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机床电器的选择与应用技巧

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:机床电器的选择,主要是根据电器产品目录上的各项技术指标(数据)来进行的。现在工厂机床电气控制系统中已很少使用这种电器。分直流、交流两类,机床中应用最多的是交流接触器。交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等。3)根据控制电路的电压决定接触器的线圈电压。为保证安全,一般接触器吸引线圈选择较低的电压。

机床电器的选择与应用技巧

完成电气控制电路的设计之后,应开始选择所需要的控制电器。控制电器正确、合理的选用,是控制线路安全、可靠工作的重要条件。机床电器的选择,主要是根据电器产品目录上的各项技术指标(数据)来进行的。

1.低压配电电器的选择

(1)刀开关的选择

刀开关主要作用是接通和切断长期工作设备的电源。也用于控制不频繁操作的小功率电动机。开启式负荷开关当用于控制不频繁操作的5.5kW以下异步电动机时,其额定电流不要小于电动机额定电流的3倍。封闭式负荷开关当用于控制不频繁操作的小功率异步电动机时,其额定电流可按大于电动机额定电流的1.5倍来选择。但不宜用于其额定电流超过60A以上负载的控制,以保证可靠灭弧及用电安全。

一般刀开关的额定电压不超过500V,额定电流有10A到上千安培的多种等级。常见的HK系列、HH系列刀开关附有熔断器,不带熔断器式刀开关主要有HD型及HS型,带熔断器式刀开关有HR3系列。

刀开关主要根据电源种类、电压等级、电动机容量、所需极数及使用场合来选用。现在工厂机床电气控制系统中已很少使用这种电器。

(2)组合开关的选择

组合开关主要是作为电源引入开关,所以也称电源隔离开关,它也可以起停5kW以下的异步电动机,但每小时的接通次数不宜超过10~20次,开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5~2.5倍。

组合开关主要根据电源种类、电压等级、所需触点数及电动机容量进行选用。常用的组合开关有HZ5、HZ10、HZW系列。其中HZ10系列的额定电流为10、25、60和100A四种,适用于交流50Hz额定电压380V、直流额定电压220V,额定电流60A以下的电气设备中。

(3)断路器

断路器又称自动空气断路器。断路器在机床上应用得很广泛,这是因为断路器既能接通或分断正常工作电流,也能自动分断过载或短路电流,分断能力大,有欠电压、过载和短路保护作用。

选择断路器应考虑其主要参数:额定电压、额定电流和允许切断的极限电流等,断路器脱扣器的额定电流应等于或大于负载允许的长期平均电流;断路器的极限分断能力要大于,至少要等于电路最大短路电流。

断路器脱扣器电流整定应按下面原则:

1)欠电压脱扣器额定电压应等于主电路额定电压;

2)热脱扣器的整定电流应与被控对象(负载)额定电流相等;

3)电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流:

IzKIpK (4-5)

式中,Iz为瞬时动作的整定电流;IpK为线路中的尖峰电流;K为考虑整定误差和起动电流允许变化的安全系数。对于动作时间在0.02s以上的自动断路器,取K=1.35;对于动作时间在0.02s以下的自动断路器,取K=1.7。

机床常用的断路器产品有DZ系列,DW系列。

(4)电源开关联锁机构

电源开关联锁机构与相应的断路器和组合开关配套使用,用于接通电源或断开电源和柜门开关联锁,以达到打开柜门后切断电源,将柜门关闭后才能接通电源的效果,以起到安全保护作用。电源开关联锁有DJL系列和JDS系列。

(5)熔断器的选择

熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体的额定电流。熔断器的类型主要由设计电气控制系统时,总体考虑确定,熔断器的额定电压应按大于或等于所保护电路的电压来选择,确定熔体的额定电流和熔断器额定电流是选用熔断器的主要任务。

1)对于如照明线路等没有冲击电流的负载,应使熔体的额定电流等于或稍大于线路工作电流IN

INFIN (4-6)

式中,INF为熔体额定电流(A);IN为电路工作电流(A)。

2)对于单台电动机:

INF=(1.5~2.5)INM (4-7)

式中,INF为熔体额定电流(A);INM为电动机额定电流(A)。

轻载起动或起动时间较短,式(4-7)的系数取1.5,重载起动或起动次数较多、起动时间较长时,系数取2.5。

3)对于多台电动机:

INF(1.52.5)INMmax+ΣIM (4-8)

式中,INMmax为容量最大的电动机的额定电流(A);ΣIM为其余各台电动机额定电流之和,若有照明电路也应计入。

4)对输配电电路,熔体的额定电流应小于线路的安全电流。

熔体额定电流确定以后,就可确定熔断器额定电流,应使熔断器额定电流大于或等于熔体额定电流。

熔断器种类很多,有插入式、填料封闭管螺旋式及快速熔断器等,有RL1系列、RC1系列、RT0系列、RS0系列等,

(6)控制变压器容量的选择

控制变压器一般用于降低控制电路或辅助电路电压,以保证控制电路安全可靠。选择控制变压器有以下原则:

1)控制变压器一、二次电压应与交流电源电压、控制电路电压及辅助电路电压要求相符。

2)应保证变压器二次侧的交流电磁器件在起动时能可靠地吸合。

3)电路正常运行时,变压器温升不应超过允许温升。

4)控制变压器若按长期运行的温升来考虑,这时变压器容量应大于或等于最大工作负荷的功率。控制变压器容量的近似计算公式为:

SKLΣSi (4-9)

式中,S为控制变压器容量;ΣSi为电磁器件吸持总功率(V·A);KL为变压器容量的储备系数,一般KL取1.1~1.25。

常用交流电器的起动与吸持功率如下所示:

2.自动控制电器的选择

(1)接触器的选择

接触器用于带有负载主电路的自动接通或切断。分直流、交流两类,机床中应用最多的是交流接触器。

选择接触器主要依据以下技术数据:

1)电源种类:交流或直流。

2)主触点额定电压、额定电流。

3)辅助触点种类、数量及触点额定电流。

4)电磁线圈的电源种类,频率和额定电压。(www.xing528.com)

5)额定操作频率(次/h),即允许的每小时接通的最多次数。

交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等。

1)主触点额定电流IN可根据下面经验公式进行选择:

INPN×103/KUN (4-10)

式中,IN为接触器主触点额定电流(A);K为比例系数,一般取1~1.4;PN为被控电动机额定功率(kW);UN为被控电动机额定线电压(V)。

2)交流接触器主触点额定电压一般按高于线路额定电压来确定。

3)根据控制电路的电压决定接触器的线圈电压。为保证安全,一般接触器吸引线圈选择较低的电压。但如果在控制电路比较简单的情况下,为了省去变压器,可选用380V电压。值得注意的是,接触器产品系列是按使用类别设计的,所以要根据接触器负担的工作任务来选用相应的产品系列。

4)接触器辅助触点的数量,种类应满足线路的需要。

机床常用的接触器有CJ10、CJ12、CJ20系列等交流接触器和CZ0系列直流接触器。

(2)中间继电器的选择

中间继电器主要在电路中起信号传递与转换作用,用它可实现多路控制,并可将小功率的控制信号转换为大容量的触点动作,以驱动电气执行元件工作,中间继电器触点多,可以扩充对其他电器的控制作用。

选用中间继电器,主要依据控制电路的电压等级,同时还要考虑触点的数量、种类及容量,满足控制电路的要求。

在机床上常用的中间继电器型号有JZ7系列、JZ8系列两种。JZ8为交直流两用的继电器。

(3)热继电器的选择

热继电器用于电动机的过载保护,热继电器的选择应考虑电动机的工作环境、起动情况和负载性质等因素,主要是根据电动机的额定电流来确定其型号与规格。

1)热继电器的热元件额定电流选择。一般可按下式选取:

IR=(0.95~1.05)IN (4-11)

式中,IR为热元件的额定电流;IN为电动机的额定电流。

对于如下情况:电动机负载惯性转矩非常大,起动时间长;电动机所带动的设备,不允许任意停电;电动机拖动的为冲击性负载,如冲床、剪床等设备。则按下式选取:

IR=(1.15~1.5)IN (4-12)

2)热继电器结构形式的选择。在一般情况下,可选用两相结构的热继电器;对在电网电压严重不平衡、工作环境恶劣条件下工作的电动机,可选用三相结构的热继电器;对于三角形接线的电动机,为了实现断相保护,则可选用带断相保护装置的热继电器。

热继电器的整定电流值是指热元件通过的电流超过其值的20%时,热继电器应当在20min内动作,选用时整定电流应与电动机额定电流一致。热继电器选好后,还需根据电动机的额定电流来调整它的整定值

常用的热继电器有JR1、JR2、JR16等系列。JR16B系列是双金属片式热继电器,它电流整定范围广,并有温度补偿装置,适用于长期工作或间歇工作的交流电动机的过载保护,而且具有断相运转保护装置。

(4)时间继电器的选择

时间继电器形式多样,各具特点,选择时应从以下几方面考虑:

1)根据控制电路的所需要的延时触点延时方式来选择,即通电延时型或断电延时型。

2)根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。

3)根据使用场合、工作环境选择合适的时间继电器。

3.低压主令电器的选择

(1)控制按钮的选择

1)根据用途,选用合适的形式,如普通式、手把旋钮式、钥匙式和紧急式等。

2)按控制回路的需要,确定不同的按钮数,如单钮、双钮、三钮和多钮等。

3)根据使用场合所需要的触点数、触点形式及作用,选择控制按钮的种类和颜色,如开启式、保护式、防水式和防腐式等

4)按工作状态指示和工作情况的要求,选择按钮及指示灯的颜色。

机床常用的按钮为LA系列。

(2)行程开关的选择

行程开关可按下列要求进行选择:

1)根据应用场合及控制对象选择,有一般用途行程开关和起重设备用行程开关。

2)根据安装环境选择防护形式,如开启式或保护式。

3)根据控制回路的电压和电流选择行程开关系列。

4)根据机械与行程开关的传动与位移关系选择合适的头部形式。

(3)万能转换开关的选择

万能转换开关可按下列要求进行选择。

1)按额定电压和工作电流选择合适的万能转换开关系列。

2)按操作需要选定手柄形式和定位特征。

3)按控制要求参照转换开关样本确定触点数量和接线图编号。

4)选择面板形式及标志。

(4)接近开关的选择

接近开关可按下列要求进行选择:

1)接近开关价格较高,用于工作频率高、可靠性及精度要求均较高的场合。

2)按应答距离要求选择型号、规格。

3)按输出要求是有触点还是无触点以及触点数量,选择合适的输出形式。

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