《數(shù)控機床電器及PLC控制技術(shù)（第3版）》課件 第四章 數(shù)控機床電氣控制基市環(huán)節(jié)

數(shù)控機床電氣控制基市環(huán)節(jié)第四章單元目錄4.1數(shù)控機床電氣原理圖的繪制規(guī)則4.2

數(shù)控機床電氣控制的邏輯表示4.1數(shù)控機床電氣原理圖的繪制規(guī)則4.3電氣控制基本環(huán)節(jié)4.1數(shù)控機床電氣原理圖的繪制規(guī)則4.1.1電氣原理圖4.1.2電氣安裝圖4.1.3電氣接線圖4.1.4圖面區(qū)域的劃分電氣控制線路是由接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等組成的，其作用是實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的起動、反向、制動和調(diào)速等運行性能的控制，保護拖動系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)工藝要求，實現(xiàn)生產(chǎn)加工自動化。各種機床的加工對象和生產(chǎn)工藝要求均不相同，其電氣控制線路也就不同，有的比較簡單，有的相當復(fù)雜，但都是由一些比較簡單的基本線路根據(jù)需要組合而成的，因此掌握和識讀這些線路圖非常必要。電氣控制系統(tǒng)由電動機和各種控制電器(如接觸器、繼電器、電阻器、開關(guān)等)組成。電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件及其連接圖，稱為電氣控制系統(tǒng)圖。電氣控制系統(tǒng)圖包括電氣原理圖、電氣布置圖和電氣安裝圖。數(shù)控機床電氣原理圖與普通機床電氣控制線路圖的繪制規(guī)則一致，為便于理解，本節(jié)以普通機床為例來進行描述。4.1數(shù)控機床電氣原理圖的繪制規(guī)則4.1.1電氣原理圖電氣原理圖是用圖形符號和項目代號表示電器元件連接關(guān)系及電氣工作原理的圖形，它是在設(shè)計部門和生產(chǎn)現(xiàn)場廣泛應(yīng)用的電路圖。圖CW6132型車床電氣原理圖所示的是CW6132型機床電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖實例。

CW6132型車床電氣原理圖4.1.1電氣原理圖繪制電氣原理圖時應(yīng)遵循的原則：(1)主電路標號由文字符號和數(shù)字組成，其中的文字符號標明主電路中的電氣元件或線段的主要特征，數(shù)字區(qū)別電路的不同線段。如圖中的UVW、U1V1W1和U2V2W2等。(2)控制電路采用阿拉伯數(shù)字編號，由三位或三位以下的數(shù)字組成。在垂直繪制的電路中，標號順序由上而下、由左到右編號，凡是被線圈、繞組、觸頭或電阻、電容等元件所間隔的線段，都應(yīng)標以不同的電路標號。(3)從電源到電動機大電流通過的主電路，用粗線條繪制；輔助電路（包括控制電路、照明電路和信號電路）的電流小，用細線條繪制。(4)無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件按動作順序從上到下、從左到右依次排列，可垂直布置或水平布置。(5)標出各電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)。(6)繼電器、接觸器的觸頭，按吸引線圈未通電狀態(tài)畫，按鈕、行程開關(guān)的觸點按不受外力作用時的狀態(tài)畫。(7)同一電器的各導電部件（如繼電器、接觸器的線圈和觸點），按照它們在電路中的聯(lián)系分開畫，但用相同的文字符號表示。對完成相同性質(zhì)作用的幾個電器，在相同的文字符號右下角加上數(shù)字序號，以示區(qū)別。(8)動力電路的電源電路繪成水平線，電動機及其保護電器支路，應(yīng)垂直電源電路畫出；輔助電路垂直地繪在兩條或多條水平電源線之間，線圈、電磁鐵、照明燈、信號燈、指示燈，接在接地的水平電源線上。有直接電聯(lián)系的十字交叉導線連接點，必須用黑圓點表示，否則不畫黑圓點。電氣安裝圖用來表示電氣設(shè)備和電器元件的實際安裝位置，是機械電氣控制設(shè)備制造、安裝和維修必不可少的技術(shù)文件。安裝圖可集中畫在一張圖上或?qū)⒖刂乒?、操作臺的電器元件行置圖分別畫出，但圖中各電器元件代號應(yīng)與有關(guān)原理圖和元器件清單上的代號相同。在安裝圖中，機械設(shè)備輪廓是用雙點劃線畫出的，所有可見的和需要表達清楚的電器元件及設(shè)備是用粗實線繪出其簡單的外形輪廓的。其中電器元件不需標注尺寸。某機床電氣安裝圖如下圖所示：

某機床電器安裝圖4.1.2電氣安裝圖電氣接線圖用來表明電氣設(shè)備各單元之間的接線關(guān)系，如下圖所示為CW6132車床電氣接線圖，電氣接線圖主要用于安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，在生產(chǎn)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。在識讀電氣接線圖時應(yīng)熟悉繪制電氣接線圖的四個基本原則：(1)各電器元件的圖形符號、文字符號等均與電氣原理圖一致。(2)外部單元同一電器的各部件畫在一起，其布置基本符合電器實際情況。(3)不在同一控制箱和同一配電屏上的各電器元件的連接是經(jīng)接線端子排實現(xiàn)的，電氣互聯(lián)關(guān)系以線束表示，連接導線應(yīng)標明導線參數(shù)(數(shù)量、截面積、顏色等)，一般不標注實際走線途徑。(4)對于控制裝置的外部連接線應(yīng)在圖上或用接線來表示清楚．并標明電源引入點。4.1.3電氣接線圖為了確定圖上內(nèi)容的位置及其用途，應(yīng)對一些幅面較大、內(nèi)容復(fù)雜的電氣圖進行分區(qū)。分區(qū)方法及其標注垂直布置電氣原理圖中，上方一般按主電路及各功能控制環(huán)節(jié)自左至右進行文字說明分區(qū)，并在各分區(qū)方框內(nèi)加注文字說明，幫助機床電氣原理的閱讀理解；下方一般按“支路居中”原則從左至右進行數(shù)字標注分區(qū)，并在各分區(qū)方框內(nèi)加注數(shù)字，以方便繼電器、接觸器等電器觸頭位置的查閱?！爸肪又小痹瓌t是指各支路垂線應(yīng)對準數(shù)字分區(qū)方框的中線位置。對于水平布置的電氣原理圖，則實現(xiàn)左右分區(qū)。左方自上而下進行文字說明分區(qū)，右方自上而下進行數(shù)字標注分區(qū)。1.繼電器、接觸器的線圈與觸頭對應(yīng)位置的索引在繼電器、接觸器線圈下方列有觸頭表，說明線圈對應(yīng)的觸頭所在圖區(qū)號，如圖4-5所示。接觸器KM線圈下方從左至右的第一欄標注常開主觸頭所在圖區(qū)號，第二欄標注輔助常開觸頭所在圖區(qū)號，第三欄標注常閉輔助觸頭所在圖區(qū)號；中間繼電器、電流繼電器KA線圈下方從左至右的第一欄標注常開觸頭所在圖區(qū)號，第二欄標注常閉觸頭所在圖區(qū)號；時間繼電器KT線圈下方從左至右第一欄標注延時常開觸頭所在圖區(qū)號，第二欄標注延時常閉觸頭所在圖區(qū)號，第三欄標注瞬動常開觸頭所在圖區(qū)號，第四欄標注瞬動常閉觸頭所在圖區(qū)號。在繼電器、接觸器的觸頭下面標注觸頭對應(yīng)的線圈所在圖區(qū)號。2.技術(shù)數(shù)據(jù)的標注在電氣原理圖中還應(yīng)標注各電氣元件的技術(shù)數(shù)據(jù)，如熔斷器熔體的額定電流、熱繼電器的動作電流范圍及其整定值、導線的截面積等。

a)接觸器觸頭索引代號

b)繼電器觸頭索引代號4.1.4圖面區(qū)域的劃分4.2

數(shù)控機床電氣控制的邏輯表示1.機床電氣控制的邏輯表示2.邏輯運算法則3.邏輯運算的基本公式邏輯變量通常只有“1”、“0”兩種取值，表示兩種相反的邏輯狀態(tài)。在電氣控制中，通常用邏輯變量來描述開關(guān)、線圈元件觸點的開關(guān)狀態(tài)、線圈的通斷電狀。通?！?”表示線圈通電、開關(guān)閉合狀態(tài)；“0”則正好相反。也可使用“真”、“假”和字母表示邏輯狀態(tài)。1.機床電氣控制的邏輯表示

2.邏輯運算法則3.邏輯代數(shù)的基本公式下面是邏輯運算中的一些基本公式：

0定則0+A=A

1定則1+A=1

互補定律A+A=1

同一定律A+A=A

反轉(zhuǎn)定律A=A

交換律A+B=B+A

結(jié)合律(A+B)+C=A+(B+C)

分配律A·(B+C)=A·B+A·CA+B·C=(A+B)·(A+C)反演律(摩根定理)

A+B=A·BA·B=A+B4.3電氣控制基本環(huán)節(jié)4.3.1三相籠型異步電動機的直接起動控制線路4.3.2三相籠型異步電動機的降壓起動控制線路4.3.3電動機正/反轉(zhuǎn)控制線路4.3.4電動機制動控制線路4.3.5雙速電動機的高/低速控制線路4.3.6電動機的保護環(huán)節(jié)4.3.7電液聯(lián)合控制1.直接起動控制線路直接起動是一種最簡單的起動方式。起動時，通過一些直接起動設(shè)備把全部電源電壓（即全壓）直接加到電動機的定子繞組。一般規(guī)定異步電動機的功率低于7.5千瓦時允許起動，如果功率大于7.5千瓦但符合下式者也可直接起動：若不滿足上式，則必須采用降壓起動的方法。2.點動與長動控制線路下圖中的接觸器輔助觸點KM是自鎖觸點，其作用是當放開起動按鈕SB2后仍可保證KM線圈通電，電動機運行（長動）。通常將這種用接觸器本身的觸點來使其線圈保持通電的環(huán)節(jié)稱作自鎖環(huán)節(jié)。如果起動按鈕SB2不并聯(lián)觸點KM，則松開SB2后KM線圈斷電，電動機停止運行，此即為點動方式。點動用于機床刀架、橫梁、立柱的快速移動以及機床的調(diào)整對刀等。下圖a、b、c分別為用按鈕、開關(guān)、中間繼電器來實現(xiàn)點動的控制線路。長動與點動的主要區(qū)別是控制電器能否自鎖。點動控制線路4.3.1三相籠型異步電動機的直接起動控制線路3.多點起停控制線路在大型機床設(shè)備中，為了方便操作，常要求能在多個地點對機床進行控制。下圖（a）中將起動按鈕并聯(lián)、停止按鈕串聯(lián)，可在三個地方對機床實現(xiàn)行起動停止控制。下圖(b)中則將起動按鈕串聯(lián)，只有幾個起動按鈕都被壓下時設(shè)備才能工作，可保證操作安全。4.順序起停控制線路有些機床要求電動機能夠經(jīng)常有序的起動，比如主軸必須在液壓泵工作后才能工作，主軸旋轉(zhuǎn)后工作臺才能運動，主軸停轉(zhuǎn)后潤滑泵才能停止工作等等。如下圖中，為保證電動機M1、M2的順序起動，起動時先合上開關(guān)Q，按下SB2，KM1線圈得電自保，電動機M1起動運轉(zhuǎn)；再按下SB4，KM2線圈得電自保，M2起動，同時將SB1鎖住。停車時，先按下SB3，KM2線圈失電，其常開輔助觸頭復(fù)位，M2停轉(zhuǎn)；再按下SB1，KM1線圈失電，M1停轉(zhuǎn)。4.3.1三相籠型異步電動機的直接起動控制線路當三相籠型異步電動機不滿足直接起動條件時（見上節(jié)），電動機必須采用降壓起動，將起動電流限制在允許的范圍內(nèi)，常用的降壓起動方法有定子串電阻降壓起動、丫－△降壓起動和自耦變壓器降壓起動三種。1.定子串電阻降壓起動定子串電阻降壓起動時，在三相定子電路上串接電阻R，使加在電動機繞組上的電壓降低，起動完成后再將電阻R短接，電動機加額定電壓正常運行。這種起動方式利用時間繼電器延時動作來控制各電器元件的先后順序動作，稱為按時間順序的控制。典型控制線路如下圖所示:

定子繞組串電阻起動控制線路4.3.2三相籠型異步電動機的降壓起動控制線路線路工作過程如下：（1）起動→KM1自鎖觸頭閉合；合上電源開關(guān)QS，按下SB2→KM1線圈得電；→KM1主觸頭閉合；→電動機串聯(lián)電阻R后起動；→KM1常開觸頭閉合→KT線圈得電；→KM2線圈得電→KM2自鎖觸頭閉合；→KM2主觸頭閉合（短接電阻R）；→電動機M全壓運行；→KM2常閉觸頭斷開；→KM1、KT線圈斷電釋放。（2）停止按下SB1→KM2線圈斷電釋放→M斷電停止。起動電阻R一般采用ZX1、ZX2系列鑄鐵電阻，功率大，能夠通過較大電流；三相電路中每相所串電阻值相等。定子繞組串電阻降壓起動不受電動機接線形式限制，線路簡單。中小型機床常用這種方法限制點動調(diào)整時電動機的起動電流，如C650型車床、T68型臥式螳床、T612型臥式螳床等。4.3.2三相籠型異步電動機的降壓起動控制線路2.丫－△降壓起動正常運行時定子繞組接成△聯(lián)結(jié)的籠型異步電動機，常用丫－△減壓起動的方法限制起動電流。起動時，定子繞組先接成丫形聯(lián)結(jié)，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時，再將定子繞組接成△形聯(lián)結(jié)，電動機全壓運行。下圖控制線路的工作過程如下：合上Q，按下SB2，KM2線圈得電自保，KM1線圈得電，使M進行丫形聯(lián)結(jié)起動，同時KT線圈也得電。當M的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，到達時間繼電器KT整定時間，KT的常閉延時觸點先打開，KM1線圈失電，KT的常開延時觸點后閉合，KM3線圈得電自保，M定子繞組△形聯(lián)接全壓運轉(zhuǎn)，同時KT線圈也失電。圖中KM1、KM3的輔助常閉觸點，防止KM1、KM3同時得電造成電源短路。

丫－△降壓起動控制線路4.3.2三相籠型異步電動機的降壓起動控制線路3.自耦變壓器降壓起動正常運行時定子繞組接成丫形聯(lián)結(jié)的異步電動機，可用自耦變壓器減壓起動。起動時，定子繞組加上自耦變壓器的二次電壓，一旦起動完畢，自耦變壓器被甩開，定子繞組加上額定電壓正常運行。當合上Q，按下SB2，KM1線圈得電，自藕變壓器T作丫形聯(lián)結(jié)，同時KM2線圈得電自保，電動機減壓起動，KT線圈得電自保。當電動機的轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，到達KT的整定時間，其常閉延時觸頭先打開，KM1、KM2線圈先后失電，T被斷開，KT的常開延時觸頭后閉合，在KM1的常閉輔助觸頭復(fù)位前提下，KM3得電自保，電動機全壓運行。電路中KM1、KM3的常閉輔助觸頭是為了防止線圈KM1、KM2、KM3同時得電將T的一部分繞組短接而使其余部分繞組燒壞。

自耦變壓器降壓起動控制線路4.3.2三相籠型異步電動機的降壓起動控制線路1.互鎖控制線路在電氣控制系統(tǒng)中，有時要求兩個電動機M1和M2不準同時接通，或同一電動機驅(qū)動的執(zhí)行元件有兩個相反的動作（如主軸正反轉(zhuǎn)、工作臺的上下雙向移動等），或兩個電氣元件不允許同時得電，這時就要用到互鎖控制線路。如圖4-16所示，分別將KM1、KM2的動斷（常閉）觸點串接在對方線圈所在電路，使KM1、KM2的觸點互相制約，可保證KM1、KM2的線圈不會同時得電。此外，還可將復(fù)合按鈕或行程開關(guān)的常閉觸頭串接在對方接觸器的線圈電路中來實現(xiàn)機械互鎖。互鎖控制線路4.3.3電動機正/反轉(zhuǎn)控制線路2.正反轉(zhuǎn)控制線路大多數(shù)機床的主軸或進給運動都需要正反兩個方向運行，故要求電動機能夠正反轉(zhuǎn)。在電工學課程中我們知道，只要把電動機定子三相繞組任意兩相調(diào)換一下接到電源上去，電動機定子相序即可改變，從而電動機就可改變方向了。如果我們用兩個接觸器KM1和KM2來完成電動機定子繞組相序的改變，那么由正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)起動線路組合起來就成了正反轉(zhuǎn)控制線路。圖正反轉(zhuǎn)控制線路的工作過程是：當電動機M停轉(zhuǎn)時，如要M正轉(zhuǎn)，則按下SB2，其常閉觸頭先打開，其常開觸頭后閉合，KM1線圈得電，其常閉輔助觸頭先斷開，其常開主觸頭后閉合，M正向起動運轉(zhuǎn)，常開輔助觸頭閉合自保；當M正轉(zhuǎn)時，如要M反轉(zhuǎn)，則按下SB3，其常閉觸頭先打開，KM1線圈失電，M的定子切斷正序電源，其常開觸頭后閉合，在KM1常閉觸頭復(fù)位前提下，KM2線圈得電自保，M反轉(zhuǎn)；M反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)與正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)類似。此控制線路采用復(fù)合按鈕SB2、SB3與接觸器KM1、KM2聯(lián)合控制，可避免由于KM1或KM2的常閉輔助觸頭燒結(jié)時而造成的電源短路。有的機床工作臺需要自動往返運行，而自動往返運行是利用行程開關(guān)來檢測往返運動的相對位置。圖工作臺往返運動示意圖為機床工作臺往返運動的示意圖。行程開關(guān)SQ1（反向轉(zhuǎn)正向）、SQ2（正向轉(zhuǎn)反向）分別固定安裝在床身上，反映循環(huán)的兩端點，撞塊A、B固定在工作臺上，隨著運動部件的移動可壓下行程開關(guān)SQ1、SQ2，使其觸頭動作，并使電動機正反向運轉(zhuǎn)。圖往復(fù)自動循環(huán)控制線路為往復(fù)自動循環(huán)的主、控制電路，其工作過程是：合上Q，按下SB2，KM1線圈得電自鎖，M正轉(zhuǎn)，驅(qū)動運動部件前進，當前進到位，撞塊B壓下SQ2，其常閉觸頭斷開，KM1線圈斷電，M切斷正序電源，但SQ2常開觸頭閉合，又使KM2得電，M反轉(zhuǎn)，運動部件后退，當后退到位時，撞塊A壓下SQ1使KM2斷電，KM1通電，M由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，如此周而復(fù)始地自動往復(fù)工作。按下SB1時，M停轉(zhuǎn)。若換向用行程開關(guān)SQ1、SQ2失靈，則由限位開關(guān)SQ3、SQ4的常閉觸頭切斷M的電源，避免運動部件因超出極限位置而發(fā)生事故。4.3.3電動機正/反轉(zhuǎn)控制線路正反轉(zhuǎn)控制線路

工作臺往返運動示意圖

往復(fù)自動循環(huán)控制線路4.3.3電動機正/反轉(zhuǎn)控制線路電動機從切斷電源到完全停止旋轉(zhuǎn)，由于慣性的關(guān)系，總要經(jīng)過一段時間。為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率，停機位置準確，并為了安全生產(chǎn)，要求電動機能迅速停車。一般采用機械制動和電氣制動，機械制動采用機械抱閘或液壓裝置制動，電氣制動是在電動機在停車時產(chǎn)生一個與原旋轉(zhuǎn)方向相反的制動力矩。機床中常用的電氣制動是反接制動和能耗制動。1.反接制動反接制動是利用改變異步電動機定子繞組中的三相電源相序，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，因而產(chǎn)生制動作用。反接制動的過程為：停車時，首先將三相電源切換，然后當電動機轉(zhuǎn)速較低時再將三相電源切斷。下圖為單向反接制動線路，其工作過程是：合上Q，按SB2，KM1得電自鎖，電動機M正轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)速達到速度繼電器KV的整定值時，KV的常開觸點閉合，為反接制動作好準備。M停車時，按下SB1，SB1的常閉觸點先打開，KM1失電，切斷M的正序電源，但M因慣性仍以很高的轉(zhuǎn)速繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，原已閉合的KV常開觸點仍閉合，SB1的常開觸點后閉合，由于此時KM1的常閉輔助觸點已復(fù)位，所以KM2得電自鎖，M定子串接兩相電阻進行反接制動。當M的轉(zhuǎn)速下降到低于KV的整定值時，KV的常開觸點復(fù)位，KM2失電，M切斷反序電源自然停車至零。4.3.4電動機制動控制線路由于反接制動時，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場間的速度近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當于全電壓直接起動時的兩倍，故較大功率的電動機進行反接制動時，須在電動機兩相或三相定子繞組中串接一定的電阻以限制制動電流。反接制動時，旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度很大，定子電流也很大，因此制動效果顯著。但在制動過程中有沖擊，對傳動部件有害，能量消耗也較大。故用于不太經(jīng)常起、制動的設(shè)備，如銑床、鏜床、中型車床主軸的制動。2.能耗制動能耗制動是在電動機要停車時切斷三相交流電源的同時，把定子繞組接入電源，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用以達到制動的目的，在轉(zhuǎn)速接近于零時再切除直流電源。能耗制動實質(zhì)上是把轉(zhuǎn)子原來儲存的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽脑谵D(zhuǎn)子的制動上，所以稱為能耗制動。一般可用時間繼電器按時間控制原則或用速度繼電器按速度控制原則來進行制動，對制動準確性要求不高的機床也可以手動控制。下圖是用時間繼電器按時間控制原則設(shè)計的單向能耗制動控制線路，圖中KM1為單向運行接觸器，KM2為能耗制動接觸器，KT為時間繼電器，T為整流變壓器，VC為橋式整流電路。其工作過程如下：合上Q，按下SB2，KM1得電自保，電動機M起動；停車時，按下SB1，其常閉觸頭先斷開，KM1失電，M定子切斷三相電源；SB1的常開觸頭后閉合，KM2，KT同時得電自保，如果M定子繞組丫形聯(lián)接，則將兩相定子繞組接入直流電源進行能耗制動。M在能耗制動作用下轉(zhuǎn)速迅速下降，當轉(zhuǎn)速接近零時，到達KT的整定時間，其延時常閉觸頭打開，KM2，KT相繼斷電，制動結(jié)束。該電路中，將KT常開瞬動觸點與KM2自保觸點串聯(lián)，是考慮KT斷線或機械卡住致使常閉延時觸點不能斷開，不致于使KM2長期得電，造成M定子繞組長期通過直流電流而過熱。4.3.4電動機制動控制線路下圖是用速度繼電器按速度控制原則設(shè)計的雙向能耗制動控制線路，圖中KM1、KM2為正、反轉(zhuǎn)接觸器，KM3為制動接觸器，KV1、KV2為速度繼電器。其工作過程如下：電動機M正向起動運轉(zhuǎn)停車時能耗制動過程：合上Q，按下SB2，KM1得電自保，M正向起動運轉(zhuǎn)，當正向轉(zhuǎn)速達到KV1整定值時，KV1常開觸點閉合；停車時，按下SB1，其常閉觸點先打開，KM1失電，由于慣性M的轉(zhuǎn)速還很高，KV1的常開觸點仍閉合，在SB1的常開觸點閉合時，KM3得電自鎖，M定子繞組接通直流電進行能耗制動，M的轉(zhuǎn)速迅速下降，當正向轉(zhuǎn)速低于KV1整定值時，KV1的常開觸點復(fù)位，KM3失電，能耗制動結(jié)束，以后M自然停車。M反向起動運轉(zhuǎn)停車時能耗制動過程與正向類似，不再贅述。與反接制動相比較，能耗制動具有制動準確、平穩(wěn)、能量消耗小等優(yōu)點。但制動力較弱，特別是在低速時尤為突出。另外它還需要直流電源。故適用于要求制動準確、平穩(wěn)的場合，如磨床、龍門刨床及組合機床的主軸定位等。4.3.4電動機制動控制線路1.雙速電動機的變極調(diào)速原理雙速電動機在車床、銑床、鏜床等都有較多應(yīng)用，籠型雙速電動機是由改變定子繞組的磁極對數(shù)來改變其轉(zhuǎn)速的。由異步電動機的同步轉(zhuǎn)速公式n0＝60f1/p知，如果電動機的磁極對數(shù)p減少一半，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0便提高一倍，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n差不多也提高一倍。2.高低速控制線路圖中接觸器KM1動作為低速，KM2動作為高速。圖a用開關(guān)S實現(xiàn)高、低速控制；圖b用復(fù)合按鈕SB2和SB3來實現(xiàn)高、低速控制。采用復(fù)合按鈕連鎖，可使高低速直接轉(zhuǎn)換，而不必經(jīng)過停止按鈕。這兩種方式均用于小功率電動機。圖c用開關(guān)S控制高低速切換。接觸器KM1動作，電動機為低速運行狀態(tài)；接觸器KM2和KM動作時，電動機為高速運行狀態(tài)。當開關(guān)S扳到高速時，由時間繼電器的兩個觸點首先接通低速，經(jīng)延時后自動切換到高速，以便限制起動電流。此控制方式適用于較大容量的電動機。4.3.5雙速電動機的高/低速控制線路4.過載保護電動機長期超載運行，電動機繞組溫升超過其允許值，電動機的絕緣材料就要變脆，壽命縮短，嚴重時使電動機損壞。過載電流越大，達到允許溫升的時間就越短。常用的過載保護元件是熱繼電器，熱繼電器可以滿足這樣的要求：當電動機為額定電流時，電動機為額定溫升，熱繼電器不動作，在過載電流較小時，熱繼電器要經(jīng)過較長時間才動作，過載電流較大時，熱繼電器則經(jīng)過較短時間就會動作。由于熱慣性的原因，熱繼電器不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以在使用熱繼電器過載保護的同時，還必須設(shè)有短路保護。并且短路保護的熔斷器熔體的額足電流不應(yīng)超過4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。5.過電流保護過電流一般是由于不正確的起動和過大的負載轉(zhuǎn)矩引起的，一般比短路電流要小。在電動機運行中產(chǎn)生過電流要比發(fā)生短路的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉(zhuǎn)起制動的重復(fù)短時工作制動的電動機中更是如此。對于三相籠型電動機，由于其短時過電流不會產(chǎn)生嚴重后果，一般不采用過電流保護而采用短路保護。直流電動機和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機一般采用過電流繼電器來起短路保護的作用。4.3.5雙速電動機的高/低速控制線路6.零電壓與欠電壓保護當電動機正在運行時，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時，電動機就將自行起動，這就可能造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至造成人身事故。對電網(wǎng)來說，同時有許多電動機及其他用電設(shè)備自行起動也會引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電壓恢復(fù)時電動機自行起動的保護叫零壓保護。一般常用電壓繼電器來實現(xiàn)零壓保護，用按鈕代替開關(guān)來操作也可實現(xiàn)零壓保護。當電動機正常運轉(zhuǎn)時，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成控制線路不正常工作，可能產(chǎn)生事故；電源電壓過分地降低也會引起電動機轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。因此需要在電源電壓降到一定允許值時將電源切斷，這就是欠電壓保護。一般常用欠電壓繼電器來實現(xiàn)欠電壓保護。7.弱磁保護直流電動機在磁場有一定強度下才能起動，如果磁場太弱，電動機的起動電流就會很大，直流電動機正在運行時磁場突然減弱或消失，電動機轉(zhuǎn)速就會迅速升高，甚至發(fā)生飛車。因此需要采取弱勵磁保護。弱勵磁保護是通過電動機勵磁回路串入弱磁繼電器（電流繼電器）來實現(xiàn)的，在電動機運行中，如果勵磁電流消失或降低很多，弱磁繼電器就釋放，其觸點切斷主回路接觸器線圈的電源，使電動機斷電停車。4.3.5雙速電動機的高/低速控制線路液壓傳動系統(tǒng)和電氣控制線路相結(jié)合的電液控制系統(tǒng)在組合機床、自動化機床、生產(chǎn)自動線、數(shù)控機床等的應(yīng)用越來越廣泛。液壓傳動系統(tǒng)易獲得很大的力矩，運動傳遞平穩(wěn)、均勻，準確可靠，控制方便易實現(xiàn)自動化。許多機床的自動循環(huán)都是靠行程控制來完成的，某些機床（如龍門刨床、平面磨床等）的工作臺要求正反向運動自動循環(huán)，除采用電動機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)外，采用電液聯(lián)合控制更易滿足這一要求，且電動機無須頻繁正反轉(zhuǎn)。下面以組合機床液壓動力頭的控制為例來說明電液聯(lián)合控制的工作過程和特點。組合機床的動力頭是既能完成進給運動，又能同時完成刀具切削運動的動力部件。液壓動力頭的自動工作循環(huán)是由控制線路控制液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)的。圖動力頭工作循環(huán)示意圖是動力頭工作循環(huán)示意圖，圖動力頭工作循環(huán)液壓及電氣控制圖是一次工作進給液壓系統(tǒng)和電氣控制線路圖。其自動工作循環(huán)是：快進－工進－快退，工作過程如下：

動力頭工作循環(huán)示意圖動力頭工作循環(huán)液壓及電氣控制圖4.3.7電液聯(lián)合控制1YA2YA3YA轉(zhuǎn)換主令快進＋－＋SB1工進＋－－SQ2快退－＋－SQ3停止－－－SQ11.動力頭原位停止動力頭由液壓缸YG驅(qū)動，當電磁鐵1YA、2YA、3YA都斷電時，電磁閥YV1處于中間位置，動力頭停止不動。動力頭在原位時，限位開關(guān)SQ1由擋鐵壓住，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。2.動力頭快進

把轉(zhuǎn)換開關(guān)S撥到“1”位置，按動按鈕SB1，中間繼電器K1得電動作，并自鎖，其動合觸點閉合使電磁鐵1YA、2YA通電。1YA通電使電磁閥YV1左位工作，動力頭向右運動（進）。由于1YA、3YA同時通電，除了接通工進油路外，經(jīng)閥YV2將液壓缸有桿腔內(nèi)的回油排入無桿腔，形成差動聯(lián)接，加大了油的流量，所以動力頭做快速向前運動。3.動力頭工進

在