机床电气控制原理图.ppt

第3章数控机床电气控制原理图,本章主要内容：机床电机（交流电机、直流电机、步进电机）的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控制基本线路识图、绘图、设计等；,2.2.1电气原理图图形符号和文字符号,1、文字符号用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特征的字符代码。例如，FR表示热继电器。2、图形符号用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。例如，“”表示交流，R表示电阻等。国家电气图用符号标准GB/T4728-1985规定了电气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准GB/T6988-1986于1990年1月1日正式开始执行。,电气控制系统图：指根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。电气控制系统图包括：1、电气原理图2、电器元件布置图3、电气安装接线图电气原理图：用图形符号、文字符号、项目代号等表示电路的各个电气元器件之间的关系和工作原理的图。,图3-32全压启动控制线路结构图,图3-33全压启动控制线路电气原理图,2.2.2电气控制原理图绘制规则,1、原理图中的电器元件都应按没有通电和没有外力作用时的状态绘制。2、触点的绘制位置。当垂直放置时，各元器件触点图形符号以“左开右闭”绘制。当水平放置时以“上闭下开”绘制。3、主电路、控制电路和辅助电路应分开绘制4、动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置及其保护电器支路应垂直于电源电路5、主电路用垂直线绘制在图左侧，控制电路用垂直线条绘制在右侧，耗电元件（如电器的线圈，电磁铁，信号灯等）画在电路的最下方。,6、图中自左而右或自上而下表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。7、有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。8、在原理图上方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用；在继电器、接触器线圈下方列有触点表，以说明线圈和触点的从属关系。,在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字编号。同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。,9、电路图中触点文字符号下面的数字表示该电器线圈所处的图区号。10、需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符号“空心圆”表示。电路的连接点用“实心圆”表示。11、中性线（N）和保护接地线（PE）放在相线之下。,当某图号仅有一页图样时，只写图号和图区的行、列号，在只有一个图号多页图样时，则图号可省略，而元件的相关触头只出现在一张图样上时，只标出图区号。,2.2.3符号位置的索引,1、电气元件布置图电器元件布置图是用来详细表明电气原理图中各电气设备、元器件的实际安装位置，图中各电器代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相同，为电器控制设备的制造、安装、维修、提供必要的资料。电气元件布置图的绘制原则：（1）绘制电气元件布置图时，机床的轮廓线用细实线或点划线表示，电器元件均用粗实线绘制出简单的外形轮廓。,2.2.4电气控制原理图,绘制电气元件布置图时，电动机要和被拖动的机械装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方，操作手柄应画在便于操作的地方。各电气元件之间，上、下、左、右应保持一定间距，以利布线和维护。强电弱电应分开。弱电应屏蔽，防止外界干扰。需要经常维护、维修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。,2、安装接线图,安装接线图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系。图中表明了电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据。安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。安装接线图的绘制原则：各电气元件均按其在安装底板中的实际安装位置绘出。,一个元件的所有部件绘在一起，并且用点划线框起来，即采用集中表示法。安装底板内外的电气元件之间的连线通过端子板进行连接，安装底板上有几条接至外电路的引线，端子板上就应绘出几个线的接点。绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。,1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。2、识主电路3、识控制电路4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解机械传动和液压传动。5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统,2.2.5电气原理图识图,例1：,例1：,数控车床电气控制原理图分析,2.4数控机床电气控制系统的基本环节,2.4.1笼型异步电动机直接起动控制,2.4.2笼型异步电动机降压起动控制,2.4.3笼型异步电动机制动控制,2.4.1笼型异步电动机直接起动控制,1.点动控制,2.连续运转控制,3.连续运转兼点动控制电路,直接启动的条件：,Ist-启动电流；IN-额定电流；S-变压器容量（kVA）P-电机功率（kw）,1点动控制,点动按钮,KM主触头闭合,按下SB,KM线圈得电,松开SB,KM线圈断电,KM主触头复位,电动机断电停转,电动机M通电起动.,工作过程：先接通电源开关QS,常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等。,2连续运转控制电路,自锁触头,短路保护,过载保护,停止按钮,起动按钮,工作过程：先接通电源开关QS,按下SB2,KM线圈得电,KM主触头闭合电动机运转KM动合辅助触头闭合自锁,按下SB1,KM线圈断电,电动机停,工作原理,3既能长动又能点动的控制电路,复合按钮点动按钮,停止按钮,起动按钮,按下SB2，KM得电自锁，电动机连续运转。按下SB1，KM断电，电动机停转按下点动按钮SB3，KM得电，电动机运转。松开SB3，KM断电，电动机停转。点动按钮SB3的作用：,(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。,3既能长动又能点动的控制电路,开关切换,点动控制：SA断开,连续控制：SA闭合,点动控制：SB3闭合,连续控制：SB2闭合,4.多地控制,特点：,工作原理：,在两地或多地控制同一台电动机的控制方式启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联,用于机床工作台的前进后退或升降，及主轴的正反转等。由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向。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。,2.4.2笼型异步电动机正反转控制,1.按钮控制的正反转控制电路,（1）接触器互锁的正反转控制,完成“正转-停-反转”或“反转-停-正转”的电气控制。线路的动作原理:,正转控制：按SB2,KM1线圈得电,KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合KM1互锁触头断开,电动机M正转,KM1线圈失电,电动机M停转,反转控制：按SB3,KM2线圈得电,电动机M反转,正转按钮,反转按钮,互锁,（2）双重互锁的正反转控制,可实现“正反停”或“反正停”的操作控制。线路的动作原理,按钮联锁,按下SB2,KM1得电,电动机正转,按下SB3,KM1断电KM2得电,电动机反转,正转：,反转：,2、自动往返正反转控制电路,工作台自动往返控制,根据上图控制线路，如果要求工作台到达前端时要停留一下再后退，怎么办？,主电路实现顺序控制,3.顺序控制,控制电路实现顺序控制,要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式,顺序启动同时停止控制,顺序启动逆序停止控制,1,2,数控铣床中的润滑油泵电动机M1，主轴电动机M2的顺序启停控制电路,作业：1.试设计一个采取两地操作的即可点动又可连续运行的控制电路。2.试画出两台三相异步电动机的电气控制电路，要求：M1起动后，M2才能起动；停止时，M1、M2同时停止，有过载、短路保护。（注：主电路与控制电路都画）,2.4.2笼型异步电动机降压起动控制,1定子串电阻降压起动,2Y-降压起动,3自耦变压器降压起动控制,应用：正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机，可采用定子电路串电阻或电抗降压起动。原理：在电动机起动时，在三相定子电路串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，起动结束后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。,1定子串电阻降压起动,1定子串电阻降压起动,工作原理：,停止,起动,按下SB2,KM1得电,KT得电,计时,电电动阻机起串动,KM2得电,电动机全压运行,图中电动机由降压起动转为全压运行后KM1和KT均断电，只有KM2得电。,按下SB1，电动机停,合上Q,原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形，每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入全电压正常运行状态。应用：用于正常运行时定子绕组为联结的电动机。,2Y-降压起动,2Y-降压起动,工作原理：,起动,按下SB2,KM1得电KM3得电KT得电,Y起动,Y接,KM3断电,KM2通电KM1仍得电,运行,接,停止,起动时定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次侧电压，待电动机转速接近额定转速时，切断自耦变压器电路，把额定电压直接加在电动机的定子绕组上，电动机进入全压正常运行。,3.自耦变压器降压起动控制,工作过程,自耦变压器降压起动,FU2,2.2.4三相异步电动机的制动控制线路,1反接制动控制线路,2能耗制动控制电路,停机制动类型：,常用的电气制动：,反接制动,能耗制动,机械制动利用机械装置使电动机迅速停止,电气制动-电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动,2.4.3笼型异步电动机的制动控制电路,制动电阻的接线方法:,一、反接制动控制,原理：,要求：,对称接法,不对称接法,改变电动机电源相序，使定子绕组产生反向的旋转磁场，形成制动转矩。,10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源,防止反向再起动。,2.4.3笼型异步电动机制动控制电路,工作原理：,起动,KV动合触点闭合,速度继电器,停止,1.单向反接制动的控制,关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。,2.可逆运行的反接制动控制,一、反接制动控制,二、能耗制动控制,原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场，达到制动的目的。,反接制动特点：制动迅速，效果好，但冲击效应较大，通常仅适用于10KW以下的小容量电动机。,1.单向能耗制动控制,二、能耗制动控制,工作原理：,按SB2,KM1通电,电动机起动,按SB1,KM1断电KM2通电KT通电,能耗制动,延时,KM2断电（制动结束）,桥式整流电路,整流变压器,单向运行接触器,能耗制动接触器,2.电动机可逆运行能耗制动控制,二、能耗制动控制,正转接触器,反转接触器,特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；制动效果不及反接制动明显。适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。应用：用于电动机容量较大和起动、制动频繁的场合。,第六节电动机保护,一、短路保护现象：短路。保护元器件：断路器、熔断器。,二、过载保护现象：过载保护元器件：断路器、热继电器,三、过电流保护现象：不正确的起动或过大的负载转矩引起电流过大。保护元器件：过电流继电器,四、零电压与欠电压保护零电压保护：为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护。欠电压保护：需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断。保护元器件：电压继电器。,五、弱磁保护现象：直流电动机磁通的过度减少会引起电动机的超速。保护元器件：电磁式电流继电器。,