数控机床电气控制(第二版 教学课件 ppt 作者 杨兴 主编 白树森 副主编第3章.ppt

第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 3．2电气控制系统的基本电路 思考题及习题 第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 （1）软启动器的启动方式： 1）斜坡升压软启动。这种启动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机启动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 2）斜坡恒流软启动。这种启动方式是在电动机启动的初始阶段启动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定，直至启动完毕。启动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则启动转矩大，启动时间短。该启动方式是应用最多的启动方式，尤其适用于风机、泵类负载的启动。 3）阶跃启动。开机即以最短时间，使启动电流迅速达到设定值，即为阶跃启动。通过调节启动电流设定值，可以达到快速启动效果。 4）脉冲冲击启动。在启动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，进入恒流启动。该启动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的启动场合。 第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 图3—14软启动器接线图 第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 （2）软启动与传统降压启动方式比较： 笼型异步电机传统的降压启动方式有Y-△启动、自耦降压启动等。这些启动方式都属于有级降压启动，存在明显缺点，即启动过程中出现二次冲击电流。软启动与传统降压启动方式的不同之处是： 1）无冲击电流。软启动器在启动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机启动电流从零线性上升至设定值。 2）恒流启动。软启动器可以引入电流闭环控制，使电机在启动过程中保持恒流，确保电机平稳启动。 3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的启动电流。 4）电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软启动器能满足这一要求。在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。 第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 5）软启动器轻载节能 笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低；处于重载时，功率因数高。软启动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行 （3）软启动器具有的保护功能： 1）过载保护功能：软启动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。 2）缺相保护功能：工作时，软启动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。 3）过热保护功能：通过软启动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。 第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 4）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它联锁保护。 （4）软启动器和变频器启动的比较： 1）软启动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器主要用于需要调速的地方，软启软停只是其附属功能；软启动器只用于异步电动机软启软停。变频器具备所有软启动器功能，但它的价格比软启动器贵，结构也复杂得多。 2）变频器输出不但改变电压而且同时改变频率；软启动器实际上是个调压器，输出只改变电压不改变频率。变频器属于变频变速，而软启动器是通过改变输出电压来改变电动机启停转速的。 3）变频器可以使电机以较小的启动电流获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷；而软启动器并不适用于重载启动的电机。变频器可以实现恒转距启动,在低速下也可以有和高速相同的转距,而软启动是无法实现的。 第3章数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路 3.2.2 三相笼型异步电动机的制动控制电路 由于机械惯性，三相异步电动机从切除电源到完全停止旋转，需要经过一定的时间，这往往不能满足生产机械要求迅速停车的要求，也影响生产效率的提高。因此应对电动机进行制动控制。制动控制有机械制动和电气制动。所谓的机械制动是用机械装置产生机械力来强迫电动机迅速停车，机械制动又有纯机械装置制动和电磁抱闸制动以及电磁离合器制动等方式，根据制动时有无电源，二者分为得电制动和失电制动两种情况；电气制动是使电动机的电磁转矩方向与