机床电器与维修教案

第一章绪论机床是机械制造业中的主要加工设备，机床的质量、数量及自动化水平，直接影响整个机械工业的开展。机床的自动化水平对提高生产效率和产品质量，减轻体力劳动等方面都起到极为重要的作用。机床的电器控制对于现代机床的开展有着非常重要的作用。从广义上说，现代机床电器控制的重要标志是：自动调节技术、电子技术、检测技术、计算技术、综合控制技术在机床中的应用。虽然目前机床使用各种不同的动力设备，如液压装置、气压装置及电气设备等，但其中电气设备使用各种不同的动力设备。即使使用液压或气压装置作动力，也离不开电气控制，电器自动控制装置的配置情况正是机床自动化水平的重要标志。机床电器拖动的开展机床的拖动装置开展迅速，变革很大。20世纪初由于电动机的出现，使机床的动力发生了根本改变。最初是由电动机直接代替蒸汽机，由一台电动机拖动一组机床，称为成组拖动。成组拖动是通过中间机构〔天轴〕实现能量分配与传递的，机构复杂，传递路径长，损耗大，生产灵活性小，不适于现代化生产的需要。20世纪20年代，出现了单独拖动形式，即由一台电动机拖动一台机床。多台电机拖动的被采用，不但简化了机床本身的机械结构，提高了传动效率，且使机床各运动局部能够选择最合理的运动速度，缩短了工时，也便于分别控制，促进了机床的自动化。由于直流调速性能好，调速的范围可以相应的扩大，调速精度高，平滑性强，在20世纪30年代出现了直流发电机－直流电动机组的调速系统，以及通过电机放大机等元件实现控制的自动调速系统。机床电器控制的开展机床电器控制，最初是采用手动控制，后来除了少数容量小，动作单一的机床〔如小型台钻，砂轮机等〕使用手动控制电器外，多采用继电器－接触器自动控制方式。这种控制方式，可以实现对机床各种运动的控制，如起动，停止，反转改变转速等，它的控制方法简单，直接，工作稳定，本钱低，能在一定范围内适应单机和自动化生产线的需要。但继电器－接触器控制系统，由于它的固定接线，使用的单一性，即一台控制装置只能针对一种固定程序的设备，一旦工艺程序有所变动，就得重新配线，满足不了程序经常改变，控制要求比拟复杂的系统的需要。多年来，一种新型的控制装置－可编程控制器得到了迅速开展，它把继电器控制的优点与计算机的功能齐全，灵活性，通用性强的特点结合起来，用计算机的编程软件逻辑代替继电器接触器控制的硬接线逻辑，实现对程序需要经常变动的控制要求，使机床控制系统具有更大的灵活性和通用性。其主要特点：1〕通用性强2〕程序可以改变3〕编程容易4〕可靠性较高5〕使用维护方便可编程序控制器在机械制造行业的应用，提高了机床的自动化水平。但无论是有触点电器还是无触点的逻辑元件，其输入和输出信号只有“通”和“断”两种状态，因而这种控制是断续的，不能连续地反映信号的变化，故称为断续控制。为了使控制系统获得更好的静态和动态特性，完成更为复杂的控制任务，现广泛采用了反响控制系统。反响控制系统是由连续控制元件组成，它不仅能反映信号的通或断，而且能够反映信号的数值大小。这种由连续控制元件组成的反响控制系统，叫做连续控制系统。由于数控技术的开展和计算机的应用，电力拖动自动控制又开展到一个新的水平，即向着生产过程自动化的方向迈进。应用计算机可以不断地处理复杂生产过程中的大量数据，计算出最正确参数，然后通过自动控制设备及时调整各局部生产机械，使之保持最合理的运行状态，实现整个生产过程的自动化。本课程的任务、性质、及要求本课程是机械专业的一门的专业课，开设在先修课程《电工学》，《计算机应用根底》之后，其任务是给学生以机床电器控制系统(继电器-接触器控制)的结构,组成,工作原理和应用的根底理论和根本知识,使学生初步掌握机床电控系统的应用,设计方法,具有对简单机床电控系统设计,安装和调试的能力。本课程的最主要任务是：1〕.熟悉机床常用控制电路的结构,工作原理及用途,并能正确选用.2〕.熟悉机床控制电路的根本环节及其应用和分析方法,初步具有对不太复杂的机床控制电路改造和设计的能力本课程主要通过课堂讲授〔含多媒体教学〕、作习题等教学环节，培养学生分析，绘制和设计机床电器控制线路的能力。同时，它又是学生学习后续课程和完成课程设计和毕业设计不可缺少的专业知识。机床电器控制的根本概念一般说来，电力拖动系统可分为两局部：电力拖动局部电力拖动系统主要分为直流拖动和交流拖动两大类。电器自动控制局部机床电器控制系统的类型很多，按使用的电器设备分，主要有继电器－接触器控制系统，电机放大机控制的直流调速系统；晶闸管－电动机直流调速系统，数字控制系统，计算机控制系统等。机床电器控制教案首页第二次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第三章机床常用电器和电器控制根本环节第一节机床电器原理的阅读与绘制根本教材参考书目教学目的与要求电器控制线路主要是由各种电器元件和电动机等用电设备组成。为了阅读方便，在绘制电器控制线路图时，必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号，以及统一规定绘制电器控制线路图的方法。要求学生了解相应的国标，形成良好的看图、绘图和识图习惯。教学内容与时间安排、教学方法机床电器原理图的阅读和绘制电器控制线路的图形符号及文字符号电器控制线路的原理图电器控制线路的安装接线图教学重点、难点机床电器控制线路的的相关标准。授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结通过相关电器标准的学习，才能使自己能够利用工程师的语言完成电器设计，并进行技术交流。这对初学者来说，是非常重要的一步。复习思考题及作业题机床电器原理图的阅读与绘制在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械均由电动机来拖动。不同的生产机械，对电动机的控制要求也是不同的。电器控制能够实现对电机的启动、正反转、调速、制动等运行方式的控制，以及必要的保护，以满足生产要求，实现生产过程的自动化。任何简单的、复杂的电器控制线路，都是按一定的控制原那么，由根本的控制环节组成。掌握这些根本的控制原那么和控制环节，是学习电器控制的根底，特别是对生产机械整个电气控制线路的工作原理的分析与设计有很大的帮助。电器控制线路主要是由各种电器元件和电动机等用电设备组成。为了阅读方便，在绘制电器控制线路图时，必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号，以及统一规定绘制电器控制线路图的方法。电器控制线路的图形符号和文字符号由电器元件组成的电力拖动自动控制线路中，有多种电器和电动机。每个电器和电动机都有流过电流的部件，如触点，线圈，电动机的绕组等。为了表达这些导电部件的相互联结，及便于电器元件的安装，调整，使用和维修，必须采用统一的符号，按照容易看懂的原那么用一定的规那么画出。用不同的图形符号表示各种电器元件，用不同的文字符号表示各种电器元件的名称，用途等。附录列出了电器控制线路常用的图形符号和文字符号。它们分别是根据国家标准GB4728-84,GB4728-85及GB7159-87列出的。所列的图形符号，是指电器处于无电磁力或无其它外力作用下的正常状态下绘制的。根据图面布置的要求，可将表内图形符号旋转90绘制。电气控制线路属于有触头控制。电气控制线路的表示方法有：电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。电器控制线路原理图电器控制线路原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单清晰的原那么，将原理图爱用电器元件展开的形式来绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端头，但并不是按照电器元件实际布置位置来绘制的。原理图一般分为主电路和辅助电路两局部，主电路是电器控制线路负载电路局部。辅助电路包括控制电路，照明电路，信号电路及保护电路，辅助电路是小电流通过的局部。绘制电器恐慌子线路原理图时应遵循以下原那么：各个电器元件和部件在控制线路中的位置，根据便于阅读的原那么来安排。同一元件的各个部件可以不画在一起。每个电器部件都用规定的图形符号表示，并在图形符号附近用文字符号标注它们属于哪一个电器。图中电器元件触点的开闭，均以没有受到外力作用或线圈没有通电时的开闭状态画出。多位置电器以手柄置于零位时触点的开闭状态画出。此时，触点呈开断状态的称“常开触点”。触点呈闭合状态的称“常闭触点”。绘制电器控制线路原理图的图幅可按机械制图的图号，根据需要选用。如果需要加长的图纸，应采用加长图纸。如A3x3(420x891),A4x5(297x1051).为了便于确定图上额内容和组成局部的位置，可以在图面上分区。为了便于检索分析，维修和寻找故障，原理图上各电路应按其功能分开画出。应将图面分成假设干个区域〔简称图区〕。图区编号一般用阿拉伯数字写在图的下部，用途栏一般放在图的上部，用文字说明。图面的垂直分区一般用英文字母标注。图区分区应该是偶数。线路平行排列，各分支电路根本上按照动作顺序由左向右排列。导线交叉的电器联接处用圆黑点或圆圈标明。为了便于安装，检修，调整，电器元件接线端均用标记编号。主电路图上用回路标号；辅助电路的电器联接线用数字编号。号码从左向右，从上到下，每经过一个元件改变一个号，依次编排，不能缺号，也不能重号。电器控制线路安装接线图电器控制线路的安装图，是为了安装电器设备和电器元件进行配线或检修电器故障效劳的。在图中显示处电器设备中各个电器元件的空间位置与接线情况，它在安装或检修时对照原理图使用。它是根据电器位置布置最合理，联接的导线最经济等原那么来安排。电器控制线路安装接线图绘制时，应遵循以下几个根本原那么：各电器不画实体，以图形符号代表。各电器元件所画的位置，应与实际安装位置一致。安装接线图中，电器元件的文字符号及线号应与原理图一致，并按原理图联接。同一电器元件的各部件要画在一起。绘出连接线时，应标出导线及穿线管子的型号，规格和尺寸，管内导线应留有备用线。多根导线如走向一致，可合并画为单根粗实线，并在线上标出导线的型号，线径和根数。不在同一处电器元件的联接应通过接线端子进行。安装接线图中导线的型号：BVR是铜芯塑料软线；BV是铜芯塑料线BLV是铝芯是塑料线管子标号：GG是钢管JG是金属软管PVC是聚氯乙烯管a.电器原理图b.车床电器控制线路安装接线图机床电器控制教案首页第三次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第二节三相笼型异步电动机的起动控制线路根本教材参考书目教学目的与要求机床一般是由电动机来拖动的。电动机是通过某种自动控制的方式来进行控制的。在普通机床中，多数都是由继电器接触器控制方式来实现控制，尤其是由三相笼型异步电动机拖动的交流拖动系统更是如此。在这一课程中，我们就从三相笼型异步电动机的起动控制线路出发，向学生讲解与此控制线路相关的控制线路及电器元件。教学内容与时间安排、教学方法电动机的起动直接启动的判别方法降压启动的判别方法正转控制线路手动正转控制线路和电器熔断器熔断器的结构熔断器的技术参数常用熔断器的系列产品熔断器在使用过程中应当注意的事项b、刀开关和转换开关教学重点、难点电器元件---熔断器授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结掌握电动机的起动判别方法，熔断器的使用、选型以及在工程实践中应注意的事项。复习思考题及作业题三相笼型异步电动机的起动控制线路 电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程称为电动机的启动。直接起动又叫全压起动，它是通过电器将额定电压直接加在电动机的定子绕组上，使电动机运转。其优点是所需电器设备少，线路简单；缺点是启动电流大。小容量电动机〔10Kw以下〕可以直接起动。判断一台交流电动机能否采用直接起动，可根据以下经验公式确定:式中，IST---电动机的全压起动电流〔A〕 IN---电动机的额定电流〔A〕符合本公式，可以直接起动；不符合本公式，那么应采用降压起动。一般情况下，当电机容量不超过电源变压器容量的15%~20%时，都允许直接起动。2．2．1正转控制线路1.手动正转控制线路和电器(1)电器元件=1\*GB3①熔断器熔断器是电网和用电设备的平安保护电器之一。其主体是用低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。它是根据电流的热效应原理工作的。在正常情况下，熔体相当于一根导线；当发生短路或过载时，电流很大，熔体因过热溶化而切断电路。熔断器作为保护电器，具有结构简单，价格低廉，使用方便等优点，应用极为广泛。熔断器的结构熔断器由熔体〔俗称保险丝〕和熔器〔或称熔管〕组成。熔体为丝状或片状。熔体材料通常有两种：一种是由铅锡合金和锌等低熔点金属制成的；另一种由银铜等金属制成。正常工作的时候，流过熔体的电流小于或等于它的额定电流，由于熔体发热的温度尚未到达熔体的熔点，所以熔体不会熔断，电路仍然保持接通。当流过熔体的电流到达额定电流的1.3～2倍时，熔体缓慢熔断，当流过熔体的电流到达额定电流的8～10倍时，熔体迅速熔断。电流越大，熔体熔断越快。常用熔体的安秒特性熔体通过的电流1.25I1.6I1.8I2.0I2.5I3I4I8I熔断时间360012004084.52.51熔断器的技术参数额定电压：额定电压是指保证熔断器能长期正常工作的电压额定电流：额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流。它的等级划分随熔断器结构形式而异。应该注意的是熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。极限分断电流:极限分断电流是指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。常用熔断器系列产品RC1A瓷插式熔断器瓷插式熔断器由瓷底座，瓷插件，动触点，静触点和熔体组成，瓷插式突出局部与瓷底座之间的间隙形成灭弧室。熔断器额定电流在60A以上的灭弧室中还垫有帮助灭弧的编结石棉。熔断器与被保护的电路相连，动触点间跨接着熔体。它应用于不振动的场所。RL1系列螺旋式熔断器如以下图所示，RL1系列有填料螺旋式熔断器。它由底座，瓷帽，瓷套，熔断管等组成。其图形符号及文字符号与瓷插式熔断器相同。熔断管内装有熔体，石英砂填料和熔断指示器〔上有色点〕。当熔体熔断时，指示器跳出，可透过瓷帽的玻璃窗口进行观察。在熔体的周围所填充的石英砂，导热性能好，热容量大，能大量吸收电弧能量。通过灭弧，提高了熔断器的分断能力。它的熔体更换方法是更换整个熔断管。螺旋式熔断器应用于有振动的场所。c)RMl0系列无填料封闭管式熔断器图1—5所示为RMl0系列无填料封闭管式熔断器的结构。它由厚壁反白管(即钢纸管)，两端紧套着的黄铜套管、铜帽、插刀、熔体和插座等组成。熔体直接与旋紧的铜帽接触，插刀可插入插座。其图形符号、文字符号与瓷插式熔断器相同。管式熔断器是一种可拆卸的低压熔断器。当熔断器熔体熔断后，用户可自行拆开，重装新的熔体，检修较为方便。熔体为截面宽窄不均匀的锌片，当短路电流通过熔体时，它的狭颈部首先立即熔断，中间大块熔体掉下，造成较大的电弧间隙，有利于灭弧。同时，反白管内壁在电弧高温下产生高压器体，使电弧迅速熄灭。d)快速熔断器快速熔断器主要用于半导体功率元件或变流装置的短路保护。由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的特性。常用快速熔断器有RS和RLS系列。应当注意，快速熔断器的熔体不能用普通的熔体代替，因为普通的熔体不具有快速熔断的特性。d.熔断器在使用过程中应当注意以下几点：(a〕熔断器的插座与插片的接触要保持良好。如果发现插口处过热或触点变色，那么说明插口处按触不良，应及时修复。(b)熔体熔断后，应首先查明原因，排除故障、熔断器是在一般的过载电流下熔断，还是在分断极限电流时熔断，可凭经验判断。一般在过载电流熔断时，响声不大，熔丝仅在一两处熔断，熔管内壁虽无烧焦现象，也无大量的熔体蒸发物附在管壁上。如果在分断极限电流时熔断的，情况与上述相反。更换熔体时，应使新熔体的规格与换下来的一致。(c)更换熔体或熔器时，必须断开电源，以防触电。尤其不允许在负荷未断开时带电换熔体，以免电弧烧伤。(d)安装熔体时不要把它碰伤，也不要将螺丝拧得太紧，使熔体轧伤。(e)如果连接处的螺丝损坏而拧不紧，那么应更换新的螺钉。(f)安装熔丝时，熔丝应顺时针方向弯过来，这样，在拧紧螺钉时就会越拧越紧。熔丝只需弯一圈即可，不要多弯。(g)对于有指示器的熔断器，应经常注意检视。’假设发现熔体已熔断，应及时更换。(h)安装螺旋式熔断器时，熔断器的下接线板的接线端应装在上方，并与电源线连接。连接金属螺纹壳体的接线端应装于下方，并与用电设备的导线相连。这样就能保证在更换熔体时螺纹壳体上不会带电，保证人身平安。②刀开关和转换开关刀开关和转换开关都是手动操作的电器，一般用来不频繁地接通和分断容量不很大的低压供电线路，也可作为电源隔离开关。在农村和小型工厂中还经常用来直接起动小容量的笼型异步电动机。i刀开关刀开关俗称闸刀开关，是结构最简单且应用最广泛的—种电器。图1—6所示是刀开关的典型结构。它由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。推动手柄使触刀紧紧插入静插座中，电路就被接通。刀开关种类很多。按刀的极数可分为单极、双极和三极；按刀的转换方向可分为单掷和双掷；按灭弧装霞情况可分为带灭弧罩和不带灭弧罩；按接线方式分为板前接线式和板后接线式。这里只介绍两种常用的刀开关。㈠开启式负荷开关开启式负荷开关又名瓷底胶木盖闸刀开关。图1—7为HK系列瓷底胶盖开关结构图。由刀开关和熔断器组合而成。瓷底板上装有进线座、静触点、熔体、出线座和刀片式的动触点；上面罩有两块胶盖。这样，操作人员不会触及带电局部，并且分断电路时产生的电弧也不会飞出胶盖外面而灼伤操作人员。图l一7(b)所示为刀开关图形符号及文字符号。这种开关易被电弧烧坏。因此不宜带重负载接通或分断电路。但因其结构简单，价格低廉，常用作照明电路的电源开关，也可用于5．5kW以下三相异步电动机不频繁地起动和停止控制。在拉闸与合闸时动作要迅速，以利于迅速灭弧，减少刀片的灼伤。常用的HKl，HK2系列闸刀开关，其额定电流有1OA，15A，30A和60A四个等级。两极式闸刀开关额定电压为220V，三极式额定电压为380V。安装时，刀开关在合闸状态下手柄应该向上，不能倒装和平装，以防止闸刀松动落下时误合闸。线应接在静触点一边的进线端，用电设备应接在动触点一边的出线端。这样，当开关关断时，闸刀和熔丝均不带电，以保证更换熔丝时的平安。〔二〕封闭式负荷开关封闭式负荷开关又名铁壳开关。图1—8所示为常用的HH系列封闭式负荷开关的结构，它由刀开关、熔断器、灭弧装置、操作机构和金属做成的外壳构成。三把闸刀固定在一根绝缘轴上，由手柄操纵。操作机构装有机械联锁，使盖子翻开时手柄不能合闸合手柄合闸时盖子不能翻开，以保证操作平安。操作机构中，在手柄转轴与底座间装有速动弹簧，使刀开关的接通与断开速度与手柄操作速度无关，这样有利于迅速灭弧。铁壳开关图形符号、文字符号与闸刀开关所示符号相同。使用铁壳开关时，外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。ii.转换开关〔又名组合开关〕图1—9所示为HZ10一10／3转换开关的外形与结构。它的实质是一种由多节触点组合而成的刀开关。与普通闸刀开关不同之处是转换开关用动触片代替闸刀，操作手柄在平行于安装面的平面内向左或向右转动，且结构更为紧凑，体积较小。可使交流50HZ，380V和直流220V以下的电流引入开关，5KW以下电动机直接起动和正反转控制，以及机床照明电路中的控制开关。 转换开关在机床电器系统中多用作电源开关，一般不要带负载接通或断开电源，而是在开机床前空载接通电源，停机后空载断开电源。 转换开关可用于小容量电动机的起停控制。 HZ10系列转换开关额定电流有6A,10A,25A,60A,100A五个等级。 对于电动机，开关额定电流可选电动机额定电流1.5倍。(2)手动正转控制线路用瓷底胶盖闸刀开关、转换开关或铁壳开关控制电动机的起动和停。上，是最简单的手动正转控制线路。如图l-10所示。这种线路简单，对容量较小，起动不频繁的电动机来说，是经济方便的起动控制方法。但在容量较大、起动频繁的场合不能使用，因为容易烧坏开关，控制也不方便；这时，就要采用按钮、接触器控制电动机。机床电器控制教案首页第四次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第二节三相笼型异步电动机的起动控制线路根本教材参考书目教学目的与要求掌握点动正转控制线路和构成此电路的按钮、接触器等的结构、原理、符号。教学内容与时间安排、教学方法按钮接触器点动正转控制线路具有自锁的正转控制线路教学重点、难点机床电器控制中的点动正转控制线路授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结掌握相关电器元件的结构、原理，掌握具有自锁的正转控制线路的工作原理。复习思考题及作业题请详细分析具有自锁的正转控制线路的工作原理，并说明在该控制线路中如何实现失压保护和欠压保护的？2)点动正转控制线路和电器(1)电器元件=1\*GB3①按钮按钮是—种手动且可以自动复位和发号施令的主令电器。它适用于交流电压500V或直流电压400V、电流为5A以下的电路中。—般情况下它不直接操纵主电路的通断，而是在控制电路，发出“指令”。去控制接触器、继电器等电器。再由它们去控制主电路；也可用于电器联锁等线路中。图1-11为复合按钮的外形、结构与符号。根据触点结构的不同，按钮分为常闭按钮(常用作停止)、常开按钮(常用作起动)和复合按钮(常开和常闭组合的按钮)等几种，其结构如图1~11所示。—般由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静触点和外壳等组成。当手指未按下时，常闭触点是闭合的，常开触点是断开的；当手指按下时，常闭触点断开而常开触点闭合，手指放开后按钮自动复位。型号的含义：为了便于识别各个按钮的作用，防止误动作，通常在按钮帽上作出不同标记或涂上不同颜色。—般红色表示停止按钮，绿色表示起动按钮。 更换按钮时应注意：“停止”按钮必须是红色的，“急停”按钮必须是红色蘑菇头按钮，起动按钮呈绿色〔假设是正反转起动，一个方向为黑色〕。安装按钮的板或盒必须是金属的，并与机械的总接地母线相连。2.接触器接触器是一种用来接通或断开电路的电器.在大多数情况下,其控制对象是电动机,也可用于其它电力负载.接触器不仅能自动地接通或断开电路,还具有控制容量大,低电压释放保护,寿命长,而且能实现远距离地控制等优点,所以在电器控制系统中应用十分广泛。本节主要介绍电磁式空器冷却的接触器。交流接触器，它的主触点通过的电流性质是交流。交流接触器主要由触点系统、电磁机构和灭弧装殴等局部组成。如图1—12所示。l.触点系统接触器的触点用来接通和断开电路。按其接触情况可以分为点接触式、线接触式和面接触式三种。按其结构型式分，有桥式触点和指形触点两种。交流接触器—般采用双断点桥式触点，它们中两个触点串于同—电路中，同时接通(或称闭合)或断开(或称分断)。根据用途的不同，触点分为主触点和辅助触点两种。主触点用以通断电流较大的主电路，一般由接触面较大的常开触点组成。辅助触点用以通断小电流的控制电路，它由常开触点和常闭触点成对组成。当接触器未工作时处于断开状态的触点称为常开(或称动合)触点；当接触器未工作时处于接通状态的触点称为常闭(或称动断)触点。2.电磁机构电磁机构用来操纵触点的闭合和分断。它由静铁芯、线圈和衔铁三局部组成。交流接触器的铁芯一般用硅钢片铆叠而成，以减少交变磁场在铁芯中产生的涡流与磁滞损耗，防止铁芯过热。E形铁芯的中柱较短，铁芯闭合时上下中柱间形成0.1~0.2mm的器隙，这是为了减小剩磁，防止线圈断电后铁芯粘连。交流接触器的铁芯上装有—个短路铜环，称为短路环。短路环的作用是减少交流接触器吸合时产生的振动和噪音。3．灭弧装置交流接触器在分断大电流电路时，往往会在动、静触点之间产生很强的电弧，电弧一方面会烧伤触点，另一方面会使电路的切断时间延长，甚至会引起其它事故。因此，灭弧是接触器的主要任务之—。容量较小(10A以下)的交流接触器—般采用的是双断口触点灭弧。容量较大(20A以上)的交流接触器一般采用灭弧栅灭弧。当交流接触器电磁系统中的线圈通入交流电流后，铁芯在大于弹簧力反作用的电磁力作用下，将衔铁吸合；一方面带动了常开主触点闭合，接通主电路，另一方面带动常闭辅助触点断开，接着，常开辅助触点闭合。当线圈断电或外加电压太低时，在反作用弹簧的作用下衔铁释放，常开主触点断开，切断主电路；常开辅助触点首先断开，接着，常闭辅助触点恢复闭合。表l一5所示为CJ0与CJlo系列交流接触器的主要技术数据。直流接触器的结构和工作原理与交流接触器的根本相同。因为直流接触器主要用于控制直流用电设备，其主触点通过的是直流电流，电弧不易灭，容易烧伤触点和延时断电。为了迅速灭弧，直流接触器一般采用磁吹灭弧装置。接触器的符号如图1—13所示。接触器的型号含义选用时，主触点的额定电流不应小于负载的额定电流，也可等于负载额定电流。(2)点动正转控制线路用按钮和接触器点动控制电动机正转的示意图和原理图如图1-14所示。图l－14(a)为示意图，直观易懂，容易接受，但是画起来却很麻烦，所以常用图l—l4(b)的原理图来表示。原理图要用国家标准规定的电器设备图形符号和文字符号。上述点动正转控制原理图可分成主电路和控制电路两大局部。主电路是从电源L1、L2、L3经电源开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触点到电动机M的电路，它流过的电流较大。按钮SB和接触器KM的线圈组成控制电路，流过的电流较小。当电动机需点动时，先合上电源开关QS，按下点动按钮SB，接触器线圈KM便通电，衔铁吸合，带动它的三对常开主触点KM闭合，电动机M便接通电源起动运转。SB按钮放开后，接触器线圈KM断电，衔铁受弹簧拉力的作用而复位，带动三对常开主触点断开，电动机便断电停转。这种只有按下按钮SB时电动机才运转，放开按钮SB时就停转的线路，称为点动或瞬动控制线路。后面在分析各种控制线路原理图时，为了简单起见，可以用符号和箭头配以少量文字说明来表示其工作原理。如上述点动正转控制线路的工作原理可表示如：先合上QS，起动：按下SB→KM线圈通电而吸合→KM主触点闭合→电动机M运转停止：松开SB→KM线圈断电→KM主触点断开→电动机M停转(3)具有自锁的正转控制线路如果要使上述点动控制线路中的电动机长期运转,按钮SB必须始终用手按住，显然这是很不方便的。为了实现电动机的连续运行,那么需要用接触器的一个常开辅助触点并联在按纽SB的两端。又为了可将电动机M停止,在控制电路中再串联一个停止按钮。如图l一15所示。工作原理如下：合上电源开关QS，起动:按下SB2→KM线圈因通电吸合→KM常开辅助触点闭合(进行自锁)→KM主触点闭合→电动机M运转这时松开SB2，接触器KM线圈因通过自锁触点而继续通电，电动机M保持运转。停止：按下停止按钮SB1→KM因线圈断电而释放→KM常开辅助触点断开→KM主触点断开→电动机M停止。这种当起动按钮松开后，控制电路仍能自动保持接通的线路，叫做具有自锁(或自保)的控制线路。与起动按钮并联的KM常开辅助触点叫做自锁(或自保)触点。具有按钮和接触器并自锁的控制线路，还有欠压保护和失压(零压)保护功能。当电动机起动运转后，电源电压低到一定值时，接触器线圈电流减弱，磁通随之减弱，电磁吸力缺乏，衔铁释放，常开辅助触点断开，失去自锁；同时主触点也断开，电动机停转，使电动机得到保护，这种保护称为欠压保护。电动机运行时，遇到电源临时停电又恢复供电时，由于自锁触点已断开，控制电路不会自行接通，因而电动机不会自行起动运转，可防止意外事故的发生，这种保护称为失压保护。机床电器控制教案首页第五次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第二节三相笼型异步电动机的起动控制线路根本教材参考书目教学目的与要求掌握具有过载保护的正转控制线路和构成此电路的继电器等的结构、原理、符号。教学内容与时间安排、教学方法热继电器具有过载保护的正转控制线路时间继电器教学重点、难点机床电器控制的相关控制电路。授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结掌握热继电器、时间继电器的工作原理，掌握具有过载保护的正转控制线路的的工作原理。复习思考题及作业题1．详细分析具有过载保护的正转控制线路的工作原理。2．请绘制各种工作状态下的时间继电器的符号。(4)具有过载保护的正转控制线路电动机在运行过程中，假设长期负载过大，操作频繁或断相运行等都可能使电动机的电流超过它的额定值。熔断器作短路保护，熔断器在这种情况下—般不会熔断，这将引起电动机过热。如果温度超过允许温升，就会使绝缘损坏，电动机的使用寿命大为缩短，甚至烧坏。因此，对电动机必须采取过载保护措施。最常用的是利用热继电器进行过载保护。热继电器热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。双金属片热继电器由于结构简单、体积较小、本钱较低而以应用最为广泛。双金属片式热继电器的外形结构如图1—16所示。热继电器由热元件、触点系统两局部组成。热元件有两个的，也有三个的。如果电源的三相电压均衡，电动机的绝缘良好，那么三相线电流必相等，用两相结构的热继电器已能对电动机进行过载保护。其动作原理如图1—17所示。但是，当三相电源电压严重不平衡或电动机的绕组内部有短路故障时，就有可能使电动机的某—相的线电流比其余两相的高，两个热元件的热继电器就不能可靠地起到保护作用。这时就要用三相结构的热继电器。热元件与保护的电动机绕组相串联，触点接于控制电路中。当电动机过载时,过载电流使电阻丝发热过量，引起双金属片受热弯曲，推动导板，导板推动机械装置，使触点断开，从而使电动机控制线路中的接触器线圈断电释放而切断电动机的电源。使电动机得到保护。表l一6为JR0，JRl6系列热继电器技术数据。=2\*GB3②具有过载保护的正转控制线路图1—18所示为具有过载保护的正转控制线路.电动机在运行过程中，如果由于过载或其它原因使电流超过额定值时，经过一定时间，串接在主电路中的热继电器FR的热元件因受热弯曲，使串接在控制电路中的FR常闭触点断开，切断控制电路，接触器KM的线圈断电，KM主触点断开，电动机M便停转。由于热继电器的发热元件有热惯性，即使通过它的电流超过额定电流好几倍，它也不会瞬时动作，所以只能作过载保护，而异步电动机的短路保护还需要依靠熔断器。2．2．2三相笼型异步电动机的降压起动控线路当电动机的容量较大，不能进行直接起动时，采用降压起动。降压起动是将电源电压适当降低后，再加到电动机定子绕组上进行起动。当电动机起动后，再使定子绕组电压恢复到额定值，使之在正常电压下运转。降压起动的目的在于减少起动电流，但起动转矩也将降低，因此，降压起动仅适用于空载或轻载下的起动。三相笼型异步电动机常用的降压起动方法有：定子绕组串电阻(或电抗)起动；星形一三角形起动；自耦变压器降压起动及延边三角形起动。下面主要介绍定子绕组串电阻和星形一三角形降压起动控制线路。时间继电器继电器是一种根据电器量(电压、电流等)或非电器量(热、时间、转速、压力等)的变化接通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。时间继电器就是根据时间这个非电器量来接通或断开控制电路的，它是降压起动及其它自动控制常用的—种电器。从得到输入信号(线圈的通电或断电)起，需经过—定的延时后才输出信号(触点的闭合或分断)的继电器称为时间继电器。时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来延迟触点接通或分断的自动控制电器。其种类很多，有电磁式、空器阻尼式、电动机式和晶体管式等。现介绍常用的空器阻尼式(或称器囊式)时间继电器。空器阻尼式时间继电器是利用空器阻尼作用而到达延时的目的。它是应用最广泛的一种时间继电器。现以JS7一A系列为例介绍其工作原理。JS7一A系列空器阻尼式时间继电器由电磁系统、触点系统(两个微动开关)、空器室及传动机构等局部组成。如图1—19所示。①电磁系统包括铁芯、线圈、衔铁、反力弹簧和弹簧片等。②触点系统包括两对瞬时动作触点和两对延时动作触点。⑧空气室空气室内有一块橡皮膜，随空气量的增减而移动。气室上面有调节螺丝，以调节延时的长短。=4\*GB3④传动机构包括推板、推杆、杠杆及宝塔弹簧等。JS7一A系列空器阻尼式时间继电器工作原理如图1一20所示。这种继电器有通电延时与断电延时两种。通电延时的主要功能是线圈通电后触点要延长一段时间才动作；而线圈失电时，触点立即复位。动作过程为：当线圈通电时，衔铁克服反力弹簧的阻力与固定铁芯立即吸合，活塞杆在宝塔弹簧的作用下向上移动，使与活塞相连的橡皮膜也向上运动，但受到进器孔进器速度的限制，这时橡皮膜下面形成空器稀薄的空间，与橡皮膜上面的空器形成压力差，对活塞的移动产生阻尼作用。空器由进器孔进入器囊，经过一段时间，活塞才能完成全部行程而压微动开关SQ2，使常闭触点延时断开，常开触点延时闭合。延时时间的长短决定于节流孔的节流程度，进器越快，延时越短。旋动节流孔螺钉可调节进器孔的大小，从而到达调节延时时间长短的目的。微动开关SQl在衔铁吸合后，通过推板立即动作，使常闭触点瞬时断开，常开触点瞬时闭合。当线圈断电时，衔铁在弹簧的作用下，通过活塞杆将活塞推向最下端，这时，橡皮膜下方器室内的空器通过橡皮膜、弹簧和活塞的局部所形成的单向阀迅速从橡皮膜上方器室缝隙中排掉，使微动开关SQ2常闭触点瞬时闭合，常开触点瞬时断开，而SQl触点也立即复位。断电延时的主要功能是线圈通电后触点全部瞬时动作，而在线圈断电后延时触点要延长一段时间才复位。动作过程为：当线圈通电时，衔铁被吸合，带动推板压合微动开关SQ2，使常闭触点瞬时断开，常开触点瞬时闭合。与此同时，衔铁压动推杆，使活塞杆克服弹簧的阻力向下移动，通过杠杆使微动开关SQ1也瞬时动作，赏闭触点断开，常开触点闭合，无延时作用。当线圈断电时，衔铁在反力弹簧的作用下瞬时释放，通过推板使SQ2触点瞬时复位。与此同时，活塞杆在塔式弹l’器室各局部元件的作用下延时复位，使SQl各触点延时动作。时间继电器的符号如图1—21所示。JS7一A系列空器阻尼式时间继电器的技术数据如表1—7所示。根本规格代号内容如下：1一—通电延时，无瞬时触点；2一一通电延时，有瞬时触点；3—一断电延时，无瞬时触点；4一一断电延时，有瞬时触点。选用时间继电器时，一定要使延时性质(通电延时或断电延时)应满足控制电路的要求，且根据控制电压选择吸收线圈的电压。机床电器控制教案首页第六次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第二节三相笼型异步电动机的起动控制线路根本教材参考书目教学目的与要求掌握三相笼型异步电动机的降压起动控制线路。了解三相笼型异步电动机的降压起动控制线路的方法和各自的电路特点。教学内容与时间安排、教学方法定子绕组串电阻降压启动控制电路35分钟手动控制电路时间继电器自动控制线路星形-三角形降压起动控制线路45分钟按钮切换控制线路时间继电器自动切换控制线路教学重点、难点三相笼型异步电动机的降压起动控制线路授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结通过该节课的学习，学生应掌握常用的定子绕组串电阻降压启动控制电路、星形-三角形降压起动控制线路。复习思考题及作业题1．请绘制定子绕组串电阻降压启动控制电路的时间继电器自动控制线路。2．请绘制星形-三角形降压起动控制线路按钮切换控制线路。定子绕组串电阻降压起动控制线路．串电阻降压起动是在电动机定子绕组电路中串入电阻，起动时利用串入的电阻起降压限流作用，待电动机转速升到一定值时，将电阻切除，使电动机在额定电压下稳定运行。由于定子电路中串入的电阻消耗电能，所以大、中型电动机常采用串电抗器起动的方法，它们的控制线路是一样的。①手动控制线路图1—22所示为手动接触器控制串电阻降压起动控制线路。由控制电路可以看出，接触器KMl和KM2是按顺序工作的。先合上电源开关QS，i.降压起动按起动按钮SB1→KM1线圈通电吸合→KM1主触点闭合→电动机M串电阻降压起动→KM1辅助触点闭合自锁ii.全压运行按下按钮SB2→KM2线圈通电吸合→KM2主触点闭合〔短接电阻R〕→电机全压运行→KM2辅助触点闭合自锁该电路的缺点是，从起动到全压运行全靠操作人员掌握，起动时要按两次按钮，很不方便，且不准确，故一般采用时间继电器自动控制线路。②时间继电器自动控制线路图1—23所示为时间继电器控制的串电阻降压起动控制线路。它用时间继电器代替按钮SB2。只需按一次起动按钮SBl即可实现降压起动到全压运行，这是由时间继电器自动完成的。由于时间继电器动作时间可调，一旦调整好动作时间，那么电动机由起动过程转换成运行就能准时地进行。工作原理如下：按起动按钮SB1→KM1线圈通电吸合→KM1主触点闭合电动机M串电阻降压起动→KM1辅助触点闭合自锁→KT线圈通电吸合→KT常开触点延时闭合→KM2线圈通电吸合→KM2主触点闭合(短接电阻R)→电机全压运行串电阻起动后，其起动电流按电压下降的比例下降，但起动转矩那么按电压下降比例平方倍下降，所以起动转矩小。串电阻起动适用于空载或轻载且起动次数较少的场合，且所串三相电阻应相等。星形—一三角形(Y一∆)降压起动控制线路我国低压供电系统是采用220／380V标准。感应电动机的接线方法有220／380V的∆／Y接法及380／660V的∆／Y接法两种。而现在普遍使用的JO型以及新型Y系列三相感应电动机，大都是380V、∆接法及660V、Y接法，所以它们都能适用于Y-∆起动的要求。必须指出，Y—∆起动控制只适用于∆接法时运行于380V电动机，且电机引出线端头必须要6根，以便进行Y一∆起动控制。在使用Y一∆起动控制时，首先要弄清楚电动机的接线方法。Y—∆起动时，电动机绕组先接成Y形，待转速增加到一定程度时，再将线路切换成∆形连接。这种方法可使每相定子绕组所承受的电压在起动时降低到电源电压的1／3，其电流为直接起动时的l／3。由于起动电流减小，起动转矩也同时减小到直接起动的l／3。这种方法一般只适用于空载或轻载起动的场合。按钮切换控制线路图1—24为用按钮切换Y一∆降压起动控制线路。工作原理如下：先合上电源开关QS。电动机Y接法起动按下按钮SB1→KM线圈通电→KM辅助触点闭合自锁→KM主触点闭合-电动机Y接法起动→KMY线圈通电→KM主触点闭合→KMY常闭联锁触点断开ii.电动机∆接法运行当电动机转速升高到一定值时，按下按钮SB2→KMY线圈断电→KMY主触点断开→电动机暂时失电→KMY常闭联锁触点恢复闭合→KM∆线圈通电→→KM∆辅助触点闭合自锁→KM∆主触点闭合→电动机∆接法运行→KM∆常闭联锁触点断开KMY为Y接法接触器，KM∆为∆接法接触器。这种起动线路由起动到全压运行，需要两次按动按钮，操作繁，并且切换不准确。为了克服上述缺点，也可采用时间继电器自动切换控制Y一∆起动。②时间继电器自动切换控制线路图1—25所示为时间继电器自动切换控制线路。工作原理如下：先合上电源开关QS。按下按钮SB1→KM线圈通电→KM辅助触点闭合自锁→KM主触点闭合-电动机Y接法起动→KMY线圈通电→KM主触点闭合→KMY常闭联锁触点断开→KT线圈通电→KT常闭触点延时断开→KMY线圈断电→KMY主触点断开→电动机暂时失电→KT常开触点延时闭合→KM∆线圈通电→→KM∆辅助触点闭合自锁→KM∆主触点闭合→电动机∆接法运行→KM∆常闭联锁触点断开在生产实际中，Y一∆降压起动常采用星形—三角形起动器来完成。常用的Y一∆起动器有QX1、QX3、QX4A、QXl0等系列。图1—25为QX3系列Y一∆起动器控制线路。机床电器控制教案首页第七次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第三节三相笼型异步电动机正反转控制线路根本教材参考书目教学目的与要求有的生产机械往往要求能实现正反两个方向的运动，这就要求电动机必须可以进行正反转。要求学生掌握几种常见的正反转控制线路。教学内容与时间安排、教学方法三相笼型异步电动机正反转控制线路80分钟手动正反转控制线路接触器连锁正反转控制线路按钮连锁正反控制线路教学重点、难点正反转控制线路授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结通过该节课程的学习，使学生对三相笼型异步电动机正反转控制线路有较深刻的认识和了解。复习思考题及作业题根据所学的几种正反转控制线路，绘制按钮-接触器双重连锁控制线路，并分析其动作原理。2．3三相笼型异步电动机正反转控制线路2．3．1电动机正反转控制线路有的生产机械往往要求能实现正反两个方向的运动，如机床工作台的前进与后退，主轴的正转与反转，起重机吊钩的上升与下降等，这就要求电动机必须可以正反转。[由电机原理可知．假设将接至交流电动机的三相电源进线中任意两相接线对调，即可进行反转。常用的正反转控制线路有如下几种。1)手动正反转控制线路手动正反转是利用倒顺开关控制。倒顺开关也称可逆转换开关，属组合开关类型。有三个操作位置：正转、停止和反转，是靠手动完成正反转操作的。其原理如图1—26所示。从图中可以看出,倒顺开关置于倒转(即反转)和顺转(即正转)位置时，对电动机M来说差异是有两相电源线交换，改变了电源相序，从而改变了电动机的转向。应注意的是，当电动机处于正转状态欲使之反转,必须先把手柄扳到“停止位置，使电动机先停转，然后再把手柄扳至“反转”位置。假设直接由“正扳至“反转”。因电源突然反接，会产生很大的冲击电流，易使倒顺开关和电动机定子绕组损坏。手动正反转控制线路的优点是：所用电器少、简单；，但在频繁换向时，操作者劳累，不方便，且无欠压,零压保护。因此．这种方式只适用于容量小于5.5KW的电动机.接触器联锁正反转控制线路图1—27所示为用接触器控制正反转的线路。图中采用了两个接触器控制电动机正反转，一个控制正转，另一个控制反转，如图中的KMl和KM2。当KMl主触点接通时，三相电源按U---V—W相序接入电动机；当KM2主触点接通，三相电源按W—V—U相序接入电动机，所以当两只接触器分别工作时电动机分别处于正转和反转。接触器KMl和KM2不能同时通电，否那么，它们的主触点同时闭合,将使电源短路。为此，在两只接触器线圈各自的支电路中相互串联对方的一副辅助常闭触点，以保证两只接触器不会同时通电。两只接触器的两副辅助常闭触点称联锁(或互锁)触点，其在线路中所起的作用称为联锁(或互锁)。动作原理如下:合上电源开关。正转控制：按下按钮SB1→KM1线圈通电→KM1辅助触点闭合自锁→KM1主触点闭合→电动机M正转→KM常闭联锁触点断开(切断反转控制电路).反转控制：按下按钮SB3→KM1线圈断电→KM1辅助自锁触点断开→KM1主触点断开→电动机M正转停止→KM1常闭联锁触点恢复闭合再按下按钮SB2→KM2线圈通电→KM2辅助自锁触点闭合→KM2主触点闭合→电动机M反转→KM2常闭联锁触点断开这种线路当要改变电动机转向时，必须先按停止按钮，再按反转按钮，才能使电动机反转。3〕按钮联锁正反转控制线路为了尽量缩短操作辅助时间，在按反转按钮后不必按停止按钮，电动机就反转。这就要把图1—27线路中接触器线圈串联的常闭联锁触点去掉，换上按钮SB1和SB2的常闭触点，同样可防止接触器线圈同时通电的作用，又可不用按停止按钮就可实现现电动机反转。当然，电动机停转时还需按停止按钮。图1—28所示为用按钮联锁正反转控制线路。该线路的工作原理根本上与接触器联锁正反转控制线路相似。当需要改变电动机转向时，只要直接按反转按钮即可，不必先按停止按钮。这是因为按下反方向旋转按钮时，按钮串在线圈支路的常闭触点断开，使原方向接触器线圈断电。但这种线路容易产生短路故障。例如当KMl主触头发生熔焊或有杂物卡住时，即使其线圈断电，主触头也可能分断不开，假设KM2线圈通电，那么使电源短路。因此，单用复合按钮联锁的线路不够平安。所以，还需用辅助触点来进行互锁。如图1—29所示为按钮接触器双重联锁控制线路。4〕按钮接触器双重联锁控制线路这种线路因操作方便、平安可靠，被广泛应用。其动作原理请同学们自行分析。机床电器控制教案首页第八次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第三节三相笼型异步电动机正反转控制线路根本教材参考书目教学目的与要求掌握行程控制线路与行程开关的使用。教学内容与时间安排、教学方法行程开关行程控制线路实现行程控制和限位保护的行程控制线路自动往复循环控制线路教学重点、难点行程控制线路、行程开关授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结掌握常见的行程控制线路。复习思考题及作业题详细分析自动往复循环控制线路的工作原理。2．3．2行程控制线路电器线路中的行程控制是用运动部件上的撞铁撞行程开关而使其触点动作，以接通或断开电路，控制机械的行程。行程控制主要使用行程开关这一电器。行程开关行程开关又称限位开关或位置开关。它的种类很多，按运动形式可以分为直动式(又名按钮式)和转动式等。常用的行程开关有1-X10和JI，XKl等系列。图1—30和图l一31所示为JLXKl系列行程开关动作原理图和外形结构图。从结构上看，行程开关可以分为三个局部：操作头、触点系统和外壳。操作头是开关的感测局部，它接受机械设备发出的动作信号，并将此信号传递到触点系统。触点系统是开关的执行局部，触点的闭合或断开，控制有关的控制线路，使之作出必要的反响。JXKl系列行程开关的动作原理如下：当运动机械的撞铁压到行程开关的滚轮1上时，杠杆2连同转轴3一起转动，使凸轮4推动撞块5，当撞块被压到一定位置时，推动微动开关7快速动作，使其常闭触点分断，常开触点闭合；撞铁移开滚轮后，复位弹簧8就使行程开关各局部恢复原始位置，这种单轮旋转式能自动复位。还有—种直动式(又名按钮式)也是依靠复位弹簧复位的。另—种为双滚轮式，不能自动复位，当撞铁碰压其中一个滚轮时，摆杆便转动一定角度，使触点瞬时切换，撞铁离开滚轮后，摆杆不会自动复位，触点也不复位，当机械部件返回时，撞铁碰动另—滚轮，摆杆回到原位，触点复位。行程开关符号如下图。2〕行程控制线路行程开关可实现行程控制和限位保护。行程开关在万能铣床、镗床及各种其它生产机械中经常用到。例如有个小车在道轨上运行。在它的行程两个终端各安装一个限位开关，将限位开关的触点接于线路中，当小车碰撞限位开关后，使拖动小车的电动机停转，到达限位保护的目的。如图1—33所示。其工作原理如下：先合上电源开关QS。小车向前：→KM1自锁触点闭合按下按钮SBl→KM1线圈通电→KMI主触点闭合→电动机正转，小车向前→→KM1联锁触点断开I→KM1自锁触点断开→小车撞SQ1→KMl线圈断电→KM1主触点断开→电动机停转→KMl联锁触点闭合小车向后：→KM2自锁触点闭合按下按钮SB2→KM2线圈通电→KM2主触点闭合→电动机反转，小车向后→→KM2联锁触点断开→KM2自锁触点断开→小车撞SQ2→KM2线圈断电→KM2主触点断开→电动机停转→KM2联锁触点闭合小车只能在SQl至SQ2这个行程内运行，限制了小车运行行程。自动往复循环控制线路在生产实际中，有些生产机械的工作台需要自动往复运动，如龙门刨床、导轨磨床等，不断循环，以使工件能连续加工。自动往复循环控制线路，它是用行程开关来实现往复运动的控制。图l一34以下图为工作台自动往复移动示意图。在工作台上装有挡铁1和2，机床床身上装有行程开关SQl和SQ2。当挡铁碰撞行程开关后，接触器通电自动换接，电动机转向随之改变，工作台运动方向改变，使工作台自动往返移动。工作台的自动往返，其原因是接触器自动切换．接触器自动切换的原因是行程开关被碰撞的结果。此时行程开关相当于起动按钮(常开触头)，在起动的同时切断另一线圈线路，使工作台反向运动，周而复始，使工作台自动往复循环。工作台的行程可通过移动挡铁的位置来调节，以适应加工不同零件的需要。SQ3和SQ4用作限位保护，即限制工作台的极限位置。图1—34工作原理如下：先合上QS。按下起动按钮SBl，KMl因线圈通电而吸合，电动机正转起动，通过机械传动装置拖开工作台向左移动，当工作台运动到—定位置时，挡铁1碰撞行程开关SQl，使其常闭触点SQl一1断开，接触器KMl因线圈断电而释放，电动机停转。随即行程开关SQl的常开触点SQl一2闭合，使接触器KM2线圈通电吸合且自锁，电动机反转，拖开工作台向右移动。同时，行程开关SQl复位，为下次正转作准备。由于这时KM2的常开辅助触点已经闭合自锁，故电动机继续拖开工作台向右移动。当工作台向右移动到—定位置时，挡铁2碰撞行程开关SQ2，使常闭触点SQ2一1断开，KM2因线圈断电而释放，电动机停转。随即行程开关SQ2的常开触点SQ2—2闭合，使KMl线圈再次获电，电动机又开始正转。如此往复循环，使工作台在预定的行程内自动往复移动。机床电器控制教案首页第九、十次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节第四节三相笼型异步电动机制动控制线路根本教材参考书目教学目的与要求由于电动机转子及其传动部件具有惯性，因此，旋转着的电动机在电源断开之后，整个传动系统要经过一段时间以后才能完全停止转动，但在生产中往往要求停车时间短以提高工作效率，或要求停车位置准确。出于对人身设备平安的考虑，必须对电动机采取一系列的制动措施，这种措施就称为电动机的制动。要求学生掌握常用的几种电动机制动方法。教学内容与时间安排、教学方法机械制动控制线路电器制动控制线路能耗制动控制线路反接制动控制线路教学重点、难点能耗制动控制线路、反接制动控制线路授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结通过本章节的学习，同学们能够掌握电器制动控制线路中的能耗制动和反接制动线路的控制原理。以解决生产中要求停车时间短，提高工作效率，停车位置准确的目的。复习思考题及作业题详细分析双向反接制动控制线路的工作原理2．4三相笼型异步电动机制动控制线路由于电动机转子及其传动部件具有惯性，因此旋转着的电动机在电源断开之后，整个传动系统要经过一段时间才能完全停止转动，但生产中往往要求停车时间短以提高工作效率，或者要求停车位最准确。出于对人身设备平安的考虑，也必须对电动机采取一些有效的制动措施，这种措施称为电动机的制动。异步电动机的制动方法分两大类：机械制动和电器制动。机械制动采用电磁离合器、电磁抱闸及液压装片等制动；电器制动有能耗制动、反接制动、回馈制动和电容制动等。这里介绍机床常用的能耗制动和反接制动。机械制动控制线路电动机切断电源后，利用机械装置使电动机迅速停转的方法称为机械制动。应用较普遍的机械制动装置有电磁离合器和电磁抱闸，这两种的制动原理根本相同。这里仅介绍电磁离合器制动。电磁离合器是一种自动化执行元件，它利用电磁力的作用来传递或中止机械传动中的扭矩。根据结构不同，分为摩擦片式电磁离台器、牙嵌式电磁器、磁粉式电磁器和涡流式电磁离合器等。这里以摩擦片电磁离合器为例作一介绍。其结构如图1—35所示。由激磁线圈、铁芯、衔铁、摩擦片及联接件等组成。一般采用直流24V作为供电电源。其动作原理如图1—35所示。主动轴1的花键轴端，装有主动摩擦片2，它可以沿轴向自由移动，因系花键联接，将随主动轴一起转动。从动摩擦片3与主动摩擦片交替装叠，其外缘凸起局部卡在与从动齿轮4固定在一起的套筒5内，因而从动摩擦片可以随同从动齿轮，在主动轴转动时它可以不转。当线圈6通电后产生磁场，将摩擦片吸向铁芯7，衔铁8也被吸住，紧紧压住各摩擦片。依靠主、从动摩擦片之间的摩擦力，使从动齿轮随主动轴转动。线圈断电时，装在内外摩擦片之间的圈状弹簧使衔铁和摩擦片复原，离合器即失去传递力矩的作用。线圈一端通过电刷和滑环9输入直流电，另一端可接地。假设将从动齿轮4固定，线圈无电流时主动轴旋转，电磁离合器不影响其旋转。线圈有电流时由于电磁离合器的作用，使主动轴停止旋转，这就实现了电磁离合器的制动作用。摩擦片式电磁离合器具有传递力矩大、体积小、容易安装在机床内部和能在工作过程中接入和切除等优点。摩擦片式电磁离合器摩擦片的数量在2～12片之间时，随着片数的增加。传递的力矩也随着增加。常用的摩擦片式电磁离合器有DLM0系列和DLM4系列。图1—36所示为电磁离合器制动控制线路。由图可知，当电动机切除电源后，电磁离合器通电可实现制动。制动后，电磁离合器可断电。该控制线路的一个优点是，只有将停止按钮按到底，电磁离合器通电才有制动作用，假设只需停车不需制动，那么停止按钮不要按到底。这样可根据需要，掌握制动与否。2．4．2电器制动控制线路1〕能耗制动控制线路所谓能耗制动，就是在电动机切断三相交流电源后，在定子绕组上加一个直流电压，绕组上通入直流电流，利用旋转的转子产生感应电流受静止磁场的作用以到达制动的目的。其制动原理如图1—37所示。制动时，先将电源开关QS断开，电动机脱离交流电源，转子因惯性仍继续运转，这时立即合上SA，电动机定子绕组接通直流电源，在定子中产生一个静止磁场。那么转动着的转子绕组便切割这个磁场而在它的导体中产生感应电势，电流在绕组中随之产生，这一电流又产生一新的磁场，与静止磁场相互作用，使电动机迅速停止运转，这种制动方法，实质上是把转子原来存储在机械能转变成电能，又消耗在转子的制动上，所以叫做能耗制动。能耗制动时制动转矩的大小，与通入定子绕组的直流电流的大小有关。直流电源可用不同的整流电路获得。=1\*GB3①无变压器半波整流能耗制动控制线路 容量10KW以下电动机，可采用无变压器半波整流能耗制动自动控制线路，如图1－38所示。这种线路结构简单，体积小，附加设备少，本钱低。工作原理如下：先合上电源开关QS,起动过程：②有变压器全波整流能耗制动控制线路10kW以上的电动机的能耗制动一般采用有变压器全波整流能耗制动的自动控制线路。其线路如图1—39所示。这个控制线路的控制电路与图1—38无变压器半波整流能耗制动控制线路的控制电路完全相同；不同的是，一个是半波整流，一个是全波整流。能耗制动的优点是制动准确、平稳和能量消耗较小，缺点是需附加直流电源装置，制动力量较弱，特别是到低速时，制动效果不佳。能耗制动一般用于制动要求平稳且准确的场合。反接制动控制线路反接制动是电动机切除电源后，将转子还在运动中的电动机电源任意两根线接法交换，以改变电动机定子绕组中的电源相序，从而使定子绕组的旋转磁场反向，转子受到与原旋转方向相反的制动力矩而迅速停转。反接制动的原理如图1—40所示。当电源开关QS向上合，电动机正转旋转。要使正转的电动机迅速停转，可先拉开正转接法的电源开关QS，使电动机与三相电源脱离，转子由于惯性仍按原方向旋转，然后将开关QS投向反接制动侧，这时，由于有两相电源线对调，产生的旋转磁场方向与正转时相反，因此，在电动机转子中产生了与正转时相反的电磁转矩，即制动转矩，依靠这个转矩，使电动机转速迅速下降而实现制动。在上述制动过程中，当转子转速制动到接近零值时，假设不及时切断电源，那么电动机将会反向旋转，达不到制动的目的。为此，必须在反接制动中，采取—定的措施，保证当电动机的转速被制动到接近零值时迅速切断电源，防止反向旋转。在一般的反接制动控制线路中常利用速度继电器进行自动控制。①速度继电器速度继电器是当转速到达规定值时动作的继电器。它常用于笼型电动机反接制动的控制电路中，当反接制动的转速下降到接近零值时它能自动地及时切断电源。速度继电器的结构如图1—41所示。速度继电器型号的含义：速度继电器由转子、定子和触点等组成。转子是—块永久磁钢，浮动的定子结构与笼型异步电动机的转子相似，它由硅钢片铆叠而成，并装有鼠笼型绕组。速度继电器转子轴与电动机轴相连接，当电动机旋转时，速度继电器的转子随着一起旋转，使永久磁钢的磁场变成旋转磁场。定子内笼型短路导体因切割磁力线而产生感应电流，载流导体与旋转磁场相互作用而产生转矩，使定子随着转子转动一定的角度，带动杠杆推动触点，使常闭触点断开，常开触点闭合。在杠杆推动触点的同时也压缩了反力弹簧，其反作用力阻止定子继续旋转。当电动机转速下降时，速度继电器转子速度也下降，定子导体内感应电流减小，转矩减小。当速度继电器的转子下降到一定数值时，转矩小于反力弹簧的反作用力矩，定子便返回到原来位置，对应的触点就恢复到原来状态。调节螺钉可以调节反力弹簧的反作用力的大小，从而调节触点动作时所需转子的转速。速度继电器常用在铣床和镗床的控制电路中。表1—9为JYl、JFZO型速度继电器的技术数据。表1—9JYl、JFZO型速度继电2S技术数据②单向反接制动控制线路图1—42所示为单向反接制动控制线路。在制动电路中串入电阻R。由于反接制动时，在刚反接制动瞬间，转子中感应电势比起动时要大很多，反接制动电流一般为电动机额定电流的10倍左右。为了限制制动电流和减少机械冲击，故在制动主电路中串联电阻R以限制反接制动电流。电阻R的接法有两种，即对称接法和不对称接法。对称接法是三相都串相同的电阻，不对称接法是只有两相串电阻，一相不串电阻。在电源电压为380V时，假设要限制反接制动电流不大于起动电流，那么三相电路每相应串入的电阻值R为R≈1.5U/IST式中R-----三相对称接法每相反接制动电阻，单位为Ω；U-----相电压，单位为V；IST-----三相感应电动机起动电流，单位为A。假设反接制动电阻只有两相中串接电阻，那么电阻值略大，取上述值的1．5倍。电动机容量较小情况下，也可不串接限流电阻。图1—42工作原理如下：合上电源开关QS。起动时，按下SBl，KMl通电吸合并自锁，同时断开串于KM2线圈电路中的联锁触点，电动机接通电源直接起动。电动机转速升到—定值时，速度继电器常开触点闭合，因KMl常闭触点已断开，这时KM2线圈不通电，KA的触点闭合仅为反接制动作好准备。停车时，按下SB2到底，接触器KMl线圈首先断电释放，电动机瞬时失电作惯性运转，同时KMl联锁触点闭合，因KA常开触点闭合，使KM2线圈通电吸合，电动机便串入限流电阻进行反接制动。当转速下降至调定的较小值时，速度继电器的常开触点断开复位，接触器KM2断电释放，电动机及时切除电源。制动过程结柬。=3\*GB3③双向反接制动控制线路图1—43为电动机正反转停车时都有反接制动的控制线路。SBl、SB2为正反转起动按钮，经过中间继电器KA3、KA4来控制正反转接触器KMl、KM2实现电动机的正反转。KAl、KA2是反接制动中间继电器，分别由速度继电器正转时闭合的常开触点KA5—1与反转时闭合的常开触点KA5—2控制，然后，再控制正反转接触器，实现正反转的反接制动。此电路中用到中间继电器。中间继电器在结构上是—个电压继电器。它的输入信号是线圈的通电或断电，输出信号为触点的通断。它是用来转换控制信号的中间元件，它的触点数目较多。中间继电器的线圈输入一个通电或断电的信号时，较多的触点动作，所以可以用来增加控制电路中信号的数量。它的触点额定电流比中间继电器线圈电流大，所以可用来放大输入信号。常用的中间继电器有JZ7和JZ8系列，还有小型的JZl2、JZ13和JTX等系列。JZ7系列中间继电器的结构如图l一44所示。其构造和工作原理与小型接触器相似，由电磁机构、触点系统等组成。触点较多，共有8对，无主辅之分，可以组成8对常开、6对常开2对常闭或4对常开4对常闭三种形式，多用于交流控制电路。JZ8系列为交直流两用中间继电器，触点额定电流为5A，小型的为3A。表1—10所示为JZ7系列中间继电器技术数据。图1—43的工作原理如下：正转起动过程：相反方向的起动和制动控制原理和上述相同。只是起动时按动的是反转起动按钮SB2，电路便通过KA4接通KM2，三相电源反接，使电动机反向起动。停转时，通过速度继电器的常开触点KA5—2及中间继电器KA2控制反接制动过程的完成。这时接触器KMl便成为反转运行时的反接制动接触器了。反接制动的优点是制动力矩大，制动快。缺点是制动准确性差，制动过程中机械冲击强烈，易损坏传动零件。此外，在反接制动时，电动机即吸取机械能又吸取电源的电能，并将这两局部能量消耗于电动机的绕组上，因此能量消耗大，故反接制动一般只适用于系统惯性较大、制动要求迅速且不频繁的场合。机床电器控制教案首页第十一次课授课时间课程名称机床电器控制年级09级专业、层次机械工程教师周家领专业技术职务学时4学时授课题目〔章、节〕：第二章机床常用电器和电器控制根本环节双速电机上下速控制线路根本教材参考书目教学目的与要求双速异步电动机是变极调速中最常用的一种形式。改变电动机的极对数，以到达改变电动机转速的目的。要求学生掌握几种双速异步电动机的控制线路。教学内容与时间安排、教学方法双速电动机上下速控制线路80分钟Δ-YY双速异步电动机定子绕组的联接按钮控制线路时间继电器自动控制线路教学重点、难点双速电动机上下速控制线路授课方法及手段多媒体教学根本内容〔讲稿〕备注附后页小结了解双速电动机上下速控制线路。复习思考题及作业题绘制按钮控制双速电动机控制线路，并进行工作原理分析。3双速电机上下速控制线路双速异步电动机是变极调速中最常用的一种形式。改变电动机极对数，以到达改变电动机转速的目的。△-YY双速异步电动机定子绕组的联接机床电器控制教案