数控机床电气控制 第4版 课件 学习情境一 机床基本电路的分析、接线与调试

点动电路的分析、接线与调试项目名称:一、提出任务/知识储备提出任务

本任务是点动电路的分析、接线与调试。

1.组合开关

组合开关又称转换开关，主要用作电源开关，也可以直接控制小容量电动机起动、停止等。知识储备

组合开关的工作原理

组合开关的图形符号和文字符号如图所示。a)单极b)三极

选择组合开关时，主要考虑以下因素：1）根据电路的要求选择组合开关的额定电压、极数。2）组合开关控制电动机时，可根据电动机的额定电流选择组合开关的额定电流，组合开关的额定电流应为电动机额定电流的1.5～2.5倍。

常用的组合开关有HZ5、HZ10等系列。

2.控制按钮

按钮是一种结构简单、使用广泛的手动主令电器，常用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其他电气设备。按钮的工作原理1－按钮帽2－复位弹簧3－动触点4、5－静触点按钮图形符号和文字符号如图所示。

匙a)一般式常开触点b)一般式常闭触点c)急停式d)旋钮式e)钥匙式

通常红色按钮为停止按钮，绿色按钮为起动按钮。

常用的按钮有LA2、LA18、LA19等系列。

选择按钮时，主要考虑按钮的使用场合、触点的形式与数量、颜色等。

3.熔断器熔断器是一种利用金属导体作为熔体串联于电路中，当电路发生短路或严重过载时，熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断器主要用于短路保护。熔断器一般由熔体和底座等组成。熔断器的类型分为插入式、螺旋式和封闭管式三种。插入式熔断器螺旋式熔断器封闭管式熔断器熔断器的图形符号及文字符号如图所示。

选择熔断器时主要是选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的额定电流。

1）根据使用场合来选择熔断器的类型。2）熔断器的额定电压应等于或大于电路的工作电压，熔断器的额定电流应等于或大于所装熔体的额定电流。3）保护照明、指示灯等负载时，熔断器的熔体额定电流应等于或略大于负载的额定电流。4）保护电动机时，熔断器的熔体额定电流应按以下情况确定。

对于单台直接起动电动机，应按下式计算：Ifu=（1.5～2.5）IN

IN——电动机的额定电流。

对于多台直接起动电动机，应按下式计算：

Ifu=（1.5～2.5）INmax+∑IN

INmax——功率最大的一台电动机额定电流。∑IN——其余电动机额定电流之和。

4.接触器

接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的电路的电器。接触器种类分为直流、交流两种，机床上应用最多的是交流接触器。目前我国常用的交流接触器主要有CJ20、CJX1、CJX2等系列。1、4－铁心2－电磁线圈3－弹簧5－灭弧罩6－主触点7－辅助常开触点8－辅助常闭触点接触器的工作原理

接触器的图形符号及文字符号如图所示。a)线圈b)主常开触点c)主常闭触点d)辅助常开触点e)辅助常闭触点

选择交流接触器时，主要考虑交流接触器主触点的额定电压与额定电流、吸引线圈的电压等级、辅助触点的形式与数量等。根据接触器所控制负载的工作任务（轻任务、一般任务或重任务）来选择相应使用类别的接触器。交流接触器的额定电压（主触点的额定电压）应等于或大于负载的额定电压。接触器的额定电流（主触点的额定电流）应等于或大于负载的额定电流。接触器线圈的额定电压应等于控制电路的电压。接触器触点的形式与数量应满足电路的要求。

三相笼型异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。定子主要由定子铁心、定子绕组和机座组成，转子主要由转子绕组和转子铁心及转轴组成，转子绕组由置于转子槽中的导条和两端的端环构成。当三相定子绕组接入三相对称电源后，在气隙中产生一个旋转磁场，此旋转磁场切割转子导体，产生感应电流。流有感应电流的转子导体在旋转磁场的作用下产生转矩，使转子旋转。

5.三相笼型异步电动机一般电动机的铭牌上有名称、型号、功率、电压、电流、频率、转速、接法、工作方式、绝缘等级、产品编号、重量、生产厂和出厂年月等。三相笼型异步电动机图形符号与文字符号

电动机的定子绕组有星形（Y）联结和三角形（△）联结两种。若电压为380V，接法为△联结，表示定子绕组的额定线电压为380V，应接成△联结。若电压为380V/220V，接法为Y/△，表明电源线电压为380V时，应接成Y联结；电源线电压为220V时，应接成△联结。

6.电路图的绘制规则

电路图表明电气设备的工作原理，采用按功能排列的图形符号表示各电器元件和连接关系，而不需要考虑电器元件的实体尺寸、形状或位置。

1）电路一般分为主电路和辅助电路两部分，辅助电路包括控制电路、信号指示电路等。主电路就是从电源经过接触器主触点到电动机的路径，辅助电路由接触器线圈、辅助触点以及按钮等组成。一般主电路用粗实线表示，画在左边（或上部），辅助电路用细实线表示，画在右边（或下部）。

2）同一电器元件的各组成部分可以不画在一起，但都要用同一文字符号表示。3）通常电器元件的触点均以自然状态画出。4）无论是主电路还是辅助电路，各电器元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。

5）图面分区时，竖边方向从上到下用大写拉丁字母、横边方向从左到右用阿拉伯数字分别编号。

6）在较复杂的电路中，在接触器或继电器线圈文字符号下方要标注其触点位置的索引，而在接触器或继电器触点文字符号下方要标注其线圈位置的索引。

符号位置的索引采用图号、张次和图区号的组合索引法。图号

张次图区号

7）电器元件的技术数据可以标在其图形符号的旁边。

7.机床基本电路的分析方法

1）查线读图法

查线读图法又称直接读图法，一般先分析主电路，然后分析控制电路。

2）逻辑代数法逻辑

代数法又称间接读图法，是通过对电路的逻辑表达式运算来分析电路，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。a)逻辑与

b)逻辑或c)逻辑非基本逻辑电路

二、点动电路的分析三、点动电路的接线及调试

1）查看各电器元件质量情况，详细观察各电器元件外部结构，了解其使用方法，并进行安装。

2）按照电路图进行接线，检查是否有掉线、错线，接线是否牢固。

3）通电运行。

4）排除故障。加油啊!你一定行!调试过程中出现问题时：故障的现象可能的原因解决的方法四、总结电路分析的思路接线和调试的过程（问题，方法）对照评价标准自评

刀开关又称闸刀开关，是结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5kW的异步电动机。

知识拓展——刀开关刀开关分单级、双极和三极。刀开关的图形符号及文字如图所示。a)单极

b)双极c)三级

在选择刀开关时，额定电压和额定电流应分别不小于电路的工作电压和工作电流。当用刀开关控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的三倍。目前生产的产品常用型号系列有HD和HS等。

点动/长动电路的分析、接线与调试项目名称:

本任务是点动/长动电路的分析、接线与调试。提出任务一、提出任务/知识储备1.继电器

继电器是一种根据电量参数（电压、电流等）或非电量参数（时间、温度、压力等）的变化接通或断开电路，以完成控制或保护任务的电器。知识储备

（1）热继电器利用热继电器进行过载保护。热继电器的图形符号和文字符号如图所示。

a)驱动元件b)常闭触点

热继电器的工作原理1、2－片簧3－弓簧4－触点5－推杆6－固定转轴7－杠杆8－压簧9－凸轮10－手动复位按钮11－双金属片12－驱动元件13－导板14－调节螺钉15－补偿双金属片16－轴

热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路。因此，不能用作短路保护。选用热继电器时，应根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号、电流调节范围及整定电流，热继电器的整定电流应为电动机额定电流的1～1.1倍。常用的热继电器有JR20、JR36等系列。

（2）中间继电器

中间继电器通常用来传递信号，也可用来直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。

中间继电器的结构和工作原理与接触器相似，但其触点允许通过的电流较小（不大于5A）。

中间继电器的工作原理1－底座2－反力弹簧3、4－调节螺钉5－衔铁6－非磁性垫片7－铁心8－极靴9－电磁线圈10－触点中间继电器的图形符号和文字符号如图所示。a)线圈b)常开触点c)常闭触点

常用的中间继电器有JZ7、JZ8等系列。

选择中间继电器时，主要考虑中间继电器吸引线圈的电压等级、触点的形式与数量等。

1）中间继电器线圈的额定电压应等于控制电路的电压。

2）中间继电器触点的形式与数量应满足电路的要求。

3）中间继电器触点的额定电压应等于或大于电路的电压。4）中间继电器触点的额定电流应等于或大于电路的电流。2.低压断路器(自动空气开关)低压断路器是一种既具有控制功能又具有保护功能的电器。低压断路器通常用作不频繁接通或断开电路的电源开关，当发生过载或短路、欠电压等故障时，能自动切断电路，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。1

－释放弹簧2

－主触点3

－钩子

4

－过电流脱扣器5

－欠电压脱扣器低压断路器的工作原理低压断路器的图形符号及文字符号如图所示。

（1）塑壳断路器

塑壳断路器主要有DZ5、DZl5、DZ20等系列。

（2）微型断路器

微型断路器主要用于工业、商业和民用住宅等

各种场所，主要有DZ47、MBl、NXB等系列。

1）低压断路器的额定电压和额定电流应分别不小于电路的工作电压和工作电流。2）低压断路器各脱扣器的整定。

①长延时过电流脱扣器的整定电流应为负载额定电流的1～1.1倍；对于用于配电保护的低压断路器，瞬时过电流脱扣器的整定电流应为负载额定电流的5～10倍；对于用于电动机保护的低压断路器，瞬时过电流脱扣器的整定电流应为电动机额定电流的10～15倍。

②欠电压脱扣器的脱扣电压应为负载额定电压的70%。3.长动电路注意：自锁环节二、点动/长动电路的分析三、点动/长动电路的接线及调试加油啊!你一定行!

1）查看各电器元件质量情况，详细观察各电器元件外部结构，了解其使用方法，并进行安装。

2）按照电路图进行接线，检查是否有掉线、错线，接线是否牢固。

3）通电运行。

4）排除故障。调试过程中出现问题时：故障的现象可能的原因解决的方法四、总结电路分析的思路接线和调试的过程（问题，方法）对照评价标准自评

在实际控制中，往往要求一台电动机能实现两地操作，在甲、乙两个地方都能对电动机进行起动与停止控制。

知识拓展——两地操作电路自动往返电路的分析、接线与调试项目名称:

本任务是自动往返电路的分析、接线与调试。提出任务一、提出任务/知识储备

1.行程开关

行程开关又称位置开关或限位开关，其作用是利用生产机械运动部件的碰撞，使行程开关的触点动作，从而接通或断开电路。知识储备顶杆动触点弹簧静触点行程开关的工作原理行程开关的图形符号和文字符号如图所示。常用的行程开关有LX19、LXK3、3SE3等系列。a)常开触点b)常闭触点

选择行程开关时，主要考虑以下因素：

1）根据使用场合和控制对象选择行程开关的种类。

2）根据安装环境选择行程开关的外形。

3）行程开关的额定电压、额定电流应满足电路的要求。

4）行程开关触点的形式与数量应满足电路的要求。

2.接近开关

接近开关(无触点接近开关)是一种无需与运动部件直接接触而可以操作的位置开关，当物体向接近开关移动并达到一定距离时，接近开关的触点动作，从而接通或断开电路。

接近开关的图形符号与文字符号如图所示。

常用的接近开关主要有LJ6、LXJ3和3SG等系列。a)常开触点b)常闭触点

选择接近开关时，主要考虑以下因素：

1）根据使用场合和控制对象选择接近开关的种类。

2）根据安装环境选择接近开关的外形与安装方式。

3）接近开关的额定电压、额定电流应满足电路的要求。

4）根据实际需求选择接近开关的动作距离。

3.接触器互锁正反转电路

注意：互锁环节4.双重互锁正反转电路

二、自动往返电路的分析三、自动往返电路的接线及调试加油啊!你一定行!

1）查看各电器元件质量情况，详细观察各电器元件外部结构，了解其使用方法，并进行安装。

2）按照电路图进行接线，检查是否有掉线、错线，接线是否牢固。

3）通电运行。

4）排除故障。调试过程中出现问题时：故障的现象可能的原因解决的方法四、总结电路分析的思路接线和调试的过程（问题，方法）对照评价标准自评

防止电压恢复时电动机自行起动的保护为零电压保护。

在电压下降到最小允许电压值时切断电动机电源的保护为欠电压保护。知识拓展1.零电压保护和欠电压保护a)三角形联结b)双星形联结2.双速电动机电路

通过改变双速电动机定子绕组接线的方法来获得双速电动机的两个同步转速。Y-Δ减压起动电路的分析、接线与调试项目名称:

问题的产生：大型电动机直接起动会产生过大起动电流引起电源电压下降。问题的解决：通过减压起动减小起动电流。任务的提出：Y-Δ减压起动电路的分析、接线与调试。提出任务一、提出任务/知识储备

时间继电器是一种用于实现延时控制的电器。按其工作原理可分为电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器和电子式时间继电器等，根据其延时方式又可分为通电延时时间继电器和断电延时时间继电器。知识储备——时间继电器时间继电器的工作原理1－电磁线圈2－铁心3－弹簧7－瞬时触点8－通电延时触点

时间继电器的图形符号和文字符号如图所示。

a)线圈b)通电延时线圈c)断电延时线圈d)延时闭合常开触点

e)延时断开常闭触点f)延时断开常开触点g)延时闭合常闭触点

h)瞬动常开触点

i)瞬动常闭触点

选择时间继电器时，主要考虑以下因素：

1）根据使用场合和延时精度要求选择时间继电器的种类。

2）根据电路的要求选择时间继电器的延时方式。

3）时间继电器线圈的额定电压应等于控制电路的电压。

常用的时间继电器为JS7、JS20、JS14P等系列。

二、Y-Δ减压起动电路的分析

注意：KM2、KM3不能同时通电，以防止短路。三、Y-Δ减压起动电路的接线及调试加油啊!你一定行!

1）查看各电器元件质量情况，详细观察各电器元件外部结构，了解其使用方法，并进行安装。

2）按照电路图进行接线，检查是否有掉线、错线，接线是否牢固。

3）通电运行。

4）排除故障。调试过程中出现问题时：故障的现象可能的原因解决的方法四、总结电路分析的思路接线和调试的过程（问题，方法）对照评价标准自评1.串电阻减压起动电路知识拓展

脚踏开关是一种通过脚踩或踏来控制电路通断的电器。

2.脚踏开关脚踏开关的图形符号及文字符号如图所示。

a)常开触点b)常闭触点反接制动电路的分析、接线与调试

项目名称:问题的产生：无论从提高生产效率还是从安全及工艺要求等方面考虑，都要求对电动机进行制动控制。一、提出任务/知识储备提出任务

制动方法：机械制动和电气制动电气制动实质上是在电动机停车时产生一个与转子原来转动方向相反的制动转矩，迫使电动机迅速停车。电气制动分反接制动和能耗制动。

反接制动：利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩。

任务的提出：反接制动电路的分析、接线与调试。

1.

速度继电器速度继电器又称为反接制动继电器，主要用于三相异步电动机的反接制动电路中，当反接制动的电动机转速下降到接近零时及时切断电源。

知识储备速度继电器的工作原理1－轴2－转子3－定子4－笼型绕组5－摆锤

6、9－动触点7、8－静触点速度继电器的图形符号和文字符号如图所示

常用的速度继电器有JY1。a)转子b)常开触点c)常闭触点2.变压器

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的电器。

单相变压器、三相变压器的图形符号和文字符号如图所示。a)单相变压器b)三相变压器

常用的变压器有BK、JBK、SG等系列。

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