电力拖动与控制课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力拖动与控制,B,1,成绩构成比例,32/4,期末考试,平时,实验,70%,20%,10%,2,目 录,第一章,绪论, 6,第二章,普通机床继电器接触器控制线路分析,14,第三章,机床电气控制线路的设计,148,第四章,直流拖动系统, 183,第五章,交流无级调速系统, 251,3,第一章 绪论,一、电力拖动在现代机床中的地位：,指在无人参与或仅有少数人参与的情,况下，利用自控系统使被控对象或生,产过程，自动地按预定的规律去工作,的过程。,由工作机构、传动机构、原动机和自,动控制四部分组成。,现代机床：,自动控制：,4,电力拖动系统的目的与任务,：,目的,：将,电能,转换为,机械能,，用于实现生产机械,起动、停止及速度调节，满足各种生产工,艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。,任务,：是要实现生产机械设备、生产线、,车间甚至整个工厂的自动化。,二、本课程要求掌握的主要内容：,典型机床的继电器接触器控制系统的设计,直流拖动系统的原理及应用,交流拖动系统的原理及应用,5,第二章 普通机床继电器 接触器控制线路分析,【,学习目标,】,：,重点和难点：常用低压电器、普通机床机电接触器控制线路分析。,6,2.1,机床电气控制线路的基本环节,（,本节作业,）,2.2 CW6163,型万能卧式车床电气控制线路,2.3 C616,型,卧式,车床电气控制线路,2.4 C650,型卧式车床电气控制线路,*,2.5 Z3040,型摇臂钻床电气控制线路,*,2.6 X62,型万能升降台铣床电气控制线路,*,2.7 T68,型卧式镗床电气控制线路,*,2.8,组合机床电气控制线路,（,本章作业,）,本章主要内容,7,2.1 .1,常用低压电器,用于交流,1200V,以下或直流,1500V,以下电路中的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备称为低压电器。如闸刀、按钮、继电器、接触器等。,1.,开关,开关是用于,接通,和,断开,电路的电器。 常用的开关有刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。,2.1,机床电气控制线路的基本环节,8,用途：,一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机。,1,）刀开关,刀开关又叫闸刀开关。分为单极、双极和三极。,QS,单极,QS,双极,QS,三极,符号,9,结构：,由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成。,手柄,静插座,闸刀,熔断丝,底座,刀开关一般与熔断器串联使用，以便在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。刀开关额定电压通常为,250V,和,500V,，额定电流在,1500A,以下。,10,安装：,安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。对有熔断丝的刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，,不能反装,。,开关断开瞬间时产生电弧，热空气上升将电弧拉长而熄灭。,11,刀开关,12,又称封闭式负载开关。是带有熔断器的刀开关放在铁或薄铜板冲压而成的铁壳中。,2,）铁壳开关,注意：,1,、不允许随意放在地面上使用。,2,、操作时不要面对开关，以免意外故障电流使开关爆炸，铁壳飞出伤人。,3,、开关外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。,13,结构,：组合开关有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。,3,）组合开关,组合开关也称转换开关,手柄,转轴,动触点,静触点,绝缘垫板,14,用途：,一般用作电源的引入开关。它比刀开关轻巧，也可以用来直接起动小容量异步电动机和对电动机进行正、反转控制。,15,用途：,能接通和分断电路，还能对电路进行短路、欠压、严重过载的保护，也可用于不频繁地启动电动机。,4,）自动空气开关,自动空气开关又称自动空气断路器。集控制和多种保护功能于一身。,16,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,17,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,工作原理：,电路过载,18,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,工作原理：,电路过载,19,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,工作原理：,电路短路,20,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,工作原理：,电路短路,21,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,工作原理：,电路出现欠压,22,主触点,弹簧,锁钩,双金属片,热元件,工作原理：,电路出现欠压,23,2.,熔断器,熔断器主要作短路或严重过载保护用，串联在被保护的线路的首端。线路正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或严重过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用。,瓷插式,RC,螺旋式,RL,无填料密封式,RM,有填料式,RT,快速熔断器,RS,自恢复熔断器,分类：,电路符号,FU,24,瓷插式熔断器,25,螺旋式熔断器,特点：,结构紧凑，体积小，更换溶体方便，具有较高的断流能力，具有稳定的保护特性，具有明显的熔断指示。,26,无填料密封式熔断器,特点：,多用于低压电力网络和成套配电装置中 ，作为较大容量电气设备的短路和连续过载保护，是一种分断能力较大的熔断器。,27,有填料式熔断器,特点：,是一种大分断能力的熔断器。广泛应用于短路电流很大的电力网络或低压配电装置中。,28,选择熔体额定电流的方法：,1,、电灯支线的熔体：,熔体额定电流支线上所有电灯的工作电流之和。,2,、一台电动机的熔体：,熔体额定电流电动机的起动电流,2.5,3,、几台电动机合用的总熔体：,熔体额定电流,=(1.52.5),容量最大的电动机的额定电流，,29,接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。,主触头,动铁芯,静铁芯,线圈,辅助触头,常闭,常开,弹簧,结构,3.,交流接触器,30,KM,KM,主触头,符号,接触器线圈,接触器主触头用于主电路,（流过的电流大，需加灭弧装置）,KM,辅触头,常开,常闭,接触器辅助触头用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）,31,接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；,吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；,额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,使用选择,工作原理,线圈加额定电压，衔铁吸合，主触头闭合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。,32,4 .,主令电器,按钮、行程开关是自动控制系统中发出指令或信号的操纵电器，称为主令电器。,作用：,用来切换控制电路，使电路接通或分断。实现对电力拖动系统的控制。,1,）按钮,按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器。 它主要控制接触器和继电器，也可作为电路中的电气联锁。,33,常开触头,常闭触头,按钮帽,复位弹簧,常开,(,动合,),按钮,SB,常闭,(,动断,),按钮,SB,电路符号,SB,复合按钮,工作原理,34,35,行程开关也称为,位置开关,或,限位开关,，主要用于将机械位移变为电信号，以实现对机械运动的电气控制。,2,）行程开关,运动部件,当机械的运动部件撞击触杆时，触杆下移使常闭触点断开，常开触点闭合；当运动部件离开后，在复位弹簧的作用下，触杆回复到原来位置，各触点恢复常态。,36,37,5.,继电器,继电器是一种根据特定输入信号而动作，接通或断开电路的自动控制电器。,继电器同接触器比较，触发器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中，反映控制信号，既而控制较强电流的主电路。,继电器的种类很多，只介绍热继电器、时间继电器。,38,电动机在运行过程中，由于长期过载、频繁启动、欠压运行断相等原因都会使流过电动机的电流超过额定电流。热继电器是利用,电流的热效应,而动作的电器，常采用热继电器进行电动机的过载保护。,1,）热继电器,39,双金属片,发热元件,复位按钮,动触头,静触头,拉杆,结构,常闭触点将串联在电动机的控制电路中,FR,常闭开关,发热元件将串联在电动机的主电路中,FR,发热元件,符号,40,工作原理,发热元件接入电机主电路，当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，因双金属片的下层膨胀系数大，使双金属片弯曲，在导板作用下使常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开便使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。,41,42,时间继电器是一种时间动作的控制器。在交流电路中常采用空气式时间继电器，是利用,空气的阻尼作用,达到动作延时的目的 。,2,）时间继电器,按延时方式分：通电延时型、 断电延时型,43,a,),通电延时继电器,KT,线圈,通电延时闭合,常开触点,KT,通电延时断开,电路符号,示意图,常闭触点,KT,44,b),断电延时继电器,线圈,KT,断电延时断开,常开触点,KT,断电延时闭合,常闭触点,KT,电路符号,示意图,45,特点：,结构简单、寿命长、价格低廉。延时范围大，且不受电压和频率波动的影响，但是延时误差大，无调节刻度指示难以精确地整定时间，在对延时精度要求较高的场合不宜采用。,目前，半导体时间继电器发展很快，精度高、体积小、调节方便，使用日益广泛。,46,2.1.2,继电接触器控制系统,利用先前介绍的各种电器，可组成各种具有不同功能的控制电路。,每一个继电接触控制电路包括主电路和控制电路。,主电路,中有开关、熔断器、交流接触器的主触头、热电器元件等它们与被控制的电动机串联。,控制电路,包括按钮、交流接触器线圈、热继电器动断触头等。,基本原理,是接通或切断控制电路，使交流接触器电磁线圈通电或断电，主触头闭合或断开，以控制主电路。,典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、正反转控制、行程控制、延时控制等。,47,1,、三相异步电动机的启动电路,KM,SB,1,FR,FR,FU,KM,M,3,1,）,点动控制线路,控制,电路,主电路,先闭合开关,Q,，,接通电源。,按,SB,1,KM,线圈,得电,KM,主触头,闭合,M,运转,松,SB,1,KM,线圈,失电,KM,主触头,恢复,M,停转,M,3,M,3,点动电路功能,控制电机在很,短时间内工作。,工作原理,QS,48,KM,SB,1,KM,SB,2,FR,FR,FU,KM,M,3,控制电路,主电路,工作原理,按,SB,1,KM,线圈,得电,KM,主触头,闭合,M,运转,按,SB,2,KM,线圈,失电,KM,主触头,恢复,M,停转,M,3,M,3,KM,辅助触头,闭合,自锁,KM,辅助触头,恢复,失去,自锁,长动电路功能,控制电机长时,间连续工作,先闭合开关,Q,接通电源。,QS,2,）,.,连续控制线路,49,电路的保护环节,短路保护：,熔断器,FU,起到短路保护作用。,过载保护：,电动机过载时，热继电器的热元件,FR,温度升高，热元件动作，使其接在控制电路中的常闭触点断开，切断接触器的线圈电路，使其主触头断开，使电动机停机。,欠压保护：,电源电压过低或停电时，接触器线圈产生的吸力不够，使其主触头断开，使电动机停机。,50,2.,三相异步电动机的正、反转控制电路,KM,2,SB,1,SB,3,FR,Q,FR,FU,M,3,SB,2,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KM,1,注意：,若在同一时间里两组触头同时闭合，就会造成电源相间短路。所以，在两个接触器之间必须有防止同时吸合的控制，称为联锁控制。,51,KM,2,SB,1,SB,3,FR,Q,FR,FU,M,3,SB,2,KM,1,KM,2,KM,2,KM,1,KM,2,按,SB,1,KM,1,线圈,得电,KM,1,触头动作,M,正,转,；,按,SB,2,KM,2,线圈,得电,KM,2,触头动作,M,反,转,；,KM,1,、,KM,2,常闭触头,互锁,：,防止,KM,1,KM,2,同时,得电造成电源,短路,工作原理,合,Q,，,接通电源,按,SB,3,KM,1,线圈,失电,KM,1,触头恢复,M,停转,；,正,转,反,转,必须先按停,止按钮,SB,3,KM,1,KM,1,M,3,M,3,M,3,52,电源短路 是如何造成的？,KM,2,SB,1,SB,3,FR,QS,FR,FU,M,3,SB,2,KM,1,KM,2,KM,2,KM,1,按,SB,1,KM,1,得电,KM,1,常开触头闭合,M,运转,误按,SB,2,KM,2,得电,KM,1,KM,2,若去掉,互锁,KM,1,、,KM,2,常闭触头，合,Q,，,KM,2,常开触头闭合,A B C,则,电源,A,、,C,线间,短路,M,3,熔断器,FU,烧毁！,KM,1,一定要加,互锁触头,KM,1,KM,2,53,KM,2,SB,1,SB,3,FR,Q,FR,FU,M,3,SB,2,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KM,1,利用复合按钮,SB,1,、,SB,2,，,可以实现：,正转,反转,直接转换,不必再按,SB,3,。,KM,1,KM,2,的电气互锁必不可少！工作更可靠！,54,3.,行程控制电路,KM,2,SB,1,SB,3,KR,Q,KR,FU,SB,2,KM,1,KM,2,KM,1,KM,1,KM,2,KM,1,SQ,1,KM,2,L,1,L,2,L,2,L,1,SQ,2,SQ,2,SQ,1,设,KM,1,得电,M,正,转,工作台,左移,;,KM,2,得电,M,反,转,工作台,右移,;,M,3,工作台,右移,左移,55,SB,1,KR,SB,2,KM,1,KM,2,KM,1,L,1,L,2,SQ,2,左移,按,SB,1,KM,1,线圈得电,KM,1,触头动作,M,正,转,工作,台左移,工作原理,合,Q,直至压,住行程开关,SQ,2,：,常闭,触头,断开,KM,1,线圈,失电,M,停转,;,常开,触头,闭合,KM,2,线圈,得电,M,自行起动反转,工作台返回,右移,。,SQ,2,SQ,1,工作台,右移,KM,2,KM,1,KM,2,SQ,1,SB,3,56,SB,1,SB,3,KH,SB,2,KM,1,KM,2,KM,1,KM,1,L,1,L,2,SQ,2,当工作台右移至压,住行程开关,SQ,1,：,常闭,触头,断开,KM,2,线圈,失电,M,停转,;,常开,触头,闭合,KM,1,线圈,得电,M,自行,起动正转,工作台返回,左移,如此循环可实现工,作台,自动往复,运动。,左移,SQ,2,SQ,1,工作台,右移,SQ,1,KM,2,KM,2,57,4.,多地点控制线路,KM,SB,1,SB,4,KR,Q,KR,FU,M,3,SB,2,KM,SB,3,SB,5,SB,6,利用,SB,1,、,SB,2,、,SB,3,并联,，可实现,多地点起动,；,利用,SB,4,、,SB,5,、,SB,6,串联,，可实现,多地点停机,。,甲,乙,丙,58,5.,延时控制电路,SB,1,SB,2,KR,Q,KR,FU,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KM,1,Y-,起动,控制线路,KT,KT,KT,W,2,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,1,V,1,U,1,U,2,V,2,W,2,型,U,1,U,2,V,1,W,1,V,2,W,2,Y,型,59,SB,1,SB,2,KR,Q,KR,FU,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KM,1,KT,KT,KT,W,2,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,工作原理,按,SB,1,KM,1,得电,M,以“,Y”,形接法降压起动；,KM,2,得电,M,以“,”形接法正常运转。,KT,得电,KM,1,失电,“,Y”,形接法断开,KT,常闭触头,延时打开,KM,1,常开触头,闭合,KT,常开触头,瞬时闭合,60,6 .,顺序控制电路,SB,1,SB,3,Q,KR,1,FU,KM,1,M,1,3,SB,2,M,2,3,KM,2,KR,2,KM,1,KM,2,KR,1,KR,2,KM,1,KM,1,KM,2,顺序,控制,L,2,L,1,利用,KM,1,常开触头可实现顺序控制,功能：,M,1,起动后,M,2,才能起动,。,顺序控制线路,(1),61,顺序控制线路,(2),SB,1,SB,3,SB,2,KM,1,KM,2,KR,1,KR,2,KM,1,KM,2,L,1,L,2,自锁和,顺序控制,按,SB,1,KM,1,线圈得电,KM,1,各触头动作,按,SB,2,KM,2,线圈才能得电,工作原理,若先按,SB,2,，,电路不能工作。,62,SB,1,SB,3,Q,KR,1,FU,KM,1,M,1,3,SB,2,M,2,3,KM,2,KR,2,KM,1,KM,2,KR,1,KR,2,KM,1,KM,1,KM,2,L,2,L,1,SB,4,KM,2,利用,KM,1,常开触头：,M,1,起动后,M,2,才能起动。,利用,KM,2,常开触头：,M,2,停车后,M,1,才能停车。,顺序控制线路,(3),工作原理,63,直接,起动控制线路：,M,3,M,3,KM,FU1,FU,Q,Q,KM,KM,KR,SB,1,SB,2,FU2,KR,v,u,w,v,u,w,用,开关直接起动,用,接触器直接起动,适用于中小容量的电动机。,KR,是热继电器，,用于电机过载,控制。,二、鼠笼型三相异步电动机的起动控制线路,64,自,锁,：用接触器本身的触点使线圈保持通电的环,节称为自锁环节。,降压,起动控制线路：,（,Ist,(4,7)I,N,）,星,三角,降压起动控制线路,220v,380v,相电压,线电压,B,图,线电压,相电压,线电压,=,相电压,A,图,B,图,380v,380v,380v,A,图,线电压,相电压,65,星,三角降压起动控制线路 如下：,M,3,KM,1,KM,3,KR,KM,2,SB,1,SB,2,KM,1,KM,2,KM,1,KT,KT,KT,KM,2,KM,3,KM,3,KM,2,v,u,w,Q,KR,FU1,FU2,3,66,从主回路可知，如果控制线路能使电动机接成,星形（即,KM3,主触点闭合）,，并且经过一段延时,后再接成,三角形（即,KM3,主触点打开，,KM2,主触,点闭合）,，则电动机就能实现降压起动，而后再自,动转换到正常速度运行。,工作过程如下：,按SB,2,KT ON,（,延时）,KM,3,ON,KM,1,ON,KM,1,ON,KM,2,ON,KM,3,OFF,Y,起动,运行,67,KM,2,与,KM,3,的动断触点是保证接触器,KM,2,与,KM,3,不会同时通电，以,防,电源,短路。,KM,2,的动断触点同时也使时间继电器,KT,断电（起动后不需要,KT,得电）。,其中,：,68,SB,1,SB,2,u,KT,KM,1,KM,2,KM,1,KT,KT,KM,2,KM,2,v,KM,1,星,三角降压起动控制线路：,v,u,w,M,3,KM,1,KM,2,KR,KM,2,69,工作过程如下：,按,SB,2,KM1 on,电动机起动，呈星形联结。,KT on,（,延时）,KM2 on,电动机,处于工作状态，呈三角形联结。, 定子电路,串电阻,降压起动控制线路,a),图,工作过程如下：,按,SB,2,KM1 on,电动机串电阻降压起动,KT on,（,延时）,KM2 on,电动机,处于正常工作状态，电阻被短接,70,SB,1,SB,2,KM,1,KM,1,KR,KT,KM,2,KT,a),电动机定子电路串电阻降压起动控制线路,KM,1,FU,Q,v,u,w,M,3,KR,KM,2,R,SB,1,SB,2,KT,KR,KM,1,KT,KM,2,KM,1,KM,2,KM,2,KM,2,b),71,b),图,工作过程如下：,线路图,a),存在的问题：在电动机起动后，接触器,KM1,与时间继电器,KT,始终处于通电状态，这是,不必要的。,按,SB,2,KM1 on,电动机串电阻降压起动,KT on,（,延时）,KM2 on,KT off,KM,1,off,同时,电动机处于正常运转的工作状态，,电阻,R,被短接。,72,二、电动机的正、反转控制线路,73,图（,a,）,分析：无保护（互锁）环节。,按下,SB,2,：,正向,KM1,得电动作，主触点闭合，电,动机正转；,按下,SB,1,：,电动机停止；,按下,SB,3,，,反向,KM2,得电动作，主触点闭合，电,动机定子绕组与正转时相比相序反了，,则电动机反转。,从主回路看：如果按了,SB,2,后,又按,SB,3,，,即使,KM1,、,KM2,同时通电动作，就会造成主,回路短路。因此这种控制线路是不,能采用的。,74,互锁,环节,：,指各接触器利用辅助触点实现相互制,约，形成接触器此通彼断关系的环节,称为互锁。,在图,(b),中：,当,KM1,得电时，由于,KM1,的动断触点,打开，使,KM2,不能通,电。此时即使按,下,SB,3,按钮，也不能造成短路。反之也,是一样。如果现在电动机正在正转，,想要反转，则必须先按停止按钮,SB,1,后，,再按反向按钮,SB,3,才能实现。,图（,b,）,分析,：,必须,先停机才能换向。,75,图（,c,）,分析：,可不停机换向。,同理,：,按下,SB,3,时，只有,KM2,得电，同时,KM1,回,路被切断。,使用双连按钮,：,按下,SB,2,时，只有,KM1,可得电动,作，同时,KM2,回路被切断。,所以：当电动机正在正转或反转时，不必先停下,电动机再换向，可直接按正转或反转起动,按钮就能实现电动机转向的改变。,联锁,：接触器辅助触点之间相互制约，组成顺序,起停关系的环节称为联锁。,76,三、,正、反转自动循环控制线路,KM,1,FU,Q,v,u,w,M,3,KR,KM,2,R,ST,1,ST,3,前进,后退,ST,2,ST,4,工作台,M,行程开关,控制,的,正、反转自动循环线路,SB,1,SB,2,SB,3,ST,4,ST,2,ST,3,ST,1,KM,2,KM,1,KR,KM,1,KM,2,SB,2,KM,1,KM,2,SB,3,77,工作过程如下：,按,SB,2,KM,1,on,电动机正转使工作台前进至行,程开关,ST,2,处压断,ST,2, KM,1,off,KM,2,on,电动机,反转使工作台后退,至行程开关,ST,1,处压断,ST,1, KM,2,off,KM,1,on,其中：,SB3,为工作台后退方向的起动按钮，在,任何时候，工作台前进与后退方向可直,接切意转换。,78,SB1,为停车按钮。, 行程开关,ST,3,和,ST,4,起,限位,保护作用。当由于某,种故障，工作台到达,ST,1,或,ST,2,位置时，未能切,断,KM,2,或,KM,3,，,工作台将继续移动到达极限位,置，压下,ST,3,和,ST,4,，,最终把控制回路断开，使,电动机停止，避免工作台由于越出允许位置所,导致的事故。,四、电动机制动控制线路,机床电气中常用的是,反接制动和能耗制动,。,反接制动,控制线路：实质改变异步电动机定子,79,绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相,反的转矩，因而起制动作用。,其控制线路如下,：,80,作法：想要停车时，首先将三相电源切换，然后当,电动机转速接近零时，再将三相电源切除。,速度继电器特点：速度不为零时，正向或反向的常,开触点闭合，常闭触点断开。,KM1 ON,：,正常工作,KM2 ON,：,制动,图（,a,）,分析：,按,SB2 KM1 ON,（,电动机正转）,正转,BV,的动,合触点闭合,。,图,(a),存在的,问题：在停车期间调整工件时，当,按,SB1 KM1 OFFKM2 ON,（,开始制动）,直到,n,0,BV,复位,KM2 off,（制动结束）,81,反接制动时，旋转磁场的相对速度,很大，定子电流也很大，因此制动效果,显著。但在制动过程中有冲击，对传动,部件有害，能量消耗较大。故用于,不太,经常起制动,的设备，如铣床、键床、中,型车床主轴的制动。,适用场合：,82, 电动机的能耗制动：,83,N,S,n,F,I,N,S,n,F,I,S,N,n,F,I,S,N,n,F,I,右手定则,：闭合导体切割磁力线时会产生电,流,I,，方向用右手定则判断。,左手定则,：带电导体在磁场中运动时会受到,磁场力,F,的作用，方向用左手定,则判断。,84,说明：,图（,a),、（,b,）,分别用复合按钮与时间,继电器实现能耗制动的控制线路。,按,SB,2,KM1 ON,（,电动机起动）,工作过程如下：,图（,a,）：,手动,控制的简单能耗制动线路，停车时,按下,SB,1,按钮，到制动结束放开按钮。,按SB,1,KM1,OFF,KM2 ON,KT ON (,延时）,KM2 OFF,KT OFF,图（,b,）：,实现,自动,控制，简化操作,，具体,操作为,：,KM2,为制动用接触器。,85,能耗制动与反接制动相比较，具有,制动准确、平稳、能量消耗小等优点。,但制动力较弱，特别是在低速时尤为突,出。另外它还需要直流电源。故适用于,要求,制动准确、平稳,的场合，如磨床、,龙门刨床及组合机床的主轴定位等。,适用场合：,86,例,1.,在下列,电路图,中，问,KT,有何作用？,作用：保护电流表不受起,动电流的冲击,87,五、双,速,电动机高低速控制线路,由,n,0,=60f/p,知道：双速电动机是由改变定子,绕组的极对数,p,来改变其转速的。,用开关,S,实现高、低速控制,：,特点：高、低速切换时必须,先停机，后转化,。,用复合按钮实现高、低速控制,：,特点：高、低速可直接进行切换，不必,先停机,。,用开关,S,转换高、低速控制,：当开关,S,打到低速,时：电动机低速运行；当开关,S,打到高速时：电,动机先接通低速，,延时后自动切换到高速。,88,开关,S,实现高、低速控制,89,复合按钮实现高、低速控制,90,开关,S,转换高、低速控制,91,六、控制线路的其它基本环节：,电动机的点动控制,92, 多点控制,目的： 为操作方便，要求可在多个地点都能控,制设备；,控制线路：如下页。, 为保证安全，要求几个操作信号都得到,许可，设备方可进行工作。,图,多地起停：几个,常开,按钮,并联,，,常闭,按钮,串联,。,特点：,SB,1,SB,4,任何一个按钮都可停车,，,SB,5,SB,8,任何一个按钮都可起动电动机,。,图,几个,常开,按钮,串联,：为保护操作安全，要求几,个操作者都发出主令信号，设备才能工作。,93,SB,1,SB,2,SB,3,SB,6,SB,4,SB,5,KM,2,KM,1,KM,2,图,SB,1,SB,2,SB,3,SB,4,SB,5,SB,6,SB,7,SB,8,KM,2,KM,2,KM,1,图,94,电动机的连锁,95, 动力头行程自动循环控制：,动力头的工作循环过程,：,分为三步, 动力头,由原位,b,点移到位置,a,停下；, 动力头,由原位,c,点移到位置,d,停下；, 接着使动力头,同时退回原位停下。,其中：动力头,在原位时分别压下行程开关,ST,1,和,ST,3,。,96,控制线路的工作过程如下：, 按,SBKM1 onM1,正转：动力头,由原位,b,点,向,a,点运动；, 当动力头,到达,a,点时,ST2,行程开关被压下,KM1 off,动力头,停止，,KM2 onM2,正转：动力头,由原位,c,点向,d,点运动；, 当动力头,到达,d,点时,ST4,行程开关被压下,KM1 off,动力头,停止，,KM3 onM1,反转,KM4 onM2,反转,动力头,都向原位退回,;,97,当动力头,都退回原位时 ,ST,1,offKM,3,off,ST,3,off KM,4,off,两个动力头都停在原位。,注意,：,KM,3,和,KM,4,接触器的辅助动合触点，分别,起自锁作用，这样能够保障动力头,都,确实退回到原位。如果只用一个接触器的,触点自锁，那另一个动力头就可能出现没,退回到原位接触器就已经失电的问题。,98,电液控制,具有延时停留的控制线路图,（,P,16,图,1-15,）,刀架纵进、横进及后退,控制线路图,（,P,17,图,1-17,）,停留,ST1,ST3,SB1,ST4,快进,工进,快退,纵进,横进,ST1,ST2,O,99,M,3,1KV,2KV,KM,KR,A B C,FU,SB,1,SB,2,KM,K,R,1KV,2KV,缺相与过载双重保护如下图,：,100,M,3,KM,FU1,Q,KM,KM,KR,SB,1,SB,2,FU2,KR,v,u,w,SB,3,3,101,(,左边,),(,右边,),(,中,间,),当电路中装,有主令电器,：如主令控制器,SL,或转换开,关时，必须加专用的零压保护措施，如下图：,102,分析： 当,SL,在中间位置时：,SL,1,线接通,KVN,ON,，,HL,（,电源指示灯）亮,。,当,SL,转换到右边位置：,SL,2,线接通,1KM,ON,，,电机正转。,当,SL,转换到左边位置：,SL,3,线接通,2KM,ON,，,电机反转。,注意,：,当电机正在正转或反转时，电源电压消,失或降压，,KVN,线圈失电,其触点断开,断开1,KM,或2,KM,，,电机停转。,当电源恢复时，因为此时转换开关一定,103,不在,0,位置,（,中间位置）,，,KVN,不会自动接通；所,以1,KM,或2,KM,均不能接通,，,只有重新手动将,SL,先,置,0,位后再转换，才可启动电机。若无,KVN,，,则电,源恢复时，由于,SL,的作用，电机体会自动启动，,造成人身、设备伤害等。,零磁保护：,主要针对直流电机,。,如下图,：,只有励磁,电路中流过一定大小的电流时，,KAV,才会闭合，,KM,方可闭合，电机启动。,104,若流过励磁绕组,FC,中的电流过小（,），,KAV,就,会自动,OFF,KM OFF ,电机停机。,KM,KM,SB2,SB1,M,FC,KAV,KM,KAV,VD,+,VD,的作用：电源断电瞬时，若无,VD,，,由于,FC,为,储能元件，它会阻止电路中的电流,105,例,2.,分析,下图,的工作原理，并说明继电器,K,和按钮,SB,的作用，,KT1,、,KT2,又有什么作用？,减小，从而使,KAV,发生误动作，当并上,VD,时，电源,断电时,VD,产生一个放电回路，避免,KAV,误动作。,106,S OFF,：,按,SB,KM ON,电动机间歇起动,(,点动,),S ON,：,SB,无作用,，,电动机间歇起动,（,常动）,S ON,KM ON,KT1 ON (,延时）,K ON ,KM OFF,KT2 ON(,延时后,),SB,作用：,开关,S,断开时，其有点动作用；,K,作用：,控制继电器,KM,断开与吸合,，使,电动机间,歇工作；,KT1,作用：控制,KM,吸合的时间,；,KT2,作用：控制,KM,断开的时间,。,107,例,3.,下图,为一组合机床机械滑台进给线路，滑台的,工作进给由电动机,M1,拖动，快速进给由电动,机,M2,拖动，滑台的工作循环如图所示。试分,析控制线路的工作原理。,解：按,SB,1, KM1 ON,m1,正转,KM3 ON,m2,正转,机械滑台正,压断,ST,2,向快进,KM1 ON,KM3 OFF,机械滑台,正向工进,压上,ST,3,KM1 OFF,KM2 ON,，,电机反转,机械滑台反向工进,松开,ST,2,(,ST,2,ON,）,108,109,压下,ST,1,KM2,，,KM3 OFF,，,m1,m2,同时停机，工作循环结束,。,如果在工作循环中发生意外，如断电或紧急停车，,机械滑台就没有退回原位，则在下次开始工作之,前，可先按,SB,2,使滑台确定退回原位后再按,SB,1,开,始工作循环。,KM2,仍然,ON,KM3 ON,机械滑台反向快进（快退）,SB,2,可使工作台前进前先返回原为。,110,例,4,.,要求三台电动机,m1,m2,及,m3,按一定顺序启动，,即,M1,先启动后,m2,才能启动，,M2,启动后,M3,才能,启动，停车同时停止。试设计此控制线路。,111,例,5,.,试设计一台异步电动机的控制线路，要求：,（1）能实现启、停两地控制；,（2）有点动调整；,（3）能实现单方向的行程保护；,（4）要有短路和过载保护。,112,例,6,.,为限制点动时电动机的冲击电流，在点动工作,时需串入限流电阻，而正常工作时为直接启动。,试设计其电气控制线路。,例,7,.,试设计两台电动机,m1,m2,顺序启动的控制线路。,要求,:,（1）,M1,启动后,M2,立即启动；,（2）,M1,停止后,M2,延时一会才停止；,（3）,M2,有点动控制；,（4）两台电机均有短路、过载保护,。,113,例,8,：,为两台异步电动机设计一个控制回路，,要求：,两台电机互不影响，独立起停。,可以同时控制两台电机的起停。,当一台电机发生过载时，两台电机同时停车。,例,9,：,设计一台电动机的控制线路，要求：,a),实现电动机的正反转；,b),停止时能够实现手动能耗制动；,c),正转可实现点动控制；,d),具有短路与过载保护。,114,SB,3,SB,1,SB,6,SB,2,SB,4,KM2,KM1,SB,2,SB,5,KM,2,KM,1,KR,1,KR,2,FU,FU,例,8,解答,115,P,23,练习题,1-7,试设计一个工作台前进,退回控制线路。工,作台由电动机,M,带动，行程开关,ST1,、,ST2,分别,装在工作台的原位和终点。要求具有以下功能：, 前进,后退停止到原位。, 工作台到达终点后停一下在后退。, 工作台在前进中能立即后退到原位。, 有终端保护。,116,SB,1,SB,2,SB,3,KM,1,SB,2,ST,1,ST,4,ST,2,ST,3,KM,1,KM,2,KM,1,KM,2,KT,KM,2,ST,2,KT,117,P,23,练习题,1-5,试设计某机床主轴电动机的电气控制线,路，要求：,可正向点动，两处起停；,可正、反转；,正反转停止时均可反接制动；,应有短路、过载和零压保护；,有安全工作照明灯及电源指示灯。,118,P,25,练习题,1-9,：,试设计深孔钻三次进给的控制线路。下图为其工作示,意图。,ST,1, ST,2, ST,3, ST,4,为行程开关，,YA,为电磁阀。,ST2,电磁阀,YA,吸合时钻头前进，电磁阀,YA,分离时钻头退回。,119,本节作业：,第三版：,P,23,：,1-6,，,P,25,：,1-8,，,1-10,，,1-11,第四版：,P,23,：,1-4,，,1-6,，,P,24,：,1-7,，,补充题,120,补充练习题,试设计一个工作台前进,退回控制线路。工,作台由电动机,M,带动，行程开关,ST1,、,ST2,分别,装在工作台的原位和终点。要求具有以下功能：, 前进,后退停止到原位。, 工作台到达终点后停一下在后退。, 工作台在前进中能立即后退到原位。, 可以实现工作台的往复运动。,有终端保护。,121,CW6163B,型万能卧式车床电气控制线路,122,2.HL1,为机床工作指示灯。,主电路中共有三台电机,M1,、,M2,和,M3,，,分别,为机床的拖动电机，润滑电机及冷却泵电机，三台,电机均为直接起动。,一、主电路分析,二、控制电路分析,1.,合上断路器,Q HL2,灯亮（表示三相交流电源,接通），此时使,SA ON EL,照明灯亮。,123,5.,在,M1,工作的状态,下，按,SB6 KM2 ON,，,冷却,泵电机起动工作。,3.,按,SB3,或,SB4,KM1 ON,，,机床主电机,M1,开始,工作， 机床工作指示灯,HL1,亮 。,4.,按,SB1,或,SB2,KM1 OFF,，,机床主电机,M1,停机,。,6.,按,SB5 KM2 OFF,，,冷却泵电机停止工作。,7.,在电源接通的任何时候按,SB7 KM3 ON,，,刀,架,快移电机起动工作，快移电机只能,点动,控制。,8.,行程开关,ST,为机床的,限位,保护，当工作台超出,规定行程时，,ST,自动断开，切断控制回路电源。,124,三、控制线路中的保护,1. M1,、,M2,、,M3,均有短路保护,(FU1,，,FU2,）。,2. M1,、,M2,均有过载保护（,KR1,，,KR2,）。,3. M1,、,M2,有连锁保护，,M1,工作时,M2,才能工作。,125,C616,型卧式车床电气控制线路,126,2.,在,HL,亮后任何时间内，只要合上开关,Q2,冷,却泵电机启动，送冷却液。,主电路中共有三台电机,M1,、,M2,和,M3,，,分别,为机床的拖动电机，润滑电机及冷却泵电机，三台,电机均为直接起动。,一、主电路分析,二、控制电路分析,1.,合上断路器,QL HL,灯亮（表示三相交流电,源接通），此时使,SA2 ON EL,照明灯亮。,127,4.,在,K ON,后使,SA1-2 ON,（,SA,处于向,下,位置）,KM1 ON,（,同时断掉,KM2,）,KT ON ,主电,机,M1,正转。,3.,QL,合上后使转换开关,SA1-1 ON,（,SA1,处于中间,位置）,K ONKM3 ON,，,M2,启动开始供油。,5.,在,KA ON,后若使,SA1-3 ON,（,SA,处于向,上,位置）,KM2 ON,（,同时断掉,KM1,） ,KT ON,，,主,电机,M1,反转。,6.,中间继电器,K,起,零压,保护作用。,128,三、控制线路中的保护,1. M1,、,M2,、,M3,均有短路保护,(FU1,，,FU2,）。,2. M1,、,M2,、,M3,均有过载保护（,KR1,，,KR2,，,KR3,）。,3. M1,、,M2,、,M3,均有失,（零）,压保护（,K,）。,129,普通车床电气控制线路,C650,130,一、主电路分析：,C650,型普通车床共有三台电动机：主电机,M1,、,冷却泵电机,M2,和刀架快移电机,M3,，,均为直接启动。,（,1,）主电路中接有电流表，以监视主电机的工作电,流。为避免启动电流烧坏电流表，在,A,上并有,KT,的延时断开触点，启动时短接掉电流表。,（,2,）为防止制动电流（断续电流、点动）对主电机,的冲击，主电路中串有电阻,R,，,在制动时断开,KM,接入,R,，,正常工作时由,KM,短掉,R,。,其中：,131,二、控制回路分析,：,1.,主电机的,正向点动,控制：,SB6,按SB6,（3-5-7-11）,KM3 ON ,电机,M1,正转,2.,主电机,M1,的,正、反转,控制：,SB1,，,SB2,松开,SB1,后，由,3-5-15-13-7-11,使,KM3 ON,按SB1,（,3-5-SB1-15,）,（,K,自锁,-3-5-SB1-13-7-11,）,KM3 ON ,电机,M1,正转,M1,正转,控制：,KM ON K ON,因为,K OFF,所以,KM1,无自锁，点动；,因为,KM OFF,，,所以串入限流电阻。,132,KT ON,：,则延时后,KT,的延时断开触点断开，将电,流表,A,接入主回路。,M1,反转,控制：,按SB2,（3-5-SB2-15）,KM ON K ON,（,K,自锁,-3-5-SB2-21-23-25,）,KM4 ON ,电机,M1,反转,3.,无论按,SB2,或,SB1,都会使：,KM ON,：,则在启动和正常工作时短接掉串入主回,路中的电阻,R,。,4.,主电机的,反接制动,控制,（,BV1:,正, BV2:,反, SB4 ),133,正转反接制动,：（正转时,KM3 ON,且,BV1 ON,）,当制动时按,SB4,所有接触器断电，但由于电机的,惯性，松开,SB4,时电机不会马上停下来，,BV1,处于闭,合状态，则由线路（,3-5-17-23-25,）使,KM4 ON,实现,反接制动，直至电机转速为,0,时,BV1 OFFKM4 OFF,。,反转反接制动：,（反转时,KM4 ON,且,BV2 ON,）,道理同上，只是按,SB4,后，由于,KS2 ON,（,3-5-17-7-11,）,KM3 ON,（,反接制动）直至电机转速为,0,时,BV2 OFF KM3 OF,134,6.,照明控制（,SA,）：,按合,SA,照明灯,EL ON,5.,冷却泵电机和刀架快移的控制：, 冷却泵电机,M2,控制：,SB5,、,SB3,按SB3,（3-5-29-31-18）,KM1 ON,冷却泵电机,M2,转动,SB5,停止冷却泵工作（什么时候需要什么时候启动）,刀架快移电机,M3,：,ST,转动刀架手柄,ST,被压合,（3-5-33）,KM2 ON,M3 ON,刀架快移。,转动手柄松开,ST,，,断开,M2,。,三、控制电路所具有的保护,：短路，过载，互锁。,135,摇臂钻床电气控制线路,Z3040,控制回路,136,主电路中共有四台电机,M1,、,M2,、,M3,和,M4,，分,别为钻床的主电动机（主轴旋转）、,升降电动,机、液压泵电机及冷却泵电机，四台电机均为,直接起动。,一、主电路分析,二、控制电路分析,主电机,M1,的控制：,SB2,，,SB8,按,SB2,KM1 ON,，,主电机,M1,旋转，换向由机,械手柄实现,。,控制回路要工作，必须先按下,SB1K1 ON,137,KM4 ON,主轴箱的夹紧与松开：,将组合开关,SA2,扳向右侧,按,SB3,KT1 ON,电机,M3,工作供油，推动活塞使摇臂松开,同时活塞杆运动控制,ST2,动作,KM4 OFF，KM2 ON,M2,正转,摇臂上升,至需要位置松开,SB3,KM2 OFF,延时后,KT1 OFF,KM5 ONM3 OFF,立柱,夹紧活塞杆运动控制,ST3 OFFKM5 OFF,M3,停止,（7-ST3-47-49）,（7-SB3-15-17-33-36-37-39）,摇臂下降,由,SB4,和,M2,反转控制，过程同上。,摇臂升降电机,M2,的控制：,SB3,，,SB4,手动控制,138,压力油进入主轴箱液压缸，使,主轴箱,松开,。,按,SB5,（7-KT3 -41-SB6-43-37-39）,KM4 ON ,电机,M3,正转,KT2 ON,KT3 ON,YA1 ON,延时后,立柱的夹紧与松开,：将组合开关,SA2,扳向左侧,压力油推动活塞使立柱,松开,。,按,SB5,（7-KT3 -41-SB6-43-37-39）,KM4 ON ,电机,M3,正转,KT2 ON,KT3 ON,YA2 ON,延时后,压力油进入主轴箱液压缸，使,主轴箱,夹紧,。,按,SB6,（7-KT3 -41-SB5-45-47-49）,KT2 ON,KT3 ON,YA1 ON,延时后,KM5 ON ,电机,M3,反转,139,立柱与主轴箱的夹紧及松开可同时进行,：,SA2,将组合开关,SA2,扳向中间位置（零位置），,即可同时接通,YA1,和,YA2,，其它过程同前。,压力油推动活塞使立柱,夹紧,。,按,SB6,（7-KT3 -41-SB5-45-47-49）,KM5 ON ,电机,M3,反转,KT2 ON,KT3 ON,YA2 ON,延时后,140,万能升降台铣床电,气控制线路,主回路,X62W,主电动机,冷却泵电动机,进给电动机,141,X62W,型万能升降台铣床电气控制线路,控制,回路,142,一、电气线路概述的特点,：, 机床由三台异步电动机拖动，主电动机,M1,和进,给电动机,M2,可正、反转，主电动机,M1,采用电,磁离合器制动。, 进给电机,M2,可完成工作台上下、左右、前后六,个方向的进给运动及快移。, 工作台上可加装圆形工作台，其回转运动也由,主电机拖动。, 有完备的联锁装置。如：主轴旋转与进给，电动,机的顺序起动，进给电机与主电机的同时停止或,先停，六个方向的进给运动同时只能选其一等等。,143, 主轴运动与进给运动的变速采用变速孔盘来实,现，且变速时可做瞬时点动。, 具有短路、过载保护，当主电机或冷却泵电机,过载时，进给电机也立即停止，避免了刀具和,机床的损坏。,二、主电动机,M1,的控制线路分析：,1,、,M1,的启动,（,SB1,，,SB2,）：,选好转速使,ST7,常态，,主轴换刀制动断开（,SA2-1 ON,），,打好转向,（,SA5,搬至合适位置），合上电源转换开关,Q1,，,按,SB1,或,SB2,