技校电工班课题及材料.docx
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技校电工班课题及材料
三相异步电动机的控制
1.直接启动控制电路
直接启动即启动时把电动机直接接入电网,加上额定电压,一般来说,电动机的容量不大于直接供电变压器容量的20%∽30%时,都可以直接启动。
1).点动控制
合上开关S,三相电源被引入控制电路,但电动机还不能起动。
按下按钮SB,接触器KM线圈通电,衔铁吸合,常开主触点接通,电动机定子接入三相电源起动运转。
松开按钮SB,图5-13点动控制
接触器KM线圈断电,衔铁松开,常开主触点断开,电动机因断电而停转。
2).直接起动控制
(1)起动过程。
按下起动按钮SB1,接触器KM线圈通电,与SB1并联的KM的辅助常开触点闭合,以保证松开按钮SBl后KM线圈持续通电,串联在电动机回路中的KM的主触点持续闭合,电动机连续运转,从而实现连续运转控制。
(2)停止过程。
按下停止按钮SB2,接触器KM线圈断电,与SB1并联的KM的辅助常开触点断开,以保证松开按钮SB2后KM线圈持续失电,串联在电动机回路中的KM的主触点持续断开,电动机停转。
与SB1并联的KM的辅助常开触点的这种作用称为自锁。
图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和零压保护。
图5-14直接起动控制
Ø起短路保护的是串接在主电路中的熔断器FU。
一旦电路发生短路故障,熔体立即熔断,电动机立即停转。
Ø起过载保护的是热继电器FR。
当过载时,热继电器的发热元件发热,将其常闭触点断开,使接触器KM线圈断电,串联在电动机回路中的KM的主触点断开,电动机停转。
同时KM辅助触点也断开,解除自锁。
故障排除后若要重新起动,需按下FR的复位按钮,使FR的常闭触点复位(闭合)即可。
Ø
起零压(或欠压)保护的是接触器KM本身。
当电源暂时断电或电压严重下降时,接触器KM线圈的电磁吸力不足,衔铁自行释放,使主、辅触点自行复位,切断电源,电动机停转,同时解除自锁。
2.正反转控制
1).简单的正反转控制
(1)正向起动过程。
按下起动按钮SB1,接触器KM1线圈通电,与SB1并联的KM1的辅助常开触点闭合,以保证KM1线圈持续通电,串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合,电动机连续正向运转。
(2)停止过程。
按下停止按钮SB3,接触器KM1线圈断电,与SB1并联的KM1的辅助触点断开,以保证KM1线圈持续失电,串联在电动机回路中的KM1的主触点图5-15简单的正反转控制
持续断开,切断电动机定子电源,电动机停转。
(3)反向起动过程。
按下起动按钮SB2,接触器KM2线圈通电,与SB2并联的KM2的辅助常开触点闭合,以保证线圈持续通电,串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合,电动机连续反向运转。
缺点:
KM1和KM2线圈不能同时通电,因此不能同时按下SB1和SB2,也不能在电动机正转时按下反转起动按钮,或在电动机反转时按下正转起动按钮。
如果操作错误,将引起主回路电源短路。
2).带电气互锁的正反转控制电路
将接触器KM1的辅助常闭触点串入KM2的线圈回路中,从而保证在KM1线圈通电时KM2线圈回路总是断开的;将接触器KM2的辅助常闭触点串入KM1的线圈回路中,从而保证在KM2线圈通电时KM1线圈回路总是断开的。
这样接触器的辅助常闭触点KM1和KM2保证了两个接触器线圈不能同时通电,这种控制方式称为互锁或者联锁,这两个辅助常开触点称为互锁或者联锁触点。
图5-16带电气互锁的正反转控制
缺点:
电路在具体操作时,若电动机处于正转状态要反转时必须先按停止按钮SB3,使互锁触点KM1闭合后按下反转起动按钮SB2才能使电动机反转;若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮SB3,使互锁触点KM2闭合后按下正转起动按钮SB1才能使电动机正转。
三相异步电动机的控制
上一节课我们讲了电动机的点动与长动控制,这一节课我们在此基础上进一步讲述电动机的继电器——接触器控制系统。
2.正反转控制
3).同时具有电气互锁和机械互锁的正反转控制电路
采用复式按钮,将SB1按钮的常闭触点串接在KM2的线圈电路中;将SB2的常闭触点串接在KM1的线圈电路中;这样,无论何时,只要按下反转起动按钮,在KM2线圈通电之前就首先使KM1断电,从而保证KM1和KM2不同时通电;从反转到正转的情况也是一样。
这种由机械按钮实现的互锁也叫机械或按钮互锁。
图5-17具有电气互锁和机械互锁的正反转控制
3.Y—△降压起动控制
按下起动按钮SB1,时间继电器KT和接触器KM2同时通电吸合,KM2的常开主触点闭合,把定子绕组连接成星形,其常开辅助触点闭合,接通接触器KM1。
KM1的常开主触点闭合,将定子接入电源,电动机在星形连接下起动。
KM1的一对常开辅助触点闭合,进行自锁。
经一定延时,KT的常闭触点断开,KM2断电复位,接触器KM3通电吸合。
KM3的常开主触点将定子绕组接成三角形,使电动机在额定图5-18Y—△降压起动控制
电压下正常运行。
与按钮SB1串联的KM3的常闭辅助触点的作用是:
当电动机正常运行时,该常闭触点断开,切断了KT、KM2的通路,即使误按SB1,KT和KM2也不会通电,以免影响电路正常运行。
若要停车,则按下停止按钮SB3,接触器KM1、KM2同时断电释放,电动机脱离电源停止转动。
一、理论知识
【任务一】电动机定子绕组Y、△接法如何实现?
电动机定子绕组Y、△接法接线盒内部接线图
【任务二】电动机定子绕组Y、△接法时,其绕组上的电压和电流有什么区别?
电动机启动时接成Y形,加在每相定子绕组上的启动电压只有△接法的
,启动电流为△接法的
,启动转矩也只有△接法的
。
所以这种降压启动方法,只适用于轻载或空载下启动。
结论:
凡是在正常运行时定子绕组作△形连接的异步电动机,均可采用这种降压启动方法。
【任务三】时间继电器自动控制Y-△降压启动控制线路
时间继电器自动控制的Y-△降压启动线路原理图
该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成。
接触器KM做引入电源用,接触器KMY和KM△分别作Y形降压启动用和△运行用,时间继电器KT用作控制Y形降压启动时间和完成Y-△自动切换。
SB1是启动按钮,SB2是停止按钮,FU1作主电路的短路保护,FU2作控制电路的短路保护,KH作过载保护。
线路的工作原理如下:
降压启动:
先合上电源开关QF。
停止时,按下SB2即可。
该线路中,接触器KMY得电以后,通过KMY的辅助常开触头使接触器KM得电动作,这样KMY的主触头是在无负载的条件下进行闭合的,故可延长接触器KMY主触头的使用寿命。
二、安装工艺要求
1、时间继电器的结构调整和时间整定
(1)结构调整:
时间继电器分为通电延时与断电延时良种,只要将固定电磁系统的螺丝松下,将电磁系统转动180度,结构形式就发生了改变。
本电路使用通电延时结构。
(2)时间整定:
调整固定电磁系统的螺丝前后的距离和调节时间调整选钮,注意箭头的方向。
2、元件布置安装
、
要求按元件布置图固定安装元件。
3、接线要求
(1)KT瞬时触头和延时触头的辨别(用万用表测量确认)和接线。
(2)电动机的接线端与接线排上出线端的连接。
接线时,要保证电动机△形接法的正确性,即接触器KM△主触头闭合时,应保证定子绕组的U1与W2、V1与U2、W1与V2相连接。
(3)KM、KMY、KM△主触头的接线:
注意要分清进线端和出线端。
如接触器KMY的进线必须从三相定子绕组的末端引入,若误将其首端引入,则在KMY吸合时,会产生三相电源短路事故。
(4)控制线路中KM和KMY触头的选择和KT触头、线圈之间的接线。
4、自检方法
(1)主电路:
万用表打在R×100档,闭合QS开关。
①按下KM,表笔分别接在L1—U1;L2—V1;L3—W1,这时表针右偏指零。
②按下KMY,表笔接在W2—U2;U2—V2;V2—W2,这时表针也右偏指零。
③按下KM△,表笔分别接在U1—W2;V1—U2;W1—V2,这时表针右偏指零。
(2)控制电路:
万用表打在R×100或R×1K档,表笔分别置于熔断器FU2的1和0位置。
(测KM、KMY、KM△、KT线圈阻值均为2KΩ)
①按下SB1,表针右偏指为1KΩ左右(接入线圈KMY、KT),同时按下KT一段时间,指针微微左偏指为2KΩ(接入线圈KT),同时按下SB2或者按下KM△,指针左偏为∞。
②按下KM,指针右偏指为1KΩ左右(接入线圈KM、KM△),同时按下SB2,指针左偏为∞。
③类似进行检测
5、电路运行效果
利用示教板演示操作过程。
让学生观察电动机在Y和△接法时接触器的吸合情况。
1、绘出电路原理图和接线图;
2、叙述线路工作原理;
3、叙述自检过程。
P1727
【实习步骤】
1、按元件明细表将所需器材配齐并检验元件质量;
2、在控制板上合理布置固定安装所有电器元件,并贴上醒目的文字符号;
3、在控制板上按时间继电器自动控制Y-△降压启动控制线路原理图进行板前布线,并在导线端部套编码套管;
4、不带电自检,检查控制板线路的正确性;
5、交验检查无误后安装电动机;
6、可靠连接电动机和控制板外部的导线;
7、经指导教师初检后,通电校验,接电动机空转试运行;
8、拆去控制板外接线和评分。
【安装注意事项】
1、电动机必须安放平稳,其金属外壳与按钮盒的金属部分须可靠接地;
2、用Y-△降压启动控制的电动机,必须有6个出线端且定子绕组在△接法时的额定电压等于电源线电压。
3、接线时要保证电动机△形接法的正确性,即接触器KM△主触头闭合时,应保证定子绕组的U1与W2、V1与U2、W1与V2相连接。
4、接触器KMY的进线必须从三相定子绕组的末端引入,若误将其首端引入,则在KMY吸合时,会产生三相电源短路事故。
5、控制板外部配线,必须按要求一律装在导线通道内,使导线有适当的机械保护,以防止液体、铁屑和灰尘的侵入。
在训练时可适当降低标准,但必须以能确保安全为条件,如采用多芯橡皮线或塑料护套软线。
6、通电校验前,要再检查一下熔体规格及时间继电器、热继电器的各整定值是否符合要求。
7、通电校验时,必须有指导教师在现场监护,学生应根据电路的控制要求独立进行校验,若出现故障也应自行排除。
8、安装训练应在规定定额时间内完成,同时要做到安全操作和文明生产。
【评分标准】
项目内容
配分
评分标准
扣分
得分
安装元件
15
(1)元件布置不合理、不整齐、不均匀,每个扣2分
(2)元件安装不牢固,每个扣2分
(3)安装元件时漏装木螺丝,每个扣1分
(4)损伤元件扣5-15分
安装布线
35
(1)不按电路图接线扣20分
(2)布线不符合要求,主电路扣2分/处,控制电路扣1分/处
(3)接点松动、露铜过长、反圈、压绝缘层等,每个扣1分
(4)损伤导线绝缘或线芯,每根扣2分
线路检测
10
要求检测方法正确、熟练,不正确、不熟练扣1-10分
通电试车
30
(1)整定值整定错误,每只扣5分
(2)通电操作步骤正确,错误每处扣2分
(3)通电试车一次不成功扣10分,二次不成功扣20分,三次不成功不得分
安全文明生产
10
(1)遵守用电操作规范,违规扣1-10分
(2)工具器材摆放整齐,安装完毕保持完好,工具使用不当扣1-5分
(3)安装完毕整理器材、场地,不整理扣3分
定额时间
4h,训练不允许超时,若在修复故障过程中才允许超时,每超过1分钟扣1分
备注
除定额时间外各项内容的最高扣分不得超过配分数
成绩
开始时间
结束时间
实际时间
【巡回指导】
1、指导学生按照工艺要求正确接线。
2、督促学生遵守安全操作规程,做到文明生产。
3、检查学生对电路的掌握程度。
4、对普遍存在的问题采取集中讲解、集中示范。
5、注意根据实习操作进度,在不同的阶段确定不同的检查和指导重点;
6、注意共性问题和个性问题,个别指导和集中指导相结合。
7、注意培养典型,树立学生中操作技能好的榜样,以点带面鼓励带动全班同学。
【综合讲评】
1、对各组的训练情况进行总结,指出优点和缺点,公布训练成绩。
2、针对各组出现的错误和故障进行分析,予以纠正。
典型故障:
1)主电路中KM2、KM3的主触头接错;
2)时间继电器的时间整定值不对;
3)控制电路中,KM1的自锁触头接错;KM3的常闭触头接错;时间继电器的触头接错。
板书设计
课题五时间继电器自动控制Y-△降压启动控制线路
一、电动机定子绕组Y、△接法三、安装工艺要求
图示
1、时间继电器的结构调整
和时间整定
二、时间继电器自动控制Y-△降压2、元件布置安装
安装布置图
启动控制线路
原理图
3、接线要求:
4、自检方法
完成实习报告,包括原理图、接线图、实习步骤、注意事项等。
本实习课题主电路部分由前期训练中的电机连接三个端头变为连接六个端头,要求学生能够理解连接原理,控制线路接线较为繁琐,容易出错。
学生对主电路接线较熟练,而控制线路的接线较慢。
经过前期的训练工艺基本都能达到要求,在对学生的要求上从工艺要求转变为接线技巧的要求。
自检中发现的接线错误基本能在教师的指点下独立纠正。
课题完成情况较好,安装电路经考核合格率达到100%,优秀达1/3。
4.行程控制
1).限位控制(图5-19)
当生产机械的运动部件到达预定的位置时压下行程开关的触杆,将常闭触点断开,接触器线圈断电,使电动机断电而停止运行。
图5-19限位控制图5-20行程往返控制
2).行程往返控制(图5-20)
按下正向起动按钮SB1,电动机正向起动运行,带动工作台向前运动。
当运行到SQ2位置时,挡块压下SQ2,接触器KM1断电释放,KM2通电吸合,电动机反向起动运行,使工作台后退。
工作台退到SQ1位置时,挡块压下SQ1,KM2断电释放,KM1通电吸合,电动机又正向起动运行,工作台又向前进,如此一直循环下去,直到需要停止时按下SB3,KM1和KM2线圈同时断电释放,电动机脱离电源停止转动。
总结:
1、异步电动机有两种直接起动方法:
直接起动和降压起动。
直接起动简单、经济,应尽量采用;电机容量较大时应采用降压起动以限制起动电流,常用的降压起动方法有Y—△降压起动、自耦变压器降压起动和定子串电阻降压起动等。
2、异步电动机的直接起动和正反转控制电路时控制的基本环节,应掌握它们的工作原理和分析方法,明确自锁和互锁的含义和思想方法。
3、首先了解工艺过程及控制要求;
4、搞清控制系统中各电机、电器的作用以及它们的控制关系;
5、主电路、控制电路分开阅读或设计;
6、控制电路中,根据控制要求按自上而下、自左而右的顺序进行读图或设计;
7、同一个电器的所有线圈、触头不论在什么位置都叫相同的名字;
8、原理图上所有电器,必须按国家统一符号标注,且均按未通电状态表示;
9、继电器、接触器的线圈只能并联,不能串联;
10、控制顺序只能由控制电路实现,不能由主电路实现
习题:
1、有一台四极三相异步电动机,电源电压的频率为50Hz,满载时电动机的转差率为0.02。
求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。
2、稳定运行的三相异步电动机,当负载转矩增加,为什么电磁转矩相应增大;当负载转矩超过电动机的最大磁转矩时,会产生什么现象?
3、已知某三相异步电动机的技术数据为:
PN=2.8KW,UN=220V/380V,IN=10A/5.8A,nN=2890r/min,cosφN=0.89,f1=50Hz.求:
①电动机的磁极对数p
②额定转矩TN和额定效率ηN。
4、试设计一台异步电动机既能连续长动工作,又能点动工作的继电器——接触器控制线路。
5、一台三相交流电动机,额定相电压为220v,工作时每相负载Z=(50+j25)Ω。
(1)当电源线电压为380V时,绕组应如何连接?
(2)当电源线电压为220v时,绕组应如何连接?
(3)分别求上述两种情况下的负载相电流和线电流。
6、某三相交流电动机,额定相电压为380V,工作时每相阻抗Z=(40+j10)Ω,接在220V三相交流电源中,正常工作时,各相负载星形联结。
但当起动时,为防止起动时电流过大烧坏电动机,改为三角形联结。
试分别计算电动机正常工作时和起动时的功率。
三相异步电动机的正、反转控制
一、实验目的
1.了解交流接触器、热继电器的结构,并掌握其工作原理。
2.掌握电动机实现正、反转控制的原理。
3.掌握电动机正、反转控制线路正确的接线方法和操作方法。
二、实验原理
1.直接起动的正反转
不少生产机械,例如吊车、刨床等都需要上下、左右等两个方向的运动,这就要求拖动它的电动机必须能实现正、反转控制。
由三相异步电动机工作原理可知,电动机的转动方向与旋转磁场的方向一致,要改变电动机的转向只要改变旋转磁场的方向即可,而旋转磁场的方向由三相电源的相序决定。
因此将电动机的三根电源线中的任意两根对调,便可实现电动机的反转,其原理图如右图所示。
在右图的主电路中,SB3是停机按钮,SB1正转起动按钮,KM1正转控制接触器,当KM1的线圈通电,其主触头闭合,定子绕组三个头分别接入电源的A、B、C三相,电动机正转。
SB2是反转起动按钮,KM2是反转控制接触器,当KM2的线圈通电,其主触头闭合,定子绕组三个头分别接入电源的C、B、A三相,电动机反转。
可见当通入定子绕组的电流相序改变时,电动机就反转。
注意:
(1)为保证正转或反转能连续工作,在电路中设置了两个自锁开关,他们分别与其起动开关并联。
如果没有自锁开关,则本电路只能实现点动运转控制。
(2)为保证正转时,反转控制电路可靠断开,即KM1与KM2不能同时闭合,因此在电路中分别设置了两个互锁开关。
三、实验仪器
1.控制电路装置一套
2.三相异步电动机一台
四、实验步骤
1.按图连接好线路(注意电动机绕组接成Y形联接),由同学相互检查无误并请教师检查同意后,合上开关QS。
2.接触器点动控制
按下正转按钮SB1电动机旋转,松手后电动机停止转动。
3.电动机自锁控制
将交流接触器KM1的一对常开辅助触头并联到SB1上,按下正转按钮,电动机正向旋转,松手后电动机继续转动。
4.电动机正反转控制
(1)正转按下正转按钮SB1,观察电动机正向旋转。
(2)停机按下停止按钮SB3。
(3)反转按下反转按钮SB2,观察电动机反向旋动。
五、实验注意事项
1.实验电路较复杂,相与相的触头距离近,因此接线时要求十分小心。
2.通电后不要再改动电路,避免发生短路事故。
3.控制电路的连接,起始线连在W相上,终点线却要连在V相上去,切记。
工具仪表
数量
材料
电工常用工具一套
10
2.5铝线红
400m
万用表
10
2.5铝线蓝
400m
FU螺旋保险
50个
KM交流接触器
30
KH热继电器
10
KT时间继电器
10
XT端子板
10
木螺丝
300个
说明:
利用库房原有器件,可以从低压电器维修入手,整理维修现有器件,引入课题,接触器和时间继电器按电压分组配套使用,电源:
三相电源结合零线使用。
电动机可用灯泡代替(电工间办公室有)。
以上材料按8周配置。
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