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1、低压电器介绍第1页，共119页，编辑于2022年，星期五第一节第一节 概况概况 重庆市轨道交通一号线东起朝天门，西至大学城，全长约36.08 公里。工程实行“一次组织实施，分段建成运营”的原则，先期建设朝天门至沙坪坝段，该段线路由渝中区朝天门到沙坪坝区的购物中心广场。第二段工程由沙坪坝向西至重庆高等学府集中地大学城。设有中梁山西侧赖家桥车辆段一处、马家岩车辆段一处，两路口站控制中心一处，高庙村和双碑北主变电站两座。一号线通车后，从朝天门至沙坪坝只需26分钟。一期工程:朝天门沙坪坝段，全长约16.5公里，车站14座，投资约75亿元。线路走向：朝天门站小什字站较场口站七星岗站两路口站鹅岭站大坪站石
2、油路站歇台子站石桥铺站高庙村站马家岩站小龙坎站沙坪坝站。2007年6月8号开工建设,预计2011年开通运营。二期工程：沙坪坝大学城段，全长约20公里，车站9座。线路走向：沙坪坝站 杨公桥站烈士墓第2页，共119页，编辑于2022年，星期五凸轮开关 凸轮开关在低压配电电器中是一种结构简单的电器，主要用在低压成套配电装置中，作为不频繁地手动接通和分断交直流电路或作隔离开关用。也可用于不频繁地接通与分断额定电流以下的负载。凸轮开关在精雕45系统控制柜中用于接通和断开控制柜的总电源。电气符号：Q第3页，共119页，编辑于2022年，星期五凸轮开关外观图手柄触点第4页，共119页，编辑于2022年，星期
3、五刀闸开关刀闸开关控制对象：控制对象：380V，5.5kW 以下小电机以下小电机 考虑到电机较大的起动电流，刀考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择：闸的额定电流值应如下选择：（35)*异步电机额定电流异步电机额定电流电路符号电路符号QS第5页，共119页，编辑于2022年，星期五继电器继电器 继电器是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制元器件。主要用于反映和传递控制信号，是弱电控制强电的开关，其触点通常接在控制电路中。它的电气符号分为触点和控制线圈两部分，字母代号是K，符号如下：第6页，共119页，编辑于2022年，星期五继电器常开触点：继电器常闭触点：继电器控制线圈：第
4、7页，共119页，编辑于2022年，星期五精雕机45系统所用的继电器组Molex12芯插头接线端子第8页，共119页，编辑于2022年，星期五电磁继电器原理弹簧杠杆线圈输出图a:线圈没有接通 图b:线圈接通第9页，共119页，编辑于2022年，星期五继电器原理示意图第10页，共119页，编辑于2022年，星期五交流接触器的外形图其中：A1和A2是控制端，用于控制触点的吸合与断开。1-2，3-4，5-6是主触点，用于接通主电路。13-14是辅助常开触点，用于控制回路。A2A1交流接触器外形第11页，共119页，编辑于2022年，星期五动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触
5、头闭合电机接通电机接通电源电源 接触器原理接触器原理线圈线圈铁芯铁芯衔铁衔铁主触头主触头弹簧弹簧辅助辅助触头触头M3电机电机380V第12页，共119页，编辑于2022年，星期五M3 接触器接触器动作过程动作过程线圈通电线圈通电衔铁被吸合衔铁被吸合触头闭合触头闭合电机接通电机接通电源电源 24380第13页，共119页，编辑于2022年，星期五接触器有关符号：接触器有关符号：接触器线圈接触器线圈接触器主触头用于主电路接触器主触头用于主电路 （流过的电流大，（流过的电流大，需加灭弧装置需加灭弧装置）常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路接触器辅助触头用于控制电路 （流过的电流小，（流过的电流
6、小，无需加灭弧装置无需加灭弧装置）KMKMKM第14页，共119页，编辑于2022年，星期五接触器常见故障分析 触头过热 触头磨损 线圈断电后触头不能复位 衔铁振动噪声 线圈过热或烧毁 不能吸合或虽吸合但不能自保持 第15页，共119页，编辑于2022年，星期五2、自动空气开关和漏电保护器 自动空气开关又称为自动开关、低压断路器。用于过载、短路和欠电压等保护作用的低压开关，也可用于不频繁接通和分断电路，它是低压交、直流配电系统中的重要控制电器之一。漏电保护器是漏电电流动作保护器的简称。在规定条件下，当漏电电流达到或超过给定值时，能自动断开电路和机械开关或组合电器。目前生产的漏电保护器多为电流动
7、作型。电气符号：Q第16页，共119页，编辑于2022年，星期五主令电器主令电器 主今电器是一种机械操作的控制电器，对各种电气系统发出控制指令用于系统内各种信号的转换和传输，以及计算机系统电源控制和计算机系统与电力拖动系统之间的信号传输，包括对于各种小型电动机的直接控制。分类及电气符号：属于主今电器的开关有万能转换开关、按钮、旋转开关、位置开关(位置开关包括微动开关、接近开关和限位开关)以及信号灯。第17页，共119页，编辑于2022年，星期五按钮 按钮是发出控制指令和信号的电器开关，用于对电磁起动器、接触器、继电器及其它电气线路发出指令信号进行控制，字母代号SB。门开关 第18页，共119页
8、，编辑于2022年，星期五旋转开关 与按钮一样也是发出控制指令和信号的电器开关，只是操作的方式不一样。字母代号S，电气符号如下图：钥匙开关 触点常闭 触点常开 第19页，共119页，编辑于2022年，星期五位置开关 行程开关:一种以机械行程直接驱动为输入信号的位置开关，用于将机械信号转变为电信气以测量和控制机械系统的动作和进行程序控制。第20页，共119页，编辑于2022年，星期五微动开关：是位置开关的一种，以其操作力小和操作行程小为特点，用于机械、纺织、轻工、电子仪器等各种机械设备和家用电器中作行程、位置和状态控制、信号转换、限位保护和连锁之用。动合(常开)触点开关 动断(常闭)触点开关 第
9、21页，共119页，编辑于2022年，星期五按近开关：是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关，作机床自动线等各种机械设备定位控制、信号检测以及测速之用。按照激励方式可分为电感式、电容式和永磁式。电气符号如下，字母代号S。第22页，共119页，编辑于2022年，星期五信号灯：是作为信号指示、电源指示、程序指示用的电器元件，也是主令电器的一种。电气符号如下，字母代号H。第23页，共119页，编辑于2022年，星期五保护型器件保护型器件 断路器断路器主要用在不频繁操作的低压配电线路或主要用在不频繁操作的低压配电线路或开关拒开关拒(箱箱)中作为电源开关使用，并对线中作为电源开关使用，并对线路、电器设
10、备及电动机等实行保护，当路、电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断它们发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能白动切断线路，相、漏电等故障时，能白动切断线路，起到保护作用，应用十分广泛。起到保护作用，应用十分广泛。字母代号是字母代号是Q，电气符号如下：，电气符号如下：第24页，共119页，编辑于2022年，星期五常用断路器外形图 第25页，共119页，编辑于2022年，星期五380VAC380VAC自动空气断路器漏电保护器第26页，共119页，编辑于2022年，星期五自动空气开关原理图分断弹簧主触头传动杆锁扣过电流脱扣器380VAC380VAC第27页，共1
11、19页，编辑于2022年，星期五漏电保护器的工作原理图TA 为零序电流互感器,GF 为主开关,TL 为主开关的分励脱扣器线圈。中间环节包括放大器、比较器、脱扣器等第28页，共119页，编辑于2022年，星期五电涌吸收器 电涌保护器在正常情况下，保护器处于高阻状态，当电网因雷击或其他原因出现电涌过电压时，保护器将在纳秒级内快速导通，将雷电流或电压引入大地，并箝制过电压到一定值，从而保护电网上的电气设备，当该电涌电压通过保护器且消失后，保护器又重新恢复到高阻抗状态，从而不影响电网正常工作。电涌保护器在正常工作时，应与被保护设备并联，状态显示窗口为绿色，出现故障时为桔红色。电气符号：F第29页，共1
12、19页，编辑于2022年，星期五380VAC状态显示窗口 电涌保护器外观图电涌保护器模块第30页，共119页，编辑于2022年，星期五使用方法 精雕使用舜全电子的A系列避雷器。避雷器是并联在被保护设备的电路中的，避雷器可以串接在火线与保护地线之间，也可以连接在火线与火线之间，还可以连接在火线与零线之间。第31页，共119页，编辑于2022年，星期五RC浪涌吸收模块 RC浪涌吸收模块在精雕45系统控制柜中与24V交流接触器的线圈并接，作用是当抑制高频干扰信号。插头RC浪涌吸收模块外形图 RC浪涌吸收模块安装时将其插头插入交流接触器控制端A1、A2下端的两个小孔里压入即可。第32页，共119页，编
13、辑于2022年，星期五熔断器 熔断器是低压电器是一种常用的器件。在电路中起到短路保护。在使用时串在所要保护的电路中。当工作中出现短路时，熔断器中的熔丝靠自身过电流发出的热量熔断，达到保护电路中其他元器件的目的。切断电路过程中由于在线路电压影响下，往往产生强烈的电弧，发生强烈声、光效应。为了安全和有效熄灭电孤通常将熔片装在一个绝缘材料制成的管壳内，里面充填灭弧材料，两端用导电材料联结。当熔断器熔断后，需重新更换新熔断器，才能接通电路继续工作。第33页，共119页，编辑于2022年，星期五熔断器的电路符号FU入出熔断器外壳熔芯熔断器的外观图第34页，共119页，编辑于2022年，星期五熔断器熔断器
14、电路符号电路符号FU熔体额定电流熔体额定电流 的选择：的选择：异步电机的起动电流异步电机的起动电流 Ist=(57)额定电流。额定电流。2.空载电机空载电机（稍大）（稍大）1.无冲击电流的场合无冲击电流的场合（如电灯、电炉）（如电灯、电炉）3.频繁起动频繁起动 的电机的电机安秒特性安秒特性tIF第35页，共119页，编辑于2022年，星期五5、变压器 变压器在电力系统中的应用是很广泛的。例如在发电厂中，用升压变压器升高电压，以适应远距离伟输的需要；同时，也用降压变压器降低电压，以适合用电设备使用。是用来改变交流电压大小的电气设备。它是根据电磁感应的原理，把某一等级的交流电压变换成另一等级的交流
15、电压，以满足不同负荷的需要。电气符号：T第36页，共119页，编辑于2022年，星期五机床控制变压器外形图及铭牌380V AC220V AC24V AC铭牌第37页，共119页，编辑于2022年，星期五原理变压器是利用电磁感应定律，在变压器主线圈上接上交流电于是主线圈就产生了一个磁场方向交变的磁场，磁场的磁力线通过铁芯（一种高导磁材料）又穿过了副线圈，由于磁通方向的变化于是就在副线圈的两端产生了电压。第38页，共119页，编辑于2022年，星期五变压器输入端与输出端的电压与变压器主线圈与副线圈的闸数有如下的关系：第39页，共119页，编辑于2022年，星期五变压器的容量是指变压器输出端承受负载
16、的能力，单位是KVA。以精雕控制柜内部的伺服变压器为例，该变压器上标明其容量为2KVA，它输入端允许挂接的负载不能超过2KW。单相变压器输出端额定电流的计算：额定输出电流=额定容量额定输出电压单相变压器输出端额定电流的计算：额定输出电流=额定容量额定输出电压1.732 在实际应用中，有时候不知道变压器的效率，再用变压器的容量去衡量它的带载能力就不是很恰当，所以通常还是以功率衡量它的带载能力。这里的功率指的是变压器实际能够承接的负载，它的实际容量应该比它的功率要大。第40页，共119页，编辑于2022年，星期五调压器调压器 调压器又称电压调整器。它是一类对以在较大范围内平滑无级地调节负载电压的交
17、流电器。被广泛地应用于各种需要连续调节电压的场合。自耦变压器的原理和普通变压器一样，一、二次绕组中电压和匝数间的关系为：第41页，共119页，编辑于2022年，星期五稳压器稳压器 稳压器是一种稳定交流电源电压的装置。根据实现原理，稳压器可以分为感应式稳压器、接触式稳压器和无触点补偿型稳压器。在实际应用中接触式稳压器和无触点补偿型稳压器应用最为广泛。下面将分别介绍这两种稳压器的稳压原理。第42页，共119页，编辑于2022年，星期五接触式稳压器原理：是由伺服电动机驱动自耦调压器完成的一种普及型交流稳压电源。主要由接触式自耦调压器、伺服电动机和自动控制电路等组成。工作原理及简图：当输入市电变化时，
18、控制电路对其进行监视检测，同时输出控制信号给伺服电机，调整碳刷在自耦调压器上的位置，从而保证输出电压的稳定。第43页，共119页，编辑于2022年，星期五无触点补偿型稳压器原理 无触点补偿式交流稳压器，它集微机程序处理、光电传递、无触点开关、交流补偿稳压技以及数码转换、单片机智能控制系统等组成。第44页，共119页，编辑于2022年，星期五电抗器电抗器 电抗器就其物理结构而言就是一种电感，它在线路中是用作限流、稳流、无功补偿、移相和滤波的一种电感元件，用途十分广泛。特别是在电网中对用电设备进行电能匹配有着深远的意义。电抗器电气符号：第45页，共119页，编辑于2022年，星期五14、电抗器接线
19、端子 电抗器实际上是电感，在精雕45系统控制柜中作用是：防止线路中电流突变；提高功率因数；防止电网的干扰信号。L第46页，共119页，编辑于2022年，星期五滤波器 EMI滤波器是精雕电控柜中的一个重要的抗干扰装置，它可以有效的吸收电源线上的噪声和尖峰干扰，另一方面使精雕电控柜内的高频干扰也不会干扰其他用电设备。第47页，共119页，编辑于2022年，星期五PE380V380V滤波器外形图滤波器的图形符号：Z第48页，共119页，编辑于2022年，星期五原理 其内部原理如下图所示：差模电容（X电容）差模电感共模扼流圈共模电容(Y电容)第49页，共119页，编辑于2022年，星期五第五节第五节
20、电源电源 第50页，共119页，编辑于2022年，星期五下图是线性电源的原理框图下图是线性电源的工作过程：第51页，共119页，编辑于2022年，星期五下图是开关电源的原理框图下图是开关电源的工作过程：第52页，共119页，编辑于2022年，星期五第六节第六节 电机电机 电机是将电能转换成机械能的能源转换装置，它由电气部分与机械部分共同组成。在现代化生活、生产和其它各个领域的应用都是非常广泛的。电机大致可以分成交流电动机和直流电动机两种。电机交流电动机同步电动机异步电动机三相电动机单相电动机直流电动机他励、并励电动机串励、复励电动机第53页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机三相
21、异步电机 三相异步电机的运转速率与供电电源频率没有固定不变的关系，供电电源三相电。其特点是结构简单，制造方便，价格低廉。主要用途是驱动生产机械如碾米机、水泵、风机等机械。根据转子形式的不同三相异步电机可分为鼠笼式和绕组式两类。鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性；绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。精雕使用的雕刻主轴、三相水泵和油泵属于三相鼠笼式异步电机。三相异步电机的字母代号是M 第54页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机的构造 三相绕组：三相绕组：三相绕组：三相绕组：机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁
22、A-XA-XB-YB-YC-ZC-Z铁铁铁铁心心心心：由由由由内内内内周周周周有有有有槽槽槽槽的的的的硅硅硅硅钢钢钢钢片叠成。片叠成。片叠成。片叠成。第55页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机转子分为两类：鼠笼式和绕组式 鼠笼式在铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。绕线式转子同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。转子在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。下图是鼠笼式转子结构示意图。第56页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机构造示意图如下：第57页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机的原理 如果按下面的示意图所示把闭合线圈
23、放置到磁场里面，让N、S磁极运转起来，线圈会有什么反应呢？第58页，共119页，编辑于2022年，星期五鼠笼式定子可以看成是若干个线圈交错在一起组成的。若果把这些“线圈”推进右边的永磁体N、S极组成的磁场中，转动永磁体那么相当于“线圈”与磁场发生了相对运动，那么在这些线圈中就会感应出电流。由于“线圈”有了电流，这就相当于带电导体被放进了磁场，它会受到磁场力的作用而开始旋转。第59页，共119页，编辑于2022年，星期五如果磁极逆时针方向以n1的转速旋转，那么“线圈”即鼠笼转起将以n的转速旋转。如果把永磁体用电磁装置来代替，并且可以通过改变电流的方向来使磁场按照一定的方向旋转起来，那么就完全可以
24、做出一个无电刷的电机来。三相异步电机就是通过以上机理来实现的。首先通过三相绕组按照一定的规则绕制在定子铁心上替代了永磁体，并且通过三相绕组中电流的变化替代了永磁体的旋转而产生了与电流频率成正比关系的旋转磁场。将鼠笼式转子替代了线圈，这样就构成了三相异步电机。下图表示了随着旋转磁场的旋转，定子也跟着旋转的过程。第60页，共119页，编辑于2022年，星期五第61页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机的特性 三相异步电机有几个重要的概念：同步转速、异步转速、转差率、磁极对数和转矩。同步转速：指的是定子线圈形成与电源频率同步的旋转磁场的转速。异步转速：转子的实际转速。转差率S：三相异步
25、电机同步转速和异步转速的差值与旋转磁场的转速的比值。因为转子铁芯与旋转磁场总是要有相对运动，这样转子铁芯才能受到电磁力的作用而运转；如果转子铁芯与旋转磁场没有相对运动，转子铁芯就不会受到电磁力的作用，这样转子铁芯是不会运转的。磁极对数：也称为电机极数，是指定子绕组按照一定的绕制方法形成的磁场极对数，即NS极的对数。当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场。第62页，共119页，编辑于2022年，星期五电机转子转速的计算公式：转子转速=120电源频率（1-转差率）电机极数例如一个两极电机在电源频率为50Hz，转差率为0.1时的转速为2700转/分。通常转差率是无法预计的，再不重要的场合
26、可以不考虑，所以只要给定电源频率，那么上例中的转速就可以计算为3000转/分。忽略转差率后计算公式可以写为：转速=120电源频率电机极数 这样计算出来的转速应该为旋转磁场同步转速。第63页，共119页，编辑于2022年，星期五转矩特性转矩：三相异步电机有三大重要转矩，额定转矩、最大转矩和启动转矩。额定转矩TN：电动机在额定负载时的转矩。最大转矩Tmax：电机带动最大负载的能力，转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax，否则将造成堵转(闷车)。起动转矩Tst：电动机起动时的转矩，体现了电动机带载起动的能力。第64页，共119页，编辑于2022年，星期五异步电机转速扭矩功率的关系：P(功率)=1
27、.026T(转矩)N(转速)T(转矩)=0.974P(功率)/N(转速)第65页，共119页，编辑于2022年，星期五三相异步电机的调速方法 三相异步电机的调速方法有多种，最常用的就是变频调速和变转差调速。变频调速主要是通过变频器改变输出电源信号的频率和电压值来控制电机的转速和扭矩，通常又称为调频调压（VFVV）法。此外变频调速还有恒扭矩控制法。第66页，共119页，编辑于2022年，星期五变频调速特点及V-F曲线图在增加电源信号输出频率的同时也增加了电源信号的输出电压，这样能够保证电机在一定的转速范围内保持一个恒扭矩状态，随着转速的增加电机的输出功率也在增加。当电机转速增加到一定值时就保持输
28、出电压为一个恒定值。如果继续增加转速，电机的扭矩就会逐渐下降，但是电机会保持输出功率为一个恒定值。要达到这样的效果，那么变频器输出电源信号的频率值与电压值就要保持一定的对应关系，每种电机的对应关系都不一样，这种对应关系也就是通常所说的电机的V-F特性，把这种关系描绘在图上就称为电机的V-F曲线图。第67页，共119页，编辑于2022年，星期五典型V-F曲线图第68页，共119页，编辑于2022年，星期五步进电机步进电机 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。在不超载的情况下可以通过控制脉冲个数来
29、控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机运转的这个固定的角度称为步距角。第69页，共119页，编辑于2022年，星期五用途：步进电机是自动控制系统和数字控制系统中广泛应用的执行元件，普遍应用于数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制和石英表等设备当中。如精雕步进系统的机床上就是使用步进电机带动X、Y、Z三个进给轴运动的。步进电机的分类：按结构分，步进电机有反应式、永磁式和永磁感应混合式。第70页，共119页，编辑于2022年，星期五永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三
30、相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。第71页，共119页，编辑于2022年，星期五原理 第72页，共119页，编辑于2022年，星期五步进电机的几个重要概念 步距角：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。精度：一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。空载启动频率：即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率
31、。细分：步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。第73页，共119页，编辑于2022年，星期五伺服电机伺服电机 伺服电动机(或称执行电动机)是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件，其功能是把所接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度的变化。常用的伺服电动机有两大类，用交流电源供电的称为交流伺服电动机；用直流电源供电的称为仅流伺服电动机。第74页，共119页，编辑于2022年，星期五原理三相交流伺服电机由定子、转子和编码器组成。三相交流伺服电机与三相异步电机在结构上很相似，最大的区别在于转子
32、不一样。三相异步电机转子的材料不是永磁材料，而三相交流伺服电机的转子是永磁体。原理上与异步电机也很相似，三相定子绕组用于形成旋转磁场，定子在旋转磁场的带动下旋转。唯一不同的是因为定子上有永磁体形成的磁极，定子与旋转磁场是同步旋转的。第75页，共119页，编辑于2022年，星期五使用注意事项 同一功率的伺服驱动器只能与同一功率的电机配套使用，如果伺服驱动器的功率大于电机的功率，那么将会烧毁电机。不能把不同厂商的电机与驱动器混用。伺服驱动器输出的U、V、W与电机的U、V、W输入是必须要一一正确对应相接的，否则会出现故障。第76页，共119页，编辑于2022年，星期五变频器 变频器主要是用于驱动和控
33、制三相异步电机、同步电机以及作为高频电源使用。异步电机的转速公式可以表示为：式中:同步转速（r/min）；转差率；极对数；定子电源的频率（Hz）；从以上公式可以看出调整定子电源的频率就可以调整电机的旋转速度。变频器的调速原理变频器的调速原理:第77页，共119页，编辑于2022年，星期五异步电机转速扭矩功率的关系：P(功率)=1.026(转矩)N(转速)(转矩)=0.974P(功率)/N(转速)式中：转矩，单位：Nm（牛米）P 功率，单位：W（瓦特）N 转速，单位：(r/min)转/分要改变电机转速，那么调整电源频率即可；要控制电机扭矩，只要修改电机输出功率和转速就能够达到目的。第78页，共1
34、19页，编辑于2022年，星期五变频器的原理图第79页，共119页，编辑于2022年，星期五变频器首先将电网交流电整流成直流电，通过稳压后再由逆变器将其直流电变换为所需频率和幅值的交流电去控制和驱动电机运转。第80页，共119页，编辑于2022年，星期五被整流后的电压波动较大，经过一个大电容稳压后可得到一个波动不大，波形较稳的直流电压。这样才能够由逆变器将其逆变成交流电以便驱动电机。第81页，共119页，编辑于2022年，星期五变频器框图第82页，共119页，编辑于2022年，星期五电源进线PE接主轴电机变频器外形图操作面板第83页，共119页，编辑于2022年，星期五步进驱动器 步进电机的运
35、行要有一个电子装置进行驱动，这个装置就是步进电机驱动器。第84页，共119页，编辑于2022年，星期五精雕自产步进驱动器原理架构图 第85页，共119页，编辑于2022年，星期五伺服驱动器 伺服驱动器是用于控制和驱动伺服电机的系统器件。当电机被更换成别的型号或者别的厂家的产品时，伺服驱动器通常是不能与其配套使用的。这一点与变频器同主轴电机的使用有很大的不同。第86页，共119页，编辑于2022年，星期五12、伺服驱动器CN1ACN2CN3CN1BL1 L2U V WL11 L21接线端口：CN1：I/O信号接头CN2：编码器接头CN3：通讯接头L1,L2：主电路电源U,V,：伺服电机输出L11
36、,L21：控制电路电源第87页，共119页，编辑于2022年，星期五原理 伺服驱动器主电源回路的原里与变频器主电源回路的原理一样，也是通过交直交的变换过程，原理框图如下所示：第88页，共119页，编辑于2022年，星期五伺服系统通过伺服电机上的编码器把电机的位置信号和转速信号反馈回驱动器，同时又通过电流传感器将电机的电流信号也反馈回驱动器，从而构成了有多个信号反馈的闭环控制系统。伺服系统具有很高的精度、快响应、宽调速范围和低速大转矩的特点。第89页，共119页，编辑于2022年，星期五原理框图第90页，共119页，编辑于2022年，星期五伺服系统的控制架构 控制上分为三个环节：位置控制环节、速
37、度控制环节和扭矩控制环节。顾名思义，这三个环节分别实现了对位置、速度和扭矩的控制，同时这三个环节又是一个有机的整体，在位置控制模式下伺服电机的任何一个动作都要由这三个环节共同完成。第91页，共119页，编辑于2022年，星期五P值与C值：P值：精雕控制卡送给伺服驱动器的指令脉冲数，表示电机应运行的位置。C值：伺服电机编码器反馈脉冲数，表示电机实际运行的位置。P、C值之间具有一定的关系，C=P电子齿轮比，对于三菱伺服系统C=P(512/25)。机床的位置坐标6400/5=P。指令脉冲与编码器反馈脉冲第92页，共119页，编辑于2022年，星期五气压传动气压传动 传动的介质气体 自然界的空气是由若
38、干种气体混合而成的混合气体，其主要成份是氮气和氧气，并有少量的二氧化碳和惰性气体及少量的水蒸气，含有水蒸气的空气称为湿空气，不含水蒸气的空气称为干空气，自然界中绝对的干空气是不存在的。第93页，共119页，编辑于2022年，星期五饱和湿空气与未饱和湿空气当温度和压力一定时，空气中所含有的水蒸气达到这一极限时，此湿空气称为饱和湿空气，若空气中的水蒸气超过这一极限时，水珠就会被析出。水蒸气含量未达到这一极限的湿空气称为未饱和湿空气。第94页，共119页，编辑于2022年，星期五绝对湿度与相对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量，称为绝对湿度。相对湿度：在某温度和压力下，其绝对湿度和饱和
39、绝对湿度之比，称为相对湿度。第95页，共119页，编辑于2022年，星期五气源装置和气动辅助元件 在气压传动系统中，由于压缩空气中的水分、油污和灰尘等杂质会混合成胶体渣质，若不经过处理而直接进入管路系统，就可能造成不良后果。产生、处理和贮存压缩空气的设备称为气源装置。一般的气源装置由空气压缩机和必要的气源净化装置组成 第96页，共119页，编辑于2022年，星期五空气压缩机 空气压缩机是气动系统的动力元件，它能将电动机输出的机械能转换成气压能，输出高压气体。空气压缩机的种类很多，按压力大小可分为低压型(0.2MPa-1.0MPa)、中压型(1.0MPa-10MPa)、高压型(10MPa)；按工
40、作原理可分为容积型和速度型两类。第97页，共119页，编辑于2022年，星期五气源净化装置 对空气经过冷却、干燥和净化处理的装置称为气源净化装置，可分为后冷却器、除油器、干燥器和储气罐。后冷却器：空气压缩机压缩的空气可达120以上，在此温度下空气中的水分完全成气态。后冷却器就是将高温空气冷却至40以下，将大量的水蒸气和变质油污凝成液态以便于清除。第98页，共119页，编辑于2022年，星期五除油器：又称为油水分离器，它是分离压缩空气中的水分、油分和灰尘杂质，净化压缩空气的装置。干燥器：压缩空气经过后冷却器和除油器后已经能满足一部分设备的需要，但是在精密气动装置中还需要干燥器对气源进行进一步处理
41、后才能使用。第99页，共119页，编辑于2022年，星期五储气罐：储气罐主要用作消除气源脉动，进一步分离油、水、灰尘等杂质，存贮一定量的压缩空气以备用。第100页，共119页，编辑于2022年，星期五气动三大件 过滤器、减压阀和油雾器通常组合使用，称为气动三大件。空气过滤器：滤除空气中的水分、油滴和杂质，使压缩空气达到气动系统所要求的净化程度，属于二次净化装置。图形符号如下图。第101页，共119页，编辑于2022年，星期五减压阀：在气压传动系统中，控制压缩空气的压力和依靠气体压力来控制执行元件动作顺序的阀，统称为压力控制阀。非溢流式减压阀 第102页，共119页，编辑于2022年，星期五油雾
42、器：以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使其随气流进入需要润滑的部件。图形符号如下图。第103页，共119页，编辑于2022年，星期五气缸 气缸是气动系统中常用的一种执行元件。在气动执行元件中，气缸是将气压能转化为力和位移而输出的能量转换装置。与液压缸相比，其结构简单、制造成本低、污染少，便于维修，动作迅速。第104页，共119页，编辑于2022年，星期五气动控制元件 方向控制阀 单向阀：单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。其图形符号如下图。第105页，共119页，编辑于2022年，星期五 双压阀：双压阀也相当于两个单向阀的组合，作用是只有当两个输入端都有输
43、入且输入一样大的压力时才有输出。其图形符号如下图。第106页，共119页，编辑于2022年，星期五 快速排气阀：快速排气阀简称快排阀，它是为加快气缸运动速度作快速排气用的。图形符号如下图所示。第107页，共119页，编辑于2022年，星期五 电磁换向阀：这种阀是利用电磁力来实现阀的切换以控制气流方向的。电磁换向阀的种类繁多，根据电磁力作用方式的不同又分为直动式和先导式。第108页，共119页，编辑于2022年，星期五 减压阀：在气压传动系统中，控制压缩空气的压力和依靠气体压力来控制执行元件动作顺序的阀，统称为压力控制阀。非溢流式减压阀 单向顺序阀 第109页，共119页，编辑于2022年，星期
44、五 速度控制阀：在气压传动系统中，经常要求控制气动执行元件的运动速度，这要靠调节压缩空气的流量来实现。第110页，共119页，编辑于2022年，星期五简单气路 换向回路 下图a所示为二位三通电磁换向阀控制的换向回路。通电时靠气压使活塞杆上升，断电时靠弹簧作用下降。下图b为三位五通电磁换向阀控制的换向回路，它可以使活塞在行程小任意位置停止，但由于气体的可压缩性，活塞停止的位置精度较差，定位时间也不易过长。第111页，共119页，编辑于2022年，星期五第112页，共119页，编辑于2022年，星期五压力控制回路 作用是控制调节系统的压力，它不仅是维持系统正常工作所必需的，而且也关系到系统总的经济
45、性、安全性及可靠性等综合特性。一次压力控制回路：主要用于控制空压站气罐压力，使其压力不超过规定压力，又称为气源压力控制回路，如下图所示。第113页，共119页，编辑于2022年，星期五二次压力控制回路：主要用于控制每台气动设备的气源进口处的压力的调节回路，如下图所示，它可提供给系统一种稳定的工作压力，保证系统正常工作的安全性、可靠性等要求。第114页，共119页，编辑于2022年，星期五双作用气缸速度控制回路 单向调速回路：在双作用气缸中也有进口节流调速回路和出口节流调速回路，通常又称为节流供气和节流排气调速回路。下图a所示为节流供气调速回路，下图b所示为节流排气调速回路。第115页，共119
46、页，编辑于2022年，星期五双向调速回路：在气缸的进、排气口装上节流阀，就组成了双向调速回路。下图a所示为采用单向阀式的双向节流调速回路，下图b所示为采用排气节流阀的双向节流调速回路。第116页，共119页，编辑于2022年，星期五快速运动回路：气动系统的优点之一是执行机构能实现高速运动，这一点对于提高生产效率是很重要的。第117页，共119页，编辑于2022年，星期五雕刻中心气路原理图第118页，共119页，编辑于2022年，星期五主轴松刀、夹紧及刀库门靠气缸实现，要求提供0.7Mpa的压缩空气，见气动原理图：当气压0.5Mpa时YK1导通，通知机床气动系统正常可以工作，当气压0.5Mpa时YK1断开,通知机床气动系统不正常不能工作。第119页，共119页，编辑于2022年，星期五