的鎖定，之后按下SB3，M1才能停止。三、按時間原則順序起動控制電路如圖6-7所示是電動機按時間原則順序起動電路，M1起動后，時間繼電器KT線圈得電，開始延時。達(dá)到整定時間KT延時閉合常開觸點閉合，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，M2起動；KM2輔助常開觸點閉合，進(jìn)行自鎖；同時，KM2輔助常閉觸點斷開，KT線圈斷電。按下停止按鈕SB2，KM1和KM2線圈同時失電，M1和M2同時停止。

任務(wù)四制動控制電路的安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1．認(rèn)識電磁抱閘制動器和速度繼電器，掌握其結(jié)構(gòu)、原理、符號、作用，并會用萬用表檢測其質(zhì)量。2．會分析制動控制電路的工作原理，能理解反接制動的特點。3．能按線槽配線工藝要求正確安裝、調(diào)試電磁抱閘制動器制動控制電路、單向起動反接制動和能耗制動控制電路。4．會用萬用表檢測電路及查找電氣故障。

1．電磁抱閘制動器

它主要由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成。制動電磁鐵由鐵心、銜鐵和線圈三部分組成。閘瓦制動器包括閘輪（圖中未畫出）、閘瓦和彈簧等，閘輪與電動機裝在同一根轉(zhuǎn)軸上。電磁抱閘制動器就是利用電磁吸力控制閘瓦與閘輪抱緊與分開，實現(xiàn)制動作用。電磁抱閘制動器分為斷電制動型和通電制動型兩種。

一、電磁抱閘制動器制動控制電路2.電磁抱閘制動器斷電制動控制電路

電磁抱閘制動器斷電制動廣泛應(yīng)用于起重機械。其優(yōu)點是能夠準(zhǔn)確定位，同時可防止電動機突然斷電時重物自行墜落。當(dāng)重物起吊到一定高度時，按下停止按鈕，電動機和電磁抱閘制動器的線圈同時斷電，閘瓦立即抱住閘輪，電動機立即制動停轉(zhuǎn)，重物隨之被準(zhǔn)確定位。如果電動機在工作時，線路發(fā)生故障而突然斷電時，電磁抱閘制動器同樣會使電動機迅速制動停轉(zhuǎn)，避免重物自行墜落。這種制動方法的缺點是不經(jīng)濟(jì)，因為電磁抱閘制動器線圈耗電時間與電動機一樣長。另外，切斷電源后，由于電磁抱閘制動器的制動作用，欲使手動調(diào)整工件就很困難。因此，對要求電動機制動后能調(diào)整工件位置的機床設(shè)備不能采用這種制動方法，可采用通電制動控制線路。

電磁抱閘制動器通電制動控制電路如圖9-3所示。當(dāng)電動機得電運行時，電磁抱閘制動器的線圈處于斷電狀態(tài)，閘瓦與閘輪分開，無制動作用。當(dāng)電動機失電需停轉(zhuǎn)時，電磁抱閘制動器的線圈得電，使閘瓦緊緊抱住閘輪制動；當(dāng)電動機處于停轉(zhuǎn)常態(tài)時，電磁抱閘制動器線圈也無電，閘瓦與閘輪分開。通電制動器常用于機床，醫(yī)療設(shè)備，包裝機等設(shè)備。機床采用通電制動器在斷電狀態(tài)下操作人員可以用手扳動機床主軸調(diào)整工件、對刀等。3.電磁抱閘制動器通電制動控制電路

速度繼電器是根據(jù)轉(zhuǎn)速的高低來接通和分?jǐn)嚯娐返碾娖鳎欠从侈D(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的繼電器，主要用于以轉(zhuǎn)速高低為指令信號，配合接觸器對電動機實現(xiàn)反接制動控制，因此，又稱反接制動繼電器。1．速度繼電器

速度繼電器有機械式和電子式兩種。機械式是將速度繼電器的連接頭與機器轉(zhuǎn)軸或電機轉(zhuǎn)軸進(jìn)行同軸固定，轉(zhuǎn)軸的離心作用使觸點動作；電子式速度繼電器與霍爾傳感器類似，它能將反映機器或電機的轉(zhuǎn)速變換成電平輸出，通過電子電路使觸點動作。。

它的定子由硅鋼片疊成并裝有籠型短路繞組（與籠型電動機的轉(zhuǎn)子繞組相似），能做小范圍偏轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子用一塊永久磁鐵制成，固定在轉(zhuǎn)軸上；觸點系統(tǒng)由簧片及動、靜觸點構(gòu)成的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩組觸點組成，一組在轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時動作，另一組在轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時動作。

工作原理。如圖9-4d所示，使用時，速度繼電器的軸與電動機的軸相連，外殼固定在電動機的端蓋上。當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子跟隨著旋轉(zhuǎn)，在空間產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，定子籠型短路繞組切割此旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流與永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨永久磁鐵轉(zhuǎn)動的方向偏轉(zhuǎn)，與定子相連的膠木擺桿偏轉(zhuǎn)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)到一定角度時，膠木擺桿推動簧片，使繼電器的觸點動作。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速減小到接近零時，使膠木擺桿恢復(fù)到原狀態(tài)，觸點復(fù)位。二、電力控制電路

速度繼電器觸點動作轉(zhuǎn)速通常不低于100～3000r/min，在速度低于100r/min時復(fù)位。速度繼電器的動作值和返回值是可以調(diào)節(jié)。2．單向起動反接制動控制電路2）反接制動控制。按下停止按鈕SB2，SB2常閉觸點先斷開，切斷KM1線圈回路，電動機斷電，但因慣性電動機會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，KM1輔助常閉觸點恢復(fù)閉合。之后，SB2常開觸點閉合，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，電動機定子串電阻制動，電動機的轉(zhuǎn)速越來越小。同時KM2常閉觸點斷開，對KM1聯(lián)鎖，KM2常開觸點閉合自鎖。

當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近零值即低于100r/min時，速度繼電器KS常開觸點恢復(fù)斷開，KM2線圈斷電，KM2主觸點斷開，電動機結(jié)束反接制動。3．單向起動能耗制動自動控制電路

任務(wù)五雙速異步電動機自動加速控制電路安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1．懂得雙速電動機的工作原理。2．會分析雙速電動機控制電路的工作原理。3．能按線槽配線工藝要求正確安裝、調(diào)試雙速電動機控制電路。4．會分析本項目電氣故障，會用萬用表查找、排除故障。

一.雙速電動機的工作原理雙速電動機在制造時把每相繞組分成兩個相同的半繞組，使用時通過改變兩個半繞組的連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）改變磁極對數(shù)，達(dá)到改變電動機轉(zhuǎn)速的目的。生產(chǎn)中，雙速電動機常用的連接方式有△/YY和Y/YY連接。雙速電動機三相定子繞組△/YY連接如圖8-1所示。圖中，三相定子繞組連接成△形，由三個連接點引出三個出線端U1、V1、W1，從每相繞組的中點各引出一個出線端U2、V2、W2，這樣定子繞組共有六個出線端。通過改變這六個出線端與電源的連接方式，可得到兩種不同的轉(zhuǎn)速。1）電動機低速運行。如圖8-1a所示，將三相電源接到三個出線端U1、V1、W1上，其他三個出線端U2、V2、W2懸空。此時電動機磁極數(shù)為4極，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。