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1、江苏自考江苏自考 机械设计与自动化专业机械设计与自动化专业 QQ 群群 1647461171.电器控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件组成的控 制线路。 作用：实现对电力拖动系统的起动、反向、制动和调速等运行性能的控制，实现对拖 动系统的保护；满足生产工艺要求实现生产加工自动化。 2.绘制电气控制线路图时，必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号。 电气原理图表示电气控制线路的原理，以及各电器的作用和相互关系，而不考虑各 电路元件实际安装的位置和实际连线情况。 遵循原则： 1）分为主电路和控制电路。主电路用粗线，控制线用细线画。主电路在左侧， 控制电路在右侧。 2）
2、同一电器的各导电部件如线圈和触点常常不画在一起，用同一文字标明。 3）全部触点都按平常状态绘出。 电气安装安装图表示各种电气设备在机床机械设备和电气控制柜的实际安装位置。 电气设备接线图表示各电气设备之间实际接线情况。 3.笼性异步电动机有直接启动和降压启动两种方式。 直接启动控制线路中的接触器辅助点 KM 式自锁触电。作用：当放开起动按钮 SB2 后，仍可保 证 KM 线圈通电，电动机运行。将这种接触器本身的触电使其线圈保持通电的环节作为自 锁环节。 降压启动 星-三角降压起动控制线路 在正常运行时，电动机定子绕组是联成三角形的，气动时把它联接成星型，起动即将完 毕时恢复成三角形，4KW 以
3、上的三相异步电动机定子绕组在正常运行时，都是接成三角形 的。 转换条件为时间 T控制过程：按 SB2，KM1，KM3，KT 通电，星型起动，延时时间到，KM3 断电，KM2 通电， KM1 仍通电，三角形运行。 KM2 与 KM3 动断触电是保证接触器 KM2，KM3 不会同时通电，以防电源短路。 对于 4-13KW 的选用第二种控制方式。 定子串电阻降压起动控制线路控制过程：按 SB2，KM1 得电，电动机串电阻起动，KT 得电，延时，KM2 得电，短接电阻 电动机正常运行。接触器 KM2 得电后，其动断触点将 KM1 及 KT 断电，KM2 自锁。 4，电动机正反转控制线路 顺序起动时：用
4、控制电器的常开触点作为后启动的得电条件。自锁用常开开关，互锁用常 闭开关。联锁：接触器、选择开关、位置开关（形成开关） 。a 可知按下 SB2，正向接触器 KM1 得电动作，主触点闭合，使电动机正转，按停止按钮 SB1，电动机停止，按下 SB3，反向接触器 KM2 得电动作，主触点闭合，使电动机定子绕 组与正转时相比相序烦了，则电动机反转。但如果 KM1、KM2 同时通电，就会造成短路， 所以 b 把接触器的动断触点互相串联在对方的控制回路中进行联锁控制。接触器辅助触点 这种相互制约关系成为联锁或互锁。C 利用复合按钮 SB2，SB3 就可直接实现由正转变成 反转，而不需停止按钮。但只用按钮进
5、行联锁，而不用接触器动断触电之间的联锁是不可 靠的，主触点可能因为大电流长期作用，被烧焊在一起，使主触点不能断开。如果用的是 接触器动断触电进行联锁，不论什么原因，只要一个接触器是吸合状态，它的联锁动断触 点就必然将另一接触器线圈电路切断，这就能避免事故发生。 5.正反转自动循环线路用行程开关来自动实现电动机的正反转。按下正向起动按钮 SB2，接触器 KM1 得电动作并自锁，电动机正转使工作台前进，当 运行到 ST2 位置时，撞块压下 ST2，ST2 动断触点使 KM1 断电，但 ST2 的动合触点使 KM2 得电动作并自锁，电动机反转使工作台后退，当撞块又压下 ST1 时，使 KM2 断电，
6、 KM1 又得电动作，电动机又正转使工作台前进，这样可一直循环下去。SB1 为停止按钮， SB2 与 SB3 为不同方向的复合起动按钮，为了满足改变工作台方向时，不按停止按钮可直 接操作，限位开关 ST3 与 ST4 安装在极限位置，当由于某种故障，工作台到达 ST1 或 ST2 的位置而未能切断 KM2 或 KM3，工作台将移动到极限位置，压下 ST3 或 ST4，此时最终 把控制回路断开，使电动机停止转动，避免工作越出允许位置所导致的事故，因此 ST3ST4 起限位保护作用。 使用行程开关按照机床运动部件的位置或机件的位置变化所进行的控制，称作按行程原 则的自动控制，或称行程控制，行程控制
7、是机床的生产自动线应用最为广泛的控制方式之 一。 6电动机制动控制线路制动停车有两类：机械制动和电气制动，机械制动采用机械抱闸或液压装置制动。电气 制动实质是使电动机产生一个与原来转子的转动方向相反的制动转矩。常用的电气制动的 能耗制动和反接制动。能耗制动：在三相异步电动机要停车时切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源， 在转速为零时再切除直流电源的制动过程，实质上是把转子原来储存的机械能，变成电能， 又消耗在转子的制动上。工作过程：按 SB2，KM1 通电，电动机起动，按 SB1，KM1 断电切断交流电源，KM2 通 电 接通直流电源，能耗制动开始，KT 通电延时 KM2 断电，制动结束
8、。 制动作用的强弱与通入直流电流的大小和电动机转速有关。一般取直流电流为电动机空载 电流的 34 倍。7反接制动控制线路反接制动：改变异步电动机定子绕组中的三相电源的相序，产生与转子转动方向相反的 转矩，因而起制动作用。当想要停车时，首相将三相电源切换，然后当电动机转速接近零 时，再将三相电源切除。 控制线路是用速度继电器来判断电动机的停与转的。电动机与速度继电器的转子式同轴连 接在一起的，电动机转动时，速度继电器的动合触点闭合，电动机转动停止时动合动合触 点打开。a 控制过程 按 SB2 KM1 通电，电动机正转运行，KS 的动合触点闭合，按 SB1，KM1 断电,KM2 通电， 开始制动，
9、n=0，KS 复位，KM2 断电，制动接触。 b 控制线路中停止按钮使用了复合按钮 SB，并在其动合触点上并联了 KM2 的动合触点， 使 KM2 能自锁，这样用手转动电动机时，虽然 KS 的动合触点闭合，但只要不按停止按钮 SB1，KM2 不会得电，电动机也就不会反接于电源，只有操作停止按钮 SB1 时,KM2 才能 得电，制动线路才能接通。 因电动机反接制动电流很大，故在主回路中串入电阻 R，可防止绕组过热。 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， 镗床，中型车床主轴的制
10、动。 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。 8.分析双速电动机高低速控制线路的工作原理 双速电动机是由改变定子绕组的磁极对数来改变其转速的。将出现端 D1、D2、D3 接电源，D4、D5、D6 端悬空，则绕组为三角形接法，每组绕组中两个线圈串联，成四个极， 电动机为低速；当出线端 D1、D2、D3 短接，而 D4、D5、D6 接电源，则绕组为双星形， 每相绕组中两个线圈并联，成两个极，电动机为高速。 控制线路KMl 为低速 KMh
11、为高速 a 用开关 S 实现高低速控制 b 用复合按钮 SB2 和 SB3 来实现高低速控制，采用复合按钮 连锁，可使高低速直接转换，而不必经过停止按钮。 c 用开关 S 转换高低速，接触器 KMl 动作，电动机为低速运行状态，接触器 KMh 和 KM 动作时，电动机为高速运行状态， 当开关 S 打到高速时，由时间继电器的两个触点首先接通低速，经延时后自动切换到高速， 以便限制起动电流。 功率较小的电动机采用 a b 控制方式，对较大容量的电动机可采用 c 控制方式。9.电液控制液压传动系统易获得很大的力矩，运动传递平稳、均匀，准确可靠，控制方便，易实现 自动化。液压系统由动力装置，执行机构，
12、控制调节装置，辅助装置组成。 半自动车床刀架纵进，横进，快退电液控制线路 YG1 纵向液压缸 YG2 横向液压缸 YA1 YA2 电磁换向阀 M2 液压泵电动机 M1 主电动机 KT 为进行无进给切削设计。 控制过程： 1.按 SB3，M1 起动，开始工作，按 SB4，K1 得电，接通 KM2，主轴转动，K1-动合触 点同时接通 YA1 电磁阀，刀架纵向移动。 2.当刀架到预定位置，ST1 接通，K2 通电，接通 YA2，横向移动切削。 3.横向刀架到预定位置，ST2 接通，KT 得电，进行无进给切削，经过预订延时时候后， KT 的动合延时闭合触点接通 K3，使 K1 K2 断电，是 YA1
13、YA2 断电，刀架退后。 4.K1 断电后，使 KM2 断电，主电机停转。-10.控制线路基本环节 长动：机床在正常加工时候需要连续不断地工作。 点动：按按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机停止工作。 主要区别：控制电器能否自锁。 互锁实际上是一种联锁关系。 多点控制中，把起动按钮并联连接，停止按钮串联连接。 动力头行程控制线路 ST1 ST2 ST3 ST4 分别装在 a b c d，M1 带 I 头 M2 带 II 头 控制过程：按 SB，KM1 得电自锁，M1 正转，动力头 I ba，到达 a 点位置时，ST2 被压下，KM1 断电，I 停止运动，KM2 得电，M2 正转，动力头
14、II cd，当 II 到达 d 点时， ST4 被压下，KM2 断电，同时 KM3 KM4 得电动作并自锁，电动机 M1 M2 都反转，I II 都 原位退回，到原位后，S1 ST3 被压下，KM3 KM4 断电，动力头停止在原位。11.电动机的保护电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、零电压与欠电压保护以及弱磁 保护。 短路保护：1.熔断丝保护（短路，严重过载）2.自动开关保护（短路过载欠电压） 过载保护：热继电器，在使用热继电器作过载保护时，还必须设有短路保护，并且选作的 熔断器的额定电流不应超过热继电器的额定电流 4 倍。 过电流保护：广泛用于直流电机或绕线转子异步电动机。
15、零电压与欠电压保护：为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护交零电压保护。在电源 电压降到一定允许值一下时将电源切断，这是欠电压保护。常用元件电磁式电压继电器实 现欠电压保护。用按钮操作实现零电压保护。 弱磁保护：直流电机在磁场有一定强度下才能起动，若果磁场太弱，电动机的起动电流就 会很大，直流电机正在运行时磁场突然减弱或消失，电动机转速就会迅速升高，甚至发生 飞车。通过电动机励磁回路串入弱磁继电器（电流继电器） 。12.卧式车床电气控制线路 进给运动多半是通过主轴运动分出一部分动力，通过交换齿轮箱传给进给箱实现刀具进给。起动方式不仅要考虑电动机容量还要考虑电网的容量。 （5KW 电动机直接起动
16、，10KW 以 上降压起动） 。 制动方式 电气：能耗制动和反接制动 机械：摩擦离合器。 CW6163B 电动机均为直接起动，主轴采用液压制动器。 中间继电器具有零压保护作用。 分析设计 C650 车床。采用反接制动，为了较少制动电流，定子回路串入电阻 R。 1.主电路 组合开关 Q 引入电源，FU1 为 M1 的短路保护熔断器，KR1 为 M1 电动机热继电器， R 为限流电阻。通过互感器 TA 介入电流表 A 监视 M1 绕组电流。熔断器 FU2 为 M2 M3 电动机短路保护，KM1 KM2 为 M2 M3 起动接触器，KR2 为 M2 电动机的过载保 护。13.机床电气设计的一半内容 中小型机床一般采用单速或双速笼型异步电动机。 调速性质是指转矩 功率与转速的关系。 机床的切削运动需要恒功率传动，进给运动则需要恒转矩传动。 他励直流电机改变电压的调速方法则属于恒转矩调速，改变励磁的调速方法属于恒功率调 速。 有触点控制系统，控制电路的接通或分断是通过开关或继电器等出点的闭合与分断来进行 控制的。 电气设计包括以下内容 1） 拟定电气设计任务书 2） 确定
