- 電氣控制與PLC技術:項目化理論與實訓
- 趙俊生主編
- 37字
- 2018-12-27 14:39:17
項目單元3 點動控制線路的安裝接線
3.1 訓練目標
(1)通過對三相異步電動機點動控制的實際接線,掌握由電氣原理圖繪制電氣安裝接線圖的知識。
(2)能夠根據電氣原理圖繪制電氣安裝接線圖,合理布置電氣元件,正確安裝電動機控制線路。
(3)初步掌握電氣識圖與分析方法,能夠根據電氣原理圖和故障現象準確分析與判斷故障原因。
3.2 實訓設備和器件
任務所需實訓設備和元器件見表3-1。
表3-1 實訓設備和元器件明細表

3.3 相關知識
項目學習情境1 接觸器
接觸器是用來頻繁接通和切斷電動機或其他負載電路的一種自動切換電器。它由觸頭系統、電磁機構、彈簧、滅弧裝置和支架底座等組成。通常分為交流接觸器和直流接觸器兩類。
1.交流接觸器
交流接觸器是用于遠距離控制電壓至380V、電流至600A的交流電路,以及頻繁啟動和控制交流電動機的控制電器。它主要由電磁機構、觸頭系統、滅弧裝置等部分組成。CJ20系列交流接觸器的結構圖、示意圖和圖形文字符號如圖3-1所示。
(1)電磁機構
電磁機構由鐵芯、線圈銜鐵等組成,其作用是產生電磁力,通過傳動機構來通斷主、輔觸頭。當操作線圈斷電或電壓顯著下降時,銜鐵在重力和彈簧力作用下跳閘,主觸點切斷主電路;當其線圈通電時動作,銜鐵吸合,主觸頭及常開輔助觸點閉合。交流接觸器的電磁鐵常采用單U形轉動式、雙E形直動式和雙U形直動式等。
(2)觸頭系統
觸頭系統是接觸器的執行元件,起分斷和閉合電路的作用,有雙斷點橋式觸頭和單斷點指形觸頭兩類。其優缺點在前面已作分析。從提高接觸器的機械壽命和電壽命出發,采用雙斷點觸頭比單斷點觸頭有利,對交流接觸器更是如此。目前交流接觸器的觸頭形式趨向于雙斷點觸頭,但在額定電流大的接觸器中,常采用單斷點觸頭。

圖3-1 CJ20系列交流接觸器的結構圖、示意圖和圖形文字符號
(3)滅弧裝置
觸頭在分斷電流的瞬間,在觸頭間的氣隙中就會產生電弧,電弧的溫度很高,能將觸頭燒損,并可能造成其他事故,因此,應采用適當措施迅速熄滅電弧。
熄滅電弧的主要措施有:a.迅速增加電弧長度(拉長電弧),使單位長度內維持電弧燃燒的電場強度不夠而使電弧熄滅。b.使電弧與流體介質或固體介質相接觸,加強冷卻和去游離作用,使電弧加快熄滅。電弧有直流電弧和交流電弧兩類,交流電流有自然過零點,故其電弧較容易熄滅。
常用的滅弧方法有以下幾種:
① 速拉滅弧法。通過機械裝置將電弧迅速拉長,從而加快電弧的熄滅。這種滅弧方法是開關電器中普遍采用的最基本的一種滅弧方法。
② 冷卻滅弧法。降低電弧的溫度,可使電弧中的熱游離減弱,正負離子的復合增加,有助于電弧迅速熄滅。
③ 磁吹滅弧法。利用永久磁鐵或電磁鐵產生的磁場對電流的作用力來拉長電??;或者利用氣流使電弧拉長和冷卻被熄滅。
④ 窄縫滅弧法。這種滅弧方法是利用滅弧罩的窄縫來實現的。滅弧罩內有一條縱縫,縫的下部寬些上部窄些。當觸頭斷開時,電弧在電動力的作用下進入縫內,窄縫可將電弧弧柱直徑壓縮,使電弧同縫壁緊密接觸,加強冷卻和去游離作用,使電弧熄滅加快。

1—滅弧柵片;2—觸點;3—電弧
圖3-2 柵片滅弧示意圖
⑤ 金屬柵片滅弧法。利用柵片對電弧的吸引作用及磁吹線圈的作用將電弧引入柵片中,柵片將電弧分割成許多串聯的短弧。這樣每兩片滅弧柵片可以看做一對電極,使整個滅弧柵的絕緣強度大大加強。而每個柵片間的電壓不足以達到電弧燃燒電壓,同時吸收電弧熱量,使電弧迅速冷卻,所以電弧進入滅弧柵片后就很快地熄滅,如圖3-2所示。
滅弧裝置因電流等級而異。有絕緣材料滅弧罩、多縱縫滅弧室、柵片滅弧室、串聯磁吹和真空滅弧室等。
交流接觸器常用的型號有CJ10、CJ12系列,其新產品有CJ20系列,引進生產的交流接觸器有德國西門子的3TB系列、法國TE公司的LC1、LC2系列、德國BBC的B系列等,這些引進產品大多采用積木式結構,可以根據需要加裝附件。
交流接觸器型號意義如圖3-3所示。

圖3-3 交流接觸器型號意義
部分交流接觸器的主要技術參數見表3-2。
表3-2 CJ20系列交流接觸器主要技術參數

交流接觸器工作原理:當線圈通電后,線圈流過電流產生磁場,使靜鐵芯產生足夠的吸力,克服反作用彈簧與動觸點壓力彈簧片的反作用力將動鐵芯吸合,同時帶動傳動杠桿使動、靜觸點的狀態發生改變,其中三對常開主觸點閉合。主觸點兩側的兩對常閉的輔助觸點斷開,兩對常開的輔助觸點閉合。當電磁線圈斷電后,由于鐵芯電磁吸力消失,動鐵芯在反作用彈簧力的作用下釋放,各觸點也隨之恢復原始狀態。交流接觸器的線圈電壓在85%~105%額定電壓時,能保證可靠工作。電壓過高,磁路趨于飽和,線圈電流將顯著增大;電壓過低,電磁吸力不足,動鐵芯吸合不上,線圈電流往往達到額定電流的十幾倍。因此,電壓過高或過低都會造成線圈過熱而燒毀。
接觸器除了電磁機構、觸頭系統、滅弧裝置外,還有一些輔助零件和部件,如傳動結構、外殼、接線端子等。
2.直流接觸器
直流接觸器用于控制直流供電負載和各種直流電動機,額定電壓直流400V及以下,額定電流40~600A,分為六個電流等級。直流接觸器其結構主要由電磁機構、觸頭與滅弧系統組成。電磁系統的電磁鐵采用拍合式電磁鐵,電磁線圈為電壓線圈,用細漆包線繞制成長而薄的圓筒狀。直流接觸器的主觸頭一般為單極或雙極,有動合觸頭也有動斷觸頭,其觸點下方均裝有串聯的磁吹滅弧線圈。在使用時要注意,磁吹線圈在輕載時不能保證可靠的滅弧,只有在電流大于額定電流的20%時磁吹線圈才起作用。
直流接觸器型號意義如圖3-4所示。

圖3-4 直流接觸器型號意義
3.接觸器的主要參數
(1)額定電壓
額定電壓指主觸點的額定工作電壓,交流有220V、380V、500V等。直流有110V、220V、440V等。此外,還規定輔助觸頭和線圈的額定電壓。
(2)額定電流
額定電流指主觸頭的額定工作電流,它是在一定條件下(額定電壓、使用類別、額定工作制、操作頻率等)規定的保證電器正常工作的電流值,若改變使用條件,額定電流也要隨之改變。目前生產的接觸器有5A、10A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A。
(3)動作值
動作值指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。按照規定,作為一般用途的電磁式接觸器,在一定溫度下,加在線圈上的電壓為額定值的85%~110%之間的任何電壓下可以可靠地吸合;反之,如果工作中電壓過低或失壓,銜鐵應能可靠地釋放。
(4)接通與分斷能力
接通與分斷能力指接觸器的主觸頭在規定條件下,能可靠地接通或分斷的電流值。在此電流下接通或分斷時,不應發生觸頭熔焊、飛弧和過分磨損。
(5)機械壽命和電壽命
接觸器是頻繁操作的電器,應具有較高的機械壽命和電壽命,目前接觸器的機械壽命為100萬次,小容量接觸器的機械壽命可達300萬次。
(6)操作頻率
操作頻率指每小時允許的操作次數。目前一般為150~1200次/小時。
(7)工作制
接觸器的工作制有長期工作制、間斷工作制、短時工作制、反復工作制。
4.接觸器的選擇
① 接觸器類型的選擇:根據接觸器所控制的負載性質來選擇接觸器的類型。
② 接觸器的額定電壓:應等于或大于主電路的額定電壓。
③ 接觸器線圈的額定電壓及頻率:應與所控制的電路電壓、頻率相一致。
④ 接觸器額定電流的選擇:應大于或等于負載的工作電流。
⑤ 接觸器的觸頭數量、種類的選擇:其觸頭數量和種類應滿足主電路和控制線路的要求。
5.接觸器常見故障分析
(1)吸不上或吸力不足
造成故障的主要原因有:電源電壓過低和波動大;電源容量不足、斷線、接觸不良;接觸器線圈斷線,可動部分被卡住等;觸點彈簧壓力與超程過大;動、靜鐵芯間距太大。
(2)不釋放或釋放緩慢
有以下原因:觸點彈簧壓力過??;觸點熔焊;可動部分被卡??;鐵芯極面被油污;反力彈簧損壞;鐵芯截面之間的氣隙消失。
(3)線圈過熱或燒損
線圈中流過的電流過大時,就會使線圈過熱甚至燒毀。發生線圈電流過大的原因有以下幾個方面:電源電壓過高或過低;操作頻率過高;線圈已損壞;銜鐵與鐵芯閉合有間隙等。
(4)噪聲較大
產生的噪聲過大的主要原因有:電源電壓過低;觸點彈簧壓力過大;鐵芯截面生銹或粘有油污、灰塵;分磁環斷裂;鐵芯截面磨損過度而不平。
(5)觸點熔焊
造成觸點熔焊的主要原因有:操作頻率過高或過負荷使用;負荷側短路;觸點彈簧壓力過小;觸點表面有凸起的金屬顆粒或異物;操作回路電壓過低或機械卡住觸點停頓在剛接觸的位置上。
(6)觸點過熱和灼傷
造成觸頭發熱的主要原因有:觸頭彈簧壓力過??;觸頭表面接觸不良;操作頻率過高或工作電流過大。
(7)觸頭磨損
觸頭磨損有兩種:一種是電氣磨損,由觸頭間電弧或電火花的高溫使觸頭金屬氣化或蒸發所造成;另一種是機械磨損,由于觸頭閉合時的撞擊,觸頭表面的相對滑動摩擦等造成。
項目學習情境2 電氣控制系統圖基礎知識
電氣控制系統圖是由許多電氣元件按一定要求連接而成的。為了表達生產機械電氣控制系統的結構、原理等設計的示意圖,同時也為了便于電氣系統的安裝、調整、使用和維修,需要將電氣控制系統中各電氣元件的連接用一定的圖形表達出來,這種圖就是電氣控制系統圖。
電氣控制系統圖一般有三種。電路圖(又稱電氣原理圖)、電氣元件布置圖、電氣安裝接線圖。我們將在圖上用不同的圖形符號表示各種電器元器件,用不同的文字符號表示設備及線路功能、狀況和特征,各種圖紙有其不同的用途和規定的畫法。國家標準局參照國際電工委員會(IEC)頒布的有關文件,制定了我國電氣設備的有關國家標準,例如:
GB/T4728—1999~2005《電氣簡圖用圖形符號》
GB/T5226—85《機床電氣設備通用技術條件》
GB/T7159—1987《電氣技術中文字符號制定通則》
GB/T6988—1986《電氣制圖》
GB5094—85《電氣技術中的項目代號》
電氣圖示符號有圖形符號、文字符號及主電路各接點標記等。
1.圖形符號
圖形符號通常用于圖樣或其他文件,以表示一個設備或概念的圖形、標記或字符。
電氣控制系統圖中的圖形符號必須按國家標準繪制。附錄A繪出了電氣控制系統的部分圖形符號。圖形符號含有符號要素、一般符號和限定符號。
(1)符號要素
一種具有確定意義的簡單圖形,必須同其他圖形組合才構成一個設備或概念的完整符號。如接觸器常開主觸點的符號就由接觸器觸點功能符號和常開觸點符號組合而成。
(2)一般符號
用以表示一類產品和此類產品特征的一種簡單的符號。如電動機可用一個圓圈表示。
(3)限定符號
用于提供附加信息的一種加在其他符號上的符號。
運用圖形符號繪制電氣系統圖時應注意以下幾個方面:
① 符號尺寸大小、線條粗細依國家標準可放大與縮小,但在同一張圖樣中,同一符號的尺寸應保持一致,各符號間及符號本身比例應保持不變。
② 標準中表示出的符號方位,在不改變符號含義的前提下,可根據圖面布置的需要旋轉或成鏡像位置,但文字和指示方向不得倒置。
③ 大多數符號都可以加上補充說明標記。
④ 有些具體器件的符號由設計者根據國家標準的符號要素、一般符號和限定符號組合而成。
⑤ 國家標準未規定的圖形符號,可根據實際需要,按突出特征、結構簡單、便于識別的原則進行設計,但需要報國家標準局備案。當采用其他來源的符號或代號時必須在圖解和文件上說明其含義。
2.文字符號
文字符號適用于電氣技術領域中技術文件的編制,用以標明電氣設備、裝置和元器件的名稱及電路的功能、狀態和特征。
文字符號應按國家標準《電氣技術中的文字符號制定通則》(GB7159—87)的規定進行編制。
文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號。常用文字符號見附錄A。
(1)基本文字符號
基本文字符號有單字母符號與雙字母符號兩種。單字母符號按拉丁字母順序將各種電氣設備、裝置和元器件劃分為23大類,每一類用一個專用單字母符號表示,如“C”表示電容,“R”表示電阻器等。雙字母符號由一個表示種類的單字母符號與另一個字母組成,且以單字母符號在前,另一個字母在后的次序列出,如“F”表示保護器件類,“FU”則表示為熔斷器,“FR”表示為熱繼電器。
(2)輔助文字符號
輔助文字符號是用來表示電氣設備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態和特征的。如“RD”表示紅色,“SP”表示壓力傳感器,“YB”表示電磁制動器等。輔助文字符號還可以單獨使用,如“ON”表示接通,“N”表示中間線等。
(3)補充文字符號的原則
當規定的基本文字符號和輔助文字符號不夠使用時,可按國家標準中文字符號組成規律和下述原則予以補充。
① 在不違背國家標準文字符號編制原則的條件下,可采用國家標準中規定的電氣技術文字符號。
② 在優先采用基本和輔助文字符號的前提下,可補充國家標準中未列出的雙字母文字符號和輔助文字符號。
③ 使用文字符號時,應按電氣名詞術語國家標準或專業技術標準中規定的英文術語縮寫而成。
④ 基本文字符號不得超過兩位字母,輔助文字符號一般不超過三位字母。文字符號采用拉丁字母大寫正體字,且拉丁字母中“I”和“O”不允許單獨作為文字符號使用。
3.主電路各接點標記
三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標記。
電源開關之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序標記。
分級三相交流電源主電路采用三相文字代號U、V、W的前邊加上阿拉伯數字1、2、3等來標記,如1U、1V、1W;2U、2V、2W等。
各電動機分支電路各接點標記采用三相文字代號后面加數字來表示,數字中的個數表示電動機的代號,十位數字表示該支路各接點的代號,從上到下按數值大小順序標記。如U11表示M1電動機的第一相的第一個接點代號,U21表示為第一相的第二個接點代號,以此類推。
電動機繞組首端分別用U、V、W標記,尾端分別用U′、V′、W′標記,雙繞組的中點則用U″、V″、W″標記。
控制電路采用阿拉伯數字編號,一般由三位或三位以下的數字組成。標注方法按“等電位”原則進行,在垂直繪制的電路圖中,標號順序一般由上而下編號,凡是被線圈、繞組、觸點或電阻、電容等元件所間隔的線段,都應標以不同的電路標號。
項目學習情境3 電路圖
1.電氣原理圖
電路圖用于表達電路設備電氣控制系統的組成部分和連接關系。通過電路圖,可詳細地了解電路設備電氣控制系統的組成和工作原理,并可在測試和故障尋找時提供足夠的信息,同時電路圖也是編制接線圖的重要依據,電路圖也稱電氣原理圖。
原理圖是根據電路工作原理繪制的,如圖3-5所示為CW6132型車床電氣原理圖。在繪制原理圖時,一般應遵循下列規則。

圖3-5 CW6132型車床電氣原理圖
(1)電氣控制電路原理圖按所規定的圖形符號、文字符號和回路標號進行繪制。
(2)動力電路的電源電路一般繪制成水平線;受電的動力裝置電動機主電路用垂直線繪制在圖面的左側,控制電路用垂直線繪制在圖面的右側,主電路與控制電路應分開繪制。各電路元件采用平行展開畫法,但同一電器的各元件采用同一文字符號標明。
(3)所有電路元件的圖形符號,均按電器未接通電源和沒有受外力作用時的狀態繪制。促使觸點動作的外力方向必須是:當圖形垂直放置時為從左向右,即在垂線左側的觸點為常開觸點,在垂線右側的觸點為常閉觸點;當圖形水平放置時為從上向下,即水平線下方的觸點為常開觸點,在水平線上方的觸點為常閉觸點。
(4)在原理圖中的導線連接點均用小圓圈或黑圓點表示。
(5)在原理圖上方將圖分成若干圖區,并標明該區電路的用途與作用;在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點表以說明線圈和觸點的從屬關系。
(6)電氣控制電路原理圖的全部電動機、電器元件的型號、文字符號、用途、數量、額定技術數據,均應填寫在元器件明細表內。
2.電氣元件布置圖
電氣元件布置圖詳細繪制出電氣設備零件的安裝位置。如圖3-6所示為CW6132型車床電氣元件布置圖。圖中各電器代號應與有關電路圖和電器清單上所有元器件代號相同,在圖中往往留有10%以上的備用面積及導線管(槽)的位置,以供改進設計時用。圖中不需標注尺寸。圖3-6中FU1~FU4為熔斷器,KM為接觸器,FR為熱繼電器,T為控制變壓器,XT為接線端子板。

圖3-6 CW6132型車床電氣元件布置圖
3.電氣安裝接線圖
用規定的圖形符號,按各電氣元件相對位置繪制的實際接線圖叫電氣安裝接線圖。電氣安裝接線圖是實際接線安裝的依據和準則。它清楚地表示了各電氣元件的相對位置和它們之間的電氣連接,所以安裝接線圖不僅要把同一個電器的各個部件畫在一起,而且各個部件的布置要盡可能符合這個電器的實際情況,但對尺寸和比例沒有嚴格要求。各電氣元件的圖形符號、文字符號和回路標記均應以原理圖為準,并保持一致,以便查對。
不是在同一控制箱內和不是同一塊配電屏上的各電氣元件之間的導線連接,必須通過接線端子進行;同一控制箱內各電氣元件之間的接線可以直接相連。
在安裝接線圖中,分支導線應在各電氣元件接線端上引出,而不允許在導線兩端以外的地方連接,且接線端上只允許引出兩根導線。安裝接線圖上所表示的電氣連接,一般并不表示實際走線途徑,施工時由操作者根據經驗選擇最佳走線方式。
安裝接線圖上應該詳細地標明導線及所用器件的型號、規格等。
安裝接線圖要求準確、清晰,以便于施工和維護。如圖3-7所示為CW6132型車床電氣控制系統接線圖。

圖3-7 CW6132型車床電氣控制系統接線圖
項目學習情境4 電動機控制線路安裝步驟和方法
安裝電動機控制線路時,必須按照有關技術文件執行,并應適應安裝環境的需要。
電動機的控制線路包含電動機的啟動、制動、反轉和調速等,大部分的控制線路是采用各種有觸點的電器,如接觸器、繼電器按鈕等。一個控制線路可以比較簡單,也可以相當復雜。但是,任何復雜的控制線路總是由一些比較簡單的環節有機地組合起來的。因此,對不同復雜程度的控制線路在安裝時,所需要技術文件的內容也不同。對于簡單的電氣設備,一般可把有關資料歸在一個技術文件里(如原理圖),但該文件應能表示電氣設備的全部器件,并能實施電氣設備和電網的連接。
電動機控制線路安裝步驟和方法如下。
1.按元件明細表配齊電氣元件,并進行檢驗
所有電氣控制器件,至少應具有制造廠的名稱或商標、型號或索引號、工作電壓性質和數值等標志。若工作電壓標志在操作線圈上,則應使裝在器件的線圈的標志是顯而易見的。
2.安裝控制箱(柜或板)
控制板的尺寸應根據電器的安排情況決定。
(1)電器的安排
盡可能組裝在一起,使其成為一臺或幾臺控制裝置。只有那些必須安裝在特定位置上的器件,如按鈕、手動控制開關、位置傳感器、離合器、電動機等,才允許分散安裝在指定的位置上。
安放發熱元件時,必須使箱內所有元件的溫升保持在它們的允許極限內。對發熱很大的元件,如電動機的啟動、制動電阻等,必須隔開安裝,必要時可采用風冷。
(2)可接近性
所有電器必須安裝在便于更換、檢測方便的地方。
為了便于維修和調整,箱內電氣元件的部位,必須位于離地0.4~2m之間。所有接線端子,必須位于離地0.2m處,以便于裝拆導線。
(3)間隔和爬電距離
安排器件必須符合規定的間隔和爬電距離,并應考慮有關的維修條件。
控制箱中的裸露、無電弧的帶電零件與控制箱導體壁板間的間隙為:對于250V以下的電壓,間隙應不小于15mm;對于250~500V的電壓,間隙應不小于25mm。
(4)控制箱內的電器安排
除必須符合上述有關要求外,還應做到:
① 除了手動控制開關、信號燈和測量儀器外,門上不要安裝任何器件。
② 由電源電壓直接供電的電器最好裝在一起,使其與只由控制電壓供電的電器分開。
③ 電源開關最好裝在箱內右上方,其操作手柄應裝在控制箱前面和側面。電源開關上方最好不安裝其他電器,否則,應把電源開關用絕緣材料蓋住,以防電擊。
④ 箱內電器(如接觸器、繼電器等)應按原理圖上的編號順序,牢固安裝在控制箱(板)上,并在醒目處貼上各元件相應的文字符號。
⑤ 控制箱內電器安裝板的大小必須能自由通過控制箱和壁的門,以便裝卸。
3.布線
(1)選用導線
導線的選用要求如下。
① 導線的類型。硬線只能用在固定安裝于不動部件之間,且導線的截面積應小于0.5mm2。若在有可能出現振動的場合或導線的截面積在大于等于0.5mm2時,必須采用軟線。
電源開關的負載側可采用裸導線,但必須是直徑大于3mm的圓導線或者是厚度大于2mm的扁導線,并應有預防直接接觸的保護措施(如絕緣、間距、屏護等)。
② 導線的絕緣。導線必須絕緣良好,并應具有抗化學腐蝕的能力。在特殊條件下工作的導線,必須同時滿足使用條件的要求。
③ 導線的截面積。在必須承受正常條件下流過的最大穩定電流的同時,還應考慮到線路允許的電壓降、導線的機械強度和熔斷器相配合。
(2)敷設方法
所有導線從一個端子到另一個端子的走線必須是連續的,中間不得有接頭。有接頭的地方應加接線盒。接線盒的位置應便于安裝與檢修,而且必須加蓋,盒內導線必須留有足夠的長度,以便于拆線和接線。
敷線時,對明露導線必須做到平直、整齊、走線合理等要求。
(3)接線方法
所有導線的連接必須牢固,不得松動。在任何情況下,連接器件必須與連接的導線截面積和材料性質相適應。
導線與端子的接線,一般一個端子只連接一根導線。有些端子不適合連接軟導線時,可在導線端頭上采用針形、叉形等冷壓接線頭。如果采用專門設計的端子,可以連接兩根或多根導線,但導線的連接方式,必須是工藝上成熟的各種方式。如夾緊、壓接、焊接、繞接等。這些連接工藝應嚴格按照工序要求進行。
導線的接頭除必須采用焊接方法外,所有導線應當采用冷壓接線頭。如果電氣設備在正常運行期間承受很大振動,則不許采用焊接的接頭。
(4)導線的標志
① 導線的顏色標志。保護導線(PE)必須采用黃綠雙色;動力電路的中線(N)和中間線(M)必須是淺藍色;交流或直流動力電路應采用黑色;交流控制電路采用紅色;直流控制電路采用籃色;用做控制電路聯鎖的導線,如果是與外邊控制電路連接,而且當電源開關斷開仍帶電時,應采用橘黃色或黃色;與保護導線連接的電路采用白色。
② 導線的線號標志。導線線號的標志應與原理圖和接線圖相符合。在每一根連接導線的線頭上必須套上標有線號的套管,位置應接近端子處。線號的編制方法如下:
主電路中各支路的,應從上至下、從左至右,每經過一個電氣元件的線樁后,編號要遞增,單臺三相交流電動機(或設備)的三根引出線按相序依次編號為U、V、W(或用U1、V1、W1表示),多臺電動機引出線的編號,為了不致引起誤解和混淆,可在字母前冠以數字來區別,如1U、1V、1W,2U、2V、2W……在不產生矛盾的情況下,字母后應盡可能避免采用雙數字,如單臺電動機的引出線采用U、V、W的線號標志時,三相電源開關后的出線編號可為U1、V1、W1。當電路編號與電動機線端標志相同時,應三相同時跳過一個編號來避免重復。
控制電路與照明、指示電路應從上至下、從左至右,逐行用數字來依次編號,每經過一個電氣元件的接線端子,編號要依次遞增。編號的起始數字,除控制電路必須從阿拉伯數字1開始外,其他輔助電路依次遞增100作起始數字,如照明電路編號從101開始;信號電路編號從201開始等。
控制箱(板)內部配線方法:一般采用能從正面修改配線的方法,如板前線槽配線或板前明線配線,較少采用板后配線的方法。
采用線槽配線時,線槽裝線不要超過容積的70%,以便安裝和維修。線槽外部的配線,對裝在可拆卸門上的電器接線必須采用互連端子板或連接器,它們必須牢固固定在框架、控制箱或門上。從外部控制、信號電路進入控制箱內的導線超過10根,必須接到端子板或連接器件進行過渡,但動力電路和測量電路的導線可以直接接到電器的端子上。
控制箱(板)外部配線方法:除有適當保護的電纜外,全部配線必須一律裝在導線通道內,使導線有適當的機械保護,防止液體、鐵屑和灰塵的侵入。
對導線通道的要求:導線通道應留有余量,允許以后增加導線。導線通道必須固定可靠,內部不得有銳邊和遠離設備的運動部件。
導線通道采用鋼管,壁厚應不小于1mm,如用其他材料,壁厚必須有等效壁厚為1mm鋼管的強度。若用金屬軟管時,必須有適當的保護。當利用設備底座作導線通道時,無須再加預防措施,但必須能防止液體、鐵屑和灰塵的侵入。
通道內導線的要求:移動部件或可調整部件上的導線必須用軟線。運動的導線必須支承牢固,使得在接線點上不致產生機械拉力,又不出現急劇的彎曲。
不同電路的導線可以穿在同一線管內,或處于同一個電纜之中。如果它們的工作電壓不同,則所用導線的絕緣等級必須滿足其中最高一級電壓的要求。
為了便于修改和維修,凡安裝在同一機械防護通道內的導線束,需要提供備用導線的根數為:當同一管中相同截面積導線的根數在3~10根時,應有1根備用導線,以后每遞增1~10根增加1根。
4.連接保護電路
電氣設備的所有裸露導體零件(包括電動機、機座等),必須接到保護接地專用端子上。
(1)連續性
保護電路的連續性必須用保護導線或機床結構上的導體可靠結合來保證。
為了確保保護電路的連續性,保護導線的連接件不得做任何別的機械緊固用,不得由于任何原因將保護電路拆斷,不得利用金屬軟管作保護導線。
(2)可靠性
保護電路中嚴禁用開關和熔斷器。除采用特低安全電壓電路外,在接上電源電路前必須先接通保護電路;在斷開電源電路后才斷開保護電路。
(3)明顯性
保護電路連接處應采用焊接或壓接等可靠方法,連接處要便于檢查。
5.檢查電氣元件
安裝接線前應對所使用的電氣元件逐個進行檢查,避免電氣元件故障與線路錯接、漏接造成的故障混在一起。對電氣元件的檢查主要包括以下幾個方面。
① 電氣元件外觀是否清潔、完整;外殼有無碎裂;零部件是否齊全、有效;各接線端子及緊固件有無缺失、生銹等現象。
② 電氣元件的觸點有無熔焊黏結、變形、嚴重氧化銹蝕等現象;觸點的閉合、分斷動作是否靈活;觸點的開距、超程是否符合標準,接觸壓力彈簧是否有效。
③ 低壓電器的電磁機構和傳動部件的動作是否靈活;有無銜鐵卡阻、吸合位置不正等現象;新品使用前應拆開清除鐵芯端面的防銹油;檢查銜鐵復位彈簧是否正常。
④ 用萬用表或電橋檢查所有元器件的電磁線圈(包括繼電器、接觸器及電動機)的通斷情況,測量它們的直流電阻并做好記錄,以備在檢查線路和排除故障時作為參考。
⑤ 檢查有延時作用的電氣元件的功能;檢查熱繼電器的熱元件和觸點的動作情況。
⑥ 核對各電氣元件的規格與圖紙要求是否一致。
電氣元件先檢查、后使用,避免安裝、接線后發現問題再拆換,提高制作線路的工作效率。
6.固定電氣元件
按照接線圖規定的位置將電氣元件固定在安裝底板上。元件之間的距離要適當,既要節省板面,又要方便走線和投入運行后的檢修。固定元件時應按以下步驟進行。
定位:將電氣元件擺放在確定好的位置,元件應排列整齊,以保證連接導線時做到橫平豎直、整齊美觀,同時盡量減少彎折。
打孔:用手鉆在做好的記號處打孔,孔徑應略大于固定螺釘的直徑。
固定:安裝底板上所有的安裝孔均打好后,用螺釘將電氣元件固定在安裝底板上。
固定元件時,應注意在螺釘上加裝平墊圈和彈簧墊圈。緊固螺釘時將彈簧墊圈壓平即可,不要過分用力。防止用力過大將元件的底板壓裂造成損失。
7.按圖連接導線
連接導線時,必須按照電氣安裝接線圖規定的走線方位進行。一般從電源端起按線號順序進行,先做主電路,然后做輔助電路。
接線前應做好準備工作,如按主電路、輔助電路的電流容量選好規定截面的導線;準備適當的線號管;使用多股線時應準備燙錫工具或壓接鉗等。
連接導線應按以下的步驟進行。
選擇適當截面的導線,按電氣安裝接線圖規定的方位,在固定好的電氣元件之間測量所需要的長度,截取適當長短的導線,剝去兩端絕緣外皮。為保證導線與端子接觸良好,要用電工刀將芯線表面的氧化物刮掉;使用多股芯線時要將線頭絞緊,必要時應燙錫處理。
走線時應盡量避免導線交叉。先將導線校直,把同一走向的導線匯成一束,依次彎向所需要的方向。走線應做到橫平豎直、直角拐彎。走線時要用手將拐角彎成90°的“慢彎”,導線的彎曲半徑為導線直徑的3~4倍,不要用鉗子將導線彎成“死彎”,以免損壞絕緣層和損傷線芯。走好的導線束用鋁線卡(鋼金軋頭)墊上絕緣物卡好。
將成形好的導線套上寫好的線號管,根據接線端子的情況,將芯線彎成圓環或直線壓進接線端子。
接線端子應緊固好,必要時加裝彈簧墊圈緊固,防止電氣元件動作時因振動而松脫。接線過程中注意對照圖紙核對,防止錯接。必要時用試燈、蜂鳴器或萬用表校線。同一接線端子內壓接兩根以上導線時,可以只套一只線號管;導線截面不同時,應將截面大的放在下層,截面小的放在上層。所使用的線號要用不易褪色的墨水(可用環乙酮與龍膽紫調和)用印刷體工整地書寫,防止檢查線路時誤讀。
8.檢查線路和調試
連接好的控制線路必須經過認真檢查后才能通電調試,以防止錯接、漏接及電器故障引起的動作不正常,甚至造成短路事故。檢查線路應按以下步驟進行。
(1)核對接線
對照電氣原理圖、電氣安裝接線圖,從電源開始逐段核對端子接線的線號,排除漏接、錯接現象,重點檢查輔助電路中容易錯接處的線號,還應核對同一根導線的兩端是否錯號。
(2)檢查端子接線是否牢固
檢查端子所有接線的接觸情況,用手一一搖動,拉拔端子的接線,不允許有松動與脫落現象,避免通電調試時因虛接造成麻煩,將故障排除在通電之前。
(3)萬用表導通法檢查
在控制線路不通電時,用手動來模擬電器的操作動作,用萬用表檢查與測量線路的通斷情況。根據線路控制動作來確定檢查步驟和內容;根據電氣原理圖和電氣安裝接線圖選擇測量點。先斷開輔助電路,以便檢查主電路的情況,然后再斷開主電路,以便檢查輔助電路的情況。主要檢查以下內容。
① 主電路不帶負荷(電動機)時相間絕緣情況;接觸器主觸點接觸的可靠性;正反轉控制線路的電源換相線路及熱繼電器熱元件是否良好,動作是否正常等。
② 輔助電路的各個控制環節及自鎖、聯鎖裝置的動作情況及可靠性;與設備的運動部件聯動的元件(如行程開關、速度繼電器等)動作的正確性和可靠性;保護電器(如熱繼電器觸點)動作的準確性等情況。
(4)調試與調整
為保證安全,通電調試必須在指導老師的監護下進行。調試前應做好準備工作,包括清點工具;清除安裝底板上的線頭雜物;裝好接觸器的滅弧罩;檢查各組熔斷器的熔體;分斷各開關,使按鈕、行程開關處于未操作前的狀態;檢查三相電源是否對稱等。然后按下述的步驟通電調試。
① 空操作試驗。先切除主電路(一般可斷開主電路熔斷器),裝好輔助電路熔斷器,接通三相電源,使線路不帶負荷(電動機)通電操作,以檢查輔助電路工作是否正常。操作各按鈕檢查他們對接觸器、繼電器的控制作用;檢查接觸器的自鎖、聯鎖等控制作用;用絕緣棒操作行程開關,檢查它的行程控制或限位控制作用等。還要觀察各電器操作動作的靈活性,注意有無卡住或阻滯等不正?,F象;細聽電器動作時有無過大的振動噪聲;檢查有無線圈過熱等現象。
② 帶負荷調試。控制線路經過數次空操作試驗動作無誤后即可切斷電源,接通主電路,帶負荷調試。電動機啟動前應先做好停機準備,啟動后要注意它的運行情況。如果發現電動機啟動困難、發出噪聲及線圈過熱等異?,F象,應立即停機,切斷電源后進行檢查。
③ 有些線路的控制動作需要調整。例如,定時運轉線路的運行和間隔時間、星形—三角形啟動線路的轉換時間、反接制動線路的終止速度等。應按照各線路的具體情況確定調整步驟。調試運轉正常后,可投入正常運行。
3.4 訓練內容和步驟
1.訓練的內容與控制要求
如圖3-8(a)所示為三相異步電動機單向點動控制實訓線路。當合上電源開關QS時,電動機是不會啟動運轉的,因為這時接觸器KM的線圈未通電,它的主觸點處在斷開狀態,電動機M的定子繞組上沒有電壓。
按下啟動按鈕SB→KM線圈通電→KM主觸點閉合→M啟動運轉。當松開按鈕SB→KM線圈失電→KM主觸點分開→電動機M停轉。這種只有當按下按鈕電動機才會運轉,松開按鈕即停轉的線路,稱為點動控制線路。
2.訓練的步驟及要求
(1)熟悉電氣原理圖3-8(a),并繪制電氣安裝接線圖,如圖3-8(b)所示。三相異步電動機單向點動控制電氣元件布置圖如圖3-8(c)所示。
(2)檢查電氣元件,并固定元件。
(3)按電氣安裝接線圖接線,注意接線要牢固,接觸要良好,文明操作。
安裝動力電路的導線采用黑色,控制電路采用紅色,圖3-8(b)中實線表示明配線,虛線表示暗配線,安裝后應符合要求。

圖3-8 點動控制電氣圖
(4)檢測與調試。接線完成后,檢查無誤,經指導教師檢查允許后方可通電。
檢查接線無誤后,接通交流電源,合上開關QS,此時電動機不轉,按下按鈕SB,電動機M即可啟動,松開按鈕電動機即停轉。若出現電動機不能點動控制或熔絲熔斷等故障,則應分斷電源,分析和排除故障后使之正常工作。
3.注意事項
電動機必須安放平穩,電動機金屬外殼須可靠接地。接至電動機的導線必須穿在導線通道內加以保護,或采用堅韌的四芯橡皮套導線進行臨時通電校驗。
電源進線應接在螺旋式熔斷器底座中心端上,出線應接在螺紋外殼上。
接線要求牢靠,不允許用手觸及各電氣元件的導電部分,以免觸電及意外損傷。
4.思考與討論
(1)檢查線路和調試是按哪幾個步驟進行的?
(2)接觸器的結構是由哪幾個部分組成的?
(3)點動控制的特點是什么?
3.5 實訓報告要求和考核標準
實訓考核標準見表3-3。
表3-3 實訓考核標準
