电动机的电器控制及机床电器控制

5 2控制线路的基本环节和典型控制线路 5 5常用电器元件的选择 5 1常用低压电器 5 3实际机床控制线路举例 5 4继电器控制线路的一般设计原则 第5章电动机的电器控制 手动电器 第5章电动机的电器控制 刀开关 低压电器 自动电器 熔断器 按钮 自动空气断路器 交流接触器 时间继电器 热继电器 中间继电器 对电动机等设备自动控制及保护功能的元件和电工设备称为电器 工作在交流电压1000V以下的电器属于低压电器 要求 1 了解各种电器的结构 掌握其在控制电路中的作用 记住它们的符号 2 会分析和设计用低压电器构成的控制线路 本章内容 介绍各种电器及由它们构成的控制线路 5 1 1手动电器 用途 用作电源的引入开关 或用来直接起动和停止小容量电动机 种类及图形符号 文字符号 Q 5 1常用低压电器 1 刀开关 结构 单掷刀开关 单掷单刀 单掷双刀 单掷三刀 双掷刀开关 操作手柄 闸刀 夹座 绝缘底板 双掷单刀 双掷双刀 双掷三刀 5 1 1手动电器 功能 在配电系统和用电设备中起短路保护作用 图形符号 FU 文字符号 5 1常用低压电器 2 熔断器 使用时将其串接在被保护的电路中 用途 通常用来短时间接通或断开控制电路 常开触点 常闭触点 按钮帽 复位弹簧 符号 当按下按钮帽时 常闭触头先断开 常开触头后闭合 按钮的额定电流一般不超过5A 3 按钮 常用作起动按钮 常用作为停止按钮 常用于电器联锁 主触点 弹簧 杠杆 锁钩 欠压脱扣器 电流脱扣器 5 1 2自动电器 1 自动空气断路器 自动空气断路器是一种自动切断电路故障的电器 用途 总电源开关或电动机主电路保护开关 当发生短路时 电磁铁吸合 推动杠杆向上移动 顶开锁钩 将主触点断开切断电路 结构和工作原理 主触点 弹簧 杠杆 锁钩 电流脱扣器 M3 结构和工作原理 电流脱扣器起短路保护功能 当发生短路时 电磁铁吸合 推动杠杆向上移动 顶开锁钩 将主触点断开切断电路 通常由手动操作机构实现复位 1 自动空气断路器 主触点 弹簧 杠杆 锁钩 欠压脱扣器 电流脱扣器 M3 结构和工作原理 当电源电压降低到某一个值时 欠压脱扣器的吸力减小 使电磁铁释放 推动杠杆向上移动 顶开锁钩 将主触点断开 切断电路 1 自动空气断路器 主触点 弹簧 杠杆 锁钩 电流脱扣器 M3 结构和工作原理 当电源电压降低到某一个值时 欠压脱扣器的吸力减小 使电磁铁释放 推动杠杆向上移动 顶开锁钩 将主触点断开 切断电路 欠压脱扣器起欠压或失压保护功能 1 自动空气断路器 交流接触器结构及工作原理 复位弹簧 动铁心 线圈 静铁心 主触点 常开 辅助触点 2 交流接触器 接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器 它常用在控制电动机的主电路上 常闭触点 常开触点 允许通过大电流用在主电路中 只许通过小电流用在控制电路中 交流接触器结构及工作原理 复位弹簧 动铁心 线圈 静铁心 主触点 闭合 辅助触点 1 2 3 1 2 3 常闭触点断开 常开触点闭合 i 交流接触器线圈通电后的状态 交流接触器线圈断电后 在弹簧反作用力的作用下 动铁心及各触点均复位 2 交流接触器 1 2 3 1 2 3 常闭触点 常开触点 交流接触器线圈断电后的状态 符号 线圈 KM 辅助触点 主触点 常开 常开辅助触点 常闭辅助触点 主触点 常开 辅助触点 有自动失压和欠压保护作用 KM KM KM 2 交流接触器 3 中间继电器 中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路 也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件 中间继电器的结构和交流接触器基本相同 只是电磁系统小些 无主 辅触点之分 且触点数目多 通常有4对常开触点和4对常闭触点 触点允许通过的电流较小 一般为5A 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量 符号 线圈 KA 常开触点 常闭触点 KA KA KA 复合触点 热继电器的结构原理图 双金属片 常闭触点 复位按钮 弹簧 扣板 当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时 它便向上弯曲 因而脱钩 I 发热元件 常开触点 4 热继电器 热继电器是利用电流的热效应而动作的电器 它是用于保护电动机过载 断相及电流不平衡的保护电器 发热元件 双金属片 弹簧 I 热继电器的结构原理图 复位按钮 常闭触点 扣板 常开触点 发热元件 双金属片 弹簧 常闭触点打开 使接触器圈断电 从而断开电动机的主电路 I 热继电器的结构原理图 按复位按钮可使热继电器复位 热继电器的结构原理图 双金属片 弹簧 I 发热元件 热继电器的图形及文字符号 FR FR 线圈 发热元件 常闭触点 按复位按钮可使热继电器复位 注意 由于双金属片的热惯性 热继电器不能做短路保护 串接在主电路中 串接在控制电路中 5 时间继电器 继电器的线圈通电或断电一定时间后 其执行机构才动作的继电器称为时间继电器 用途 协调和控制生产机械的各种动作 如电动机的Y 降压起动等 类型 电磁式 电子式 电动式 空气阻尼式 在交流电路中常用采用空气阻尼式 空气阻尼式时间继电器 通电延时 结构原理图 释放弹簧 杠杆 进气孔 出气孔 动铁心 静铁心 恢复弹簧 调节螺钉 瞬时动作触点 延时动作触点 橡皮膜 活塞 线圈 拖板 线圈通电后 动铁心克服弹簧阻力与静铁心吸合 固定在动铁心上的拖板使瞬时动作触点动作 5 时间继电器 空气阻尼式时间继电器 通电延时 结构原理图 释放弹簧 杠杆 进气孔 出气孔 动铁心 静铁心 恢复弹簧 调节螺钉 瞬时动作触点 延时动作触点 橡皮膜 活塞 线圈 拖板 线圈通电后 动铁心克服弹簧阻力与静铁心吸合 固定在动铁心上的拖板使瞬时动作触点动作 常闭打开 常开闭合 同时使活塞杆与动铁心之间存在一定距离 在释放弹簧作用下向下移动 5 时间继电器 空气阻尼式时间继电器 通电延时 结构原理图 释放弹簧 杠杆 进气孔 出气孔 动铁心 静铁心 恢复弹簧 调节螺钉 瞬时动作触点 延时动作触点 橡皮膜 活塞 线圈 拖板 线圈通电后 动铁心克服弹簧阻力与静铁心吸合 固定在动铁心上的拖板使瞬时动作触点动作 常闭打开 常开闭合 同时使活塞杆与动铁心之间存在一定距离 在释放弹簧作用下向下移动 5 时间继电器 空气阻尼式时间继电器 通电延时 结构原理图 释放弹簧 杠杆 进气孔 出气孔 动铁心 静铁心 恢复弹簧 调节螺钉 瞬时动作触点 延时动作触点 橡皮膜 活塞 线圈 拖板 线圈通电后 动铁心克服弹簧阻力与静铁心吸合 固定在动铁心上的拖板使瞬时动作触点动作 常闭打开 常开闭合 同时使活塞杆与动铁心之间存在一定距离 在释放弹簧作用下向下移动 移动到位后 延时触点动作 延时时间为线圈通电到延时触点动作时为止 5 时间继电器 通电延时继电器符号 释放弹簧 杠杆 进气孔 出气孔 动铁心 静铁心 恢复弹簧 调节螺钉 瞬时动作触点 延时动作触点 橡皮膜 活塞 线圈 拖板 KT 通电延时闭合触点 KT 通电延时断开触点 通电瞬时闭合触点 通电瞬时断开触点 KT KT 通电延时继电器线圈 KT 5 时间继电器 释放弹簧 杠杆 进气孔 出气孔 调节螺钉 瞬时动作触点 延时动作触点 橡皮膜 活塞 线圈 KT 断电延时断开触点 KT 断电延时闭合触点 瞬时闭合触点 瞬时打开触点 KT KT 断电延时继电器线圈 断电延时继电器符号 动铁心 静铁心 5 时间继电器 符号 行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的 常开触头 常闭触头 结构示意图 闭合 断开 6 行程开关 控制电路 主电路 1 电动机点动控制线路 5 2 1电动机点动和长动控制 为了读图和设计线路的方便 控制线路常根据其作用原理画出 把控制电路和主电路分开 这样的图称为控制线路原理图 电动机在很短时间内断续工作状态 5 2控制线路的基本环节和典型控制线路 1 各种电器都用统一的符号来代表 同一电器的各部件是分散的 为了识别起见 它们用统一的符号表示 2 所有电器触点均表示在起始情况下的位置 即在没有通电或没有发生机械动作时的位置 规定 KM 1 2 FU SB2 KM Q 闭合开关Q接通电源 按SB2 KM线圈通电 KM主触点闭合 M运转 松SB2 KM线圈失电 动作次序 1 电动机点动控制线路 5 2 1电动机点动和长动控制 KM 1 2 FU SB2 KM Q 闭合开关Q接通电源 按SB2 KM线圈通电 KM主触点闭合 M运转 松SB2 KM线圈失电 动作次序 KM主触头恢复 M停转 5 2 1电动机点动和长动控制 1 电动机点动控制线路 KM SB1 KM SB2 FR Q FR FU KM M3 控制电路 主电路 工作过程先闭合开关Q 接通电源 按SB1 KM线圈通电 KM主触头闭合 M运转 按SB2 KM线圈失电 KM主触头恢复 M停转 M3 M3 KM辅助触头闭合 自锁 KM辅助触头恢复 失去自锁 功能 控制电机长时间连续工作 2 长动控制线路 KM SB1 SB2 FR Q FR FU KM M3 控制电路 主电路 工作过程先闭合开关Q 接通电源 按SB1 KM线圈通电 KM主触头闭合 M运转 按SB2 KM线圈失电 KM主触头恢复 M停转 M3 M3 KM辅助触头闭合 自锁 KM辅助触头恢复 失去自锁 功能 控制电机长时间连续工作 热继电器起过载保护作用 2 长动控制线路 KM SB1 KM SB2 FR Q FR FU KM M3 SB3 3 点动及长动控制线路 控制电路 主电路 工作过程 先闭合Q 接通电源 按SB3 KM线圈通电 KM触头闭合 M点动运转 松SB3 KM线圈失电 KM触头复位 M停转 点动 M3 KM SB1 KM SB2 FR Q FR FU KM M3 SB3 3 点动及长动控制线路 控制电路 主电路 工作过程 先闭合Q 接通电源 按SB3 KM线圈通电 KM触头闭合 M点动运转 松SB3 KM线圈失电 KM触头复位 M停转 点动 KM SB1 SB2 FR Q FR FU KM M3 SB3 3 点动及长动控制线路 M3 控制电路 主电路 工作过程 先闭合Q 接通电源 按SB1 KM线圈通电 KM主触点闭合 M运转 按SB2 KM线圈失电 KM触头复位 M停转 长动 KM辅助触点闭合 自锁 KM KM SB1 KM SB2 FR Q FR FU KM M3 SB3 3 点动及长动控制线路 控制电路 主电路 工作过程 先闭合Q 接通电源 按SB1 KM线圈通电 KM主触点闭合 M运转 按SB2 KM线圈失电 KM触头复位 M停转 长动 KM辅助触点闭合 自锁 KM SB1 SB4 FR Q FR FU KM M3 SB2 KM SB3 SB5 SB6 多地点控制线路 利用SB1 SB2 SB3并联 可实现多地点起动 利用SB4 SB5 SB6串联 可实现多地点停机 三种保护作用 a 短路保护 FU b 过载保护 FR c 零压 欠压保护 KM 5 2 2正反转控制线路 FR FU KMF Q KMR 要使电动机给够实现反转 只要改变通入定子绕组三相电源的相序即可 为此用两个接触器来实现这一要求 设KMF为实现电机正转的接触器 KMR为实现电机反转的接触器 A B C U V W 合上Q 接通电源 其主触点闭合 让KMF线圈通电 三相电源ABC分别通入电机三相绕组UVW 电动机正转 其主触点闭合 让KMR线圈通电 三相电源ABC通入电机三相绕组变为A U未变 但B W C V 电动机将反转 KMF线圈断电 主触点打开 电机停 电机正转并自锁 主电路 KMF FR FU SB SBF KMF FR KMR KMR SBR KMR KMF KMR 控制电路 动作次序 按SBF KMF通电 常开触点闭合 实现互锁功能 合上Q接通电源 常闭触点打开 KMF Q 5 2 2正反转控制线路 电机正转并自锁 KMF FR FU SB SBF KMF FR KMR KMR SBR KMR KMF KMR 动作次序 按SBF KMF通电 常开触点闭合 实现互锁功能 合上Q接通电源 常闭触点打开 实现互锁功能 KMF Q 按SB KMF断电 电机停转 防止KMF KMR同时得电造成电源短路 5 2 2正反转控制线路 KM2 SB1 SB3 FR Q FR FU M3 SB2 KM1 KM2 KM2 KM1 按SB1 KM1通电 KM1常开触头闭合 M运转 误按SB2 KM2通电 KM1 KM2 若去掉互锁 KM1 KM2常闭触头 合Q KM2常开触头闭合 ABC 则电源A C线间短路 M3 熔断器FU烧毁 KM1 一定要加互锁触头 KM1 KM2 电机正转并自锁 主电路 KMF FR FU SB SBF KMF FR KMR KMR SBR KMR KMF KMR 控制电路 动作次序 按SBF KMF通电 实现互锁功能 合上Q接通电源 常闭触点打开 常开触点闭合 KMF Q 按SB KMF断电 电机停转 5 2 2正反转控制线路 KMF FR FU SB SBF KMF KMF FR Q KMR KMR SBR KMR KMF KMR 电机反转并自锁 按SBR KMR通电 实现互锁功能 常闭触点打开 常开触点闭合 按SB KMR断电 电机停转 三相异步电动机正 停 反转控制线路 FU短路保护 FR短路保护 零压和欠压保护 电路具有的保护功能 缺点 正转 反转必须先按停止按钮SB 5 2 2正反转控制线路 采用复式按钮的正反转控制线路 KMF FR FU SB1 SBF KMF KMF FR Q KMR KMR SBR KMR KMF KMR 此电路要想改变电机转向 可不必须先按停止按钮 请自已分析线路的动作次序 5 2 2正反转控制线路 5 2 3行程控制 行程控制是用行程开关自动实现电动机的正反转控制 从而使工作台不断地自动往返运动 工作台不断自动往返运动示意图 左移 右移 控制工作台左移 控制工作台右移 防止STa STb失控的保护开关 撞块 左移 右移 控制工作台左移 控制工作台右移 防止STa STb失控的保护开关 5 2 3行程控制 工作台不断自动往返运动示意图 行程控制是用行程开关自动实现电动机的正反转控制 从而使工作台不断地自动往返运动 左移 右移 STa 控制工作台左移 控制工作台右移 防止STa STb失控的保护开关 5 2 3行程控制 工作台不断自动往返运动示意图 行程控制是用行程开关自动实现电动机的正反转控制 从而使工作台不断地自动往返运动 左移 右移 STa 控制工作台左移 控制工作台右移 防止STa STb失控的保护开关 5 2 3行程控制 工作台不断自动往返运动示意图 行程控制是用行程开关自动实现电动机的正反转控制 从而使工作台不断地自动往返运动 左移 右移 STa STb 控制工作台左移 控制工作台右移 防止STa STb失控的保护开关 5 2 3行程控制 工作台不断自动往返运动示意图 行程控制是用行程开关自动实现电动机的正反转控制 从而使工作台不断地自动往返运动 左移 右移 ST1 STa ST2 STb 控制工作台左移 控制工作台右移 防止STa STb失控的保护开关 5 2 3行程控制 工作台不断自动往返运动示意图 行程控制是用行程开关自动实现电动机的正反转控制 从而使工作台不断地自动往返运动 行程开关控制的三相异步电动机正反转的控制电路 KMF SB SBF KMF FR KMR STb ST1 STa KMR KMF ST2 SBR KMR 电机正转 按SBF KMF通电 STa常闭触点断开 按 SB KMF或KMR断电 电机停转 工作台停止移动 工作过程 电机停止正转 STa常开触点闭合 KMR线圈通电 电机反转 右行至STb STb常闭触点断开 KMR断电 电机停止反转 电机正转工作台左行 STb常开触点闭合 KMF通电 如此往复 工作台左行至STa KMF断电 5 2 3行程控制 5 2 4顺序控制 KM1 FR1 FU SB3 SB1 KM1 KM1 Q KM2 SB2 KM2 KM2 FR2 FR2 KM1 顺序控制线路 实现先后次序工作过程的控制称为顺序控制 M1先起动 M2后起动 控制KM2线圈通电的条件 KM1 FR1 FU SB3 SB1 KM1 FR1 Q KM2 SB2 KM2 FR2 FR2 KM1 KM2 按 SB3 KM1 KM2线圈断电 电机M1 M2停转 KM1 5 2 4顺序控制 顺序控制线路 KM1 FR1 FU SB3 SB1 KM1 KM1 FR1 Q KM2 SB2 KM2 FR2 FR2 KM1 KM2 5 2 4顺序控制 顺序控制线路 工作过程 按 SB3 KM1 KM2线圈断电 电机M1 M2停转 SB1 SB3 Q FR1 FU KM1 M13 SB2 M23 KM2 FR2 KM1 KM2 FR1 FR2 KM1 KM1 KM2 L2 L1 SB4 KM2 利用KM1常开触头 M1起动后M2才能起动 例 分析电路的控制功能 解 电路可实现顺序控制功能 利用KM2常开触头 M2停车后M1才能停车 自锁和顺序控制 顺序控制线路 2 顺序控制线路 1 SB1 SB3 SB2 KM1 KM2 FR1 FR2 KM1 KM1 KM2 L1 L2 顺序控制 按SB1 KM1线圈通电 KM1各触头动作 按SB2 工作原理 KM2线圈才能通电 若先按SB2 电路不能工作 时间控制是指采用时间继电器进行延时控制 例如电动机的Y 起动或顺序控制等 5 2 5时间控制 1 用时间继电器实现的顺序控制 KM1 SB2 SB1 KM1 FR1 KM2 SB2 KT KT FR2 KM1主触点闭合 按SB1 KM1线圈通电 KM1常开辅助触点闭合 M1起动 运转 实现自锁 按SB2 KM1 KM2 KT线圈全部断电 触点复位 电机M1 M2停转 KT延时闭合触点经过一段时间延时后闭合 KT线圈通电 KM2线圈通电 主触点闭合 M2运转 用时间继电器KT实现的两台电机顺序控制电路 主电路略 2 Y 起动控制线路 1 KM2 KM1 SB2 SB1 KT KT KT KM2 KM1 KM2 额定运行为 形接法且容量较大的电动机可以采用Y 降压起动 控制电路 主电路 星形联接 形联接 2 Y 起动控制线路 1 按SB1 KM1通电 KM1主触点断开Y接 KM1线圈断电 KM2通电 闭合Q 工作过程 FU KM1 SB2 SB1 KT KM2 Q KT U1 V1 W1 U2 V2 W2 KT KM1 KM2 KM1 KM2 KM1主触点闭合 电动机实现Y接起动 KM1常闭辅助触点断开 实现互锁 KT常闭延时动作触点经过延时后打开 KT线圈通电 KM1常闭触点复位 KT瞬时动作常开触点闭合 实现自锁 KM2主触点闭合 电动机 运行 按SB1 KM1通电 KM1主触点断开Y接 KM1线圈断电 KM2通电 闭合Q FU KM1 SB2 SB1 KT KM2 Q KT U1 V1 W1 U2 V2 W2 KT KM1 KM2 KM1 KM2 KM1主触点闭合 电动机实现Y接起动 KM1常闭辅助触点断开 实现互锁 KT常闭延时动作触点经过延时后打开 KT线圈通电 KM1常闭触点复位 KT瞬时动作常开触点闭合 实现自锁 KM2主触点闭合 电动机 运行 按 SB2 KT KM2线圈断电 电机停转 电机由Y接起动转换到 运转的过程中 若KM1主触点发生粘联 将造成电源短路 缺点 工作过程 2 Y 起动控制线路 1 KM1通电 KM1断电 FU KM1 FR SB2 SB1 KT KM2 FR Q KT KM3 KM3 U1 V1 W1 U2 V2 W2 KT KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 按SB1 KM1主触点断开Y接 闭合Q KM1主触点闭合 电机Y接 KM1常开辅助触点闭合 KM3通电 电机Y接起动 KT常闭触点延时打开 KT线圈通电 KT瞬时动作常开触点闭合实现自锁 KM1常闭辅助触点断开 KM2线圈通路 KM1常开辅助触点复位 KM3断电 断开电源 KM1常闭辅助触点复位 KM2线圈通电 KM2通电 电机 接运行 2 Y 起动控制线路 2 工作过程 KM1通电 KM1断电 2 Y 起动控制线路 2 FU KM1 FR SB2 SB1 KT KM2 FR Q KT KM3 KM3 U1 V1 W1 U2 V2 W2 KT KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 工作过程 按SB1 KM1主触点断开Y接 闭合Q KM1主触点闭合 电机Y接 KM1常开辅助触点闭合 KM3通电 电机Y接起动 KT常闭触点延时打开 KT线圈通电 KT瞬时动作常开触点闭合实现自锁 KM1常闭辅助触点断开 KM2线圈通路 KM1常开辅助触点复位 KM3断电 断开电源 KM1常闭辅助触点复位 KM2线圈通电 KM2通电 电机 接运行 按 SB2 KT KM2 KM3线圈断电 电机停转 2 Y 起动控制线路 2 FU KM1 FR SB2 SB1 KT KM2 FR Q KT KM3 KM3 U1 V1 W1 U2 V2 W2 KT KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 线路特点 通过接触器KM3使电动机由Y接起动转换到 运转的过程中 断开电源 这样避免了由于主触点粘联造成电源短路 SB1 SB2 FR Q FR FU KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 Y 起动控制线路 2 KT KT W2 U1 U2 V1 V2 W1 KM3 KM3 KM1 KM2 工作原理同 KM3的作用 使Y 换接在断电情况下进行 KM2 KM1 例 某车床有两台电动机 一台是主轴电动机 要求能正反转控制 另一台是冷却液泵电动机 只要求正转控制 若要求冷却液泵电动机先起动 经一段延时后 方可起动主轴电动机 主轴电动机和冷却液泵电动机同时停车 试设计主电路与控制电路 并具有短路保护 Q FU M13 KM2 KM3 KM3 SB2 SB4 SB3 KM2 KM3 KM2 KM3 KM2 KM1 SB1 KM1 KT KT KT M23 第5章小结 分析及设计方法小结 先分析主电路 电动机的动作 再分析控制电路 能实现何种功能 行程 顺序 时间 速度控制等 1 分析继电接触器控制电路 2 设计继电接触器控制电路 依然是从主电路到控制电路 常见的错误有 2 将几个接触器或继电器的线圈相串联 3 将接触器触头与线圈并联 造成L1 L2点短路 1 将L1 L2接在接触器的主触头下面 4 无短路 过载保护 FR热元件或常闭触头缺一 5 无自锁 互锁触头 或常开 常闭触头用错 6 KT的通电延时与断电延时触头混淆 6 机床电器的逻辑表示 机床电器的触头和线圈只有 通 和 断 两种状态 可以用逻辑函数来表示 KM 1 表示交流接触器线圈通电 常开触头受激闭合 KM 0 表示交流接触器线圈失电 常开触头原始断开 SB 1 表示按钮常开触头受激闭合 SB 0 表示按钮常开触头原始断开 概述 机床电器控制 KM SB1 SB4 FR Q FR FU KM M3 SB2 KM SB3 SB5 SB6 多地点控制线路 利用SB1 SB2 SB3并联 可实现多地点起动 利用SB4 SB5 SB6串联 可实现多地点停机 三种保护作用 a 短路保护 FU b 过载保护 FR c 零压 欠压保护 KM 图1 9 M3 KM1 KM2 KT KM2 KM1 KT SB2 SB1 FR FU2 FU1 KM1 KM2 KM2 KM2 FR TA R QS KM1 KM2 KT 大功率电动机起动及运行控制电路 电流互感器 KM2常闭触头的作用是防止起动电流使FR产生误动作 正常运行时仍起保护作用 图1 10 KM1 KA KM2 KA SB2 SB1 FR FU2 FU1 KM1 FR SR1 KM3 KM4 FA1 FA2 FA3 SR2 SR3 FA3 FA2 FA1 KM2 KM3 KM4 KM1 绕线式异步电动机起动控制电路 KM1 电流继电器FA1 FA3的线圈与电动机的转子绕组串联 起动时电流很大 FA1 FA3常闭触点打开 KM2 KM4线圈失电 电阻全部接入起动 当n 电流 FA1释放 KM2通电 切除部分电阻 KA的作用 FA的吸合电流相同 释放电流不同 QS SR为起动电阻 SB1 SB2 FR Q FU KM1 KM2 KM1 能耗制动控制线路 KT KT FR KM1 M3 RP L1 L2 L2 L1 KM2 KM2 KM1 KM2 L1 L2 TC 整流桥 工作原理 按SB1 KM1通电 M正常运转 KT通电 KT常闭触头延时打开 按SB2 KM1失电 KM2通电 加入直流电源 制动开始 延时 KM2失电 直流电源断开 制动结束 KM2 KM2 VC KM2 SB1 SB2 FR Q FR FU M3 KM1 KM2 KM1 KS KM1 KM2 KM1 三相异步电动机的速度控制线路 反接制动控制线路 1 KS 速度继电器 利用速度继电器可实现电动机的反接制动控制 速度继电器 结构和工作原理 运动部件 电动机带动永久磁铁转动 当n 100r m时 笼形绕组中产生感应电动势和电流 使外圆随之转动 支架顶块使触头动作 当n 100r m时 外圆支架回位 触头恢复原状态 利用速度继电器 可实现电动机的速度控制 KM2 SB1 SB2 FR Q FR FU M3 KM1 KM2 KM1 KS KM1 KM2 KM1 反接制动控制线路 1 KS 速度继电器 工作原理 按SB1 KM1通电 M运转 按SB2 KM1失电 KM1触头恢复 KM2通电 反接制动开始 n 100r m n 100r m KS触头打开 KM2失电 M脱离电源 停转 制动结束 KS触头闭合 KM2 SB1 FR Q FR FU M3 KS KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 反接制动控制线路 R SB2 KS 基本工作原理同 a SB2采用复合按钮 可防止手动调整时 KS触头可能闭合所造成的不安全 说明 b 反接时主回路应串入限流电阻R 图1 13 a b 电磁抱闸制动控制电路 KM1 FR FU1 Q M3 KM1 KM2 KM2 KM2 SB2 SB1 FR FU3 FU2 KM2 YA 1 弹簧 压簧或拉簧 2 制动闸 3 制动轮 与M同轴 KM1 FR FU Q 1 1 2 3 2 M3 图1 17双速电动机三相绕组的连接 低速 高速 低速 高速 图1 18 a KM1 SB1 FU2 FU1 KM1 FR QS M3 KM1 SB2 SB2 KM2 KM1 KM2 KM3 KM3 KM2 双速电动机高低速控制电路 用按钮SB实现高低速控制 SB3 1 2 3 4 5 6 利用复合按钮SB2和SB3可实现 的控制 FR 图1 18 b KM1 SB1 FU2 FU1 KM1 FR QS KM1 SB2 SB2 KM2 KM1 KM2 KM3 KM1 SB1 FR KM1 SA KM2 KM1 KM2 KM3 KM2 SB2 KM3 KM2 M3 1 2 3 5 6 4 SB3 a b FR SA 转换开关 双速电动机高低速控制电路 用开关SA实现高低速控制 图1 18 c KM1 SB1 FR KM1 SB2 KM3 KM1 KM3 KM2 KM3 KT KT KT KM2 KT SA 双速电动机高低速控制电路 用开关SA实现高低速控制 a b FU2 FU1 KM1 QS KM3 KM2 M3 1 2 3 5 6 4 FR 利用SA和时间继电器KT实现 的控制 KT 图1 22 KM1 KM2 KM3 SB1 KM1 KM2 KM3 SA1 SA2 SA3 SA3 SA2 SA1 图1 23 KM1 KM2 SB1 KM1 KA FR1 SA1 SA1 ST3 ST1 SB2 KM2 FR2 SA2 ST2 KA KA KA KM1 KM2 SA2 ST4 SB2 FR1 FR3 FR2 组合机床基本控制电路 1 多个动力头同时起动控制电路 2 多个动力头同时起动 分别停止控制电路 SB2 ST1 ST3为动力头1在原位压下的行程开关 ST2 ST4为动力头2在原位压下的行程开关 5 3机床控制线路举例 车床电气原理图的主电路 FR1 FU1 KM1 Q1 KM KM2 R Q2 FR2 FU1 KM4 KM3 L2 L1 L3 分析控制线路的步骤 1 从电动机着手 2 分析控制电路通常是由上往下 由左向右 设想按动操作按钮 观察哪些电器元件通电 其相应触点如何动作 进而影响到哪些执行元件动作等等 主轴电动机 冷却泵电动机 快速移动电动机 5 3机床控制线路举例 主轴电动机 车床电气原理图的主电路 FR1 FU1 KM1 Q1 KM KM2 R Q2 FR2 FU1 KM4 KM3 L2 L1 L3 冷却泵电动机 快速移动电动机 KM1实现主轴电动机正转 KM2实现主轴电动机反转 KM主触点用于短路限流电阻实现主轴电动机反转 主轴电动机有短路保护和过载保护 冷却泵电动机由KM4实现单方向运转 有短路和过载保护 快速移动电动机由KM3实现单方向运转 只有短路保护 1 主电路分析 SB KM2 KM1 KM1 KA KM4 FU SB5 L1 FR2 KM1 KM2 KA FR1 KM2 KA SB3 SB1 KM KA SB4 KM4 ST L2 KM3 2 控制电路分析 1 主轴电动机的点动控制 KM1主触点闭合 M1正向运转 按SB1 KM1线圈通电 KM1主触点闭合 主轴电动机经R限流接至电源 M1在低速下转动 KM常开辅助触点闭合 KA线圈通电 KM1辅助常开触点闭合 与KA触点串联构成KM1自锁 KA常开触点闭合 同SB2使KM1线圈通电 松开SB1 KM1线圈断电 KM1主触点打开 M1停止运行 2 主轴电动机的正反转控制 按SB2 KM线圈通电 KM主触点将R短接 主轴电动机的正转 KM1辅助常闭触点打开 与KM2构成互锁 SB2 互锁 车床电气控制电路原理图 KM SB KM2 KM1 KM1 KA KM4 FU SB5 L1 FR2 KM1 KM2 KA FR1 KM2 KA SB3 SB1 KM KA SB4 KM4 ST L2 KM3 2 控制电路分析 KM2主触点闭合 M1正向运转 KM常开辅助触点闭合 KA线圈通电 KM2辅助常开触点闭合 与KA触点串联构成KM2自锁 KA常开触点闭合 同SB3使KM2线圈通电 2 主轴电动机的正反转控制 按SB3 KM线圈通电 KM主触点将R短接 主轴电动机的反转 KM2辅助常闭触点打开 与KM1构成互锁 SB2 SB2 互锁 停车 按 SB KM KM1 或KM2 KA线圈断电 电机停转 KM 车床电气控制电路原理图 SB KM2 KM1 KM1 KA KM4 FU SB5 L1 FR2 KM1 KM2 KA FR1 KM2 KA SB3 SB1 KM KM KA SB4 KM4 ST L2 KM3 2 控制电路分析 KM2主触点闭合 M1正向运转 KM常开辅助触点闭合 KA线圈通电 KM2辅助常开触点闭合 与KA触点串联构成KM2自锁 KA常开触点闭合 同SB3使KM2线圈通电 2 主轴电动机的正反转控制 按SB3 KM线圈通电 KM主触点将R短接 主轴电动机的反转 KM2辅助常闭触点打开 与KM1构成互锁 SB2 SB2 3 刀架快速移动控制 KM3 4 冷却泵控制 KM4 停车 按 SB KM KM1 或KM2 KA线圈断电 电机停转 车床电气控制电路原理图 5 4继电器控制线路的一般设计原则 控制线路设计的一般原则 1 在满足生产对象要求的前提下 控制线路应力求简单 2 尽量选择典型环节和典型控制线路 根据各部分的联锁条件将其组合起来 综合成满足控制要求的完整的控制线路 3 在控制线路中 接触器线圈应并联连接 4 接通电源后 不按操作按钮时各电器应不动作 5 在控制线路中 通常触点在左 线圈在右 6 在控制线路中 要有一定的安全保护措施 如 短路保护和过载保护 欠压保护 限位保护等 控制线路设计的方法 1 经典法 2 逻辑设计法 5 4继电器控制线路的一般设计原则 设计举例 生产工艺要求电动机M1先起动 起动后 电动机M2才可起动 M2起动后经过一段延时 M1自行停车 且M1单向运转 M2能实现正反转 要有短路和过载保护 设计步骤 1 设计主电路 实现电动机M1单向运转需要一个交流接触器KM1 实现电动机M2正 反转需要两个交流接触器KM2和KM3 2 设计控制电路 三个交流接触器需要三个起动按钮 SB1用于接通KM1线圈 即起动M1 SB2用于接通KM2线圈 起动M2正转 SB3用于接通KM3线圈 起动M2反转 三个交流接触器均要有自锁 用KM1的一个常开触点实现与M2 M3 的顺序控制 KM2与KM3之间要有互锁 用一个通电延时的时间继电器KT的通电延时断开触点实现M2起动后 经过一段延时间M1自行停车的自动控制 并由KT的瞬时动作触点构成自锁 停车按钮为SB FR1 FU2 KM2 Q1 KM3 Q2 FR1 FU1 KM1 5 4继电器控制线路的一般设计原则 KM1 SB SB1 KM1 SB2 FR1 KT KM2 KT KM3 KM2 KT SB3 KM3 KM2 KM3 KM2 KM3 FR2 FU3 控制线路 48V 6V 图2 1 KM1 EL SA2 KA KM1 KM1 KA VC KA KT HL1 KM2 KM2 SA4 L1 L2 L3 M13 KM2 PE KM1 KM2 KT HL2 KM1 FU1 FU2 FU3 SA1 1 SA1 2 SA1 3 YC KM2 M23 M33 SA3 ST2 ST1 TC FU3 CM6132型普通车床控制电路 主轴电动机 冷却泵电动机 润滑泵电动机 电源变压器 显示 照明 制动控制 主轴及润滑泵控制 制动延时 熔断器 开关及断路器 V14 KM1 W12 TC PE FU2 ST7 QF V12 U11 W11 V11 U12 M3 V13 W13 U13 W14 U14 9 SA2 1 ST7 SB1 SB2 SB3 1 FU3 FU4 FU6 FU1 FU7 KM3 KM2 KM1 SA3 FR1 FR2 FR3 XB FR2 FR1 VC 301 SA5 201 103 24V 48V 110V M1 主轴电动机 M2 进给电动机 M3 冷却泵电动机 YB 主轴电磁离合器 YC 进给及快速电磁离合器 X52K立式升降台铣床控制电路 ST4 1 KM1 SA4 KM2 HL KM4 YB ST2 2 SA1 2 SA1 3 SB3 SB4 KM1 FR3 SB5 SB6 KM4 KM2 KM3 KM3 ST3 1 ST1 2 SA1 1 ST3 2 17 KM1 KM4 SBl SB2 SA2 2 105 KM4 YC1 YC2 301 24V EL ST7 SA2 1 S