1、教學目的：教學目的：掌握液壓泵電機的直接起動和星三角形 降壓起動和熔爐加熱自動控制系統的工作原理及交流和直流電源供應。教學重點：教學重點： 1、掌握液壓泵電機的直接起動的工作原理。 2、掌握液壓泵電機的星三角形降壓起動的工 作原理。 3、掌握液壓泵電機的保護。 4、掌握熔爐加熱自動控制原理。教學難點：教學難點： 1、星三角形降壓起動的工作原理。 2、熔爐加熱自動控制原理。1、液壓泵電機類型、液壓泵電機類型：液壓泵電機一般用三相鼠籠式異步電動機。2、液壓泵電機的起動方式：、液壓泵電機的起動方式： 2-1：直接起動（也稱全壓起動）。：直接起動（也稱全壓起動）。當電機繞組直接加上額定電壓即全部電源電

2、壓而起動稱為直接起動（或全壓起動）。 2-2：降壓起動。：降壓起動。降壓起動有：定子串電阻降壓起動、定子串電抗降壓起動、星-三角形降壓起動、自耦變壓器降壓起動。 在壓鑄成型機中液壓泵電機起動都是空載起動，負載輕，所以一般都采用星-三角形降壓起動。3-1：液壓泵電機直接起動的電氣圖。如圖：液壓泵電機直接起動的電氣圖。如圖 1-1所所 示。示。 1L11L21L3總電源開關供電電源油泵電機IL1IL3N50HzPEAC380V3NPEL2I50AQF0PELR14P15kWPE3M1380VW1V1U1W2V2U230-40AKM1NLR1N1KM1操作箱起動L301B0-2KM1L232B15-

3、2L21操作箱停止KA2QF1310A操作箱急停ST6-1L20控制電源開關由PLC輸出FU1-FU363AU1V1 W1主電路控制電路 分析過程說明： 起動電機前先將總電源開關QF0和控制電源QF13合上。 3-3：液壓泵電機的停止：液壓泵電機的停止 按下ST6-1急停開關或按下2B15-2電機停止按鈕均能使KM1線圈斷電，從而使液壓泵電機停止運轉。 4、液壓泵電機星、液壓泵電機星-三角形降壓起三角形降壓起動動 考慮到大功率的電機以及用戶電網變壓器的容量的原因，電機起動時的起動電流很大（起動電流約為額定電流的4至7倍），所以對功率較大的液壓泵電機采取星-三角形降壓起動。 NSNstPPII4

4、43式中： Ist- 電動機起動電流（A）； IN-電動機的額定電流（A）； PS-電源容量（kVA）； PN-電動機的額定功率（kW）。 4-2-1：電動機起動電壓= （UN-電動機額定電壓） 4-2-2：電動機起動電流= （IS-電動機直接起動電流） 4-2-3：電動機起動轉矩= （TS-電動機直接起動轉矩）NU31ST31SI31 4-2-4：星-三角形降壓起動一般適用于低壓電動機，起動電流、起動轉矩小，設備簡單，價廉。但電動機有6個接線頭。 電氣原理圖。如圖電氣原理圖。如圖1-2所示。所示。主電路控制電路KT1 KT1油泵電機供電電源總電源開關YY急停開關油泵電機起動NL20LR1KM

5、1N1L32 L34W3 U3V3PEKM3KM2KM1M1PE W2U2V23KM1KM337kW4P380VU1V1W1L31 L3350HzU2V2W2L3050AKM3LR1L23KA2操作箱起動電箱起動KM21B11B-11B11A-1KM21B12B-1電箱停止U1V1W1L22L21ST6-1操作箱停止FU1-FU3125APEN1B12A-11L23NPE1L3AC380VL3IIL2IL11L110AQF1380AQF0KA2O32+24V0V+24V0V1B0手動1B11B-21B11A-2電機起動1B12A-21B12B-2電機停止KM3電機起動控制操作箱急停ST6-2急

6、停電機起動確認 4-4：液壓泵電機星：液壓泵電機星-三角三角形降壓起動的工作原理形降壓起動的工作原理 分析過程說明： 起動電機前先將總電源開關QF0和控制電源QF13合上按 起 動 按 鈕 1B11A或 1B11B中 間 繼 電 器 KA2（ 由 PLC輸 出 控 制 ）急 停 ST6停 止 按 鈕 1B12A停 止 按 鈕 1B12B中 繼 KA2觸 點熱 繼 LR1時 間 制 KT1常 閉 觸 點KM3常 閉 觸 點交 流 接 觸 器 線 圈 KM1交 流 接 觸 器 線 圈 KM2KM2常 開 主 觸 點KM1常 開 主 觸 點KM2輔 助 常 開 觸 點時 間 制 KT1開 始 延 時

7、KM1輔 助 常 閉 觸 點并 自 鎖液 壓 泵 電 機 M1作 星 形 起 動防 止 KM3線 圈 得 電 而 引 起 短 路 (與 KM3聯 鎖 )。時 間 制 KT1設 定 時 間 到時 間 制 KT1常 閉 觸 點時 間 制 KT1常 開 觸 點交 流 接 觸 器 線 圈 KM1交 流 接 觸 器 線 圈 KM3KM1輔 助 常 閉 觸 點防 止 KM1線 圈 得 電 而 引 起 短 路 (與 KM2聯 鎖 )。KM2常 開 主 觸 點KM3輔 助 常 閉 觸 點KM3常 開 主 觸 點液 壓 泵 電 機 M1作 三 角 形 運 行液 壓 泵 電 機 M1完 成 星 -三 角 形 降

8、壓 起 動 過 程 4-5：液壓泵電機起動完成的作用：液壓泵電機起動完成的作用 液壓泵電機起動完成后通過KM3輔助觸點將信號輸入至PLC輸入端，PLC輸出端才能控制相應動作的油閥線圈工作。 4-6：液壓泵電機星：液壓泵電機星-三角形降壓起動轉換三角形降壓起動轉換過程中主要參數的變化過程中主要參數的變化 當KM1、KM2線圈得電時，液壓泵電機的定子線圈繞組接成星形。如圖1-3所示。 使電機每一相定子線圈繞組承受的電壓為電源額定電壓的 倍。待電機起動一定時間后再轉換成三角形運行。如圖1-4所示。使電機在電源額定電壓下運行。這樣在起動過程中就會減少電流對電網電壓的沖擊。313131W2e23eUV2

9、2eUIe1U2I 4-6-1：星形連接時電機的電壓： 4-6-2：星形連接時電機的電流： 4-6-3：星形連接時電機的轉矩： 222131eeYkUkUMZUZUIIeeYY212131eeUU2131 4-6-4：三角形連接時電機的電壓 ： 4-6-5：三角形連接時電機的電流： 4-6-6：三角形連接時電機的轉矩：ZUZUIIeeee23213332223eekUkUMeeUU23 從以上公式可以得出：當電機定子線圈繞組接成星形時，起動電壓減少為三角形的 倍；起動電流減少為三角形的1/3倍；起動轉矩減少為三角形的1/3倍。 4-6-7：液壓泵電機的保護。 液壓泵電機的保護主要采用了熔斷器（

10、FU1-FU3）作為短路保護和熱繼電器（LR1）作為電機的過載保護。31 1-1：由溫度設定器設定金屬熔融的溫度。 1-2：由D/A（數字量轉換成模擬量）轉換器將數字信號轉換成模擬量電壓信號（如：010V，4mA20mA）加在比例-積分-微分調節器（PID）的給定電壓輸入端。 1-3：由K型熱電偶（檢測溫度范圍在-200C-1300C）檢測熔爐金屬液的溫度（熔爐實際溫度）以電壓的形式加在PID的反饋輸入端上。 1-4：PID根據給定電壓與實際反饋電壓的差值，按照PID的規律調節并控制熔爐加熱器給熔爐加熱，從而實現溫度的自動控制和調節。 1-5：當熔爐的溫度大于設定值時，加熱器停止加熱。加熱器的

11、起動和停止是由溫控器內的繼電器控制。 1-6：溫度控制的精度與D/A轉換器的位數有關。8位D/A轉換器的控制精度大約為0.5C左右；10位和12位D/A轉換器的控制精度大約為0.1C左右。 如圖如圖2-2所示。所示。KT0M01KA0NL6M+L9M-251134810U0(E5EN)B10L7KA017KT0L4L510AQF2L1NTK6KA1 KA3K型熱電偶電源開關熔爐加熱器24小時時間制熔爐加熱控制手動加熱控制自動加熱控制報警1輸出報警2輸出 2-1：QF0是熔爐加熱電源開關。即具有電源開關的作用，又具有短路保護的作用。 2-2：B10是熔爐加熱轉換開關。具有“手動”、“關”和“自動

12、”三檔功能。KT0是24小時時間控制器，與B10的“自動”檔配合使用。當B10旋至“手動”檔時，熔爐開始進行加熱；當B10旋至“關”檔時，熔爐加熱停止；當B10旋至“自動”檔時，熔爐的加熱控制就由24小時時間控制器進行控制。例如：設定24小時時間控制器的時間為7時，那么在早上7時，熔爐自動起動加熱控制裝置，這樣可以提高工作效率。 2-3：TK是K型熱電偶。用來檢測熔爐金屬液的溫度是否達到溫度的設定值。 2-4：M0是熔爐加熱裝置。有噴油加熱裝置和電阻加熱裝置。 2-5：U0是OMRON公司E5EN溫度控制器。還具有溫度報警輸出功能。 1、交流電源部分、交流電源部分 交流電源主要是按照國標（GB

13、 5226.1-2002）要求采用三相五線制動力電源，電壓AC380V、頻率是50Hz的交流電源。用“L1、L2、L3”表示三相相線；用“N”表示零線；用“PE”表示保護接地線。 2、控制電路電源部分、控制電路電源部分 壓鑄成型機的控制電路電源主要采用單相AC220V和DC24V。 2-1：單相AC220V控制電路電源。單相AC220V控制電路電源的獲得有兩種方法： 方法一是由隔離變壓器提供。將AC380V的電壓降為AC220V的電壓或AC220V通過隔離變壓器仍輸出AC220V電壓，增加隔離變壓器的作用是提高控制電路的抗干擾能力。 方法二是取任一條相線的相電壓（相線與零線之間的電壓）作為控制

14、電路的電壓。采用此方法在設計、裝配和維護都比較簡便，但抗干擾能力較差。 2-2：直流電源系統。直流電源一般采用開關電源提供，主要是將單相交流220V輸入電壓變為直流24V恒定電壓，提供給PLC的各工作模塊以及液壓各油閥工作。 2-3：接地保護。接地保護是整機安全保障的重要措施之一，壓鑄成型機對電壓大于50的人體易接觸到的金屬部件均有接地保護裝置，以保證整機任何部位的操作都絕對的安全。 對小于等于1000V的電網電壓提供了兩個數據，較低的電壓主要是用于照明與小型電器（收音機），而較高的電壓首先是用于大功率的電氣設備（例如電動機）。 如果在雙電壓數據中，較高的電壓正好是較低電壓值的二倍（例如100/200V），則這是指帶二根相線和一根中線的單相三線制。如果在雙電壓數據中，較高的電壓（相線電壓=線電壓）正好是較低電壓值的1.73倍（星型連接的相線電壓=相電壓，例如230/400V），則這是指帶三根相線與一根中線的三相交流