電氣控制第一章-設(shè)備電氣控制與維修的基本知識課件

1、第一章設(shè)備電氣控制與維修的基本知識第一節(jié)電工基本工藝一、電工常用工具在機械電氣設(shè)備的安裝、維護和檢修過程中,必須具備一些常用的電工工具并掌握其正確的使用方法,才能夠順利進行電氣設(shè)備的安裝、維護和檢修工作。電工常用工具見表1-1。二、電工基本操作技術(shù)電工基本操作技術(shù)的內(nèi)容包括導(dǎo)線線頭加工工藝、錫焊的方法、穿鐵管布線和各種開關(guān)的操作方法等。2)絕緣導(dǎo)線。按絕緣導(dǎo)線的絕緣材料和用途的不同,分為塑料線、塑料護套線和各種電纜等。 1.導(dǎo)線線頭加工工藝(1)導(dǎo)線分類和用途機械電氣設(shè)備常用的導(dǎo)線分電磁導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類。圖1-1用鋼絲鉗剝離導(dǎo)線塑料層的方法(3)絕緣導(dǎo)線線頭絕緣層的剝削 剝削塑料線絕緣層可

2、用電工刀、鋼絲鉗或剝線鉗進行。 圖1-2用電工刀剖剝導(dǎo)線塑料層的方法圖1-3塑料護套層的剝離方法塑料護套線的護套層用電工刀剝削,如圖1-3所示。2.錫焊的方法及注意事項使用電烙鐵錫焊時必須將焊點焊透、焊牢,以減小連接點的接觸電阻。要注意焊錫的熔化溫度,焊液必須充分滲透,錫結(jié)晶部位要細而光滑。 3.穿鐵管布線的注意事項在進行機械設(shè)備的電氣安裝和維修時,布線多采取穿鐵管敷設(shè)的方法。操作不當,易造成導(dǎo)線間或?qū)Ь€與地短路的故障。4.各種開關(guān)的操作方法1)瓷底膠蓋刀開關(guān)的分、合操作均應(yīng)敏捷利落。 2)負荷開關(guān)(即鐵殼開關(guān))一般不可開蓋合閘,以防電弧灼傷人體。3)手動自耦減壓起動器合閘時用手柄操作三、電工

3、儀表機械電氣設(shè)備的電量指示和機械設(shè)備電氣維修所用的儀表,主要用來測量電路的電流、電壓、電阻及絕緣電阻等,借以了解電氣設(shè)備的性能、運行情況以及發(fā)生故障時各種電量參數(shù)的變化。1.電工儀表的分類電工儀表的種類很多,按測量方法分,有直接測量和比較測量兩類。采用直接測量方法的儀表稱為直讀式儀表,可從表盤上讀出電量的數(shù)值。采用比較測量方法的儀表是將被測電量與“較量儀器”中的已知標準電量進行比較,從而確定電量的大小。2.電工儀表符號電工儀表的表盤上面標有各種符號和文字,用以表示儀表的結(jié)構(gòu)形狀、測量對象、準確度等級、靈敏度、防磁防震度等。 3.電工儀表的構(gòu)造及工作原理機械電氣設(shè)備電量指示和維修常用的儀表有磁電

4、系儀表和電磁系儀表。圖1-4磁電系儀表的構(gòu)造1馬蹄形永久磁鐵2軟鐵鐵心3指針4零點調(diào)節(jié)器5盤形游絲6磁極7活動線圈8轉(zhuǎn)軸(1)磁電系儀表的構(gòu)造和原理 圖1-5鋁框產(chǎn)生的阻尼力矩圖1-6電磁系儀表的構(gòu)造1固定線圈2固定鐵片3可動鐵片4空氣阻尼器5零點調(diào)節(jié)器6轉(zhuǎn)軸7平衡重物8指針(2)電磁系儀表的構(gòu)造和原理 4.常用電工儀表簡介電工測量儀表的種類雖然很多,但實際中最常見的是測量基本電量的儀表。常用的電工儀表見表1-3。四、電氣控制電路的圖形符號及文字符號電氣控制電路由各種電器元件組成,電氣控制電路圖用圖形符號和文字符號表示。我國于1964年、1985年和1975年、1987年分別制訂和頒布了電氣控

5、制電路圖的圖形符號和文字符號的國家標準,表1-4是常用電氣圖形符號及文字符號的新舊對照表。五、電氣控制電路原理圖電氣控制電路原理圖是為了便于閱讀與分析控制電路,根據(jù)簡單清晰的原則,將原理圖采用電器元件展開的形式來繪制。圖1-7CW6132型普通臥式車床電氣控制電路原理圖六、電氣安裝圖電氣安裝圖用來表示電氣控制系統(tǒng)中各電器元件的實際安裝位置和接線情況,是為了安裝電氣設(shè)備和電器元件時進行配線或檢修電氣故障時服務(wù)的。電氣安裝圖有電器位置圖和電氣互連圖兩部分。1.電器位置圖電器位置圖詳細繪制出了電氣設(shè)備零部件的安裝位置。圖中各電器代號應(yīng)與有關(guān)電路圖和電器清單上所有元器件代號相同,在圖中往往留有10%以

6、上的備用面積及導(dǎo)線管(或槽)的位置.圖1-8CW6132型普通臥式車床電器位置圖2.電氣互連接線圖電氣互連接線圖用來表明電氣設(shè)備各單元之間的接線關(guān)系。它清楚地表明了電氣設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接,是實際安裝接線的依據(jù),在具體施工和檢修中能夠起到電氣原理電路圖所起不到的作用,在生產(chǎn)現(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用。圖1-9CW6132型普通臥式車床電氣互連接線圖第二節(jié)低壓電器的基本知識一、低壓電器的分類及組成低壓電器通常是指工作在交流電壓小于1.2kV、直流電壓小于1.5kV的電路中,起接通、斷開、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備。低壓電器種類繁多、規(guī)格齊全。通常,低壓電器按下面三種方法進行分類

7、:1.按低壓電器的用途分類 低壓配電電器這類電器包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器和斷路器。它們主要用于低壓配電系統(tǒng)中,對系統(tǒng)進行控制和保護,使系統(tǒng)在發(fā)生故障的情況下動作準確、工作可靠,當系統(tǒng)中出現(xiàn)短路電流時,其產(chǎn)生的熱效應(yīng)不會損壞電器。2.按低壓電器的動作方式分類自控電器這類電器根據(jù)電器本身的參數(shù)變化或外來信號(如電流、電壓、溫度、壓力、速度、熱量等)自動接通、斷開電路或使電動機進行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停止等動作,如接觸器及各種繼電器等。3.按低壓電器的執(zhí)行機能分類有觸點電器這類電器依靠觸點進行接通、斷開電路等動作,如接觸器、繼電器等。 二、滅弧裝置各種有觸點電器都是通過觸點的開、閉來通、斷電路的。觸點接

8、通電路時,存在接觸電阻,從而引起觸點溫升。觸點斷開電路時,由于熱電子發(fā)射和強電場的作用,使氣體游離,從而在斷開電路的瞬間產(chǎn)生電弧。開關(guān)電器在斷開電路時產(chǎn)生的電弧,一方面使電路仍舊保持導(dǎo)通狀態(tài),延遲了電路的斷開,另一方面會燒損觸點,縮短電器的使用壽命。圖1-10滅弧措施a)、b)、c)電動力滅弧d)磁吹滅弧e)、f)縱縫滅弧g)柵片滅弧1靜觸點2動觸點3引弧角v1動觸點移動速度v2電弧在電磁力作用下的移動速度圖1-11熔斷器的滅弧1熔管2端蓋及接線板3熔片4硅砂三、電磁機構(gòu)圖1-12電磁機構(gòu)示意圖1線圈2彈簧3銜鐵4鐵心1.結(jié)構(gòu)形式電磁機構(gòu)由吸引線圈、鐵心(也稱靜鐵心或磁軛)和銜鐵(也稱動鐵心)

9、三部分組成,如圖1-12所示。其工作原理是:當線圈通入電流后,磁通通過鐵心、銜鐵和工作氣隙形成閉合回路,如圖1-12中虛線所示。銜鐵受到電磁力被吸向鐵心、但銜鐵的運動受到反作用彈簧的拉力,故只有當電磁力大于彈簧反力時,銜鐵才能可靠地被鐵心吸住。電磁吸力應(yīng)大于彈簧反力,以便吸牢,但吸力又不宜過大,過大會在吸合時使銜鐵與鐵心產(chǎn)生嚴重撞擊。圖1-13電磁鐵心的結(jié)構(gòu)形式a)U形b)、c)E形2.交流電磁鐵的分磁環(huán)對于單相交流電磁機構(gòu),一般在鐵心端面上安置一個銅制的分磁環(huán)(或稱短路環(huán)),以便改善工作狀況,如圖1-14所示。因為電磁機構(gòu)的磁通是交變的,而電磁吸力與磁通的平方成正比,當磁通為零時,吸力也為零

10、,這時銜鐵在彈簧反力作用下被拉開,磁通大于零后,吸力增大,當吸力大于反力時,銜鐵又吸合,在如此反復(fù)循環(huán)過程中,銜鐵產(chǎn)生強烈的振動和噪聲。 圖1-14交流電磁鐵分磁環(huán)四、低壓電器的主要參數(shù)因為電器要可靠地接通和斷開被控電路,所以對電器提出了各種技術(shù)要求。例如,觸點在斷開電路時要有一定的耐壓能力以防止漏電或絕緣擊穿,因而電器應(yīng)有額定電壓這一基本參數(shù)。觸點閉合時,要存在一定的接觸電阻,負載電流在接觸電阻上產(chǎn)生的壓降和熱量不應(yīng)過大,因此對電器觸點規(guī)定了額定電流值。 五、接觸器接觸器是用來頻繁接通和斷開電動機或其他負載主電路的一種自動切換電器。它主要由觸點系統(tǒng)、電磁機構(gòu)及滅弧裝置組成。接觸器分交流接觸器

11、和直流接觸器兩大類。1.接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和型號 主要技術(shù)數(shù)據(jù)接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)有接觸器額定電壓、額定電流,接觸器線圈額定電壓,主觸點接通與斷開能力,接觸器電氣壽命與機械壽命,接觸器額定操作頻率,接觸器線圈起動功率與吸持功率等。圖1-15CJ2063型交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖1動觸點2靜觸點3銜鐵4緩沖彈簧5電磁線圈6鐵心7墊氈8觸點彈簧9滅弧室10觸點壓力彈簧2.接觸器的選用接觸器使用廣泛,但由于使用場合及控制對象的不同,接觸器的操作條件與工作繁重程度也不同。因此,必須對控制對象的工作情況以及接觸器性能有較全面的了解,才能作出正確的選擇,保證接觸器可靠運行并充分提高其技術(shù)經(jīng)濟效益。為此,應(yīng)根

12、據(jù)以下原則選用接觸器。3.接觸器的維護接觸器一旦發(fā)生故障,就會影響機械設(shè)備的正常工作,嚴重的甚至燒毀電動機,造成停車事故或危及人身安全。為此,應(yīng)根據(jù)以下原則做好接觸器的日常維護保養(yǎng)工作。4.接觸器常見故障、產(chǎn)生原因及處理方法接觸器可能出現(xiàn)的故障很多,表1-10列出了一些常見故障、故障原因及故障處理方法。 六、繼電器繼電器是根據(jù)某一輸入量來控制電路的“接通”與“斷開”的自動切換電器。在電路中,繼電器主要用來反映各種控制信號,從而改變電路的工作狀態(tài),實現(xiàn)既定的控制程序,達到預(yù)定的控制目的,同時也提供一定的保護。目前,繼電器被廣泛用于各種控制領(lǐng)域。1.電磁式繼電器的主要技術(shù)參數(shù)和型號(1)主要技術(shù)參

13、數(shù)電磁式繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有額定參數(shù)、動作參數(shù)、整定值、返回系數(shù)、動作時間和消耗功率等。2.熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)和型號(1)主要技術(shù)參數(shù)熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電流、整定電流、電流調(diào)節(jié)范圍、相數(shù)和熱元件編號等。3.繼電器的選用繼電器的種類很多,也被廣泛地應(yīng)用于機械電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中,借助其來擴大控制電路的容量。因此,必須對其使用場合和控制對象的工作情況以及繼電器性能有較全面的了解,才能正確選擇繼電器,保證繼電器可靠運行并充分提高其技術(shù)經(jīng)濟效益。為此,應(yīng)根據(jù)一定的原則選用繼電器。4.繼電器常見故障、產(chǎn)生原因及處理方法繼電器經(jīng)過長期的使用或者使用不當會造成故障或損壞,必須及時進行修理。

14、在修理時,拆卸必須小心仔細,要注意各零件的裝配次序,千萬不可硬拆、硬敲,以免造成不必要的損失。對于較復(fù)雜的部件,要做好各零件的位置的記錄,以免修好之后忘記組裝順序而裝不上去。第三節(jié)斷路器與電動機的綜合保護一、斷路器的結(jié)構(gòu)、原理及特點斷路器相當于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合,是一種既能起手動開關(guān)作用,又能進行欠電壓、失電壓、過載短路保護的電器。圖1-16斷路器的原理圖1彈簧2觸點3鎖鍵4搭鉤5軸6過電流脫扣器7銜鐵8杠桿9彈簧10銜鐵11欠電壓脫扣器12熱脫扣器13雙金屬片二、斷路器的技術(shù)參數(shù)及型號斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有:圖1-17低壓斷路器的保護特性曲線1被保護對象的發(fā)熱特性2

15、低壓斷路器保護特性三、漏電保護斷路器漏電保護斷路器是為了防止低壓電路中發(fā)生人身觸電和設(shè)備漏電等事故,而研制的一種新型電器。當人身觸電或設(shè)備漏電時,斷路器能夠迅速切斷故障電路,從而避免人身和設(shè)備受到危害。這種漏電斷路器實際上是裝有漏電保護元件的塑料外殼式斷路器。常見的有電磁式電流動作型、電壓動作型和晶體管(集成電路)電流動作型等斷路器。圖1-18電磁式電流動作型漏電保護斷路器原理圖四、斷路器的選用及維護1.斷路器的選用原則一般框架式斷路器宜作主開關(guān),其短路通斷能力較高,且有短延時脫扣,可滿足選擇性保護要求。塑料外殼式斷路器宜作支路開關(guān),其短路通斷能力一般較低,大都無短延時脫扣,不能滿足選擇性保護

16、要求。2.斷路器的維護斷路器在使用過程中,應(yīng)該做好日常維護保養(yǎng)工作五、電動機多功能保護器工作原理由于過載、斷相、短路和絕緣損壞都對電動機造成極大威脅,所以現(xiàn)在出現(xiàn)了許多電動機多功能保護裝置。該裝置將電動機的過載保護、斷相及堵轉(zhuǎn)保護、瞬動保護等功能融為一體,從而對電動機進行全面的綜合保護。由于這種裝置大都由電子電路組成,故體積小、性能可靠,在使用中取得了較好的效果。圖1-19電動機多功能保護器原理圖第四節(jié)機械設(shè)備電氣故障的診斷方法和檢修步驟一、機械設(shè)備電氣故障的基本診斷方法機械設(shè)備電氣控制電路出現(xiàn)的故障,由于機械設(shè)備的種類不同而有不同的特點,但對于各類機械設(shè)備的電氣故障,都可以運用以下的基本診斷

17、方法進行診斷檢修。1.直觀法直觀法是根據(jù)電氣故障的外部表現(xiàn),通過目測、鼻聞、耳聽等手段,來檢查、判斷故障的方法。2.測量電壓法在檢修電氣設(shè)備時,經(jīng)常用測量電壓值的方法來判斷電器、電路的運行情況及故障原因。圖1-20電壓的分階測量法圖1-21電壓的分段測量法圖1-22電壓的點測法在檢修電氣設(shè)備時,常需測量電路的電阻值。測量電阻的技巧稱為測量電阻法。圖1-23電阻的分階測量法3.測量電阻法圖1-24電阻的分段測量法4.對比法、置換元件法、逐步開路(或接入)法 對比法在檢查機械設(shè)備的電氣故障時,總要進行各種方法的測量和檢查,把已得到的數(shù)據(jù)與圖樣資料及平時記錄的正常參數(shù)相比較來判斷故障。對無資料又無平

18、時記錄的電器,可與同型號的完好電器相比較,來分析檢查故障,這種檢查方法稱為對比法。 5.強迫閉合法在排除機械設(shè)備電氣故障時,經(jīng)過直觀檢查后沒有找到故障點,而手中又沒有適當?shù)膬x表進行測量,可用一絕緣棒將有關(guān)繼電器、接觸器、電磁鐵等用外力強行按下,使其常開觸點或銜鐵閉合,然后觀察機械設(shè)備電氣部分或機械部分出現(xiàn)的各種現(xiàn)象,如電動機從不轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)動,機械設(shè)備相應(yīng)的機械部分從不動到正常運行等。利用這些外部現(xiàn)象的變化來判斷故障點,這種方法叫做強迫閉合法。圖1-25電動機單向旋轉(zhuǎn)接觸器控制電路圖1-26異步電動機多支路自動控制電路圖1-27局部短接法6.短接法機械設(shè)備電路或電器的故障歸納為六類,即短路、過載、斷

19、路、接地、接線錯誤和電器的電磁、機械故障。這些故障中出現(xiàn)較多的為斷路故障,它包括導(dǎo)線斷路、虛連、松動、觸點接觸不良、焊接點虛焊、假焊、熔斷器熔斷等。對這類故障除用電阻法、電壓法檢查外,還有一種更為簡便可靠的方法,就是短接法。方法是,用一根良好絕緣的導(dǎo)線,將所懷疑的斷路部位短接起來,如短接到某處,電路工作恢復(fù)正常,說明該處斷路。 圖1-28長短接法二、機械設(shè)備電氣故障的檢修步驟機械設(shè)備電氣控制電路發(fā)生故障后,一般要按如下檢修步驟檢修電氣電路的故障。1.熟悉機械設(shè)備電氣系統(tǒng)維修圖機械設(shè)備電氣維修圖包括機械設(shè)備電氣原理圖、電氣箱(柜)內(nèi)電器位置圖、機械設(shè)備電氣互連接線圖及機械設(shè)備電器位置圖。 2.詳

20、細了解電氣故障產(chǎn)生的經(jīng)過機械設(shè)備發(fā)生故障后,首先必須向操作者詳細了解故障發(fā)生前設(shè)備的工作情況和故障現(xiàn)象(如響聲、冒煙、火花等),詢問故障前有哪些征兆,這對處理故障極為有益。 3.分析故障情況,確定故障的可能范圍知道了故障產(chǎn)生的經(jīng)過以后,對照原理圖進行故障情況分析,對比較復(fù)雜的機械設(shè)備電路,可把它分解成若干控制環(huán)節(jié)來分析,縮小故障范圍,就能迅速地找出故障的確切部位。 4.進行故障部位的外表檢查故障的可能范圍確定后,應(yīng)對有關(guān)電器元件進行外觀檢查 5.試驗機械設(shè)備的動作順序和完成情況在外表檢查中沒有發(fā)現(xiàn)故障點時,或?qū)收线€需進一步了解時,可采用試驗方法對電氣控制的動作順序和完成情況進行檢查。應(yīng)先對故障可能部位的控制環(huán)節(jié)進行試驗,以縮短維修時間。此時只可操作某一個按鈕或開關(guān),觀察電路中各繼電器、接觸器、各位置開關(guān)的動作是否符合規(guī)定要求,是否能完成整個循環(huán)過程。6.用儀