機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)課件

1、機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2022/7/28機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)第2章 機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.4 步進電動機的控制2.2 三相交流電動機的控制2.3 直流電動機的控制2.1 電氣控制線路的繪制機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.1.1 電氣原理圖圖形符號和文字符號2.1.3 電器元件布置圖2.1.5 電氣識圖方法與步驟2.1.4 電氣安裝接線圖2.1.2 電氣原理圖繪制2.1 電氣控制線路的繪制機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)電氣控制系統(tǒng)圖：指根據(jù)國家電氣制圖標準，用規(guī)定的電氣符號、圖線來表示系統(tǒng)中各電氣設備、裝置、元器件的連接關系的電氣工程圖。電氣控制系統(tǒng)圖包括：1、電氣原理圖2、電器元件布置圖3、

2、電氣安裝接線圖電氣原理圖：表示電流從電源到負載的傳送情況和各電氣元件的動作原理及相互關系，而不考慮各電器元件實際安裝的位置和實際連線情況。2.1.1 電氣原理圖圖形符號和文字符號機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)文字符號和圖形符號1、文字符號 用來表示電氣設備、裝置、元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征的字符代碼。例如， FR表示熱繼電器。2、圖形符號 用來表示一臺設備或概念的圖形、標記或字符。例如，“”表示交流，表示電阻等。 國家電氣圖用符號標準GB/T4728-1985規(guī)定了電氣簡圖中圖形符號的畫法，該標準及國家電氣制圖標準GB/T6988-1986于1990年1月1日正式開始執(zhí)行。機床電氣控制線路基本環(huán)

3、節(jié)電器元件采用國家標準規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。主電路用粗線條畫在左（上）邊；控制電路用細線條畫在右（下）邊。同一電器元件的各部件可不畫在一起，但文字符號要相同。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字符號的下標，如KM1、KM2等。所有按鈕、觸點均按沒有外力作用和沒有通電時的原始狀態(tài)畫出當圖形垂直放置時，各元器件觸點圖形符號以“左開右閉”繪制。當圖形為水平放置時以“上閉下開” 繪制。2.1.2 電氣原理圖繪制機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)電路圖應按主電路、輔助電路（控制電路、照明電路、信號電路、保護電路）分開繪制。控制電路的分支電路，原則上按動作順序和信號流自上而下或自左至右的原則繪

4、制。直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方，相序自上而下排列。主電路與電源電路垂直畫出。控制電路與信號電路垂直畫在兩條水平電源線之間。耗電元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號燈等）直接與下方水平線連接?？刂朴|點連接在上方水平線與耗電元件之間。需要測試和拆、接外部引線的端子，應用圖形符號“空心圓”表示。電路的連接點用“實心圓”表示。中性線（N）和保護接地線（PE）放在相線之下。2.1.2 電氣原理圖繪制機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)圖區(qū)的劃分在圖樣的下方沿橫坐標方向劃分圖區(qū)，并用數(shù)字編號。同時在圖樣的上方沿橫坐標方向劃區(qū)，分別標明該區(qū)電路的功能。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)接

5、觸器和繼電器的觸點位置可采用附圖的方式表示。 左欄 中欄 右欄主觸點的圖區(qū)號輔助動合觸點的圖區(qū) 號輔助動斷觸點的圖區(qū) 號接觸器各欄的含義：繼電器各欄的含義：左欄 右欄動合觸點的圖區(qū)號動斷觸點的圖區(qū) 號機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)主電路各接點標記三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標記。電源開關之后的分別按U、V、W順序標記。分級三相交流電源主電路可采用1U、1V、1W；2U、2V、2W等。各電動機分支電路各接點可采用三相文字代號后面加數(shù)字來表示如：U11、 U21等，數(shù)字中的十位數(shù)字表示電動機代號，個位數(shù)字表示該支路的接點代號?？刂齐娐凡捎冒⒗當?shù)字編號，一般由三位或三位以下的數(shù)字組成 機床電氣

6、控制線路基本環(huán)節(jié)電器元件布置圖詳細繪制出電氣設備、零件的安裝位置。圖中各電器代號應與有關電路和電器清單上所有元器件代號相同。2.1.3 電器元件布置圖機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.1.4 安裝接線圖安裝接線圖是用來表明電氣設備各單元之間的接線關系。圖中表明了電氣設備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據(jù)。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.1.5 電氣識圖方法與步驟 識圖方法1、結(jié)合電工基礎知識識圖 在掌握電工基礎知識的基礎上，準確、迅速地識別電氣圖。如改變電動機電源相序，即可改變其的旋轉(zhuǎn)方向的控制。2、結(jié)合典型電路識圖 典型電路就是常見的基本電路，如電動機的起動、制動、順序控制等

7、。不管多復雜的電路，幾乎都是由若干基本電路組成的。因此，熟悉各種典型電路，是看懂較復雜電氣圖的基礎。3、結(jié)合制圖要求識圖 在繪制電氣圖時，為了加強圖紙的規(guī)范性、通用性和示意性，必須遵循一些規(guī)則和要求，利用這些制圖的知識能夠準確地識圖。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)識圖步驟1、準備：了解生產(chǎn)過程和工藝對電路提出的要求；了解各種用電設備和控制電器的位置及用途；了解圖中的圖形符號及文字符號的意義。2、主電路：首先要仔細看一遍電氣圖，弄清電路的性質(zhì)，是交流電路還是直流電路。然后從主電路入手，根據(jù)各元器件的組合判斷電動機的工作狀可。如電動機的起停、正反轉(zhuǎn)等。3、控制電路：分析完主電路后，再分析控制電路，要按動

8、作順序?qū)γ織l小回路逐一分析研究，然后再全面分析各條回路間的聯(lián)系和制約關系，要特別注意與機械、液壓部件的動作關系。4、最后閱讀保護、照明、信號指示、檢測等部分。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.2電動機基本控制環(huán)節(jié)2.2.1 籠型異步電動機直接起動控制2.2.2 籠型異步電動機正反轉(zhuǎn)控制2.2.4 籠型異步電動機制動控制2.2.5 按順序工作時的聯(lián)鎖控制2.2.3 籠型異步電動機降壓起動控制機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.2.1籠型異步電動機直接起動控制1.點動控制2.連續(xù)運轉(zhuǎn)控制3.既能長動又能點動的控制電路直接啟動的條件：Ist/IN3/4+S/4PIst-啟動電流；IN -額定電流；S-變壓器容量（

9、kVA）P-電機功率（kw）機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)1 點動控制L1L2L3KMSBQSKM M 3 FU1FU2點動按鈕KM主觸頭閉合按下SBKM線圈得電松開SBKM線圈斷電KM主觸頭復位電動機斷電停轉(zhuǎn)電動機M通電起動.工作過程：先接通電源開關QS常用于機床主軸或工作臺的調(diào)整；機床的試車、檢修等。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2 連續(xù)運轉(zhuǎn)控制KMSB1 SB2KMQSKMFR M3 L1L2L3FRFU1FU2自鎖觸頭短路保護過載保護停止按鈕起動按鈕工作過程：先接通電源開關QS按下SB2KM線圈得電KM主觸頭閉合 電動機運轉(zhuǎn)KM動合輔助觸頭閉合自鎖保護環(huán)節(jié)短路保護：FU1、FU2過載保護：FR欠壓

10、失壓保護：KM自鎖環(huán)節(jié)按下SB1KM線圈斷電電動機停機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)3 既能長動又能點動的控制電路 復合按鈕點動按鈕KMFRSB1KMSB2SB3停止按鈕起動按鈕 按下SB2，KM得電自鎖，電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)。 按下SB1，KM斷電，電動機停轉(zhuǎn) 按下點動按鈕SB3，KM得電，電動機運轉(zhuǎn)。松開SB3，KM斷電，電動機停轉(zhuǎn)。 點動按鈕SB3的作用：(1) 使接觸器線圈KM通電；(2) 使線圈KM不能自鎖。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.2.2 電動機的正反轉(zhuǎn)控制用于機床工作臺的前進與后退或主軸的正反轉(zhuǎn)等。由電動機原理可知，只要把電動機的三相電源進線中的任意兩相對調(diào)，就可改變電動機的轉(zhuǎn)動方向。需要用

11、兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。當正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；當反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn)。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)1.按鈕控制的正反轉(zhuǎn)控制電路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)電氣互鎖按鈕聯(lián)鎖機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)（1）接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制完成“正轉(zhuǎn)-停-反轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)-停-正轉(zhuǎn)”的電氣控制。 線路的動作原理:按SB1正轉(zhuǎn)控制：按SB2 KM1線圈得電KM1自鎖觸頭閉合KM1主觸頭閉合 KM1互鎖觸頭斷開電動機M正轉(zhuǎn)KM1線圈失電電動機M停轉(zhuǎn)SB1KM1SB3KM2KM2KM1KM2KM1SB2反轉(zhuǎn)控制：按SB3KM2線圈得電電動機M反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕互鎖機床電氣控制線路基

12、本環(huán)節(jié)（2）按鈕接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制可實現(xiàn)“正反停”或“反正?！钡牟僮骺刂?。線路的動作原理SB1KM1SB3KM2KM2KM1KM2KM1SB2按下SB2KM1得電電動機正轉(zhuǎn)按下SB3KM1斷電KM2得電電動機反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：按鈕聯(lián)鎖互鎖互鎖機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2、行程開關控制的正反轉(zhuǎn)電路自動往返運動：SB1KM1SB3KM2KM2KM1SQ2SQ1KM2KM1SB2SQ3SQ4SQ1 SQ3SQ4 SQ2前進(正轉(zhuǎn)）后退12行程開關擋塊到達預定位置擋鐵1撞擊SQ1按下SB2KM1通電電機正轉(zhuǎn)工作臺前進停止正轉(zhuǎn)KM1斷電KM2得電電機反轉(zhuǎn)工作臺后退機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.2.3 籠型

13、異步電動機降壓起動控制1 定子串電阻降壓起動2 Y -降壓起動機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)1 定子串電阻降壓起動工作原理：停止起動按下SB2KM1得電KT得電計時電電動阻機起串動KM2得電電動機全壓運行圖中電動機由降壓起動轉(zhuǎn)為全壓運行后KM1和KT均斷電，只有KM2得電。按下SB1，電動機停機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2 Y -降壓起動（一）三個接觸器控制的電路工作原理：起動按下SB2KM1得電KM3得電KT得電Y起動Y接計時KM3斷電 KM2通電 KM1仍得電運行接停止機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)3 Y -降壓起動（二）兩個接觸器控制的電路（練習分析工作原理）機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.2.4 籠型異步

14、電動機的制動控制1 反接制動控制線路2 能耗制動控制電路機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)1 反接制動控制線路工作原理：按SB2起動KM1通電電動機正轉(zhuǎn)運行KV動合觸點閉合按SB1KM1斷電KM2通電（開始制動）n0,KV復位KM2斷電（制動 結(jié)束）速度繼電器停止機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2 能耗制動控制電路（1）按時間原則控制的能耗制動線路工作原理：按SB2KM1通電電動機起動按SB1KM1斷電KM2通電KT通電能耗制動延時KM2斷電（制動結(jié)束）起停機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)（2）速度原則控制的可逆運行能耗制動控制線路練習：分析工作過程機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.2.5 按順序工作時的聯(lián)鎖控制 按下SB2

15、KM1得電M1起動先起按下SB4后起M2 停按下SB1總停KM1斷電KM2斷電M1；M2均停工作原理：KM2得電M2起動按下SB3KM2斷電M2停機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)SBKM1FR1 例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時: M1起動后 M2才能起動；停車時: M2停車后M1才能停車。應如何實現(xiàn)控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)STaSTb前進(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時KMF通電(其常閉斷開， 常開閉合)KMF斷電KMR通電行程開關自動往返運

16、動：擋塊動畫電機正轉(zhuǎn)工作臺前進到達預定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn) 電機反轉(zhuǎn)(工作臺后退)機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)正反轉(zhuǎn)控制線路3MFRFUQ.KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR 下圖所示的鼠籠式電動機正反轉(zhuǎn)控制線路中有幾處錯誤，請改正之。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.3 直流電動機控制直流電動機優(yōu)點：1.調(diào)速范圍廣，調(diào)速平滑方便；2.抗過載能力大，能承受頻繁沖擊負載，3.可實現(xiàn)頻繁無級快速啟動、制動反轉(zhuǎn)等；直流電動機應用： 對啟動、調(diào)速有較高要求的場合，如大型可逆式軋鋼機、礦井卷揚機、大型車床、大型

17、起重機、龍門刨床、電動機車等生產(chǎn)機械。直流電動機分類： 按勵磁方式分為：他勵、自勵（并勵、串勵、復勵）機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.3 直流電動機控制直流電動機控制線路： 1.啟動控制（1）直接啟動（Ist=(1020)IN） 危害：換向惡化、機械沖擊、電網(wǎng)波動(中、大容量電機不許直接啟動)（2）降壓啟動 啟動時降低電樞兩端的電壓，隨著轉(zhuǎn)速的上升，逐漸提高電壓至額定值UN； 條件：需要專用電源，一般有可調(diào)電壓的直流電源；（3）轉(zhuǎn)子串電阻啟動 電樞回路串多級電阻，在啟動過程中逐級切除； 2.制動控制 (1)能耗制動、(2)反接制動 3.調(diào)速控制機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)+直流電動機反接制動電路KI1

18、過流繼電器，當主電路電流大于某一設定值時其長閉觸點斷開。KI2欠流繼電 器，當勵磁電路電流小于某一設定值時其長開觸點斷開。KA中間繼電器，只要電機工作其線圈就得電。KT1,KT2,斷電延型時繼電器，其長閉觸點在線圈斷電后，延時閉合。 SB1啟動按鈕； SB2停止按鈕；2.3 直流電動機控制 機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)+直流電動機反接制動電路按 SB1啟動按鈕； KM1控制電路電流：電源正QF2 SB3（常閉） SB1 SB2常閉 KM2(常閉) KM1線圈電源負；KM1線圈得電，其常開輔助觸點閉合自鎖；電機正轉(zhuǎn)，串電阻R2，R3啟動KT1、KT2線圈斷電，開始延時計時時間到KT1、KT2延時閉合

19、常閉觸點閉合啟動過程結(jié)束機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)+直流電動機反接制動電路按 SB2停止按鈕；控制電路電流：電源正QF2 SB3(常閉)SB1(常閉)SB2 KM1(常閉) KM2線圈電源負；KM2線圈得電，其常開輔助觸點閉合自鎖；電機轉(zhuǎn)正負極反接制動；KT1、KT2線圈始終斷電。當轉(zhuǎn)速較低時按SB3,停車機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)能耗制動控制線路機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)交流異步電動機反接制動機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)Z3050型搖臂鉆床電氣原理圖1.主軸電機M1啟動按啟動按鈕SB2機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)Z3050型搖臂鉆床電氣原理圖2.搖臂上升按啟動按鈕SB3電源FR2 SB3 SQ2(常閉)

20、KT(瞬動常開) KM4線圈電源 M3正轉(zhuǎn)，液壓鎖緊機構(gòu)放松 （放松時，SQ2常閉點斷,SQ3常閉點通）機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)Z3050型搖臂鉆床電氣原理圖2.搖臂上升按啟動按鈕SB3電源FR2 SB3 SQ2(常開) SB4(常閉) KM3（常閉） KM2線圈電源 M2正轉(zhuǎn),搖臂電機上升（此時，SB3常閉點斷）機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)Z3050型搖臂鉆床電氣原理圖3.搖臂上升到位，松開按鈕SB3KT線圈斷電延時，15觸點斷電延時閉合。FR2 SQ3(常閉) KT (延時常閉) KM5（常閉） KM5線圈電源 M3反轉(zhuǎn),搖臂加緊（夾緊時，SQ3常閉點斷,SQ2常閉點通）機床電氣控制線路基本環(huán)

21、節(jié)機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)2.4 步進電動機特點: (1) 來一個脈沖，轉(zhuǎn)一個步距角。 (2) 控制脈沖頻率，可控制電機轉(zhuǎn)速。 (3) 改變脈沖順序，可改變轉(zhuǎn)動方向。 (4)具有自鎖能力，停止時線圈仍保持通電。 步進電機是利用電磁鐵的作用原理，將脈沖信號轉(zhuǎn)換為線位移或角位移的執(zhí)行器。每來一個電脈沖，步進電機轉(zhuǎn)動一定角度，帶動機械移動一小段距離。 區(qū)別在于勵磁式步進電機的轉(zhuǎn)子上有勵磁線圈，反應式步進電機的轉(zhuǎn)子上沒有勵磁線圈。種類：勵磁式和反應式兩種。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié) 下面以反應式步進電機為例說明步進電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。三相反應式步進電動機的原理結(jié)構(gòu)圖如下：ABCIAIBIC 定子內(nèi)圓周

22、均勻分布著六個磁極，磁極上有勵磁繞組，每兩個相對的繞組組成一相。轉(zhuǎn)子有四個齒。定子轉(zhuǎn)子機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)1.三相單三拍CABBCA3412 A相繞組通電，B、C相不通電。由于在磁場作用下，轉(zhuǎn)子總是力圖旋轉(zhuǎn)到磁阻最小的位置，故在這種情況下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置：1、3齒與A、A極對齊。動畫機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)CABBCA3412 同理，B相通電時，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B 磁極軸線對齊；當C相通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過30角，1、3齒和C、C磁極軸線對齊。1C342CABBA機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié) 這種工作方式下，三個繞組依次通電一次為一個循環(huán)周期，一個循環(huán)周期包括三個工作脈沖

23、，所以稱為三相單三拍工作方式。 按AB C A 的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動起來。每一拍轉(zhuǎn)過30(步距角)，每個通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)過90(一個齒距角)。2. 三相六拍 按AAB B BC C CA的順序給三相繞組輪流通電。這種方式可以獲得更精確的控制特性。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)CABBCA3412CABBCA3412 A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒與A、A 對齊。 A、B相同時通電，A、A 磁極拉住1、3齒，B、B 磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15，到達左圖所示位置。動畫機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)CABBCA3412 B 相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒與B、B 對齊,又轉(zhuǎn)過15。3412CAB

24、BCA B、C相同時通電，C 、C 磁極拉住1、3齒，B、B 磁極拉住2、4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過15。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié) 三相反應式步進電動機的一個通電循環(huán)周期如下：AAB B BC C CA，每個循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過15（步距角），一個通電循環(huán)周期(6拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90 (齒距角)。 與單三拍相比，六拍驅(qū)動方式的步進角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。3. 三相雙三拍 按AB BC CA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時通電。機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)AB通電CABBCA3412BC通電3412CABBCACA通電CABBCA3412 與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動時每個通電循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30 (步距角)，一個通電循環(huán)周期(3拍)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過90(齒距角)。動畫機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié) 從以上對步進電機三種驅(qū)動方式的分析可得步距角計算公式： 步距角Zr 轉(zhuǎn)子齒數(shù)m 拍數(shù) 實用步進電機的步距角多為3和1.5 。為了獲得小步距角，電機的定子、轉(zhuǎn)子都做成多齒的，如教材圖2.30所示。圖中轉(zhuǎn)子表面有40個齒，K狀態(tài)系數(shù)，單、雙三拍時K=1 雙六拍時，K=2機床電氣控制線路基本環(huán)節(jié)CABBCA3412 同理，B相通電時，轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)過30角，2、4齒和B、B 磁極軸線對齊；當C相通電時，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)