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    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍

      发表时间:2019-01-20 18:14  点击次数:

    电动扫路车刀开关控制线路
    刀开关控制线路也即手动控制线路,是最简单的正转控制线路。如图2-9所示为采用刀开 关的控制线路。电路中QS为刀开关,FU为熔断器,电动机电源的接通与断开,是通过人工 操作刀开关来实现的。由于刀开关QS在接通与断开电路时会产生严重的电弧,所以采用刀开
    关的控制线路,一般仅用于容量在lOkW以下的电动机,如三相电风扇和砂轮机等设备常采用 这种线路。这种线路的工作原理很简单:当启动时,只需把刀开关QS合上,使电动机M接 通电源,则电动机启动运转。停车时只需要把刀开关QS断开,切断电动机的电源,贝IJ电动机 停转。线路中的熔断器FU只能起短路保护作用,而达不到过载保护目的。
    刀开关控制线路结构简单,但在电动机启动和停转较频繁的场合,使用很不方便,且不 安全。操作劳动强度也较大。此外,这种控制线路有一个致命的缺点就是无法实现自动控制和 遥控。这是由于线路本身只有主电路而没有辅助电路造成的,这往往使线路中的电气元件和设 备只能安装在同一个工作室内,从而严重地限制了它的应用范围。
    如图2-10所示为采用转换开关的控制线路。从原理上来说,转换开关与刀开关无本质的 区别,所不同的是刀开关比较笨重,使用时占用的面积较大,而转换开关则比较灵活,它的三 相刀闸立体地安装在密闭的胶盒中,其接通与断开通过手柄的旋转来操作,使用时占用的面积 小,该线路与图2-9线路比较,有一定的改进,但是前者的大部分缺陷在这里依然存在。
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    电动扫路车点动控制线路
    机械设备中如机床在调整刀架、试车,吊车在定点放落重物时,常常需要电动机短时的 断续工作,即需要按下按钮,电动机就转动,松开按钮,电动机就停转。实现这种动作特点的 控制就叫点动控制。
    如图2-11所示为采用带有灭弧装置的交流接触器的点动控制线路图,此电路是由刀开关 QS,熔断器FU,启动按钮SB,接触器KM及电动机M组成的。接触器的主触头是串接在主 线路中的。
    需要点动时,先合上开关QS,这时电动机M尚未接通电源。按下启动按钮SB,接触器 线圈KM得电,使衔铁吸合,带动接触器常开主触头闭合,电动机接通电源便转动起来。当 松开启动按钮SB时,按钮在复位弹簧作用下恢复到常开状态,使接触器线圈断电,这时接触 器的常开主触头恢复到常开状态。电动机因失电停止转动。如此按下、松开按钮SB,就可使 电动机接通、断幵电源,实现点动控制。就作用而言,这里的接触器常开主触头相当于刀开关 的刀闸,起着接通、断开电动机电源的作用。电动机接通电源运转时间的长短完全由启动按钮 SB按下的时间长短决定。
    该线路与前面图2-9和图2-10的电路相比较,已经有了主电路与辅助电路,但是其辅助 电路尚不够完整,所以也无法实现电动机的遥控和自控。另外,要想使电动机长期运行,启动 按钮SB必须始终处于按下状态,这个要求对生产过程来说是不可行的。
    此控制电路中辅助电路的电源受主电路中熔断器的控制。这样在电动机点动运行过程 中,一旦L,、L2两相中的任一相熔断器溶断,即使启动按钮SB —直被按着,接触器线圈也
    会失电而被迫释放,从而使电动机切断电源停转。因此减少了电动机的单相运行(走单相)的 机会。线路的这个特点,是因为辅助电路的电源引自主电路熔断器之后的缘故,若是改为熔断 器之前引出,这个特点就不存在了。
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    点动控制线路已经有主、辅电路之分。
    辅助电路接在主电路熔断器之后,可减少电动机走单相的机会。 点动控制电路的缺点是:电动机不能实现长期运行。
    2.2.3自锁正转控制线路
    点动控制线路解决了刀开关手动控制线路的一些缺点。但是带来的问题也是明显的,要 想使电动机长期运行,启动控制按钮SB必须始终用手按住。如何实现启动按钮按下之后立即 松开而电动机长期运转?由前面学习的接触器的知识知道,接触器除具有三个常开主触头之 外,另外还有数个常开或常闭的辅助触头。这些辅助触头同主触头一样,均由衔铁的吸合与否 使之闭合和断开。也就是说,当接触器线圈得电之后,除三个常开主触头闭合外,其辅助的常 开触头要闭合,而常闭的辅助触头也要断开。根据这个特点,用户可用接触器中的一对常开辅 助触头取代启动按钮按下的位置,即将接触器常开辅助触头KM并接在启动按钮SB两端,如 图2-12所示。在这个控制线路中,接触器线圈一旦在启动机按钮SB按下之后得电,它的辅 助常开触头就闭合,这时若启动按钮复位(断开)之后,接触器线圈也会通过与启动按钮并接 的常开辅助触头继续得电,电动机也照常运行。像这种依靠接触器自身常开辅助触头而使线圈 保持通电的现象,称“自保持”或“自锁”。起自锁作用的常开辅助触头称为“自锁触头”。自
    锁的含义是:利用接触器自身常开辅助触头闭合的这把“锁”来锁住线圈本身的电源。
     
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    图2-12自锁控制线路
    控制线路采用了自锁辅助触头之后,原来必须始终按着的启动按钮的问题解决了,但是 新的问题又出现了,电动机虽然能长期运转下去了,但是如何使运转的电动机停转呢?
    自锁触头能够锁住线圈的电源,是接触器线圈与自锁触头密切配合和互相依赖的条件。 只要设法在短时间内使它们的配合中断,自锁作用就会消失。为了达到这个目的,可以 在接触器线圈的电路中串接一只常闭按钮SB2,如图2-13所示。这样欲使正在运转的电动机 停止运转,只须按下SB2按钮,迫使接触器线圈断电释放,电动机就自然停止运转。此时即使 SB2按钮恢复常闭状态,由于自锁触头已经恢复到常开位置,接触器线圈不会再通电,所以电
    动机也不会再运转。要想使电动机再次运转,必须重新按动启动按钮
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    图2-13正转控制线路
    根据SB2按钮在控制线路中的作用,称之为停止按钮。图2-13控制线路为具有自锁功能 的正转控制线路图。线路能连续长期运行,又可停止运行。
    图2-13控制过程:
    合上电源开关QS—按下启动按钮一按下停止按钮SB2—拉下电源开关QS
    下面分别分析启动、停止两过程。 启动.•合上电源开关QS。
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    停止:拉下总开关QS。
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    例2.1分析如图2-14所示的控制线路,停止按钮SB2是否起到了应有的作用,位置安 排是否合适。
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    解从线路本身来看,图2-14 (a)、(b)所示控制线路SB2都能起到切断接触器线圈电 源的作用。当控制线路中有多个接触器或磁力启动器线圈需要断开其电源时,这种安装排列就 有不妥之处,即此时在按下SB2停止按钮时,其他的线圈的电源就不一定断开。为了使这只 SB2按钮的安排与绝大多数控制线路相一致,在单向运行的控制线路中,它的位置就应选择图 2-13所示的装置,即停止按钮SB2应接在公共线路上。
    图2-13控制线路有自锁作用,电机可实现长期运行。
    想想看,起自锁作用的辅助触头,应是接触器的常开触头还是常闭触头,连接 在控制线路的什么位置。
    启动按钮应为常开触头,停止按钮应为常闭触头。
    2.2.4连续控制与点动控制
    图2-13的控制线路,弥补了图2-11点动控制线路的缺陷。但是,机床设备在正常工作 时,电动机一般都处于长期的连续运转状态下工作,机床往往又需要试验各部件的动作情况以 及进行工件和刀具之间的调整工作,这就要求控制线路能实现这种控制特点,即控制线路不仅 能连续控制电动机,而且又能实现点动控制线路。如图2-15所示的控制线路就是连续控制与 点动控制线路。
    图2-15 (a)所示的控制电路的连接方法,是在图2-13连续单向运转控制线路的基础上,
    在自锁常开触头的线路中串联上点动/连续运转控制开关QS。 电路连续运转时,开关QS先闭合:
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    图2-15具有点动控制功能的正转控制线路
    点动控制时,开关QS先断开:
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    ■图2-15 (a)控制线路实现点动/连续控制,是因为开关QS的作用。QS闭合:
    时,使自锁电路正常工作,线路实现自锁连续控制;QS断开时,自锁触头不能实J
    :现自锁功能,线路只能实现点动控制。想想看,为什么有了开关QS,既可实现点动控制,又可实现连续控制。
    ; 根本原因是:QS闭合时,自锁作用存在,线路实现连续控制;QS断开时,自锁作用消失,线路只能实现点动
    由此可见,要想实现点动控制只需要破坏线路中的自锁功能,即可实现点动控制。在这 种基础上,如果在自锁正转控制线路的基础上,增加一个复合按钮sb3,也能达到连续与点动 控制同时存在的目的。其中复合按钮sb3的常闭触头与自锁触头串联,常开触头并联在启动按 钮两端,如图2-15 (b)所示。它的工作过程是:当需要连续控制时,只要按动启动按钮SBi 就可实现,复合按钮中的常闭触头使自锁电路正常工作。电路实现自锁连续控制,要电动机停 转时,只需要按动停止按钮SB2即可完成。线路需要点动控制时,要按动点动控制按钮(复合 按钮)SB3,因为它的常闭触头首先断开,切断自锁电路,紧接着常开触头闭合,使接触器线 圈得电,电路实现点动运行。当松开点动按钮SB3时,复合按钮的常开触头首先断开,使接触 器线圈KM断电,自锁触头KM首先复位断开,而后SB3的常闭触头才复位闭合,电路完成 点动控制工作。
    电动扫路车单向运行电路的保护环节
    1. 短路保护
    图2-15所示的连续/点动控制线路中,主电路串联的熔断器,就具有短路保护功能,且只 能起短路保护作用,而达不到过载保护的目的,原因是这里的熔断器规格,必须根据电动机启 动电流的大小来适当选择;另一方面是由熔断器保护特性的滞后性与分散性所决定的。所谓滞 后性,是指当熔断器流过的电流为其额定电流的1.3倍以下时,熔断器并不可能溶断,而当流 过的电流为其额定电流的1.6倍时,则需要一个小时才能熔断。所谓分散性,是指各种规格的 熔断器的特性曲线差异较大,即使是同一规格的熔断器,其特性曲线也往往有很大的不同。
    2. 失压、欠压保护
    欠压是指线路电压低于电动机应加的额定电压。这样的后果是电动机电磁转矩要降低, 转速随之下降,会影响电动机正常工作,欠电压严重时还会损坏电动机,发生事故。在具有接 触器自锁的控制线路中,当电动机运转时,电源电压降低到一定值(一般指降低到额定电压
    85%以下时),使接触器线圈磁通减弱,电磁吸力不足,动铁芯在反作用弹簧的作用下释放, 自锁触头断开,失去自锁,同时主触头也断开,使电动机停转,得到欠压保护。当电动机运行 时,由于外界的原因,突然断电后又重新供电,在未加防范的情况下会造成危害。例如,前述 的手动正转控制线路(无接触器自锁装置),断电时,若没有及时切断电源开关,在电源重新 供电时,生产设备会突然在带有负载或操作人员没有充分准备的情况下开车,这将导致各种可 能的设备和人身事故,我们把防止这类事故的保护称为失压保护或零压保护。而带有接触器自 锁的控制线路就具有这种功能。在电源临时停电又恢复供电时,由于自锁触头已经断开,控制 电路不会自行接通,接触器线圈没有电流通过,常开主触头不会闭合,因而电动机就不会自行 启动运转,可避免事故的发生。只有在操作人员有准备的情况下再次按下启动按钮,电动机才 能启动,从而保证人身和设备的安全。
    事实上,凡是具有接触器自锁环节的控制线路,其本身都具有失压和欠压保护作用。
    3.过载保护
    前面我们学习的电路虽具有短路保护、欠压保护和失压保护,但是还不够。我们在线路 设置过载保护电路,通常的方法是在电路中设置热继电器。热继电器应该怎样设置,才能使它 在电动机任何一相发生过载时都能起到保护作用呢?
    大家知道,电动机过载的原因基本上有两个方面:①电动机轴上的机械负载超过了电动 机本身的能力;②三相电源中有一相断线或熔断器熔断。对于第一种原因所引起的过载,一 般来说,电动机的三相电流是同时升高的,也就是说它的电流仍然是平衡的。保护这种过载的 措施,只要在电动机任意一根负荷线上,串接一只热继电器的热元件就可以了。但是对于后一 种原因而引起的过载,这个措施在某种情况下就往往无能为力。例如,在电动机运转过程中, 恰好在装设热元件的那一相发生断线或熔断器熔断,此时电动机有可能还继续运转,即所谓的 单相运行。由于电动机轴上的机械负载并没有减小,其他两相的定子绕组电流必增加,时间一 长,电动机的绝缘受到了破坏,甚至烧毁电动机。为了避免后一种原因而引起的过载运行,必 须在电动机任意两相的负荷线上,分别串接热继电器的热元件,如图2-18所示。此时电动机 之所以能够避免上述的过载运行,是因为在任何一相发生断线或熔断器溶断时,至少有一只热 元件上流过过载电流,其双金属片便弯曲并使它的常闭触点断开,于是接触器线圈的电路被切 断,电动机立即停止运行,从而达到过载保护的目的。
    电动扫路车正转控制线路的技术方法介绍
    阁2-18具有短路过载保护环节的正转控制线路
    为了提高热继电器对三相不平衡过载电流保护的灵敏度,可以在电动机的三相负荷线上 均装设一只热元件,即选用具有三只热元件的热继电器。
    在图2-18的控制线路中,熔断器FU,热继电器FR和接触器KM的电磁铁及线圈等电气 元件,构成了短路保护、过载保护、欠压保护和失压保护等,我们把这些元件及其电路统称为
    控制线路的保护环节。
    短路保护是通过熔■断器实现的。
    失压、欠压保护是依靠接触器工作特点实现的。
    过载保护是通过热继电器实现的。
    想想看:为什么热继电器的热元件,必须在电动机的任意两相负载线上连接。
     

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