机床电气控制技术

（建筑电气工程）机床电气

控制技术

2020年4月

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机床电气控制技术

目录

第一章常用低压电器

1

第一节接触器

1

第二节继电器

3

第三节熔断器｝

6

第四节开关与主令电器.........................................................11

第五节电磁铁和电磁离合器.....................................................14

第二章继电器-接触器基本控制电路

17

第一节电气控制系统图、文字符号第二节三相电动机单向控制

17

实验一，三相异步电动机点动、长动控制

20

第三节三相异步电动机可逆旋转控制电路

23第四节组合机床控制电路的基本环节

26

第五节三相异步电动机减压起动控制电路

29

第六节三相异步电动机变速控制电路

32实验二三相异步电动机正反转控制电路

35

第八节三相异步电动机制动控制电路

38

实验三三相异步电动机Y-A起动控制电路

41

第三章机床电气控制

44

第一节卧式车床电气控制

44

第二节，床电气控制

47

g-•*+■

第二R组合机床电气控制

50

第四节磨床电气控制

53

第五节摇臂钻床电气控制

56

第六节起重机电气控制

59

第七节机床电气控制电路的故障及处理

62

三速异步电动机控制电路

65

顺序控制电路的设计

67

期末______________复习一

69

期末复习二

71

期末______________复习三

73

第一章常用低压电器

第一节接触器

授课班级

授课时间第周/第次

授课地点主要教学方法问题教学法+讲授法

课型

一接触器的主要结构，二接触器的工作原理

课业内容

三接触器的型号与技术参数，四接触器的选择及使用方法，

知识：技能：

1熟悉接触器的结构功能，1分忻各部件的功能，具有理论与实践相结合的

辨别类型，型号意义及符号，2能选择及合理使用接触器严谨求实作风。

教学目标

2能分析工作原理及作用，3分析故障原因及处理方法

3能分析故障原因及处理方

法

接触器的结构功能、原理、符号意义、

教学重点教学难点功能原理分析及故障原因分析，

选用方法，故障分析及处理，

教学资源

交流和直流接触器。

与工具

教学设计时间分配

教学步骤

（含教学内容梗概.方法、手段、活动、任务、资料.教具、评价等）（分钟）

电器是接通、断开电路或调节、控制和保护电路与设备的电工器具和装置。

引言3

（演示观察交流接触器和直流接触器）

一接触器的作用及种类有哪些？

二接触器有哪些部件组成？各部件的功能是什么？符号意义是什么？

布设问题三如何分析接触器的工作原理？5

四如何选用接触器？

五接触器常见故障有哪些？如何分析其原因及处理？

1学生分学习小组阅渎教材P1-12

指导学生

2指定学习小组回答上述内容，其它小组加以补充，20

活动

3教师将学生回答的重点内容板书，

演示讲解：

一1作用：自动控制和切换电路。欠压、失压保护。

2种类：直流接触器，特点：整块铁心，电阻较大。

交流接触器，特点：硅钢片叠加而成的铁心，防涡流，电阻较小

二1电磁系统：由铁心、衔铁、线圈和释放弹簧组成，功能：产生电磁力

2触点系统：由主触点和辅助触点组成,功能：接通和断开电路，

归纳讲解3灭弧装置：灭弧方法见P5-7,17

4其它部件及功能见P7,

三工作原理：当励磁线圈通电时，产生磁场，吸引衔铁，接通或控制电路

当励磁线圈断电时，磁场消失，反作用弹簧使衔铁回位，切断电路，

符号和型号意义（略），技术参数见P9-10

四选用方法：1确定电流等级，2选择线圈参数，3据工作环境选产品，

五分析故障原因及处理方法（见P12）

例1能否将直流接触器接到交流电路中和交流接触器接到直流电路中？为什

么？

（学习小组讨论后回答，教师归纳讲解）

答案：都不能，如果将直流接触器接到交流电路中会在铁心中产生涡流，损

坏接触器…如果将交流接触器接到直流电路中，因电阻很小会引起短路，

例2接触器线圈过热的原因有哪些？如何处理？

答案：原因1电源电压过高或过低，

2操作频率过高,

知识应用3铁心极面不平或气隙过大，25

处理：1调整电源电压，

2按使用条件选用接触器

3修理或更换铁心，

例3接触器主触点使用中过热的主要原因是什么？应如何排除？

答案：原因1过载使用，

2触点弹簧压力过小，动、静触点间的电阻过大

排除1据使用条件选用接触器，

2调整弹簧压力

1交流接触器在使用中应注意哪些问题？

随堂练习2试分析交流接触器在使用中发现有振动声是什么原因？应如何处理？10

（指定学生回答）

课堂考核1考查各学习小组提问答问情况，对每个学习小组给予合理的表彰和建议

10

坪价与总2对学习兴趣高的同学给予表扬，激发整体学习动机，

结3评价记分。

知识小结：（学生总结）

1接触器结构功能及工作原理

2接触器的选用方法

3分析故障原因及处理方法

作业P451-11-2

课后小结学生学习积极性高，但回答问题不够全面，阅读能力较差，在教学中注重综

与体会合能力的培养。

第一章常用低压电器

第二节继电器

授课班级

授课时间第5周/第2次第1周/第2次第9周/第2次第周/第次

授课地点主要教学方法任务引导

一电磁式继电器（电流继电器，电压继电器），二时间继电器，课型

课业内容

三热继电器，四速度继电器理实课

知识：技能：

1熟悉电压继电器、电流继1会对电磁式继电器的动作具有分工合作、严谨求实的

电器、中间继电器、时间继值进行整定。学习态度。

电器、热继电器、速度继电2合理选用各继电器，

教学目标器的结构特点和作用

2会分析各继电器的动作原

理和动作值的整定方法，

3熟悉各继电器的符号意义

及使用方法，

各继电器的结构特点，作用，动作原

教学重点教学难点分析各继电器的动作原理

理，符号意义，使用方法

教学资源

电压继电器，电流继电器，中间继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器，

与工具

教学设计时间分配

教学步骤

（含教学内容梗概、方法、手段.活动、任务、资料,教具、评价等）（分钟）

继电器是根据输入信号变化来换接执行机构的电器，实现自动控制和保护电

路，

引言及告

学习内容：1电磁式继电器的结构特点，作用，动作原理，符号及使用方法，2

知

2时间继电器的结构特点，作用，动作原理，符号及使用方法

3热继电器及速度继电器的结构特点，作用，动作原理，符号及使用方法

每学习小组桌前摆放各继电器，对照实物，通过阅读完成下列任务，

1电磁式继电器的结构特点，作用，动作原理，使用方法（第一学习小组）

任务布置2时间继电器的结构特点，作用，动作原理，符号及使用方法（第二学习小组）5

3热继电器的结构特点，作用，动作原理，符号及使用方法（第三学习小组）

4速度继电器的结构特点，作用，动作原理，符号及使用方法（弟四学习小组）

时间分配

教学步骤教学设计

（分钟）

1学生分组阅读布置任务，

引导学生2分组讨论，

23

活动3各组写出学习内容，

4教师检查后，给各组进行坪价，

一归纳第一学习小组学习内容（板书如下）

1电压继电器：1＞结构特点线圈匝数多，导线截面积小，阻抗大，

2＞作用对控制电路的过电压或欠电压保护。

3＞动作原理：过电压继电器，当电路电压U达到整定值，衔铁吸合，触点断

开切断电路，欠电压继电器，当电路电压U为（0.4-0.7）UN,

衔铁释放，触点断开，切断电路，

4＞使用方该：与破控制电咯并联，

2电流继电器：1＞结构特点线圈的匝数少，寻成截面积大，阻抗小，

2＞作用过电流或欠电流保护，

各学习小

3＞动作原理当I为时，衔铁吸合触点K断开，当

组代表讲

I为（0.14-0.2）IN时，衔铁释放，触点K断开。

述各任务30

4＞使用方法，与被控制电路串联。

内容，教师

3中问继电器：结杓与使用与电压继电器基本相同，不同处，触点对数乡，

归纳

容量较犬，在电路中赶中间放大与转换作用

4符号意义，（略）

5动作值的整定方法，1）圾会动作值整定，2）释放值整定，（瑞禾）见教材P14

二归纳第二、三、四学习小组学习内容

1肘问继电器：1）类型通电延时器，断电延时器（演示电磁机构翻180庚）

2）结构由电磁系统、触点系统、延时机构组成，

3）符号意义（略）

4）功作原埋见P19

2热继电器：1）结构特点，见P22,（演示讲解）

2）作用，过载保护，断相保护，

3）符号意义，（略）

4）动作原理,见P23

4速度继电器：1）结杓转子、定子、触点三部分，

2）作用对笏型异步电动机反接制动，

3）符号（略）

4）原理见P24

时间分配

教学步骤教学设计

（分钟）

例1如何从结构上区别是电压继电器还是电流继电器？能否将电流继电器并

联在电路中？为什么？

1各学习小组讨论后回答

2教师对各小组绘予评价表彰，

3归纳讲解

知识应用

答案：因为电压继电器线圈匝数多，导线截面积小，阻抗犬，而电流继电器相15

（难点）

反，可以用万用表测其电阻来判别。

不能将电流继电器并联在电路中，会引起短铭，损坏电流继电器。

例2过电压继电器和久电压继电器，它们吸合值与释放值和电路的额定值有什

么关系？如何调整它们的圾合值与释放值？

例3简述电磁式时间继电器获得延时的工作原理？如何调整其延时时间？

1中问继电器与电压继电器在结构上有哪些异同点？在电路中各起什么作

随堂练习用？10

2叙述热继电器有唧些部分组成？各部分有什么作用？

课堂评价1评价各学习小组的学习情况，给予怆当的表彰和建议，考核记分。

5

与小结2所学内容进行口述总结，

作业P461-141-16

课后小结教学直观，通过阅读、讨论、学生讲述，发挥了学生的主观能动性，

与体会达到了教学目标。

第一章常用低压电器

第三节熔断器，

授课班级

授课时间第5周/第3次第2周/第1次第9周/第3次第周/第次

授课地点主要教学方法任务引导

一熔断器的结构及工作原理，二熔断器的主要参数和型号，课型

课业内容

三熔断器的选用，四RL系列熔断器及其安装使用理实课

知识：技能：

1熟悉其结构和功能，符亏会选用和安装熔断器具有分工合作，认其求实的

教学目标

2会分析它们的动作原理，，学习作风。

3能合理选用和安装熔断器

熔断器的结构功能，动作原理，符号

教学重点教学难点各种型号熔断器的选用和安装方法

及选用和安装方法，

教学资源

各种型号的熔断器，

与工具

教学设计时间分配

教学步骤

（含教学内容梗概、方法.手段、活动、任务、资料.教具、评价等）（分钟）

1RL系列熔断器的结杓及工作原理，

2,熔断器的主要参数及意义，

任务布置5

3熔断器的型号及适应场合，

4熔断器的选用及安装方法

（演示各系列熔断器）,

引寺学生1各学习小组阅读相关内容，

20

活动2分组讨论后归纳

3教师巡视指导，给予合理的评价，

时间分

教学步骤教学设计

配

（分钟）

用处：分断能力鼓大，结构紧凑，体积小，更换熔体方便,

且工作可靠，熔丝熔断后有明显指示，因此广泛应用于控

制箱、配电柜、机床设备及振动较大的场合.另外也可用

在交流额定电压500V、额定电流200A及以下的电路中作为

短路保护用.

一熔所器的结构及工作原哩，

1）结构：熔断体、载熔件、底座。

2）符号

3）作用：短路保护和严重过载保护，

4）原理，当短路或严重过载时，电流过大，温度升高且高于熔体的熔点，使熔

体熔断，切斩电路，

二熔断器的主要参数，

1额定电压：长期工作时和分断后能够承受的电压，其量值等于或大于电气设

备的额定电压。

2额定电流：长期通过的不超过允许温升的最大工作电流。

学生讲述3极限分断能力：能可靠分断的最大短路电流。

20

教师归纳4熔体额定电流：通过熔体不熔断的最大电流。

5熔断电流：通过熔体并使其熔断的最小电流。

提问：这几种电流的关系如何？

型号及适应场合，见教材P28-29

三选用，见P29

1熔断器的保护特性要同保护对象的过载能力相匹配，

2各级熔断器之间应协调配合，使下一级比上一圾熔断器先熔断。

3用于电动机过电流保护用的熔断器应选用熔化系数小的低熔点熔体的熔断器。

4选择熔断器的种类、额定电压、额定电流及熔体额定电流值。

四、RL系列熔断器安装使用，

1适应场合，机床控制电路过载和短路保护。

2安装及连接方式：与被控制电赂串联，安装时，应上下方向安装，下接线端

应在上方，出线端均安装在瓷座上。

例1选用熔断器，

1RCIA系列瓷插式熔断器，用于_________（工矿企业和民用照明）

2容量不大的电网电路选用_________熔断器，（RM7RM10）

3机床控制电路多选用________熔断器，（RL系列）

4大容量的电网多选用________熔断器，（RT系列）

应用讲解20

5整流电路选用_______熔断器，（RS系列）

6电子电路多选用______熔断器，（NT、NGT系列）

例2熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔断器的极限分断电流，三者有什

么区别？

1各学习小组讨论后回答，

2教师给各小组进行评价

时间分配

教学步骤教学设计

（分钟）

1简述各系列熔断器的适应场合。

随堂练习2简述熔断器的作用及工作原哩。15

3简述熔断器选用方法和安装要求。

1阅读,讨论情况评价，考核记分,

课堂考核2学生提问，答问评价记分

5

及评价3学生训练评价记分

见综合考核记录册

1学生总结，

知识小结5

2教师总结，

作业P461-211-22

课后小结

理论联系实际提高学生对知识的应用的能力，激发了学生的学习积极性。

与体会

第一章常用低压电器

第四节开关与主令电器

授课班级机电0901

授课时间第6周/第1次第2周/第2次第10周/第1次第周/第次

授课地点主要教学方法任务引导

一刀开关，二转换开关，三万能转换开关，课型

课业内容

四主令控制器与凸轮控制器，五断路器，六按钮和行程开关

理实课

知识：技能：

教学目标1熟悉其结构和功能，符亏会选用和操作各电器具有分工合作，认其求实的

2会分析它们的动作原理，，学习作风。

3能合理选用和操作各电

器，，

各电器的结构功能，动作原理，符号

教学重点教学难点分析其功能原理，

及选用和操作方法，

教学资源

刀开关，转换开关，万能转换开关，断路器，按钮，行程开关

与工具

教学设计时间分配

教学步骤

（含教学内容梗概、方法、手段、活动.任务、资料、教具、评价等）（分钟）

1各电器的结构功能，符号，作用，

学习告知2分析其动作原理，2

3合理选用和操作方法

1刀开关、转换开关、万能转换开矢作用，符亏，原理，

任务布置2主令控制器，凸轮控制器的结构，作用，符亏，原理3

3断路器，控制按钮，行程开关的结构功能，作用，原理，符号

1各学习小组阅读相关内容，

引寺学生

2分组讨论后归纳20

活动

3根据上交的字习内容教师给予合理的评价，

一刀开关

1结构功能（演示）,手柄、刀片、触点、底板。

2胎，

3选用和安装，根据电路中的额定电流选用，安装时，电源线接静触点，不

可倒装和平装，

3注意事项a不允许随意放在地上操作，b不许面对着开关操作，

二转换开关

1结构功能，静、动触点，方形转轴，手柄，定位机构，外壳。

2符号，

3原理，动触点随转轴转动，接通或断开电路，

学生讲述4应用，机床引入开关或直接括制电路，

20

教师归纳三万能转换开关

1结构功能,见P32

2作用，高压断路总操作机构的合闸与分闸，各种控制电路的转换，

四主令控制器

1结构，见P33转轴，凸轮块，动、静触点，定位机构，手柄，

2作用，用于电力拖动装置的控制，

3原理，见P33

五凸轮控制器的纭构，符号，作用，见P34

六断路器的结构，作用，原理，符号，参数，见P35

七括制按钮的结构，作用，符号，见P37

八行程开关的结构，作用，符号，参数，见P39-41

例1简述断路器各脱扣机构的工作原理，

答案：1当电路正常时，自由脱扣器机构将主触点锁在合闸位置上,电路接

通，2正常切断电路时，应操作分励脱扣器，使自由脱扣机构动作，并自动

脱扣，主触点断开，分断电路。3当电路短路时，过电流脱扣器的衔铁被吸

知识应用

合，使自由脱扣机构动作，4当电路过载时，热脱扣器的热元件产生的热量20

（难点）

增加，温度上升，使双金属片向上弯曲变形，推动自由脱扣机构动作。5当

失电压时，失电压脱扣器的衔铁释放，使自由脱扣机构动作，主触点断开分

断电路

例2简述控制按钮的结构，在电路中起什么作用？

例3简述行程开关的结构，在电路中起什么作用？

1让学生回答，

2教师归纳总结

1分别叙述热继电器与熔断器的工作原理和在电路中的作用，它们之间能否替

代？为什彳么？

随堂练习2万能转换开关主令控制器凸轮控制器三者有哪些异同点？15

3熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔断器的极限分断电流三者之间有什

么区别？

1学生阅读考核记分占20%,

2学生讨论提问情况考核记分占20&,

课堂评价5

3学生训练情况考核记分占20%.

给各学习小组进行评价记分。

1刀开关、转换开关、万能转换开矢作用，符亏，原理，

知识小结2主令控制器，凸轮控制器的结构，作用，符亏，原理5

3断路器，控制按钮，行程开关的结构功能，作用，符号，原理，

作业P461.181.22

第五节电磁铁和电磁离合器

成功之处：通过实物演示观察，能激发其学习积极性，并能通过阅读初步掌握

课后小结

各电器的结构功能，原理，作用及使用方法。

与体会

不足之处：加强实际应用的训练。

授醐级机电0901机电0941

授课时间第6周/第2次第3周/第1次第10周/第2次第周/第次

授课地点主要教学方法任务引导课型理论

课业内容第五节电磁铁和电磁离合器

训练彳锈分析电磁铁和电磁离合器的动作原理，故障原因及处理方法

知识技能态度

1熟悉电磁铁和多片式电磁1查阅参数合理选用，具有理论联系实际的学习态

离合器的结构功能，符号，2分析故障原因及处理，度，

作用，

教学目标

2能分析其动作原理并能查

阅参数，

3能分析其故障原因并会处

理.

电磁铁和电磁离合器的结构功能，符

教学重点号，动作原理，合理选用,故障原因教学难点分析动作原理和故障原因，

及处理方法，

资源

电磁铁，多片式电磁离合器，

与工具

时间分配

教学步骤教学设计

（分钟）

1电磁铁的结构功能，种类，符号，作用，动作原理，参数意义及合理选用，

2多片摩擦式电磁离合器的结构功能，作用，符号，动作原理，参数意义及

学习告知3

合理选用，

3分析其故障原因及处理方法，

（板书）

一电磁铁二多片式电磁离合器三故障原因及处理方法

1结构功能：1结构功能：1常见的故障及原因

任务布置7

2动作原理：2动作原理：2处理方法

3种类及符号：3符号及作用：

4参数及选用4参数意义：

第一章常用低压电器

1各学习小组学生阅读教材P41-45

引导学生2各组讨论并写出学习内容，

20

活动3上交学习内容，

4教师给各小组进行简单评价，

一电磁铁

1结构功能：线圈、铁心，功能是，产生电磁吸力。衔铁，功能是操动和牵

归纳讲解

引机械装置，25

（重点）

2动作原理：利用线圈通电后使铁心磁化，产生吸力，吸引衔铁来操动牵引

机械装置，

3种类：卓引电磁铁，制动电磁铁，交流电磁铁，直流电磁铁，

符号（略）

4参数见P43

选用，根据机械负载的具体要求，选用参数，确定型号。

二多片式电磁离合器

1结构功能：主动轴、从动轮、线圈、衔铁、主动摩擦片、从动摩擦片、集

电环、铁心、套筒，其各部件的功能见P44

2动作原理：主动摩擦片随主轴一起转动，从动摩擦片随从动轮一起转动，

当线圈通电时，摩擦片被铁心吸住，衔铁被吸住并紧紧压住各摩擦片，通过

主动与从动摩擦片之间的摩擦力使从动轮随主动轴一起转动。线圈断电时，

弹簧的弹力使衔铁和摩擦片复位，从动轮停转。

3作用：机械传动系统中传递力矩。符号，见P44

4参数意义，见P45

三故障原因及处理方法

1故障现象及原因见P45

2处理方法，见P45

例1分析牵牵引电磁铁和制动电磁铁的工作原理，

1学生分组讨论后回答，

知识应用2教师评价，

20

（难点）3归纳讲解

例2简述多片式电磁离合器的工作原理

例3分析电磁离合器的噪声大的原因有哪些？如何处理？

答案：原因1动、静铁心端面接触不良或有油垢等异物，

2交流电磁铁心上的短路环断裂，

3电源电压过低，

4铁心卡住，不能完全吸合，

处理1清除端面异物，增大端面接触面，2更换短路环，3调整电源电

压，4修整铁心等运动部件，使其灵活动作。

/

1电磁铁由哪几种形式？各有什么作用？

随堂练习10

2电磁离合器的线圈过热的主要原因有哪些？如何处理？

一评价各学习小组的学习情况，给予表彰和建议，并进行考核记分，

二知识小结，

课堂评价1电磁式电器都有共同的结构特征：利用电磁线圈通电后，产生磁力，吸引

与知识小衔铁，牵动机械传动装置，来控制或切换电路5

结2。所学的低压电器的结构特征，功能原理，符号，作用，

3低压电器的技术参数及使用方法，

4低压电器的故障分析及处理方法，

作业P461-231-24

课后小结

部分学生阅渎能力较差，找不出重点，在教学中需改进方法。

与体会

第二章继电器-接触器基本控制电路

第一节电气控制系统图、文字符号，第二节三相电动机单向控制

授课班级机电0901机电0941

授课时间第6周/第3次第3周/第2次第10周/第3次第周/第次

授课地点主要教学方法任务驱动课型理实

课业内容第二章第一节电气控制系统图，文字符号绘图原则，第二节三相电动机单向全压控制

训练任务图形、文字符号，绘电气原理图，分析各元件的作用和动作原理

知识技能态度

1熟悉图形、文字符号意义1能识图和绘图，具有认真分析，积极思维，

及识图和绘图方法，2能分析电路的工作原理规范绘图的习惯。

教学目标

2能绘点动、长动控制线路3能连接点动、长动控制电

并能分析各元件的作用，路，

3能分析点动长动工作原理

图形文字符号，识图绘图方法，分析

教学重点教学难点分析动作原理及绘原理图，

控制电路各元件的作用和动作原理，

教学资源

点动、长动控制线路装置

与工具

时间分配

教学步骤教学设计

（分钟）

1图刑和文字符号的意义，绘图原则及识图方法，

学习告知2点动线路设计连接，各元件作用及原理分析3

3长动线路设计连接,各元件作用及原理分析

任务一图形和文字符号的要求是什么？各学习小组将学过的所有低压电器的

图形和文字符号写出并上交，

1评价各小组，激发积极性，

2讲述：图形和文字符号都要按国家标准画，

任务二绘图原则有哪些？

1各学习小组阅读教材P49-50,

任务实施

2指定学生回答，15

第一阶段

3教师简讲：原理图、接线图都要遵循P49面的规则

任务三识图的方法有哪些？

挂图（CW6132型车床电气原理图）讲解：

1认清主电路和控制线路，电源指示电路，照明电路，

2分析各元件的作用

3分析电路的工作原理

例1CW6132型车床电气原理图，

1说出各符号代表什么电器？

应用举例2分析各元件的作用，12

3分析工作原理

学生分组讨论后回答，教师归纳讲解，

任务四用接触器设计一个具有短路保护的点动控制电路的原理图，

1各组阅读p51并讨论后画出原理图，

2写出各元件的作用，

任务实施3分析工作原理，

20

第二阶段教师巡视后，进行评价，再将正确的原理图进行讲解，然后引导学生将问题

逐渐深入，

任务五如果在点动的控制电赂中增加过载保护需添加什么电器？如何连接？

指定学生在黑板上画出热继电器的连接情况，

例2在具有短路保护和过载保护的点动控制电赂中，改装成长动控制电路

1设计原理图，

2写出动作原理，

知识的拓

学生分组讨论后，指定学生在黑坂上改画原理图，并写出动作原理，教师评10

展

价并讲解，

例3用复合按钮设计一个具有点动与长动控制电路，要求：有短路保护，过

载保护，欠压保护，

1利用手动开关sc,设计一个具有点动与长动控制电路，

随堂练习1）画出设计原理