基于FANUC数控系统的教学实验系统开发—电气柜设计技术研究

1、基于FANUC数控系统的教学实验系统开发电气柜设计技术研究 Tianjin University of Technology and Education毕 业 论 文 专 业: 机械检测及维修技术教育 班级学号: 机检 班 ? 02 学生姓名: 指导教师: 教授 年 六 月天津工程师范学院本科生毕业论文 基于FANUC数控系统的教学实验系统开发 -电气柜设计技术研究Comprehensive Experimental Development Based on the Laboratory Bench of FANUC NC System - Design of electronic cabin

2、et 专业班级:机检 学生姓名: 指导教师: 教授 系 别:机械工程系 年 6 月摘 要 数控机床电气柜不仅仅是数控机床电气部件的载体,而且是这些电气部件的保护层。数控机床整机的可靠性和稳定性不仅仅取决于数控机床中每一个元器件的可靠性和稳定性,而且取决于各个元器件标定的运行条件在数控机床的运行过程中是否得到满足。电气柜的作用是保证安装在其中的电气部件能够工作在其标定的运行条件范围内。 本文简单的介绍了中国数控机床工业的迅速发展以及相关的电气柜技术的发展。阐述了常用电器元件(如:接触器,继电器等)在电气柜中的应用。对配线的基础知识、电器配线的工艺与电器的安装进行了详细介绍,最后,通过数控机床电气

3、柜及其部件的安装与电气柜中的布线详细介绍了如何防止电磁干扰,电气柜中各部件的保护接地以及电气柜在数控机床的使用进行了研究。 关键词:电气柜;电器元件;配线技术;电气兼容性ABSTRACT The electronic cabinet of NC machine tool is not only the carrier of electronic components, but also the protection. The reliability and stability of the whole NC machine tool are not only decided by the re

4、liability and stability of each components, it also determined by the operation condition of each components required whether fit the demands of NC Machine Tool during the process of operation. The electronic cabinet is used to ensure the components which been fixed in could working within the limit

5、s of operation conditionThe article brief introduced the rapid development of the Machine control unite type DNC in China and the development of some related electrical cabinets This article expatiate the application of some common electrical components e.g: contactor, relay and so on. It also intro

6、duced the basic knowledge of wiring, the electrical wiring and electrical installation in details. At last, it introduced how to prevent electromagnetic interference in details through the installment of electronic cabinet and its components and the electrical wiring in the cabinet. And it also inve

7、stigated on the usage of electronic cabinet and the protection of every component which would be connected into groundKeyword: Electronic cabinet ; Electrical component ; Circuitry technique ; Electric compatibility目 录1 绪论11.1中国数控机床工业的迅速发展11.2 FANUC数控系统的特点11.3数控机床的故障诊断21.4数控机床电气柜的设计指南32 常用电器元件在电气柜中的

8、应用52.1变压器52.2低压断路器62.3接触器72.4继电器92.5熔断器102.6导线与电缆103 配线安装技术123.1配线的基础知识123.1.1电气配线的基本要求123.1.2技术准备工作123.1.3常用配线工具及仪表123.2电气配线工艺123.2.1导线与器件的连接133.2.2导线在端子排上的排列工艺143.2.3导线的穿管敷设153.2.4电气配线的检查163.2.5电气控制电路的绝缘电阻的测定173.3电器安装183.3.1电器布置图183.3.2电器安装图183.3.3常用电器元件的安装194 电气柜及其电磁兼容性研究264.1提高电气柜防护等级的措施274.2防止电

9、磁干扰的相关措施294.2.1电气柜及其部件的安装要求304.2.2电气柜中的布线要求304.3电气柜中各部件的保护接地324.4数控机床的使用条件33结 论34参考文献35附录:翻译36致 谢481 绪论1.1中国数控机床工业的迅速发展 随着经济的迅速发展,制造业已成为中国的支柱产业之一。围绕着航空航天业、汽车工业,模具制造等领域的发展,数控机床已成为制造业必不可少的基本加工设备。中国也一跃成为全球机床制造和消费的大国。国产数控机床不仅在产量上增长迅速,而且在质量和技术水平上也得到了显著的提高。数控机床的制造能力也由低端的简易数控机床向全功能高端数控机床发展,已经能够设计制造五轴联动数控加工

10、中心、并联数控机床和高速高精度的数控机床。 改革开放使中国的经济走向世界,国际化已成为发展的必然趋势。国际著名的机床制造厂正将业务重点不断地转向中国,在国内建立生产研发机构,比如德国的德玛吉公司,美国的法道公司、哈挺公司等,以及日本大畏和中国台湾的机床制造厂纷纷将生产销售的重点转移到中国大陆。国际著名数控系统制造商,如西门子、法纳克等,也纷纷在中国建立生产销售机构。西门子公司在南京建立了数控系统的生产研发基地,努力将其业务融入中国经济发展中,采取了数控系统中国制造、全球销售的战略。近年来中国自主研制的国产数控系统也取得了迅速的发展,国产数控系统的功能、质量和可靠性都在不断完善,在国内机床行业享

11、有知名度,如华中数控、广州数控等。对于中国的机床工业来说,国际化的格局既是机遇,更是挑战。市场的竞争越来越激烈,更高性价比的数控机床已成为市场竞争的焦点。1.2 FANUC数控系统的特点 数控机床应能连续加工,其数控系统必须能够长期无故障连续运行。为保证机床长期可靠地运行,数控系统必须有抵抗恶劣环境的高可靠运行特性。常年的工作考验证明FANUC 0i系统是最可靠的数控系统之一,它能在一般车间环境下运行,其工作场地的室温为045,相对湿度75%,短时可达95%,抗震为0.5 g,电网电压波动为10%15%,经对使用中系统的实际统计, FANUC 0i系统的故障率为0.008,比较好地满足了我国市

12、场的要求。FANUC 0i系统之所以有非常高的可靠性,主要源自以下因素:可靠的高质量的元器件及良好的老化筛选工艺大规模及超大规模的专用集成电路芯片FANUC 0i系统采用了许多由富士通公司制造的高度集成的专用功能芯片。全自动化工厂生产制造多层印刷板的制板、元件的插装、焊接、印刷板的检查、系统的组装、电机投料、冲片、精铸、机械加工、装配、成品的包装出厂全部为自动化,这就使得在生产过程中避免了外界人的不稳定因素的干预,所以产品的一致性好,增加了可靠性。良好的控制软件设计。FANUC 0i系统经过在世界各地数年的运行,积累了丰富的数据,因此在软件设计时考虑了可能出现的各种故障情况,加入了许多保护和提

13、高可靠性的措施,如开机和状态切换时的层层检测、过压、过流、反馈断线等报警,使得机床运行中出现故障时,系统能及时处理,从而避免了元部件的损坏。数字式进给伺服和数字式主轴驱动、 数字控制、数据的串行传输大大提高了运行的可靠性。主轴控制信号的传送使用光缆,使信号免受外界干扰。1.3数控机床的故障诊断 数控机床是一种典型的机电一体化产品,作为精密金属加工设备,数控机床的各种功能都是基于机械和电气的完美配合。一台数控机床的品质首先取决于数控机床的机械总成,就是说机械部件的质量和整机装配的质量。对于传动系统过大的丝杠间隙、对大的丝杠螺距误差、过低的丝杠刚性、丝杠轴承的轴性攒动、导轨的配合间隙及过高和不均匀

14、的静摩擦因数、机床的水平调整、主轴的跳动度、主轴的动平衡等问题,完全依靠数控系统的补偿功能来弥补这些机械缺陷或误差是不现实的。对于一台数控机床,不仅在设计和调试过程中需要机床制造厂的机械和电气人员密切配合,在数控机床使用过程中的故障诊断更需要机械和电器技术人员精诚协作。 数控机床在使用过程中可能的故障有机械故障、电气故障、操作故障、编程故障。数控机床故障的原因是多样的,有的可能是电器元器件的质量问题,有的可能是设计问题,有的可能是装配问题,有的可能是使用问题。对出现故障原因进行正确、准确的分析,并确定合理的解决方案,使数控机床能够迅速恢复生产,并且能够避免今后出现同样的故障,是数控机床的使用者

15、、设计制造者元、器件和数控系统的供货商共同关注的问题。 数控机床故障的诊断过程是复杂的,需要综合的知识,例如,数控机床上的某个元器件总出现故障,可能是该器件的质量问题,因为元器件质量不合格而导致机床故障;另外,一种可能性是机床制造厂的设计问题,选用的某个元器件驱动能力不能满足负载要求。如24V DC稳压电源不能提供数控机床中个电气部件所需的供电电流,或者所选择伺服电机的输出转矩与传动系统的负载要求不匹配;还可能是数控机床的生产现场没有提供其所需的运行条件,如没有提供正确的工作电压、保护接地,换言之,生产现场的工作环境不符合该数控机床的运行条件。再比如,数控机床某轴总出现过载报警,这个故障可能是

16、伺服电机有问题,也可能是机械系统的问题造成电机过载。还有很多无报警故障,如某些控制逻辑的安全互锁没有设计相应的报警,当互锁条件生效时,无法判断原因;最难处理的是那些随机出现的故障,这些故障的产生机理可能更加复杂,如电磁兼容性的问题所导致的故障。1.4数控机床电气柜的设计指南 加工厂在使用CNC机床时经常遇到各种类型的报警,有的报警经检查并不符合CNC系统生产厂家出版的维修说明书中解释的原因,实际上是乱报警,报警号不固定或出现多个报警号,或是有的时候有报警,有的时候无报警,但机床运行行为奇怪、乱动,因此说不清引起报警的原因,还有时候机床低速移动、回零或是用手摇盘移动几个微米机床定位不准,等等注:

17、FANUC系统出现的乱报警有:930,910, 920, 926, 400,410,41 7,420,436,3XX,750等。出现这些故障后,机床厂家要求系统生产厂家处理,认为是系统不可靠造成的。这些情况并不只出现于国产机床,根据本人的经验,同样也出现于进口机床:如国内进口较多的日本机床、德国机床、韩国机床等。这些情况是系统生产厂商的维修人员最头疼的事,处理起来相当棘手:多个报警不知道究竟哪一个是其根本。特别是时有时无的报警,需要较长时间的等待与观察,有时候可能去处理几次。系统生产厂的多年经验、多年的处理结果发现:90%以上的这类问题是机床制造时对电气柜的处理不当造成的。具体地讲是电柜设计不

18、良,制造时接地、布线不合理使系统接受外界干扰造成的。这些措施很容易实施,只要认真去做,就可以使生产的机床连续可靠地运行,提高机床的性价比。 设计电气柜,根据组件尺寸安装要求确定电气柜结构和外型尺寸、安装支架、安装尺寸面板安装方式、各组件的连接方式、通风散热及维修操作位置、方式等。在电气柜设计中应注意操作维护方便与造型美观。 大型控制系统,电气柜常设计成立柜式或工作台式,小型控制设备则设计成台式,手提式或悬挂式。电器柜品种繁多,造型结构各异,在柜体的设计中应注意吸取各种形式的优点。电气控制柜应该采用冷轧板制作,为了保证电柜的电磁一致性,应采用一体结构或焊接。电柜安装采用镀锌钢板,以提高系统的接地

19、性能。控制柜内各个部件按照强、弱电分开安装布线。各屏蔽电缆进控制柜的入口处,屏蔽层要接地。各进给驱动电动机、主轴驱动电动机的动力线和反馈线直接接入驱动单元,不得不经过端子转接。各位置反馈线指令给定线通信线等弱电信号线必须采用屏蔽电缆,单股线直径不低于0.2mm2 ,若采用双绞双屏蔽电缆更佳。开关量端子板编码盘反馈屏蔽电缆中电源线采用多芯绞合共用,以提高信号电源和这些部件的抗干扰能力。各部件外壳必须可靠接地。各结构间应可靠接地、共地。2 常用电器元件在电气柜中的应用2.1变压器 变压器是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压的静止电器。机床控制变压器 机床控制变压器适用于频率

20、50HZ60HZ,输入电压不超过交流660V的电路。常用于各类机床、机械设备中一般电器的控制电源和步进电动机驱动器、局部照明及指示灯的电源。表2-1 BK系列控制变压器的规格参数及尺寸型号初级电压/V次级电压/V安装尺寸(A×C)/mm安装孔(K×J)/mm外形尺寸B×D×E/mmBK-25220、380或根据用户需求而定6.3、12、24、36、110、127、220、380V或根据用户需求而定62.5×465×785×75×89BK-15085×736×8105×103×

21、110BK-700125×1008×11153×146×160BK-1500150.5×1598×11185×234×210BK-5000196.5×1928×11245×286×265BK系列控制变压器适用于50HZ60HZ的交流电路中,用为机床和机械设备中一般电器的控制电源、局部照明及指示灯电源。2.三相变压器 在三相交流系统中,三相电压的变换可用三台单项变压器也可用一台三相变压器来实现。从经济性和缩小安装体积等方面考虑,可优先选择三相变压器。在数控机床中三相变压器主要是

22、给伺服驱动系统供电。3.变压器的选择 变压器的选择主要是依据变压器的额定值。根据设备的需要,变压器有标准和非标准两类。以是这两类变压器的选择方法。(1)标准变压器根据实际情况选择初级(原边)额定电压U1(380V,220V),再选择次级额定电压(次级电压额定值是指初级加额定电压时,次级的空载输出,次级带有额定负载时输出电压下降5%,因此选择输出额定电压时应略高于负载额定电压)。根据实际负载情况,确定各次级绕组额定电流,一般绕组的额定输出电流应大于或等于额定负载电流。 次级额定容量由总容量确定。总容量算法如下:P2U2I2+U3I3+U4I4+(2)非标准变压器 设计时常常需要设计者根据要求制订

23、变压器的规格,这种非标准变压器的选择如下:选择初级额定电压U1(如380V或220V),电源频率(如50HZ),次级绕组电压、电流及总容量,其方法与标准变压器相同。初级、次级之间的屏蔽层根据要求选用,对有特殊要求的次级绕组,应提出耐压要求。对引出线端及排列有特殊要求的次绕组,应该用图示加以说明。对有防护等级要求及外形尺寸限制等其他条件的次级绕组,应与制造商协商解决。变压器的选用除了要满足变压比之外,还要考虑变压器的性价比,优先选用变压挡输出齐全的变压器,这样只用一个变压器就可以输出多电压挡,能够同时满足控制电路、照明电路、标准电器等对电压的不同要求,这样一方面节约成本,另一方面节省了安装空间。

24、产品样图如图2-1所示:图2-1 伺服变压器2.2低压断路器 低压断路器又称为自动空气开关,是将控制和保护的功能合为一体的电器。其作用串接在强电回路及电源回路中作为不频繁接通和断开的电路的总电源开关或部分电路的电源开关,当发生过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路,有效的保护串接在它后面的电器设备,并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。 数控机床常用塑料外壳式断路器及小型断路器,其结构由手柄、操作机构、脱扣装置、灭弧装置及触头系统等组成,均安装在塑料外壳内组成一体。 低压断路器的选择应考虑以下要求:低压断路器的额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压;低压断路器的额定电流应大于或等于线

25、路、设备的正常工作电流;低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路和最大短路电流;欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压;过电流脱扣器的额定电流应该大于或等于线路的最大负载电流。 使用低压断路器实现短路保护要比使用熔断器优越,因为当电路短路时,若采用熔断器保护,很可能只有一相电源的熔断,造成缺相运行。对于低压断路器来说,只要短路都会使开关跳闸,将三相三源同时切断。 产品样图如图2-3所示:图2-2 低压断路器2.3接触器 接触器按其主触点通过电流的种类不同,分为直流、交流两种,数控机床上应用最多的是交流接触器。其作用是串接在强电回路及电源回路中用来频繁地接通或分断电路带有负载的自动控制电器。

26、交流接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件四部分组成。其工作原理是当线圈通电后,铁心产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动触点系统动作,使常闭触点断开,常开触点闭合。当线圈断电时,电磁吸力消失,衔铁在反作用弹簧力的作用下释放,触点系统随之复位。接触器的主要技术参数(1)额定电压。接触器铭牌上标注的额定电压是指主触点的额定电压。常用的额定电压等级如表2-2所示表2-2 接触器的额定电压和额定电流的等级表直流接触器交流接触器额定电压/V110、220、440、660127、220、380、500、660额定电流/A5、10、20、40、60、100、150、250、400、6005、10、20、

27、40、60、100、150、250、400、600(2)额定电流。接触器铭牌上标注的额定电流是指主触点的额定电流。常用的额定电流等级如表2-2所示。(3)线圈的额定电压。常用的额定电压等级如表2-3所示。选用时一般交流负载用交流接触器,直流负载用直流接触器,但交流负载需频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器。表2-3 接触器线圈的额定电压等级表直流线圈额定电压/V交流线圈额定电压/V24、48、100、220、44036、110、127、220、380(4)接触和分断能力。指接触器主触点在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。在此电流值下,接触器接通时主触点不应发生熔焊;接触器分断时主触点不应发

28、生长时间的燃弧。表2-4 CJX系列交流接触器的规格及参数型号额定绝缘电压/V机械寿命/百万次额定工作电流/A可控电动机功率/KW额定操作频率(次/小时)额定发热电流/AAC-3AC-4AC-3AC-4230V/400V/500V690V/400VAC-3AC-4CJX-96801093.32.4/4/5.55.5/1.4120030020CJX-1668010167.74/7.6/1011/3.5120030030CJX-8510008854228/45/5967/2260030090CJX-170100081707555/90/118156/40700200210CJX-475100084

29、75165148/252/342432/110500150400(5)额定操作频率。指每小时的操作次数。交流接触器最高为600次/h,而直流接触器最高为1200次/h。操作频率直接影响到接触器的电寿命和灭弧罩的工作条件,对于交流接触器还影响到线圈的温升。表2-4所示为CJX系列交流接触器的规格及参数交流接触器的选择(1)根据交流接触器所控制的工作任务来选择相应使用类别的型号;(2)交流接触器的额定电压(指触点的额定电压)一般为500V或380V两种,要大于或等于负载电路的电压;(3)如负载为电动机要根据其功率和操作情况来确定接触器主触点的电流等级;(4)交流接触器线圈的电流种类和电压等级应与控

30、制电路相同。产品样图如图2-4所示: 图2-3 交流接触器2.4继电器 继电器的输入信号可以是电流、电压等电量,也可以是温度、速度、压力等非电量,输出为相应的触点动作。将其线圈串接在直流控制回路中,相应触点串接在交流控制回路中,通过线圈接收PLC所发出的电流信号的变化接通或断开交流控制回路的通断。 继电器的种类很多,按输入信号的性质分为:电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器等。按工作原理可分为:电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。本设计所采用的继电器为电流继电器。 电流继电器的选择应考虑以下要求:继电器的触点额定电压应大于或等于被控制电路的电压;继电器线

31、圈额定电压应大于或等于被控制电路的电压;按控制电路的要求选择触点的类型和数量;产品样图如图2-5所示:图2-4 小型继电器2.5熔断器 熔断器是一种广泛应用的最简单的有效的保护电器。其作用是串接在强电回路总的电源进线的三条导线中,当电路发生短路或严重过载时,它的熔断体能自动迅速的熔断,从而切断电路,使导线和电气设备不致损坏。 熔断器主要由熔断体(俗称保险丝)和熔座(俗称保险座)两部分组成。熔断体一般由熔点低、易于熔断、导电性良好的合金材料制成。熔断体为一次性使用元件,熔断后,再次工作必须更换。 熔断器的选择应考虑以下要求:1.熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压;2.熔断器的额定电流应大

32、于或等于熔断体的额定电流; 产品样图如图2-6所示:图2-5 熔断器2.6导线与电缆 电气柜上主要使用的三类型的导线:动力线、控制线、信号线,相对应亦有三种类型的电缆。 导线和电缆的选择应适用于工作条件(如电压、电流、电击的防护,电缆的分组)和考虑可能存在的外界影响(如环境温度,存在水或腐蚀物质、燃烧危险和机械应力,包括安装期间的应力)。因而导线的横截面积、材质、绝缘材料都是设计时需要考虑的。一般导线的标志(1) 导线应按时技术文件的要求在每个端部做出标记(2) 当用颜色代码作为导线标记时,可采用下列颜色: 黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝(包括浅蓝)紫、灰、白、粉红、青绿。(3) 如果采用颜色做标

33、记,建议在导线全长上使用带颜色的绝缘或颜色标记。(4) 由于安全原因,在有可能与黄/绿双色组合发生混淆的场合,不应使用绿色或黄色。(5) 可以使用上面列出颜色的组合色标,只要不发生混淆和不使用绿或黄色,不过黄/绿双色组合标记除外。保护导线的标志(1) 应依靠形状、位置、标记或颜色使保护导线容易识别。当只采用色标时,应在导线全长上采用黄/绿双色组合。保护导线的争标绝对是专用的。(2) 对于绝缘导线,黄/绿双色组合应这样,即在任意15mm长度的导线表面上,一种颜色的长度占30%70%,其余部分为另一种颜色。(3) 如果保护导线能容易地从其形状、结构(如编织导线)上或位置上识别,或者绝缘导一时难以购

34、得,则不必在整个长度上使用颜色代码,而应在端头或易接近位置上清楚地标示GB/T 5465.2?1996中5019图形符号或用黄/绿双色组合标记。中线的标志(1) 如果电路包含有用颜色识别的中线,其颜色应为浅蓝色。在可能混淆的场合,不应该使用浅蓝色来标记其他导线。(2) 如果采用争标,用做中线的?导线应在每个15mm100mm宽度的间隔或单元内,或在易接近的位置上用浅蓝色条纹作标记,或在导线整个长度上作浅蓝色标记。 其他导线的标志(1) 其他导线应使用颜色(单一颜色或单色、多条纹)、数字、字母、颜色和数字或字母的组合来标志。采用数字时应为阿拉伯数字;采用字母应为拉丁字母。(2) 建议绝缘导线使用

35、下列颜色 黑色?交流和直流动力电路 红色?交流控制电路 蓝色?直流控制电路 橙色?由外部电源供电的连锁控制电路3 配线安装技术3.1配线的基础知识3.1.1电气配线的基本要求1.在配线前一定要根据要求选择出合适的导线,所谓合适是指导线的种类和线径都应符合要求。2.在电气箱内配线时如果不是槽板配线方式,要求必须横平竖直,在导线的两端都必须统一编号,而且编号必须与原理图和接线图一致。套在导线上的线号,要用记号笔书写或用打号机打出,应工整清楚,以防误读。功能不同的导线尽量选用不同的颜色进行区分,以便于调试和维修。在控制箱与被控制设备之间的导线一般用穿管的方式进行敷设,管路的敷设布置应做到不易受到损伤

36、、整齐美观、连接可靠、节省材料、穿线方便等。在所有的安装完成后,要进行全面的检查,根据线路的原理图和接线图进行核对,以保证线路的正确性。3.1.2技术准备工作施工前必须熟悉施工图,因为施工图是电气施工的依据,施工图包括平面布置图和必要的安装图及附属设计图的施工说明,主要设计及材料等。施工人员必须掌握国家规定的常用电气符号及文字符号的含义,此外,必须掌握表示电气设备、线路、元件的特征和敷设方式及文字符号的含义。电气原理图和安装接线图分别表示了电气主电路和控制装接线情况。看图时必须先弄清电路的工作原理,再看电气元件的实际安装及排列情况。需熟悉电气配线的基本规范和要求。3.1.3常用配线工具及仪表常

37、用工具 电气安装常用的工具有电工刀、常用尺寸的十字螺丝刀和一字螺丝刀、克丝钳、尖嘴钳及配线用平口钳、扒皮钳、手电钻等。常用电工仪表 常用的电工仪表有万用表、兆欧表等。3.2电气配线工艺 在进行电器安装时,需要进行配线操作。在不同的情况下,配线的工艺是不同的,但要求是一样的,即安全、可靠、整齐、美观。3.2.1导线与器件的连接 导线与其他器件连接如接触器、继电器等连接时,根据器件接线柱的方式不同,要采用不同的方法,图3-1所示是单股导线在螺杆式接线柱上的连接情况。一定要注意导线头弯成环状,环的方向与螺母旋紧的旋向一致。图3-1 单股导线在螺杆式接线柱上的连接 图3-2 两根导线在瓦型接线柱上的连

38、接 两根以上导线连接在瓦形接线端子的接线如图3-2所示。在放置时必须注意两根导线头的弯向不同,而且上方导线的弯向要与螺丝旋向一致。这样,在旋紧螺丝时,导线是压紧的,否则,导线就会随螺丝的旋紧而松脱。3.2.2导线在端子排上的排列工艺单层分列法 多根导线在端子排列时,也有工艺要求。当接线端子不多,而且位置较宽时,可采用单层分列法,如图3-3所示。此分列法导线分列整齐美观,分列时一般从外侧端子开始,依次将导线接在相应的端子上,并使导线横平竖直。这样不但美观,也便于日后的维修。 图3-3 导线的单分层分列多层分列法 当位置较窄接线端子的导线较多时,可采用所谓的多层分列排列导线。3-4所示为三层分列法

39、排列的导线,第一层的导线接入端子号为1、2、3、4,第二层的导线接入端子号为5、6、7、8,第三层的导线接入端子号为9、10、11、12,这样尽量使端子排列整齐、美观。 图3-4 端子排上三层配线的线束分列3.2.3导线的穿管敷设穿管敷设时对管径及管材的要求 在通常情况下,电气控制箱与被控制对象都有一定距离,所以导线还有可能跨越各种建筑物或埋入地下。如果是电缆,则从电缆沟敷设;如是普通导线必须穿管敷设。单芯导线在穿管敷设时,对管子有一定要求,在控制箱内部敷设采用塑料或金属软管,也可采用绝缘捆扎。外部的敷设采用金属软管,对于受压拉的地方,如悬挂操纵箱,一般采用橡皮管电缆套;可能受机械损伤的地方和

40、电源引入线等处,则采用钢管。管路的敷设布置应做到不易受到损伤、整齐美观、连接可靠、节省材料、穿线方便等。尤其是对管径有一定要求,单芯导线在穿管敷设时与管径的相配参数如表3.1所示。 表3.1 单芯导线在穿管敷设时与管径的相配参数导线截面/ mm2线管直径/mm 水煤气钢管穿入 导线根数 电线管穿入导线根数 硬塑料管穿入 导线根数234523452341.515151520202020252.5151520202020252520415202020202025252025620202025202525322020251020202532253232402525321625253232323240

41、402532322532324040324032404035324050504040324040504050507040505070505070704050509550707080507070120707080805070801507070805070801807080线管长度要求 当线管超过下列长度时,线管的中间应装设分线或拉线盒,否则,应选用大一级的管子。线管全长超过45mm,无弯头;线管全长超过30mm,有一个弯头;线管全长超过20mm,有两个弯头;线管全长超过12mm,有三个弯头。 当线管垂直敷设时,敷设于垂直线管的导线,每超过下列长度时,应在管口处接线盒中加以固定。导线截面为50 m

42、m2 及以下,长为30m;导线截面为7085 mm2 ,长为20m;导线截面为120240mm2 ,长为18m。3.2.4电气配线的检查 电气控制回路在接线前后均应进行校线工作,以保证导线与端子的连接正确。如果是单层配线方式,并且线路较短所有导线及其连接处都比较明显时,只需按二次接线图和安装图校对,就可判断接线是否正确。如果多层配线方式,并且线路较长或导线隐蔽,不易明显判断是否正确时,则必须进行校验工作。 校验方法较多,常用的有兆欧表校验法、 听筒校验法和信号灯校验法等。兆欧表校验法 校验时用一根连接线将其一端接至电缆的铅皮上或接地,另一端接至电缆或导线束的任何一根导线上;将兆欧表达一端接在铅

43、皮上或接地,另一端依次接触电缆或导线束中的每一线芯。当摇动兆欧表时若指针指向零,则表示导线连接的那根导线与兆欧表端子接触的线芯是同一根线芯。此外,也可以使用万用表代替兆欧表校验。信号灯校验法 图3-5 信号灯校验法 信号灯校验法的接线如图3-5所示,用一台变压器将电源电压变为12V,串接一只信号灯后分别接在电缆外壳和一根线芯上,在电缆的另一侧同样将信号灯接于外壳与一根线芯上,当两个信号灯同时发亮时,说明两信号灯所接的线芯为同一线芯。电源可以采用安全变压器,也可以采用干电池或蓄电池。电缆校正器校验法 此法是使用专用电缆校正器校验,校正器是由一些分别为100200的电阻组成的电阻箱。校验时,先将被

44、测电缆的铅皮与电阻箱的一个公共端钮相连,其他各线芯分别与电阻箱的100200端钮相连,然后在电缆的另一端用欧姆表测量,使欧姆表的一根表笔与电缆铅皮相连,另一根表笔分别与线芯相接触,从而测出各线芯对铅皮的电阻值。如测出电阻为100,则说明与万用表相连的此根线芯和接在电缆校正器100端钮上的线芯是同一线芯。如此依次进行测量,就可较方便地校出每根线芯。其校验的连接原理图如图3-6所示。 图3-6 电缆校正器校正原理3.2.5电气控制电路的绝缘电阻的测定 对新安装的电气控制线路,必须测量其绝缘电阻值,以校验回路的绝缘状况。测量绝缘电阻时,应使用5001000V的兆欧表;电压为48V及以下的回路,应使用

45、不超过500V的兆欧表。1.电气控制回路的测定范围 电气控制回路的测定范围应包括所有电气设备的控制回路,如操作回路、信号回路、保护回路、测量回路等以及这些回路的所有电器。2.控制回路绝缘电阻的允许值 对新安装的电气控制回路,应测量导线对地以及线芯间或相领导线的绝缘电阻值。回路的每一支路和熔断器、接触器、继电器等电器对电源的绝缘电阻值均不得小于规定要求值。3.3电器安装 在各种形式的电力拖动系统中,对电机进行准确有效的控制和保护,都是通过各种电器所组成的控制系统来实现的。因此,必须对各种电器的用途、结构、技术数据、电器产品的标准等有较多的了解。同时,正确地安装各种电器尤为重要。3.3.1电器布置

46、图 电器布置图主要是用来表明电器设备上所有电机、电器的实际位置。它主要由电器设备布置图、控制柜及控制板、操纵台及悬挂操纵箱组成。这种图纸中,机床轮廓线用细实线或双点划线表示,所有可见的需要表示清楚的电气设备均用实线绘制出简单的外型轮廓。有时,电器布置图起到电气安装接线图的作用,又能清晰地表示出电器的布置情况。3.3.2电器安装图 1. 看电气安装接线图的常识 电气安装接线图是根据电气设备和电气元件的实际结构和安装情况绘制的,是安装电气设备或检查电路故障的主要依据。它的特点是所有的电气设备和电气元件都按其所在的实际位置绘制在图纸上,点划线框内的表示它们是一个电气元件。不但要画出控制电盘内电器位置

47、及相互之间的电气连接,还要画出盘外各电器、控制箱、接线盒在机床上的连接。电气安装接线图中的回路标号是电气设备之间、电气元件之间、导线与导线之间的连接标记,它的文字符号和数字符号应与原理图中的标号一致。 在电气安装接线图中,电气元件、电气控制盘外壳,各种非电连接应框虚线,表示这一部分是一体或置于同一电盘内。 2. 看电气安装接线图的方法和步骤看图方法 绘制电气安装接线图时,为了使图纸明确清楚和看图方便,安装接线顺利并能容易地检查接线的错漏,凡导线走向相同的,一般合并成单线。为了弄清电气元件在电路中的作用,必须对照电气原理图一路一路地顺次查清。看图时还应注意穿线用管的质量、型号、规格尺寸,弄清管内

48、导线的质量、线径、根数、回路标号和备用导线(管子内穿满7根导线时常加备用线一根)。看图步骤 看主电路应从电源开始,依次到用电器。看图时应充分利用回路标号,否则将产生困难。3.3.3常用电器元件的安装1. 刀开关的安装刀开关应垂直安装。仅在不切断电流的情况下,方允许水平安装。刀片与固定触头的接触应良好,大电流的触头或刀片可适量加润滑油(脂)。有消弧触头的刀开关,各相的分闸动作应迅速一致。双头刀开关在分闸位置时,刀片应能可靠地固定,不得使刀片有自行合闸的可能。2. 熔断器的安装熔断器及熔体的额定值应符合设计要求。安装位置及相互间距离应便于更换熔体。有熔断指示的熔体,其指示器的方向应装在便于观察侧。

49、瓷制熔断器在金属底版上安装时,其底座应垫软绝缘衬垫。3. 自动空气开关的安装自动空气开关应垂直于地面安装在开关箱内,其上下接线端必须使用按规定选用的导线连接。裸露在箱体外部容易触及的导线端子应加绝缘保护。自动空气开关与熔断器配合使用时,熔断器应尽可能安装于自动空气开关之前。电动操作机构的接线应正确,触头在闭合断开过程中,可动部分与灭弧室的零件不应有卡阻现象。 4. 热继电器的安装安装热继电器时,其出线端的连接导线应符合规格要求。如选择的连接导线过细,使轴向导热差,热继电器可能提前动作;如选择的连接导线过粗,轴向导热快,热继电器可能滞后动作。热继电器和连接导线的选择参考如表3.2所示。热继电器只

50、能作为电动机的过载保护,而不能作短路保护使用。安装时应先清除触头表面的尘污,是触头动作灵活,接触良好。热继电器如和其他电气设备安装在一起时,应将热继电器安装在其他电器下方,以免受到其他电器发热的影响,产生误动作。对点动重载启动、连接正反转及反接制动等运行的电动机,一般不适宜热继电器作过载保护。表3.2热继电器和连接导线规格热继电器规定电流/A连接导线截面积/ mm2连接导线种类1020 2.5 4单股塑料铜芯线单股塑料铜芯线60150 16 36单股塑料铜芯线单股塑料铜芯线5. 交流接触器的安装先检查交流接触器的型号、技术数据是否符合使用要求,再将铁心截面上的防锈油擦拭干净。检查各活动部分(无

51、卡阻,歪扭现象)和各触头(应接触良好)。安装时要求交流接触器与地面垂直,倾斜度不得超过5o。 6. 启动器的安装启动器的活动部件动作灵活,无卡阻;衔接吸合后应无异常响声,触头接触应紧密,断电后应能迅速脱开。电磁启动器元件的规定应按电动机的保护特性选配;热继电器的电流调节指示位置,应调整在电动机的额定电流值上。如设计有要求时,还应按整定值进行校验。可逆电磁启动器中防止同时吸合的连锁装置动作应正确,可靠。Y/启动器的检查、调整应符合下列要求。启动器应接线正确,电动机定子绕组正常工作应为三角形接法。手动操作的Y/启动器,应在电动机转速接近运行转速时进行切换;自动转换的应按电动机的负荷要求正确调节延时装置。自耦减压启动器的安装、调整应符合下列要求启动器应垂直安装油浸式启动器的油面不得低于规定的油面线。减压抽头(65%?80%额定电压)应按负荷进行调整,但启动时