電工基本知識5(電力拖動控制)

電工根本學問〔5〕電力拖動掌握電力拖動是指由電動機作為原動機來拖動生產機械掌握設備，它是利用各種有觸點電器〔接觸器、繼電器、按鈕、刀開關等〕組成電氣掌握電路，從而實現(xiàn)電力拖動系統(tǒng)的起動、反轉、制動和保護。本節(jié)從工廠機床的電氣掌握最根本的學問入手，介紹了電氣掌握常用的電器，重點介紹了在機床電氣掌握電路最根本的掌握電路。在學習過程中，應把握各種機床電氣掌握電器的作用、文字與圖形符號，便于更好的閱讀與分析電力拖動掌握電氣原理圖，了解電動機的單向運轉與正反轉運行掌握電路的分析方法。一、常用低壓電器介紹低壓電器是電力拖動自動掌握系統(tǒng)根本組成元件，掌握系統(tǒng)的優(yōu)劣與所用的低壓電器性能有直接關系，所以必需生疏常用低壓電器的構造、原理，把握使用與維護等方面的學問和技能。1200V1500V以下電路中的電器。常用的低壓電器主要有：接觸器、繼電器、刀開關、斷路器〔自動空氣開關、轉換開關、選種開關、按鈕、熔斷器等。1〔閘刀開關〕刀開關是一種手動電器，廣泛用于電源的引入開關，也可用于不頻繁啟動的小容量電動機和照明電路的掌握開關。刀開關的構造刀開關主要是由手柄、熔絲、觸點、和瓷底座、膠蓋等組成。按形式分為開啟式負荷開關和封閉式負荷開關兩種，按刀數(shù)分為單極、雙極和三極。刀開關的型號及電氣符號型號意義例：HK2—15/3表示開啟式負荷開關，設計序號為215A，極數(shù)為三極。電氣符號單極刀開關 雙極刀開關 圖3—44 刀開關文字圖形符號刀開關選擇原則依據(jù)使用場合選擇刀開關的類型、極數(shù)及操作方式。刀開關額定電壓應等于或大于線路的額定電流。對電動機負載，開啟式刀開關。電流可取電動機額定電流的31.5倍。2〔自動開關〕低壓斷路器是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中格外重要的電器，它相當于刀開關、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，具有操作安全、使用便利、工作牢靠、分斷力量高等到優(yōu)點。斷路器的根本構造斷路器主要由觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、操作機構、脫扣器等局部組成。按用途和構造特點可分為框架式、塑料外殼式、直流快速式限流式、漏電保護式等。低壓斷路器的型號含義及電氣符號型號意義DZ — / 1、配電用2、保護電機用塑料外殼式斷路器 用途代號3、照明電路用設計序號 4、晶閘管保護用額定電流〔A〕電器符號QF

極數(shù)QF圖3—45 斷路器文字圖形符號低壓斷路器選擇原則應依據(jù)使用場合和保護來選擇其類型。額定電壓與電流應大于或等于線路、設備的正常工作電壓、工作電流。極限通斷力量大于或等于電路最大短路電流欠電壓脫扣器額定電壓應等于線路額定電壓。過電流脫扣器的額定電流應大于或等于線路的最大負載電流。3〔組合開關〕轉換開關是一種多觸點、多位置式、可掌握多個回路電器，一般用于電氣設備中非頻繁地通斷電路、換接電源和負載，測量三相電壓以及掌握小容量電動機。1〕轉換開關的構造轉換開關由動觸點、靜觸點、轉軸、手柄、定位機構、絕緣墊板、凸輪、彈簧、接線柱、絕緣方軸及外殼等局部組成。轉換開關的型號含義及電氣符號型號意義HZ — /組合開關 極數(shù)設計序號額定電流〔A〕 特地用途代號電氣符號SA QS 或 QS〔a〕用作掌握開關時的符號 (b)用作電源開關時的版符號圖3—46 轉換開關文字圖形符號轉換開關選擇原則用于掌握小容量電動機的啟動與停頓，其額定電流應為電動機額定電流的3倍。用于接通電源，其額定電流可稍大于電動機的額定電流。用于照明、電熱電路，其額定電流應大于或等于被控電路的負荷電流的總和。4熔斷器是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中起過載和短路保護作用的電器。熔斷器的構造及種類熔斷器由熔體和安裝熔體的絕緣底座組成。按構造分為開啟式、半封閉式和封閉式。常用的有RC1A插入式、RL1螺旋式、RT有填料封閉管式、RM無填料封閉管式、RS有填料封閉式快速、RLS有填料封閉螺旋式。熔斷器的型號及電氣符號熔斷器型號及含義RC□□—□/□熔斷器形式熔體額定電流熔斷器額定電流構造改型代號設計序號形式：C瓷插式Z螺旋式M無填料式T有填料式 S快速式Z自復式電氣符號FU圖3—47 熔斷器文字圖形符號熔斷器的選擇原則選擇熔斷器主要是選擇熔體的額定電流，其選擇原則是：〔1〕對電爐、照明等到電阻性負載的短路保護，熔體的額定電流應略大于負載的額定電流。對單臺電動機的短路保護，熔體的額定電流應為電動機額定電流的1.5~2倍。對于多臺電動機的短路保護，熔體的額定電流應等于功率最大的一臺電動機的額定1.5~2.5確定了熔體額定電流后，即可選擇熔斷器的額定電流，選擇原則是：熔斷器的額定電流必需大天或等于線路工作電壓。熔斷器的額定電流必需大于或等于所裝熔體的額定電流。熔斷器類型選擇應依據(jù)線路的要求、使用場合和安裝條件選擇。5、溝通接觸器溝通接觸器是用遠距離頻繁地接通或切斷帶負載的溝通主電路及大容量掌握電路的掌握電器。１〕溝通接觸器構造溝通接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置和彈簧等到組成。電磁系統(tǒng)用來操作觸點的閉合與他斷，包括線圈、動鐵心和靜鐵心。為了削減溝通電在鐵心中的渦流損耗，避開鐵心是熱，溝通接觸器的鐵心由硅鋼片疊壓而成。在鐵心上裝有一個短路環(huán)作為減振器，使鐵心中產生了不同相位的磁通量，以削減溝通接觸器吸合時的振動和噪聲。觸點系統(tǒng)觸點系統(tǒng)用來直接接通和分斷所掌握的電路，分主觸點和關心觸點。為了使觸點接觸得更嚴密，削減接觸電阻，并消退開頭接觸時發(fā)生的有害振動，在觸點上裝在接觸彈簧，以加大觸點閉合時勢互壓力?；∽苽?。彈簧有反作用彈簧、緩沖彈簧。溝通接觸器的構造型號及含義型號意義C J — /接觸器 主觸點數(shù)溝通設計序號 主觸點額定電氣符號KM KM KM KM主觸頭 常開關心觸頭 常閉關心觸頭 線圈圖3—48 接觸器圖形符號接觸器的選擇原則選擇接觸器的類型應依據(jù)電路中負載電流的種類來選擇。假設直流電動機或直流負載的容量較小，也可選用溝通接觸器來掌握，但觸點的額定電流應選得大一些。依據(jù)電動機的額定電壓、額定電流選擇接觸器主觸點的額定電壓和額定電流，在頻繁起動的場合中，接觸器的主觸點額定電流應降一個等級。選擇觸點的數(shù)目：主觸點的數(shù)目應當滿足電氣線路的要求。選擇接觸器吸引線圈的工作電壓與掌握線路和電源電壓在相等。6、熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應原理來切斷電路的保護電器。熱繼電器的構造由熱元件、雙金屬片、觸點和傳動機構組成。熱繼電器的工作原理熱繼電器的熱元件與主電路串聯(lián)，當電動機電流超過額定電流時，雙金屬片受熱彎曲推動操作機構，操作機構使熱繼電器的觸點動作，常閉觸點斷開切斷電動機的掌握電路，從而實現(xiàn)對電動機的過載保護。熱繼電器的型號及含義熱繼電器的型號意義J R — / 特征代號D帶斷相保護熱繼電器設計序號 極數(shù)額定電流熱繼電器的電氣符號FR FR FR熱元件 常閉觸頭 圖3—49 熱斷電器圖形符號3〕熱繼電器的選擇原則熱元件的額定電流等級略大于電動機的額定電流。熱繼電器的整定值一般整定到與電動機額定相等。對于過載力量較差的電動機，其所選熱繼電器的額定電流應適當小一些，整定電流60~80%。對于沖擊屬于性負載〔如沖床等〕或電動機起動時間較長及環(huán)境溫度高的場所，整1.1~1.15倍。7、主令電器主令電器是接通和分斷掌握電路，用來“發(fā)命令”的掌握電器，主令電器應用廣泛，常用有按鈕、行程開關、萬能轉換開關、主令掌握器等。1〕按鈕按鈕是一種手動且可以自動復位或人工復位的主令電器。同按鈕帽、復位彈簧、擠式觸點、外殼及接線端組成。有按鈕式，旋鈕式、鑰匙式和緊急式等。按鈕型號意義LA—按鈕設計序號常閉觸點數(shù)常開觸點數(shù)構造形式代號：J蘑菇鈕D帶燈鈕X旋轉鈕Y鑰匙鈕無字的是平鈕按鈕的電氣符號SB SB SB常開觸點 常閉觸點 點圖3—50 按鈕圖形符號3〕按鈕的選擇原則依據(jù)使用場合選擇掌握按鈕的種類。如開啟式、防水式防腐式等。依據(jù)用途選用適宜的形式。如鑰匙式、緊急式、帶燈式等。按掌握回路需要確定不同的按鈕數(shù)。如單鈕、雙鈕、三鈕、多鈕等。按工作狀態(tài)指示和工作狀況的要求選擇按鈕及指示燈的顏色。8、限位開關限位開關由操作頭、觸頭系統(tǒng)、外殼組成。操作頭可分為直動式和滾動式-單輪或雙輪。觸頭系統(tǒng)有常開和常閉觸點。限位開關種類有LX19、JLXK1限位開關型號意義L X 19—口口口L-主令電器 1能自動復位X-行程開關 2不能自動復位19-設計序號 滾輪位置滾輪數(shù)目J L X K1 J-器 數(shù)L-器 數(shù)X-行程開關 滾輪數(shù)目K-速 設計序號圖形及文字符號SQ SQ常開觸點 圖3—51 按鈕圖形符號二、機床電氣拖動掌握環(huán)節(jié)〔一〕電動機單相運轉掌握電路點動掌握是按下按鈕時，電動機就得電運轉，松開按鈕時電動機就斷電停頓運轉的電氣掌握。1、電動機點動掌握FU2SBFRM3FU2SBFRM3～KMQSFU1KMFR圖3—52 電動機點動掌握電路點動掌握工作原理：合上電源開關QS起動：按下按鈕SB，SB常開觸點閉合，則KM線圈得電吸合 KM主觸點閉合 電動機M通入三相電源正轉。停頓：松開按鈕SB，SB常開觸點斷開復位，則KM線圈失電釋放 KM主觸點斷開 電動機M斷電停轉。2、電動機連續(xù)運轉〔長動〕掌握接觸器線圈利用自身關心常開觸點的閉合，維持得電吸合使電動機在松開按鈕時仍能連續(xù)運轉稱自鎖。FU2SB1SB2KMFRMFU2SB1SB2KMFRM3～KMQSFU1KMFR圖3—53 電動機連續(xù)運轉掌握電路電動機連續(xù)運轉掌握工作原理：合上電源開關QS起動：按下按鈕SB２KM線圈得電吸合KM關心常開觸點閉合自鎖KM主觸點閉合，電動機正轉停頓：按下按鈕SB１KM線圈失電釋放KM自鎖點斷開，電動機M斷電停轉。KM主觸點斷開線路具備的保護短路保護：熔斷器FU1、FU2在線路中具有短路保護作用，有效的防止線路短路而燒毀線路或電器元件。欠壓保護 接觸器KM在線路中具有欠壓保護作用。當線路電壓下降、電動機轉矩便要降低，轉速隨之下降，會影響電動機正常運行，電壓下降嚴峻時還會損壞電動機，發(fā)生事故。在具有自鎖的掌握線路中，當電動機運轉時，電源電壓低到肯定值〔一般低于工作電壓85%〕時，接觸器線圈磁通減弱，電磁吸力缺乏，動鐵芯釋放，常開關心觸頭斷開，推動自鎖；同時主觸頭也斷開，電動機停轉得到保護。失壓〔或零壓〕保護 接觸器KM在線路中具有失壓保護作用。承受自鎖掌握的電路，在電源臨時停電恢復供電時，由于自鎖觸頭已斷開，掌握電路不會接通，接觸器線圈沒有電流通過，常開主觸頭不會閉合，因而電動機不會自行起動運轉，可避開意外事故的發(fā)生，這種保護稱為失壓〔或零壓〕保護。過載保護 熱繼電器在線路中具有過載保護作用線路雖具有短路保護欠壓保護和零壓保護，但還不夠，由于電動機在運行過程中，如長期負載過大，或操作頻繁，或者斷相運行等等緣由，都可能使電動機的電流超過它的額定值，有時熔斷器在這種狀況下尚不會熔斷，這將引起繞組過熱，如溫度超過允許溫升就會使絕緣損壞，影響電動機的使用壽命，嚴峻的甚至燒壞電動機，因此，對電動機必需實行過載保護的措施，最常用的是利用熱繼電器進展過載保護。熱繼電器的發(fā)熱元件，串接在電動機的兩相主電路中，它的常閉觸頭則串接在掌握電路中。如電動機在運行過程中，由于過載或其他緣由，電流超過額定值時，經過肯定時間，串接在主電路中的熱繼電器的雙金屬片〔熱元件〕因受熱彎曲，使串接在掌握電路中的常閉觸KMM便脫離電源而停轉，到達了過載保護之目的。3、電動機點動、長動混合掌握3—54是點長車掌握電氣原理圖。FU2SB1SB2SB3KMFRFU2SB1SB2SB3KMFRM3～KMQSFU1KMFR圖3—54 電動機點動、長車運行掌握電路電動機點動、長車運行掌握電路工作原理：合上電源開關QS點動啟動：按下按鈕SB3，常閉觸點斷開，使接觸器自鎖支路斷開，常開觸點閉合，則KM線圈得電吸合 KM主觸點閉合 電動機M通入三相電源運轉。KM自鎖閉合點動停頓：松開按鈕SB3，常開觸點斷開，則KM線圈失電釋放 KM主觸點斷開 電動機M斷電停轉。KM自鎖斷開長車啟動：按下按鈕SB2，長開觸點閉合，使接觸器線圈得電，自鎖支路閉合，則KM線圈得電吸合 KM主觸點閉合 電動機M通入三相電源運轉。KM自鎖閉合長車停頓：按下按鈕SB1，常閉觸點斷開，使接觸器線圈失電，自鎖支路斷開，則KM線圈失電釋放 KM主觸點斷開 電動機M斷電停轉。KM自鎖斷開點車掌握的工作原理與長車掌握的工作原理不同處在按下SB3時，SB3的常閉觸點斷開，KM線圈的自鎖支路斷開而不能自鎖。二、電動機正反兩個方向運轉掌握電路1、接觸器聯(lián)鎖正、反轉掌握電路生產實踐中，很多生產機械要求電動機能正反轉實現(xiàn)可逆運行，如機床中主軸的正向和反向運動，工作臺的前后運動，電梯的上升、下降運動等。從電機原理中可知，只要轉變電動機任意兩相電源的相序，就可以實現(xiàn)電動機的正反轉掌握。FU2SB1SB2KM2KM1SB3FU2SB1SB2KM2KM1SB3KM2FRKM2KM1M3～KM1KM2QSFU1KM1FR圖3—55 電動機正反掌握電路接觸器聯(lián)鎖正、反轉掌握工作原理：利用本支路電器常閉觸點掌握其他不能同時得電的支路的方法稱聯(lián)鎖〔互鎖。正轉:按下按鈕SB２SB常開觸點閉合 KM線圈得電吸合 KM主觸點閉合，電動機M正轉２ １ １KM關心常開觸點閉合自鎖１KM關心常閉觸點斷開聯(lián)鎖１反轉:按下按鈕SB１KM線圈失電 KM關心常開觸點斷開１ １KM關心常閉觸點閉合１KM主觸點斷開 電動機M停轉１3再按下按鈕SB32SB3常開觸點閉合 KM2

線圈得電吸合 KMKM222KM2

主觸點閉合，電動機M反轉。關心常開觸點閉合自鎖關心常閉觸點斷開連鎖2、雙重聯(lián)鎖正反轉掌握電路3—56所。FU2SB1SB2KM1KM2KM2FU2SB1SB2KM1KM2KM2FRSB3KM2KM1M3～KM1KM2QSFU1KM1FR圖3—56 電動機雙重聯(lián)鎖掌握電路雙重聯(lián)鎖正、反轉掌握工作原理：正轉：合上QS，按下SB2，SB2常閉觸點斷開聯(lián)鎖KM2支路SB2常開觸點閉合 KM1線圈得電 KM1自鎖觸點閉合KM1聯(lián)鎖觸點斷開KM1主觸點閉合，電機正轉。反轉：SB3，SB3常閉觸點斷開，則KM1自鎖觸點斷開KM1KM1自鎖觸點斷開KM1主觸點斷開，電機停轉KM1聯(lián)鎖觸點復位，SB3常開觸點閉合，KM2線圈得電KM2自鎖觸點閉合KM2聯(lián)鎖觸點斷開KM2主觸點閉合 電機反轉停車：停車掌握原理由讀者自行