任务5.2-三相异步电动机直接启动控制线路的装配及检修

任务5.2三相异步电动机直接启动控制线路的装配与检修一、电气控制线路的设计、绘制及国家标准1.电气控制线路图及其分类电气控制图是以各种图形、符号和图线等形式来表示电气系统中各电气设备、装置、元器件的相互连接关系，它是电气设计、生产、维修人员的工程语言。电气控制图样必须采用一定的格式和统一的文字符号和图形来表达，国家为此制订了一系列标准。国家标准局参照国际电工委员会(IEC)颁布了一系列有关文件，如GB4728《电气简图用图形符号》、GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》、GB4026-83《电器接线端子的识别和字母数字符号标志接线端子通则》等国家标准。按用途和表达方式的不同，电气控制图可分为：电气系统图和框图、电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图、功能图、电器元件明细表。2.绘制电气原理图的原则(1)电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分，主电路就是从电源到电动机大电流通过的路径，辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等。(2)电源线的画法原理图中直流电源和单相交流电源线用水平线画出，一般直流电源的正极画在图样上方，负极画在图样的下方。三相交流电源线集中水平画在图样上方，相序自上而下依L1、L2、L3排列，中性线(N线)和保护接地线(PE线)放在相线之下。主电路、控制电路和辅助电路应分开绘制。主电路垂直于电源线路，在图的左侧竖直画出；控制电路与信号电路在图的右侧垂直画在两条水平电源线之间。为方便读图，图中自左至右，从上而下表示动作顺序，但耗电元件(如接触器、继电器的线圈、电磁铁线圈、信号灯等)直接与下方水平电源线连接，控制触点接在上方电源水平线与耗电元件之间。(3)原理图中电器元件的画法控制系统内的全部电动机、电器和其他器件的带电部件，都应在原理图中表示出来。电路中各电气元件均不画实际的外形图，只在原理图中表示出其带电部件，同一电气元件的不同带电部件按在电路中的连接关系分别画出，但必须采用国家标准规定的图形符号画出。对于同一电气元件上所有带电部件都采用国家标准中规定的同一文字符号标出。原理图中，同一元器件的各个部件可以不画在一起，但他们的动作是关联的。例如，接触器、继电器的线圈和触点可以不画在一起，但同一元器件的各部件必须标以相同的文字符号，为了便于分析其下标可以不同。对于同一电路中几个同类电器，则用不同数字同一文字符号表示。原理图中元件、器件和设备的可移动部分，都按没有通电和没有外力作用时的开闭状态画出。例如，继电器、接触器的触点，按吸引线圈不通电状态画；主令控制器、万能转换开关，按手柄处于零位时的状态画；按钮的触点，按不受外力作用时的状态画等等。(4)线路连接点、交叉点的绘制。在电路图中，对于需要测试和拆接的外部引线的端子，采用“空心圆”表示；有直接电联系的导线连接点，用“实心圆”表示；无直接电联系的导线交叉点不画黑圆点。(5)电路图采用电路编号法电路编号法是电路中的各个接点用字母或数字编号。①主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。然后按从上至下、从左至右的顺序，每经过一个电器元件后，编号要递增，如U12、V12、W12；U13、V13、W13…。单台三相交流电动机的三根引出线按相序依次编号为U、V、W，对于多台电动机引出线的编号，为了不致引起误解和混淆，可在字母前用不同的数字加以区别，如1U、1V、1W；2U、2V、2W…。②辅助电路编号按“等电位”原则从上至下、从左至右的顺序用数字依次编号，每经过一个电器元件后，编号要依次递增。控制电路编号的起始数字必须是1，其他辅助电路编号的起始数字依次递增100，如照明电路编号从101开始；指示电路编号从201开始等。二、单向点动控制线路的分析用按钮和接触器组成的单向点动控制电动机原理图，如图5-24所示。当需要电路工作时，首先合上电源开关QS，按下SB，接触器KM线圈通电，衔铁吸合，带动它的三对主触点KM闭合，电动机M接通三相电源起动正转。当放开SB后，接触器KM线圈失电，衔铁受弹簧拉力作用而复位，带动三对主触点断开，电动机M断电停转。三、单向长动控制线路的分析用按钮和接触器组成的单向长动控制线路原理如图5-25所示。按下SB2，KNM线圈得电，与SB2并联的KM常开辅助触点闭合，使接触器线圈有两条电路通电。实现自锁(或称自保)。自锁(自保)控制的另一个作用是实现欠压和失压保护。四、正、反转控制线路的分析1.按钮联锁的正、反向控制线路按钮联锁的正、反向控制线路原理图如图5-26所示。图中SB2与SB3分别为正、反向起动按钮，每只按钮的常闭触点都与另一只按钮的常开触点串联，此此种接法称为按钮联锁，又称机械联锁。每只按钮上起联锁作用的常闭触点称为“联锁触点”，其两端的连接线称为“联锁线”。当操作任意一只按钮时，其常闭触点先分断，使相反转向的接触器断电释放，可防止两只接触器同时得电造成电源短路。正向起动时，合上刀开关QS，按下按钮SB2，其常闭触点先分断，使KM2线圈不得电，实现联锁。同时SB2的常开触点闭合，KM1线圈得电并自锁，KM1主触点闭合，电动机M得电正转。反向起动时，按下SB3，其常闭触点先分断，KM1线圈失电，解除自保，KM1主触点断开，电动机停转。同时SB3常开触点闭合，KM2线圈得电并自保，KM2主触点闭合，电动机反转。按钮互锁正、反转控制线路的优点是，电动机可以直接从一个转向过渡到另一个转向而不需要按停止按钮SB1，但存在的主要问题是容易产生短路事故。即按钮互锁正、反转控制电路的特点是方便但不安全，控制方式是“正转→反转→停止”。2.接触器联锁的正、反向控制线路将KM1、KM2正、反转接触器的常闭辅助触点分别串接到对方线圈电路中，形成相互制约的控制，这种相互制约的控制关系也称为互锁，或叫联锁，这两对起互锁作用的常闭触点称为互锁触点。由接触器或继电器常闭触点构成的互锁也称为电气互锁。接触器互锁电动机正、反转线路原理图如图5-27所示。按下正转起动按钮SB1，正转接触器KM1线圈通电，一方面KM1主电路中的主触点和控制电路中的自锁触点闭合，使电动机连续正转；另一方面动断互锁触点断开，切断反转接触器KM2线圈支路，使得它无法通电，实现互锁。此时即使按下反转起动按钮SB2，反转接触器KM2线圈因KM1互锁触点断开也不会通电。要实现反转控制，必须先按下停止按钮SB3，切断正转接触器KM1线圈支路，KM1主电路中的主触点和控制电路中的自锁触点恢复断开，互锁触点恢复闭合，解除对KM2的互锁，然后按下反转起动按钮SB2，才能使电动机反向起动运转。同理可知，按下SB2时，KM2线圈通电，一方面主电路中KM2三对常开主触点闭合，控制电路中自锁触点闭合，实现反转；另一方面反转互锁触点断开，使KM1线圈支路无法接通，进行互锁。这种控制电路的优点是可以避免由于误操作以及因接触器故障引起电源短路的事故发生，但存在的主要问题是，从一个转向过渡到另一个转向时要先按停止按钮SB3，不能直接过渡，显然这是十分不方便的。可见接触器互锁正、反转控制电路的特点是安全但不方便，运行状态转换必须是“正转→停止→反转”。3.双重联锁的正、反向控制线路采用复式按钮和接触器复合互锁的正、反转控制电路如图5-28所示，它可以克服上述两种正、反转控制电路的缺点，图中，SB2与SB3是两只复合按钮，它们各具有一对动合触点和一对动断触点，该电路具有按钮和接触双重互锁作用。合上电源开关QS。正转时，按SB2，KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电动正转。与此同时，SB2的动断触点和KM1的互锁动断触点都断开，双双保证反转接触器KM2线圈不会同时获电。反转时，只要直接按下SB3，其动断触点先断开，使KM1线圈断电，KM1的主、辅触点复位，电动机停止正转。与此同时，SB3动合触点闭合，使KM2线圈通电，KM2主触点闭合，电动机反转，串接在KM1线圈电路中的KM2动断辅助触点断开，起到互锁作用。【任务实施】1.任务实施的内容三相异步电动机单向点动、长动、正、反转控制线路的制作。2.任务实施的要求(1)元器件安装工艺要求①自动空气刀开关、熔断器的受电端子安装在网孔板的外侧，便于手动操作。②各元器件间距合理，便于元器件的检修和更换。③紧固各元器件时应用力均匀，紧固程度适当。可用手轻摇，以确保其稳固。(2)布线工艺要求①布线通道要尽可能减少。主电路、控制电路要分类清晰，同一类线路要单层密排，紧贴安装板面布线。②同一平面内的导线要尽量避免交叉。当必须交叉时，布线线路要清晰，便于识别。布线应横平竖直，走线改变方向时，应垂直转向。③布线一般按照先主电路，后控制电路的顺序。主电路和控制电路要尽量分开。④导线与接线端子或接线柱连接时，应不压绝缘层、不反圈及不露铜过长，并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离保持一致。⑤一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根。每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。⑥布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘，不在控制板(网孔板)上的电器元件，要从端子排上引出。布线时，要确保连接牢靠，用手轻拉不会脱落或断开。3.工具、仪表及器材工具：测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等常用电工工具。仪器：兆欧表、钳形电流表、万用表等。器材：控制板(网孔板)、三相鼠笼型异步电动机、自动空气开关、熔断器、热继电器、交流接触器、控制按钮、端子排、塑铜线、紧固体及编码套管等。4.任务实施的步骤基本操作步骤描述：选用元器件及导线→电器元件检查→固定安装元器件→布线→安装电动机并接线→连接电源→自检→交验→通电试车。(1)电器元件检查。配齐所有电器元件，并进行校验。(2)根据元件布置图固定元器件。在控制板(网孔板)上按布置图安装电器元件，并贴上醒目的文字符号。安装元器件的工艺要求如上所述。安装好的点动控制、长动控制、接触器互锁正、反转控制线路元器件图分别如图5-29(a)、(b)和(c)所示。(3)画出安装接线图。点动正转控制线路安装接线图如图5-30(a)所示，长动正转控制线路安装接线图如图5-30(b)所示，接触器互锁正、反转控制线路安装接线图如图5-30(c)所示。(4)先进行主电路配线，再进行控制电路配线。板前明线布线的工艺要求如上所述。(5)根据电气原理图及安装接线图，检验网孔板(控制板)内部布线的正确性。(6)安装电动机，可靠连接电动机和各电器元件金属外壳的保护接地线。(7)连接电源、电动机等控制板(网孔板)外部的导线。(8)自检。安装完毕的控制电路板，必须经过认真检查后，才允许通电试车，以防止接错、漏接造成不能正常运转和短路事故。(9)交验。检查无误后可通电试车，试车前应检查与通电试车有关的电气设备是否有不安全的因素存在，若检查出应立即整改，然后方能试车。在试车时，要认真执行安全操作规程的有关规定，一人监护，一人操作。(10)通电试车前，必须经过指导老师的许可，并由指导老师接通三相电源L1、L2、L3，同时在现场监护。