《機(jī)床電氣線路的安裝與調(diào)試》課件-第13章

項(xiàng)目13多速異步電動機(jī)控制電路任務(wù)1雙速異步電動機(jī)控制電路的安裝與檢修任務(wù)2三速異步電動機(jī)控制電路的安裝與檢修項(xiàng)目思考題

在實(shí)際的機(jī)械加工生產(chǎn)中,許多生產(chǎn)機(jī)械為了適應(yīng)各種工件加工工藝的要求,主軸需要有較大的調(diào)速范圍,常采用的方法主要有兩種:一種是通過變速箱機(jī)械調(diào)速;另一種是通過電動機(jī)調(diào)速。

由三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=(1-s)60f1/p可知,改變異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速可通過三種方法來實(shí)現(xiàn):一是改變電源頻率f1;二是改變轉(zhuǎn)差率s;三是改變磁極對數(shù)p。

改變異步電動機(jī)的磁極對數(shù)調(diào)速稱為變極調(diào)速。變極調(diào)速是通過改變定子繞組的連接方式來實(shí)現(xiàn)的,它是有級調(diào)速,且只適用于籠型異步電動機(jī)。凡磁極對數(shù)可改變的電動機(jī)都稱為多速電動機(jī)。常見的多速電動機(jī)有雙速、三速、四速等幾種類型。但隨著變頻技術(shù)的快速發(fā)展和變頻設(shè)備價(jià)格的快速下降,變頻調(diào)速的使用量逐步增加,而多速電動機(jī)變極調(diào)速的使用量在逐步減少。

任務(wù)1雙速異步電動機(jī)控制電路的安裝與檢修

知識目標(biāo):

1.熟悉雙速異步電動機(jī)的定子繞組連接圖。2.正確理解雙速異步電動機(jī)控制電路的工作原理。3.能正確識讀雙速異步電動機(jī)控制電路的原理圖、接線圖和布置圖。

能力目標(biāo):

1.會按照工藝要求正確安裝雙速異步電動機(jī)控制電路。

2.能根據(jù)故障現(xiàn)象,檢修雙速異步電動機(jī)控制電路。

一、△YY變極調(diào)速

雙速電動機(jī)定子繞組共有6個出線端,通過改變6個出線端與電源的連接方式,就可以得到兩種不同的轉(zhuǎn)速。雙速電動機(jī)三相定子繞組△YY接線如圖13－1所示。低速時(shí)接成△接法,磁極為4極,同步轉(zhuǎn)速為1500r/min;高速時(shí)接成YY接法,磁極為2極,同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。可見,雙速電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速是低速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的兩倍。

對于△YY連接的雙速電動機(jī),其變極調(diào)速前后的輸出功率基本不變,因而適用于負(fù)載功率基本恒定的恒功率調(diào)速,如普通金屬切削機(jī)床等機(jī)械。圖13－1雙速電動機(jī)三相定子繞組△YY接線圖

二、Y－YY變極調(diào)速

雙速電動機(jī)三相定于繞組Y－YY接線如圖13－2所示。當(dāng)U1、V1、W11接到三相交流電源時(shí),三相繞組為Y連接,2p=4;如果將U1、V1、W1連接在一起,將U2、V2、W2接到電源上,則三相繞組成為Y連接,2p=2。對于Y－YY連接的雙速電動機(jī),其變極調(diào)速前后的輸出轉(zhuǎn)矩基本不變,因而適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本恒定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,如起重機(jī)、帶式運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械。

值得注意的是,雙速電動機(jī)定子繞組從一種接法變?yōu)榱硪环N接法時(shí),必須把電源相序反接,以保證電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不變。圖13－2雙速電動機(jī)三相定子繞組Y－YY接線圖

三、時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)的控制電路

時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)(低速啟動高速運(yùn)轉(zhuǎn))控制電路如圖13－3所示。圖13－3時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)控制電路圖

工作原理如下:

1.低速啟動運(yùn)行控制

合上電源開關(guān)QS。

2.高速運(yùn)行控制

3.停止控制

停止時(shí),按下SB3即可。若電動機(jī)只需高速運(yùn)轉(zhuǎn),可直接按下SB2,則電動機(jī)△形低速啟動后,YY形高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

一、時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)控制電路的安裝與檢修

1.繪制元件布置圖和接線圖

時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)控制電路的元件布置圖和安裝接線圖請讀者自行繪制,在此不再贅述。

2.元器件規(guī)格、質(zhì)量檢查

(1)檢查各元器件、耗材與表13－1中的型號規(guī)格是否一致。

(2)檢查各元器件的外觀是否完整無損,附件、備件是否齊全。

(3)用儀表檢查各元器件和電動機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合要求。

3.根據(jù)元件布置圖安裝和固定低壓電器元件

元器件檢查完畢后,按照自己繪制的元件布置圖安裝和固定電器元件。

4.根據(jù)電氣原理圖和安裝接線圖進(jìn)行行線槽配線

元件安裝完畢后,按照如圖13－3所示的原理圖和自己繪制的安裝接線圖進(jìn)行板前行線槽配線。

5.電動機(jī)的連接

按照電動機(jī)銘牌上的接線方法,正確連接接線端子,最后連接電動機(jī)的保護(hù)接地線。

6.自檢

電路安裝完畢后,在通電試車前必須經(jīng)過自檢。經(jīng)指導(dǎo)教師確認(rèn)無誤后,方可通電試車。自檢方法請讀者根據(jù)前面任務(wù)所學(xué),自行分析,在此不再贅述。

7.通電試車學(xué)生完成自檢后,在教師的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行通電試車。

二、時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)控制電路常見故障的分析及檢修

1.主電路的故障檢修

時(shí)間繼電器控制雙速電動機(jī)控制電路主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法與前面任務(wù)中主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法相似,在此不再贅述,讀者可自行分析。

2.控制電路的故障檢修

故障現(xiàn)象1:按下低速啟動按鈕SB1后,電動機(jī)低速不能啟動;按下高速啟動按鈕SB2時(shí),電動機(jī)仍然不能低速啟動,5s后,電動機(jī)直接轉(zhuǎn)入高速啟動運(yùn)行。

故障分析:采用邏輯分析法對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析,可知故障最小范圍,如圖13－4所示(虛線部分)?？梢圆捎抿?yàn)電筆測量法進(jìn)行檢測。首先斷開KM1(5－9)的輔助常閉觸頭,切斷回路電源,然后分別用驗(yàn)電筆檢測故障最小范圍的觸頭和連接的導(dǎo)線,即可找出故障點(diǎn)。圖13－4故障最小范圍

故障現(xiàn)象2:按下低速啟動按鈕SB1后,電動機(jī)低速啟動運(yùn)行正常;按下高速啟動按鈕SB2時(shí),KM1、KT不動作,電動機(jī)不能低速啟動,5s后,電動機(jī)不能轉(zhuǎn)入高速啟動運(yùn)行。

故障分析:采用邏輯分析法對故障現(xiàn)象進(jìn)行分析,可知故障最小范圍,如圖13－5所示(虛線部分)。可以采用電壓測量法和驗(yàn)電筆測量法進(jìn)行檢測。首先斷開接觸器KM1線圈控制回路,切斷回路電源,其他具體檢測步驟可參照前面任務(wù)所介紹的方法,在此不再贅述。圖13－5故障最小范圍

圖13－6所示為幾種常見的雙速異步電動機(jī)控制電路,有興趣的讀者可自行分析其工作原理。圖13－6常見的雙速異步電動機(jī)控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機(jī)控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機(jī)控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機(jī)控制電路圖圖13－6常見的雙速異步電動機(jī)控制電路圖

任務(wù)2三速異步電動機(jī)控制電路的安裝與檢修

知識目標(biāo):

1.正確理解三速異步電動機(jī)控制電路的工作原理。2.能正確識讀三速異步電動機(jī)控制電路的原理圖、接線圖和布置圖。能力目標(biāo):1.會按照工藝要求正確安裝三速異步電動機(jī)控制電路。2.能根據(jù)故障現(xiàn)象,檢修三速異步電動機(jī)控制電路。

一、三速異步電動機(jī)定子繞組的連接

三速異步電動機(jī)有兩套定子繞組,分兩層安放在定子槽內(nèi),如圖13－7所示。第一套繞組(雙速)有七個出線端U1、V1、W1、U3、U2、V2、W2,可作△或YY連接;第二套繞組(單速)有三個出線端U4、V4、W4,只作Y形連接。分別改變兩套定子繞組的連接方式(即改變磁極對數(shù))時(shí),電動機(jī)就可以得到三種不同的轉(zhuǎn)速。圖13－7三速異步電動機(jī)的兩套定子繞組

三速異步電動機(jī)定子繞組的三種接線方式如圖13－8(a)、(b)、(c)所示,具體接線方法見表13－3。圖中,W1和U3出線端分開的目的是,當(dāng)電動機(jī)定子繞組接成Y形中速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),避免在△形接法的定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。圖13－8三速異步電動機(jī)定子繞組接線圖

二、三速異步電動機(jī)控制電路

1.接觸器控制三速異步電動機(jī)控制電路

按鈕和接觸器控制三速異步電動機(jī)控制電路如圖13－9所示。其中,SB1、KM1控制電動機(jī)△形接法下低速運(yùn)轉(zhuǎn);SB2、KM2控制電動機(jī)Y形接法下中速運(yùn)轉(zhuǎn);SB3、KM3控制電動機(jī)YY形接法下高速運(yùn)轉(zhuǎn)。圖13－9按鈕接觸器控制三速異步電動機(jī)控制電路圖

電路的工作原理如下:

(1)△形低速啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。

合上電源開關(guān)QF。

按下SB1→KM1線圈得電→KM1觸頭動作→電動機(jī)M第一套定子繞組出線端U1、V1、W1(U3通過KM1常開觸頭與W1并接)與三相電源接通→電動機(jī)M接成△形低速啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)低速轉(zhuǎn)中速運(yùn)轉(zhuǎn)控制。

先按下停止按鈕SB4→KM1線圈失電→KM1觸頭復(fù)位→電動機(jī)M失電→再按下SB2→KM2線圈得電→KM2觸頭動作→電動機(jī)M第二套定子繞組出線端U4、V4、W4與三相電源接通→電動機(jī)M接成Y形中速運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)中速轉(zhuǎn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)控制。先按下停止按鈕SB4→KM2線圈失電→KM2觸頭復(fù)位→電動機(jī)M失電→再按下SB3→KM3線圈得電→KM3觸頭動作→電動機(jī)M第一套定子繞組出線端U2、V2、W2與三相電源接通(U1、V1、W1、U3則通過KM3的三對常開觸頭并接),電動機(jī)M接成YY形高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

該電路的缺點(diǎn)是在進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換時(shí),必須先按下停止按鈕SB4后,才能再按相應(yīng)的啟動按鈕變速,操作不方便。

2.時(shí)間繼電器控制三速異步電動機(jī)控制電路

時(shí)間繼電器控制三速異步電動機(jī)控制電路如圖13－10所示。其中,SB1、KM1控制電動機(jī)△接法下低速啟動運(yùn)轉(zhuǎn);SB2、KT1、KM2控制電動機(jī)從△接法下低速啟動到Y(jié)接法下中速運(yùn)轉(zhuǎn)的自動變換;SB3、KT1、KT2、KM3控制電動機(jī)從△接法下低速啟動到Y(jié)接法下中速,再過渡到Y(jié)Y接法下高速運(yùn)轉(zhuǎn)的自動變換。圖13－10時(shí)間繼電器控制三速異步電動機(jī)控制電路圖

電路的工作原理如下:

(1)△形低速啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。

合上電源開關(guān)QF。

(2)△形低速啟動Y形中速運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)△形低速啟動Y形中速運(yùn)轉(zhuǎn)過渡到Y(jié)Y形高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

(4)停止控制。

按下SB4即可完成停止控制。

一、時(shí)間繼電器控制三速異步電動機(jī)控制電路的安裝與檢修

1.繪制元件布置圖和接線圖

根據(jù)圖13－10所示時(shí)間繼電器控制三速異步電動機(jī)控制電路原理圖,請讀者自行繪制其元件布置圖和安裝接線圖,在此不再贅述。

2.元器件規(guī)格、質(zhì)量檢查

(1)檢查各元器件、耗材與表13－4中的型號規(guī)格是否一致。

(2)檢查各元器件的外觀是否完整無損,附件、備件是否齊全。

(3)用儀表檢查各元器件和電動機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合要求。

3.根據(jù)元件布置圖安裝和固定低壓電器元件

元器件檢查完畢后,按照自己繪制的元件布置圖安裝和固定電器元件。

4.根據(jù)電氣原理圖和安裝接線圖進(jìn)行行線槽配線

元件安裝完畢后,按照圖13－10所示的原理圖和自己繪制的安裝接線圖進(jìn)行板前行線槽配線。

5.電動機(jī)的連接

按照電動機(jī)銘牌上的接線方法,正確連接接線端子。接線時(shí),要看清電動機(jī)出線端的標(biāo)記,掌握其接線要點(diǎn):△形低速時(shí),U1、V1、W1經(jīng)KM1接電源,W1、U3并接;Y形中速時(shí),U4、V4、W4經(jīng)KM2接電源,W1、U3必須斷開,空著不接;YY形高速時(shí),U2、V2、W2經(jīng)KM3接電源,U1、V1、W1、U3并接,最后連接電動機(jī)的保護(hù)接地線。

6.自檢

電路安裝完畢后,在通電試車前必須經(jīng)過自檢。經(jīng)指導(dǎo)教師確認(rèn)無誤后,方可通電試車。自檢的方法及步驟請讀者根據(jù)前面任務(wù)所學(xué),自行分析,在此不再贅述。

7.通電試車

學(xué)生自檢完成后,在教師的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行通電試車。

二、時(shí)間繼電器控制三速電動機(jī)控制電路常見故障的分析及檢修

1.主電路的故障檢修

主電路的故障現(xiàn)象和檢修方法與前面任務(wù)中主電路的故障