资源简介

(共32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
任务五
PART FIVE
电动机Y-△降压起动的电气控制
（1）学会绘制、识读电动机的Y-△降压起动电气控制线路图、接线图和布置图。
（2）学会分析电动机的Y-△降压起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的Y-△降压起动控制线路。
任务目标
（1）绘制电动机的Y-△降压起动控制线路图并分析其线路。
（2）根据电动机的Y-△降压起动控制线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：仔细回顾一下，前面学习的各种控制线路在起动时，加在电动机定子绕组上的电压是否等于电动机的额定电压
前面学习的各种控制线路在起动时加在电动机定子绕组上的电压都是电动机的额定电压，属于全压起动，又称直接起动。直接起动的优点是电气设备少，线路简单，维修量较小。但直接起动时的起动电流较大，一般为额定电流的4~7倍。所以在电源变压器容量不够大，而电动机功率较大的情况下，直接起动将导致电源变压器输出电压下降，不仅减小电动机本身的起动转矩，而且会影响同一供电线路中其他电气设备的正常工作。因此，较大容量的电动机起动时需要采用降压起动。
任务提出
一、降压起动的场合
通常规定：电源容量在180 kV·A以上，电动机容量在7 kW以下的三相异步电动机可采用直接起动。判断一台电动机能否直接起动，还可以用下面的经验公式来确定：
当
时，需要用降压起动。
式中，Ist为电动机全压起动电流，A；IN为电动机额定电流，A；S为电源变压器容量，kV·A；P为电动机功率,kW。
凡不满足直接起动条件的电动机，均需采用降压起动，常见的降压起动方法有以下几种：定子绕组串接电阻降压起动、自耦变压器降压起动、Y-△降压起动、延边三角形降压起动等。本任务仅以Y-△降压起动为例讲解降压起动电气控制线路。
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二、星形接法与三角形接法的比较
电动机接成星形，加在每相定子绕组上的电压只有三角形接法的1/3，起动转矩也只有三角形接法的1/3。
Y-△降压起动控制线路说明：电动机起动时，把定子绕组接成三角形，以降低起动电压，限制起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形接法，使电动机全压运行。凡是正常运行时定子绕组做三角形连接的异步电动机，均可以采用这种降压起动方法。降压起动是指利用起动设备将电压适当降低后，加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机起动运转后，再使其电压恢复到额定电压正常运转。由于电流随电压的降低而减小，所以降压起动能够达到减小起动电流的目的。但是，由于电动机转矩与电压的平方成正比，所以降压起动也将导致电动机的起动转矩大为降低。因此，降压起动需要在空载或轻载下起动。
想一想：时间继电器的触点动作有什么特点
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三、时间继电器
时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触点延时闭合或分断的自动控制电器。因它自得到动作信号起至触点动作有一定的延时时间，从而可实现线路按时间顺序逆行控制的要求，主要作为辅助元器件用于各种电气保护及自动控制装置中。按其延时原理，时间继电器可分为电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式、数显式等，图1-40所示为时间继电器的外形图。
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一般电磁式时间继电器的延时在10 s以下，多为断电延时型，其延时整定精度和稳定性不是很高，但由于继电器本身适应能力较强，所以常在一些精度要求不高、工作条件恶劣的场合采用。电磁式时间继电器主要有JT3系列。
电动式时间继电器的延时精度高，延时可调范围大(由几分钟到十几小时)，但结构复杂，价格昂贵，如JS11系列时间继电器。
空气阻尼式时间继电器的延时大(可以扩大到数分钟)，但整定精度较差，所以只适用于一般场合，如JS7-A系列。
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晶体管式时间继电器也称为半导体时间继电器或电子式时间继电器，具有机械结构简单、延时范围宽、整定精度高、消耗功率小、调整方便及寿命长等优点，所以发展迅速，其应用也越来越广。晶体管式时间继电器按结构可分为阻容式和数字式两类；按延时方式可分为通电延时、断电延时和复式延时、多制式等延时类型，如DHC6多制式单片机控制时间继电器和JSS17、JSS20、JSZ13等系列大规模集成电路数字式时间继电器，JS14S等系列电子式数显时间继电器，JSG1等系列固态时间继电器等。
常用的时间继电器的型号及意义可通过举例来说明，如JS23-12／1各标示意义为：“JS”表示继电器类型为时间继电器，“23”表示设计序号，前一个“1”表示触点形式及组合序号为1，后一个“1”表示安装方式为螺钉安装式，“2”表示延时范围为10～180 s。
在电力拖动控制线路中，空气阻尼式时间继电器应用较多，其结构简单、延时类型调整方便，价格低廉，广泛应用于电动机控制电路中，但它延时精度较低，只能用于对延时要求不高的场合。下面以使用较广泛的JS7-A系列空气阻尼式时间继电器为例进行介绍。
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1.空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器，主要由电磁系统、工作触点、气室和传动机构四部分组成。JS7?A系列时间继电器的外形和结构如图1-41所示。
电磁系统由电磁线圈、静铁心、衔铁、反力弹簧和弹簧片组成；工作触点由两对瞬时触点(一对瞬时闭合，一对瞬时分断)和两对延时触点组成；气室主要由橡皮膜、活塞和壳体组成，橡皮膜和活塞可随气室进气量移动，气室上的调节螺钉用来调节气室进气速度的大小以调节延时时间；传动机构由杠杆、推杆、推板和塔形弹簧等组成。
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2.空气阻尼式时间继电器的工作原理
空气阻尼式时间继电器的工作原理有断电延时型和通电延时型两种，如图1-42所示。
1—铁心； 2—电磁线圈； 3—衔铁； 4—反力弹簧； 5—推板； 6—活塞杆； 7—塔形弹簧； 8—弱弹簧； 9—橡皮膜；
10—螺旋； 11—调节螺钉； 12—进气口； 13—活塞； 14、16—微动开关； 15—杠杆； 17—推杆
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（1）断电延时原理。如图1-42(a)所示，当电路通电后，电磁线圈的静铁心产生磁场力，使衔铁克服反力弹簧的弹力被吸合，与衔铁相连的推板向右运动。推动推杆，压缩塔形弹簧，使气室内橡皮膜和活塞缓慢向右移动，通过弹簧片使瞬时触点动作，同时通过杠杆使延时触点做好动作准备。线圈断电后，衔铁在反力弹簧的作用下被释放，瞬时触点复位，杠杆在塔形弹簧作用下，带动橡皮膜和活塞向左移动。经过一段时间后，推杆和活塞移动到最左端，使延时触点动作，完成延时过程。
（2）通电延时原理。如图1-42(b)所示，只需将断电延时时间继电器的电磁线圈部分旋转180°安装，即可改装成通电延时时间继电器。其工作原理与断电延时原理基本相似。
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3.时间继电器的符号
时间继电器的符号如图1-43所示。
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4.时间继电器的选用
（1）根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型与系列。在延时精度要求不高的场合，一般可选用价格较低的JS7-A系列空气阻尼式时间继电器；而对延时精度要求较高的场合，可选用晶体管式时间继电器。
（2）根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式(通电延时或断电延时)。同时，还必须考虑线路对瞬时动作触点的要求。
（3）根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压。
JS7-A系列空气阻尼式时间继电器的技术数据见表1-15。
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5.安装与使用
（1）时间继电器应按说明书规定的方向安装。无论是通电延时型还是断电延时型，都必须使继电器在断电后，衔铁释放时的运动方向垂直向下。
（2）时间继电器的整定值应预先在不通电时整定好，并在试车时校验。
（3）时间继电器金属底板上的接地螺钉必须与接地线可靠连接。
（4）通电延时型和断电延时型可在整定时间内自行调换。
（5）使用时，应经常清除灰尘及油污，否则延时误差将增大。
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（6）常见故障及处理方法。JS7?A系列空气阻尼式时间继电器的触点系统和电磁系统的故障及处理方法见表1-16。
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四、手动控制Y-△降压起动控制线路
想一想：分析图1-44所示的降压起动控制线路，起动时定子绕组做何种连接 正常运转时又做何种连接 这种起动方法适用于定子绕组做何种连接的电动机
Y-△降压起动控制线路图1-44所示的是双投开启式负荷开关手动控制Y-△降压起动控制线路。线路的工作原理如下：起动时，先合上电源开关QS1，然后把开启式负荷开关QS2扳到“起动”位置，电动机定子绕组便接成Y形降压起动；当电动机转速上升并接近额定值时，再将QS2扳到“运行”位置，电动机定子绕组改接成△形全压正常运行。
想一想：电动机起动时接成Y形，加在每相定子绕组上的起动电压、起动电流和起动转矩分别是△形接法时的多少倍
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五、时间继电器自动控制Y-△降压起动控制线路
时间继电器自动控制Y-△降压起动控制线路如图1-45所示。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△分别做Y形降压起动用和△形运行用，时间继电器KT用于控制Y形降压起动时间和完成Y-△自动切换，SB1是起动按钮，SB2是停止按钮，FU1做主电路的短路保护，FU2做控制电路的短路保护，FR做过载保护。
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线路的工作原理如下。
降压起动：先合上电源开关QS。
停止时，按下SB2即可实现。
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该线路中，接触器KMY得电以后，通过KMY的辅助常开触点使接触器KM得电动作，这样KMY的主触点是在无负载的条件下进行闭合的，故可延长接触器KMY主触点的使用寿命。
时间继电器自动控制Y-△降压起动控制线路的定型产品有QX3、QX4两个系列，称为Y-△自动起动器，它们的主要技术数据见表1-17。
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QX3-13型Y-△降压起动器控制线路如图1-46所示。这种起动器主要由三个接触器（KM、KMY、KM△）、一个热继电器（FR）、一个通电延时型时间继电器（KT）和两个按钮组成。
想一想：图1-46中各电器的作用是什么 你能叙述线路的工作原理吗
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（1）分析电动机Y-△降压起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。在教师指导下，根据三相笼型异步电动机的技术数据及Y-△降压起动控制线路的电路图，选用工具、仪表及器材，并分别填入表1-18和表1-19中。
任务实施
（3）安装与检修训练。根据三相笼型异步电动机Y112M-4的技术数据（4 kW、380 V、8.8 A、△接法、1 440 r/min）和图1-41所示电路图，选配工具、仪表和器材，编写安装和检修步骤，经指导教师审阅合格后，进行训练。安装注意事项如下。
①用Y?△降压起动控制的电动机，必须有6个出线端子，且定子绕组在△形接法时的额定电压等于三相电源的线电压。
②接线时，要保证电动机△形接法的正确性，即接触器主触点闭合时，应保证定子绕组的U1与W2、V1与U2、W1与V2相连接。
③接触器KMY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。
任务实施
④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、铁屑和灰尘进入。在训练时，可适当降低要求，但必须以能确保安全为前提，如采用多芯橡皮线或塑料护套软线等。
⑤通电校验前，要再检查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。
⑥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。
⑦安装训练应在规定的定额时间内完成，同时做到安全操作和文明生产。
任务实施
Y-△降压起动控制线路任务测评标准见表1-20。
能力测评
按照电气安装规范，依据自动控制Y-△降压起动控制线路原理图正确完成线路的安装、接线和调试。
巩固与练习
谢 谢 聆 听
2020

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