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1、第3章 机床电气控制线路基本环节,本章主要内容：电器控制线路的基本环节-笼型异步电动机的起动、正反转、制动控制线路，双速电动机的高低速控制线路及电液控制、电路控制的其他基本环节等,第3章 机床电气控制线路基本环节,3.5 双速电动机高低速控制线路,3.2 笼型电动机的起动控制线路,3.3 电动机的正反转控制线路,3.1 机床电气原理图的阅读与绘制,3.4 电动机制动控制线路,3.6 机床液压系统的电气控制电路,3.7 控制线路的其他基本环节,3.1.1 电气原理图图形符号和文字符号,3.1.3 电器元件布置图,3.1.5 电气识图方法与步骤,3.1.4 电气安装接线图,3.1.2 电气原理图绘
2、制,3.1 机床电气原理图的阅读与绘制,电力拖动电气控制线路是由许多电器元件（如接触器、继电器、电阻器、开关）和电动机等用电设备组成。将电气控制系统中各电器元件及它们之间的连接线路用一定的图形表达出来，这种图形就是电气控制系统图，一般包括电气原理图、电器位置图和电气安装接线图 3 种。 电气控制系统图包括： 1、电气原理图 2、电器位置图 3、电气安装接线图,3.1.1 电气原理图图形符号和文字符号,图1.3.1某机床电气控制系统电路图,图1.3.2 电器位置图,BTE,图1.3.3 某机床电气安装接线图,文字符号和图形符号,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
3、的字符代码。 文字符号中的单字母符号按英文字母将各种电气设备、装置和元器件划分为 23 个大类，每个大类用一个专用单字母符号表示。如 “K” 表示继电器、接触器类，“F” 表示保护器件类等，单字母符号应优先采用。 双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一字母组成，其组合应以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出。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，“”表示交流等。 在绘制电气系统原理图时，电气元件的图形符号和文字符号必须符合国家标准的规定，不能采用任何非标准符号。图形符号中的主要结构一般要用粗实线绘制，机械连接用虚线绘制，文字符号要用仿
4、宋体。,电气原理图用图形和文字符号表示电路中各个电器元件的连接关系和电气工作原理。它并不反映电器元件的实际大小和安装位置。为了便于阅读和分析控制电路，根据简单清晰的原则，将原理图采用电气元件展开的形式来绘制，它包括所有电气元件的导电部件和接线端头，但不是按照电气元件实际布置位置来绘制的。如右图所示。,图1.3.1某机床电气控制系统电路图,3.1.2 电气原理图,原理图一般分为主电路和辅助电路两部分，主电路是电气控制电路负载电路部分，辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路，是小电流通过的部分。 绘制电气控制电路原理图时应遵循以下原则： （1）主电路用画在左边；控制电路画在右边。 (2
5、)各个电器元件和部件在控制电路中的位置，根据便于阅读的原则来安排，同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但用同一文字符号标明。若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字符号的下标，如KM1、KM2等。,3.1.2 电气原理图,(3)图中电器元件触点的开闭，均以没有受到外力作用或线圈没有通电时的开闭状态画出，多位置电器以手柄置于零位时触点的开闭状态画出；此时触点呈断开状态的称“常开触点”触点呈闭合状态的称“常闭触点”。 (4)无论主电路还是辅助电路，均应按功能布置，各电气元件一般应按生产设备动作的先后顺序从上到下或从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。线路平行排列，导线交叉的电气连接处
6、用圆黑点或圆圈标明。 （5）垂直布置时，动力电路的电源线应水平画出；电源开关要水平画出主电路应垂直于电源线画出；控制电路和辅助电路应垂直于两条或几条水平电源线之间；控制电路中的耗能元件画在电路的最下端，而控制触点连接在上方(或左方)水平(或垂直)电源线与耗电元件之间。,3.1.2 电气原理图,(6)绘制电气控制电路原理图的图幅可按机械制图的图号，根据需要选用。如果需要加长的图纸，应采用加长图纸，如A33(420891)、A45 (2971051)。 为了便于确定图上的内容和组成部分的位置，可以在图面上分区。为了便于检索分析、维修和寻找故障，原理图上各电路应按其功能分开画出，应将图面分成若干个区
7、域(简称图区)。图区编号一般用阿拉伯数字写在图的下部，用途栏一般放在图的上部，用文字说明；图面垂直分区。一般用英文字母标注。 (7)为了便于安装、检修、调整，电器元件接线端均用标记编号，主电路图上用回路标号；辅助电路的电气连接线用数字编号。号码从左向右，从上到下，每经过一个元件改变一个号，依次编排，不能缺号，也不能重号。,3.1.2 电气原理图,图区的划分,在图样的下方 沿横坐标方向 划分图区，用 数字编号。同 时在图样的上 方沿横坐标方 向划区，分别 用文字标明该 区电路的功能。,3.1.2 电气原理图,接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示。,3.1.2 电气原理图,主电路和控制电路
8、的线号标记,三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记。 电源开关之后的分别按U、V、W顺序标记。分级三相交流电源主电路可采用1U、1V、1W；2U、2V、2W等。 各电动机分支电路各接点可采用三相文字代号后面加数字来表示如：U11、 U21等，数字中的十位数字表示电动机代号，个位数字表示该支路的接点代号。 控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。标注方法按“等电位”原则进行，在垂直绘制的电路中，标号顺序一般由上而下编号，凡是被线圈、绕组、触点或电阻、电容等元件所间隔的线段，都应标以不同的电路标号。 “1”通常标在控制线的最上方，然后按照控制回路从上到下、从左到右的顺序，以
9、自然序数递增，每经过一个触点，线号依次递增，电位相等的导线线号相同，接地线作为“0”号线。 另一种是以压降元件为界，其两侧的不同线段分别按标号的个位数的奇偶性来依序标号。,3.1.2 电气原理图,电器元件布置图反映各电器元件的实际安装位置，在图中电器元件用实线框表示，而不必按其外形形状画出；在图中往往还留有 10% 以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供走线和改进设计时用；在图中还需要标注出必要的尺寸。如图所示。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。,3.1.3 电器位置图,图1.3.2 电器位置图,电气位置图中元件的布置应遵循以下原则： （1）体积大和较重的电气元件应安
10、装在电器板的下面，而发热元件应安装在电器板的上面。 （2）强电弱电分开并注意弱电信号的屏蔽，防止干扰。 （3）需要经常维护、检修、调整的电气元件的安装位置不宜过高或过低，要保证日常维护的方便性。 （4）外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利加工、安装和配线。 （5）电气元件布置不宜过密，要留有一定的间距,3.1.3 电器位置图,3.1.4 安装接线图,电气安装接线图是按照电气元件的实际位置和实际接线绘制的，是表示电气元件、部件、组件或成套装置之间的连接关系的图纸，是电气安装接线、线路检查及维修的依据。 为表明电气设备各单元之间的接线关系，要标出所需的数据，如接线端子号，连接导线参数等，以便于
11、安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。它在安装或检修时对照原理图使用，它是根据电器位置布置最合理、联接的导线最经济等原则安排的。 电气控制电路安装接线图绘制时，应遵循以下几个基本原则： (1)各电器不画实体，以图形符号代表。 (2)各电器元件所画的位置，应与实际安装位置一致。必须标明每条线所接的具体位置，每条线都有具体明确的线号。 (3)安装接线图中，电器元件的文字符号及线号应与原理图一致，并按原理图联接。 (4)同一电器元件的各部件要画在起。 （5）绘出连接线时，应标出导线及穿线管子的型号、规格和尺寸，管内导线应留有备用线。多根导线如走向一致，可合并画为单根粗实线，并在线上标出导线型号、线
12、径和根数。 (6)不在同一处电器元件的联接应通过接线端子进行。,3.1.5 电气识图方法与步骤,电气原理图识图方法 1、结合电工基础知识识图 在掌握电工基础知识的基础上，准确、迅速地识别电气图。如改变电动机电源相序，即可改变其的旋转方向的控制。 2、结合典型电路识图 典型电路就是常见的基本电路，如电动机的起动、制动、顺序控制等。不管多复杂的电路，几乎都是由若干基本电路组成的。因此，熟悉各种典型电路，是看懂较复杂电气图的基础。 3、结合制图要求识图 在绘制电气图时，为了加强图纸的规范性、通用性和示意性，必须遵循一些规则和要求，利用这些制图的知识能够准确地识图。,电气原理图识图步骤 1、准备：了解
13、生产过程和工艺对电路提出的要求；了解各种用电设备和控制电器的位置及用途；了解图中的图形符号及文字符号的意义。 2、主电路：首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是交流电路还是直流电路。然后从主电路入手，根据各元器件的组合判断基本控制电路。如电动机的起停、正反转等。 3、控制电路：分析完主电路后，再分析控制电路，“化整为零”，按动作顺序对每条小回路逐一分析研究，然后“集零为整”，再全面分析各条回路间的联系和制约关系，要特别注意与机械、液压部件的动作关系。 4、最后阅读保护、照明、信号指示、检测等部分。,电气安装接线图识图方法 1、分析电路图和安装接线图中电气元件的对应关系。安装接线图是按实际布
14、线绘制 2、分析安装接线图中接线导线的根数和所用导线的具体规格。 3、在阅读安装接线图的主电路时，一般从引入的电源线开始，依次阅读到电动机等用电设备，主要分析用电设备是通过哪些电气元件获得电源的。 4、对于辅助电路要按各条小支路，从电源顺线查阅，直到另一相电源。 5、根据安装接线图中的线号分析主电路的线路走向和连接方法。,电动机基本控制环节,3.2 笼型异步电动机直接起动控制,3.4 笼型异步电动机正反转控制,3.5笼型异步电动机制动控制,3.6 双速电机高低速控制,3.3 笼型异步电动机降压起动控制,3.7电液控制,3.8其他控制,启动的定义 电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状
15、态的过程。,根据电源容量、负载性质以及启动频繁程度，三相交流异步电动机有直接启动和降压启动两种方式。 直接起动即全电压启动。它是通过电器将额定电压直接加在电动机的定子绕组上，使电动机运转。其优点是所需电气设备少，缺点是起动电流大。 小容量电动机（10KW及以下）可以直接起动。判断一台交流电动机能否采用直接起动，也可以根据下列经验公式确定： 直接启动的条件：Ist/IN3/4+S/4P ， 其中：Ist-启动电流；IN -额定电流；S-电源变压器容量（kVA） P-电动机额定功率（kw） 符合本公式，可以直接起动；否则则采用减压起动。 一般情况下，当电动机容量不超过电源变压器容量的15%-20%
16、时，都允许直接起动。 鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法主要有：定子串电阻（或电抗）降压起动、自耦变压器降压起动、 Y- 降压起动等。,3.2 笼型电动机的启动控制线路,一、直接启动控制线路,一般小型台钻和砂轮机等都直接用开关启动，如图1-1所示。,特点 采用开关控制的电路仅适用于不频繁起动的小容量电动机，它不能实现远距离控制和自动控制，也不能实现零压、欠压和过载保护。,(a) 未通电时的状态,图3-2 用接触器启动线路,启动控制线路可以实现基本的自锁与保护功能。 一般10kW以下的电动机都可以直接启动。 直接启动的特点 直接启动是最简单的起动方法。 直接启动时，起动电流很大。 直接启动的接线 启动时用闸刀开关、或接触器将电动机定子绕组直接接到电源上,二、降压起动控制线路,降压起动的概念 降压起动是指电动机在起动时降低加在定子绕组上的电压，起动结束后加额定电压运行的起动方式。 降压启动适用于空载或轻载启动设备。,降压起动的方法 Y-起动 定子串接电抗器(或电阻)的降压起动 自耦变压器（起动补偿器）起动,1.定子串电阻降压起动控制线路,电动机
