《电气控制》-项目二 车床的电气控制

知识要求1、熟悉按钮、继电器的工作原理和结构。2、掌握电气控制线路的基本规律。3、了解车床的基本结构、运动情况、加工工艺。4、抓住车床电气控制的特点，深刻理解电路中各电器元件、各触点的作用，学会分析的方法。技能要求1、学会对按钮、继电器的识别与检测。2、训练在配电板上对电路元器件进行布局和接线，掌握基本的电工工艺。3、掌握对继电器-接触器控制电路常见故障进行分析与排除的方法。4、掌握对车床的基本操作与检修方法。一、控制按钮(手动切换电器)(b)结构按钮常用于接通和断开控制电路。按钮的外形图和结构如图所示。按钮开关的外形和符号(a)外形图常闭触点常开触点知识训练一低压电器介绍通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。动合（常开）触头动断（常闭）触头按钮帽复位弹簧表示符号：

SB常开按钮SB常闭按钮SB复合按钮按钮的额定电流一般不超过5A复位弹簧支柱连杆常闭静触头桥式静触头常开静触头外壳4SBSBSB结构符号名称常闭按钮(停止按钮)常开按钮(起动按钮)复合按钮1234123按钮帽表2-1按钮颜色的含义表颜色含义说明应用示例红紧急危险或紧急情况操作急停黄异常异常情况时操作干预、制止异常情况绿安全安全情况或为正常情况准备时操作起动/接通蓝强制性的要求强制动作情况下的操作复位功能白未赋予特定含义除急停以外的一般功能的起动起动/接通（优先）停止/断开灰起动/接通停止/断开黑起动/接通停止/断开（优先）

继电器是一类根据输入信号（电量或非电量）的变化，接通或断开小电流控制电路的电器，广泛运用于自动控制和保护电力拖动装置中。一般情况下继电器不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其它电器对主电路进行控制。与接触器相比，继电器具有触头分断能力小，结构简单、体积小、重量轻、反应灵敏、动作准确、工作可靠等优点。二、继电器种类：（1）按输入信号的性质——电压、电流、时间、温度、速度、压力等。（2）按工作原理——电磁式、感应式、电动式、热、电子式等。（3）按动作时间——瞬时、延时。（4）按用途——控制用、保护用。二、继电器

继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。主要区别在于：

接触器的主触点可以通过大电流；

继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。电流继电器：可用于过载或过载保护，电压继电器：主要作为欠压、失压保护。1.电压继电器

根据输入电压大小而动作的继电器。电压继电器线圈与被测电路并联。线圈匝数多、导线细、阻抗大。

电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。

过电压继电器在额定电压下不吸合，当线圈电压达到额定电压的105%至120%以上时动作。欠电压继电器在额定电压下吸合，当线圈电压降低到额定电压的40%至70%时释放；零电压继电器在额定电压下也吸合，当线圈电压达到额定电压的5%至25%时释放。常用来构成过电压、欠电压和零电压保护。

2.中间继电器

中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路。

通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。(b)符号KA线圈常开触头KA常闭触头KA(a)外形中间继电器外形与符号

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，触头个数多些，共有八对触头，其中四对常开触头，四对常闭触头，而且没有主、辅触头之分。触头容量相当于接触器的辅助触头，其额定电流为5A。

中间继电器主要用在控制电路中，起信号传递与转换作用以及同时控制多个电路。3.时间继电器

是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制+直流电磁式结构图阻尼铜套衔铁工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。(1)直流电磁式时间继电器（通电延时型空气式时间继电器）释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈微动开关2微动开关1恢复弹簧调节螺钉空气阻尼式时间继电器时间继电器线圈通电后瞬时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉时间控制释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉时间控制释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉时间控制延时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉时间控制释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈微动开关2微动开关1断电后立刻复位恢复弹簧调节螺钉时间控制释放弹簧橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈恢复弹簧调节螺钉微动开关微动开关断电延时时间继电器活塞释放弹簧杠杆动铁心静铁心线圈进气孔出气孔调节螺钉瞬时动作的触点断电延时时间继电器通电后延时动作的触点橡皮膜活塞释放弹簧杠杆静铁心进气孔出气孔调节螺钉断电后开始延时线圈微动开关微动开关橡皮膜活塞释放弹簧杠杆静铁心进气孔出气孔调节螺钉断电后开始延时线圈微动开关微动开关橡皮膜活塞释放弹簧杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈恢复弹簧调节螺钉微动开关断电后开始延时延时触点归位橡皮膜活塞通电延时型时间继电器符号断电延时型时间继电器的符号4.速度继电器

主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，所以也称反接制动继电器。当速度上升达到规定值时，继电器动作，当速度下降到接近0时，触点复位能自动及时切断电源。动作转速＝120r/min，复位转速≤100r/min，可靠动作≤3000～3600r/min。1－转轴2－转子3－定子4－绕组5－摆锤6、9－簧片7、8－静触头图2－14速度继电器的原理示意图123456798工作原理：当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，在空间产生旋转磁场，切割定子绕组，产生感应电流。此电流与旋转的转子磁场作用产生转矩，于是定子随转子转动方向而旋转一定的角度，装在定子轴上的摆锤推动簧片动作，使常闭触头分断，常开触头闭合。当电动机转速低于某一值时，定子产生的转矩减小，触头在弹簧作用下复位。图1－41速度继电器的符号

a）转子b）常开触头c）常闭触头

a）b）c）nKSnKSKS电气原理图的绘制一、电气控制系统图的分类

电气控制系统是由若干电气元件按照一定要求连接而成，完成生产过程控制的特定功能。为了表达生产机械电气控制系统的组成及工作原理，便于安装、调试和维修，而将系统中各电气元件及连接关系用一定的图样反映出来，在图样上用规定的图形符号表示各电气元件，并用文字符号说明各电气元件，这样的图样叫做电气图。电气图一般分为电气系统图和框图、电气原理图、电器布置图、电气安装接线图等。

知识训练二电气原理图的绘制1、电气系统图和框图

是用符号或带注释的框概略地表示系统或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征的一种电气图，它比较集中地反映了所描述工程对象的规模。

电气控制系统图的分类1、电气系统图和框图电气控制系统图的分类2、电气原理图

电气原理图又称电路图，它是用图形符号和项目代号表示电路中各个电器元件连接关系和电气工作原理的。

其特点是考虑各元件在电气方面的联系，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反应电器元件的大小。1、电气系统图和框图电气控制系统图的分类2、电气原理图3、电器布置图

电器布置图主要是用来表明电气设备上所有电器元件的实际位置，为生产机械电气控制设备的制造、安装提供必要的资料。通常电器布置图与电器安装接线图组合在一起，既起到电器安装接线图的作用，又能清晰表示出电器的布置情况。4、电气安装接线图1、电气系统图和框图电气控制系统图的分类2、电气原理图3、电器布置图

电气安装接线图是是用规定的图形符号，按各电器元件相对应位置绘制的实际接线图，它清楚地表示了各电器元件的相对位置和它们之间的电路连接，是实际安装接线的依据，在具体施工和检修中能够起到电气原理图所起不到的作用，因此在生产现场中得到了广泛应用。二、电气原理图的绘制原则知识训练三电气控制线路基本规律

电动机点动控制线路图工作原理为：合上开关QS，按下起动按钮SB，接触器KM线圈通电，主触点闭合，电动机M通电直接起动。松开SB，KM线圈断电，主触点断开，电动机M停止运行。所谓点动，即按下按钮时，电动机运行工作，松开按钮时，电动机停止工作。一、点动控制电动机点动正反转控制电路以张紧类机构为例，其工作过程一般为：如果毛布较松弛，需要张紧时按下SB1，电动机正转进行张紧，根据张紧程度，适时松开按钮停止张紧；若希望停机检修或更换毛布时，需要松弛毛布，按下SB2，电动机反转，毛布松弛。此类电路应用灵活，可根据实际需要随时调整装置状态。二、自锁控制

依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象，称为自锁或自保持，即电动机控制回路起动按钮按下松开后，电动机仍能保持运转工作状态。主电路控制电路电动机自锁控制线路(1)电路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点原理图电动机的保护SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..热继电器过载保护保险丝短路保护接触器零压、欠压保护热继电器动断触点主电路控制电路FRKMKMSB1SB2控制电路KM合上开关Q起动(2)控制原理KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2

,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电KM主电路FR3~MFUQQ转动合上开关Q(2)控制原理松开起动按钮SB2

利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁自锁FRKM..KMSB1SB2..控制电路KM辅助触点闭合自锁。按下起动按钮SB2

,KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机运转。通电起动KM转动主电路FR3~MFUQQ(2)控制原理FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ转动KM自锁停车

按下停止按钮SB1,

KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。(2)控制原理转动停车

按下停止按钮SB1,

KM线圈断电KM主触点断开,电动机停转。KM辅助触点断开，取消自锁。

停转FRKM..KMSB1SB2..控制电路通电主电路FRFUQ3~MQ断电KM去掉KM辅助触点,实现点动控制。SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。三、互锁控制3~MFRFU正转触点KMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正转接触器正转按钮

正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。反转接触器SBRKMRKMR..........反转按钮反转触点KM2SB1SB3KHQKHFUM3

~~~SB2KM1KM2KM2KM1按SB1→KM1得电→KM1常开触头闭合→M运转误按SB2→KM2得电KM1KM2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KM1KM2

电源短路是如何造成的？按下SBFSBKMF

在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。“联锁”触点

利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。

缺点：改变转向时必须先按停止按钮。

解决措施：在控制电路中加入机械连锁。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通电断开断电电机正转闭合机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转四、制动控制

三相感应电动机断电后，由于惯性作用，停车时间较长，这往往不能满足某些生产机械的工艺要求，也影响生产率的提高，并造成运动部件停位不准确，工作不安全，这就要求对电动机进行强迫制动。制动停车的方式有机械制动和电气制动两种，机械制动是采用机械抱闸制动，电气制动是产生一个与原来转动方向相反的制动力矩。电气制动有能耗和反接两种方式。（一）能耗制动接线图原理停车时，电枢从电源断开,接到电阻上，这时：由于惯性电枢仍保持原方向运动，感应电动势方向也不变，电动机变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。这种制动是把贮存在系统中的动能变换成电能，消耗在制动电阻