《机床电气控制》网上作业与课程考试复习资料

《机床电气控制》网上作业与课程考试复习资料引言《机床电气控制》是一门融合电气理论与机械实践的重要专业课程，其核心在于培养学生对机床电气控制系统的分析、设计、安装调试及故障排除能力。无论是网上作业还是课程考试，都旨在检验同学们对基本概念、典型电路及实际应用的掌握程度。本复习资料将围绕课程重点与难点，梳理知识脉络，提供实用的复习策略与解题思路，助力同学们高效复习，顺利通过考核。一、常用低压电器低压电器是构成机床电气控制系统的基本单元，理解其结构、原理和用途是学好本课程的基础。1.1接触器接触器是利用电磁吸力来操作的自动切换电器，主要用于频繁地接通或分断交直流主电路及大容量控制电路。重点掌握：*结构特点：由电磁系统（线圈、铁芯、衔铁）、触点系统（主触点、辅助触点）和灭弧装置（对于交流接触器）组成。*工作原理：线圈通电，铁芯磁化吸合衔铁，带动触点动作，主触点接通主电路，辅助触点相应切换；线圈断电，衔铁在弹簧力作用下释放，触点复位。*图形与文字符号：务必牢记主触点、辅助常开/常闭触点以及线圈的标准画法和符号。*主要技术参数：如额定电压、额定电流（主触点与辅助触点的区别）、线圈电压等。*选用原则：根据主电路的额定电流、电压等级、操作频率及负载性质等选择。1.2继电器继电器是一种根据输入信号（如电流、电压、时间、温度、压力等）的变化来接通或分断小电流电路的自动控制电器。*中间继电器：本质上是一种电压继电器，触点数量多、容量较大，用于中间转换控制信号或放大控制容量。其结构和工作原理与接触器相似，但无灭弧装置，触点容量较小。*电流继电器：线圈串联在主电路中，根据电流大小动作，分为过电流继电器和欠电流继电器。*电压继电器：线圈并联在电路中，根据电压大小动作，分为过电压、欠电压和零电压继电器。*时间继电器：从得到输入信号开始，经过一定延时后才输出信号，实现触点延时动作。重点掌握电磁式、空气阻尼式（气囊式）、电子式时间继电器的工作原理、延时方式（通电延时、断电延时）及图形文字符号。*热继电器：利用电流的热效应原理来保护电动机免受长期过载危害的保护电器。掌握其结构（双金属片、发热元件）、工作原理及在电路中的接法。注意其不能用作短路保护。*速度继电器：用于反映电动机的转速和转向，常与接触器配合实现电动机的反接制动。1.3熔断器与低压断路器*熔断器：电路中最简便的短路保护电器。当电路发生短路或严重过载时，熔体熔断，切断电路。掌握其图形文字符号、主要参数（额定电流、熔体额定电流）及选用原则。*低压断路器（自动空气开关）：兼具控制和保护功能，可在电路发生短路、过载、欠压等故障时自动分断电路，也可手动操作。1.4主令电器主令电器是用来发布指令、控制电路接通或分断的电器。*按钮：手动操作，短时接通或断开小电流控制电路。有常开按钮、常闭按钮、复合按钮。掌握其图形文字符号。*行程开关（限位开关）：将机械位移转变为电信号，控制运动部件的行程。结构上包括操作头、触点系统。掌握其在自动往返控制、限位保护等电路中的应用。*万能转换开关、主令控制器：多档位、多触点，用于切换多种控制方式或电路。二、基本电气控制电路基本控制电路是构成复杂机床电气控制系统的基础模块，必须熟练掌握其组成、工作原理及分析方法。2.1三相异步电动机的直接启动控制*点动控制：特点是按下按钮电动机运转，松开按钮电动机停转。控制电路简单，无自锁环节。*长动（连续运转）控制：在点动控制基础上增加自锁（自保）环节，即利用接触器自身的常开辅助触点与启动按钮并联，实现松开按钮后电动机持续运转。*具有过载保护的长动控制：在控制电路中串入热继电器的常闭触点。当电动机过载时，热继电器动作，切断控制电路，保护电动机。2.2三相异步电动机的正反转控制*基本正反转控制：利用两个接触器（正转接触器、反转接触器）改变电动机定子绕组相序。关键在于互锁（联锁）环节，防止两个接触器同时吸合造成电源短路。互锁可通过接触器的常闭辅助触点实现（电气互锁），最好再配合按钮的常闭触点实现机械互锁，构成双重互锁。*正反转控制的典型电路：如按钮、接触器双重互锁的正反转控制电路。2.3三相异步电动机的星-三角（Y-Δ）降压启动控制*启动原理：电动机启动时定子绕组接成星形（Y），降低启动电压（为额定电压的1/√3），从而降低启动电流；启动结束后切换成三角形（Δ）接法，电动机在额定电压下运行。*适用范围：适用于正常运行时定子绕组为三角形接法的笼型异步电动机，且空载或轻载启动。*控制电路：重点掌握由时间继电器自动控制的Y-Δ降压启动控制电路，理解其工作过程：启动→Y接法→延时→Δ接法→运行。2.4三相异步电动机的能耗制动控制*制动原理：切断电动机交流电源后，立即在定子绕组通入直流电流，产生静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩，使电动机迅速停转。*控制电路：分析带有整流装置、由时间继电器或速度继电器控制的能耗制动电路的工作过程。2.5其他典型控制环节*多地控制：在不同地点对同一台电动机进行控制，实现方法是将各地的启动按钮并联，停止按钮串联。*顺序控制：要求几台电动机按一定顺序启动或停止。例如，M1启动后M2才能启动；M2停止后M1才能停止。可通过将先启动接触器的常开辅助触点串入后启动接触器的控制电路，或将后停止接触器的常开辅助触点并入先停止接触器的停止按钮回路来实现。*自动往返控制：利用行程开关检测运动部件的位置，自动切换电动机的转向，实现往复运动。三、典型机床电气控制系统分析分析典型机床的电气控制系统，是对前述基本理论和电路知识的综合应用。重点掌握以下机床的主电路、控制电路的组成及工作原理。3.1CA6140型卧式车床电气控制*主要运动形式：主轴的旋转运动和刀架的进给运动。*主电路分析：包括主轴电动机（M1）、冷却泵电动机（M2）、刀架快速移动电动机（M3）的供电及保护（短路、过载）。注意主轴电动机的正反转是通过机械方式（如摩擦离合器）实现的，电气上无正反转控制。*控制电路分析：*主轴电动机的启动、停止控制。*冷却泵电动机与主轴电动机的联锁控制（主轴启动后冷却泵才能启动）。*刀架快速移动电动机的点动控制。*照明、指示电路。3.2X62W型万能升降台铣床电气控制*主要运动形式：主轴旋转运动、工作台的纵向、横向和垂直方向的进给运动及快速移动。*主电路分析：包括主轴电动机（M1）、进给电动机（M2）、冷却泵电动机（M3）。主轴电动机有正反转控制和反接制动控制；进给电动机有正反转控制，以实现工作台各个方向的移动。*控制电路分析：*主轴控制：主轴电动机的启动、停止、正反转、反接制动（常用速度继电器控制）、变速冲动（瞬时点动）。*进给控制：工作台的纵向、横向、垂直方向的进给运动控制，进给运动与主轴运动的联锁（主轴启动后进给才能进行），工作台各方向进给的互锁（防止两个方向同时进给），工作台快速移动控制。*圆形工作台控制（如果涉及）。3.3其他典型机床根据课程大纲要求，可能还会涉及磨床、钻床等其他典型机床的电气控制电路分析。分析方法类似，均遵循“先主后辅，先控制后照明”的原则，从电源入手，逐步分析各电动机的启动、运行、制动及保护等环节。四、电气控制电路的故障诊断与维修故障诊断与维修是实际应用能力的重要体现，需要理论与实践相结合。4.1故障诊断的一般步骤1.故障调查：询问操作者故障现象、发生时间、有无异常声音、气味等。2.故障分析：根据故障现象和电气原理图，初步判断故障可能发生的部位和原因。3.故障查找与确认：利用电工工具（万用表、验电笔等）和测试手段，按照从简单到复杂、从外部到内部的顺序，逐步缩小范围，找到故障点并确认。4.故障排除：根据故障原因采取相应的修复措施，如更换损坏元件、紧固接线、清理触点等。5.通电试车：排除故障后，进行必要的检查和通电试验，确认故障已排除，电路工作正常。4.2常用故障诊断方法*直观法：通过观察、听声音、闻气味等判断故障。*电压测量法：测量电路中各点电压是否正常，判断电路通断。*电阻测量法：断电情况下测量电路元件的电阻值，判断元件是否损坏、线路是否通断。*短接法（分段短接法）：在保证安全的前提下，用导线短接怀疑有断路故障的触点或线段，观察故障是否消失，以确定故障点。此方法需谨慎使用，避免短路事故。*替代法：用已知完好的元件替代怀疑有故障的元件，以判断元件是否损坏。4.3常见故障类型及排除思路*控制电路断路：导致电动机不能启动或某些功能失效。重点检查电源、熔断器、按钮、接触器线圈、热继电器常闭触点、行程开关触点等。*接触器、继电器触点故障：触点烧蚀、氧化、粘连、接触不良等。表现为接触不良导致电路时通时断，或触点粘连导致电路持续接通。*电动机故障：如不能启动、过热、异响等。可能涉及电源、控制电路、电动机本身（绕组、轴承等）。五、网上作业与考试应试策略5.1网上作业*认真审题：明确题目要求，是分析电路、绘制电路图、回答概念还是计算。*及时完成：合理安排时间，避免拖延。*善用资源：遇到问题可查阅教材、课堂笔记或与同学讨论，但务必独立完成，确保真正理解。*规范作答：特别是涉及电路图绘制时，要使用标准图形符号，布局合理，标注清晰。5.2课程考试*全面复习，突出重点：以本复习资料梳理的知识点为纲，结合教材和课堂笔记，全面掌握基本概念、基本电路和典型应用。重点掌握接触器、继电器等电器的原理与应用，基本控制电路（启动、正反转、降压启动、制动）的分析与绘制，典型机床（如车床、铣床）电气控制电路的理解。*重视电路图：能够识读复杂电路图，理解各部分功能；能够根据控制要求绘制简单的控制电路图。注意图形符号的规范性和电路逻辑的正确性。*掌握分析方法：对于电路分析题，要按照一定步骤（如先主电路后控制电路，分析各电动机的控制方式、保护措施、联锁关系等）进行。对于故障分析题，要能根据故障现象，结合电路图进行逻辑推理，找出可能的故障点。*答题技巧：*概念题：准确记忆，简明扼要。*简答题：要