机床电气控制与PLC1（PPT125页)

机床电气控制与PLC机械工业出版社第1章三相异步电动机的基本控制知识目标技能目标知识目标1）了解三相异步电动机及常用低压电器的类型、型号及选用方法，熟记其图形符号和文字代号。2）掌握三相异步电动机的基本控制环节。3）掌握电动机控制电路的保护环节。技能目标1）能根据不同场合，正确的选用电动机及常用低压电器。2）能准确地分析电动机的点动、启动、正反转及制动等电路。3）能根据电路图，对电动机的点动、启动、正反转及制动等电路进行接线、调试及故障排除等。4）能根据要求，设计简单的电动机控制线路。问题导入如何选择三相异步电动机？怎样控制才能使其完成工作任务？要用到哪些相关的电器元件？电动葫芦本章内容1.1三相异步电动机1.2三相异步电动机的全电压启动控制1.3三相异步电动机的降压启动控制1.4三相异步电动机的正反转控制1.5三相异步电动机的制动控制1.6三相异步电动机的保护环节1.7三相异步电动机的变速1.1三相异步电动机1.1.1三相异步电动机的铭牌1.1.2三相异步电动机的选择三相异步电动机（d）JR系列绕线型（e）YB2隔爆型（f）MC/MY单相铝壳式YS系列Y2系列YEJ系列电磁制动式JR系列绕线型YB2隔爆型MC/MY单相铝壳式1.1.1三相异步电动机的铭牌三相异步电动机型号Y132M-4功率7.5kW频率50Hz电压380V电流15.3A接法△转速1330r/min绝缘等级B工作方式连续年月日×××电机厂（1）型号（2）电压及接法（1）表示电动机的类型、用途和技术特征的代号。如Y132M-4（2）UN额定电压:电动机额定运行时，定子绕组上应加的额定电源线电压值。（3）电流（4）功率、功率因数、效率IN额定电流：定子绕组的额定线电流值PN额定功率:在额定运行状态下，其轴上输出的机械功率。电源输入的功率：P1N＝UNINcoscos功率因数：定子相电压与相电流相位差的余弦电动机的效率η＝PN/P1N×100%（5）频率（6）转速（7）绝缘等级（5）f1/fN额定频率：定子绕组外加的电源频率。工频：50Hz。（6）nN额定转速：电动机在额定电压、额定频率及输出额定功率时的转速。（7）绝缘等级：根据电动机绕组所用的绝缘材料、按使用时的最高允许温度而划分的不同等级绝缘等级AEBFHC最高允许温度（°C）105120130155180＞180（8）工作方式及防护等级对电动机在铭牌规定的技术条件下持续运行时间的限制，以保证电动机的温升不超过允许值。①连续工作方式S1：在额定状态下可长期连续工作。机床、水泵、通风机。②短时工作方式S2：在额定情况下，持续运行时间不允许超过规定的时限。分为10，30，60，90（分钟）等四种。③断续工作方式S3：电动机的工作与停歇交替进行，时间都很短。吊车、起重机等。想一想：某三相笼型异步电动机的额定电压为220／380V，那么在380V的情况下，可否采用Y-Δ启动？为什么?1.1.2三相异步电动机的选择1．功率（即容量）的选择2．电动机类型的选择3．电压的选择4．转速的选择1．功率（即容量）的选择电动机功率的选择，由生产机械所需的功率决定。对连续运行的电动机，要先算出生产机械的功率，使所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械功率即可。对短时运行的电动机，可根据过载系数λ来选择功率。电动机的额定功率可以是生产机械所要求功率的1／λ。2．电动机类型的选择（1）三相电源是最普通的动力电源，若无特殊要求，交流电动机优于直流电动机。（2）选择交流电动机时，笼型的结构、价格、可靠性、维护等方面优于绕线转子电动机。（3）启动、制动频繁且具有较大启动转矩、制动转矩和小范围调速要求的，可选用绕线转子电动机，如起重机、锻压机、卷扬机等设备。（4）要求转速恒定或功率因数较高时，宜选用同步电动机。3．电压的选择电压的选择要根据电动机类型、功率及使用地点的电源电压来决定。大容量的电动机(大于100kW)在允许条件下一般选用如3000V或6000V的高压电动机。小容量的Y系列笼型电动机电压只有380V一个等级。4．转速的选择电动机的额定转速取决于生产机械的要求和传动机构的变速比。额定功率一定时，转速越高，则体积越小，价格越低，但需要变速比大的传动减速机构。必须综合考虑电动机和机械传动等方面的因素。例1-1某三相异步电动机的技术数据：额定功率PN＝30kW，△形连接（额定电压UN＝380V），额定转速nN＝1370r／min，额定工作时的效率η＝90％，定子功率因数cos＝0.85，工频f1＝50Hz，启动电流比Ist/IN＝7.0。试求：（1）极对数p；（2）额定转差率sN；（3）额定电流IN；（4）直接启动电流Ist。解：（1）求极对数p由于电动机的额定转速略小于旋转磁场的同步转速n0，因此，可根据nN＝1370r/min判断其同步转速n0＝1500r∕min，故得p＝60f1∕n0＝60×50/1500＝2（2）求额定转差率sNsN＝（n0－nN）/n0×100%＝（1500-1370）/1500×100%≈8.7%（3）求额定电流IN∵P1N＝PN∕η＝UNINcos∴IN＝PN∕UNcosη＝30×103∕×380×0.9×0.85≈59.6A（4）求启动电流IstIst＝7.0IN＝7.0×59.6≈417.2A思考题：（1）说明电动机型号Y160L-4的意义。（2）说明某三相异步电动机铭牌的意义：2.8kW、Y/Δ、220/380V、10.9/6.3A、1470r/min、50Hz、cos＝0.9。1.2三相异步电动机的全电压启动控制（边学边做）电气原理图（1）电气原理图分为主电路和控制电路（2）各电器元件采用国家统一的图形和文字代号。各电器元件的导电部件（如KM线圈和触点），都绘制在它们起作用的地方。（3）原理图中，各电器元件的触点是没有外力作用或没有通电时的原始状态。按钮的触点按不受外力作用时的状态绘制接触器的触点，按线圈未通电时的状态绘制。[任务目标](1)认识与启动控制相关的几个常用的低压电器元件——开关、熔断器、热继电器、自动开关、按钮、接触器、变压器；(2)学会全电压直接启动的控制方法。1.2.1相关电器元件1．刀开关2．熔断器3．热继电器4．自动开关5．控制按钮6．接触器7．变压器1．刀开关（1）胶盖开关（2）铁壳开关（3）刀开关的选用（1）胶盖开关单极、双极和三极刀开关安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。如果倒装，拉闸后手柄可能会因自重下落而引起误合闸，造成人身及设备安全事故。接线时较为安全的做法是：将电源线接在刀开关的上端，负载线接在其下端。（2）铁壳开关速断刀开关与熔断器组合在一起（3）刀开关的选用主要根据电源种类、电压等级、电动机容量、所需极数及使用场合来选用。如果用来控制非频繁起停的小容量异步电动机，其额定电流不能小于电动机额定电流的3倍。QSQSQSQS或2．熔断器（1）熔断器的组成（2）熔断器的分类（3）熔断器的选用FU（1）熔断器的组成熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔座）组成。（2）熔断器的分类RL型螺旋式熔断器RC型插入式熔断器密封管式熔断器RT型有填料密封管式熔断器RMl0型无填料密封管式熔断器RL型螺旋式熔断器RC型插入式熔断器（a）RC型熔断器实物图（b）RC型熔断器示意图密封管式熔断器a）RT型有填料式熔断器b）RMl0型无填料式熔断器c）密封管式熔断器示意图（3）熔断器的选用主要是选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的额定电流。冲击电流没有冲击电流熔体额定电流的选择a)对于照明、电炉等没有冲击电流的电阻性负载，熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，IRN≥Ib）保护单台电动机时，熔断器的额定电流：IRN≥（1.5～2.5）INc)对于多台电动机由一个熔断器保护：IRN≥(1.5～2.5)INmax+∑IN对于电动机类负载，应考虑启动冲击电流的影响3．热继电器利用电流的热效应原理对三相异步电动机长期过载进行保护的。（1）热继电器的组成及工作原理（2）热继电器的技术数据（3）热继电器的选择（1）热继电器的组成及工作原理热元件、双金属片和触点三部分组成热继电器由于热惯性，当电路短路时不能立即动作而使电路瞬间断开，因此不能作短路保护。同理，在电动机启动或瞬间过载时，热继电器也不会动作，这样可避免电动机不必要的停车。（2）热继电器的技术数据JRS1、JRS4、JRS28、JR0及JRl0表1-7JR0-40型热继电器的技术数据型号额定电流/A热元件等级额定电流/A刻度电流调节范围/A额定电流/A刻度电流调节范围/AJR0-40400.640.4～0.646.34～6.410.63～1106.4～101.61～1.61610～162.51.6～2.52516～2542.5～44025～40（3）热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级FRFR4．自动开关（1）自动开关的工作原理（2）自动开关的选用（1）自动开关的工作原理8175324L3L2L16QF（2）自动开关的选用DZ1-20、DZ1-50、DZl0、3VE1、3VE3和3VE4等系列表：3VE1系列自动开关的主要技术数据额定电流∕A长延时脱扣器电流整定范围∕A瞬时脱扣电流整定值∕A0.160.1~0.161.90.250.16~0.2534.87.50.40.25~0.40.630.4~0.6310.63~1125．控制按钮（1）按钮的组成（2）按钮的分类（3）按钮的选用（1）按钮的组成控制按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成（2）按钮的分类停止按钮复合按钮指示灯式按钮紧急式按钮旋钮式按钮（3）按钮的选用1）根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、防水式、防腐式等。2）根据用途，选用合适的类型，如钥匙式、紧急式、带灯式等。3）按控制回路的需要，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。4）按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。SBSBSBSA6．接触器用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（1）接触器的结构（2）接触器的工作原理（3）接触器的选用KMKMKMKM（1）接触器的结构由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件组成（2）接触器的工作原理1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁芯7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧（3）接触器的选用交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电压、额定电流、辅助触点的数量与种类、吸引线圈的电压等级、操作频率等。①接触器的触点IC=PN/KUN②接触器的线圈③额定操作频率表CJX1（3TB）系列接触器的主要技术数据型号CJX1-09CJX1-12CJX1-16CJX1-22CJX1-32CJX1-45（主触点）额定工作电流/A91216223245三相鼠笼电机容量/kW220V2.2345.58.515380V45.57.5111530660V5.57.511112339线圈功率/kW50Hz吸合68183维持101760Hz吸合72230维持10.518线圈电压/V24、48、110、220、3807．变压器根据电磁感应原理制成的一种电气设备。具有变换电压、变换电流和变换阻抗等功能（1）变压器的结构（2）变压器的工作原理（3）变压器的额定技术指标（1）变压器的结构（2）变压器的工作原理原、副边电压注意：虽然变压器的原、副边电压取决于电压变比，但却不能只根据变比来选用变压器。（3）变压器的额定技术指标①原边额定电压U1N②原边额定电流I1N③副边额定电压U2N④副边额定电流I2N⑤额定容量SN对单相变压器：SN=U2NI2N=U1NI1N（VA）⑥额定频率fN：⑦