机械设备电气控制图的分类及其绘制原则(机械设备系统的组成)
在工农业生产、交通运输部门中,在家庭生活中,广泛地使用着各种各样的机械设备,如轧钢机、造纸机、电机车、车床、刨床、铣床、洗衣机等。驱动这些机械设备运转使其工作,必须有原动机。我们把原动机带动机械设备运转叫拖动,而把由电动机带动机械设备运转的拖动方式叫电力拖动。
现代社会,大多数机械设备都采用电力拖动,这是因为电能的传输和分配方便;电动机的种类和规格多,具有各种各样的特性,能较好地满足机械设备的不同要求;对电动机的控制较方便,容易实现自动控制和远距离控制。
1.生产机械设备的组成
由电动机、控制装置、传动装置、生产机械以及电源组成的整体叫电力拖动系统或生产机械系统,如图 2.1.1 所示。图 2.1.2 为普通机床加工示意图。
控制装置是控制电动机运转的设备。它由各种控制电器(如开关、按钮、熔断器、接触器、继电器等)按照一定的加工工艺或运动的要求和规律连接组成,用以控制电动机的启动、停止、正反转、制动、调速等。控制装置按其操作方式可分为手动、半自动和全自动控制。
电动机是电力拖动的原动机,它是将电能转换成机械能的部件,通过对电动机的控制,得到所需要的转矩、转向及转速。电动机有交流电动机和直流电动机之分,且具有很多的类型,可以满足不同运动机械的需求。
传动装置是电动机与生产机械之间的能量传动机械,它将电动机与生产机械连成一体。传动装置的种类主要有齿轮减速箱、蜗轮蜗杆减速箱、带轮、联轴器、摩擦片等。不同的生产机械对传动装置的要求也不同,选用合适的传动装置,可以使生产机械达到理想的工作状态。
2.生产机械电气控制装置的组成
众所周知,要将一台电动机接到电网上,需要应用好几类电器,如刀开关、转换开关、熔断器、低压断路器、接触器、热继电器以及各种启动电器,而且随着所用开关电器种类的不同、数量的多少,电动机的供电电路也各有差异。然而,从原则上来说,电动机供电电路中的电气元件,总不外乎是隔电设备、短路保护设备和操作设备等,它们串接在起形成一个完整的电动机供电电路,如图2.1.3所示。
隔电开关是整个电动机供电电路中最靠近电源的一个部分,它主要是刀开关、转换开关等手动电器。隔电开关的用途是在检修设备时将电源断开,以保障检修人员的安全。因此,它一般不用来接通或分断载流电路,其操作顺序也同高压电路中的隔离开关一样,即先于其他开关电器接通,后于它们断开。
短路保护设备是紧接在隔电开关之后的一个部分,它主要是熔断器和能够切断短路电流的低压断路器。短路保护设备的任务在于切断电动机供电电路中出现的短路故障电流,借此保护电路中的其他电气设备,使之不为过大的短路电流所损坏。
操作设备是用电器供电电路中紧靠用电器的那个部分,它主要是接触器、电磁启动器或其他启动电器,其中还包括过载保护电器,如热继电器等。操作设备有手动的,也有电磁操作或电动机操作的,视对操作控制的要求而定。操作设备的任务主要是接通和分断供电电路,但不接通和分断已发生短路的故障电路,同时还兼有一定程度的过载保护能力。
应当指出,用电器的供电电路并不千篇一律地包含所有上述各个部分,往往是根据实际需要和电气元件的性能,有时甚至是根据具体的物质条件来选配和组合。
为了保证电力拖动控制系统良好、可靠地工作,必须根据控制电路的技术要求正确选择和使用低压控制电器。若选择或使用不当,将导致各种故障,严重时其至损坏申气设备。为此,要求掌握低压控制电器的选择原则和使用方法。
控制电器的种类较多,但大体上可分为手动和自动两大类。手动电器是由工作人员操作的,如刀开关、组合开关、按钮开关等。自动电器则是按照指令、信号或某个物理量(时间、转速、温度等)的变化而自动动作的,如各种继电器、接触器、行程开关等。