《数控机床电气控制》第1章

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1、数控机床电气控制数控机床电气控制（1）机床常用电器特点、原理及选用）机床常用电器特点、原理及选用（2）机床控制线路的基本环节的分析方法）机床控制线路的基本环节的分析方法（3）典型普通机床电气控制线路的特点与原理）典型普通机床电气控制线路的特点与原理（4）机床电气控制线路的设计方法和步骤）机床电气控制线路的设计方法和步骤（5）可编程序控制器的工作原理）可编程序控制器的工作原理（6）可编程序控制器的指令与实际应用）可编程序控制器的指令与实际应用（7）数控系统与伺服驱动系统的原理）数控系统与伺服驱动系统的原理（8）典型数控机床电气控制系统的原理）典型数控机床电气控制系统的原理v本课程主要本课程主要的

2、知识点的知识点： 2021/9/151数控机床电气控制数控机床电气控制（1）正确选用机床常用电器的能力）正确选用机床常用电器的能力（2）分析机床控制电路基本环节的能力）分析机床控制电路基本环节的能力（3）具有对不太复杂的机床控制电路的设计能力）具有对不太复杂的机床控制电路的设计能力（4）分析可编程控制器的工作原理的能力）分析可编程控制器的工作原理的能力（5）能能根根据据生生产产工工艺艺过过程程和和控控制制要要求求正正确确编编制制PLC程序的能力程序的能力（6）分析数控机床电气控制系统的能力）分析数控机床电气控制系统的能力v学习本课程应达到的能力：学习本课程应达到的能力：2021/9/152数控

3、机床电气控制数控机床电气控制第一节第一节 机床常用电器的选择（课时机床常用电器的选择（课时4）第二节第二节 机床电气原理图的画法及阅读方法（课时机床电气原理图的画法及阅读方法（课时1）第三节第三节 三相异步电动机的起动（课时三相异步电动机的起动（课时2）第四节第四节 三相异步电动机的运行（课时三相异步电动机的运行（课时1）第五节第五节 三相异步电动机的制动（课时三相异步电动机的制动（课时1）第六节第六节 电动机保护（课时电动机保护（课时1）第一章第一章 机床控制线路的基本环节机床控制线路的基本环节2021/9/153数控机床电气控制数控机床电气控制( (1) )常用的工厂控制电器，一些基本工厂

4、控制常用的工厂控制电器，一些基本工厂控制电路电路。( (2) )控制线路的基本环节的工作原理、分析方控制线路的基本环节的工作原理、分析方法。法。v学习内容学习内容： ( (1) )了解常用的控制电器的工作原理了解常用的控制电器的工作原理。( (2) )了解常开触点、常闭触点和线圈的概念。了解常开触点、常闭触点和线圈的概念。( (3 3) )了解基本控制电路的工作原理。了解基本控制电路的工作原理。v教学要求教学要求： 2021/9/154数控机床电气控制数控机床电气控制 通过本章的学习，要求读者具有正确选用通过本章的学习，要求读者具有正确选用机床常用电器的能力、分析机床控制电路基本机床常用电器的

5、能力、分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。 v本章的能力要求本章的能力要求: 2021/9/155数控机床电气控制数控机床电气控制第一节第一节 机床常用电器的选择机床常用电器的选择一、一、开关电器开关电器 1. .刀开关刀开关 主要用于接通和切断长期工作设备的电源主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于及不经常起动及制动、容量小于7.5kW的异步的异步电动机。电动机。 2021/9/156数控机床电气控制数控机床电气控制2021/9/157数控机床电气控制数控机床电气控制 刀开关分单极、双极和三极。刀开关在电刀

6、开关分单极、双极和三极。刀开关在电气原理图中的图形及文字符号如图所示。气原理图中的图形及文字符号如图所示。2021/9/158数控机床电气控制数控机床电气控制（1）其额定电流要大于电动机额定电流的三倍。）其额定电流要大于电动机额定电流的三倍。（2）根据电源种类、电压等级、所需级数及使）根据电源种类、电压等级、所需级数及使用场合。用场合。刀开关选择：刀开关选择：目前生产的产品常用型号系列有目前生产的产品常用型号系列有HD和和HS等。等。 2021/9/159数控机床电气控制数控机床电气控制2组合开关组合开关在在机机床床电电气气控控制制中中主主要要用用作作电电源源开开关关，不不带带负负载载接接通通

7、或或断断开开电电源源，供供转转换换之之用用；也也可可以以直直接接控控制制5kW以以下下的的异异步步电电动动机机的的起起动动、停停止止等等，组组合合开开关不适于频繁操作的场所使用。关不适于频繁操作的场所使用。 开开关关的的额额定定电电流流一一般般取取电电动动机机额额定定电电流流的的1.52.5倍倍。分分别别装装在在多多层层绝绝缘缘件件内内的的动动静静触触片片组组成成，动动触触片片装装在在带带有有手手柄柄的的轴轴上上，手手柄柄沿沿任任一一方方向向每每转转动动一一定定角角度度，触触片片便便轮轮流流接接通通或或分分断。断。 2021/9/1510数控机床电气控制数控机床电气控制 组合开关的图形符号和文

8、字符号如图所示。组合开关的图形符号和文字符号如图所示。 主要根据电源种类、电压等级、所需触头数主要根据电源种类、电压等级、所需触头数及电动机容量进行选用。及电动机容量进行选用。 组合开关的常用产品有组合开关的常用产品有HZ5、HZ10系列。系列。 2021/9/1511数控机床电气控制数控机床电气控制3低低压断路器断路器( (自自动空气开关空气开关) ) 它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在欠压故障时能自动切断电路，有效地保护串接

9、在它后面的电器设备。它后面的电器设备。 2021/9/1512数控机床电气控制数控机床电气控制( (1) ) 塑料外壳式断路器塑料外壳式断路器 机床常用机床常用的的DZl0、DZl5、DZ520、DZ550等系列塑料外壳式断路器（以下简称断路器），等系列塑料外壳式断路器（以下简称断路器），适用于交流电压适用于交流电压500V以下和直流电压以下和直流电压220V以下的以下的电路，作不频繁地接通和断开电路用。电路，作不频繁地接通和断开电路用。2021/9/1513数控机床电气控制数控机床电气控制(2) (2) 小型断路器小型断路器 小型断路器主要用于照明配电系统和控制回小型断路器主要用于照明配电系

10、统和控制回路。机床常用路。机床常用DZ3032、DZ4760等系列的小等系列的小型断路器。型断路器。 其主要用于交流其主要用于交流50Hz/60Hz，单极，单极230V，二、二、三、四极三、四极400V线路的过载、短路保护，同时也可线路的过载、短路保护，同时也可以在正常情况下不频繁地通断以在正常情况下不频繁地通断电器装置和照明线电器装置和照明线路。路。 2021/9/1514数控机床电气控制数控机床电气控制 低压断路器电气图形及文字符号如图所示。低压断路器电气图形及文字符号如图所示。 2021/9/1515数控机床电气控制数控机床电气控制1 1）额额定定电电压压和和额额定定电电流流应应不不小小

11、于于电电路路的的正正常常工工作电压和工作电流。作电压和工作电流。2 2）各脱扣器的整定：）各脱扣器的整定：热热脱脱扣扣器器的的整整定定电电流流应应与与所所控控制制的的电电动动机机的的额额定电流或负载额定电流相等；定电流或负载额定电流相等；失压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压；失压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压；电流脱扣器（过电流脱扣器）的整定电流应大电流脱扣器（过电流脱扣器）的整定电流应大于负载正常工作时的尖峰电流，对于电机负载，通于负载正常工作时的尖峰电流，对于电机负载，通常按起动电流的常按起动电流的1.7倍整定。倍整定。 低压断路器的选择：低压断路器的选择：2021/9/1516数控

12、机床电气控制数控机床电气控制二、主令电器二、主令电器 控控制制系系统统中中，主主令令电电器器是是一一种种专专门门发发布布命命令令、直直接接或或通通过过电电磁磁式式电电器器间间接接作作用用于于控控制制电电路路的的电电器器，常常用用来来控控制制电电力力拖拖动动系系统统中中电电动动机机的起动、停车、调速及制动等。的起动、停车、调速及制动等。 常常用用的的有有控控制制按按钮钮、限限位位开开关关、万万能能转转换换开关等。开关等。 2021/9/1517数控机床电气控制数控机床电气控制1控制按控制按钮 在在控控制制电路路中中发出出手手动指指令令远距距离离控控制制其其他他电器器，再再由由其其他他电器器去去控

13、控制制主主电路路或或转移移各各种种信信号号，也也可可以以直直接接用用来来转换信信号号电路路和和电器器联联锁锁电电路路等等。按按钮钮是是一一种种常常用用的的手手动动控控制制电电器器，用用来来发发出出信信号号和和接接通通或或断断开开控控制制电路。电路。 每每个个按按钮中中触触点点的的形形式式和和数数量量可可按按需需要要装装配成配成1常开、常开、1常常闭到到6常开、常开、6常常闭形式。形式。 2021/9/1518数控机床电气控制数控机床电气控制 指示灯按钮内可装入信号灯显示信号，紧指示灯按钮内可装入信号灯显示信号，紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；另急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；

14、另外，还有旋钮式、钥匙式按钮。外，还有旋钮式、钥匙式按钮。 一般使用时用红色表示停止按钮，绿色表示一般使用时用红色表示停止按钮，绿色表示起动按钮。起动按钮。 常用的按钮种类有常用的按钮种类有LA2、LA18、LA19 、 LA20、LA25等系列。等系列。2021/9/1519数控机床电气控制数控机床电气控制结构示意结构示意2021/9/1520数控机床电气控制数控机床电气控制按钮的图文符号按钮的图文符号2021/9/1521数控机床电气控制数控机床电气控制按钮按钮图形和文字符号如形和文字符号如图所示。所示。 按钮选择的主要依据是使用场所、所需要的触按钮选择的主要依据是使用场所、所需要的触头数

15、量、种类及颜色。头数量、种类及颜色。 2021/9/1522数控机床电气控制数控机床电气控制2. .限位开关限位开关 限位开关又称位置开关，其作用是将机械位移限位开关又称位置开关，其作用是将机械位移转换成电信号，使电动机运行状态发生改变，即按转换成电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。用来控制一定行程自动停车、反转、变速或循环。用来控制机械运动或实现安全保护。机械运动或实现安全保护。 2021/9/1523数控机床电气控制数控机床电气控制 限位开关的图形符号和文字符号如图所示。限位开关的图形符号和文字符号如图所示。 目前国内生产的限位开关目前国内生产的限位开

16、关有有LXK3、3SE3、LX19、LX32、JL33等系列。其中，等系列。其中，3SE3系列为引进西门子公司技系列为引进西门子公司技术生产的，该系列开关额定电术生产的，该系列开关额定电压为压为500V，额定电流为，额定电流为10A。 2021/9/1524数控机床电气控制数控机床电气控制 在实际应用中，限位开关的选择主要从以下在实际应用中，限位开关的选择主要从以下几方面考虑：几方面考虑：1) ) 根据机械位置对开关的要求；根据机械位置对开关的要求；2) ) 根据控制对象对开关触点数目的要求。根据控制对象对开关触点数目的要求。 2021/9/1525数控机床电气控制数控机床电气控制 接近开关接

17、近开关( (无触点式限位开关无触点式限位开关) ) 有一对常开、有一对常开、常闭触头。它不仅能代替有触头限位开关来完常闭触头。它不仅能代替有触头限位开关来完成行程控制和限位保护，还可以用于高频记数、成行程控制和限位保护，还可以用于高频记数、测速、液面控制、零件尺寸检测、加工程序的测速、液面控制、零件尺寸检测、加工程序的自动衔接等场合。自动衔接等场合。 2021/9/1526数控机床电气控制数控机床电气控制接近开关图形与文字符号如图所示。接近开关图形与文字符号如图所示。 其主要系列型号有其主要系列型号有LJ2、LJ6、LXJ6、XJ18和和 3SG、LXT3等。等。2021/9/1527数控机床

18、电气控制数控机床电气控制 接近开关的选用主要从以下几方面考虑：接近开关的选用主要从以下几方面考虑：1) 1) 因价格高，仅用于工作频率高，可靠性及精度因价格高，仅用于工作频率高，可靠性及精度要求均较高的场合。要求均较高的场合。2) 2) 按动作距离要求选择型号、规格。按动作距离要求选择型号、规格。2021/9/1528数控机床电气控制数控机床电气控制3万能转换开关万能转换开关 万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、路转换、

19、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。 常用万能常用万能转换开关有转换开关有LW5和和LW6系列。系列。 2021/9/1529数控机床电气控制数控机床电气控制 脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电器。脚将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电器。脚踏开关电气图形及文字符号如图所示。踏开关电气图形及文字符号如图所示。 4. . 脚踏开关脚踏开关 2021/9/1530数控机床电气控制数控机床电气控制三、熔断器三、熔断器 当电路发生短路

20、或严重过载时，熔断器的熔当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断器主要用于短路保护。器主要用于短路保护。 熔断器一般由熔体和底座等组成。熔断器一般由熔体和底座等组成。 熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式和封闭管式三种。和封闭管式三种。 2021/9/1531数控机床电气控制数控机床电气控制熔断器的图形符号及文字符号如图所示。熔断器的图形符号及文字符号如图所示。 选择熔断器时主要是选择熔断器时主要是选择熔断器的类型、额定选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的电压、额定

21、电流及熔体的额定电流。额定电流。 2021/9/1532数控机床电气控制数控机床电气控制 熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器工熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器工作的电路额定电压，额定电流必须等于或高于熔作的电路额定电压，额定电流必须等于或高于熔断器工作的电路额定电流。断器工作的电路额定电流。 电路保护用熔断器熔体的额定电流，基本上电路保护用熔断器熔体的额定电流，基本上可按电路的额定负载电流来选择。可按电路的额定负载电流来选择。 2021/9/1533数控机床电气控制数控机床电气控制 电动机回路中作短路保护时，对于电动机回路中作短路保护时，对于单台直接起单台直接起动电动机，应按下式计算：动

22、电动机，应按下式计算：Ifu=（1.52.5）IN IIN 电动机的额定电流。电动机的额定电流。 对于多台直接起动电动机，应按下式计算：对于多台直接起动电动机，应按下式计算： Ifu=（1.52.5）Inmax+IN INmax 功率最大的一台电动机额定电流。功率最大的一台电动机额定电流。 IN 其余电动机额定电流之和。其余电动机额定电流之和。2021/9/1534数控机床电气控制数控机床电气控制四、接触器四、接触器 接触器是一种用途极为广泛的自动控制电器，主要用于接触器是一种用途极为广泛的自动控制电器，主要用于接通或切断交直流接通或切断交直流电动机电动机的主电路或大容量控制电路，也经常的主电

23、路或大容量控制电路，也经常用于控制其他电器用于控制其他电器。接触器可以频繁地操作，而且性能比较稳接触器可以频繁地操作，而且性能比较稳定。定。 接触器种类分为直流、交流两种，机床上应用最多的是交流接触器种类分为直流、交流两种，机床上应用最多的是交流接触器。目前我国常用的交流接触器主要有：接触器。目前我国常用的交流接触器主要有：CJ20、CJX1、CJX2、CJ12和和CJ10等系列，引进德国等系列，引进德国BBC公司制造技术生产公司制造技术生产的的B系列，德国系列，德国SIEMENS公司的公司的3TB系列等。系列等。 2021/9/1535数控机床电气控制数控机床电气控制接触器是利用电磁吸力的原

24、理工作的，主要由电磁机构接触器是利用电磁吸力的原理工作的，主要由电磁机构和触头系统组成。电磁机构通常包括吸引线圈、铁芯和和触头系统组成。电磁机构通常包括吸引线圈、铁芯和衔铁三部分。衔铁三部分。2021/9/1536数控机床电气控制数控机床电气控制 接触器的图形符号及文字符号如图所示。接触器的图形符号及文字符号如图所示。 选择交流接触器时主要考虑主触点的额定电压、选择交流接触器时主要考虑主触点的额定电压、额定电流、辅助触点的数量与种类、吸引线圈的电额定电流、辅助触点的数量与种类、吸引线圈的电压等级、操作频率等。压等级、操作频率等。 2021/9/1537数控机床电气控制数控机床电气控制 PNIC

25、 = K =11.4 KUN 交流接触器的额定电压（指主触点的额定电压）交流接触器的额定电压（指主触点的额定电压）一般为一般为500V或或380V两种，应大于或等于负载电路两种，应大于或等于负载电路的电压。的电压。 接触器线圈的电流种类（交流和直流两种）和接触器线圈的电流种类（交流和直流两种）和电压等级应与控制电路相同。电压等级应与控制电路相同。 触点数量和种类应满足主电路和控制电路的要触点数量和种类应满足主电路和控制电路的要求求 。 接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应大于或等于被控回路的额定电流。大于或等于被控回路的额定电流。 2021/9/15

26、38数控机床电气控制数控机床电气控制五、继电器五、继电器 继继电电器器是是一一种种根根据据电电量量参参数数（电电压压、电电流流）或或非非电电量量参参数数（时时间间、温温度度、压压力力等等）的的变变化化自自动动接接通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。 2021/9/1539数控机床电气控制数控机床电气控制 中中间间继继电电器器其其主主要要用用途途是是当当其其他他电电器器的的触触点点数数量量或或触触点点容容量量不不够够时时，可可借借助助中中间间继继电电器器来来增增加加它它们们的的触触点点数数量量或或触触点点容容量量，起起到到中中间间信信号号的

27、的转换和放大作用。转换和放大作用。 中间继电器的图形符号和文字符号如图所示。中间继电器的图形符号和文字符号如图所示。1. .中间继电器中间继电器 2021/9/1540数控机床电气控制数控机床电气控制 常用的常用的中间继电器有中间继电器有JZ7、JZ8等系列。适用等系列。适用于交流电压于交流电压380V、电流、电流5A以下的控制电路。以下的控制电路。 中间继电器主要依据被控制电路的电压等级，中间继电器主要依据被控制电路的电压等级，触点的数量、种类及容量来选用。触点的数量、种类及容量来选用。 2021/9/1541数控机床电气控制数控机床电气控制2时间继电器时间继电器 从从得得到到输输入入信信号

28、号起起，需需经经过过一一定定的的延延时时后后才才能输出信号的继电器称为时间继电器。能输出信号的继电器称为时间继电器。 时时间间继继电电器器有有通通电电延延时时型型和和断断电电延延时时型型两两种种。通通电电延延时时时时间间继继电电器器是是线线圈圈通通电电，触触点点延延时时动动作作；断电延时时间继电器是线圈断电，触点延时动作。断电延时时间继电器是线圈断电，触点延时动作。2021/9/1542数控机床电气控制数控机床电气控制 时间继电器的图形符号和文字符号如图所示。时间继电器的图形符号和文字符号如图所示。 选择时应考虑：选择时应考虑：延时触点的延时方式、数目。延时触点的延时方式、数目。2021/9/

29、1543数控机床电气控制数控机床电气控制3热继电器热继电器 利用利用电流的热效应来切断电路的保护电器。电流的热效应来切断电路的保护电器。 热继电器的图形符号和文字符号如图所示。热继电器的图形符号和文字符号如图所示。 2021/9/1544数控机床电气控制数控机床电气控制 热热继继电电器器由由于于其其热热惯惯性性，当当电电路路短短路路时时不不能能立即动作切断电路。因此，不能用作短路保护。立即动作切断电路。因此，不能用作短路保护。 常用的热继电器有常用的热继电器有JR0、JR10系列。系列。 热热继继电电器器的的整整定定电电流流一一般般应应调调节节到到与与电电动动机机额额定电流相等，以便更好地起到

30、过载保护作用。定电流相等，以便更好地起到过载保护作用。 当当热热继继电电器器通通过过的的电电流流为为其其整整定定电电流流的的20时时，在一定时间动作。在一定时间动作。 2021/9/1545数控机床电气控制数控机床电气控制4速度继电器速度继电器 速速度度继继电电器器又又称称为为反反接接制制动动继继电电器器。它它主主要要用用于于笼笼型型异异步步电电动动机机的的反反接接制制动动控控制制电电路路中中，当当反反接接制制动动的的转转速速下下降降到到接接近近零零时时能能自自动动地地及及时时切切断断电电源。源。 2021/9/1546数控机床电气控制数控机床电气控制 速度继电器的图形符号和文字符号如图所示。

31、速度继电器的图形符号和文字符号如图所示。 机床上常用的速度机床上常用的速度继电器有继电器有JY1型和型和JFZ0型型两种。两种。 2021/9/1547数控机床电气控制数控机床电气控制六、控制变压器六、控制变压器 变压器是一种将某一数值的交流电压变换成变压器是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压的静止电器。频率相同但数值不同的交流电压的静止电器。 变压器的选择是依据变压器的额定值变压器的选择是依据变压器的额定值 P = KPi K=1.11.25 2021/9/1548数控机床电气控制数控机床电气控制七、直流稳压电源（开关电源）七、直流稳压电源（开关电源） 选择开关电源时

32、需要考虑电源的输出电压路选择开关电源时需要考虑电源的输出电压路数、电源的尺寸、环境条件等条件。数、电源的尺寸、环境条件等条件。 直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变成稳定直流电源。变成稳定直流电源。 2021/9/1549数控机床电气控制数控机床电气控制第二节第二节 机床电气原理图的画法及阅读方法机床电气原理图的画法及阅读方法 一、电气原理图的画法一、电气原理图的画法 电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单清晰的原则，采用电气元件展开的形式绘制成据简单清晰的原则，采用电气元件展开的形式绘制成的表示电气控制

33、线路工作原理的图形。把各元件按接的表示电气控制线路工作原理的图形。把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。起来。2021/9/1550数控机床电气控制数控机床电气控制2021/9/1551数控机床电气控制数控机床电气控制1. 绘制电气原理图的基本规则绘制电气原理图的基本规则 1）电电气气原原理理图图一一般般分分为为主主电电路路、控控制制电电路路、辅辅助助电电路路，主主电电路路就就是是从从电电源源到到电电动动机机绕绕组组的的大大电电流流通通过过的的路路径径，控控制制电电路路是是由由接接触触器器、继继电电器器的的吸吸引引线线圈圈

34、和和辅辅助助触触点点以以及及热热继继电电器器、按按钮钮的的触触点点等等组组成成，辅辅助助电电路路包包括括照照明明灯灯、信信号号灯灯等等电电器器元元件件。控控制制电电路路、辅辅助助电电路路中中通通过过的的电电流流较较小小。一一般般主主电电路路用用粗粗实实线线表表示示，画画在在左左边边（或或上上部部）；辅辅助助电电路路用用细细实实线表示，画在右边（或下部）。线表示，画在右边（或下部）。 2021/9/1552数控机床电气控制数控机床电气控制2）在在原原理理图图中中，各各电电器器元元件件不不画画实实际际的的外外形形图图，而而采采用用国国家家规规定定的的统统一一标标准准来来画画，文文字字符符号号也也要

35、要符符合合国国家家标标准准。属属于于同同一一电电器器的的线线圈圈和和触触点点，都都要要用用同同一一文文字字符符号号表表示示。当当使使用用相相同同类类型型电电器器时时，可在文字符号后加注阿拉伯数字序号来区分。可在文字符号后加注阿拉伯数字序号来区分。3）同同一一电电器器的的各各个个部部件件可可以以不不画画在在一一起起，但但必必须须采采用用同同一一文文字字符符号号标标明明。若若有有多多个个同同一一种种类类的的电电器器元元件件，可可在在文文字字符符号号后后加加上上数数字字序序号号，如如KM1、KM2。2021/9/1553数控机床电气控制数控机床电气控制4）元元器器件件和和设设备备的的可可动动部部分分

36、在在图图中中通通常常均均以以自自然然状状态态画画出出。所所谓谓自自然然状状态态是是指指各各种种电电器器在在没没有有通通电电和和外外力力作作用用时时的的状状态态。对对于于接接触触器器、电电磁磁式式继继电电器器等等是是指指其其线线圈圈未未加加电电压压，而而对对于于按按钮钮、限限位开关等，则是指其尚未被压合。位开关等，则是指其尚未被压合。5）在在原原理理图图中中，有有直直接接电电联联系系的的交交叉叉导导线线的的连连接接点点，要要用用黑黑圆圆点点表表示示。无无直直接接电电联联系系的的交交叉叉导导线，交叉处不能画黑圆点。线，交叉处不能画黑圆点。6）在在原原理理图图中中，无无论论是是主主电电路路还还是是辅

37、辅助助电电路路，各各电电气气元元件件一一般般应应按按动动作作顺顺序序从从上上到到下下，从从左左到到右依次排列，可水平布置或垂直布置。右依次排列，可水平布置或垂直布置。 2021/9/1554数控机床电气控制数控机床电气控制2. 图面区域的划分图面区域的划分 图面分区时，竖边从上到下用拉丁字母，横图面分区时，竖边从上到下用拉丁字母，横边从左到右用阿拉伯数字分别编号。分区代号用边从左到右用阿拉伯数字分别编号。分区代号用该区域的字母和数字表示。图区横向编号下方的该区域的字母和数字表示。图区横向编号下方的“电源开关及保护电源开关及保护”等字样，表明它对应的等字样，表明它对应的下方元件或电路的功能，以便

38、于理解全电路的工下方元件或电路的功能，以便于理解全电路的工作原理。作原理。 2021/9/1555数控机床电气控制数控机床电气控制3. 符号位置的索引符号位置的索引图号图号页次页次图区号区号 在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触器的线圈的文字符号下方要标注其触点位置的索器的线圈的文字符号下方要标注其触点位置的索引；而在触点文字符号下方要标注其线圈位置的引；而在触点文字符号下方要标注其线圈位置的索引索引 。 符号位置的索引，用图号、页次和图区编号符号位置的索引，用图号、页次和图区编号的组合索引法的组合索引法 。2021/9/1556数控机床电气控制数控机床

39、电气控制4. 技术数据的标注技术数据的标注 电气元件的技术数据，除在电气元件明细表电气元件的技术数据，除在电气元件明细表中标明外，有时也可用小号字体标在其图形符号中标明外，有时也可用小号字体标在其图形符号的旁边。的旁边。2021/9/1557数控机床电气控制数控机床电气控制二、电气原理图阅读和分析方法二、电气原理图阅读和分析方法1查线读图法查线读图法 查线读图法是按照线路根据生产过程的工作查线读图法是按照线路根据生产过程的工作步骤依次读图。步骤依次读图。（1）了解生产工艺与执行电器的关系）了解生产工艺与执行电器的关系 （2）分析主电路）分析主电路 （3）分析控制）分析控制电路路 2021/9/

40、1558数控机床电气控制数控机床电气控制2. .逻辑代数法逻辑代数法 逻辑代数法又称间接读图法，是通过对电路的逻辑代数法又称间接读图法，是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析控制电路的，其关键是正逻辑表达式的运算来分析控制电路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。确写出电路的逻辑表达式。 通常把继电器、接触器、电磁阀等线圈通电或通常把继电器、接触器、电磁阀等线圈通电或按钮、限位开关受力（其常开触点闭合接通），用按钮、限位开关受力（其常开触点闭合接通），用逻辑逻辑“1”表示。把线圈失电或按钮、限位开关未表示。把线圈失电或按钮、限位开关未受力（其常开触点断开），用逻辑受力（其常开触点断开），用逻辑“

41、0”表示。表示。 2021/9/1559数控机床电气控制数控机床电气控制 在继电接触器控制线路中，把表示触点状态的在继电接触器控制线路中，把表示触点状态的逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出器等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出逻辑变量是根据输入逻辑变量经过逻辑运算得出的。逻辑变量是根据输入逻辑变量经过逻辑运算得出的。输入、输出逻辑变量的这种相互关系称为逻辑函数输入、输出逻辑变量的这种相互关系称为逻辑函数关系。关系。2021/9/1560数控机床电气控制数控机床电气控制（1）逻辑与）逻辑与 逻

42、辑与用触点串联来实现。逻辑与用触点串联来实现。 KM=KA1KA2 （3）逻辑非逻辑非 逻辑非实际上就是触点状态取反。逻辑非实际上就是触点状态取反。 KM=KA（2）逻辑或）逻辑或 逻辑或用触点并联电路实现。逻辑或用触点并联电路实现。 KM=KA1+KA2 2021/9/1561数控机床电气控制数控机床电气控制 基本逻辑图如图所示。基本逻辑图如图所示。2021/9/1562数控机床电气控制数控机床电气控制（1）组合开关、控制按钮、熔断器、接触器、中）组合开关、控制按钮、熔断器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器等电气元器件间继电器、时间继电器、热继电器等电气元器件的作用、图形及文字符号。

43、的作用、图形及文字符号。（2）电气原理图的画法规则。）电气原理图的画法规则。（3）电气原理图的阅读和分析方法。）电气原理图的阅读和分析方法。知识回顾：知识回顾：2021/9/1563数控机床电气控制数控机床电气控制第三节第三节 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动一、直接起动一、直接起动 点动：按下按钮，电动机工作，松开按钮，点动：按下按钮，电动机工作，松开按钮，电动机停。电动机停。 长动：按下按钮，松开，电动机连续工作。长动：按下按钮，松开，电动机连续工作。 2021/9/1564数控机床电气控制数控机床电气控制1. 点动控制线路点动控制线路 接通电源开关接通电源开关QS按下起动按钮按下

44、起动按钮SB 接接触器线圈触器线圈KM通电，常通电，常开主触点闭合开主触点闭合电动机电动机M接通。松开接通。松开SB 线圈线圈KM断电断电M停止停止。 原理：原理：2021/9/1565数控机床电气控制数控机床电气控制2. 长动控制线路长动控制线路 2021/9/1566数控机床电气控制数控机床电气控制 接通电源开关接通电源开关QS 按下起动按钮按下起动按钮SB2 接接触器触器KM吸合吸合接触器接触器KM辅助常开触点闭合辅助常开触点闭合电动机电动机M运行运行松开按钮松开按钮SB2 M继续运行。继续运行。 按下停止按钮按下停止按钮SB1 KM线圈断电，接触线圈断电，接触器所有触点断开器所有触点断

45、开 M停转。停转。原理：原理： 自锁（自保）：依靠接触器自身的辅助触自锁（自保）：依靠接触器自身的辅助触点来使其线圈保持通电。点来使其线圈保持通电。 2021/9/1567数控机床电气控制数控机床电气控制3. 点动与长动控制线路点动与长动控制线路2021/9/1568数控机床电气控制数控机床电气控制 图图a）是以开关）是以开关SA的打开与闭合来区别点动与的打开与闭合来区别点动与长动的。长动的。原理：原理： 图图b）按钮按钮SB3 控制控制点动，按钮点动，按钮SB2控制控制长动。长动。 图图c）点动时按点动时按SB3，中间继电器，中间继电器KA的常闭触的常闭触点断开接触器点断开接触器KM的自锁触

46、点，的自锁触点，KA的常开触点使的常开触点使KM通电，电动机点动。连续控制时，按通电，电动机点动。连续控制时，按SB2即可。即可。 2021/9/1569数控机床电气控制数控机床电气控制分析下列线路如何实现点动、长动分析下列线路如何实现点动、长动？AC220VSB1KASB2KASB3KAKM思考题：思考题：2021/9/1570数控机床电气控制数控机床电气控制4.两点控制线路两点控制线路 两点控制：两点控制：在甲、乙两个地方都能对电动机在甲、乙两个地方都能对电动机实现起动与停止控制。按钮实现起动与停止控制。按钮SB1、SB3位于甲地，位于甲地，按钮按钮SB2、SB4位于乙地位于乙地 。 20

47、21/9/1571数控机床电气控制数控机床电气控制二、降压起动二、降压起动 1.Y-降压起动控制线路降压起动控制线路 起动时，电动机定子绕组联结成起动时，电动机定子绕组联结成Y型，起动型，起动完毕，正常运行其恢复完毕，正常运行其恢复型联结。型联结。 降压起动的目的是减小起动电流。降压起动的目的是减小起动电流。2021/9/1572数控机床电气控制数控机床电气控制 Y-降压起动控制线路降压起动控制线路 2021/9/1573数控机床电气控制数控机床电气控制 互锁：接触器之间互相制约的关系。互锁：接触器之间互相制约的关系。原理：原理： 按按SB2 KM1通电通电 KM3通电通电 (Y型型) KT通

48、电通电 延时延时t KM3断断KM2通（通（ 型型)KM1仍通仍通注：注：1）KM2、KM3不能不能 同时通电，以防短路。同时通电，以防短路。 2） KM2常闭触点使常闭触点使KT断电。断电。2021/9/1574数控机床电气控制数控机床电气控制2. 串电阻降压起动控制线路串电阻降压起动控制线路 起动时，在三相定子电路中串电阻，降低电起动时，在三相定子电路中串电阻，降低电压，起动后，将定子中的电阻短接。压，起动后，将定子中的电阻短接。2021/9/1575数控机床电气控制数控机床电气控制 KM2通电自锁后，其常闭断开通电自锁后，其常闭断开KM1和和KT。图图a）原理：）原理：图图b）与图）与图

49、a）区别）区别 ：KM1通电通电 (串电阻串电阻) KT通电通电 t后后 ，KM2通（通（ 短接电阻短接电阻)按按SB22021/9/1576数控机床电气控制数控机床电气控制（1）限位开关、速度继电器等电气元器件的作用、）限位开关、速度继电器等电气元器件的作用、图形及文字符号。图形及文字符号。（2）点动与长动的概念。）点动与长动的概念。（3）自锁与互锁的含义。）自锁与互锁的含义。知识回顾：知识回顾：2021/9/1577数控机床电气控制数控机床电气控制第四节第四节 三相异步电动机的运行三相异步电动机的运行一、正反转控制线路一、正反转控制线路 电动机的三相电源的任意二根线对调，实现电电动机的三相

50、电源的任意二根线对调，实现电动机反转动机反转。 2021/9/1578数控机床电气控制数控机床电气控制2021/9/1579数控机床电气控制数控机床电气控制1.接触器互锁的正反转控制接触器互锁的正反转控制2.双重互锁的正反转控制双重互锁的正反转控制 既有接触器的电气互锁，又有按钮的机械互既有接触器的电气互锁，又有按钮的机械互锁的正反转控制线路。锁的正反转控制线路。 按下正转按钮按下正转按钮SB2， KM1通，通，KM2断，电机断，电机正转；正转；按下反转按钮按下反转按钮SB3 ， KM1断，断，KM2通，电通，电机反转；机反转；若按下停止钮若按下停止钮SB1，电机停，电机停 。 按下正转起动按

51、钮按下正转起动按钮SB2， KM1通，电机正转；通，电机正转；若按下停止按钮若按下停止按钮SB1， KM1断，电机停断，电机停 ；按下反按下反转起动按钮转起动按钮SB3 ，KM2通，电机反转。通，电机反转。2021/9/1580数控机床电气控制数控机床电气控制二、正反转自动循环线路二、正反转自动循环线路 利用限位开关实现自动循环利用限位开关实现自动循环。2021/9/1581数控机床电气控制数控机床电气控制 按下按下SB2，KM1通（自锁），通（自锁），KM2断，电动断，电动机正转；工作台右移到位，压下机正转；工作台右移到位，压下SQ1， KM1断，断， KM2通，电动机反转；工作台左移到位，

52、压下通，电动机反转；工作台左移到位，压下SQ2， KM1通，通，KM2断，循环下去。断，循环下去。 根据上图控制线路，如果要求工作台到达前端根据上图控制线路，如果要求工作台到达前端时要停留一下再后退，怎么办？时要停留一下再后退，怎么办？原理：原理：思考题：思考题：2021/9/1582数控机床电气控制数控机床电气控制三、双速电动机的高低速控制线路三、双速电动机的高低速控制线路 双速电动机是通过改变定子绕组的磁极对数双速电动机是通过改变定子绕组的磁极对数来改变其转速，即通过改变定子绕组的接线的方来改变其转速，即通过改变定子绕组的接线的方法。法。2021/9/1583数控机床电气控制数控机床电气控

53、制 定子绕组的定子绕组的 U1、V1、 W1接电源，接电源， 而而U2、 V2、 W2接线端悬空，则三相定子绕组接成三角形，接线端悬空，则三相定子绕组接成三角形，每相绕组的两个线圈串联，具有四个极（即两对极）每相绕组的两个线圈串联，具有四个极（即两对极），电动机为低速。，电动机为低速。 定子绕组的定子绕组的U1、V1、W1连在一起，而连在一起，而U2、 V2、 W2接电源，则三相定子绕组变为双星形，每接电源，则三相定子绕组变为双星形，每相绕组中的两个线圈并联，变为两个极，电动机为相绕组中的两个线圈并联，变为两个极，电动机为高速。高速。原理：原理：2021/9/1584数控机床电气控制数控机床电

54、气控制 按下按下SB2，KM1通，电动机低速；按下通，电动机低速；按下SB3, KM2通，通， KM3通，电动机高速。通，电动机高速。2021/9/1585数控机床电气控制数控机床电气控制第五节第五节 三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动制动方法：机械制动和电气制动制动方法：机械制动和电气制动 电气制动实质上是在电动机停车时产生一个电气制动实质上是在电动机停车时产生一个与转子原来转动方向相反的制动转矩，迫使电动与转子原来转动方向相反的制动转矩，迫使电动机迅速停车。机迅速停车。一、反接制动控制线路一、反接制动控制线路 反接制动：反接制动：利用改变电动机电源的相序，使利用改变电动机电源的相序，

55、使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩动转矩 。2021/9/1586数控机床电气控制数控机床电气控制2021/9/1587数控机床电气控制数控机床电气控制 按下起动按钮按下起动按钮SB2 接触器接触器KM1通电并自锁通电并自锁电动机电动机M通电通电速度继电器速度继电器KS的常开触头闭合，的常开触头闭合，为反接制动作好了准备。为反接制动作好了准备。原理：原理： 按下停止按钮按下停止按钮SB1接触器接触器KM1线圈断电线圈断电电电动机动机M断电断电由于电动机惯性，由于电动机惯性，KS常开触头闭合常开触头闭合反接制动接触器反接制动接触器KM2线

56、圈通电并自锁线圈通电并自锁电动机进入电动机进入反接制动状态，使电动机转速迅速下降反接制动状态，使电动机转速迅速下降当电动当电动机转速接近于零时，速度继电器常开触头复位机转速接近于零时，速度继电器常开触头复位接触器接触器KM2线圈断电，反接制动结束。线圈断电，反接制动结束。 2021/9/1588数控机床电气控制数控机床电气控制二、能耗制动控制线路二、能耗制动控制线路 能耗制动：能耗制动：就是在电动机脱离三相交流电源就是在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕组上立即加一个直流电压，之后，在电动机定子绕组上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转利用转子感应电流与静止磁

57、场的作用产生制动转距距 。2021/9/1589数控机床电气控制数控机床电气控制2021/9/1590数控机床电气控制数控机床电气控制 按下停止按钮按下停止按钮SB1 接触器接触器KM1断电断电，电动电动机断电机断电时间继电器时间继电器KT线圈与接触器线圈与接触器KM2线圈线圈同时通电并自锁，直流电源接入定子绕组，电动同时通电并自锁，直流电源接入定子绕组，电动机进入能耗制动状态机进入能耗制动状态当电动机转子的惯性速度当电动机转子的惯性速度接近于零时，时间继电器延时断开常闭触头断开接近于零时，时间继电器延时断开常闭触头断开接触器接触器KM2线圈电路线圈电路时间继电器时间继电器KT线圈断电，线圈断

58、电，电动机能耗制动结束。电动机能耗制动结束。 原理：原理：2021/9/1591数控机床电气控制数控机床电气控制三、能耗制动与反接制动的区别三、能耗制动与反接制动的区别 能耗制动的优点：制动准确、平稳、能量消耗能耗制动的优点：制动准确、平稳、能量消耗小。其缺点：制动力较弱，需要直流电源。小。其缺点：制动力较弱，需要直流电源。 反接制动的优点：制动迅速，效果显著。其反接制动的优点：制动迅速，效果显著。其 缺点：制动时冲击大，对传动部件有害，能量消耗缺点：制动时冲击大，对传动部件有害，能量消耗也较大。也较大。2021/9/1592数控机床电气控制数控机床电气控制 第六节第六节 电动机保护电动机保护

59、一、短路保护一、短路保护 现象：短路。现象：短路。 保护元器件：断路器、熔断器。保护元器件：断路器、熔断器。二、过载保护二、过载保护 现象：过载现象：过载 保护元器件：断路器、热继电器保护元器件：断路器、热继电器 三、过电流保护三、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现象：不正确的起动或过大的负载转矩引起电流过大。大。 保护元器件：过电流继电器保护元器件：过电流继电器2021/9/1593数控机床电气控制数控机床电气控制四、零电压与欠电压保护四、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零电压保护：为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护。机自行起动的保护。 欠电

60、压保护：需要在电源电压降到一定欠电压保护：需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断。允许值以下时将电源切断。 保护元器件：电压继电器。保护元器件：电压继电器。五、弱磁保护五、弱磁保护 现象：现象：直流电动机磁通的过度减少会引直流电动机磁通的过度减少会引起电动机的超速。起电动机的超速。 保护元器件：电磁式电流继电器。保护元器件：电磁式电流继电器。2021/9/1594数控机床电气控制数控机床电气控制 本章在简要介绍常用低压电器的基本结构、本章在简要介绍常用低压电器的基本结构、工作原理及主要用途的基础上，重点讲述了三相工作原理及主要用途的基础上，重点讲述了三相异步电动机的起动、制动和调速等基本控制环节，异步电动机的起动、制动和调速等基本控制环节，这些基本控制环节是阅读、分析、设计生产机械这些基本控制环节是阅读、分析、设计生产机械电气控制线路的基础，因此必须熟练掌握。同时，电气控制线路的基础，因此必须熟练掌握。同时，在绘制电气控制系统图时，必须严格依据国家标在绘制电气控制系统图时，必须严格依据国家标准规定的各种符号、单位、名词术语和绘制原则。准规定的各种符号、单位、名词术语和绘制原则。 v本章小结：本章小结： 2021/9/1595