[信息与通信]异步电动机的基本控制电路及读图方法.doc
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1、第六章 异步电动机的基本控制电路及读图方法 电气控制系统图是由许多电气元件按一定要求联而成的,可表达机床及生产机械电气 控制系统的构、原理等设计意图,便于电气元件和设备的安装、调整、使用和维修。因此,机床电气管理、使用、维修人员,必须掌握电气控制系统图的识图知识。 另外,任何复杂的控制电路,都是由一些比简单的基本电路(或称基本环)组合而 成的。因此,研究机床电路,首先掌握基本控制电路是十分必要的。 本章主要绍电气识图的基本知识和异步电动机的一些主要基本控制电路。 第一 概 述 一、电气图的分类电气图是指用来指导电气工程和各种电气设备、电气线路的安装、线、运行、维护、管理和使用的图样。由于电气图
2、描述的对象复杂、应用领域广泛、表达形式多种多样,因此表示一项电气工程或一种电气装置的功能、用途、工作原理和使用方法等方面的电气图有多 种,它们以不同的表达方式反映工程问题的不同侧面,它们彼此作用不同,但又有一定的对 应关系,有时需要对照起来阅读。按用途和表达形式不同,电气图可分为以下几种。 (一)电气系统图和框图 电气系统图和框图是用符号或带注释的框,概略表示系统或分系统的基本组成,相互关 系及其主要特征的图样,它比集中地反映了所描述工程对象的规模。 (二)电气原理图 又称电路图,是用图形符号按其表示对象的工作顺序行排列,表现某一具体设备的电 气工作原理的图样。其作用是便于详细了工作原理、指导
3、系统或设备的安装调试与维修使 用。电气原理图是电气图的最重要的种类之一,也是识图的难点和重点,本章主要绍电气原理图。 (三)电器布置图 电器布置图主要是用来表明电气设备上所有电器的实际位置。它主要由机床电气设备布置图、控制柜及控制板、操纵台及悬挂操纵箱、电气设备布置图等组成。这种图样中,机床轮廓线用细实线或双点划线表示,所有可见的需要表示清楚的电气设备均应用实线绘制出简单的外形轮廓。有时,电器布置图和电气安装线图组合在一起,既起到电气安装线图的作用,又能清晰地表示出电器的布置情况。 (四)电气安装线图 电气安装线图是安装电气设备或检查电路故障的主要依据。电气安装线图应表示出 各电器的分布,同一
4、电器元件的部件都要画在一起。不但要画出控制电器的位置还要画出相 互之间的电气连,不但画出电器控制柜内部的电器之间的电气连还要画出柜外电器、控 制箱、线盒在机床上的连。电气安装线图中的回路标号是电气设备之间、电器元件之 间、导线与导线之间的连标记,它的文字符号和数字符号应与原理图中的标号相一致。(五)功能图 功能图是提供绘制电气原理图或其它有关图样的依据,是表示理论的或理想的电路关系而不涉及实现方法的一种图。 (六)电气元件明细表 电气元件明细表是把成套装置,设备中各组成元件(包括电动机)的名称、型号、规格、数量列成表格,供准备材料及维修使用。 二、电气图的般特点电气图是一种简图,它不是严格按几
5、何尺寸和绝对位置测绘的,而是用规定的标准符号和文字表示系统或设备的组成部分间的关系。 电气图的主要描述对象是电气元件和连线。连线可用单线法或多线法表示,两种表示方法在同一张图上可以混用。电气元件在图中可以采用集中表示法、半集中表示法、分开表示法来表示。 集中表示法是把一个元件的各组成部分的图形符号绘在一起的方法。 分开表示法是同一元件的各组成部分分开布置,有些画在主回路,有些画在控制回路。 半集中表示法于两种方法之间,在图中一个元件的某些部分的图形符号分开绘制,并用虚线表示其相互关系。 绘制电气图时一般采用机械制图规定的 8 种基本线条中的四条(见表 6-1)线条的粗细应一致,有时为了区别某些
6、电路或功能,予以突出,可以采用不同粗细,如主电路用粗实线表示,而辅助电路用细实线表示。 表6-1 图线及其应用三、电气图的图形符号及文字符号电气系统图中,电气元件的图形符号和文字符号必须有统一的标准。我国在 1990 年以 前采用国家科委 1964 年颁布的电工系统图图形符号的国家标准(即 GB31264)和电工设备文字符号编制通则(即 GB31564)的规定。年来,各部门都相应引了许多国外设备,为了适应新的发展需要,为了便于掌握引技术,便于国际流,国家标准局颁布了GB472884电气图用图形符号及 GB698887电气制图和 GB715987电气技术中的文字符号制订通则。国家规定从 1990
7、 年 1 月 1 日起,电气系统图中的文字符号和图形符号必须符合最新的国家标准。由于旧国标现在还不可能立即在所有技术资料和以前出版的科书中消失,因此表 6-2 给出了电气图常用图形符号和文字符号的新旧对照表,以便于读者在后工作中参考 第二 电气图的读图方法 一、电气图读图的基本方法如果对一台设备行安装、调试、维修或改造、必须要首先看懂其电气图,其中最主要的是电气原理图,下面主要绍电气原理图的读图方法。 在阅读电气原理图以前,必须对控制对象有所了,尤其对机、液(或气),电配合得比密切的生产机械,单凭电气线路图往往不能完全看懂其控制原理,只有了了有关的机械传动和液压(或气压)传动后,才能搞清全部控
8、制过程。阅读电气原理图的步骤如下一)分析主电路 一般先分析主电路,一般主电路容易些,可以看出有几台电动机,各有什么特点,是哪一类的电动机,采用什么方法起动,是否要求正反转,有无调速和制动要求等。 (二)分析控制电路 一般情况下,控制电路主电路要复杂一些。如果比简单,根据主电路中各电动机和 电磁阀等执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环即可分析清楚其工作原理。 如果比复杂,一般可以控制线路分成几部分来分析,这样,化整为零分成为一些基本的单元电路,就很便于分析。 (三)分析辅助电路 辅助电路中的电源显示,工作状态显示,照明和故障报警等部分,大多由控制电路中的 元件控制,所以在分析时,还要对
9、照控制电路行分析。 (四)分析联锁和保护环 机床对于安全性和可靠性有很高的要求,为了实现这些要求,除了合理地选择拖动和控制方案外,在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁,这些联锁和保护环必须弄清楚。 (五)总体检查 经过化整为零的局部分析,逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后,还必须用集零为整的方法,检查整个控制线路,看是否有遗漏。特别要从整体度去一步检查和理各控制环之间的联系,以理电路中每个电气元件的名称及其作用。 二、读图举例(一)C620-1 型卧式车床电气原理图 图 61 是机械加工中常用的 C620-1 型卧式车床的电气控制线路图,它由主电路、控
10、制电路和照明电路三部分组成。 1阅读主电路 从主电路看,C620-1 型卧式车床有两台笼型异步电动机,即主轴电动机 Ml和冷却泵电 动机 M2,它们都由触器 KM 直控制起停,如果不需要冷却泵工作,则可用组合开关 QS2电路关断。 电动机电源为流 380V,由组合开关 QSl引入。主轴电动机由熔断器 FUl 作短路保护,由热继电器 FR1 作过载保护;冷却泵电动机由熔断器 FU2 作短路保护,由热继电器 FR2 作过载保护。这两台电动机的失压和欠压保护同时由触器 KM 完成。 2阅读控制电路 该车床的控制电路是一个单方向起、停的典型电路。两个热继电器 FR1 和 FR2 的常闭触 头串联在控制
11、电路中,无论主轴电动机或冷却泵电动机发生过载,都会切断控制电路,使两 台电动机同时停转。FU3 是控制电路的熔断器。 3阅读照明电路 照明电路由变压器 T 380V 电压变为 36V 安全电压供照明灯 HL 使用。QS3 是照明电路的电源开关,S是照明灯具开关。FU4 是照明灯的熔断器。 (二)抽水机的电气原理图 图 6-2是农村中常用的抽水机电气原理图,它由主电路和控制电路两部分组成。 1阅读主电路 主电路上有一台笼型异步 电动机,它是带动水泵的电动 机,由触器 KMl、KM2 的主 触头控制。当 KMl 的主触头闭 合时,通过电阻 R 把电动机与 电源通;当 KM2 主触头闭合 时,电动机
12、直与电源通。 至于 KM1 和 KM2 究竟在什么条 件下动作,则应看控制电路。 电动机的短路保护由熔断 器 FU1,过载保护由热继电器 FR,失压和欠压保护由触器 KM1或 KM2 完成。 图 6-2 抽水机的电气原理图2阅读控制电路 控制电路有触器 KM1、KM2 和时间继电器 KT 三条回路。触器 KMl 和时间继电器 KT是由按钮 SB2 控制的,触器 KM2 则由时间继电器 KT的延时闭合常开触头控制。 当合上电源开关 QS,按下起动按钮 SB2 时,触器 KM1 线圈通电,其主触头闭合,电流经电阻 R 流向电动机,使电动机起动,KMl 的辅助触头自锁,同时时间继电器的线圈通电,经一
13、定时间延时后,其常开触头 KT 闭合,使触器 KM2 线圈通电并自锁,KM2 主触头闭合把电阻 R 短,使电动机直入电源;同时 KM2 的常闭触头切断 KM1 的线圈回路,使 KM1 的主触头和自锁触头断开,于是时间继电器 KT 也断电释放。 通过以上对电路的分析可知水泵的工作情况:先是 KM1 通电,电动机串入电阻 R 起动 这时 R 上有一定电压,使加到定子绕组端的电压低,从而限制起动电流使之在允许范围之内。经过一定时间后,KM2 通电,再电动机直与电源通,使电动机在额定电压下正常运转。电动机入正常运转后,KM1和 KT都不起作用了,故让它们断电释放,以利约用电。这是一种简单的压起动方法,
14、缺点是起动时电阻 R 上要消耗一定电能,所以常用于不经常起动、停止的场合。 第三 三相异步电动机的基本控制线路 工业用生产机械是多种多样的,因而为满足生产机械动作要求的继电器触器控制线路 也是各式各样的,有的比复杂,也有的比简单,但各种控制线路一般都由一些基本控制 环按照一定要求组合而成。下面以工业生产中最常用的笼型异步电动机为例,说明继电器 触器控制的基本控制线路及其工作原理。 一、三相异步电动机的单向控制线路三相异步电动机既可以单方向运转,也可以正反转,这里我们先绍单方向运转的控制 线路。 (一)手动控制线路 在工业生产中使用的小型台钻、砂轮机、冷却泵及一些临时使用的 小型笼型异步电动机多
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