电动机基本控制线路与图示法.docx
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电动机基本控制线路与图示法.docx
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电动机基本控制线路与图示法
课题
电动机的基本控制线路与图示法
教学
目的
与
要求
目的:
通过介绍点动、自锁和正反转及控制线路图示法,提高分析电气线
线路的能力。
要求:
掌握点动、自锁和正反转及电气线路分析
重 点
难 点
与
关键
重点:
掌握点动、自锁和正反转及电气线路分析
难点:
点动、自锁和正反转及电气线路图示法
关键:
入门,建立抽象动作概念。
师傅领进门,修行在个人
教学
方法
讲解和讨论
授课时数
2
教具
多媒体
教学
过程
主要教学内容
教学方法
的运用
组织教学
(约1分钟)
检查人数安顿情绪等
复习提问
(约3分钟)
1、本课程性质、作用、目的
2、 如何学好本课程
提问题让学生思考,回答时或个别或集体。
引入新课
(约1分钟)
从简单到难,入门,开始进入控制学习:
点动
讲授新课
合上空气开关,通过按下按钮,线圈得电,使线圈的主触头闭合,接通电动机电源,电动机启动。
按下停止按钮,线圈断电,主触头断开,电机停转。
电机这种工作状态称为“点动”
(分析)
如果电动机长期工作,显然点动线路不适用,就可以采用如图所示的“自锁”电路这种用接触器自己的辅助触头在保证自己长期通电的方法就叫“自琐”。
(分析)
在继电——接触控制中,当不允许两个继电器同时吸合时,往往把一个接触器的常闭辅助触头与另一个接触器的线圈串联,这种方法成为电气联锁保护
(分析)
在实际使用中,有时后单有电气联锁保护还不够,接触器的线圈断电后,其触头可能由于熔焊而仍然闭合,如果有人用手推另一个接触器的衔铁就会使两个接触器都处于吸合状态,所以除电气联锁外还应加装机械连锁。
机械连锁更可靠的保证两个接触器不会同时吸合,但是只能在空间位置比较靠近的两个接触器间安装。
电器连锁可以不受空间位置的限制,但在接触器触头焊住时不能起到保护作用。
在线路中不允许单独采用机械连锁,因为当一个接触器吸合时,按另一接触器的按钮,虽然由于机械连锁的作用,另一接触器不会吸合,单它的线圈却通过所谓的“起动”电流(铁心未闭合时,交流接触器线圈的感抗小、电流大),时间过长就会烧会线圈。
实际应用中也有点动与自锁相结合的线路。
点动与自锁相结合,既有按钮连锁又有接触器连锁的正反转线路,适用与工作较为复杂的场所。
如果同时换接多个电路、正反转操作频繁,用按钮控制很不方便,这时常用主令控制器代替按钮。
(分析)
LK的K0触头,只有手柄在零位时才是闭合的,它是电动机只有在主令控制器LK的手柄在零位时才能起动。
如果手柄在其他位置,合上电源开关后线路不会开始工作,这可以避免电动机突然启动而造成人身和生产事故,这就是零位保护(也是零电压保护)。
课题
电动机的控制原则
(1)
教学目的
与
要 求
1.使学生理解对电动机运行状态的控制,是根据行程、转速、时间、温度、压力等一个或几个物理量的变化来实现的.
2.了解行程开关、电流继电器的结构,理解它们的原理。
3.熟悉按行程原则、电流原则控制的基本电路。
4.能分析按行程原则、电流原则控制基本电路在实际控制电路中的应用。
重 点
难 点
与
关键
重点:
行程开关、电流继电器的结构、原理。
按行程原则、电流原则控制的基本电路。
难点:
按电流原则控制逐级切除启动电阻电流继电器整定值的确定。
关键:
行程开关、电流继电器的原理。
教学方法
讲解和讨论
授课时数
2
教 具
教学指示棒、多媒体课件、行程开关、电流继电器
教学过程
主要教学内容
教学方法
的运用
组织教学
(约1分钟)
检查人数安顿情绪等
复习提问
(约2分钟)
• 直流电动机串电阻启动过程的回顾。
由直流电动机串电阻启动、逐段切除电阻等为例说明为保证拖动系统正确的工作,电动机在启动、运转、制动、调速等过程中需在自动控制中控制电路中完成一系列转换,这些转换必须依一定的顺序和在适当的时间内完成。
用什么方法来实现,按生产要求、转换控制电路化?
例:
刨床要求工作台往复运动,根据行程控制电动机正反转;电动机启动要求分级切除电阻根据电流控制接触器;电动机启动要求分段切除电阻;根据时间控制接触器;电动机反接制动要及时切段电源,根据转速控制控制接触器。
提问题让学生思考,回答时或个别或集体。
引入新课
所谓
电动机的控制原则——根据某一个或某几个物理量(行程、电流、转速、时间、温度、压力、等)的变化进行控制。
(板书)
首先,讨论根据行程这一物理量的变化进行控制的控制电路,(引入2——1)刨床工作台往复运动起重机上升限位和下降限位均属行程控制
2-1行程原则控制(板书)
一.行程原则控制:
电动机根据工作部件的预定行程,对拖动电动机进行控制的方法称为行程原则控制。
(板书)
例如:
起重机的限位保护要求工作部件——起重机的起重臂、吊钩等运行到某一最大、最小幅度,或最高最低高度,能自动停止对电动机而言要自动断电制动。
刨床工作台要求到一定位置改变运动方向,往复运动对电动机而言要求改变电动机转向。
可见:
行程控制基本电器是“限位开关”
• 程控制的基本电器——限位开关
1.行程开关的结构:
(板书)
播放课件结构图
讲授新课
讲授新课
讲授新课
• 行程开关工作原理
在明确行程开关构造和原理的前提下,进行计算按行程原则控制的控制电路。
三行程控制的控制电路
• 行程控制用于往返循环运动
2.行程控制用于限位保护
四、行程控制应用举例
小结以上两种行程控制基础上进行
• 课件展示刨床电气原理图,找出工作台往复运动并进行分析
• 课件展示门机电气原理图,找出行走、变幅、起升等机构限位保护的行程控制加以分析
引入:
直流电动机电枢回路串电阻启动过程中随转速增加电流减小,为保证足够的启动转矩,启动过程中电流不能太小,新的根据电流的变化逐段切除启动电阻,以保证启动过程中电流在某一范围变化,从而保证启动转矩的需要。
按电流原则控制,当电流减小到某一数值,不能在减了就切除一级电阻使电流回升。
又例:
过流保护
2-2按电流原则控制
一、电流原则控制-当电动机电流变化到某一预定值时,给控制电路换接以改变电动机的运行状态
二、电流控制的基本电器-电流继电器
• 电流继电器的构造
• 电流继电器的工作原理
明确基本电器的基础的进行讨论按电流原则控制;控制电路
三、电流原则控制的控制线路
• 电动机按电流原则控制的启动线路
• 电动机的过电流保护电路
四、应用举例
1.课件展示门机电器原理图,找出行走、变幅、起升等机构电流原则控制加以分析
播放课件中原理图
课件展示原理图
课件展示刨床电器原理图
课件展示门机电气原理图
播放课件中结构图
课件展示原理图
课件展示门机电器原理图
结课
在总结两种控制原则的基础上,根据它们的特点比较两种控制原则
异同。
并说明两种控制原则。
作业
• 分析讲义中有关两种控制原则的控制线路。
• 分析两种控制原则在港口装卸机械电气控制中的应用
课题
电动机的控制原则2
教学目的
与
要 求
1.了解速度继电器、时间继电器的结构,理解它们的原理。
2.熟悉按速度原则、时间原则控制的基本电路。
3.能分析按速度原则、时间原则控制基本电路在实际控制电路中的应用。
重 点
难 点
与
关键
重点:
速度继电器、时间继电器的结构行程开关、。
按行程原则、电流原则控制的基本电路。
关键:
速度继电器、时间继电器的原理。
教学方法
讲解和讨论
授课时数
2
教具
教学指示棒、多媒体课件、速度继电器、时间继电器
教学过程
主要教学内容
教学方法的运用
组织教学
(约1分钟)
检查人数,安顿情绪等
复习提问
(约3分钟)
举例说明按行程原则、电流原则控制电动机的
运行状态的含义。
提问题让学生思考,回答时或个别或集体。
引入新课
当电动机能耗制动时速度小于一百转每分时需切断励磁电流自由停车。
当电动机反接制动时速度接近0时需切断电源及时停车。
以上均属按速度原则控制电动机的运行状态。
讲授新课
2-3速度原则控制(板书)
一、速度原则控制——根据电动机的转速变化来转换控制电路而改变电动机的运行状态。
二、速度控制的基本电器——速度继电器(板书)
• 速度继电器的结构(板书)
• 速度继电器的原理(板书)
三、速度控制的控制线路(板书)
• 电动机按速度原则控制的能耗制动电路
播放课件
结构图
播放课件
原理图
课件展示电气原理图
• 电动机按速度原则控制的反接制动电路(板书)
四、应用举例(板书)
引入:
星-三角降压启动;启动时按接成星,过一定时间启动结束接成角。
直流电动机和绕线式异步电动机各级启动电阻的切除是过一定时间切除一级,过一定时间切除一级
以上同属按时间原则控制。
2-4时间原则控制(板书)
• 按时间原则控制—根据时间的变化来控制电动机的运行状态
• 时间控制的基本电器—时间继电器(板书)
• 时间继电器结构(板书)
• 时间继电器原理(板书)
三、按时间控制的控制电路(板书)
• 时间控制的星三角启动
• 间控制的自耦变压器降压启动
四、应用举例
课件展示电气原理图
课件展示电气原理图
结课
在总结两种控制原则的基础上,根据它们的特点比较两种控制原则
异同。
并说明两种控制原则。
作业
• 分析讲义中有关两种控制原则的控制线路。
• 分析两种控制原则在港口装卸机械电气控制中的应用
课题
电动机保护
教学目的
与
要求
• 理解电动机保护的目的以及电动机保护的重要意义。
• 掌握热保护的工作原理及控制电路
• 掌握过电流保护的工作原理及控制电路
• 掌握短路保护的工作原理及控制电路
重点
难点
与
关键
重点:
热继电器、过流继电器、熔断器以及自动空气开关在电动机保护中的作用,基本控制电路。
难点:
过电流继电器在绕线式电动机保护中与笼型电动机的保护中动作时间的不同。
关键:
短路保护与热保护
教学方法
讲解和讨论
授课时数
2
教 具
教学指示棒、多媒体课件
教学过程
主要教学内容
教学方法的运用
复习提问
• 电动机运行时,如果绕组温度过高,会对电动机产生
什么影响?
• 交流电动机运行时,如果有一相电源断相,会对电动机产生
什么影响?
• 如果直流并励电动机的励磁回路断路,会对电动机产生
什么影响?
提问题让学生思考,回答时或个别或集体。
引入新课
通过提问,使学生了解电动机在上述各种情况下如果不能及时
采取有效保护措施,而让电动机继续运行下去,均会对电动机
产生不良影响,减少电机使用寿命,甚至损坏电机。
因此对电
动机的保护是电动机运行时必不可少的环节。
讲授新课
机械或电气方面的故障都能使电动机处在不正常的状态,影响电动机的使用寿命甚至在短时间内烧毁电机,所以对电动机采取有效的保护措施是一个很重要的问题.
• 电动机常见的故障有以下几种:
• 长期过载和过热保护
• 缺相保护
• 过电流保护
• 短路保护
• 零电压保护
• 零激磁保护
讲授新课
• 热保护
• 介绍造成电机过载过热的原因:
• 负载过大。
电动机超过额定输出,电机绕组因电流增加而过热,特别是在堵转时,电机会在短时间内被烧毁
• 电网电压过低,引起电机绕组中电流增大
• 三相电压不对称,甚至一相电源中断
• 起动和停止的操作过于频繁
• 环境温度太高
• 介绍热保护的方法以及具体电路的原理分析
• 热继电器作热保护的线路
图3-1热继电器的热保护线路
图3-1是用热继电器作热保护的线路。
热继电器FR的发热元件串联在电动机的主电路中,它的常闭触头与接触器KM的线圈相串联。
电机过载时,流经FR发热元件的电流增大,经过一定时间,热继电器动作,它的常闭触头断开KM的线圈电路,KM释放,电机停转。
在正常情况下,发热元件中通过额定电流值,热继电器不会动作,保证电动机正常地工作。
如生产中不允许中途停车(停车会造成损失),则用热继电器来发出报警。
热继电器的报警线路见下图。
图3-2热继电器的报警线路
对于容量较大的电动机,可以采用电流互感器,热继电器的发热元件接在电流互感器的二次回路中。
电机过载时流经电流互感器的电流增大,它的二次回路电流也按一定比例增加,这样热继电器可用小规格的产品。
原理图如下
通过屏幕展示各种保护电器及元件。
图3-3有电流互感器的热继电器的热保护线路
二、用温度继电器作热保护
温度继电器可以直接反映电动机的温度变化,它的测量元件埋在电动机发热部位(定子槽内及定子绕组的端部)。
只要电动机绕组的温升超过允许值,温度继电器就立即动作,使电动机脱离电源。
我国生产的温度继电器有两种:
双金属片式温度继电器和热敏电阻式温度继电器。
3-2过电流保护
对过电流保护的要求是,当电动机产生过电流故障时,过电流继电器要立即动作,但在电动机起动或反接制动时,过电流继电器要保证电动机正常工作。
• 过电流继电器作过电流保护线路
电路图见3-4
图3-4
原理分析:
过电流继电器KA的线圈串联在直流电机M的电枢电路中,常闭触头与主接触器KM的线圈串联。
电机正常运转时,KA不会动作。
当产生严重过载时,主电路中的电流超过
KA的电流值,KA的常闭触头断开,KM释放并切断电机电源。
• 鼠笼式电动机的堵转保护
鼠笼式电动机处于堵转状态时,它的电流等于起动电流,时间
一长电动机就会烧毁,所以必须及时切断电源,但不能用瞬时动作的过电流保护。
应与延时继电器配合,电流继电器的吸引电流小于电机的起动电流,大于正常运转的最大负载电流,释放电流大于正常运转的最大负载电流。
时间继电器的延时值要大于电动机的起动时间。
过电流继电器的返回系数不能太低。
电路图见3-5
图3-5鼠笼式电动机堵转保护
3-3短路保护
短路保护的作用就是在短路电流刚出现时,就立即切断电路电源,使电路和电器设备免受短路电流的损害。
熔断器和空气开关是最重要的保护电器。
• 熔断器作短路保护:
线路简单,断开电流的任务由熔断器自己承担;但熔体容易老化,动作不准确,有时一相熔断,造成交流电机缺相运行,熔体熔断后需更换,手续麻烦。
• 自动空气开关作短路保护
保护线路如下:
图3-6
·分析线路工作原理
• 过电流继电器作短路保护
短路时,断开短路电流的任务由接触器的主触头来完成,因此只有当接触器的分断电流大于线路的短路电流时,才能用过电流继电器作短路保护。
总结
热保护、过电流保护、短路保护的作用、基本方法
作业
• 为什么对鼠笼式电动机一般不加瞬时动作的过电流保护?
对其延时时间有何要求?
为什么电流继电器的返回系数不能太低?
• 画出用自动空气开关作短路保护的线路图。
并回答为什么把自动空气开关QF的辅助常开触头串联在控制线路中?
3、用过电流继电器作短路保护时,对接触器有何要求?
课题
电动机保护
教学目的
与
要 求
• 了解造成电动机缺相的原因以及缺相运行的危害
• 掌握用热继电器作缺相保护的工作原理及控制电路
• 熟悉用零序电压继电器作缺相保护的工作原理及控制电路
• 熟悉零压保护、零激磁保护的工作原理及控制电路
重 点
难 点
重点:
热继电器作缺相保护
难点:
1、晶体管保护继电器
2、对于星型接法与三角形接法的电动机用零序电压继电器作缺相保护时保护线路的区别。
教学方法
讲解和讨论
授课时数
2
教 具
教学指示棒、多媒体课件
教学过程
主要教学内容
教学方法
的运用
复习提问
复习热保护、过电流保护以及短路保护。
并画出热继电器的
报警控制线路,由学生分析,检查上一节教学内容的掌握情
况。
提问题让学生思考,回答时或个别或集体。
引入新课
上节课介绍了电动机共有六种常用的保护措施,并讲解了热保
护、过电流保护、短路保护,本次课将继续讲解另外三种保护
即缺相保护、零压保护、零激磁保护。
通过屏幕展示各种保护电器及元件。
新课内容
3-4缺相保护
• 交流异步电动机的三相电源中有一相断开称为缺相(或称为断相),电动机在缺相状况下运行称为缺相运行。
• 造成缺相的原因大致有以下几种:
• 熔断器的熔丝一相熔断;
• 电源接线头或接线处松脱;
• 接触器主触头严重烧毛而造成三相中的某一相不能接通;
• 电动机一相绕组的接线柱松脱或一相绕组断开。
• 缺相运行的危害
电动机在额定负载下缺相运行时,非故障相电流升高。
对长期工作制下运行的鼠笼式电动机的危害很大,据统计,此类电机被烧毁的事故中,60%--70%是由缺相运行造成的,所以缺相保护是一种很重要的保护。
下面介绍几种常用的缺相保护线路。
新课内容
• 热电器作缺相保护的线路
• 星型接法的电动机,缺相保护线路与热保护
线路相同
• 三角形接法的电动机,可采用三相带断相保
护的热继电器,保护线路与热保护线路相同;如采用普
通三相热继电器,应把热继电器的热元件接在相电路中
见下图
图3-7、图3-8
二、反应电动机零序电压强变化作缺相保护的线路
三相电压平衡时,Y接法电动机定子绕组的星点与地之间的电压在理论上为零,当缺相时,零序电压会增加到几十伏,负载越大,增加得就越多,用零序电压继电器来检测电动机的零序电压也能起缺相保护作用,线路见图3-9。
图3-9。
• 分析其工作原理(略)
注意设计时应考虑起动时接触器主触头动作的不同期性
这时,零序电压继电器不应动作。
图3-10是三角形接法的电动机,定子绕组没有没有星
点,通过一组小型电容器制造了一个人工星点。
图3-10
通过屏幕展示各种保护的工作情况录象
三、晶体管断相保护器
图3-11是磁环式晶体管断相保护的线路
图3-11
• 分析其工作原理
用KM的辅助常开触点与L5串联,是为了防止接触器线圈吸
合后,主触点闭合过程中(固有动作时间),继电器动作,导
致接触器不断跳动,电机无法正常起动。
图3-12也是晶体管断相保护的线路
• 分析其工作原理
这是利用正常工作时三相电压平衡,缺相时三相电压不平衡
的原理使继电器动作,来保护电动机的。
3-5零电压保护
• 在电机运行时,电源电压突然消失(零压)会使电机停转,当电压恢复时,电机有可能突然起动,这会造成生产和人身事故,如有多台电动机同时起动,还会使线路上产生很大的压降,所以必须采取防止电机自行起动的措施,即零压保护。
1、在用按钮控制的线路中,接触器本身就具有零电压保护作用,所以不必特别设置保护元件。
• 用主令控制器控制时,用零电压继电器作零电压保护,线路如图3-13所示。
图3-13
• 分析其工作原理(略)
3—6零激磁保护
• 直流并激和复激电动机零激磁的危害:
直流并激和复激电动机在起动和工作时,激磁电路一定要接通,不能断开。
否则,由于磁路中只有很小的剩磁,就可能发生下述事故:
• 若电动机是静止的,由于转矩太小,它将不能起动,如果把起动电阻切除得太多,会引起电枢电流的剧增和烧毁电枢绕组;
• 如果电动机有载运转,断开激磁电路也将立刻使它停止,由于反电动势急剧下降,也会引起同样的后果;
• 如果电动机空载运转,它的转速可能上升到使机械“飞车”,为了防止电机在零激磁下起动和运转,可以在并激绕组中串联零电流继电器的线圈来检测激磁电流。
在正常激磁电流下,零电流继电器吸合接通控制电路,当激磁电流减小到危险值时,继电器释放,切断控制电路,使电机停转。
图3-14是直流并激电动机零激磁保护的线路。
图3-14
·分析零激磁保护线路的工作原理
图中RX是放电电阻,并激绕组在电流突然消失后会产生很高的感应电势,现在并接RX之后,使感应电势有一闭合回路,让磁场能量消耗在电阻上,避免由于过高的感应电势而可能引起的损坏绝缘等事故。
整流器GZ使电阻RX在正常情况下不通过电流,在激磁电流消失时能通过放电电流,减少了电能的损耗。
总结
• 缺相保护、零压保护、零激磁保护的作用、基本方法
作业
• 分析图3-11中与L5串联的主接触器KM的常开触点的作用。
• 对于三角形接法的电动机如何采用零序电压继电器作缺相保护?
课题
直流电动机的控制
教学目的
与
要 求
• 熟悉直流电动机起动控制的基本要求。
• 了解起动电阻的三种不同的接法以及各种接法的特点。
• 掌握直流电机的起动控制线路,能熟练分析其工作原理。
• 了解机械制动时,串激制动电磁铁与并激制动电磁铁的制动特点。
• 理解反接制动的工作原理,正确进行线路分析。
• 理解时间原则以及电势原则进行能耗制动的工作原理,正确进行线路分析。
重 点
难 点
与
关键
重点:
直流电机的起动控制线路分析、制动控制线路分析。
难点:
手动与自动相结合的起动线路的分析。
按电势原则进行能耗制动的线路分析。
起动与制动的机械特性曲线。
关键:
起动、制动工作原理与线路分析。
教学方法
讲解和讨论
授课时数
4
教 具
教学指示棒、多媒体课件
教学过程
主要教学内容
教学方法的运用
复习提问
直流电动机能否直接起动,直接起动有哪些危害?
高速运行的电动机停止时,能否直接采取机械制动?
对电动机
有何危害?
提问题让学生思考,回答时或个别或集体。
引入新课
通过以上问题的问答,使学生了解起动、制动的时间长短不
仅影响着生产效率,而且不恰当的
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- 电动机 基本 控制 线路 图示
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