项目5——安装与检修隧道通风换气扇控制线路(任务3)

项目5 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,知识目标 熟悉中间继电器和速度继电器的功能、结构与型号，技术参数、选用方法和安装与使用方法。 熟悉中间继电器和速度继电器的工作原理，及其在电气控制设备中的典型应用。 熟悉三相交流异步电动机的制动方法、制动原理及其在电气控制设备中的典型应用。,项目5 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,技能目标能参照低压电器技术参数和控制要求选用常见中间继电器、速度继电器。会正确安装和使用中间继电器、速度继电器，能对其常见故障进行处理。会分析三相交流异步电动机制动控制线路的工作原理。能根据要求安装与检修隧道通风换气扇控制线路。能够完成工作记录、技术文件存档与评价反馈。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,一、识读机械制动控制线路 制动是利用机械装置，使电动机在切断电源后快速停转的方法。常用的机械制动方法有电磁抱闸制动器制动和电磁离合器制动两种。常用的电磁抱闸制动器分为断电制动型和通电制动型两种。 1识读断电型电磁抱闸制动控制线路 电磁抱闸制动器主要由制动电磁铁和闸瓦制动器组成。制动电磁铁由铁芯、衔铁和线圈组成，闸瓦制动器由闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等部分组成，闸轮与电动机装在同一根轴上。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,图5-3 电磁抱闸制动器,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,图5-4 断电型电磁抱闸制动控制线路电路图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,线路的工作原理如下，合上电源开关QS。 按启动按钮SB1，接触器KM线圈得电动作，KM主触头和自锁触头闭合，电动机M和电磁抱闸制动器YB线圈同时得电。电磁抱闸制动器的衔铁与铁芯吸合，衔铁克服弹簧的拉力，迫使制动杠杆向上移动，闸瓦松开闸轮；电动机通电启动到正常运转；当按下停止按钮SB2时，KM线圈失电，电动机的电源被切断，同时电磁抱闸制动器的线圈也断电，衔铁释放，在弹簧拉力的作用下，使闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机迅速被制动停转。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,这种制动方式在电源切断时才起制动作用，在起重机械上广泛采用。其优点是能够准确定位，同时可防止电动机突然断电时重物自行坠落。但由于抱闸制动器线圈耗电时间与电动机运行时间一样长，所以不够经济。 另外，由于抱闸制动器在切断电源后的制动作用，使手动调整工作很困难。 因此，对电动机制动后需要手动调整工件位置的机床设备不能采用此法，而是采用下面的通电型电磁抱闸制动。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,2识读通电型电磁抱闸制动控制线路 通电型电磁抱闸制动控制线路电路图如图5-5所示。,图5-5 通电型电磁抱闸制动控制线路电路图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,2识读通电型电磁抱闸制动控制线路 当电动机得电运转时，电磁抱闸制动器线圈断电，闸瓦与闸轮分开，无制动作用；当电动机失电需要停转时，电磁抱闸制动器线圈通电，闸瓦紧紧抱住闸轮制动。当电动机处于停转状态时，电磁抱闸制动器的线圈也无电，闸瓦与闸轮分开，这样操作人员就可以用手扳动主轴进行调整工件、对刀等操作。,图5-5 通电型电磁抱闸制动控制线路电路图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,3电磁离合器制动原理 电磁离合器制动原理与电磁抱闸制动器制动原理类似，电动葫芦的绳轮、X62W型万能铣床的主轴电动机等常采用这种制动方法。断电制动型电磁离合器的结构示意图，如图5-6所示。 下面以电动葫芦中使用的电磁离合器为例介绍。,图5-6 断电制动型电磁离合器的结构示意图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,3电磁离合器制动原理 电动机静止时，励磁线圈不通电，制动弹簧将静摩擦片紧紧压在摩擦片上，此时电动机通过绳轮轴被制动。当电动机通电运转时，励磁线圈也同时通电，电磁铁的动铁芯被静铁芯吸合，使静摩擦片与动摩擦片分开，动摩擦片连同绳轮轴在电动机的带动下正常启动运转。当电动机切断电源时，励磁线圈也同时断电，制动弹簧产即将静摩擦片连同铁芯推向转动着的动摩擦片，强大的弹簧张力迫使动、静摩擦片之间产生足够大的摩擦力，使电动机断电后立即受制动停转。 其控制线路与图5-5基本相同。,图5-6 断电制动型电磁离合器的结构示意图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,二、识读电力制动控制线路 电力制动是在电动机需要停转时，产生一个和电动机旋转方向相反的电磁转矩（制动转矩），使电动机迅速制动停转。常用的方法有反接制动、能耗制动、电容制动、回馈制动。 1识读反接制动控制线路 依靠改变电动机定子绕组的电源相序而产生制动转矩，迫使电动机迅速停转的方法称为反接制动。单向启动反接制动控制线路电路图，如图5-7所示。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,图5-7 单向启动反接制动控制线路电路图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,1识读反接制动控制线路 电动机单向启动时，合上电源开关QS，按下启动按钮SB1，接触器KM1线圈得电，其主触头和自锁触头闭合，电动机M启动运行。当电动机M的转速升高到一定数值时，速度继电器KS的常开触头自动闭合，为反接制动作准备。 需要停转时，按下停止按钮SB2，SB2的常闭触头先断开，接触器KM1线圈断电释放，其主触头断开，电动机M失电惯性运转；同时SB2的常开触头闭合，接触器KM2线圈得电，其主触头闭合，串接限流电阻器R进行反接制动，电动机M产生一个与旋转方向相反的电磁转矩，即制动转矩，迫使电动机转速迅速下降；当电动机M转速降到100r/min以下时，速度继电器KS的常开触头断开，接触器KM2线圈失电，电动机M断电后停止运转。同时也防止了电动机反向启动。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,1识读反接制动控制线路 反接制动的优点是制动力强，制动迅速。其缺点是制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零部件，制动能量消耗大，不宜经常制动。 因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大、不经常启动与制动的场所，如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动控制。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,指点迷津：反接制动限流电阻的作用 电动机反接制动时，由于旋转磁场与转子的相对转速很高，所以转子绕组中感应电流很大，致使定子绕组中的电流很大，一般约为电动机额定电流的10倍左右。 因此，反接制动适用于10kW以下小容量电动机的制动，并且对4.5kW以上的电动机进行反接制动时，需在定子绕组回路中串入限流电阻R，以限制反接制动电流。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,2识读能耗制动控制线路 能耗制动是在电动机切断交流电源后，通过立即在定子绕组的任意两相中通入直流电，以消耗转子惯性运转的动能来进行制动，所以又称为动能制动。 对于容量为10kW以上的电动机，多采用有变压器单相桥式整流能耗制动自动控制线路，其电路图如图5-8所示。其中，直流电源由单相桥式整流器VC供给，TC是整流变压器，电阻RP用来调节直流电流，从而调节制动强度，整流变压器一次侧与整流器的直流侧同时进行切换，有利于提高触头的使用寿命。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,图5-8 有变压器单相桥式整流单向启动能耗制动自动控制线路电路图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,2识读能耗制动控制线路 能耗制动的优点是制动准确、平稳，且能量消耗较小。其缺点是需要附加直流电源装置，设备费用较高，制动能力较弱，在低速时制动力矩小。 因此能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场所，如磨床、立式铣床等的控制线路中。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,3识读电容制动控制线路 当电动机切断交流电源后，通过立即在电动机定子绕组的出线端接入电容器迫使电动机迅速停转的方法叫电容制动。 电容制动的原理是：当旋转着的电动机断开交流电源时，转子内仍有剩磁。随着转子的惯性转动，形成一个随着转子转动的旋转磁场。该磁场切割定子绕组产生感应电动势，并通过电容器回路形成感应电流，这个电流产生的磁场与转子绕组中的感应电流相互作用，产生一个与旋转方向相反的制动力矩，使电动机受制动迅速停转。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,图5-9 电容制动控制线路电路图,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,3识读电容制动控制线路 电阻R1是调节电阻，用以调节制动力矩的大小，电阻R2为放电电阻。经验证明，对于380V、50Hz的三相笼型异步电动机，每千瓦每相约需要150mF左右，电容器的耐压应不小于电动机的额定电压。 实践证明，对于5.5kW、形接法的三相笼型异步电动机，无制动停车时间为22s，采用电容制动后其停车时间仅需要1s；对于5.5kW、Y形接法的三相笼型异步电动机，无制动停车时间为36s，采用电容制动后其停车时间仅需要2s。所以电容制动是一种制动迅速、能量损耗小、设备简单的制动方法，一般用于10kW以下的小容量电动机，特别适用于存在机械摩擦和阻尼的生产机械和需要多台电动机同时制动的场所。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,4认识回馈制动工作原理 回馈制动又称为再生发电制动，主要用在起重机械和多速异步电动机上。下面以起重机械为例说明其工作原理。 当起重机在高处开始下放重物时，电动机转速n小于同步转速n1，这时电动机处于电动运行状态，其转子电流和电磁转矩的方向如图5-10（a）所示。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,4认识回馈制动工作原理 但由于重力的作用，在重物的下放过程中，会使电动机的转速大于同步转速n1，这时电动机处于发电制动状态，转子相对于旋转磁场切割磁力线的运动方向发生了改变，其转子电流和电磁转矩的方向都与电动机运行时相反，如图5-10（b）所示。可见电磁力矩变为制动力矩限制了重物的下降速度，保证了设备和人身的安全。,任务3 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,4认识回馈制动工作原理 对于多速电动机变速时，如果电动机由2极变为4极，定子旋转磁场的同步转速n1由3 000r/min变为1 500r/min，而转子由于惯性仍以原来的转速n（接近3 000r/min）旋转，此时n>n1，电动机处于发电制动状态。 回馈制动是一种比较经济的制动方法，制动时不需要改变线路即可从电动机运行状态自动地转入发电制动状态，把机械能转换为电能，再回馈到电网，节能效果显著。但存在着应用范围较窄，仅当电动机转速大于同步转速时才能实现制动的缺点，所以常用于在位能负载作用下的起重机械和多速异步电动机由高速转为低速时的情况。,技能训练场15 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,任 务 描 述 小张接到了维修电工车间主任分配给他的工作任务单，要求安装“设计、安装隧道通风换气扇控制线路”。 该换气风扇电动机的主要技术参数：型号Y132M-4，额定功率4kW，额定工作电流8.8A，额定电压380V，额定频率50Hz，接法，1 440r/min，绝缘等级B级，防护等级IP23。,技能训练场15 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,1训练目标 （1）能设计隧道通风换气扇控制线路。 （2）会安装与检修隧道通风换气扇控制线路。 2实训过程 （1）设计隧道通风换气扇控制线路，要求符合下列条件： 1）风扇电动机能够正反转运行，使隧道能够换气通风。 2）风扇电动机换向时，先按停止按钮，利用反接制动使风扇迅速转停后，才能换向启动，同时由速度继电器控制制动时间。 3）有必要的短路、过载、欠压、失压等保护功能。 注：若所设计的隧道通风换气扇控制线路不符合要求，不得进行安装训练。允许向指导教师要求提供符合要求的控制线路电路图，但应适当扣分。,技能训练场15 安装与检修隧道通风换气扇控制线路,指点迷津：隧道通风换气扇控制线路的设计 （1）换气扇要求能够正反转，可见其主电路与正反转控制线路主电路相同； （2）换气扇控制电路与正反转控制线路相似，必须具有接触器联锁功能； （3）由于反接制动由速度继电器控制，而换气扇要求能够正反转，所以速度继电器必须选择有正转、反转时能够闭合的触头； （4）当按下停止按钮时，通过速度继电器的触头，使相反方向旋转的接触器线圈得电，实施反接制动，并由速度继电器来控制反接制动。 （5）控制线路中必须安装热继电器作为过载保护，熔断器作为短路保护，而失压和欠压保护由于使用了接触器，就具有了失压和欠压保护功能。 符合设计要求的控制线路电路图，如图5-11所示。,