第二部分-电器控制线路基础课件

*电器控制基础福建工程学院福建工程学院*第二节第二节 电器控制的基本线路电器控制的基本线路电器控制线路的表示方法电器控制线路的表示方法典型的电器控制线路典型的电器控制线路三相笼型电动机直接起动控制三相笼型电动机直接起动控制顺序连锁控制线路顺序连锁控制线路 互锁控制线路互锁控制线路 位置原则的控制线路位置原则的控制线路时间原则的控制线路时间原则的控制线路 速度原则的控制线路速度原则的控制线路 *电气原理图电气原理图 电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。在各种生产机械的电器控制中，无论理等优点。在各种生产机械的电器控制中，无论在设计部门或生产现场都得到广泛的应用。电器在设计部门或生产现场都得到广泛的应用。电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的国家标准。国家标准。*一、三相笼型电动机直接起动控制一、三相笼型电动机直接起动控制 在在电电源源容容量量足足够够大大时时，小小容容量量笼笼型型电电动动机机可可直直接接起起动动。直直接接起起动动的的优优点点是是电电气气设设备备少少，线线路路简简单单;缺缺点点是是起起动动电电流流大大，引引起起供供电电系系统统电电压压波波动动，干干扰其它用电设备的正常工作。扰其它用电设备的正常工作。1点动控制点动控制 如图所示，主电路由刀开关如图所示，主电路由刀开关Q、熔断器、熔断器FU、交流、交流接触器接触器KM的主触点和笼型电动机的主触点和笼型电动机M组成；控制电组成；控制电路由起动按钮路由起动按钮SB和交流接触器线圈和交流接触器线圈KM组成。组成。ABC1 1、点动控制实物接线图、点动控制实物接线图QsFUM3KMKMSBSB常开常开常闭常闭KM*CBKMSB点动控制电气原理图点动控制电气原理图 控控制制电电路路M3ABCKMFUQs主主电电路路*2 2连续运行控制连续运行控制在实际生产中往往要求电动机实现长时间在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓长动控制。如图所示，连续转动，即所谓长动控制。如图所示，主电路由刀开关主电路由刀开关Q Q、熔断器、熔断器FUFU、接触器、接触器KMKM的的主触点、热继电器主触点、热继电器FRFR的发热元件和电动机的发热元件和电动机M M组成，控制电路由停止按钮组成，控制电路由停止按钮SB2SB2、起动按钮、起动按钮SB1SB1、接触器、接触器KMKM的常开辅助触点和线圈、热的常开辅助触点和线圈、热继电器继电器FRFR的常闭触点组成。的常闭触点组成。*熔断器熔断器熔断器熔断器FUFU交流接触器交流接触器交流接触器交流接触器KMKM组合开关组合开关组合开关组合开关QsQs按扭按扭按扭按扭SBSBSB1SB2 23 35热继电器热继电器热继电器热继电器FRFRMM3 3421连续运行控制接线图连续运行控制接线图(a a)结构图结构图结构图结构图*主主电电路路控制电路控制电路鼠笼式电动机连续运行的控制线路鼠笼式电动机连续运行的控制线路(1)(1)电路电路电路电路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.保险丝保险丝热继电器热继电器发热元件发热元件开关开关接触器接触器主触点主触点起动按钮起动按钮停止按钮停止按钮接触器接触器线圈线圈接触器接触器辅助触点辅助触点热继电器热继电器动断触点动断触点(b b)原理图原理图原理图原理图*控制电路控制电路控制电路控制电路一、直接起动一、直接起动一、直接起动一、直接起动电动机的保护电动机的保护电动机的保护电动机的保护SB1KMSBSB2 2FRFRKM FRFRKMKMFUFUQQ3M.热继电器热继电器热继电器热继电器过载保护过载保护过载保护过载保护保险丝保险丝保险丝保险丝短路保护短路保护短路保护短路保护接触器接触器接触器接触器零压、欠压保护零压、欠压保护零压、欠压保护零压、欠压保护热继电器热继电器热继电器热继电器常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点主主主主电电电电路路路路控控控控制制制制电电电电路路路路*电动机的保护电动机的保护 短路保护短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏，产生强大的电动力，使电动机和电器设备产损坏，产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器常采用熔断器 FU和过流继电器等。和过流继电器等。欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，失压使电动机停转，失压(零压零压)是指电源电压消失而是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动自动重新起动(亦称自起动亦称自起动)，易造成人身或设备，易造成人身或设备故障。常用的故障。常用的失压和欠压保护失压和欠压保护有：对接触器实行有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。过载保护过载保护是为防止三相电动机在运行中电流是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。*KMKMFRFRKMKM.KMKMSBSB1 1SBSB2 2.控控控控制制制制电电电电路路路路合上开关合上开关Q起动起动(2)(2)控制原理控制原理控制原理控制原理KM辅助触点闭合自锁。辅助触点闭合自锁。按下起动按钮按下起动按钮SB2,KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合，电动机运转。电动机运转。通电通电转动转动KM主主主主电电电电路路路路 FRFR3MFUFUQQ Q动画动画*合上开关合上开关Q(2)(2)控制原理控制原理控制原理控制原理FRFRKMKM.KMKMSBSB1 1SBSB2 2.控控控控制制制制电电电电路路路路KM辅助触点闭合自锁。辅助触点闭合自锁。按下起动按钮按下起动按钮SB2,KM线圈通电，线圈通电，KM主触点闭合，主触点闭合，电动机运转。电动机运转。通电通电起动起动起动起动KM转动转动主主主主电电电电路路路路 FRFR3MFUFUQQ Q松开起动按钮松开起动按钮松开起动按钮松开起动按钮SBSB2 2 利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁自锁自锁*(2)(2)控制原理控制原理控制原理控制原理FRFRKMKM.KMKMSBSB1 1SBSB2 2.控控控控制制制制电电电电路路路路通电通电主主主主电电电电路路路路 FRFRFUFUQQ3MQ转动转动KM自锁自锁停车停车停车停车 按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮SBSB1 1,KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开,电动机停转。电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。辅助触点断开，取消自锁。*(2)(2)控制原理控制原理控制原理控制原理转动转动停车停车停车停车 按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮按下停止按钮SBSB1 1,KM线圈断电线圈断电KM主触点断开主触点断开,电动机停转。电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。辅助触点断开，取消自锁。停转停转停转停转FRFRKMKM.KMKMSBSB1 1SBSB2 2.控控控控制制制制电电电电路路路路通电通电主主主主电电电电路路路路 FRFRFUFUQQ3MQ断电断电断电断电KMKM去掉去掉去掉去掉KMKM辅助触点辅助触点辅助触点辅助触点,实现点动控制。实现点动控制。实现点动控制。实现点动控制。*3 3点动和长动结合的控制点动和长动结合的控制在在生生产产实实践践中中，机机床床调调整整完完毕毕后后，需需要要连连续续进进行行加加工工，就就要要求求电电动动机机既既能能实实现现点点动动又能实现长动。控制线路如图所示。又能实现长动。控制线路如图所示。图示的线路，采用了复合开关实现控制。图示的线路，采用了复合开关实现控制。点动控制时，先把点动控制时，先把SB3按下，断开自锁电路按下，断开自锁电路的同时电动机的同时电动机M M点动；长动控制时，把点动；长动控制时，把SB3打开打开按动按动SB2KMSB2KM线圈通电，自锁触点起线圈通电，自锁触点起作用作用电动机电动机M M实现长动。实现长动。*既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路 按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。，电动机停转。点动按钮点动按钮点动按钮点动按钮SBSB3 3的作用：的作用：的作用：的作用：(1)使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电；(2)使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。KMKMSBSB2 2FRFRKMKMSBSB1 1SB3复合按钮复合按钮*既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路KMKMSBSB2 2FRFRKMKMSBSB1 1SB3后闭合后闭合后闭合后闭合先断开先断开先断开先断开按下按下按下按下SBSB3 3闭合闭合闭合闭合电机运转电机运转电机运转电机运转点动时：点动时：自锁触点不起作用自锁触点不起作用自锁触点不起作用自锁触点不起作用通电通电通电通电*KMKMSBSB2 2FRFRKMKMSBSB1 1SB3先断开先断开先断开先断开后闭合后闭合后闭合后闭合断开断开断电断电断电断电既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路松开松开松开松开SBSB3 3*既能长期工作又能点动的控制电路既能长期工作又能点动的控制电路KMKMSBSB2 2FRFRKMKMSBSB1 1SB3松开松开松开松开SBSB3 3电机停转电机停转电机停转电机停转实现点动实现点动用途用途用途用途:试车、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。先断开先断开先断开先断开后闭合后闭合后闭合后闭合断开断开断电断电断电断电*二、顺序连锁控制线路二、顺序连锁控制线路1.多台电动机先后顺序工作的控制多台电动机先后顺序工作的控制在生产实践中，有时要求一个拖动系统中在生产实践中，有时要求一个拖动系统中多台电动机实现先后顺序工作。例如机床多台电动机实现先后顺序工作。例如机床中要求润滑电动机起动后，主轴电动机才中要求润滑电动机起动后，主轴电动机才能起动。下面以两台电动机顺序起动控制能起动。下面以两台电动机顺序起动控制线路为例介绍顺序连锁控制线路。线路为例介绍顺序连锁控制线路。*KMKM1 1FUFUQKM2MM1 1MM2 23333.SBSBSBSB1 1KMKM1 1KM1SBSB2 2KMKM2 2KMKM2 2按按SB1通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合再按再按SB2闭合闭合闭合闭合通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合1.控制顺序：控制顺序：M1起动后起动后M2才能起动。才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。既不能单独起动，也不能单独停车。M1转动转动M2转动转动.*M13这样的顺序控这样的顺序控制是否合理？制是否合理？两电机各自两电机各自要有独立的要有独立的电源；这样电源；这样接，主触头接，主触头(KM1)的负的负荷过重。荷过重。KM1KM1KM2KM2M23思考思考*KM2KM2SBKM2KM2SBKM1KM1FR1FR2KM1KM1 例例例例1 1：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时起动时起动时起动时:MM1 1起动后起动后起动后起动后 MM2 2才能起动；才能起动；才能起动；才能起动；停车时停车时停车时停车时:MM2 2停车后停车后停车后停车后MM1 1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？起动：起动：起动：起动：通电通电通电通电通电通电通电通电闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合闭合*SBKM1KM1FR1 例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时起动时:M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动；停车时停车时:M2停车后停车后M1才能停车。应如何实现控制？才能停车。应如何实现控制？KM2KM2SBKM2KM2FR2KM1KM1停止：停止：断电断电断电断电断电断电断电断电断开断开断开断开*三、互锁控制线路三、互锁控制线路在实际应用中，往往要求生产机械改变运在实际应用中，往往要求生产机械改变运动方向，如工作台前进、后退；电梯的上动方向，如工作台前进、后退；电梯的上升、下降等，这就要求电动机能实现正、升、下降等，这就要求电动机能实现正、反转。对于三相异步电动机来说，可通过反转。对于三相异步电动机来说，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现。相序来实现。*鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路 将电动机接到电源的任意两根线对调一下，将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。即可使电动机反转。需要用两个接触器来实现这一要求。需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。意两根联线对调一下，电动机反转。*SBF和和SBR决不允许同时按下，决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。否则造成电源两相短路。正反转的控制线路正反转的控制线路3MFRFU正转触点正转触点正转触点正转触点KMKMR RKMKMF FKMKMF F.KMKMR RFRQKMKMF FSBSB.SBSBF FKMKMF F正转接触器正转接触器正转接触器正转接触器正转按钮正转按钮正转按钮正转按钮 正反转控制电路必须保证正正反转控制电路必须保证正正反转控制电路必须保证正正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。转、反转接触器不能同时动作。转、反转接触器不能同时动作。转、反转接触器不能同时动作。反转接触器反转接触器反转接触器反转接触器SBSBR RKMKMR RKMKMR R.反转按钮反转按钮反转按钮反转按钮反转触点反转触点反转触点反转触点*按下按下按下按下SBSBF FSBSBKMKMF F 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为作的控制作用，称为作的控制作用，称为作的控制作用，称为“互锁互锁互锁互锁”。“互锁互锁互锁互锁”触点触点触点触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁。利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁。利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁。利用接触器的触点实现联锁控制称电气互锁。缺点：缺点：缺点：缺点：改变转向时必须改变转向时必须改变转向时必须改变转向时必须先按停止按钮。先按停止按钮。先按停止按钮。先按停止按钮。解决措施：在控制电路中加入机械互锁。解决措施：在控制电路中加入机械互锁。解决措施：在控制电路中加入机械互锁。解决措施：在控制电路中加入机械互锁。KMKMR RSBSBF FKMKMF FKMKMF FSBSBR RKMKMR RKMKMR R.通电通电断开断开断电断电电机正转电机正转电机正转电机正转闭合闭合*机械互锁机械互锁机械互锁机械互锁电气互锁电气互锁电气互锁电气互锁利用复合利用复合按钮的触按钮的触点实现联点实现联锁控制称锁控制称机械互锁。机械互锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMKMF FSBSBR RSBSBKMKMR RSBSBF FKMFKMKMR RKMKMR R*KMFKMKMF FSBSBR RSBSBKMKMR RSBSBF FKMKMF FKMKMR RKMKMR R当电机正转时，当电机正转时，当电机正转时，当电机正转时，按下反转按钮按下反转按钮按下反转按钮按下反转按钮SBSBR R先断开先断开先断开先断开断电断电断电断电闭合闭合闭合闭合通电通电断开断开断开断开停止正转停止正转停止正转停止正转闭合闭合闭合闭合电机反转电机反转电机反转电机反转*四、位置原则的控制线路四、位置原则的控制线路在机床电气设备中，有些是通过工作台自在机床电气设备中，有些是通过工作台自动往复循环工作的，例如龙门刨床的工作动往复循环工作的，例如龙门刨床的工作台前进、后退。电动机的正、反转是实现台前进、后退。电动机的正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节。工作台自动往复循环的基本环节。*行程控制行程控制自动往返运动：自动往返运动：1.能正向运行也能能正向运行也能 反向运行反向运行2.到位后能自动返到位后能自动返 回回行程控制：行程控制：控制某些机械的行控制某些机械的行程，当运动部件到达程，当运动部件到达一定行程位置时利用一定行程位置时利用行程开关进行控制。行程开关进行控制。SQaSQb电机电机正程正程正程正程限位开关限位开关SQSQa aSQSQb b逆程逆程逆程逆程*SQSQa aSQSQb b前进前进(正转）正转）后退后退后退后退12按按SBF时时KMKMF F通电通电通电通电(其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开，常开闭合常开闭合常开闭合常开闭合)KMF断电断电KMKMR R通电通电通电通电行程开关行程开关自动往返运动：自动往返运动：挡块挡块电机电机电机电机反反转转转转工作台工作台工作台工作台后退后退到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，挡块挡块挡块挡块1 1撞击撞击撞击撞击STSTb bSBSBKMKMR RSBSBF FKMKMF FKMKMF FKMKMR RSQSQb bSQSQa aKMKMF FKMKMR RSBSBR R停止停止停止停止反反转转转转 电机电机正正正正转转(工作台工作台前进前进前进前进)*五、时间原则的控制线路五、时间原则的控制线路1 1、电动机的起动、电动机的起动三相鼠笼式电动机的起动过程中起动电流和起动三相鼠笼式电动机的起动过程中起动电流和起动转矩均比正常工作时大很多，所以为了减小起动转矩均比正常工作时大很多，所以为了减小起动电流，必须采用适当的起动方法。电流，必须采用适当的起动方法。Y-DY-D降压起动降压起动自耦降压起动自耦降压起动串电阻降压起动串电阻降压起动2 2、鼠笼式电动机时间原则的能耗制动控制线路、鼠笼式电动机时间原则的能耗制动控制线路*起动电流起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。倍。定子电流定子电流 原因：起动时原因：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过热电机过热影响：影响：三相电动机的起动三相电动机的起动*起动转矩起动转矩T Tstst在刚起动时，虽然转子电流较大，但由于转子的功在刚起动时，虽然转子电流较大，但由于转子的功率因数是很低的。因此起动转矩是不大的，它与额率因数是很低的。因此起动转矩是不大的，它与额定转矩之比值约为定转矩之比值约为1.02.2。如果起动转矩过小，就不能在满载下起动，应设法如果起动转矩过小，就不能在满载下起动，应设法提高。但起动转矩也不能过大，否则，会使传动机提高。但起动转矩也不能过大，否则，会使传动机构收到冲击而损坏。构收到冲击而损坏。由上述可知，由上述可知，异步电动机起动时的主要缺点是起动异步电动机起动时的主要缺点是起动电流较大。电流较大。为了减小起动电流，必须采用适当的起为了减小起动电流，必须采用适当的起动方法。动方法。*起动方法起动方法鼠笼式电动机的起动方法有两种鼠笼式电动机的起动方法有两种1、直接起动、直接起动2、降压起动、降压起动所谓降压起动就是在电动机起动时，降低其所加所谓降压起动就是在电动机起动时，降低其所加的电压。其目的就是要减小起动电流。降压起动的电压。其目的就是要减小起动电流。降压起动通常采用下面的几种方法。通常采用下面的几种方法。*星形星形三角形（三角形（Y-）换接起动）换接起动该方法只适合于电动机在工作时，其定子绕组接成该方法只适合于电动机在工作时，其定子绕组接成三角形时的情况。三角形时的情况。这种方法简便、经济，可用在操作较频繁的场合。这种方法简便、经济，可用在操作较频繁的场合。如如:有一台三角形联接的电动机，接在电压为有一台三角形联接的电动机，接在电压为380V380V的的电源上，其每相定子绕组上的电压就是电源上，其每相定子绕组上的电压就是380V380V；当采；当采用星形联接并接在相同电源上，此时每相定子绕组用星形联接并接在相同电源上，此时每相定子绕组上的电压是上的电压是220V220V。*Y D D 起动：起动：正常运行正常运行AZBYXC 起动起动ABCXYZ设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为*AZBYXC正常正常运行运行UPABCXYZ起动起动UP（2）（1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合Y D D 起动起动。Y Y D D 起动应注意的问题起动应注意的问题*通过计算可以看出，电压下降了通过计算可以看出，电压下降了1/31/3倍，电流下降了倍，电流下降了1/31/3。由于转矩与电压的平方成正比，所以起动由于转矩与电压的平方成正比，所以起动转矩也减小到直接起动时的转矩也减小到直接起动时的1/31/3。因此，这。因此，这种方法只适合于空载或轻栽时起动。种方法只适合于空载或轻栽时起动。*KMFUQSKH电机电机绕组绕组AxByCzKM-YABCXYZYDZBYXCAKM-D D主电路主电路电机的电机的YD D起动起动KM-Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形；KM-D D闭合，闭合，电机接成电机接成 D D 形。形。*KMFUQSFR电机AxByCzKM-YKM-DKM-D DKTKTKM-YKM-YKM-D DKM-D DKTKM-D DKMSB1SB2KMY YD D 起动起动控制电路控制电路FR主电路接通电源主电路接通电源延时延时KT KM-D D KM-YYDD 转换完成转换完成SB2 KM KT KM-Y KM-D D*YD D 换接起动控制线路换接起动控制线路*接起动电阻起动接起动电阻起动对于对于鼠笼式鼠笼式电动机的起动，只要在定子电路中接入电动机的起动，只要在定子电路中接入大小适当的起动电阻，就可达到减小起动电流的目大小适当的起动电阻，就可达到减小起动电流的目的。的。这种启动方式不受电机接线形式的限制，较为方便；这种启动方式不受电机接线形式的限制，较为方便；但串电阻启动时将在电机上消耗大量电能，所以不但串电阻启动时将在电机上消耗大量电能，所以不宜用于经常启动的电机上。宜用于经常启动的电机上。若用电抗器代替电阻，可克服这一点，但设备费用若用电抗器代替电阻，可克服这一点，但设备费用较大。较大。*时间继电器控制串电阻降压起动控制线路时间继电器控制串电阻降压起动控制线路*正反转控制线路正反转控制线路3MFRFRFUQ.KMKMF FFRKMKMR RSBSB1 1SBSBF FKMKMF FSBSBR RKMKMR RKMRKMKMF FKMKMR R 下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误，请改正之。有几处错误，请改正之。*设计一控制系统，要求第一台电动机起动设计一控制系统，要求第一台电动机起动10S后，第二台电动机自动起动，运行后，第二台电动机自动起动，运行5S后，第一台电动机停止转动，同时第三台后，第一台电动机停止转动，同时第三台电动机起动，再运转电动机起动，再运转15S后，电动机全部停后，电动机全部停止。用接触器止。用接触器继电器来控制，请画出相继电器来控制，请画出相应的主电路、控制电路，应具有必要的保应的主电路、控制电路，应具有必要的保护环节。护环节。*六、速度原则的控制线路六、速度原则的控制线路三相异步电动机反接制机是利用改变电动机电源三相异步电动机反接制机是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子旋转方相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子旋转方向相反，因而产生制动力矩的一种制动方法。应向相反，因而产生制动力矩的一种制动方法。应注意的是，当电动机转速接近零时，必须立即断注意的是，当电动机转速接近零时，必须立即断开电源，否则电动机会反向旋转。开电源，否则电动机会反向旋转。由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中串入电阻以限制制动电流。反接制动电阻的接法串入电阻以限制制动电流。反接制动电阻的接法有两种：对称电阻接法和不对称电阻接法。有两种：对称电阻接法和不对称电阻接法。*动触点动触点静触点静触点外环外环工作原理工作原理 速度继电器的速度继电器的轴由电动机带动，轴由电动机带动，其外环转动到一其外环转动到一定速度时，撞击定速度时，撞击动触点，使常开动触点，使常开触点闭合，常闭触点闭合，常闭触点打开。触点打开。速度继电器速度继电器速度控制速度控制*速度控制反接制动电路速度控制反接制动电路M3KM1RKM2KM1SB1KSKM2KM2SB2KM1KM1SB1KM2KS 正常工作时，正常工作时，KM1通电，通电，电机正向运转，速度继电器电机正向运转，速度继电器（KS）常开触头闭合；停车）常开触头闭合；停车时，按时，按SB1，KM1断电，断电，KM2通电，开始反接制动，通电，开始反接制动，当电机的速度接近零时，当电机的速度接近零时，KS打开，电机停止运转，反接打开，电机停止运转，反接制动结束。制动结束。限流限流电阻电阻*第三节第三节 典型电气控制系统典型电气控制系统生产机械种类繁多，其拖动方式和电气控生产机械种类繁多，其拖动方式和电气控制线路各不相同。制线路各不相同。本节以本节以X62W卧式升降台铣床为例，对其控卧式升降台铣床为例，对其控制线路进行分析。制线路进行分析。通过本节的学习，为电气控制线路的设计、通过本节的学习，为电气控制线路的设计、安装、调试和维护打下基础。安装、调试和维护打下基础。*万能铣床万能铣床用途：铣削平面、斜面和加工沟槽。用途：铣削平面、斜面和加工沟槽。分类：立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣、专分类：立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣、专用铣床。用铣床。常用的卧式万能铣床型号：常用的卧式万能铣床型号：X62W、改进型、改进型XA6132。XA6132是在是在X62W型万能铣床的基础上增设电磁铁离合型万能铣床的基础上增设电磁铁离合器抱闸制动，其他机械结构相同及电气控器抱闸制动，其他机械结构相同及电气控制电路基本相同。制电路基本相同。*万能铣床简介万能铣床简介万能铣床的主要构成万能铣床的主要构成 底座、床身、悬梁、刀杆支架、升降台、底座、床身、悬梁、刀杆支架、升降台、工作台和溜板等。工作台和溜板等。实物图实物图万能铣床的运动情况万能铣床的运动情况*铣床结构示意图铣床结构示意图*XK6032CXK6032C数控卧式升降台铣床数控卧式升降台铣床 *X62W型铣床X62W：升降台卧轴万能铣床6 卧轴（刀轴）2 2号工作台（宽320mm）W万能（回转台，螺旋槽）*X62W型铣床一、铣床主要运动方式二、主轴电动机的控制三、进给电动机的控制四、其他控制环节五、电路的联锁与保护*万能铣床的运动情况万能铣床的运动情况主运动：主轴电动机驱动主轴带动刀具作顺铣、逆主运动：主轴电动机驱动主轴带动刀具作顺铣、逆铣，转动方向手动预选。为了主轴和进给机械变速铣，转动方向手动预选。为了主轴和进给机械变速后的齿轮啮合，采用瞬时变进冲动。后的齿轮啮合，采用瞬时变进冲动。升降式工作台进给运动（进给电动机驱动）：升降式工作台进给运动（进给电动机驱动）：工作台带工件作快进、工进运动。工作台带工件作快进、工进运动。升降台的构成：升降台的构成：矩形（直线运动）、圆形（圆弧运动）两层结构。矩形（直线运动）、圆形（圆弧运动）两层结构。矩形工作台的六个运动方向和圆工作台的旋转矩形工作台的六个运动方向和圆工作台的旋转运动要求互锁，任何时刻，只允许存在一种运动形运动要求互锁，任何时刻，只允许存在一种运动形式的一个方向运动。式的一个方向运动。为了避免打刀（安全），要求有先做主轴旋转，然为了避免打刀（安全），要求有先做主轴旋转，然后工件进给的顺序控制。后工件进给的顺序控制。*万能铣床控制线路分析万能铣床控制线路分析 X62W X62W卧式万能铣床控制线路可分为主电卧式万能铣床控制线路可分为主电路、控制电路、照明电路等部分。路、控制电路、照明电路等部分。1 1、主电路、主电路 接触器接触器KM1KM1控制冷却泵电动机控制冷却泵电动机M3M3。KM3KM3、SA5SA5控制主轴电动机控制主轴电动机M1M1正、反转。正、反转。KM2KM2控制进给电动机反接制动。控制进给电动机反接制动。其它还有短路、过载保护器件。其它还有短路、过载保护器件。*2 2、控制电路、控制电路主轴及冷却泵电动机控制：主轴及冷却泵电动机控制：主轴：主轴在加工前，由选择开关主轴：主轴在加工前，由选择开关SA4SA4选择主轴电动选择主轴电动机机M2M2的转动方向（顺、逆铣）。的转动方向（顺、逆铣）。起停：起停：SB1SB1、SB2SB2及及SB3SB3、SB4SB4和和KA1KA1用以实现主轴电用以实现主轴电动机动机M2M2的两地起停控制，两套起停控制按钮分别装的两地起停控制，两套起停控制按钮分别装在铣床正面和侧面操作板上。在铣床正面和侧面操作板上。停车时停车时SB1SB1、SB2SB2的常开触点闭合，使主轴制动的常开触点闭合，使主轴制动电磁离合器的电磁铁电磁离合器的电磁铁YBYB线圈通电，同时电磁线圈线圈通电，同时电磁线圈YC2YC2通电，沟通工作台快速进给传动链，此时进给通电，沟通工作台快速进给传动链，此时进给电动机电动机M2M2断电，工作台快停（顺控要求），实现主断电，工作台快停（顺控要求），实现主轴电动机迅速停车制动。轴电动机迅速停车制动。*上刀制动：转换开关上刀制动：转换开关SA2SA2常开触点闭合，电磁离合常开触点闭合，电磁离合器电磁铁器电磁铁YBYB线圈通电，实现上刀制动。线圈通电，实现上刀制动。主轴变速冲动：主轴电动机（主轴变速冲动：主轴电动机（M2M2）在转动过程中，）在转动过程中，拉出主轴变速手柄时，位置开关拉出主轴变速手柄时，位置开关SQ5SQ5动作，动作，KM1KM1或或KM2KM2线圈断电、主轴电动机（线圈断电、主轴电动机（M2M2）停止转动，主轴）停止转动，主轴变速手柄在复位过程中，压下变速手柄在复位过程中，压下SQ5SQ5、KM1KM1或或KM2KM2线圈线圈通电，通电，M2M2作瞬时正或反向变速冲动。反复推拉变速作瞬时正或反向变速冲动。反复推拉变速手柄，直至手柄放回原位，齿轮啮合为止。手柄，直至手柄放回原位，齿轮啮合为止。冷却泵：转动旋转式转换开关冷却泵：转动旋转式转换开关SA1SA1中间继电器中间继电器KA3KA3线线圈通电圈通电冷却泵电动机冷却泵电动机M1M1转动。转动。*工作台进给控制工作台进给控制传动方式及控制特点传动方式及控制特点 工作台矩形直线运动和圆形圆弧运动的机械传动链如图所示。工作台矩形直线运动和圆形圆弧运动的机械传动链如图所示。（1 1）矩形工作台的直线运动：）矩形工作台的直线运动：运动方向（三维空间）：运动方向（三维空间）：纵向（左右）、横向（前后）、升纵向（左右）、横向（前后）、升降（上、下）。降（上、下）。操纵方法：纵向操纵手柄，左、操纵方法：纵向操纵手柄，左、0 0、右（、右（3 3工位）位置。十字工位）位置。十字操纵手柄（两个机械联动），前、上、操纵手柄（两个机械联动），前、上、0 0、下、后（、下、后（5 5工位）位工位）位置。置。（2 2）圆形工作台的圆弧旋转运动：）圆形工作台的圆弧旋转运动：矩形工作台的纵向操纵手柄和十字操纵手柄均在矩形工作台的纵向操纵手柄和十字操纵手柄均在0 0位时，通位时，通过操作转换开关过操作转换开关SA3SA3控制圆形工作台的圆弧旋转运动。控制圆形工作台的圆弧旋转运动。矩形工作台的三维空间矩形工作台的三维空间6 6个方向的直线运动和圆形工作台的个方向的直线运动和圆形工作台的圆弧运动要互锁。每个时刻只允许有一个运动方向。圆弧运动要互锁。每个时刻只允许有一个运动方向。*（3 3）主轴与进给顺序控制）主轴与进给顺序控制和和KA2KA2常开触点并联常开触点并联KA1KA1常开触点作顺序控制，常开触点作顺序控制，KA2KA2用用做工作台快进控制做工作台快进控制 。（4 4）工作台选择）工作台选择 选择开关选择开关SA3SA3常态为矩形工作台，动态为圆形工作常态为矩形工作台，动态为圆形工作台操作状态。台操作状态。矩形工作台的纵向进给：（矩形工作台的纵向进给：（SA3SA3在常态）在常态）纵向操纵手柄向右，沟通纵向机械传动链并压下纵向操纵手柄向右，沟通纵向机械传动链并压下位置开关位置开关SQ1SQ1；操纵手柄向左，沟通纵向机械传动链；操纵手柄向左，沟通纵向机械传动链并压下位置开关并压下位置开关SQ2SQ2；操纵手柄在中间；操纵手柄在中间0 0位为停止状态。位为停止状态。矩形工作台的纵向进给矩形工作台的纵向进给*控制电路分析：控制电路分析：手柄向右压下手柄向右压下SQ1 SQ1 电流过电流过SQ6SQ6、SQ4SQ4、SQ3SQ3、SA3SA3的常闭触点和的常闭触点和SQ1SQ1的常开动合触点使的常开动合触点使KM3KM3线圈通线圈通电电工作台进给电动机工作台进给电动机M3M3正转，拖动工作台向左进正转，拖动工作台向左进给。给。手柄回到手柄回到0 0位位 SQ1SQ1常开触点断开常开触点断开 KM3KM3线圈断线圈断电电 M3M3停转。停转。手柄向左手柄向左压下压下SQ2 KM4SQ2 KM4线圈通电，工作台线圈通电，工作台进给电动机进给电动机M3M3反转。拖动工作台向右进给。控制电反转。拖动工作台向右进给。控制电流的必经路径流的必经路径SQ3SQ3、SQ4SQ4、SA3SA3的常闭触点，满足了的常闭触点，满足了互锁要求。互锁要求。工作台移动到终点，终点档铁撞击手柄的凸起工作台移动到终点，终点档铁撞击手柄的凸起部分可使其返回中间位置，实现终点停车。部分可使其返回中间位置，实现终点停车。*铣床运动方式主运动主运动：铣刀的旋转：铣刀的旋转进给运动进给运动：纵向进给运动：工作台左、右移动。：纵向进给运动：工作台左、右移动。横向进给运动：滑台前、后移动。横向进给运动：滑台前、后移动。垂直进给运动：升降工作台上、下移动。垂直进给运动：升降工作台上、下移动。圆工作台的旋转运动。圆工作台的旋转运动。辅助运动辅助运动：工作台在纵向、横向和垂直方向上的快速移动。：工作台在纵向、横向和垂直方向上的快速移动。*因铣刀的安装方向不同，铣削加工有顺铣与逆铣两种，故主轴电动机需正、反转，且转向应在加工前即可根据铣刀的安装方向选择好。1、主轴电动机的控制要求*1、主轴电动机的控制要求铣刀是多刃刀具，为铣刀是多刃刀具，为减小切削过程中负载减小切削过程中负载的波动，通常在主轴的波动，通常在主轴上装有飞轮以增加惯上装有飞轮以增加惯性。为了能快速停车，性。为了能快速停车，因此主轴需制动控制。因此主轴需制动控制。*1、主轴电动机的控制要求主轴采用机械齿轮变主轴采用机械齿轮变速。为便于变速箱内速。为便于变速箱内齿轮的啮合，要求在齿轮的啮合，要求在主轴变速时主轴电动主轴变速时主轴电动机能产生变速冲动机能产生变速冲动。*2、主轴电动机的控制 起动（起动（KM1）正正/反转（反转（SA5）反接制动（反接制动（KM2）*2、主轴电动机的控制1）主轴电动机正转控制：）主轴电动机正转控制：两地控制两地控制 KM1+（135101112139N）Q合上 SA5“顺”SB1（SB2）KM1+KS-1+*2、主轴电动机的控制2）主轴电动机停车制动控制）主轴电动机停车制动控制 KM2+（1356789N）SB3（SB4）KM1 KM2+KS-1 KM2 SB3（SB4）*2、主轴电动机的控制3）主轴变速冲动控制：）主轴变速冲动控制：SQ7 *主轴变速操作：主主轴轴变变速速手手柄柄下下压压，拉拉出出 旋旋转转变变速速盘盘 主主轴轴变变速速手手柄柄推推回回原原位位（推推不不回回，重复）重复）拉出和推回主轴变速拉出和推回主轴变速手柄时，手柄时，SQ7均会受压。均会受压。*2、主轴电动机的控制3）主轴变速冲动控制：）主轴变速冲动控制：SQ7 KM2+（13789N）主轴处于工作状态时变速：主轴处于工作状态时变速：拉出变速手柄 SQ7 KM1 KM2+反接制动n推回变速手柄 SQ7 KM2+M1瞬动*2、主轴电动机的控制3）主轴变速冲动控制：）主轴变速冲动控制：SQ7 主轴处于停车状态时变速：主轴处于停车状态时变速：推回变速手柄 SQ7 KM2+M1瞬动*1、进给电动机的控制要求铣削加工的纵向、横向和铣削加工的纵向、横向和垂直进给由一台进给电动垂直进给由一台进给电动机拖动。进给方向由操作机拖动。进给方向由操作手柄和进给电动机的正、手柄和进给电动机的正、反转配合实现。反转配合实现。*工工作作台台的的六六个个方方向向进进给给运运动动由由M2的的正正、反反转及三个机械离合器联合动作来实现转及三个机械离合器联合动作来实现。*纵向进给操作手柄纵向进给操作手柄 垂直垂直/横向进给操作手柄横向进给操作手柄*1、进给电动机的控制要求为保证加工时的安全，铣削时只允许一个方向为保证加工时的安全，铣削时只允许一个方向的进给运动。的进给运动。为保证加工的安全，进给运动一定要在铣刀旋为保证加工的安全，进给运动一定要在铣刀旋转时才能进行，故主轴电动机与进给电动机之转时才能进行，故主轴电动机与进给电动机之间应有可靠的联锁。间应有可靠的联锁。进给运动采用机械齿轮变速，要求具有变速冲进给运动采用机械齿轮变速，要求具有变速冲动控制。动控制。*2、进给电动机的控制 SA1长工作台与圆工作台转换开关长工作台与圆工作台转换开关长工作台工作：长工作台工作：SA1-1+SA1-3+SA1-2 圆圆 工工 作作 台台 工工 作作：SA1-1 SA1-3 SA1-2+*2、进给电动机的控制1）工作台纵向进给控制：）工作台纵向进给控制：SA1-1+SA1-3+KM3+（1215161718192021）工作台右移：工作台右移：纵向操作手柄“右”SQ1KM3+M2正转 挂上纵向进给离合器 工作台右移*2、进给电动机的控制1）工作台纵向进给控制：）工作台纵向进给控制：工作台停止右移：工作台停止右移：纵向操作手柄“中”SQ1KM3 M2停 脱开纵向进给离合器 工作台停止右移*2、进给电动机的控制2）工作台横向）工作台横向/垂直进给控制：垂直进给控制：SA1-1+SA1-3+KM4+（1222251718232421）工作台上移：工作台上移：垂/横操作手柄“上”SQ4KM4+M2反转 挂上垂直进给离合器 工作台上移*2、进给电动机的控制3）工作台快速移动控制：）工作台快速移动控制：工作台已在某个方向上移动时，工作台已在某个方向上移动时，SB5（SB6）KM5+YA+快移电磁离合器挂上快移电磁离合器挂上*2、进给电动机的控制4）圆工作台工作：（）圆工作台工作：（SA1-2+）KM3+（1215161725221920 21）*2、进给电动机的控制5）进给变速冲动：）进给变速冲动：SQ6进给变速操作：进给变速操作：进给变速手柄拉出 旋转变速盘 进给变速手柄拉出到极限位置（SQ6 ）推回原位（推不回，重复）*2、进给电动机的控制5）进给变速冲动：）进给变速冲动：SQ6SA1-1+SA1-3+KM3+（12222517161519 2021）*四、其他控制环节为加工时的冷却需要，提供一台冷却泵电动机。为加工时的冷却需要，提供一台冷却泵电动机。冷却泵电动机由冷却泵电动机由KM6实现控制。实现控制。*五、电路的联锁与保护 主运动与进给运动间的顺序联锁。主运动与进给运动间的顺序联锁。工作台六个方向进给间的联锁。工作台六个方向进给间的联锁。圆工作台与六个方向进给间的联锁。圆工作台与六个方向进给间的联锁。进给变速与六个方向进给间的联锁。进给变速与六个方向进给间的联锁。1.1.联锁环节联锁环节*五、电路的联锁与保护 短路保护短路保护 过载保护过载保护 限位保护限位保护2.2.保护环节保护环节*1、送电观察故障现象（听、看）、送电观察故障现象（听、看）2、分析并确定最小故障范围（主电路、控制电路）、分析并确定最小故障范围（主电路、控制电路）3、使用万用表找出真正的故障点、使用万用表找出真正的故障点 六、故障分析*六、故障分析例例1：主轴电动机断相运行；：主轴电动机断相运行；进给控制电路所有接触器都不工作；进给控制电路所有接触器都不工作；工作台无法实现左后上进给。工作台无法实现左后上进给。例例2：其他工作正常，工作台不能向左进给；：其他工作正常，工作台不能向左进给；*六、故障分析例例3：分析工作台不能向前、右、下，能后、左、上，：分析工作台不能向前、右、下，能后、左、上，也不能实现圆工作台运动的故障原因。也不能实现圆工作台运动的故障原因。例例4：只有主轴电机能正常工作，而进给、冷却泵电机：只有主轴电机能正常工作，而进给、冷却泵电机均不能工作。均不能工作。*主电路*控制电路