1.1 认识电气控制（课件）-《机械设备控制技术》同步精品课堂（高教版）

《机械设备控制技术》（高教社） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 项目一 CA6140 型普通车床电气控制线路的安装接线与故障检修 1.1 认识电气控制 知识目标 理解电气控制系统的基本组成部分，包括电源、控制电器、执行电器等，并能列举常见的实例。 掌握常见控制电器（如接触器、继电器、按钮等）的工作原理和用途。 明确电路中短路保护、过载保护等保护环节的作用和实现方式。 能力目标 理解电气控制系统的基本组成部分，包括电源、控制电器、执行电器等，并能列举常见的实例。 掌握常见控制电器（如接触器、继电器、按钮等）的工作原理和用途。 明确电路中短路保护、过载保护等保护环节的作用和实现方式。 情感目标 培养对电气控制技术的学习兴趣，激发主动探索和求知的欲望。 增强在电气控制实践操作中的安全意识和规范操作的习惯。 体会电气控制技术在实际生产和生活中的重要作用，提升对专业的认同感和责任感。 三维目标 导入情景 01 同学们，想象一下这样的场景：在一个现代化的工厂车间里，一排排的机器整齐地运转着，生产出各种各样的产品。这些机器能够自动地启动、停止、加速、减速，完成一系列复杂而精确的动作。你们知道是什么在背后指挥着这些机器如此有条不紊地工作吗？ 其实，这一切都离不开电气控制。比如说，我们家里的洗衣机，它能按照设定的程序自动完成洗涤、漂洗、脱水等步骤；还有电梯，能够准确地停靠在每一层楼。这些都是电气控制的功劳。 今天，就让我们一起走进电气控制的世界，去揭开它神秘的面纱，了解它是如何实现对各种设备的精确控制，让我们的生活和工作变得更加高效和便捷。 新知学习 02 一、CA6140 型普通车床 在机械加工中,车床加工范围广泛,主要用于加工各种回转表面和端面及各种内/外螺纹(如内/外圆柱面、圆锥面、成形回转面)、切槽、切断、钻孔、铰孔等。在各种广泛使用的普通车床中,CA6140 型普通车床加工范围广、结构先进、性能优越、操作方便。如图 1-0-1所示,CA6140型普通车床的主要组成部件有主轴箱,挂轮箱、进给箱,溜板箱主轴和卡盘、溜板和刀架、尾架、光杠和丝杠、床身等。其中主轴和卡盘的旋转运动、刀架的进给运动、刀架的快速移动、冷却液的供给等都是通过电气控制系统控制电动机工作实现的。在工作过程中,若电气控制系统出现故障,如主轴电动机不能起动或停止、刀架快速移动电动机不能运转等,需要根据故障现象分析原因,查出并排除故障。 新知学习 02 一、 CA6140 型普通车床 新知学习 02 图 1-1-1为 CA6140 型普通车床模拟电气柜的操作面板和柜内电气线路板 二、 电气控制系统的操作 新知学习 02 按如下步骤进行操作，了解机床的运动与电气控制的关系。 (1)接通电源、照明灯 闭合开关 QF,电源指示灯 HL 立即长亮。接通开关 SA1,照明灯 EL亮。(2)电动机 M1的连续运行 按下起动按钮 SB2.电气柜内KM1得电动作,主轴电动机 M1开始转动:松开按钮 SB2,电动机 M1继续运行;按下停止按钮 SB1,KM1 断电复位,电动机 M1停止。由操作可知,主轴电动机M1是连续运行的,要使其停止,必须按停止按钮。 (3)顺序起停电动机 M1、M2主轴电动机 M1转动后,再接通 SA2,电气柜内KM2动作,冷却泵电动机 M2转动。如果不起动 M1,单独接通 SA2,电动机 M2不转动。按下 SB1,电动机 M1停止,M2 也停止。由操作可知,主轴电动机 M1起动后,冷却泵电动机 M2才能起动。对电动机 M1、M2 的这种控制方式是顺序控制。 三、操作步骤 新知学习 02 由CA6140型普通车床电气柜的操作与控制可以看出,其电气控制系统由三个基本部分组成,即输人、输出和逻辑控制部分。输人部分把人和外部设备的各种控制信号或命令传递给控制系统,如按钮、行程开关等;输出部分是电源指示灯、照明灯和交流接触器等各种执行元器件,它们直接执行命令或把控制系统的输出信号传递给执行电动机;逻辑控制部分是按照电气控制要求设计的,由继电器、接触器构成的各种点动、长动、顺序控制电路,实现一定的控制功能。继电-接触器控制系统的优点是对于简单的控制系统,其线路简单,维修方便,价格低廉,便于掌握等,因此,继电-接触器控制系统得到了广泛应用。由于其电路由固定的接线组成,继电一接触器控制系统的缺点是控制功能不能随意更改、功能少、通用性差、灵活性差,对于控制要求比较高的电路,存在设备体积大、接线复杂、触点多、可靠性不高等不足。 四、继电-接触器控制系统的组成与特点 新知学习 02 控制电器按工作电压的高低,可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。低压电器是指工作在交流1200V或直流1500V以下电路中的电器低压电器是一种能根据外界的信号和要求,手动或自动地接通,断开电路,以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元器件或设备。 通常低压电器可以分为低压配电电器和低压控制电器两大类,是成套电气设备的基本组成部分。工业、农业、交通、国防以及日常用电大多数采用低压供电。 低压电器种类繁多,用途广泛,工作原理各不相同,常用低压电器的分类方法也很多。表1-1-2列出了常用低压电器的分类和用途。 五、常用低压电器 新知学习 02 五、常用低压电器 新知学习 02 刀开关又称闸刀,是一种手动配电电器,主要用来手动接通与断开交、直流电路,也可用于不频繁地接通与断开额定电流以下的负载,如小型电动机、电阻炉等。刀开关的种类很多,按刀的极数分为单极刀开关、双极刀开关和三极刀开关;按有无灭弧装置分为带灭弧装置的刀开关和不带灭弧装置的刀开关;按刀的转换方向分为单掷刀开关和双掷刀开关;按有无熔断器分为带熔断器式刀开关和不带熔断器式刀开关等 常用的刀开关有 HK 型开启式负荷开关、HH 型封闭式负荷开关,如图 1-1-2 所示。 六、刀开关 新知学习 02 HK 型开启式负荷开关俗称闸刀开关或胶壳刀开关,由熔体、触刀、触点座和底座组成,此种刀开关装有熔体,可起短路保护作用。由于它结构简单、价格低廉、使用维修方便,故得到广泛应用。该刀开关主要用作电气照明电路和电热电路、小容量电动机电路的不频繁控制开关,也可用 作分支电路的配电开关。HH 型封闭式负荷开关俗称铁壳开关,主要由钢板外壳、触刀开关、操作机构、熔断器等组成。刀开关带有灭弧装置,用于切断负载电流:带有熔断器,用于切断短路电流。HH型封闭式负荷开关一般用于小型电力排灌、电热器、电气照明线路的配电设备中,用于不频繁地接通与分断电路,也可以直接用于异步电动机的非频繁全压起动控制。 七、HK 型开启式负荷开关 新知学习 02 转换开关又称组合开关,它利用动触片与静触片的接通与断开来实现被控电路的通断。图1-1-3 所示为常见的转换开关。 八、转换开关 小试牛刀 题目 1： 多地控制电路中，启动按钮应（ ）连接 A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 以上都不对 答案：B 解析：多地控制的启动按钮应并联，停止按钮应串联。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 多地控制电路中，启动按钮应（ ）连接 A. 串联 B. 并联 C. 混联 D. 以上都不对 答案：B 解析：多地控制的启动按钮应并联，停止按钮应串联。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 时间继电器的延时动作是指（ ） A. 线圈通电时触点延时动作 B. 线圈断电时触点延时动作 C. 线圈通电或断电时触点延时动作 D. 以上都不对 答案：C 解析：时间继电器根据类型不同，有通电延时和断电延时，即线圈通电或断电时触点延时动作。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 电气控制线路图中，同一电器的不同部件（ ） A. 必须画在一起 B. 可以分开画 C. 有时画在一起，有时分开画 D. 以上都不对 答案：B 解析：同一电器的不同部件在电气控制线路图中可以分开画，但要用相同的文字符号表示。 尝试解答下面习题 题目 5： 能实现欠压保护的电器是？（ ） A. 热继电器 B. 熔断器 C. 接触器 D. 时间继电器 答案：C 解析：当电压下降到一定程度时，接触器会自动释放，从而实现欠压保护。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 以下哪种电器可以实现顺序控制？（ ） A. 按钮 B. 行程开关 C. 中间继电器 D. 速度继电器 答案：C 解析：中间继电器可以通过多个触点的组合实现顺序控制。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 电气控制线路中，具有短路保护功能的是？（ ） A. 热继电器 B. 接触器 C. 熔断器 D. 继电器 答案：C 解析：熔断器在电流过大时熔断，起到短路保护作用。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 正反转控制电路中，为保证安全可靠，正反转接触器要？（ ） A. 串联 B. 并联 C. 互锁 D. 自锁 答案：C 解析：正反转接触器互锁，可防止同时接通造成电源短路。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 请写出热继电器在电气原理图中的图形符号和文字符号，并简单描述其图形符号的特点。 答案：热继电器的文字符号是“FR”。 热继电器的图形符号通常由一个矩形框和一个曲折的线条组成。矩形框表示热继电器的外壳，曲折的线条表示热元件。其特点是能够清晰地表示出热继电器的主要组成部分和工作原理，即通过热元件感知电流产生的热量来实现保护功能。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 观察下面给出的电动机长动控制电路的电气原理图，回答以下问题： 1.指出图中实现自锁功能的元件。 2.简述该电路实现长动控制的工作原理。 答案： 1.实现自锁功能的元件是与启动按钮并联的接触器常开辅助触点。 2.工作原理：当按下启动按钮时，交流接触器线圈得电，主触点闭合，电动机启动。同时，接触器常开辅助触点闭合，实现自锁，即使松开启动按钮，接触器线圈仍通过自锁触点保持通电，电动机持续运行，从而实现长动控制。当按下停止按钮时，接触器线圈失电，主触点和辅助触点断开，电动机停止。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 在今天的课程中，我们一起对电气控制有了初步的认识。首先，我们了解了电气控制系统的基本组成，包括电源、控制电器、执行电器等。知道了像接触器、继电器、按钮这些常见的控制电器，以及它们各自的作用。接着，我们学习了电路中的各种保护环节，比如熔断器用于短路保护，热继电器用于过载保护，这能确保电路的安全运行。然后，我们还探讨了电气控制线路图的构成，分为主电路和控制电路，这对于我们理解和设计电路非常重要。在多地控制方面，大家明白了启动按钮并联、停止按钮串联的连接方式。时间继电器的通电延时和断电延时特性，也为我们实现更精确的控制提供了可能。希望大家通过今天的学习，对电气控制有了更清晰的认识，为今后进一步的学习和实际应用打下基础。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对电气控制的掌握。 复习电气控制的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于电气控制习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为电气控制在实际生活中有哪些应用？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$