0500_机床电气内容要领_20131007

1、机床电气控制内容要领兼复习提纲第0课、绪论：（这里的第n课与实际上课不对应，可以讲的快些或慢些。按此顺序即可）0.1.本课程的任务：本课程的任务是提高学生综合应用机床电气控制技术和应用技能。因为这些技术和技能需要使用电气原理图表达，因此换一个角度讲，是讲授绘制和阅读电气原理图的课程。0.2.常用低压电器：（可随着学习进度逐步掌握）绘制和阅读电气原理图时，需接触多种常用低压电器，本课程内容之一即熟悉常 用低压电器。常用低压电气通常包括：断路器、交流接触器、软启动器、变频器、主令电器、 电阻器、交流互感器等，一共分为13个大类。其中，主令电器是用来接通和分断控制电路以发布命令、或对生产过程作程序控

2、 制的开关电器。它包括控制按钮（简称按钮）、行程开关、主令开关和主令控制器等。另外还有踏脚开关、接近开关、倒顺开关、紧急开关、钮子开关等。其他类型的电气 请自行查阅资料。电器元件可随学习进度逐步掌握。下图举了一些例子，教材上在P207-209。SB1SB2E-/KM1KM2KMVQ常开按钮常闭 常开 按钮 触点常闭 接触器 触点线圈三相断路器注1:完整的电气元件表示包括图形和文字符号。否则可能产生误解，例如断路器和触 点的图形符号类似。M三相电动机FUKT1X带一个常开和常闭的联动按钮熔断器常开延时触点常闭时间延时触点继电器线圈注2 :联动按钮可以是若干常开、常闭按钮的任意组合；很多电器元件可

3、以联动，例如 位置开关也可以联动。速度继电器的线圈在反接制动中再接触。STKRST匚 FRn KS位置开关的常开触点位置开关的常闭触点热继电器的常闭触点热继电器的线圈速度继电器 的常开触点注3 :由于新老国标对符号做过调整，因此，有些元器件的符号可能有不同，例如，热 继电器可以标注 KR，也可以标注FR，但同一幅图要标准统一。03继电器元件：常用低压电器中，最主要的就是“继电器”元件，原理如下图所示。要重点理解这个 元件，它的特点就是：一个元件出现在多个电路中。上图是原理图。我们看到，继电器由两个部分组成， 线圈和触点，线圈通电后产生吸力, 使触点产生动作。触点又分成两种，线圈通电之前未闭合，

4、线圈通电之后触点打开的称为常 闭触点（如上图下边的触点）；反之称为常开触点。 若忽略右下的电路， 上图构成两个电路, 如下图：这个图与上面的原理图是等价的。左边是一个电路，右边是一个电路。虚线框中的是一个元器件（继电器），但是出现在两个电路图中。左边的扁平矩形是继电器线圈，右边的是 继电器触点。此外，注意继电器和交流接触器是有区别的，两者的动作原理是一样的， 都用上述原理解释，但交流接触器可以用在高压交流主电路，而继电器只能用在低压直流电路。需要进一步了解，请自行上网查阅。或者可以这样理解：当继电器有了三相交流的触点，那么它就不 能叫继电器，而称之为接触器，该三相触点称为主触点。0.4. 电气

5、原理图的基本画法： （可随着学习进度逐步掌握）和机械图纸一样， 电气原理图有其自己的画法规定， 其中大部分是国家规定， 少部分国家 没有规定的请按照行业前辈的约定俗称绘制。基本画法摘录了以下 12 条。01按规定绘制。包括：图形符号要规范；文字符号一般标注在图形符号的右上角；线圈 文字符号在图形符号下方。02一种符号表示一类元件， 文字符号的数码下标表示同类元件中的不同个数， 例如 KM1 ， KM2表示交流接触器 1 , 2。SB1, SB2表示按钮1，按钮2。03. 同一元件的不同部分可以出现在电气原理图的不同部位。即在一副图中，文字符号一 样的不同图形表示某个元件的不同部分。例如交流接触

6、器 KM 可以有线圈，触点和主触点。04 电器元件应是未通电时的状态； 二进制元件应是置零状态； 机械开关应是循环开始前 的状态。05 触点符号一般画成左开右闭，或上闭下开。06 主电路和控制电路应分别画出； 主电路： 电源线绘成水平线， 主电路垂直电源电路绘 出；控制电路： 垂直画在两条水平电源线之间， 耗能元件应直接连接在接地的水平电源线上， 控制触点连接在上方水平电源线与耗能元件之间。07 一般在图的顶部放置用途栏，标明所对应的电路的用途；有时为了方便阅读和检索， 将图面分成若干图区，图区编号栏绘在图的下部。08尽可能减少线条和避免线条交叉。09电路应按动作顺序自左向右或自上而下绘制。1

7、0 功能相关的元件应画在一起，使它们之间关系明确。11同一机械操作件动作的所有触点，应用机械连杆符号表示其连动关系。12 电气原理图中出现的所有电机、电器元件的型号、文字符号、用途、数量、额定技术 数据，都应填写在一览元件明细表内。第一课：电动机直接启动（2012.10.12）F图是最直接的使用刀开关启动三相电机。1.1. 最基本的电动机启动电路。在生产中，电动机大多为三相380V交流电,FU1M13UV.WM13FU1A.主电路电源线绘成水平线， 主电路垂直电 左边的图是电器元件未通电时的状态；右边C.触点符号一般画成左开右闭，或上闭下（复习提纲第一图，起保停电路） 因此，考虑间接启动。这就

8、用到上面提到的继电 线圈放在控制电路。 此外，在这个电路中接触到按 主令电器，热继电器在后面的课程会详细说明。KM1（主）闭KM1t电动机启动利用这个图复习一下电路图的画法。包括：源电路绘出；B.电器元件应是未通电时的状态。 是刀开关合上的状态，画图的时候要画左边的。 开。D同一机械操作件动作的所有触点，应用机械连杆符号表示其连动关系。利用这个图还复习一下基本元器件，包括：刀开关Q;熔断器FU;电动机M，等。1.2. 具有短路保护，过热保护，零压保护的基本启动电路。 高压电器用刀开关直接合闸比较危险。器。在上图的电路中串联继电器的触点， 钮和热继电器。按钮是按下后松手会复位的过程分析：SB2

9、J t KM1 ( +) tyKM1（控）闭t自锁，SB2可以松开1.3. 起保停电路的实物简化接线图。在下图的实物图中，省略了熔断器和热继电器，控制电路为220V，省略了变压器00J 00书交flE电澱缶匚WJL1 L2 L3 N3 - &可以看到，原理图和实物图有很大的区别。最重要的一点，原理图的主电路和控制电路是分开的，而实物图中，主电路和控制电路不好区分，因为中间的交流接触器这个元器件上第二个图是实物图的内部构造图，接线的时候方便查看。第二课：定子串电阻启动电路（2012.10.19）为了避免电机的机械转子速度迅速提高，对转子产生伤害，因此有时需采用降压启动。2.1. 定子串电阻启动电

10、路 A。（复习提纲第二图）和起保停电路相比，主电路多了用来在启动时降压的电阻R （分压作用）；在控制电路出现了时间继电器 KT。请注意理解此电路是如何从起保停电路推导出来的。TCFU3HKTV(/ KR1 H厂KM1SB2KM2KM1KT控制要求：按下SB2, KM1闭合, 过程分析：电机降压启动，t时间后，KM2闭合，电机正常工作。KM1（主）闭t电机M1降压启动SB2J tK哋*-KT ( +)t KT (控)KM1 (+) t（控）闭t自锁，闭 t KM2 （+） t KM2（主）闭 t 电机M1正常启动上面是教师画的电路图，实际上，不同的人画的电路图由于元件的安排不同而不一样， 因此电

11、气原理图只有参考答案，没有正确答案。请看下图，从网上下载的，同样是正确的， 请看有哪些不同。（注意把接地加上）22定子串电阻启动电路 B。（复习提纲第三图）和上面的A相比，这个图比较节省能源，因为在电机正常工作的时候 保持通电的。请注意理解此电路是如何从A推导而来。KM1和KT是不UV控制要求：按下SB2, KM1闭合，电机降压启动，t时间后，KM2闭合，电机正常工作。 此时，KM1和KT掉电不工作，但是不影响电机正常工作。过程分析：KM1 （主）闭t电机M1降压启动SB2 JK咙1 KT ( +)tKM1 (+) t（控）闭t自锁KT （控）闭 t KM2 （+） t2（主）闭tKM2（常开

12、控）闭KM2（常闭控）开KTM1正常启动 t自锁同上，请看同样功能的下图，画法与上图有哪些不同。（注意把接地加上）I U2TC7KMKMt KTKM-2.3. 降压启动的条件。（待查资料）给出一个公式，符合这个公式的采用降压启动，否则可以直接启动。第三课：正反转和行程开关（2012.10.26）3.1. 正反转。（复习提纲第四图）正反转是相对简单的图。这里注意每个继电器带了一个常开触点和常闭触点， 因此从这 个图开始，在图中添加编号，这样可以在动作流程图中清楚的表示各个元器件， 方便分析过 程的时候使用。（注意，正反转的主电路中 KM2的三根接线是两根对调。）3123456789101112控

13、制要求：按下SB1，电动机正转；按下 SB2，电动机反转；按下 SB3，电动机停止。当电动机正 转时，按下SB2电动机无法反转（无响应），只有先停止电动机后，才能按下SB2使电动机反转。反之，在电动机反转时，也无法直接使其正转。过程分析：（先正转，再反转）-KM1 （主）闭正转：SB1 J t KM1 (+) t 人KM1(9 )闭KM1L(11)开KM1 （主）开停止：SB3J t KM1 (-) t yKM1(9 )开KM1(11)闭t电机M1正转t自锁t互锁，使得在电机停止之前按 SB2无用t电机M1停止t解除自锁t解除互锁，使电机可以反转。反转：SB2J t KM2 (+)KM2KM2

14、（主）闭t电机M1反转t - KM2 （12）闭 t 自锁I（8 ）开7互锁，使得在电机停止之前按SB1无用32利用行程开关自动往复运动。 对正反转的电路图进行改进, 上的零件在工作台上做往复运动，（复习提纲第五图）即可实现利用利用行程开关自动往复运动。如下图，机床内侧的两个限位开关起控制作用，当碰到这两个限位开关时工件反向运动。外侧两个限位开关起报警作用，当碰到这两个限位开关时工件停止运动。ST4 ST2ST1 ST3本图引入新的元件限位开关（注意限位开关是另一种主令电器），以及组合开关/组合按钮的概念，请回到第一页复习电气原理图画法规则第11条。要求：按下SB1时，电机正转；工件向右移动；

15、工件碰到ST1反向相左移动，碰到 ST2时再次反向向右移动，以此往复运动，直到按SB3停止。当工件碰到 ST3或ST4时停止。同理，按下SB2时，电动机反转；其后动作与前面的描述类似。过程分析：（以正转为例，反转类似分析）KM1（主）闭 t电机M1正转正转：SB1 J t KM1 （+） t y KM1 （10）闭 t 自锁KM1I （12）开t互锁当工件向右移动压下ST1ST1 ( 8)开t KM1 (-)KM1(13)闭t自锁tr KM1（主）开t电机停止正转（12）闭T电机开始反转。第四课：星-三角形降压启动(2012.11.02)4.1. 星-三角形降压启动原理。此原理是三相绕组因接法

16、不同而产生的电压不同。如下图，三角形连接时是380V，星型连接时是220V，因此，电机启动时，可先以星型连接启动，然后切换到三角形连接。Y - 障阡起殆扶4.2. 星-三角形降压启动A。(复习提纲第六图)因电机绕组的星型连接和三角形连接时互斥的，在主电路中KM2和KM3不能同时闭合，因此，控制电路中的 KM2和KM3必须加上互锁。从起保停电路推导时要注意这点。UKM21 12345678|910|11|12|13控制要求：按下 SB2, KM1、KM3闭合，电机星型接法、降压启动，t时间后，KM3断开、KM2闭合，电机三角形接法、正常工作。过程分析：(注意，这里的过程分析应该写的很长，尤其要注

17、意中间电机会断电的微小过程)广KM1( +)tJ KM1( 10)闭 t 自锁丫 KM1 (主)闭 t M1星型连接降压启动SB1(Y KM3( +)t KM3 (主)闭 了tKT(+) t丁 KT(11)开t KM3(-) t KM3(12)闭KM2(10)开t KT(-)丫 KT (12)闭二 KM2(+)T KM2(主)闭t M1 正常启动-KM2( 13)闭t自锁43星-三角形降压启动B。（复习提纲第六图）此电路图与 A的区别在于主电路省略了一个接触器，由一个接触器的常开、常闭各一个代替两个主电路接触器。这个图有两个意义：（1）这个图是第一个不推导的图，直接给出结论请分析。（2）这个图

18、时一个理论图，实际不会使用，因为几乎没有厂家生产带常闭主触 点的交流接触器。UV控制要求：7按下SB2, KM1闭合，电机星型接法、降压启动，t时间后，KM2常闭断开、常开合上，电机三角形接法、正常工作。过程分析：（同理注意中间电机会断电的微小过程） t自锁f KM1 (+)KM1（ 11）闭- KM1（主）闭J SB1的组合按钮保证断掉一次-t M1星型连接降压启动KM2 -SB1 KT(14)闭t自锁KM2 (9 )闭 tL KM2住)闭(+) t kt ( 12)未经延时直接闭合t自锁KT(+)T kT(10)开t KM1(-) t KM1(13)闭 IKM2 KT (13)闭L KM2

19、(+)tKM2（9）闭 t KM1 （+）-KM2主）闭- t M1三角形连接，正常启动同理，请自行上网收索其他的参考答案。注意：这里交流接触器主触点是否可以有常闭要问问何老师或者徐锋老师。第五课：制动：(2012.11.09)这这节课开始过程分析略，因为练习到这里，学生应该已经能够书写过程分析了。5.1.制动的原理。这里给一些制动的原理，因为学生基础的问题。这里忽略。如果学生的基础好，这里给学生推导一些电路的公式，用来复习一下数学和电学知识，以及加深原理的理解。5.2. 反接制动反接制动首次引入速度继电器。下图是书上的图B,因为图A会导致人工手动旋转主轴时也会产生制动，因此，B图中多了一个联

20、动按钮来避免这个问题。u 5.3. 能耗制动本来要稍微详细一些的介绍能耗制动的原理，但是基于学生的数学基础而忽略。这里引入能耗制动的主电路要添加一个交流变直流电的部分。注意主电路KM1在KM2的上面。UVWFU1KM2FU2KM1R O-KM1SB1SB2EA,KM1KM2KR13QKM2KTKM2 KT第六课：电气控制的常见环节:6.1.点动带开关的那个图B,在书上提一下就可以了；关键是下面两个图。左图是用联动按钮的，用这个要特别注意分析一下不达标的联动按钮硬件会导致点动变 长动。（我认为：达标的按钮无论是得电时还是断电时，都是先打开触点，再闭合触点。）右图是带中间继电器 K的，这个K就是一变多的典型例子，通过K给KM1上电就是长动，通过 SB3给KM1上电就是点动。KR13Q62互锁在正反转里面已经很清楚了。6.3. 联锁（联锁第一次引入两个电机，要提醒学生控制电路画两个热继电器）联锁有另一种与 PLC相似的接法，那种接法也可以。本课程主要是下图的接法，先给 出1-2-3的启动顺序接法，然后请同学们观察如何接线能够实现3-2-1的顺序停止。TCFU3SB5 叩 I _二 | .UVW:IFU1FU2KM1KM2KR13Q3 QKR2M13M23KM2SB4SB3KM1SB2KM1nSB1KM2KR1-KM26.4. 多点