资源简介

(共27张PPT)
项目一
继电式电机电气控制
工业机床加工中的动力大部分来自电动机，其中生产机械的工作机构是通过电动机来拖动的，这种工作方式称为继电式电机电气控制，即继电式电机电气控制是用电动机拖动生产机械的工作机构使之运转的一种方法。图1-1所示为工业机械加工车间常用的孔加工机床——钻床。它的工作流程是：闭合电源开关—按下起动按钮—电源接入电动机使其转动—通过传动带带动钻头旋转钻削工件。本项目主要研究电力拖动基本电气控制线路的构成、工作流程及安装、调试与检修。
项目分析
（1）能正确选用、安装、检测和使用生产机械中常用的低压电器（见图1-2）。
（2）能识读和绘制电路图、接线图和布置图。
项目学习目标
（3）熟知电动机各种基本电气控制线路的构成和原理，能根据其电气图(如电路图、接线图、布置图等)安装、调试和检修电气控制线路（见图1-3）。
（4）熟悉电气识图的基本知识，熟知电动机的控制、保护和选择原则。
项目学习目标
（5）能正确设计和绘制简单的电气控制线路（见图1-4）。
项目学习目标
项目评定
任务六
PART SIX
电动机能耗制动的电气控制
（1）学会绘制、识读电动机能耗制动控制线路图、接线图和布置图。
（2）学会分析电动机能耗制动控制线路的组成和工作流程。
（3）学会正确安装和检修电动机能耗制动控制线路。
任务目标
（1）绘制电动机能耗制动控制电路图并分析其线路。
（2）根据电动机能耗制动控制电路图填写元件明细表。
（3）按元件明细表将所需器材配齐并检验元件质量。
（4）在控制板上按位置布置图安装所有电气元件。
（5）进行板前明线布线。
（6）自检控制板布线的正确性及美观性。
（7）进行控制板外部布线。
（8）经指导教师初检后，通电检验并调试。
任务清单分析
想一想：电动机在脱离电源后，若不采取任何制动措施，能否立即停转 为什么
电动机断开电源以后，由于惯性作用不会马上停止转动，而是需要转动一段时间才会完全停下来。这种情况对于某些生产机械是不适宜的，如起重机的吊钩需要准确定位、万能铣床要求立即停转等。满足生产机械的这种要求就需要对电动机进行制动。
任务提出
所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转(或限制其转速)。
制动的方法一般有两类：机械制动和电力制动。
利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法称为机械制动。机械制动常用的方法有电磁抱闸制动器制动和电磁离合器制动。
使电动机在切断电源停转的过程中，产生一个和电动机实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)，迫使电动机迅速制动停转的方法称为电力制动。电力制动常用的方法有反接制动、能耗制动、电容制动和再生发电制动等。
机械制动一般用在一些对制动要求不是很高的场合，而对于电动机电气制动控制，除了反接制动外，常用的是能耗制动。
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1.能耗制动原理
想一想：分析图1-47所示能耗制动原理图，能耗制动是如何让电动机迅速停转的
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在图1-47所示电路中，断开电源开关QS1，切断电动机的交流电源后，转子仍沿原方向惯性运转；随后立即闭合开关QS2，并将QS1闭合，电动机V、W两相定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，这样做惯性运转的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感应电流，其方向可用右手定则判断，如图1-47(b)所示。转子绕组中一旦产生了感应电流，又立即受到静止磁场的作用，产生电磁转矩，用左手定则判断可知，此转矩的方向正好与电动机的转向相反，使电动机受制动而迅速停转。
可见，能耗制动是当电动机切断交流电源后，立即在定子绕组的任意两相中通入直流电，迫使电动机迅速停转的方法。由于这种制动方法是通过在定子绕组中通入直流电，以消耗转子惯性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动，又称动能制动。
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2.单向起动能耗制动自动控制线路
1）无变压器单相半波整流单向起动能耗制动自动控制线路
图1-48所示线路采用单相半波整流器作为直流电源，所用附加设备较少，线路简单，成本低，常用于10 kW以下小容量电动机，且对制动要求不高的场合。
线路的工作原理如下：先闭合电源开关QF。
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单向起动运转：
能耗制动停转：
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想一想：在图1-48所示电路中，KT瞬时闭合常开触点的作用是什么？
图1-48所示电路中KT瞬时闭合常开触点的作用是：当KT出现线圈断线或机械卡住等故障时，按下SB2后能使电动机制动后脱离直流电源。
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2）有变压器单相桥式整流单向起动能耗制动自动控制线路
对于10 kW以上容量的电动机，多采用有变压器单相桥式整流能耗制动自动控制线路，如图1-49所示。其中,直流电源由单相桥式整流器VC供给，TC是整流变压器，电阻R用来调节直流电流，从而调节制动强度。整流变压器一次侧与整流器的直流侧同时进行切换，有利于提高触点的使用寿命。
想一想：比较图1-49和图1-48，两种线路有哪些异同？
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能耗制动的优点是制动准确、平稳，且能量消耗较小；缺点是需要附加直流电源装置，设备费用较高，制动力较弱，在低速时制动力矩小。因此，能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合，如磨床、立式铣床等的控制线路中。
能耗制动所需的直流电源一般用以下方法进行估算(以常用的单相桥式整流电路为例)。
（1）测量电动机三根进线中任意两根之间的电阻R(Ω)。
（2）测量电动机的进线空载电流I0(A)。
（3）能耗制动所需的直流电流为Id(A)=KI0，所需的直流电压为Ud(V)= IdR。其中K是系数，一般取3.5~4。若考虑到电动机定子绕组的发热情况，并使电动机达到比较满意的制动效果，对转速高、惯性大的传动装置可取其上限。
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（1）分析电动机能耗制动控制线路的工作过程，列出电路中的低压器件。
（2）选用工具、仪表及器材。在教师的指导下，根据三相笼型异步电动机的技术数据及能耗制动控制线路的电路图选用工具、仪表及器材，并分别填入表1-21和表1-22中。
任务实施
（3）编写安装步骤及工艺要求并进行安装。
（4）检修训练。根据以下故障现象，同学之间相互设置故障点、查找故障点，并正确排除故障，把结果填入表1-23。教师巡视指导并做好现场监护。
任务实施
能耗制动的电气控制任务测评标准见表1-24。
能力测评
试设计一台电动机的正反转能耗制动控制电路图。
1.常用的电气控制系统图有哪三种？
2.何为电气原理图？绘制电气原理图的原则是什么？
3.何为电器布置图？电气元件的布置应注意哪几方面？
4.何为电气接线图？电气接线图的绘制原则是什么
5.电气控制电路的基本控制规律主要有哪些？
6.电动机点动控制与连续运转控制的关键控制环节是什么 其主电路有何区别？(从电动机保护环节设置上分析。)
7.何为电动机的欠电压与失电压保护 接触器与按钮控制电路是如何实现欠电压与失电压保护的
8.何为互锁控制？实现电动机正反转互锁控制的方法有哪两种？两者有何不同
9.试画出用按钮选择控制电动机既可点动又可连续运转的控制电路。
思考与习题
10. 分析图1-50所示两种顺序联锁控制电路的工作原理，试总结其控制规律。
思考与习题
11.试画出两台电动机M1、M2起动时，M2先起动，M1后起动，停止时M1先停止，M2后停止的电气控制电路。
12.电动机正反转控制电路中，最关键的控制环节在哪里？
13.电动机正反转电路中，要实现由正转直接变反转，反转直接变正转，其控制要点在何处？
14.电动机“正—反—停”控制线路中，复合按钮已经起到了互锁作用，为什么还要用接触器的常闭触点进行联锁？
15.试找出图1-51中各控制电路的错误。
这些错误会出现何现象？应如何改正？
思考与习题
16.电动机常用的保护环节有哪些？通常各由哪些电器来实现其保护？
17.电动机短路保护、过电流保护、过载保护各有何相同与不同？
18.为何已采用热继电器做过载保护后，还必须设置短路保护？
19.对于三相笼型异步电动机为何不采用过电流保护而采用短路保护？
20.设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。
21.设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。
22.设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。
23.一台三相异步电动机的运行要求为：按下起动按钮，电动机正转，5 s后，电动机自行反转，再过10 s，电动机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
思考与习题
24.某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电动机起动运行5 s后，第二台电动机自行起动，第二台电动机运行10 s后，两台电动机停止。两台电动机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
25.一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下。
（1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止。
（2）在终点停留20 s后自动返回原位并停止。
要求在前进或后退途中任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。
思考与习题
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2020

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