电力拖动教案

绪论一、电力拖动电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构，使之运转的一种方法。电力拖动系统一般由四个子系统组成：——————电源↓↓控制设备——→电动机——→传动机构——→工作机构电源：电动机和控制设备的能源，分为交流电源和直流电源。控制设备：用来控制电动机的运转，由各种控制电动机、电器、自动化元件及工业控制计算机组成。电动机：生产机械的原动机，将电能转换成机械能，分为交流电动机和直流电动机。传动机构：在电动机和工作机构之间传递动力的装置，如减速箱、联轴器、传动带等。二、学习目标1、熟悉机床电力拖动的特点及控制要求；2、正确选择、安装、测量和使用低压电器；3、识读电路图；4、能设计简单的电路。第一单元常用低压电器及其安装、检测与维修§1-1低压电器的分类和常用术语学习目标：熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义凡是采用电力拖动和生产机械，其电动机的运转都是由各种电器构成的控制线路来进行控制的。电器：所谓电器就是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通或断开电路，实现对电路或非电对象地切换、控制、保护、检测和调节的元件或设备。电器的种类：根据工作电压的高低，电器可分为：1、高压电器2、低压电器————交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电器称为低压电器。一、低压电器的分类1、按低压电器的用途和所控制的对象分为：低压配电电器————包括低压开关、低压熔断器等。主要用于低压配电系统及动力设备中。低压控制电器————包括接触器、继电器、电磁铁等，主要用于电力拖动及自动控制系统中。2、按低压电器的动作方式分：自动切换电器————依靠电器本身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作的电器，如接触器、继电器等。非自动切换电器————主要依靠外力直接操作来进行切换的电器，如按钮、低压开关等。3、按低压电器的执行机构分：有触点电器————具有可分离的动触点和静触点，主要利用触点的接触和分离来实现电路的接通和断开控制，如接触器、继电器等。无触点电器————没有可分离的触点，主要利用半导体元器件的开关效应来实现电路的通断控制，如接近开关、固态继电器等。二、低压电器的常用术语1、通断时间——从电流开始在开关电器的一个极流过的瞬间起，到所有极的电弧最终熄灭的瞬间为止的时间间隔。2、燃弧时间——电器分断过程中，从触头断开（或熔体熔断）出现电弧的瞬间开始，至电弧完全熄灭为止的时间间隔。3、分断能力——开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下分断的预期分断电流值。4、接通能力——开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通的预期接通电流值。5、通断能力——开关电器在规定的条件下，能在给定的电压下接通和分断的预期电流值。6、短路接通能力——在规定的条件下，包括开关电器的出线端短路在内的接通能力。7、短路分断能力——在规定的条件下，包括开关电器的出线端短路在内的分断能力。8、操作频率——开关电器在每小时内可能实现的最高循环操作次数。9、通电持续率——开关电器的有载时间和工作周期之比，常以百分数表示。10、电寿命——在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换的负载操作循环次数。§1-2低压熔断器学习目标：能正确识别、选择、安装、使用低压熔断器，熟悉其功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记其图形符号和文字符号。低压熔断器的作用：在线路中作短路保护。使用时，熔断器应串联在被保护的电路中。图形、文字符号如下：一、熔断器的结构与主要技术参数1、熔断器主要有熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。熔体——是熔断器的核心，常做成丝状、片状或栅状，材料有铅锡合金、锌、铜、银等。熔管——是熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座——是熔断器的底座，用于固定熔管和外接引线。2、熔断器的主要技术参数（1）额定电压——指熔断器长期工作所能承受的电压。（2）额定电流——指保证熔断器能长期正常工作的电流。熔体的额定电流——熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值。一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但要保证：IN熔断器＞IN熔体（3）分断能力——在规定的使用和性能条件下，在规定电压下熔断器能分断的预期分断电流值。（4）时间—电流特性———也称为安—秒特性或保护特性，是指在规定的条件下，表征流过熔体的电流与熔体熔断时间的关系曲线。是反时限特性。最小熔化电流或临界电流IRmin——在1～2小时内能熔断的最小电流值作为最小熔断电流。熔断器对过载的反应是很不灵敏的，当电气设备发生轻度过载时，熔断器将持续很长时间才能熔断，有时甚至不熔断。因此，除照明和电加热电路外，熔断器一般不宜作过载保护电器，主要用于短路保护。二、常用低压熔断器熔断器型号及含义如下：□□□－□／□从左至右：1、R——熔断器2、型式：C—瓷插式；L—螺旋式；M—无填料密封管式；T—有填料密封管式；S—快速式；Z—自复式3、设计代号4、熔断器额定电流（A）5、熔体额定电流（A）常用熔断器：1、RC1A系列瓷插式：组成——瓷座、瓷盖、动触头、静触头及熔丝。特点：极限分断能力较差，在易燃易爆的工作场合应禁止使用。应用场合：50HZ、380V以下，电流为5～200A的低压线路和用电设备中，在照明线路中还可起过载保护。2、RL1系列螺旋式熔断器：组成：瓷帽、熔断管、瓷套、上接线座、下接线座及瓷底座等。特点：分断能力较高，结构紧凑，体积小，安装面积小，更换熔体方便，工作安全可靠，熔丝熔断后有明显指示。应用场合：用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合，交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中。3、RM10系列封闭管式：组成：熔断管、熔体、夹头及夹座等部分组成。熔体为变截面的熔片。应用场合：用于交流额定电压380V、直流440V及以下、电流在600A以下的电力线路中。4、RT0系列有填料封闭管式：组成：熔管、底座、夹头、夹座等组成。熔管（高频电工瓷）；熔体（两片网状紫铜片，中间锡桥）；特点：分断能力比同容量的RM10型大2.5～4倍。熔体熔断后有醒目的红色熔断信号。应用场合：交流380V及以下短路电流较大的电力输配电系统中。§1-2低压熔断器5、NG30系列有填料封闭管式圆筒帽形：组成：熔断体及支持件组成。熔断体由熔管、熔体填表料纯铜片（或铜丝）变截面。内有石英砂。支持件由底板、载熔体、插座组成。有熔断指示灯。应用场合：交流50HZ、额定电压380V、额定电流63A及以下工业装置的电线路中。6、RS0、RS3系列有填料快速熔断器：要求：在6倍额定电流时，熔断时间不大于20ms。熔断时间短，动作迅速（小于5ms）。内有石英填表料熔体采用变截面状银片。应用场合：用于半导体硅整流元件的过电流保护。7、自复式：组成：是采用气体、超导体或液态金属钠等作熔体的限流元件。特点：限流作用显著、动作时间短、动作后不必更换熔体、能重复使用、能实现自动重合闸。应用场合：用于交流380V的电路与断路器配合使用。三、熔断器的选用熔断器的要求：在电气设备正常运行时，熔断器应不熔断；在出现短路故障时，应立即熔断；在电流发生正常变动（如电动机启动过程）时，熔断器应不熔断；在用电设备持续过载时，应延时熔断。选用内容：熔断器类型、额定电压、额定电流和熔体额定电流。1、熔断器类型的选用根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用。如：照明——选RT或RC1A；易燃气体环境——选用RT0系列有填料封闭管式；机床控制线路——选用RL系列；半导体保护——选用RS或RLS系列快速熔断器。2、熔断器额定电压和额定电流的选用URN≥UN线路；IRN≥IN熔体；分断能力＞Imax最大短路3、熔体额定电流的选用（1）对照明和电热等电流较平稳、无冲击电流的负载：熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。（2）对一台不经常启动且启动时间不长的电动机：IRN≥（1.5～2.5）ＩN电机（3）对多台电动机：IRN≥（1.5～2.5）ＩNmax电机＋ΣIN例题：P15页。四、熔断器的安装与使用1、检查是否完整无损，标有额定电压、额定电流值。2、安装时应保证熔体与夹头、夹头与夹座接触良好。瓷插式应垂直安装；螺旋式接线：电源线接在下接线座上，负载线接在上接线座上。3、不能用多根小规格的熔体并联代替一根大规格的熔体。多级保护：I上级＞2I下级4、必须切断电源更换熔体或熔管，禁止带负荷操作，管式熔体应用专用基金的绝缘插拨器进行更换。5、对RM10系列，在切断过三次相当于分断能力的电流后，须更换熔断管。6、熔体熔断后应分析、排除故障后，再更换同规格的熔体，禁止用铜丝或铁丝代替。7、熔断器兼作隔离器时，应装在开关的电源进线端；若公作短路保护用，应装在开关的出线端。五、熔断器常见故障及处理1、瞬间熔断——熔体选小；负载短路或接地；熔体受机械损伤。2、熔体未断，但电路不通——熔体或接线座接触不良。§1-3低压开关学习目标：能正确识别、选用、安装、使用低压断路器、负荷开关、组合开关，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号含义熟记它们的图形符号和文字符号。一、低压断路器1、低压断路器的功能又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。为非自动切换电器，在线路工作正常时，它作为电源开关接通和分断电路；当电路中发生短路、过载和失压或欠压时，能自动要断故障电路。应用场合：操作不频繁的机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关，也可直接控制小容量电动机的启动、停止和正反转。优点：操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较高、兼作多种保护、动作后不需更换元件等。2、低压断路器的分类（1）按结构型式分——塑壳式（装置式）、万能式（框架式）、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式。（2）按操作方式分——人力操作式、动力操作式和储能操作式。（3）按极数分——单极、二极、三极和四极式。（4）按安装方式分——固定式、插入式和抽屉式。（5）按用途分——配电用、电动机保护用和其他负载用。通常使用较多的是按结构型式分类。3、低压断路器结构及原理组成：由触头系统、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁胶扣器及绝缘外壳等。结构：有三对主触头，一对常开、一对常闭辅助触头。按钮有绿色“合”和红色“分”。热脱扣器——用于过载保护，整定电流的大小由电流调节装置调节。电磁脱扣器——用于短路保护，瞬时脱扣整定电流的大小由电流调节装置调节，出厂时为10IN。欠压脱扣器——作零压和欠压保护。4、低压断路器的符号及型号含义DZ5－□／□□□从左至右：（1）DZ：塑壳式断路器（2）5：设计序号（3）额定电流（4）极数（5）脱扣器代号：0—无脱扣器；1—热脱扣器式；2—电磁脱扣式；3—复式（有热、电磁、欠电压脱扣器）（6）附件代号：0—不带附件；2—有辅助触头图形、文字符号：P20页图1—10bQF5、低压断路器的选用常用系列：DZ5—用于交流50HZ、380V、10A～50A；DZ10—用于交流50HZ、380V。规格有：100A、250A、600A。低压断路器的选用原则：（1）UN＞UN线路；IN＞IN线路（2）I热脱扣器整定值＝IN负载（3）I电磁脱扣器瞬时脱扣整定值＞I负载峰值控制电动机时：IZ≥KistIZ——电磁脱扣器整定；K——安全系数，取1.5～1.7；Ist——电动机的启动电流；（取7IN电机）（4）UN欠压＝UN线路（5）极限通断能力＞I线路最大短路例题：P22页6、低压断路器的安装与使用（1）应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。（2）当用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器，形成明显的断点。（3）使用前，各脱扣器应清除防锈油，定期检查脱扣器。（4）各脱扣器动作值调整好后，不允许随意变动。（5）触头使用一定次数或分断短路电流后，应及时检查触头系统。7、低压断路器的常见故障及处理方法表1—10（1）不能合闸：欠压脱扣器无电压或线圈损坏；储能弹簧变形；反作用弹簧力过大；操作机构不能复位。（2）电流达整定值，断路器不动作：热脱扣器双金属片损坏；电磁脱扣器