第3章机床电气控制基本电路

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1、 机电电气控制技术机床电气控制技术 郑州大学机械工程学院第三章 机床电气控制基本电路 1机电电气控制技术1.要求掌握异步电动机的启动、停止、制动、正反转、调速、保护等基本控制电路原理及特点。2. 要求能够识读简单机床电气控制图纸，并能分析相关控制过程的目的。 主要要求2机电电气控制技术1. 异步电动机的启动、停止、制动、正反转、调速、保护等基本控制电路原理及特点。2. 简单机床电气控制图识读方法重点难点3机电电气控制技术第三章 目 录3.1 机床电气控制原理图识图基础 3.2 电动机启动控制线路 3.3 电动机正反转控制线路 3.4 电动机点动控制线路 3.5 电动机的制动控制线路 3.6 电

2、动机调速控制线路 3.7 电液控制 3.8 控制线路的其他基本环节 3.9 控制线路的保护电路 4机电电气控制技术3.1 机床电气控制原理图识 图基础l电气控制系统图主要有三类：电气原理图、电气安装接线 图和电气元件布置图。l电气符号国家标准有新、旧两种:l旧国标是从电气元件结构出发设计，如GB 312-1964、 GB 314-1964、GB 315-1964等；l新国标是从电气元件的功能出发设计，如GB/T4728.1- 1985、GB/T4729.1-1989等。目前统一规定使用与国际电 工委员会（IEC）标准接轨的新的国标。l常用到的有：GB4728-2000电气图常用图形符号、 GB

3、5226-85机床电气设备通用技术条件、GB7159-87电 气技术中的文字符号制定通则、GB6988-1997电气技术 用文件的编写和GB5094-85电气技术中的项目代号等。 5机电电气控制技术3.1.1 电气图形符号和文字符号 l电气图示符号:图形符号、文字符号、回路标号以及坐标 表示和文字标示等内容。l 1、图形符号l 通常用于图样或其它文件以表示一个设备或概念的图形 、标记或字符。详见附录1；l图形符号含:符号要素、一般符号和限定符号。l符号要素是一种具有确定意义的简单图形，它必须同 其它图形组合才构成一个设备或概念的完整符号。如接触 器常开主触点的符号就是由接触器触点功能符号（用小

4、半 圆表示）和常开触点符号组合而成的。l一般符号:表示一类产品及其特征的一种简单符号,如电机 可用一个圆圈表示。l限定符号:用于提供附加信息的一种加在其它符号上的符 号。如延时继电器触点上的延时符号。 6机电电气控制技术运用图形符号绘制电气系统图时应注意：l 符号尺寸大小、线条粗细可缩放，但同图同尺寸，各 符号间及符号本身比例保持不变。l 符号方位可旋转或镜像，但文字和指示方向不得倒置l 大多数符号都可以加上补充说明标记。l 有些具体器件的符号可由设计者根据国家标准的符号 要素、一般符号和限定符号组合而成。l 国家标准未规定的图形符号可根据实际需要，按突出 特征、结构简单、便于识别的原则自行设

5、计，但需要报国 家标准局备案。当采用其它来源的符号或代号时，必须在 图解和文件上说明其含义。 7机电电气控制技术2、文字符号l有基本文字符号、辅助文字符号，见附录2。l 基本文字符号有单字母和双字母两种：l单字母符号分23大类，每一大类用一个专用单字母符号表示：“C”电容器类，“R”电阻器类等；l双字母符号：单字母+另一个字母，且单字母必须在前，如“F”表示保护器类，“FU”则表示为熔断器，“FR”表示具有延时动作的限流保护器等。8机电电气控制技术l 辅助文字符号：表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征：l如“RD”红色，“SYN”同步等；l也可放在表示种类的单字母后边组成双字母

6、符号，如 “SP”接近开关，“YB”电磁制动器等；l若辅助文字符号有两个以上字母组成时，只允许采用其第 一字母进行组合，如“MS”同步电机；l辅助文字符号还可以单独使用，如“ON”接通，“N”中性线等。9机电电气控制技术l 当规定的基本文字符号和辅助文字符号对均不适用时 ，可补充：l 在不违背国家标准文字符号编制的条件下，可采用国际 标准中规定的电气技术文字符号。l 在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充未列 出的双字母文字符号和辅助文字符号。l 文字符号应按电气名词术语、国家标准或专业技术标准 中规定的英文术语缩写而成，基本文字符号不得超过两位 字母，辅助文字符号一般不超过三位字母。l

7、 文字符号采用拉丁字母大写正体字。l 因拉丁字母中大写正体字“I”和“O”易与阿拉伯数字“1”和 “0”混淆，因此不允许单独作为文字符号使用。10机电电气控制技术l3、电路各接点标记l 三相交流电源引入线：L1、L2、L3标记。l 电源开关之后的三相交流电源主电路：U、V、W。l 分级三相交流电源主电路采用三相文字符号U、V、W 的前边加上阿拉伯数字1、2、3等来标记，如1U、1V、 1W；2U、2V、2W等。l 各电机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加 数字来表示，数字中的个位数表示电机代号、十位数字表 示该支路各接点的代号，如：U21表示1号电机U相第二个 接点代号，以此类推。11机

8、电电气控制技术l 电机绕组首端U、V、W标记，尾端分别用U 、V和W标记，双绕组中的点则用1U、1V、1W标记。l 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。按“等电位”原则，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。12机电电气控制技术3.1.2 电气控制原理图分析方法 l1、电气控制原理图组成绘制原则根据控制线路的工作原理绘制的，用于表示控制线路的控制原理；图中位置按原理接，不是实际位置； 组成主回路（线路）、控制回路（线路）和照明、指示回路（线路）等。 13机电电气控制技术图3-1 电气控制原理图组成（b）主电动电动 机

9、与润润滑 泵电动泵电动 机联锁联锁 控制线线路（a）电气控制原理图组成14机电电气控制技术l 主回路强电流：开关、熔断器、接触器主触点、 热继电器电动机等组成，完成机床电动机的启动、正反转 、制动、调速等，通常是380V交流电。l 控制回路小电流：继电器和接触器线圈、主令电 器、控制触点及控制变压器等，实现机床电动机的启动、 正反转、制动、调速基本逻辑控制，控制回路通常是 220V、110V交流电压，或24V等直流电压。l 照明和指示回路工作状态指示和工作照明：电源 变压器、指示灯、照明灯、照明开关等组成。照明回路通 常是36V交流电压，指示回路通常是6.3V交流电压等。 15机电电气控制技术

10、2、电气控制原理图分析基 础l（1）多部件线路表式法：集中表示法、半集中表示 法或分开表示法。l分开表示法较复杂的控制线路。l同电气元件的各部件可以不画在一起，可以根据其 在电路中所起的作用分别画在不同的线路中，但文字 符号必须相同。l（2）触点动作控制：l无电磁线圈元件靠外力或其他因素来实现l有电磁线圈元件靠吸引线圈中电流的接通和断开 来实现的。16机电电气控制技术（3）主回路和其他回路可分 开画l电源线路、主回路、控制回路、照明线路及信号线路可 分画：l 电源线路：水平线画法或垂直线画法l交流电L1、L2、L3、中性线N和保护地线PE由上到 下或由左至右依次排列画出；l直流电正上负下，电源

11、开关水平；l 主回路：动力装置(如电动机等)、保护器件(如热保护 继电器的热元件、熔断器等)，可用单线或多线表示；l 控制回路和信号线：线圈、信号灯等耗电元件直接与 PE连接，控制触点连接在上方水平电源线与耗电元件之 间。17机电电气控制技术l 主辅线路排列方式：据动作的先后顺序，从上到下或从左至右，还可在支路旁标出控制作用。l 简单主、辅线路通常画在一起：对于不太复杂的电气控制线路图，主线路与辅助线路通常是画在一起的；l（4）交叉导线接点画法：直联的交叉导线的接点，通常是用小黑点表示。18机电电气控制技术（5）元器件位置编号l坐标图表示法：行和列，行用字母A，B，C，列用数字1，2，3，器件

12、位置用行列号表示。右图：XB2，标记为08/B2；YC4，标记为08/C4。123546123546ABCDABCDXY08号图图图3-2 图图幅分区示例 19机电电气控制技术l（6）开关、触点状态：线圈未通电时的状态；开关 手柄处于零位时的状态；行程开关、按钮不受外力的 状态；机械系统原始位置。l3、电气控制原理图的阅读和分析方法：查线读图法（直接 读图法或跟踪追击法）、逻辑代数法（间接读图法）和逆读 溯源法。l(1) 查线读图法：l优：直观，易掌握l缺：对复杂线路，叙述冗长，易出错;l以分析各个执行元件、控制元件和附加元件的作用、功能为 基础，据生产机械的生产工业过程，分析被控对象的控制情

13、 况和电气线路的控制原理；20机电电气控制技术 了解生产工艺与执行电器的 关系l完成哪些动作？动作间有何联系？l了解机床基本结构、运动形式、加工工艺过程、操作方法和机床对电气控制基本要求；l电机、电器安装部位、作用、规格和型号，各种操作手柄、开关、控制按钮的功能和操作方法，对机床的机械、液压部件发生直接联系的各种电器（如行程开关、撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等）安装部位及作用；21机电电气控制技术 分析主回路l据主回路控制元件的触点、电阻和其它检测、保护器件，大致判定电动机的控制和保护功能：电动机数目；电动机间是否有联锁控制；是否有正反转控制；是否有制动控制、是否要调速等。22机电电气

14、控制技术图31b 主电路分析l主电路：电机M1和M2：lM1主电路：KM2主触头和热继电器FR1 全压直接启动，FR1过载保护lM2主电路：KM1的主触头和热继电器FR2 全压直接启动，FR2过载保护。油泵电动机主电动机23机电电气控制技术 控制电路的分析方法：l主回路主触点和其它电器符号控制回路控制环节及环节 间的相互关系控制电路由上往下，由左往右阅读；l若按按钮谁动作？控制其它元件动作被控对象如何动作；l跟踪动作信号检测元件状态变化执行元件动作变化l器件间相互联系和制约，直至将线路完全看懂为止。l复杂电路控制电路基本控制环节分解：据控制功能，将电路 分解成与主回路基本环节，再逐环节进行分析

15、，再串各个环 节，采用这种化整为零分析方法。24机电电气控制技术控制电路分析l按电机拆：M1、M2lM2SB1、SB2、接触器线圈及辅助触头 KM1、热继电器触头 FR2；lM1SB3、SB4、 KM1的常开辅助触头 、接触器KM2线圈及辅助触头。25机电电气控制技术l要注意各环节间联系和制约关系，直至全部看懂。l优点：是直观性强，容易掌握；l缺点：分析复杂电路时易出错，一定要认真细心。26机电电气控制技术l控制过程分析：lM2启动：合上QS按SB2KM1线圈得电自锁 主触头KM1闭合M2启动；lM2停转：按SB1KM1线圈失电M2停转。l同理可以分析主回路电动机M1启停；l工艺上：l顺序起动

16、（先M2后M1 ）： 这是通过将KM1常开触头串入 主回路线圈KM2控制电路中来实现KM2只有KM1通电 后才能通电，M2启动后M1才启动，以实现顺序控制。 27机电电气控制技术(2) 逻辑代数法l用电路逻辑表达式来分析：l 机床电气逻辑表示l电路状态与逻辑函数式之间对应关系：la. 用KA、KM、SQ动合（常开）触头；l则 、 、 动断（常闭）触头。lb. 开关元件受激状态（接触器、继电器线圈得电，按钮或 行程开关处于受压状态）为“1”状态；而元件的原始状态（ 继电器线圈失电，按钮等未受压）为“0”状态。l 逻辑代数基本逻辑关系及串、并联电路逻辑表示l大写字母A、B逻辑变量。l三种基本逻辑：逻辑和（或）、逻辑乘（与）、逻辑非。2