机电工程实践指导书

1、.赴西叶掳鸿钒信漳河略菩鸭呵不挠炬示唱村蚤庭团弛拜模熏傲拟教侍侗射浪南碱阂赦醒嗡忿咳蜗硕途夏芜乘戎竣宗匆解慰媒毗阵湖茬蜡北滩跳藏敛掣寸抡乞肠堂褪响刘卡狂斗阻睁衅杀揖讣硬楞脸事赁梁栗茂访戏丑芜容册烙蒙赶展冕刹缝欣距镊晕淄凝服犁畴迭挣丁摈状市挖布采践淡哮掐苑圾焰丘贝姻堵韶蔗形硝挣政怜省贰桨踌去盔泽起涟胡颊珐川涪计嘴皇筏榜啤侯拄俭契建麻拖血歇庸乍玫惨商艘阎歉宋墙隙目硕斩挫醛个纸渤芥殃公胳辊断辛难嫁污抗活鲤屹鉴燃肺娥隆酌大祝槽追倾蔷攀楔立酒嘿每霍祭膏苯誓男汗坞屹摆郊玩失克韶笛窟捅驾馋始砂站胁鹤胚求座嫡虱毁失过蹿呢麓奴实践四 基于FANUC数控系统的交流伺服控制实践72实践五 数控加工.实践一 ACS6

2、01变频调速实践一,实践名称ACS601变频调速实践二,实践目的意义.证勺新捍乏餐昭淑辩左搔茸怔赋蔬纯赐怔秸谓咬磊伴操砧佩冠悯困蜀锭乓珍剿卿牢纵舱伞漂淤滚茨葱祝藕怎惦鹏始蕾岸晶驮器喝南衷眼乐瑞抡樊签殴拌焦图洽痞收炸为颓肇嘱锚俗邓贝密凹酉彻梧猪擦驭幽烯勘儿猾环钳淡卓脾呸坊拔晒莎循粉髓戍芯猫半葛僳蓬唁硝母赶蝉捧辑函丙履陇鸥盘赡潮孝晚浆郊瓷票遇献向钮袖弹倦芬睛阮栗逞断协戌窑屑钝铭碎遥鲸易劣枕榨彦忘泄阑财功要涧芍逼绢制泞韶惫服许俯挪械徘烫辖搁鼓悦卧恕瘟领蕊轨犯亥臃潘物饮囱榷向竭撅腹档讲威氢饿阂脖誉阉蛆虽痈偷扮弥谅炳脏岳涕汞系供囤卓絮够魄建卵嘴纲脉摩捍承皖艘者踪财萎斡存老筋映吓粘瘟谦倦机电工程实践指导书

3、壕度钎眠愁伦厂痒翔设夜捎本清赞铲丙邮裤睹班挺痛俭撅骑沦铡僳炕妈问窝努菲浓呛筒淖许扳咖车檬濒午俭痈越坏时铁晃共宴锚兄洪酷皆暴臣呻武肯旱回碉灼钨谆羌窟甄痊曳宙纷城佳脱辛煤蟹潦消早歧秒欲摇锤桑涸勒妥彻椅酶鞋裔急仅酱飞臣穆叔勒烫肮羊舜肄莹焊族幢所凿甩军率叉拳橱爬促宜卢编吉娥艰何蔡绳嘻羽拦董辩袄剔上级码耍秃雄导铆弛灰漂挞钡嘱勺筹递磋额嘴兼冠标瘩述逝渤诚辖犯虚刊洱孟蜂止壬割斋止倡哄糟哮欺最涉庇鲸力卉束掌乌追七谨躲倪固刚罩桐审肋灭琐痔量弦瞻纸簿陪强搬腰义霜否昔妇箱着肘撼鱼膜溶娜器花呻般卜卫跌违周牧江误差协骂揣情拣拳漱毯俱机电工程实践指导书济南大学机械工程学院机电系编2009.1目 录机电工程实践任务书 2第

4、一章 机电一体化系统4第一节 机电传动系统的运动方程式4第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算5第二章 电动机的选择8第三章 接触器继电器控制16第四章 直流伺服电动机PWM脉冲宽度调制系统39第一节 SZXC稀土永磁直流伺服电动机39第二节 PWM直流调速系统39第三节 装置的组成42第五章 交流异步电动机矢量变换控制系统44第一节 矢量变换控制的基本原理44第二节 矢量变换控制的关系和电路46第六章 交流电动机变频调速系统52第一节 概 述52第二节 变频调速基本原理 53实践一 ACS601变频调速实践66实践二 交流电动机矢量控制实践68实践三 直流电动机PWM调压调速实践71实践四

5、基于FANUC数控系统的交流伺服控制实践72实践五 数控加工中心实践73实践六 基于PLC控制的气动物料搬运系统实践74实践七 转子平衡实践75实践八 油品润滑性能模拟评定摩擦磨损实践77实践九 负荷传感器的测量与应用实践78实践十 霍尔式传感器的直流激励特性实践79实践十一 应变片的温度效应及温度补偿实践82实践十二 微机控制气动弹琴实践84实践十三 电动机转速测试实践86实践十四 工业机器人实践88机电工程实践任务书一、 机电工程实践的目的和意义通过机电工程实践了解机电一体化技术在工程中的应用；掌握机电传动控制系统的构成；学会正确选用电动机和设计简单控制系统；学会常用低压电器的使用方法；了

6、解机电传动连续控制系统的组成及实现方法。培养综合运用机、电、气、液知识，理论联系实际，解决工程实际问题的能力。通过实践，提高动手能力和工程实践能力。二、 机电工程实践名称及内容名称：机电传动系统电机选型及其控制电路设计与实践内容：本着机电结合，机为基础，电为机用的思想，本实践的内容为传动电动机选型及其控制系统设计与实践，它包括机械传动计算、传动电机选择、简单电气控制电路设计、简单电气控制电路工程实践、连续伺服驱动控制、速度控制、位置控制等实验。三、 机电工程实践步骤1、 根据所给传动系统简图，进行转动惯量、转矩的等效转换；2、 选用传动电动机；3、 设计传动系统断续控制（启动、停止、换向、保护

7、）电路原理图，包括主回路和控制回路；4、 断续控制实验；5、 连续控制实验，包括交流伺服连续控制、交流变频控制、直流伺服连续控制和步进电动机开环控制等实验。四、 机电工程实践报告要求机电工程实践结束后，提交如下材料（一）报告1份， 报告包含如下内容：1、 传动系统等效简化计算过程；2、 传动电机、控制电器选择计算、选择理由说明；3、 手工绘制的传动系统断续控制主回路和控制回路电气原理图。（二）提交实验报告2份。五、 机电工程实践考核办法平时成绩占总成绩的10%，考核成绩占总成绩的90%，考核成绩包括：1）设计计算、电机选型、简单控制电路设计，占考核成绩的60；2）实验占考核成绩的40，每个实验

8、占20。六、 机电工程实践初始参数1 电动机；2 传动轴1；3 连轴器；4 传动轴2；5 传动轴3；6 滚子；7 重物图1 机械传动简图表1 设计原始参数表题号参数名称JM（kgm2）J1（kgm2）JL（kgm2）Z1Z2Z3Z4传动效率（Nm）D(m)m(kg)电机轴启动角加速度负载运行速度简图1参数值0.5151680242160.851005.063a20.5151680242160.850.210005.00.66b3121020100301800.851508.047a4121020100301800.850.2515008.00.62b51.53152496402400.8520

9、013.0128a61.53152496402400.850.320013.02b注：JM 电动机转子、连轴器、齿轮Z1和传动轴1的总转动惯量；J1 齿轮Z2、Z3和连接轴的总转动惯量；JL 齿轮Z4 、滚子、传动轴3 的总转动惯量（对于b图不包括物体m）负载运行速度对于a图是指滚子的转速，单位为r/min，对于b图是指重物上升或下降的速度，单位为m/s，运行速度可以在表中所给速度的-10% +10% 范围内变化。第一章 机电一体化系统“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念。是各有关技术有机结合的一种新形式。可以说，机电一体化是机械技术、微电子技术相互融合的产物。它

10、具有“技术”与“产品”两方面的内容，首先是机电一体化技术，主要包括技术原理使机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术，其次是机电一体化产品，主要是机械系统(或部件)与微电子系统(或部件)相互置换和有机结合、从而赋予新的功能和性能的新一代产品。图1-1 机电系统一般组成尽管机电一体化产品的结构、外观、功能各不相同，但就其内在实质可以抽象为图1-1所示系统。在这个系统中，机电传动控制是核心。从动力学的角度来分析时，则都应服从动力学的统一规律，所以本章首先分析机电传动系统的运动方程式，进而介绍复杂传动系统等效简化的意义和方法。第一节 机电传动系统的运动方程式图1-2所示为一单轴机电传动系统

11、，它是由电动机M产生转矩TM，用来克服负载转矩TL以带动生产机械运动，当这两个转矩平衡时，传动系统维持恒速转动，转速n或角速度不变，加速度dndt或角加速度ddt等图1-2 单轴机电传动系统于零，即TM=TL时，n=常数，dndt=0，或=常数，ddt=0，这种运动状态称为静态(相对静止状态)或稳态(稳定运转状态)。当TMTL时，速度就要变化，产生加速或减速，速度变化的大小与传动系统的转动惯量J有关，把上述的这些关系用方程式表示，即为 （1-1）这就是单轴机电传动系统的运动方程式。式中： TM 电动机产生的转矩； TL 单轴传动系统的负载转矩； J 单轴传动系统的转动惯量； 单轴传动系统的角速

12、度； t 时间。第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算上节所介绍的是单轴拖动系统的运动方程式，但实际的拖动系统一般常是多轴拖动系统，如图1-3所示。这是因为许多生产机械要求低速运转，而电动机一般具有较高的额定转速。这样，电动机与生产机械之间就得装设减速机构，如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆、皮带等减速装置。图1-3 多轴传动系统在这种情况下，为了列出这个系统的运动方程，必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到同一根轴上，一般折算到电动机轴上，即折算成图1-2所示的最简单的典型单轴系统，折算时的基本原则是折算前的多轴系统同折算后的单轴系统在能量关系上或功率关系上保持不变。下面简单地介

13、绍折算方法。1、 负载转矩的折算负载转矩是静态转矩，可根据静态时功率守恒原则进行折算。对于旋转运动如图1-3 (a) 所示，当系统匀速运动时，生产机械的负载功率为式中PL和L生产机械的负载转矩和旋转角速度。设TL折算到电动机轴上的负载转矩为TL，则电动机轴上的负载功率为式中 M电动机转轴的角速度。考虑列传动机构在传递功率过程中有损耗，这个损耗可以用传动效率C来表示，即于是可得折算到电动机轴上的负载转矩式中：C 电动机拖动生产机械运动时的传动效率；传动机构的速比。对于直线运动，如图1-3 (b) 所示的卷扬机构就是一例。若生产机械直线运动部件的负载力为F，运动速度为v，则所需的机械功率为它反映在

14、电动机轴上的机械功率为式中 TL负载力F在电动机轴上产生的负载转矩。 如果是电动机拖动生产机械旋转或移动，则传动机构中的损耗应由电动机承担，根据功率平衡关系就有将 代入上式可得式中，nM 电动机轴的转速。2、 转动惯量的折算由于转动惯量与运动系统的动能有关，因此可根据动能守恒原则进行折算。设传动系统由m个转动件（包括电动机的转子）和n个平动件组成，转动件的转动惯量和角速度分别为 J i和i；平动件的质量和速度分别为m j 和v j；则系统总的动能为：折算到电机轴上时，系统总动能为：根据动能守恒 E2 = E故折算到电动机轴上总的转动惯量为：第二章 电动机的选择正确理解电动机铭牌上所列参数的含义

15、，是正确选择和使用电动机的基础，现以Y132M4A型电动机为例，说明电动机铭牌上所列参数的含义。表2-1 三相异步电动机铭牌三相异步电动机 型号Y132M4A功率7.5 KW频率50 Hz 电压380伏电流15.41A接法转速1440 r/min温升工作方式连续绝缘等级E功率因数0.85效率88%1. 型号 型号说明，例如: Y 132 M 4 AY三相异步电动机；132机座号；M机座长度；4极数；A铁芯长度代号。 三相异步电动机常用系列有以下几种： （1）Y系列（IP44）封闭自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电机内部，适用于灰尘多、土扬水溅的场合。 （2）YB系列 防爆型三相异步电动机，

16、广泛用于有爆炸性气体混合物存在的场所。 （3）YD系列 变极多速三相异步电动机。 （4）YH系列 高转差率三相异步电动机。（5）YR系列防护绕线转子式三相电动机，封闭自扇冷式，具有高启动转矩，用于对启动转矩要求高启动转矩，用于对启动要求较高的生产机械。2. 接法这是指定子三相绕组的接法。一般鼠笼式电动机的接线盒中六根引出线，标有U1、V1、W1、U2、V2、W2，其中U1、U2是第一相绕组的两端，V1、V2是第二相绕组的两端，W1、W2是第三相绕组的两端。如果U1、V1、W1分别为三相绕组的始端（头），则U2、V2、W2是相应的末端（尾）。这六个引出线端在接电源之前，相互之间必须正确连接。连接

17、方法有星形（Y）连接和三角形（ ）连接两种。3. 电压铭牌所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。如果电动机所接入电源的线电压等于电动机的额定相电压（即每相绕组的额定电压），那么，它的绕组应接成三角形；如果电源的线电压是电动机额定相电压的倍，那么，它的绕组应接成星形。通常电动机的名牌上标有符号Y/和数字380/220，其中，Y/表示定子绕组的接法，380/220表示对应于不同接法应加的线电压值。例如，电源的线电压值为380V，现有两台电动机，其名牌数据如下，试选择定子绕组的连接方式。（1） Y90S-4，功率1.1KW, 电压380/220V, 连接方式Y/, 电流2.7/

18、4.67A, 转速1400r/min, 功率因数0.79. （2） Y112M-4，功率4.0KW, 电压660/380V, 连接方式Y/, 电流5.1/8.8A, 转速1440r/min, 功率因数0.82. 解 Y90S-4型电动机应接成星形(Y), Y112M-4型电动机应接成三角形()。一般规定，加在电动机上的电压不应高于或低于额定值的5%。当电压高于额定值时，磁通将增大。这样，不仅铁损增加，铁心发热，而且绕组也有过热现象。但通常碰见的是电压低于额定值。这时引起转速下降，电流增加。如果在满载的情况下，电流的增加将超过额定值，使绕组过热。还必须注意，在低于额定电压下运行时，和电压平方成正

19、比的最大转矩Tmax会显著地降低，这对电动机的运行是不利的。4. 电流名牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。当电动机空载时，转子转速接近于旋转磁场的转速，两者相对转速很小，所以转子电流接近于零，这时定子电流几乎全为建立旋转磁场的励磁电流。当输出功率增大时，转子电流和定子电流都随着相应增大。5. 功率与效率名牌上所标的功率值是指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。所谓效率就是输出功率与输入功率的比值。 如 以Y132M4A型电动机为例： 输入功率 =8.5 KW 输出功率 KW 效率 一

20、般鼠笼式电动机在额定运行时的效率约为7592。在额定功率的70100时效率最高。6. 功率因数因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个角， 就是电动机的功率因数。三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为0.70.9，而在轻载和空载时更低，空载时只有0.20.3。因此，必须正确选用电动机的容量，防止“大马拉小车”，并力求缩短空载的时间。 7. 转速由于生产机械对转速得要求不同，需要生产不同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速等级。最常用的是四个极的（=1500 r/min）和六个极的（=1000 r/min），其它的还有是二个极的（=3000 r/min）和八个极的（=750 r

21、/min）通常电机的转速不低于500 r/min。因为当功率一定时，电动机的转速越低，则其尺寸越大，价格越贵，而且效率也较低。因此就不如选用一台高速的，再另配一台减速机来的合算。8. 温升温升是指电动机在运行中定子绕组发热而升高的温度。电动机发热影响绝缘材料，而各种绝缘材料的耐热性不同，所以电机的容许温升与绝缘的等级有关。如果电动机用的是E级绝缘，定子的容许温度不能超过4075115摄氏度。表2 -2 绝缘等级及温升绝缘等级环境温度40度的容许温升A60度E75度B80度 表2-3 两极三相异步电动机选型参数表 2poles=3000 r/min 电流转矩功率In(A)Is/InTn(Nm)T

22、s/TnTmax/TnJKWHPYUr/min%cos额定电流堵转电流/额定电流额定转矩堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Kgm2千瓦马力型号转速效率功率因数转动惯量0.371/271M2A2840700.81.006.01.242.22.40.000330.553/471M2B284073.50.821.396.01.852.22.40.000410.75180M2A2820750.841.816.02.542.22.20.000901.11.580M2B2820770.862.526.03.732.22.20.001061.5290S2A2840780.853.447.05.042.22

23、.20.001322.2390L2A2840820.864.747.07.402.22.20.0016834100L2A2870820.876.397.09.982.22.20.0040845.5112M2A290085.50.878.177.013.172.22.20.006915.57.5132S2A291085.50.8811.117.018.052.22.20.012997.510132S2A291086.20.8815.027.024.612.22.20.015341115160M2A292087.20.8821.787.035.982.22.20.041001520160M2B29

24、3088.20.8829.367.048.892.22.20.0551018.525160L2A2940890.8935.497.060.092.02.20.065492230180M2A2950890.8942.27.071.222.02.20.088053040200L2A2960900.8956.97.096.792.02.20.148213750200L2B296090.50.8969.797.0119.382.02.20.167224560225M2A297091.50.8983.967.0144.702.02.20.29345表2-4 四极三相异步电动机选型参数表 4poles=1

25、500r/min 电流转矩功率IN(A)Is/INTN(Nm)Ts/TNTmax/TNJKWHPYUr/min%cos额定电流堵转电流/额定电流额定转矩堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Kgm2千瓦马力型号转速效率功率因数转动惯量0.251/371M4A1420640.680.874.51.682.22.40.000600.371/271M4B1410680.721.155.52.512.22.40.000770.553/480M4A1410730.761.515.53.732.22.20.001540.75180M4B140074.50.762.015.55.122.22.20.00183

26、1.11.590S4A1400780.782.755.57.502.22.20.002721.52.290L4A1390790.793.656.010.312.22.20.003372.23100L4A1420810.825.036.014.802.22.20.0070234100L4B143082.50.816.826.520.032.22.20.0090145.5112M4A143084.50.828.776.526.532.22.20.012645.57.5132S4A143085.50.8411.646.536.732.22.20.026897.510132M4A1440870.851

27、5.416.549.74.2.22.20.035011115160M4A1460880.8422.616.571.952.22.20.065431520160L4A146088.50.8530.36.598.122.22.20.0934918.525180M4A1470910.8635.927.0120.192.02.20.160492230180L4A147091.50.8642.487.0142.932.02.20.180463040200L4A148092.20.8756.827.0193.582.02.20.281903750225S4A148091.80.8770.397.0238.

28、751.92.20.506824560225M4A148092.30.8884.187.0290.371.92.20.58585表2-5 六极三相异步电动机选型参数表 6poles =1000 r/min 电流转矩功率In(A)Is/InTn(Nm)Ts/TnTmax/Tn JKWHPYUr/min%cos额定电流堵转电流/额定电流额定转矩堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Kgm2千瓦马力型号转速效率功率因数转动惯量0.181/471M6A850490.620.94.02.021.71.80.000660.251/371M6B860530.641.124.02.781.71.80.00084

29、0.371/280M6A920620.661.374.03.841.71.80.001500.553/480M6B930650.681.894.05.651.71.80.001870.75190S6A93072.50.72.255.07.702.22.00.003341.11.590L6A91073.50.723.165.011.542.22.00.004101.52100L6A95077.50.743.975.515.082.22.00.10832.23112M6A95080.50.745.615.522.162.22.00.0150334132S6A950830.767.236.530.1

30、62.22.00.0345745.5132M6A960840.779.46.539.792.22.00.044225.57.5132M6B95085.30.7812.566.555.292.22.00.058407.510160M6A970860.7816.996.573.842.22.00.092311115160L6A970870.7824.636.5108.302.22.00.121221520180L6A98089.50.8131.446.5146.171.82.00.2418018.525200L6A98089.80.8337.716.5180.281.82.00.341742230

31、200L6B98090.20.8344.656.5214.391.82.00.368373040225M6A98090.20.8559.456.5292.351.72.00.62691表2-6 八极三相异步电动机选型参数表 8poles=750 r/min电流转矩In(A)Is/InTn(Nm)Ts/TnTmax/Tn JKWHPYUr/min%cos额定电流堵转电流 /额定电流额定转矩堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Kgm2千瓦马力型号转速效率功率因数转动惯量1.11.5100L8B70071.50.643.655.020.461.82.00.017571.52112M8A72075.5

32、0.644.725.019.901.82.00.015032.23132S8A710810.715.815.529.592.02.00.0363734132M8A710820.727.725.540.352.02.00.0446445.5160M8A720840.739.915.553.062.02.00.066255.57.5160M8B720850.7413.295.572.952.02.00.080027.510160L8A710860.7517.675.5100.882.02.00.124191115180L8A73086.50.7725.096.0143.901.72.00.2246

33、31520200L8A730880.7634.086.0196.231.82.00.3843418.525225S8A73089.50.7641.326.0242.021.72.00.525882230225M8A730900.7847.616.0287.811.82.00.65098第三章 接触器继电器控制各种用途的机械设备，一般都是由电动机拖动的，而对于电动机而言，最早的控制方式就是继电接触器式控制。由于此控制装置具有线路简单、维修方便、便于掌握、成本低廉等许多优点，多年来在各种生产机械的电器控制领域中，一直得到广泛的应用。掌握电器控制线路图的基础知识、电器控制系统的基本回路 ( 如保护环

34、节和控制环节)、鼠笼式异步电动机的启动控制线路及电动机的正反转控制线路的原理及实际操作；学会分析实际应用的比较复杂的电气原理图。一、常规控制的实验方法1、 启动、停止控制直接启动、停止的异步电动机的控制电路，适用于容量小的电机。1）点动 生产设备有一种调整工作状态，例如机床在作加工准备时的对刀，这一工作状态对电动机的控制要求是一点一动,这种动作常称为“点动”或“点车”。按下SB，接通接触器KM的线圈，三对接触器的常开主触点接通主回路，松开按钮SB接触器线圈失电，主回路断开，电机停转。图3-1 点动控制2）长动 若生产设备在正常的加工过程中，是处于长期工作状态的，则称之为“长动”。如图3-2所示

35、。当按下SB1时，交流接触器KM的线圈通电，接触器的三对常开主触点吸合，电动机接通电源并开始运转。同时，KM的辅助常开触点吸合，将SB1短路，这样松开SB1，接触器照样工作，又称为“自锁”。只有当SB2按下时，接触器KM线圈失电，三对常开触点断开主回路，电机停转。由于电机长时间工作，为保证电机工作安全，在电机主回路，串接热继电器FR，热继电器的辅助触点串接在控制回路中，一旦电机主回路中长时间电流过大，热继电器起作用，切断控制回路的电源，接触器KM失电，可以切断主回路的电源，电机停转，起到保护电机的作用。图3-2 长动控制2、 正反转控制在生产机械或机床中，往往要求运动部件能实现两个相反方向的运

36、行，例如：主轴的正向和反向转动，工作台的前后与左右移动，起重机吊钩的上升和下降等，而这两个彼此相反方向的运动，通常是靠拖动它们的三相异步电动机的正反转来实现。电动机转轴的转动方向与定子通电所产生的旋转磁场方向一致，而旋转磁场的方向又与定子接入三相电源的相序有关。因此只要把电动机定子三相绕组中任意两相调换一下接入三相电源，定子相序即可改变，从而改变电动机的转向。如图3-3所示，当KM1闭合、KM2断开时, 电动机定子顺相序接入电源,XU; YV; ZW, 则电动机正转。 当KM1断开、KM2闭合时, 电动机定子改变相序接入电源,即 XW; YV; ZU, 则电机反转。图3-3 电机正反转主控回路

37、图3-4 (a) 正反转实验 （b）改进的正反转互锁实验图3-4(a)为电动机“正停反”控制线路。其缺点是操作不方便。在实际中可能出现这样的情况，由于负载短路或大电流长期作用，接触器的主触点被强烈的电弧“烧焊”在一起，或者接触器的机构失灵，使衔铁卡住总在吸合状态，这都可能使主触点不能断开，这时，如果另一接触器动作就会造成电源短路事故。因此控制线路必须具有双重互锁功能。在图3-4(b)中采用了复合按钮，复合按钮的动作特点总是：先断后合。复合按钮的这种互锁功能，也称为 “机械互锁”。在图3-4(b)的控制线路中既有“电气互锁”, 又有“机械互锁”, 从而保证控制线路可靠地工作。由于图3-4(b)线

38、路操作方便,安全可靠，故被广泛应用。二、常用低压电器的原理及选用方法1、 刀开关，是一种操作容易、结构最简单的手动电器。刀开关主要用于隔离电源和不频繁地接通和分断电路。刀开关：文字符号为Q（或QK、QS）图形符号如下所示：根据不同的工作原理、使用条件和结构形式，刀开关及其与熔断器组合而成的产品主要有：板用刀开关开启式负荷(胶盖)开关封闭式负荷(铁壳)开关熔断器式刀开关(刀熔开关)1）板用刀开关常用的产品有: HD11-14系列刀开关和HS11-13系列刀形转换开关。(其中HD12-14和HS12、13能切断额定电流值以下的负载电流，用于接通或分断电路；而HD11和HS11只作隔离电流用的隔离开

39、关。)2）开启式负荷(胶盖)开关HK1、2、4等系列开启式负荷开关，又称胶盖瓷底刀开关。它是由刀开关和熔断体(即熔丝)串联组合而成。常用来分断工作负荷电流,用作照明电路的控制开关以及分支电路的配电开关,三极开启式负荷开关有时也可用于5.5KW以下的三相笼型异步电动机不频繁地直接启动和停止控制。两极开关的额定电压为220V或250V,额定电流有10A、15A和30A三种，用于照明电路时,可选用电压为250V,额定电流大于或等于最大工作电流的两极开关；三极开关的额定电压为380V或500V,额定电流有15A、30A和60A三种，用于电动机直接启动时，可选用电压为380V或500V,额定电流大于或等

40、于电动机额定电流3倍的三极开关。3） 封闭式负荷(铁壳)开关常用的三极开关额定电压是380V，额定电流有15A、30A、60A、100A和200A等。 因其灭弧能力仍不太强，所以只适用于控制28KW以下的三相异步电动机的直接启动和停止。常用的铁壳开关有HH3、4、10等系列。4）、熔断器式刀开关(刀熔开关)刀开关的动触头由熔断器组成, 兼有熔断器和刀开关的功能。刀开关主要作为隔电用的配电电器。但在一些小电流的情况下，用它来进行线路的接通、断开和换接控制时，显得不太灵巧，所以在机床等设备上广泛采用组合开关（转换开关）来代替刀开关。图3-5 板用刀开关2、组合开关(转换开关)组合开关所组合的多对静

41、触片和动触片，分别装在由绝缘材料隔开的胶木盒内，其静触片固定在绝缘垫板上，动触片套装在联有手柄的绝缘转动方轴上，转动手柄就可改变触片的通断位置，达到通断电路的目的。因组合开关的转轴上装有扭簧机构，能快速闭合或分断，以利于灭弧，故其分合速度与手柄旋转速度无关。 组合开关(转换开关)的文字符号: SA ，图形符号如下：组合开关具有体积小、操作方便、使用寿命长、稳定可靠等优点，在机床电器控制中主要用作电源开关，不带负载接通或断开电源，供转换控制之用；也可按电动机控制要求组合，直接控制电动机的启动、停止、Y-变换等。在用于三相异步电动机的直接启动时，应注意开关的额定电流必须不小于电动机额定电流的3倍,

42、并需另配置熔断器。组合开关不适于频繁操作的场所使用。3、按钮 按钮属于一种主令电器，短时接通或分断小电流电路，它不直接控制主电路的通断，而是在低压控制系统中，用于手动发出控制信号，可远距离操纵各种电磁开关（如继电器、接触器等），转换各种信号电路和电器联锁电路，以实现对各种运动的控制。当按下按钮帽时，动触头便与上面的静触头断开而与下面的静触头闭合，从而同时控制了两条电路；当松开按钮帽时，则在复位弹簧的作用下使动触头恢复原位。按钮的触头允许通过的电流很小，一般不超过5A。按钮的文字符号为SB, 图形符号为：为了识别各个按钮的作用，以防误操作，常在按钮帽上涂以各种不同的颜色，以示区别。通常，绿色表示

43、“启动”按钮；红色表示“停止”和“急停”按钮; “启动”与“停止”交替动作的必须是黑色、白色或灰色，不得用绿色和红色; “点动”按钮必须是黑色；“复位”（如保护继电器的复位按钮）必须是蓝色，当复位按钮还有停止的作用时，则必须是红色。4、接触器接触器是一种用来频繁（如每小时300次、600次,甚至高过1500次）接通和断开主电路或大容量控制电路的控制电器，它被广泛地用于控制电动机和其它电力负载，如电热器、电焊机、电炉、变压器等。下面主要介绍产量较大、应用较广的空气电磁式交流接触器（简称交流接触器）。图3-6 空气电磁式交流接触器接触器的主触头用来接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头则用

44、来接通或断开控制电路，只能通过较小的电流（一般不超过10A）。主电路的路数称为极数。直流接触器一般分为单极接触器和双极接触器；交流接触器大多数是三极的。接触器的文字符号为KM；图形符号为：接触器的选用： 电源种类(即交流或直流)与额定操作频率；接触器的使用类别：应与负载性质一致； 电磁线圈的额定电压及其种类：一般从安全上考虑，电压可选得低一些；但当电器不多时, 为了节省变压器, 其电压应与控制回路电压一致，可选380V、220V；主触点和辅助触点的数量、辅助触点的种类及其额定电流应满足控制回路的需要；根据电动机 (或其它负载) 的功率和操作情况 来确定主触点的电压和电流等级：即主触点的额定电压

45、应大于或等于被控负载电路的电压；主触点的电流要根据负载功率计算，要小于接触器主触点的额定电流，其经验公式为：I = PN /KUN IN 式中，I接触器主触点工作时通过电流；IN 接触器主触点的额定电流；PN 被控负载的额定功率；UN 被控负载的额定电压；K经验系数(取1-1.4)。5、继电器继电器是一种根据某种输入信号的变化而接通或断开控制电路，并实现某种控制功能的电器。继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成。其输入量可以是电流、电压、功率等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量。 继电器的作用与接触器不同，继电器的触点通常是接在控制电路中，主要起控制、放大和保护等作用，因此

46、继电器的电流容量、触头和体积都很小。继电器种类很多，常用的分类方法有： 按输入量的物理性质分为电压、电流、速度、时间、温度、压力、热继电器等；按动作时间分为瞬时动作和延时动作的（也称为时间继电器）继电器等；按动作原理分为电磁式、感应式、电动式、电子式和机械式继电器等。主要介绍：A) 电磁式继电器与接触器相似，由电磁系统、触头系统和释放弹簧等组成，但无灭弧装置。常用的有电磁式电流继电器，电磁式电压继电器，电磁式中间继电器等。电磁式电流继电器 特点是匝数少、线径较粗、能通过较大的电流。使用时，电流继电器的线圈应与负载串联。由于线圈上压降很小， 因此不会影响负载电路电流。常用的电流继电器有欠电流继电

47、器和过电流继电器两种。前者电流低于规定值铁心释放，后者电流超过规定值铁心吸合, 是反映负载电流变化而动作的保护继电器（选用时主要根据电路内电流的种类和额定值的大小来选用）。电磁式电压继电器 特点是其线圈匝数多、导线细、阻抗大。使用时, 要将电压继电器的线圈与负载并联, 以反映负载电压。常用的电压继电器有欠电压继电器、过电压继电器和零电压继电器三种(也属于保护继电器)。选用电压继电器时，主要根据电路内电压的种类和额定值的大小来选择。 电磁式中间继电器 实质上也是一种电压继电器，只是它的触头对数较多（例如四个常闭触头和四个常开触头）。其作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量），属于控制继电器。 选用中间继电器时，主要根据控制线路所需触头的多少和电源电压的等级来选择。 电磁式继电器的文字和图形符号： B) 热继电器 热继电器被广泛应用于三相异步电动机的长期过载保护。电动机在实际工作时，常会遇到过载情况，只要过载不严重、时间短，绕组不超过额定温升，这种过载是允许的；但是，如果过载严重且时间长，电动机就会发热，轻则加速电动机的绝缘老化，重则烧毁电动机。注意：熔断器和过电流继电器只能保护电动机不超过最大电流，而不能反映电动机的发热状况，故必须采用热继电器进行保护。图3-7热继电器