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1、项目一 C6250型车床电气控制系统的安装与调试,（1）能识读和绘制C6250型车床电气控制系统原理图、安装接线图。（2）能借助手册及相关资料，进行电器元件的选择与质检；（3）能根据电气原理图及技术要求，进行控制箱的安装布线及调试。（4）能分析一般生产机械设备电气控制系统的故障原因并能正确检修。（5）能编写电气技术文件。,项目导入,C6250型车床是一种应用极为广泛的金属切削通用机床，其主要用于车削外圆、内圆、端面、螺纹和成形表面，也可通过尾架进行钻孔和铰孔等加工，它的加工范围较广，但自动化程度较低，适用于小批量生产及修配车间使用。,（一）主要结构及运动形式,C6250型车床的外形如图1-1所
2、示，主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杆和丝杆等部组成。,图1-1 C6250型车床结构,车床有两个主要运动：一是卡盘或顶尖带动工件的旋转运动，即车床的主运动，由主电动机通过皮带传到主轴箱带动旋转；二是溜板箱带动刀架的直线进给运动，进给运动也是由主轴电动机经过主轴箱输出传给进给箱，再通过光杆将运动传给溜板箱。车床工作时，大部分功率消耗在主运动上，刀架的进给运动所消耗的功率很小。,（二）电气控制要求,C6250型车床共有两台三相异步电动机，即主轴电机M1、冷却泵电机M2。从车削工艺要求出发，对电机的控制要求如下：（1）主轴电机M1（功率为11KW）：由它完成主运动和进给运动的
3、驱动。要求：可实现正、反转，且采用Y-降压起动。（2）冷却泵电机M2（功率为0.25KW）：拖动冷却泵供出冷却液。采用直接起动、单向连续运行。（3）必须有过载、短路、欠压和失压保护（4）具有安全的局部照明装置。（三）C6250型车床电气控制电路C6250型车床的电气原理图如图1-2所示。,C6250型车床的电气原理图,任务一、冷却泵电动机控制电路安装与调试,知识点 常用低压电器的功能、符号和选择原则 电路图绘制原则 电机单向连续运行电路原理 电路安装工艺和布线原则 技能点 识别常用低压电器元件，能检测电器元件的好坏 识读单向连续运行电路图 能根据电路图正确安装与调试电路,任务导入,车床车削加工
4、时，需用冷却液对刀具和工件进行冷却。为此，设有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵供出冷却液体。冷却泵电动机容量较小，采用直接起动、单向连续运行。,相关知识,凡是能自动或手动接通和断开电路，以及对电路或非电路现象能进行切换、控制、保护等元器件统称为电器。按工作电压高低，可分为高压电器和低压电器。低压电器是指工作在交流1200V、直流1500V及以下电压的电器。低压电器种类很多。按动作方式可分为手动操作和自动切换电器。前者主要用手直接操作来进行切换；后者依靠本身参数的变化或外来信号的作用自动完成接通或分断等动作。按用途可分为低压控制电器和低压配电电器两大类。低压控制电器是指电动机完成生产机械要求的起动、
5、调速、反转和停止所用的电器；低压配电电器是指用于电能的输送和分配的电器。,（一）涉及的新元器件介绍,1按钮按钮是一种用来接通或分断小电流电路的手动控制电器。由于按钮的触点允许流过的电流较小，一般不超过5A，因此不能直接用它操纵主电路的通断，而是在控制电路中，通过它发出“指令”去控制接触器或继电器等，再由它们去控制主电路的通断。（1）结构按钮的种类很多，有按揿式、钥匙式和旋钮式等，如图2-1（a）所示为常见的按钮外形，图（b）、（c）为按钮的结构和图形符号。按钮主要由按钮帽、复位弹簧、常开触点、常闭触点、接线柱等组成。,图2.1 按钮,（2）型号按钮的型号含义如图2-2所示。生产机械上常用的有L
6、A2、LA10、LA18、LA19、LA20等系列,其中结构形式代号含义如下：K开启式，适用于嵌装在操作面板上；J紧急式，作紧急切断电源用；X旋钮式，用旋钮进行操作，有通和断两个位置；Y钥匙式操作，须用钥匙插入进行操作；D带指示灯式，兼作信号指示。（3）按钮的选用选用按钮时应根据使用场合、所需触点数及按钮帽的颜色等因素考虑，一般红色作为停止按钮，绿色作为启动按钮。,2熔断器,熔断器在控制系统中主要用作短路保护，有时兼作过载保护。使用时要把它串接于被保护的电路中，当电路电流正常时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断，当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，以其自身产生的热量使熔体迅
7、速熔断，从而自动切断电路，起到保护作用。使熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔断器的安秒特性，如图2-3所示，由特性曲线可以看出，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。熔断器的额定电流IfN是指熔断器长期工作而不被熔断的电流。,（1）熔断器结构 熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和熔管（或称熔座）两部分组成，熔体通常用低熔点的铅锡合金材料制成，熔管是安装熔体的外壳，用陶瓷等耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔断器按结构形式分为插入式（RC系列）、螺旋式（RL系列）、有填料封闭管式（RT系列）、无填料封闭管式（RM系列）等。其外形结构及符号如图2-4所示。,（a）插入式（b）螺旋
8、式（c）填料式（d）符号图2-4 熔断器,（2）熔断器型号熔断器的型号含义如图2-5所示。,（3）熔断器主要技术参数 额定电压：指能保证熔断器长期正常工作的电压。其值一般等于或大于电气设备的额定电压。熔断器额定电流：指保证熔断器（指绝缘底座）能长期正常工作的电流。熔体额定电流：指长时间通过熔体而熔体不被熔断的最大电流。极限分断能力：指在规定的工作条件下，能可靠分断的最大短路电流值。,（4）熔断器选择原则熔断器的选择主要是选择熔断器类型、额定电压、熔断器额定电流和熔体额定电流等。熔断器类型的选择根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。例如对于容量较小的照明线路或电动机的保护，
9、宜选用RC1A系列或RM10系列熔断器；对于短路电流较大的电路，宜选用RL系列或RT系列熔断器。熔体额定电流的选择a对电流较平稳、无冲击电流的负载的短路保护，如照明和电热设备等熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。b对电动机负载，要考虑冲击电流的影响，计算方法如下：对于单台电动机，熔体的额定电流IRN应大于或等于1.52.5倍电动机额定电流IN，即：,对于多台电动机，熔体的额定电流IRN应大于或等于其中最大容量的电动机额定电流INmax的1.52.5倍，再加上其余电动机额定电流的总和IN，即：,熔断器额定电压和额定电流的选择 熔断器额定电压应大于或等于线路的工作电压；熔断器的额定电流应大
10、于或等于熔体的额定电流。,3交流接触器,接触器是用于远距离频繁地接通或断开交流主电路及大容量控制电路。接触器是一种自动的电磁式开关，具有欠电压自动释放保护功能，可进行频繁操作，工作可靠，使用寿命长，在电力拖动系统中得到了广泛的应用。图2-6所示为常用的几种接触器。,（1）交流接触器结构交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置三部分组成。CJ10-20型接触器的结构如图所示。,图2.6,电磁系统由线圈、铁心（静铁心）和衔铁（动铁心）三部分组成。其作用原理是：线圈通电时产生磁场，铁心和衔铁都被磁化，衔铁受到电磁力的作用而被吸向铁心；线圈断电后，磁场消失，衔铁在复位弹簧的作用下，回到原位。衔铁带
11、动连接机构运动，从而带动相应触点动作，实现电路的接通或断开。交流电磁机构中通过交变磁通，为减小铁损耗，铁心和衔铁一般用E形硅钢片叠压而成，且线圈制成粗短形，设有骨架与铁心隔离，利于铁心和线圈的散热。由于交流电磁机构中的磁通是交变的，则线圈磁场对衔铁的吸引力也是交变的，当电磁吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁被吸合，反之，衔铁释放。在如此反复地吸合和释放过程中，衔铁会产生强烈的振动和噪音。为消除这一振动现象，可在其铁心的端面上开一槽，嵌入短路铜环（也叫分磁环）,如图2-7所示,触点系统如图2-6所示，交流接触器的触点多采用桥式触点。当接触器未工作时处于接通状态的触点称为常闭触点，当接触器未工作时处于
12、断开状态的触点称为常开触点，常开触点和常闭触点是联动的。当线圈通电时，常闭触点先断开，常开触点后闭合；线圈断电时，常开触点先断开，随后常闭触点恢复闭合。因此，常开触点又称动合触点，常闭触点又称动断触点。交流接触器一般有三对常开主触点，其额定电流较大，用于接通或分断电流较大的主电路，还有两对辅助常开触点和两对辅助常闭触点，它们的额定电流较小，一般为5A，用于接通或分断电流小电流的控制电路。灭弧装置触点在分断大电流电路时，会在动、静触点之间产生较大的电弧。电弧不仅会烧损触点，延长电路分断时间，严重时还会造成相间短路，因此，容量较大（20A以上）的交流接触器均装有陶瓷灭弧罩，以迅速切断触点分断时所产
13、生的电弧。,（2）交流接触器的常用型号和电气符号常用的交流接触器有国产的CJ10、CJ20等系列，以及引进国外技术生产的3TB、3TD等系列。CJ系列接触器的型号及含义如图2-8所示,图2-8 交流接触器的型号含义,接触器的文字符号为KM，图形符号如图2-9所示。,图2-9 接触器符号,（4）接触器的选用 接触器的额定电压应不小于主电路工作电压。应根据控制对象类型和使用场合（参见表2-1），合理选择接触器主触点的额定电流。电磁线圈的额定电压应与所接控制电路的电压相一致。表2-1 触点使用类别,4热继电器,热继电器是一种利用电流的热效应原理工作的保护电器，在电路中用作电动机的过载及断相保护。（1
14、）热继电器结构及工作原理 热继电器的外形结构如图2-10所示，它由热元件、双金属片、触点、复位按钮、导板及推杆等组成。,图2-10 热继电器的结构图1电流整定装置 2复位按钮 3热元件4双金属片 5导板 6常闭触点 7推杆,热元件由电阻丝做成，双金属片由两种热膨胀系数不同的金属片压焊而成。使用时将热元件串接于电动机的主电路中，在电动机正常运行时，热元件通电后产生的热量，虽能使双金属片弯曲，但弯曲程度不大，触点不动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增大，热元件产生的热量使双金属片的弯曲程度超过一定值时，通过导板推动热继电器的触点动作（常闭触点断开，），以切断电路保护电动机。,（2）热继电器的型
15、号热继电器有两极和三极两种，其中三极的又包括带断相保护装置的和不带断相保护装置的。目前常用的有国产的JR16、JR20系列，以及引进国外技术生产的T系列和3UA等系列产品。JR系列热继电器的型号及含义如图2-11所示,图2-11,（4）热继电器的选用选择热继电器主要根据所保护电动机的额定电流来确定热继电器的规格和热元件的电流等级。一般情况下，热继电器的整定电流按电动机额定电流的（0.951.05）倍确定，对于工作环境恶劣、启动频繁的电动机，则按电动机额定电流的（1.11.5）倍确定。另外，应根据电动机定子绕组的连接方式选择热继电器的结构形式，即Y形连接的电动机选用三相结构的热继电器，形连接的电
16、动机应选用三相带断相保护装置的热继电器。,5刀开关,刀开关是一种手动电器，广泛应用于照明电路及配电设备做隔离电源用，有时也用作小容量（5.5KW）电动机电路的不频繁启、停控制开关。闸刀开关按刀片数分为单极、双极和三极。如图2-12所示为刀开关的外形结构图及符号，此种开关装有熔丝，可起短路保护。,图2-12 闸刀开关,闸刀开关在安装时，合闸时手柄要向上，不得倒装或平装，以防发生误合闸事故。接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端。HK系列刀开关的型号含义如图2-13所示。,6低压断路器,低压断路器又称自动空气开关。它集控制和多种保护功能于一身，除能完成接通和分断电路外，还具有短路、过载及欠压等
17、保护功能，能自动切断故障电路，保护用电设备的安全。低压断路器按其结构不同，可分为万能式和装置式（又称塑壳式）两种。万能式断路器用作配电线路的保护开关；装置式断路器用作配电电网的保护和电动机、照明电路及电热器等的控制开关。,图2-14 低压断路器结构示意图及符号1、9弹簧 2主触点 3锁键 4搭钩 5轴 6电磁脱扣器 7杠杆 8、10衔铁 11欠压脱扣器 12双金属片 13热元件,装置式低压断路器的外形、结构示意图及符号如图2-14所示，主要由触点及灭弧装置、操作机构、各种脱扣器等组成。其中，脱扣器是断路器的核心，可人为整定其动作值，包括电磁脱扣器（短路保护）、热脱扣器（过载保护）、欠压脱扣器（
18、欠压、失压保护）等种类。若主电路发生过载或短路时，电流超过热脱扣器或电磁脱扣器动作电流时，双金属片或衔铁8将拨动连杆7，使搭钩与锁键分开，从而切断主电路，实现过载及短路保护。当电路欠压或失压时，欠压脱扣器11的线圈磁吸力减弱，衔铁10释放，顶起连杆7使搭钩与锁键分开切断电路，起到失压保护作用。低压断路器的型号含义如图2-15所示,（二）电气控制线路的绘制原则,电气控制线路图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家统一规定的图形、符号和图线等形式来表示电气系统中各电气设备、元器件的相互连接关系。电气图是电气安装、调试和维修的理论依据。电气图一般分三种：电气原理图、电器布置图、电气安装
19、接线图。1常用电器的图形符号和文字符号电气图形符号的标准，本书采用的是国家标准GB/T4728.113-19962000电气简图用图形符号。表2-2列出了常用电器的图形符号和文字符号。,表2-2 常用电器的图形与文字符号,2电气原理图,电气原理图简称原理图，用来表示电路的工作原理、各种电器元件的作用和相互关系，它涉及电路元器件的实际安装位置和实际连接情况。绘制电气原理图时应遵循以下原则：（1）原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。主电路是指从电源到电动机的大电流通过的路径。辅助电路包括控制电路、照明电路及信号电路等，由继电器和接触器的线圈、触点及按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成。
20、通常主电路画在左边（或上部），辅助电路画在右边（或下部）。（2）原理图中，各电器元件不画实际的外形，而采用国家规定的统一标准符号来画。根据便于阅读的原则，同一电器元件的各部件可不画在一起，但文字符号要相同。（3）所有电器的触点，都应按没有通电和没有外力作用时的开闭状态画出。,（4）原理图中，有直接联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示，无直接联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。（5）原理图中接线端子标记 对主电路，三相交流电源引入线用L1、L2、L3、N、PE标记；经过电源开关后，在出线端子上按相序依此编号为U11、V11、W11，每经过一个电器元件的线桩后，编号要递增，如U12、V12、W1
21、2，U13、V13、W13。单台三相异步电动机的绕组首端分别用U1、V1、W1 标记，绕组末端分别用U2、V2、W2 标记。对于多台电动机，其三相绕组接线端标以1U1、1V1、1W1，2U1、2V1、2W1、来区别。,对控制电路与照明、指示电路，应从上到下、从左到右，逐行用数字依此编号，每经过一个电器元件的接线端子，编号要依此递增。编号的起始数字除控制电路必须从阿拉伯数字1开始外，其他辅助电路依此递增100作起始数字，如照明电路编号从101开始；信号电路编号从201开始等。,3电气安装接线图 电气安装接线图是根据电器元件的实际位置绘制的，主要用于安装接线、电路检修和故障处理。接线图中一般示出如
22、下内容：电器元件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型及截面积等。其中接线端子和导线的编号应与原理图中的标志一致。,（三）冷却泵电机单向连续运行电路,1识读电路图冷却泵电机只需单方向运转，图2-16所示为电动机单向连续运行电路的原理图。图中，QF为低压断路器（又称自动开关），FU1为熔断器，KM为接触器主触点，FR为热继电器热元件，它们与电动机M组成主电路；熔断器FU2、热继电器常闭触点FR、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM的线圈和辅助常开触点组成控制电路。,（1）电路工作原理分析 启动控制：合上开关QF按下启动按钮SB2接触器KM线圈得电衔铁吸合KM主触点闭合电动机M得电启
23、动；KM辅助常开触点闭合即使松开SB2电动机仍能继续运行。停止控制：按下停止按钮SB1接触器KM线圈失电衔铁释放KM所有常开触点断开电动机断电停转。这种依靠接触器自身辅助常开触点来使其线圈保持通电的现象称为自锁或自保，对并联于启动按钮两端的KM辅助常开触点成为自锁触点。（2）线路的保护设置 短路保护：由熔断器FU1、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护。短路时，FU熔体熔断，切断电路，起保护作用。过载保护：由热继电器FR实现电动机的长期过载保护。欠压、失压保护：由接触器KM的自锁环节实现。,2识读安装接线图,3安装布线（1）检查元器件。（2）固定元器件 对照图2-17固定元器件。先裁锯线槽
24、和导轨，并安装固定；再将电器元件卡装在导轨上。固定时，要注意以下两点：固定导轨时要充分考虑到元件位置应排列整齐均匀、间距合理，便于更换；紧固时要用力均匀，紧固程度适当。卡装元件时要注意各自的安装方向，且均匀用力，避免倒装或损坏元件。（3）采用线槽布线安装 按图2-16、图2-17接线，先接主电路，再接控制电路。导线准备好后，按尺寸断线，剥去两端的绝缘皮，套上线号标记，再做好冷压接头后接到端子上。（注意：导线露铜不能过长，冷压接头紧固美观，端子连接要牢靠；线槽外走线要求横平竖直，整齐美观，避免交叉；严禁损伤线芯和导线绝缘。）安装主电路 依次安装L1、L2、L3、N、U11、V11、W11、U12、V12、W12、U13、V13、W13、U、V、W及PE线。安装控制电路。（4）外围设备布线安装 连接外围设备与板上元件时，必须通过接线端子XT对接。安装连接按钮 按照线号与接线端子XT的下端对接。安装电动机 电动机接线盒至安装底板上的接线端子之间使用电缆线连接，注意做好电动机外壳的接地保护。连接三相电源线,
