1.项目一 电动机正反转控制线路

一、项目简述工农业生产中，生产机械的运动部件往往要求实现正反两个方向运动，这就要求拖动电动机能正反向旋转。例如，在铣床加工中工作台的左右、前后和上下运动，起重机的上升与下降等，可以采用机械控制、电气控制或机械电气混合控制的方法来实现，当采用电气控制的方法实现时，则要求电动机能实现正反转控制。从电动机的原理可知，改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向，而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线，如图1-1所示。合上开关QS，按下启动按钮SB2，电动机正转；按下停止按钮SB1，电动机停止，按下反转启动按钮SB3，电动机反转。项目一电动机正反转控制1.11.21.3电气控制器件相关知识基本控制相关知识1.4应用举例项目简述1、按钮按钮开关是一种用人力（一般为手指或手掌）操作，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关。按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A，因此一般情况下不直接控制主电路，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁等。二、电气控制器件相关知识（一）按钮、刀开关2、按钮符号及结构2、刀开关1、刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。2、刀开关型号及结构通常在电路中起通断、隔离作用。不能倒装或平装；不能频繁操作，只能通断小负载。二、接触器接触器是一种在电磁力的作用下，能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。1、工作原理：当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化并把动铁心（衔铁）吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。2、接触器工作原理静铁心线圈释放弹簧动铁心（衔铁）3、接触器的结构及型号CJT1系列交流接触器3、交流接触器常见故障：1）触头过热原因：接触压力不足，触点表面氧化，触点容量不够等。2）触头磨损原因：电气磨损或机械磨损3）线圈失电后触头不能复位原因：触头被电弧焊在一起了，铁心剩磁太大，弹簧弹力不足，活动部分被卡住。4）铁心噪声太大5）线圈过热或烧毁（三）中间继电器本质上是电压继电器，但还具有触头多，触头承受电流大（5－10A）、动作灵敏（动作时间小于0.05S）用途：用作中间传递信号。用作同时控制多条线路。2、中间继电器型号及结构K（四）热继电器是一种常见的保护电器。利用电流的热效应而动作，主要用来对连续运行的电动机进行过载保护。发热电阻丝双金属片导板触头调节旋钮手动复位按扭受热变形方向JR36FR表示符号：作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端分类：（五）熔断器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS自恢复熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器（五）熔断器有填料式熔断器无填料密封式熔断器快速熔断器自恢复熔断器三、基本控制相关知识一、电工识图的基本要求：1、从简单到复杂，循序渐进识图。2、应具有电工、电子基本理论知识。3、要熟记会用电气图形符号和文字符号。4、要熟各类电气典型基本电路。5、掌握各类电气图的绘制特点。6、把电气图与土建图结合起来看。7、了解电气图的有关标准和规程。二、识图的步骤1、详读图纸说明。2、识读概略图和框图。3、读识电气原理图4、读识电气接线图和安装图（一）电气图识图及制图标准生物机电三、电气识图基本方法1、先机后电2、先主后辅3、化整为零4、集零为整5、统观全局6、总结特点四、机床电气控制系统分析的一般方法步骤：1、了解机械设备的机械动作及工步图。分析传动系统的驱动方式，含电动、液压、气动驱动原理。2、了解电器元件的安装位置及作用。3、分析机械部件与电器元件的关联，含操纵手柄，行程控制的档铁、撞块、离合器、电磁铁等的状态及安装位置。4、分析电气控制原理。生物机电五、分析电气控制原理图方法——跟踪法1、主电路的读图法第一步：分清主电路中的用电设备。第二步：搞清楚用什么电器元件控制用电设备第三步：了解主电路中其它电器元件的作用。第四步：看电源（交流、直流）2、识读辅助电路的步骤第一步：看电源（交流、直流）第二步：看辅助电路是如何控制主电路的第三步：看电气元件之间的关系分析具体电路、不断总结、不断提高（二）三相异步电动机单相启停控制1、三相笼型异步电动机的启动控制线路启动方式：直接启动(或全压启动)（一）单向直接启动控制线路（二）电动机的点动控制线路降压启动电动机启动电流Ist为额定电流IN的4～7倍2、线路的保护设置（1）短路保护FU1FU2（2）欠压和失压保护优点：第一，防止电源电压严重下降时电动机欠压运行。第二，防止电源电压恢复时，电动机白行启动造成设备和人身事故。第三，避免多台电动机同时启动造成电网电压的严重下降。基本的点动图a带转换开关图b点动和连续图c利用中间继电器图d（三）三相异步电动机正反转控制线路1、异步电动机的正反转控制线路（1）电动机“正-停-反”控制（2）电动机“正-反-停”控制线路(3)具有自动往返的正反转控制线路互锁控制：在电动机控制线路中，一条电路接通，而保证另一条电路断开的控制。作用：在正反转控制线路中引入互锁控制是为了防止电源短接。电气互锁：利用接触器常闭触点，在控制线路中一条电路接通，而保证另一条电路断开的控制。机械互锁控制：利用机械按钮，在控制线路中一条电路接通，而保证另一条电路断开的控制。如图2-7c.既有“电气互锁”，又有“机械互锁”，故称为“双重互锁”，此种控制线路工作可靠性高，操作方便，为电力拖动系统所常用。四、应用举例（一）三相异步电动机带按钮互锁的正反转控制的安装调试试车1．工作任务①能分析交流电动机联锁控制原理。②能正确识读电路图、装配图。③会按照工艺要求正确安装交流电动机联锁控制电路。④能根据故障现象检修交流电动机联锁控制电路2．工作图3、工作过程分析①正转控制：常闭先打开→对KM2线圈联锁按下SB2KM1常闭触点打开→对KM2线圈联锁常开后闭合→KM1线圈得电→KM1主触点闭合→电动机M正转KM1常开触点闭合→自锁②由正转直接到反转控制：KM1常闭触点闭合→解除对KM2线圈的联锁先常闭打开→KM1线圈失电→KM1主触点打开→电动机M停止正转KM1常开触点打开→解除自锁按下SB3KM2常闭触点闭合→解除对KM1线圈的联锁后常开闭合→KM2线圈得电→KM2主触点闭合→电动机M反转KM2常开触点闭合→自锁③停止：KM2常闭触点闭合→解除对KM1线圈的联锁按下SB1→KM2线圈失电→KM2主触点打开→电动机M停转KM2常开触点打开→解除自锁（二）CA6140型普通车床电气控制1．主要结构及运动特点2．电气控制要求根据车床的运动情况和工艺要求，车床对电气控制提出如下要求：(1)主拖动电动机一般选用三相鼠笼式异步电动机，并采用机械变速。(2)为车削螺纹，主轴要求正、反转，小型车床由电动机正、反转来实现，CA6140型车床则靠摩擦离合器来实现，电动机只作单向旋转。(3)一般中、小型车床的主轴电动机均采用直接启动。停车时为实现快速停车，一般采用机械制动或电气制动。(4)车削加工时，需用切削液对刀具和工件进行冷却。为此，设有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液。(5)冷却泵电动机与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后才可选择启动与否；而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机立即停止。(6)为实现溜板箱的快速移动，由单独的快速移动电动机拖动，且采用点动控制。(7)电路应有必要的保护环节、安全可靠的照明电路和信号电路。3、CA6140型车床的控制线路CA6140型车床的电气原理图如图8—2所示，图中M1为主轴及进给电动机，拖动主轴和工件旋转，并通过进给机构实现车床的进给运动；M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液；M3为溜板快速移动电动机，拖动溜板实现快速移动。1、主轴及进给电动机M1的控制由启动按钮SBl、停止按钮SB2和接触器KM1构成电动机单向连续运转启动一停止电路。按下SB1线圈通电并自锁M1单向全压启动，通过磨擦离合器及传动机构拖动主轴正转或反转，以及刀架的直线进给。停止时，按下SB2KM1断电M1自动停车。2、冷却泵电动机M2的控制M2的控制由KM2电路实现。主轴电动机启动之后，KM1辅助触点(9—11)闭合，此时合上开关SA1KM2线圈通电M2全压启动。停止时，断开SA1或使主轴电动机M1停止，则KM2断电，使M2自由停车。3、快速移动电动机M3的控制由按钮SB3来控制接触器KM3，进而实现M3的点动。操作时，先将快、慢速进给手柄扳到所需移动方向，即可接通相关的传动机构，再按下SB3，即可实现该方向的快速移动。4、保护环节(1)电路电源开关是带有开关锁SA2的断路器QS。机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。当需合上电源时，先用开关钥匙插入SA2开关锁中并右旋，使QS线圈断电，再扳动断路器QS将其合上，机床电源接通。若将开关锁SA2左旋，则触头SA2(03—13)闭合，QS线圈通电，断路器跳开，机床断电。(2)打开机床控制配电盘壁龛门，自动切除机床电源的保护。在配电盘壁龛门上装有安全行程开关SQ。，当打开配电盘壁龛门时，安全开关的触头SQ2(03—13)闭合，使断路器线圈通电而自动跳闸，断开电源，确保人身安全。（3）机床床头皮带罩处设有安全开关SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触头SQ1（03—1）断开，将接触器KM1、KM2、KM3线圈电路切断，电动机将将全部停止旋转，确保了人身安全。（4）为满足打开机床控制配电盘壁龛门进行带电检修的需要，可将SQ2安全开关传动杆拉出，使触头（03—13）断开，此时QS线圈断电，QS开关仍可合上。带电检修完毕，关上壁龛门后，将SQ2开关传动杆复位，SQ2保护作用照常起作用。（5）电动机M1、M2由FU热继电器FR1、FR2实现实现电动机长期过载保护；断路器QS实现电路的过流、欠压保护；熔断器FU、FU1至FU6实现各各部分电路的短路保护。此外，还设有EL机床照明灯和HL信号灯进行刻度照明。附:CA6140型车床的控制线路项目小结本项目通过电动机正反转控制线路引出常用电气控制器件，讲述了项目中用到的按钮、开关、接触器、中间继电器和熔断器，介绍了这些低压电器的结构、动作原理、常用型号、符号及选择方法。接着讲述了电气识图基本知识、电动机单相启动和正反转控制线路，讲述了三相异步电动机的点动、长车及正反转等基本控制环节。这些是在实际当中经过验证的电路。熟练掌握这些电路是阅读、分析、设计较复杂生产机械控制线路的基础。同时，在绘制电路图时，必须严格按照国家标准规定使用各种符号、单位、名词术语和绘制原则。电气控制系统图主要有电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。重点应掌握电气原理图的规定画法及国家标准。生产机械要正常、安全、可靠地工作，必须有必要的保护环节。控制线路的常用保护有短路保护、过载保护、失压保护、欠压保护，分别用不同的电器来实现。本项目中，还通过应用举例学习了三相异步电动机互锁控制的正反转控制的安装调试试车，CA6140型普通车床的电气控制，讲述了线路的组成、工作原理、安装调试和常见故障排除。