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三相异步电动机正反转控制线路是职业技工院校电工专业基本典型控制线路,它在实际生产机械电气拖动中经常应用:如龙门吊车主钩升降控制,行走装置前进与后退等;车床主轴电机正转与反转控制;电梯升降控制等。而且,由此派生出许多复杂控制线路和实际应用控制线路,如单向启动反接制动控制,星-角启动反接制动,点动正反转控制,双重互锁正反转控制等。可见熟练掌握三相异步电动机正反转控制电路的重要性,是一切电气控制的基础,是教学关键。根据多年教学实践,我认为应从基本原理、安装调试、运行检测、故障排除、组态控制等几方面教学为宜,为提高现代技工技能水平,把握教学要点,论述如下:
一、三相异步电动机正反转控制线路基本原理
1.继电控制正反转基本原理
合上电源开关QS,按下正转启动按钮FOR,正转交流接触器KM获电自锁,主触头闭合,接通电动机定子绕组电源,相序为UVW,电动机M启动正转运转,按下STOP, KM失电,主触头断开,电动机M断电停转;最后断开QS,正转启动运转过程结束。合上QS,按下反转按钮REV,电动机反转过程与上述相反不再赘述。在基本原理教学中应注意以下几点:(1)接触器联锁触头作用。(2)主电路电源相序改变方式,任意改变电源相序,电动机改变旋转方向。实施科学性、原理性问题浅出而不深入,但提示建议学生课后阅读《电机学》教材,以便触类旁通。(3)过载保护电器KH作用,掌握过载保护概念与应用。(4)同时互串加入按钮常闭触头形成双重互锁使用场合加以说明。(5)利用CAD或Protel99制一份电子原理设计图。
2.PLC控制正反转基本原理
如图1所示,合上电源开关QF,按下SB1,PLC输入继电器X001得到信号并动作,输出继电器Y001动作并保持,接触器KM1线圈获电动作,主触头闭合,电动机正传启动运行;KM1辅助触头闭合,对KM2进行联锁。同理,按下SB2,PLC输入继电器X002得到信号并动作,输出继电器Y002动作,KM2获电主触头闭合,电动机反转启动并运行;KM2辅助触头分断KM1线圈支路进行联锁。按下SB3,KM1或KM2失电,电动机停转。在工作原理分析中,要强调关键器件如KH、互锁触头在电路中作用,为今后维护检修打下理论基础。
二、PLC控制电动机正反转安装调试
1.硬件安装
硬件安装主要包括:PLC输入电路按钮开关安装、PLC安装、PLC输出接触器控制电路安装、主电路安装、电动机线路安装。安装时注意工艺要求,国家电气安装技术规定,根据PLC集成电子设备特点应与接触器电路分块安装,用端子板引线连为一体,保证PLC工作环境温度和防震要求。配线形式硬线明敷式讲究工艺,现在不常用,仅作为初学者基本练习,而今常采用线槽配线方式,整齐美观,槽内敷设软线,一般在教学中,电机轻负载或空载运行,主电路用BVR1.5mm2的铜芯线(黑色),控制电路用BVR1.0mm2的铜芯线(红色),按钮线用BVR0.75mm2的铜芯线(红色),端子板连线与此相对应,电机引线采用YHZ 3×1.5 +1×1.5mm2橡皮电缆线,并采用金属软管保护。接地线一般采用截面不小于BVR1.5mm2的铜芯线(半黄半绿色),主要在平时技能训练中按规范操作的习惯,正反转控制中的主电路部分在教学中要高度重视,采用原理、接线图、实际布线一致而有别方式教学,如原则上在两个接触器输出端可任意调换两相接線。但实际中布线要考虑经济实用,主电路接错或接触器联锁触头接错均会造成两相电源短路故障,后果将会危及人身安全,在通电中必须引起足够重视和采取必要的安全防护措施。其次关于接地线安装,包括控制箱板金属外壳、PLC接地端、按钮外壳、电动机外壳要可靠接地,即接在车间室内专用接地线上,这个环节往往遗忘,但在实际接线中是必须的,否则会引起不良后果。
2.软件安装
软件安装主要指PLC运行程序软件安装或者叫置入,分两个阶段,由浅入深,以FX系列PLC为例,首先用FX-20P-E简易编程器将程序编好后写入,然后将主机上运行开关RUN打开,运行指示灯亮,“PROGE”等不闪烁,程序正确;其次,用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件在计算机上进行编程,并将程序写入PLC。再次,目前广泛采用计算机编程,计算机的RS232C端口与PLC之间必须用指定的电缆线及转换器进行连接。
3.调试运行
在调试通电运行中,认真遵循三步骤,即学生自查、教师检查、监护通电。首先分步检测,断开电动机负载电路,检测PLC及其控制电路,方法A断电后用电阻法检测静态阻值在正常范围之内;B通电试运行控制电路动作正常;连接电动机。在教学中,应注意调试完成后通电运行时,必须由教师在现场监护下完成,将程序写入PLC,验证系统功能是否符合控制要求,如果出现故障,指导学生独立检修排除,锻炼学生分析检修故障的能力,在学生无法排除时,由教师演示分析排除。
综上所述,教师在讲解电动机正反转控制电路中,要思路明确,步骤扼要,深入浅出,环环相扣,使学生体会电路发展过程和技能提高过程,重点结合实际掌握电路应用,还要扩展思路激发学生学习钻研科学技术兴趣。电动机正反转控制线路是基本电路,在实际中得到了广泛应用,教师讲解与指导时,要把握重点,突破难点,为学生掌握更多电气控制技术技能打下坚实的基础。
(作者单位:郑州铁路技师学院)
一、三相异步电动机正反转控制线路基本原理
1.继电控制正反转基本原理
合上电源开关QS,按下正转启动按钮FOR,正转交流接触器KM获电自锁,主触头闭合,接通电动机定子绕组电源,相序为UVW,电动机M启动正转运转,按下STOP, KM失电,主触头断开,电动机M断电停转;最后断开QS,正转启动运转过程结束。合上QS,按下反转按钮REV,电动机反转过程与上述相反不再赘述。在基本原理教学中应注意以下几点:(1)接触器联锁触头作用。(2)主电路电源相序改变方式,任意改变电源相序,电动机改变旋转方向。实施科学性、原理性问题浅出而不深入,但提示建议学生课后阅读《电机学》教材,以便触类旁通。(3)过载保护电器KH作用,掌握过载保护概念与应用。(4)同时互串加入按钮常闭触头形成双重互锁使用场合加以说明。(5)利用CAD或Protel99制一份电子原理设计图。
2.PLC控制正反转基本原理
如图1所示,合上电源开关QF,按下SB1,PLC输入继电器X001得到信号并动作,输出继电器Y001动作并保持,接触器KM1线圈获电动作,主触头闭合,电动机正传启动运行;KM1辅助触头闭合,对KM2进行联锁。同理,按下SB2,PLC输入继电器X002得到信号并动作,输出继电器Y002动作,KM2获电主触头闭合,电动机反转启动并运行;KM2辅助触头分断KM1线圈支路进行联锁。按下SB3,KM1或KM2失电,电动机停转。在工作原理分析中,要强调关键器件如KH、互锁触头在电路中作用,为今后维护检修打下理论基础。
二、PLC控制电动机正反转安装调试
1.硬件安装
硬件安装主要包括:PLC输入电路按钮开关安装、PLC安装、PLC输出接触器控制电路安装、主电路安装、电动机线路安装。安装时注意工艺要求,国家电气安装技术规定,根据PLC集成电子设备特点应与接触器电路分块安装,用端子板引线连为一体,保证PLC工作环境温度和防震要求。配线形式硬线明敷式讲究工艺,现在不常用,仅作为初学者基本练习,而今常采用线槽配线方式,整齐美观,槽内敷设软线,一般在教学中,电机轻负载或空载运行,主电路用BVR1.5mm2的铜芯线(黑色),控制电路用BVR1.0mm2的铜芯线(红色),按钮线用BVR0.75mm2的铜芯线(红色),端子板连线与此相对应,电机引线采用YHZ 3×1.5 +1×1.5mm2橡皮电缆线,并采用金属软管保护。接地线一般采用截面不小于BVR1.5mm2的铜芯线(半黄半绿色),主要在平时技能训练中按规范操作的习惯,正反转控制中的主电路部分在教学中要高度重视,采用原理、接线图、实际布线一致而有别方式教学,如原则上在两个接触器输出端可任意调换两相接線。但实际中布线要考虑经济实用,主电路接错或接触器联锁触头接错均会造成两相电源短路故障,后果将会危及人身安全,在通电中必须引起足够重视和采取必要的安全防护措施。其次关于接地线安装,包括控制箱板金属外壳、PLC接地端、按钮外壳、电动机外壳要可靠接地,即接在车间室内专用接地线上,这个环节往往遗忘,但在实际接线中是必须的,否则会引起不良后果。
2.软件安装
软件安装主要指PLC运行程序软件安装或者叫置入,分两个阶段,由浅入深,以FX系列PLC为例,首先用FX-20P-E简易编程器将程序编好后写入,然后将主机上运行开关RUN打开,运行指示灯亮,“PROGE”等不闪烁,程序正确;其次,用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件在计算机上进行编程,并将程序写入PLC。再次,目前广泛采用计算机编程,计算机的RS232C端口与PLC之间必须用指定的电缆线及转换器进行连接。
3.调试运行
在调试通电运行中,认真遵循三步骤,即学生自查、教师检查、监护通电。首先分步检测,断开电动机负载电路,检测PLC及其控制电路,方法A断电后用电阻法检测静态阻值在正常范围之内;B通电试运行控制电路动作正常;连接电动机。在教学中,应注意调试完成后通电运行时,必须由教师在现场监护下完成,将程序写入PLC,验证系统功能是否符合控制要求,如果出现故障,指导学生独立检修排除,锻炼学生分析检修故障的能力,在学生无法排除时,由教师演示分析排除。
综上所述,教师在讲解电动机正反转控制电路中,要思路明确,步骤扼要,深入浅出,环环相扣,使学生体会电路发展过程和技能提高过程,重点结合实际掌握电路应用,还要扩展思路激发学生学习钻研科学技术兴趣。电动机正反转控制线路是基本电路,在实际中得到了广泛应用,教师讲解与指导时,要把握重点,突破难点,为学生掌握更多电气控制技术技能打下坚实的基础。
(作者单位:郑州铁路技师学院)