2.1 电动机正反转电路装调与故障排除（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 项目二 X62W 型万能铣床电气控制线路的PLC 改造 2.1 电动机正反转电路装调与故障排除 知识目标 理解电动机正反转的工作原理，包括电源相序对电机转向的影响。 掌握电动机正反转控制电路的组成元件及其作用，如接触器、按钮、熔断器等。 熟悉正反转电路中互锁和自锁的概念及实现方式。 能力目标 能够正确识别和选择电动机正反转电路所需的电器元件，并进行安装和连接。 具备使用电工工具和仪器对电路进行检测和调试的能力。 情感目标 培养学生对电工技术的学习兴趣，激发学生主动探索电路知识的热情。 让学生在电路装调和故障排除的实践过程中，体验成功的喜悦，增强学习的自信心。 培养学生严谨细致、实事求是的科学态度，养成认真对待每一个操作步骤的习惯。 三维目标 导入情景 01 同学们，想象一下这样的场景：在一个工厂的生产车间里，有一台输送带正在忙碌地工作着。它需要根据生产的需求，时而向前输送物品，时而向后输送物品，以满足不同的生产流程。那大家想想，这台输送带是如何实现这样正转和反转灵活切换的呢？其实，这背后的秘密就在于我们今天要学习的电动机正反转电路。 就像我们日常使用的电梯，如果电梯只能上升不能下降，或者只能下降不能上升，那会给我们的生活带来多大的不便呀！又比如说，在一些自动化的生产线上，机械手臂需要在不同的方向上精准地移动，如果不能实现正反转的控制，那整个生产流程都会陷入混乱。 所以，学会电动机正反转电路的装调与故障排除，对于我们今后从事电气相关工作，或者解决生活中的实际问题，都有着非常重要的意义。让我们一起开启今天的学习之旅，探索电动机正反转电路的奥秘！ 新知学习 02 一、概述 X62W 型万能铣床是一种通用的多用途机床,可以用来加工平面、斜面和沟槽等,装上分度头后可以铣削直齿齿轮和螺旋面,装上圆工作台还可以铣削凸轮和弧形槽,具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便和加工范围广、性能优越,结构先进等特点,作为机械加工的通用设备在生产中一直起着不可替代的作用。 如图 2-0-1所示,X62W 型万能铣床的主要组成部件有底座、床身、悬梁、铣刀、工作台、滑座和升降台等。箱形的床身固定在底座上,床身内装有主轴的传动机构和变速操纵机构。主轴可做正反向旋转运动。工作台面可通过机械结构进行三种形式六个方向的移动,即直接在导轨上做纵向(左、右)移动,借助溜板做横向(前、后)移动,借助升降台做垂直(上、下)移动,并且可实现圆工作台的运动、冷却液的供给、主轴的变速冲动等,这些动作都是通过电气控制系统控制电动机运动实现的。 新知学习 02 一、概述 可编程控制器简称 PLC( Programmable Logic Controller),是 20 世纪 60 年代末出现的一种以微处理器为核心、用软件实现各种控制功能的新型工业控制器,它克服了继电-接触器控制系统占地面积大、能耗大、可靠性差、灵活性差等缺点,通过编制程序实现工业控制,具有简单易学通用性强、程序可变、可靠性高、使用维护方便等优点。自从 1969年第一台可编程控制器在美国问世以来,可编程控制器在工业控制中得到广泛的应用。近年来,我国在石油、化工、机械、轻工发电,电子等行业中越来越多地采用PLC控制,并取得了显著的效果。在很多场合可编程控制器已逐渐取代了继电-接触器控制系统。 新知学习 02 一、概述 将 X62W 型万能铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制,可以提高整个电气控制系统 的可靠性,减少维护、维修的工作量。本项目通过对 X62W 型万能铣床电气控制线路中各基本控制环节以及整台机床电气控制线路进行分析,对电路进行安装接线与排除电气故障,进一步熟悉电气控制线路的分析方法,要求学生能熟练地按电气原理图安装接线,并对机床电路中常见的故障进行分析和排除。通过对PLC基础知识和基本技能的学习,学生应学会使用 PLC 编写一般的控制程序、安装接线、调试运行,并能使用 PLC 改造一般电气控制系统。 新知学习 02 一、 概述 新知学习 02 改变电动机三相交流电源的相序就可以改变电动机旋转方向,即将接至三相异步电动机定子绕组的三相电源的任意两相对调接线,就可以实现电动机的正反转控制。能实现电动机正反转的控制电路有许多类型,比较简单的是应用倒顺开关直接改变电源相序使电动机实现正反转,这种方法仅适用于电动机容量小、正反转转换不频繁的场合。常用的是用接触器控制的正反转控制电路。下面是用接触器控制的几种正反转控制电路。 二、 电动机正反转的原理 新知学习 02 如图 2-1-2所示为电动机的一种简单的正反转电路图,电路中采用了两个交流接触器KM1 控制电动机的正转,KM2控制电动机的反转。由KM1和KM2的主触点实现电动机电源相序的改变。 三、接触器互锁的电动机正反转控制电路 新知学习 02 按下按钮SB1,接触器KMI得电,电动机正转;按下按钮SB2,接触器KM2得电,电动机反转。注意,在正转和反转切换时,必须先按下停止按钮SB3,使电动机断电停转,否则两个交流接触器KM1、KM2同时通电,其主触点同时接通,将造成主电路中电源对调的两相(图2-1-2中的U相和W相)短路。 为了避免上述短路事故,对其控制电路加以改进,在接触器KM1和KM2的电路中分别串接对方的一个动断辅助触点,如图2-1-3 所示。这样,当一个接触器得电动作时,其动断辅助触点断开,使另一个接触器不能得电动作。接触器间这种相互制约的关系称为接触器互锁(或联锁),实现互锁作用的动断辅助触点称为互锁触点。 三、接触器互锁的电动机正反转控制电路 新知学习 02 如下所述：正转时 四、接触器互锁的电动机正反转控制电路的工作原理 新知学习 02 为了方便操作,在图 2-1-3的基础上,把正转和反转的起动按钮改为复合按钮,可以实现正转和反转的直接转换,如图 2-1-4 所示。 按钮与接触器双重互锁的电动机正反转控制电路的工作原理如下所述 五、按钮与接触器双重互锁的电动机正反转控制电路 新知学习 02 电动机正反转电路常见的故障按钮与接触器双重互锁的电动机正反转电路中常见的故障见 表 2-1-4. 五、常用低压电器 新知学习 02 故障分析与排除步骤和注意事项同项目1任务 2。实例:按钮与接触器双重互锁的电动机正反转电路接线后,故障现象如下:按下正转按钮SB1,KM1动作,电动机正转运行,按下反转按钮 SB2,KM2动作,电动机仍正转运行,不能反转。故障分析与排除步骤如下: 1.确认故障现象后,断开电源。 2.电动机不能反转,说明三相交流电源的相序没有改变,KM2的主触点在主电路中的接线错误。 3.检査主电路中 KM2 的主触点,发现KM2的 U12 和 W12 两相电源线接反了,故障查出对换两根导线。 4.接好导线后,接通电源,按下正转按钮或反转按钮,电动机可以实现正转或反转运行。至此,故障排除。 六、故障分析与排除 小试牛刀 题目 1： 对于已经调试好的电动机正反转电路，运行一段时间后频繁出现故障，最可能的原因是（ ） A. 元件老化 B. 负载变化 C. 环境温度过高 D. 以上都有可能 答案：D 解析：元件老化、负载变化、环境温度过高都可能导致电路运行一段时间后频繁出现故障。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 在复杂的正反转控制电路中，加入了时间继电器，其作用通常是（ ） A. 延时启动 B. 延时停止 C. 控制正反转切换时间 D. 以上都有可能 答案：D 解析：时间继电器在电路中的作用可以是延时启动、延时停止或者控制正反转切换时间，具体取决于电路设计需求。 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： 电动机正反转电路中，实现电机正转和反转切换的关键是（ ） A. 改变电源电压 B. 改变电机接法 C. 改变电源相序 D. 更换电机 答案：C 解析：改变电源相序可以实现电动机的正转和反转切换。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 在正反转控制电路中，用于防止两个接触器同时吸合的措施是（ ） A. 自锁 B. 互锁 C. 连锁 D. 以上都不是 答案：B 解析：互锁可以防止正转接触器和反转接触器同时吸合，避免电源短路。 尝试解答下面习题 题目 5： 正反转电路装调时，电机启动后声音异常，可能是（ ） A. 接触器触点烧蚀 B. 电机缺相 C. 电源频率不稳定 D. 以上都有可能 答案：D 解析：接触器触点烧蚀、电机缺相、电源频率不稳定都可能导致电机启动后声音异常。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 电动机正反转控制电路中，若按下正转按钮电机反转，可能的原因是（ ） A. 接触器主触点接错 B. 按钮接线错误 C. 电源相序接反 D. 以上都有可能 答案：D 解析：接触器主触点接错、按钮接线错误、电源相序接反都可能导致按下正转按钮电机反转。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 正反转电路中，电机运行一段时间后过热，原因不包括（ ） A. 过载运行 B. 通风不良 C. 电源电压过高 D. 接触器故障 答案：C 解析：电源电压过高一般不会导致电机过热，过载运行、通风不良、接触器故障都可能使电机过热。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 以下哪种情况可能导致正反转电路中的熔断器熔断（ ） A. 电机短路 B. 接触器触点接触良好 C. 按钮正常 D. 以上都不对 答案：A 解析：电机短路会导致电流过大，从而使熔断器熔断。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 请仔细观察微动开关结构示意图，描述其主要组成部分及各部分的作用。 答案：微动开关通常由以下主要组成部分构成： 传动元件：如按钮、推杆等，用于接受外部机械力的作用。 触点：包括常开触点和常闭触点，是实现电路通断的关键部分。 外壳：起到保护内部元件和固定安装的作用。 弹簧：提供回复力，使传动元件在动作后能够复位。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 观察自动往返循环的工作台示意图，简述其工作原理。 答案：自动往返循环的工作台工作原理如下： 当按下启动按钮后，电动机带动工作台向右移动。当工作台运动到右端，碰到右端行程开关时，行程开关动作，控制电路使电动机反转，工作台开始向左移动。当工作台运动到左端，碰到左端行程开关时，行程开关动作，控制电路使电动机再次反转，工作台又向右移动，如此反复，实现工作台的自动往返循环运动。在这个过程中，行程开关起到了切换电动机正反转的作用，从而控制工作台的运动方向。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 我们学习了电动机正反转电路的装调与故障排除。首先，我们了解了电动机正反转的工作原理，知道通过改变电源相序可以实现电机转向的切换。在电路装调方面，我们掌握了正反转控制电路的组成元件，如接触器、按钮、熔断器等的连接方式和作用。同时，也明白了互锁环节在电路中的重要性，它能有效防止两个接触器同时吸合导致短路故障。对于故障排除，我们学习了一些常见故障的现象和可能的原因，例如电机不转可能是接触器故障、线路断路、电源问题等；电机转速异常可能是电源电压不稳定、电机过载或缺相等。通过实际操作和案例分析，我们提高了动手能力和解决问题的思维能力。但要熟练掌握这部分知识，还需要在课后多加练习和总结。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对电动机正反转电路装调与故障排除的掌握。 复习电动机正反转电路装调与故障排除的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于电动机正反转电路装调与故障排除习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为电动机正反转电路装调与故障排除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 $$