电工电子技术实训教程 第5章 配电与控制.ppt

1、第5章 配电与控制,配电与控制是机床电气控制的基础，通过实际训练一方面可以加深对电气元件性能的认识和了解，另一方面通过基本训练，可以培养学生的规范性操作素质，提高这方面的技能操作水平。本章主要包括三种技能训练，分别是：利用实验模块进行控制电路的连接；按照工艺标准进行板前明线配线训练；机床控制电路的故障排除与检修。,一、实训目的,1正确认识各电气元件在控制电路中的作用； 2学会用继电接触控制电路对异步电动机进行正、反转控制。,5.1 三相异步电动机正反转控制,二、实训原理,1点动控制环节 点动控制电路主要由按钮、接触器组成。如图5-1（a）所示，按下起动按钮SB，接触器KM的线圈得电，接触器常开

2、主触头闭合，电动机得电运转。松开起动按钮SB，由于复位弹簧的作用，按钮复位，接触器KM的线圈失电，常开主触头断开，电动机停转。如此按下、松开起动按钮，使电动机断续通电，从而实现点动控制。,图 5-1（a）点动控制电路,2自锁控制环节 点动控制只能在按下按钮时电动机运转，松开按钮就停止运行。为实现电动机长期连续运行，需要加入自锁触头。当按下起动按钮SB1时，接触器KM的线圈得电，常开主触头吸合，同时，自锁触头闭合，这样即使松开起动按钮SB1，接触器的线圈仍然有电流通过，因此，电动机可连续运行。,自锁,依靠接触器自身辅助常开触头闭合，而使接触器的线圈连续通电的方法称为“自锁”，起自锁作用的触头称为

3、自锁触头。为使自锁后的电动机可以停止转动，在控制电路中再串入一个停止按钮SB2即可。带自锁环节的控制电路如图5-1（b）所示。,图 5-1 (b) 连续运行控制电路,3联锁环节 控制电气元件通过辅助触头之间相互联接，实现彼此之间既相互联系又相互制约的作用，叫“联锁”。实现联锁控制的触头叫联锁触头。继电接触控制电路，通过接触器、继电器之间的相互联锁，可实现多台设备按生产工艺的要求进行工作。连锁环节是实现自动控制及保护的重要环节。,旋转方向与电源相序,改变三相异步电动机的旋转方向，只需改变引入三相异步电动机三相电源的相序即可。通过两个接触器来实现。两个接触器的常开主触头按照相反的相序分别与电动机的

4、绕组相接，如图5-2所示。按下起动按钮SB1，接触器KM1的线圈通电并自锁，KM1常开主触头闭合，电动机按正相序正向旋转；如按下起动按钮SB2，接触器KM2的线圈通电并自锁，KM2常开主触头闭合，因L1、L2两相与电动机接线换相，电动机按反相序反向旋转。,4保护环节 为确保电动机正常运行，防止由于短路、过载、失压和欠压等事故造成的危害，在电动机的主电路和控制电路中必须具有各种保护装置。一般有：短路保护、过载保护、失压保护和欠压保护等。 短路保护利用熔断器来实现；过载保护利用热继电器来实现。,注 意 事 项,热继电器与熔断器两种元件在电路中所起的作用不同，不能互相代替，互相补充，不可缺少。 失压

5、和欠压保护：电动机运行时由于外界原因，突然断电又重新供电，在未加防范的情况下容易出现事故，为确保断电后，在工作人员没有重新操作的情况下，电动机不能得电，因此，在控制电路中应有失压保护环节。电动机的电磁转矩与定子绕组电压平方成正比，如果电源电压太低，电磁转矩会急剧降低，从而影响电动机的正常运行，所以在控制电路中还应有欠压保护环节。在三相异步电动机控制电路中经常用接触器实现失压保护和欠压保护。,正、反转“联锁”控制电路,如果在图5-2中，正转接触器KM1常闭辅助触头没有串接到反转接触器KM2的线圈支路中，同样，反转接触器KM2常闭辅助触头也没有串接到正转接触器KM1的线圈支路中，这时，如果出现了误

6、操作，即当电动机正转运行时，如果误按下SB2，就会造成KM1和KM2同时得电闭合，使L1和L2两相电源发生短路故障。因此，必须设法使两个接触器在任何情况下都不能同时通电。,图5-2 正、反转“联锁”控制电路,互锁,将两只接触器的常闭辅助触头，互相串联到对方接触器的线圈所在的支路里，这就是“互锁”。当正转接触器KM1通电时，串联在反转接触器KM2的线圈支路中的接触器KM1的常闭触头已经断开，即使误按下反向起动按钮SB2，反转接触器KM2的线圈也不会通电。同理，在反转接触器 KM2通电时，按下正向起动按钮SB1，正转接触器KM1的线圈也不会通电，从而保证了电路的正常工作。若要实现电动机正、反转的转

7、换，需在SB1和SB2并联电路的前面串入一个停止按钮 SB3 即可。,三、实训设备,1. 三相交流异步电动机 一台 2. 三相转换开关 3. 熔断器 4. 交流接触器两块 5. 热继电器 6. 按钮开关,四、安全规程,1. 认真、仔细连接电路并自检，请教师审查完毕，方可通电； 2. 联接电路时，要按照先主后辅、先串后并、上入下出、左入右出的原则接线，做到心中有数； 3. 主、辅电路的导线要区分开颜色，以便于检查； 4实验所用电压为380V或220V的三相交流电，严禁带电操作，不可触及导电部件，保证人身和设备安全； 5进行点动、连续控制和正反装控制操作时，连接好电路，经教师检查后方可通电。,五、

8、实训内容与操作步骤,1结合实物，观察交流接触器、按钮和热继电器的结构，进一步认知异步电动机的铭牌数据，学会用万用表电阻档检测电路的通断。 2. 按图5-1(a) 连接线路，接线时要按顺序进行。先接主电路，后接辅助控制电路，经检查无误后，进行“点动”控制操作。 3. 按图5-1(b) 接线，即在点动控制电路中接入停止按钮SB2，自锁触头和热继电器常闭触头，在主电路中接入发热元件，进行连续转动和停止控制操作。 4. 按图 5-2 接线，即接入反转控制电路并注意互锁触头连接，注意观察电动机正、反转方向。,六、技能检验标准,1电路连接正确，25分。一处连接错误扣5分； 2电路走线规范，25分。一处凌乱

9、扣分； 3100分钟时间完成，25分。拖延10分钟以 内扣2分，10分钟以上扣5分；,4实验报告，25分。 （1）正确叙述具有短路及过载保护的三相异步电动机正、反转控制电路的原理； （2）正确叙述三相异步电动机进行正、反转控制的工作原理； （3）画出在两地对同一台异步电动机进行起、停及反转的控制电路原理图； （4）分析接触器的失压和欠压作用是如何实现的； （5）总结实训过程中出现的问题及产生问题的原因。,一、实训目的,1. 了解电动机正反转控制电路的工作原理； 2. 通过实际配盘，了解板前明线接线的工艺操作规定和接线技巧； 3. 进一步练习万用表测电路的电阻。 4. 熟悉各电气元件的作用，掌握

10、继电接触控制电路的自检方法和规律。,5.2 电动机正反转控制板前明线配线训练,平面布置图按照原理图进行设计原则是：布局合理、结构紧凑、排列整齐、方便接线、便于操作与维修。,二、板前明线配线的步骤和工艺要求,1设计平面布置图,平面布置图具体要求如下,（1）根据控制板的平面尺寸和元器件的外形尺寸合理摆放各元器件，一般地总开关置于右上角，按钮在右下角，电动机在左下角，接触器置于中间且对称排布，热继电器置于接触器下方，端子排置于外围。 （2）为使发热元件之间便于散热，相距不得小于10mm。 （3）结构设计要符合配线的基本规定。 （4）元器件的固定适度牢固。 （5）在元器件排列中应考虑自然因素、操作因素

11、及对称性、习惯性和美观性。,2画出实物接线图,根据原理图，在平面布置图上绘制出实物接线图，对于简单的控制电路不需要编制线号，但对较负载的控制电路则需要编制。线号是配线、检修时的重要依据。从同一个接触点引出的连接导线线号相同。,3配线前检查,1）查电器原理图、平面布置图、有无漏错，是否相符。 2）查元器件、材料、仪表及工具清单是否与电器原理图、平面布置图的技术要求相一致。 3）查电器元件的外观、数量、质量和性能。,检查电器元件要做到:, 查元器件的外观有无损坏，各触点和紧固点是 否完整无缺。 查接触器线圈的额定电压是否与控制工作电压 相一致。 查漏电保护器、热继电器和接触器主触点的额 定电流是否

12、与电动机的额定电流相适应。 查漏电保护器、接触器、按钮等动作是否灵 活，有无卡阻现象。 查漏电保护器、接触器、热继电器及按钮的各 个触点是否良好。热继电器的双金属片、熔断 器的熔芯是否导通，接触器线圈的电阻值是否 正常。 查热继电器的整定电流能否符合电动机的技术 要求。,4工艺要求,（1）通常先接控制电路（线数多），后接 主电路；主、控电路导线颜色要区分开。 （2）使用单股硬质导线配线，连接导线要横 平、竖直、密排、变向弧度为90，不得出 现交叉和架空，通道相对集中且紧贴板 面，选择相同线号的最短距离接线。 （3）导线与元器件触点连接要紧，不能松动，导 线剥皮处不得有划伤，严禁损伤线芯和导线绝

13、 缘，每个接线端子最多只能连接 两根导线。 （4）硬质导线和软导线之间要通过端子排转接。,（5）控制按钮和电动机用软导线连接。 （6）导线与接线端子或线桩连接时，应 不压绝缘层、不反圈及露铜不大于1mm。 （7）同一平面的导线应高低一致或前后一 致，不能交叉。当必须交叉时，可水平架 空跨越，但走线要合理。 （8）导线长度应尽可能短，可水平架空跨 越，如两个元件线圈之间、连接主触头之 间的连线等可不紧贴敷设面。,三、实训设备,1三相交流异步电动机 一台 2三相漏电保护开关 一块 3交流接触器 两块 4热继电器 一个 5按钮开关 三联 6端子排 一个 7配线盘、工具 一套 8单股硬质铝导线若干,四

14、、安全规程,1. 使用电工刀剖削导线姿势要正确，不要伤及他人和自己。 2. 用螺钉旋具固定元器件时用力要适中，既要固定好元器件，又要防止用力过大螺钉旋具滑出致使操作者受伤。 3. 经教师同意方可通电检查，注意不要接触配线盘上元器件裸露部分，保证人身和设备安全。,五、训练内容,1根据所给电路图，事先预习并画出布线设计图。 2利用所给器材，配出一个符合要求的线路盘并在报告中叙述该电路的控制原理。 3检查电动机M主电路： 4检查控制电路：,将万用表的红表笔依次插入L1、L2、L3三个接点，黑表笔同时依次插入端子排对应点，电阻值无穷大，按下接触器KM1的常开主触头，万用表电阻值均应为零。红表笔不动，黑

15、表笔逆序依次插入端子排对应点，电阻值无穷大，按下接触器KM2的常开主触头，万用表电阻值均应为零。这说明电动机主电路连接正确。,(1)将两表笔分别插入L1、L2的出端，按下正向起动按扭SB2，电阻值约为2K；按下反向起动按扭SB3，电阻值同样约为2K； 同时按下SB2和SB3，电阻值应为无穷大。（2）表笔不动，按下正转接触器KM1，电阻值约为2 K，按下反转接触器KM2，电阻值约为2 K；同时按KM1和KM2，电阻为无穷大。 （想一想，为什么这样检查？在报告中写出原因）,六、检验标准,1电路连接正确，20分。一处连接错误扣5 分； 2走线规范符合配线工艺标准，25分。一处 凌乱扣10分； 320

16、0分钟内完成，25分。拖延10分钟以内 扣2分，10分钟以上扣5分，完不成扣30分； 4布线时，没有损伤线芯和导线绝缘，15分， 损坏一处扣5分； 5检查，15分。,检 查,自查：配线完成后，能正确用万用表进行自行主、控制电路的查验，并且电路连接正确，10分，没有掌握查验方法扣5分，连接一处虚接扣1分、错误一处扣2分。 通电检查：通电检查时，应先合总电源开关，再按按钮开关，进行通电实验。断电时，应先断按钮开关，再断开总电源开关。在通电检查时，如果出现故障应立即断开总电源开关，再进行静电检查、分析原因并排除故障。通电检查一次成功5分，未成功扣3分,5.3 机床控制电路的故障检修与排除,各种机床控

17、制电路的工作原理和复杂程度不同，但检修方法大体上是相似的，本节实训内容以X62W万能铣床为例，介绍常用电动机控制电路的故障检修与排除方法。,一、实训目的,2. 掌握X62W控制电路的故障检修与排除方法。,3. 掌握常用电动机控制电路故障的检修与排除方法。,1. 熟悉X62W控制电路的工作原理和控制盘的结构和工作方法。,二、X62W万能铣床简介,X-铣床,5-卧式,6-立式,0、1、2、3-工作台型号,W-万能,1、结构,2、动作特点,主轴,工作台,冷却系统,-主轴电动机,-工作台进给电动机,-冷却泵电动机,3X62W控制电路的工作原理,（1）电源：采用自动空气开关QS作为电源总开关，当电源QS

18、闭合时，即可执行主轴电机的各种操作。,（2）照明：变压器T将380V交流电压变为36V的安全照明电压。,（3） 主轴起动：先将转换开关SA4扳到主轴所需要的转动方向，然后按下起动按钮SB2，此时，接触器KM1接通，主轴电动机起动。,（4）主轴冲动：当主轴电动机需要通过传动链进行变速时，为使变速齿轮容易啮合，避免因电机转速过高而打坏齿轮，须使主轴电机瞬间转动。当按下冲动按钮SQ1时，接触器KM1接通，主轴电动机起动，这时，转动变速手柄可得到所需转速。 特点：冲动按钮SQ2按下时，起动按钮SB2不起作用。,（5）冷却泵起动：按下起动按钮SB3，接触器KM2接通，冷却泵电机起动。,（6）停止：按下停

19、止按钮SB1，同时切断接触器 KM1 和KM2，主轴电动机和冷却泵电动机停止转动。,此电路的特点是直观，上下、前后、左右六个方向由SQ3 SQ8 六个微动开关（十字开关操作手柄和操作杆）联锁控制，其中当SQ3、SQ5、SQ7常开触头分别接通时，接触器KM3吸合，而接触器KM4无法接通（此时SQ4、SQ6、SQ8常闭触头相应断开与接触器KM3常闭触头断开形成双重联锁）；同理当SQ4、SQ6、SQ8常开触头分别接通时，接触器KM4吸合，而接触器KM3无法接通。保证了两个对应方向不能同时接通。,左右运动：工作台的左右运动由控制板面的左右操作台控制，当操作杆扳向左时向左运动、扳向右时向右运动。,上下前

20、后运动：工作台上下、前后运动由十字开关操作手柄控制。手柄的联锁机构与微动开关相连接，手柄指向即为工作台的运动方向（上下前后）。,（7）工作台进给起动：只有先起动主轴电动机，进给电动机才能起动；主轴电动机不起动，进给电动机不能起动。,万能铣床操作过程,1 合上开关QS，灯亮。,3 按下按钮SB2，主轴电动机1M转动。,4 按下按钮SB3，冷却泵电动机2M转动。,2 按下行程开关SQ1，主轴电动机1M点动。,5 按下行程开关SQ2，工作台进给电动机3M点动。,6 六次般动操作杆，工作台进给电动机三次正转，三次反转。,四、检修方法,1 观察法。,三、故障检查思路,按正常工作时的操作过程，逐步进行检查

21、。,是否有异常、是否发光、是否动、动的是否正常等。,是否有声、声音是否正常等。,1 合上开关QS，灯不亮。,原因,（1）没电。,（2）照明电路出现故障。,检修方法：,2 测量法,是否有电、电压是否正常、电路是否导通等。,是否有电、电流是否正常、电路是否导通等。,电路是否导通、是否漏电等。,五、 X62W控制电路检修方法,（1）测FU1输入端的电压判断是否有电。,（2）测FU1、 FU2输出端的电压判断FU1、 FU2是否导通。,（3）测照明电路的电阻判断是否导通。,注意：,（1）测电阻时要注意断开电路。,（2）测电阻时，要断开电源。,常出现的故障：,（1）FU1或FU2烧断。,（2）FU3烧断

22、。,（3）照明变压器烧坏。,（4）白炽灯烧坏。,2 按下行程开关SQ1，主轴电动机1M不点动。,原因,（1）1M电动机的主电路断。,（2）点动控制电路断。,检修方法：,（1）听接触器 KM1是否有吸合的声音。,（2）用测电阻法判断点动控制电路是否导通。,具体方法：逐级测量法。,常出现的故障：,（5）SQ1常开触头接触不良。,（9）SB1接触不良。,（8）SQ1常闭触头接触不良。,（6）KM1线圈接触不良。,（7）FR1或FR2的常闭触头接触不良。,注意：,（1）测电阻时要注意断开照明变压器。,（2）测电阻时，要断开电源。,3 按下按钮SB2，主轴电动机1M电动机不转动。,原因,（1）1M电动机

23、的主电路断。,（2）控制电路断。,检修方法：,（1）听接触器 KM1是否有吸合的声音。,（2）用测电阻法判断点动控制电路是否导通。,具体方法：逐级测量法。,常出现的故障：,（10）按钮中的短路线断开。,（11）KM1线圈接触不良。,（12 ) FR1或FR2的常闭触头接触不良。,注意：,（1）测电阻时要注意断开照明变压器。,（2）测电阻时，要断开电源。,4 按下按钮SB2，主轴电动机1M点动。,原因：自锁触头接触不良。,检修方法：测电阻法。,常出现的故障：,（13） KM1接触器的常闭触头接触不良。,（14）接触头的导线接触不良。,注意：,测电阻时，要断开电源。,5 按下按钮SB3，冷却泵电动

24、机2M不转动。,原因,（1） 2M电动机的主电路断。,（2）控制电路断。,检修方法：,（1）听接触器 KM2是否有吸合的声音。,（2）用测电阻法判断点动控制电路是否导通。,具体方法：逐级测量法。,常出现的故障：,（15）按钮内的短路线断开。,（16） KM2线圈接触不良。,6 按下按钮SB3，电动机2M点动。,原因：自锁触头接触不良。,检修方法：测电阻法。,常出现的故障：,（17） KM2接触器的常闭触头接触不良。,（18）接触头的导线接触不良。,7 按下行程开关SQ2，电动机3M不点动。,原因,（1）3M电动机的主电路断。,（2）点动控制电路断。,检修方法：,（1）听接触器 KM3是否有吸合的声音。,（2）用测电阻法判断点动控制