机床电气控制技术

第一章机床常用电器及基本控制电路能力目标(1)会正确拆卸和装配常用低压电器并能进行简单的检测。(2)正确使用各种低压电器，并能熟练进行校验和调整。(3)掌握各种电机控制线路，并能按照要求设计电气原理图。(4)能快速、正确地进行电机控制线路接线。(5)能按照电器安装图、电器接线图正确安装电气柜。下一页第一章机床常用电器及基本控制电路学习单元1机床常用低压电器学习单元2机床电气识图常识学习单元3机床基本控制电路学习单元1机床常用低压电器一、学习目标(1)掌握各类低压电器工作原理及用途。(2)掌握各类低压电器选型、接线。(3)熟悉低压电器检测及校验方法。二、任务分析低压电器通常是指工作在交流电压小于1200V、直流电压小于15OOV的电路中，能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。

返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器总的来说，低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类，是成套电气设备的基本组成元件。在工业、农业、交通、国防以及各用电部门中，大多数采用低压供电，因此电器元件的质量将直接影响低压供电系统的可靠性。常用的低压电器有刀开关、接触器、熔断器、热继电器和速度继电器等。在本单元中，需要完成以下任务。(1)对刀开关、组合开关能够进行熟练的拆装，并根据需要对组合开关的触头进行调整。(2)根据负载及控制方式的要求合理选择低压开关的种类、规格。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(3)根据要求选择熔断器及熔体规格，熟记熔断器及熔体针对不同负载的选用方法。(4)对熔断器常见故障能够分析故障原因，并采用正确的修理方法排除故障。(5)交流接触器的结构、动作原理和选用方法。(6)交流接触器的拆装方法。(7)对交流接触器常见故障能够准确分析故障原因并加以修复。(8)合理选用时间继电器，按照要求调整延时时间。(9)合理选用热继电器，并能对热元件电流进行整定。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器三、相关知识(一)刀开关刀开关也称闸刀开关。主要用来隔离电源或手动接通与断开交/直流电路，也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉等。1.刀开关的外形结构及符号根据工作原理、使用条件和结构形式的不同，刀开关可分为刀开关、刀形转换开关、开启式负荷开关(胶盖瓷底刀开关)、封闭式负荷开关(铁壳开关)、熔断器式刀开关和组合开关等。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器其主要部件有与操作瓷柄相连的动触头、静触头、刀座、熔丝、进线及出线接线座，这些导电部分都固定在瓷底板上，且用胶盖盖住。所以当闸刀合上时，操作人员不会触及带电部分。胶盖还具有下列保护作用:将各极隔开，防止因极间飞弧导致电源短路;防止电弧飞出盖外，灼伤操作人员;防止金属零件掉落在闸刀上形成极间短路。熔丝的装设，又提供了短路保护功能。2.闸刀开关技术参数与选择根据刀的极数和操作方式，刀开关可分为单极、双极和三极，常用的三极开关额定电流有100A,200A,400A,600A和1000A等。其中60A及以下规格才用来控制电动机)常用的闸刀开关型号有HKl,HK2系列)表1.1列出了HK2系列部分技术数返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器据。通常，除特殊的大电流刀开关有电动机操作外，一般都是采用手动操作方式。正常情况下，刀开关一般能接通和分断其额定电流，因此，对于普通负载可根据负载额定电流来选择刀开关额定电流。对于用刀开关控制电机时，考虑其启动电流可达4一7倍额定电流，选择刀开关的额定电流，宜选电动机额定电流的3倍左右。3.使用刀开关的注意事项(1)将它垂直地安装在控制屏或开关扳上，不可随意搁置。(2)进线座应在上方，接线时不能把它与出线座接反，否则在更换熔丝时将会发生触电事故。(3)更换熔丝必须先拉开闸刀，并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝，同时还要防止新熔丝受到机械损伤。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(4)若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落，闸刀开关就不可再使用，以防发生事故。4.组合开关组合开关(转换开关)实质上也是一种刀开关，其结构及符号如图1.2所示。一般刀开关的操作手柄是在垂直于其安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是在平行于其安装面的平面内向左或向右转动而已。组合开关一般用于电气设备中作为非频繁地接通和分断电路、换接电源和负载、测量三相电压以及控制小容量异步电动机的正反转和星形一三角形降压启动等。组合开关主要技术参数有额定电压、电流、极数等。其中额定电流有10A,25A,60A等几级。全国统一设计的常用产品有HZ5,HZ10系列和新型组合开关HZ15等系列。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(二)熔断器熔断器是一种广泛应用的简单而有效的保护电器。在使用中，熔断器中的熔体(也称为熔丝)串联在被保护的电路中，当该电路发生过载或短路故障时，如果通过熔体的电流达到或超过了某一定值，则在熔体上产生的热量便会使其温度升高到熔体的熔点，导致熔体自行熔断，达到保护的目的。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器1.熔断器外形结构与符号熔断器主要由熔体和安装熔体的底座两部分组成，其图形及文字符号如图1.3所示。熔体一般由熔点低、易于熔断、导电性能良好的合金材料制成。在小电流的电路中，常用铅合金或锌做成的熔体(熔丝)。对大电流的电路，常用铜或银做成片状的熔体。熔断器熔体通过的电流为熔体额定电流时，熔体长期不熔断;当电路发生严重过载时，熔体在较短时间内熔断;当电路发生短路时，熔体瞬时熔断。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器2.熔断器的选择首先应根据使用场合选择熔断器的类型。电网配电一般用刀形触头熔断器(如HDLRTORT36系列);电动机保护一般用螺旋式熔断器;照明电路一般用圆筒帽形熔断器;保护可控硅元件则应选择半导体保护用快速式熔断器。熔断器额定电压应不小于实际电路的工作电压，确定熔体电流是选择熔断器的主要任务。熔断器额定电流在选定时应大于熔体额定电流。熔体电流选择具体有以下几条原则。(1)对于变压器、电炉和照明等没有冲击性电流的负载，熔体的额定电流应不小于负载电流。(2)对于输配电线路，熔体的额定电流应不小于线路的安全电流。

返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(3)在电动机回路中用做短路保护时，应考虑电动机的启动条件，按电动机启动时间的长短来选择熔体的额定电流。对启动时间不长的电动机，可按下式决定熔体的额定电流:In=Ist/(2.5-3)式中，Ist为电动机的启动电流，单位为A。对启动时间较长或启动频繁的电动机，按下式决定熔体的额定电流:In=Ist/(1.6-2)对于多台电动机供电的主干母线处的熔断器的额定电流，可按下式计算:式中，In为熔体的额定电流;Imax为多台电动机容量最大的一台电动机的额定电流;为其余电动机的额定电流之和。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(三)主令电器主令电器用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器。其主要类型有按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关和凸轮控制器等。1.按钮按钮也称控制按钮或按钮开关，它是一种典型的主令电器，其作用通常是用来短时间地接通或断开小电流的控制电路，从而控制电动机或其他电气设备的运行。常用按钮外形及符号如图1.4所示。按钮触点分为常开和常闭。常态时在复位弹簧的作用下，常开触点断开，常闭触点闭合。当按下按钮时，常开触点闭合，常闭触点断开。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器2.行程开关行程开关又称限位开关或位置开关，它是根据运动部件位置自动切换电路的控制电器，它可以将机械位移信号转换成电信号，常用来做程序控制、自动循环控制、定位、限位及终端保护。行程开关有机械式、电子式两种，机械式又有按钮式和滑轮式两种。机械式行程开关与按钮式相同，一般都由一对或多对动合触点、动断触点组成，但不同之处在于按钮是由人手指“按”，而行程开关是由机械“撞”来完成。机械式行程开关的外形结构及符号如图1.5所示。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器3.万能转换开关万能转换开关是一种具有多个挡位、多段式(具有多对触点)的能够控制多回路的电器元件，主要用做电路转换，也可用于小容量电动机的启动、换向及调速。万能转换开关的手柄有普通手柄型、旋钮型、钥匙型和带信号灯型等多种形式，手柄操作方式有自复式和定位式两种。操作手柄至某一位置，当手松开后，自复式转换开关的手柄自动返回原位;定位式转换开关的手柄保持在该位置上。手柄的操作位置以角度表示，一般有300,450,600,900等，根据型号不同而有所不同。按用途分为主换控制用转换开关和直接控制5.Skw电动机用转换开关。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器万能转换开关的图形符号如图1.6所示，文字符号为SA。在图形符号中，触点下方虚线上的“·”表示当操作手柄处于该位置时，该对触点闭合;如果虚线上没有“.”，则表示当操作手柄处于该位置时该对触点处于断开状态。为了更清楚地表示万能转换开关的触点分合状态与操作手柄的位置关系，在机电控制系统图中经常把万能转换开关的图形符号和触头分合表结合使用。在触点分合表中，用“x”来表示手柄处于该位置时触点处于闭合状态。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(四)接触器接触器是一种自动控制电器，利用电磁吸力的作用使主触点闭合或分断。它可以用来频繁地远距离接通或断开大容量的交、直流负载电路。接触器按其主触点通断电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。这里主要介绍常用的交流接触器。交流接触器又可分为电磁式和真空式两种。1.电磁式交流接触器的结构和工作原理1)结构接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其他部分组成。(1)电磁系统。电磁系统包括电磁线圈和铁芯，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(2)触点系统。触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。(3)灭弧系统。灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠地熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。(4)其他部分。有绝缘外壳、弹簧、短路环和传动机构等。2)工作原理及电气符号当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁芯，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。工作原理及图形文字符号如图1.7所示。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器2.交流接触器的选用(1)主回路触点的额定电流应不小于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器还应考虑电动机的启动电流。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频繁动作的接触器额定电流可降低使用。(2)接触器的电磁线圈额定电压有36V,110V,220V和380V等，电磁线圈允许在额定电压的80%一105%范围内使用。(五)继电器继电器是当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点，广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器1.中间继电器中间继电器的主要作用是在电路中起信号的传递与转换作用。中间继电器可以实现多路控制，并可将小功率的控制信号转换为大容量的触点动作，以驭动电气执行元件工作。有时也可用中间继电器控制小容量电动机的启停。中间继电器也可分为直流与交流两种，其结构一般由电磁机构和触点系统组成。电磁机构与接触器相似，其触点因为通过控制电路的电流容量较小，所以不需加装灭弧装置。1)中间继电器的外形结构与符号中间继电器的外形及符号如图1.8所示，图1.8(b)所示为中间继电器的符号，其文字符号为KA.返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器2)中间继电器的动作原理中间继电器与交流接触器相似，动作原理也相同，当电磁线圈得电时，铁芯被吸合，触点动作，即动合触点闭合，动断触点断开;电磁线圈断电后，铁芯释放，触点复位。2.热继电器热继电器是对电动机起过载保护作用的。电动机若遇到频繁启停操作或运转过程中负载过重或缺相，都可能会引起电动机定子绕组中的负载电流长时间超过额定工作电流，而熔断器的保护特性使得它可能暂时不会熔断，所以必须采用热继电器对电动机实行过载保护。热继电器动作原理示意图如图1.9所示。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器当电动机过载时，流过电阻丝(热元件)的电流增大，电阻丝产生的热量使金属片弯曲，经过一定时间后，弯曲位移增大，因而脱扣，使其动断触点断开，动合触点闭合。热继电器触点动作切断电路后，电流为零，则电阻丝不再发热，双金属片冷却到一定值时恢复原状。于是动合和动断触点可以复位。另外也可通过调节螺钉，使触点在动作后不自动复位，而必须按动复位按钮才能使触点复位。这很适用于某些要求故障未排除而防止电动机再启动的场合。不能自动复位对检修时确定故障范围也是十分有利的。热继电器符号如图1.10所示，其文字符号为FR.返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器3.时间继电器时间继电器可用来实现触点延时接通或断开。时间继电器种类繁多，但目前常用的时间继电器主要有空气阻尼式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。时间继电器按延时方式可分为通电延时型和断电延时型两种;通电延时型时间继电器在其感测部分接收信号后开始延时，一旦延时完毕，就通过执行部分输出信号以操纵控制电路，当输入信号消失时，继电器就立即恢复到动作前的状态(复位)。断电延时型与通电延时型相反。断电延时型时间继电器在其感测部分接收输入信号后，执行部分立即动作，但当输入信号消失后，继电器必须经过一定的延时，才能恢复到原来(即动作前)的状态(复位)，并且有信号输出。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器空气阻尼式时间继电器结构如图1.11所示，符号如图1.12所示。该继电器由电磁系统、延时机构和工作触点三部分组成。将电磁机构翻转180°安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，同样，断电延时型也可改换成通电延时型。4.速度继电器速度继电器主要由转子、定子和触点三部分组成。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环。定子由硅钢片叠成，并装有笼型绕组。其转子轴与电动机的轴相连接，而定子空套在转子上。当电动机转动时，速度继电器的转子(永久磁铁)随之转动，在空间产生旋转磁场，切割定子绕组，而在其中感应出电流。此电流又在旋转的转子磁场作用下产生转矩，使定子随转子转动方向而旋转，和定子装在一起的摆锤推动动触头动作，使动断触点断开，动合触点闭合。当返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器电动机转速低于某一值时，定子产生的转矩减小，动触头复位。其动作原理如图1.13所示。常用的速度继电器触点要动作，速度需达到120r/min，触点复位速度为80r/min.(六)电动机利用电磁现象进行电能和机械能相互转换的机械称为电机。将机械能转换成电能的电机称为发电机;将电能转换为机械能的电机称为电动机。电动机具体分类如下:返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器在本小节主要介绍常用的三相异步电动机工作原理。1.三相异步电动机的构造三相异步电动机分成两个基本部分:定子(固定部分)和转子(旋转部分)。三相异步电动机构造如图1.14所示。三相异步电动机定子由机座(铸铁或铸钢制成)、装在机座内的圆筒形铁芯(由互相绝缘的硅钢片叠成)、铁芯内圆周表面槽中放置的对称三相定子绕组(接成星形或三角形)组成。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器三相异步电动机转子由铁芯和绕组组成。转子铁芯是圆柱状，也用硅钢片叠成，表面冲有槽，如图1.14所示。铁芯装在转轴上，轴上加机械负载。其根据构造上的不同分为两种形式:笼型和绕线型。转子的作用是在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。线绕式异步电动机的转子绕组同定子绕组一样，也是三相的，并连成星形。每相的始端连接在3个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环、环与转轴都互相绝缘。在环上用弹簧压着碳质电刷。启动电阻和调速电阻是借助于电刷同滑环和转子绕组连接的，其构造如图1.15所示。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器笼型电动机与绕线型电动机相比较，笼型电动机结构简单、价格低廉、工作可靠;不能人为改变电动机的机械特性。绕线型电动机结构复杂、价格较贵、维护工作量大;转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。

2.三相异步电动机转动原理在定子三相绕组通入三相交流电，产生旋转磁场;由于有旋转磁场，在转子导体中产生了感应电流，而载流导体在磁场中又受到电磁力的作用，于是使转子转动，这就是异步电动机旋转的基本原理。

返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。相电源相与相之间的电压在相位上相差120°，三相异步电动机定子中的3个绕组在空间方位上也互差120°，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场。电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为

n=60f/p式中，f为电源频率;p为磁场的磁极对数;n的单位是r/min根据此式可知，电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关，为此，控制交流电动机的转速有三种方法:改变磁极法;变频法;转差率法。以往多用第一种方法，现在则利用变频技术实现对交流电动机的无级变速控制。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。相序A,B,C顺时针排列，磁场顺时针方向旋转，若把3根电源线中的任意两根对调，例如将B相电流通入C相绕组中，C相电流通入B相绕组中，则相序变为C,B,A，则磁场必然逆时针方向旋转。利用这一特性可很方便地改变三相电动机的旋转方向。定子绕组产生旋转磁场后，转子导条(鼠笼条)将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驭动转子沿旋转磁场方向以n，的转速旋转起来。一般情况下，电动机的实际转速n，低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1，则转子导条与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所以转子的转速n1必然小于n。为此称三相电动机为异步电动机。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器3.旋转磁场的转速大小一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°,电流频率为f，则磁场每秒旋转f圈。每分钟旋转n0=60f(称为同步转速)。4.旋转磁场的极数和转速当三相定子绕组按图1.16所示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1，即p=1。如果每个绕组有两个线圈串联(三相绕组有12个有效边)，那么3个绕组的始端之间相差60。空间角，则产生的旋转磁场具有两对极(即p=2)，将每相绕组分成两段，按图放入定子槽内，形成的磁场则是两对磁极，如图1.17所示。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器旋转磁场的转速还取决于磁场的极对数，p=1，工频f=50Hz时，n0=60f=3000r/min。旋转磁场变化如图1.18所示。p=2，工频f=50Hz时，n=60f/p=1500r/min。旋转磁场变化如图1.19所示。由此可看出，旋转磁场转速n0与频率f1和极对数n有关。当频率f1一定时，旋转磁场的转速取决于磁场的极数，当旋转磁场具有P对极时，磁场的转速为

P=1n0=3000r/minP=2n0=1500r/minP=3n=1000r/minP=4n0=750r/min返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器5.电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速(额定转速)用n表示，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但n<n0，所以称为异步电动机。如果n=n0，转子与旋转磁场间没有相对运动，无转子电动势(转子导体不切割磁力线)，无转子电流，无转矩。

6.转差率转子的转速低于旋转磁场的转速，即有差异n0-n，转子才能有切割磁场的结果，从而产生转矩;否则不能转动。因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。通常把异步电动机转子与旋转磁场之间的相对运动速度的百分率称为转差率，用s表示。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器转差率s为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差与磁场同步转速n。之比，即s=(n0-n)/n0*100%转子转速亦可由转差率求得:n=(1-s)*n0转差率s是描述异步电动机运行情况的一个重要物理量。在电动机启动瞬间，n=0,s=1;电动机正常运行时，其额定转速与同步转速相近，所以一般s很小，s=0.01-0.09。7.三相异步电动机的单相“电一磁”关系如图1.20所示，电动机电路与变压器电路类似:定子相当初级，转子相当次级，一般R1->O,R2->0。异步电动机的定子绕组是静止不动的，所以旋转磁场和定子绕组的导体之间就有相对运动，必然会在定子绕组中产生感应电势。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器8.三相异步电动机的正、反转方法任意调换定子绕组电源的两根进线，电动机可实现正、反转切换，如图1.21所示。9.三相异步电动机铭牌数据要选择和使用好一台异步电动机，首先必须了解它的铭牌。铭牌上简要地向使用者介绍了这台电动机的额定数据和使用方法。下面以Y132M-4为例进行说明。(1)型号:电动机的种类和形式。Y132M-4表示磁极数(极对数p=2)，同步转速1500r/min.(2)转速:电机轴上的转速(n)。如n=1440r/min可得，转差率s=(1500-1440)/1500=0.04(3)连接方式:星形/三角形接法。(4)额定电压:定子绕组在指定接法下应加的线电压。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器例如，380/220星形/三角形是指:线电压为380V时采用星形接法;当线电压为220V时采用三角形接法。说明:一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5%。(5)额定电流:定子绕组在指定接法下的线电流。星形/三角形11.2A/6.48A表示三角形接法下，电机的线电流为11.2A，相电流为6.48A;星形接法时线、相电流均为6.48A.(6)额定功率:额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率P2。

P2不等于从电源吸收的功率P1。两者的关系为:P2=ηP1其中P1=(7)功率因数(cosα:额定负载时功率因数一般为0.7-0.9;空载时功率因数很低，约为0.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(8)绝缘等级:指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A,E,B,F,H等5级，A级最低(105℃,H级最高180℃。四、技能训练常用低压电器的认识与拆装1.训练要求(1)拆装一个开启式负荷开关，记录其主要零件的名称、作用，用万用表测各对触点之间的接触电阻，用兆欧表测量每两相触点之间的绝缘电阻，记录测量结果至表1.2中。(2)拆装一个封闭式负荷开关，将其主要零件的名称、作用记录下来，用万用表测各对触点之间的接触电阻，用兆欧表测量每两相触点之间的绝缘电阻，记录测量结果至表1.2中。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(3)拆卸和组装一只转换开关，用万用表测各对触点之间的接触电阻，用兆欧表测量各相触点之间的绝缘电阻，记录测量结果至表1.2中。(4)拆卸和组装一台装置式自动开关外壳，用万用表测各对触点之间的接触电阻，用兆欧表测量每两相触点之间的绝缘电阻，记录测量结果至表1.2中。(5)拆卸定的交流接触器、热继电器、速度继电器，将拆卸步骤、主要零部件名称、作用、各对触点动作前后的电阻值及各类触点数量线圈数据记录在表1.3-表1.5中。(6)装配:按拆卸的逆顺序进行装配。(7)检测:用万用表欧姆挡检查线圈及各触头是否良好;用兆欧表测量各触头间及主触头对地电阻是否符合要求;用手按主触头检查运动部分是否灵活，以防产生接触不良、振动和噪声。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器2.接触器运行维护1)运行中检查项目(1)通过的负荷电流是否在接触器额定值之内。(2)接触器的分合信号指示是否与电路状态相符。(3)运行声音是否正常，有无因接触不良而发出放电声。(4)电磁线圈有无过热现象，电磁铁的短路环有无异常。(5)灭弧罩有无松动和损伤情况。(6)辅助触点有无烧损情况。(7)传动部分有无损伤。(8)周围运行环境有无不利运行的因素，如振动过大、通风不良、尘埃过多等。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器2)维护在电气设备进行维护工作时，应一并对接触器进行维护工作。(1)外部维护:①清扫外部灰尘。②检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热。(2)触点系统维护:①检查动、静触点位置是否对正，三相是否同时闭合，如有问题应调节触点弹簧。②检查触点磨损程度，磨损深度不得超过lmm，触点有烧损，开焊脱落时，须及时更换;轻微烧损时，一般不影响使用，清理触点时不允许使用砂纸，应使用整形锉。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器③测量相间绝缘电阻，阻值不低于lOMS20④检查辅助触点动作是否灵活，触点行程应符合规定值，检查触点有无松动脱落，发现问题时，应及时修理或更换。(3)铁芯部分维护:①清扫灰尘，特别是运动部件及铁芯吸合接触面间。②检查铁芯的紧固情况，铁芯松散会引起运行噪声加大。③铁芯短路环有脱落或断裂要及时修复。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器(4)电磁线圈维护:①测量线圈绝缘电阻。②线圈绝缘物有无变色、老化现象，线圈表面温度不应超过65℃。③检查线圈引线连接，如有开焊、烧损应及时修复。(5)灭弧罩部分维护:①检查灭弧罩是否破损。②灭弧罩位置有无松脱和位置变化。③清除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物。返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器3.选用组件尖嘴钳、扳手、旋具、万用表、兆欧表、开启式负荷开关、封闭式负荷开关、转换式自动开关、电工刀、剥线钳、镊子等，电流表、电压表、万用表、兆欧表和调压变压器，CJ10一20交流接触器3级开关、2级开关指示灯、控制板、导线。4.注意事项(1)在拆卸过程中，将零件放入专门的容器内，以免丢失。(2)拆卸过程中不允许硬撬，以免损坏电器，并记住每一零件的位置及相互间的配合关系。(3)装配时要均匀紧固螺钉，以免损坏接触器，在装配辅助常闭触头时，应先按下触头支架，以防将辅助常闭动触头弹簧推出支架。

返回下一页上一页学习单元1机床常用低压电器5.常用开关类电路拆装考核评定参考常用开关类电路拆装考核评定参考见表1.6返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识一、学习目标(1)掌握电气控制线路组成。(2)掌握电气原理图图区划分方法，能看懂图区索引。(3)具备看懂电气控制原理图的能力。二、任务分析电气控制线路是把各种有触点的接触器、继电器、按钮等电器元件，用导线等按一定方式连接起来组成的控制线路。电气控制系统图是电气技术人员统一使用的工程语言。

返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识电气控制线路图是用电气图形绘制的图，用来描述电气控制设备结构、工作原理和技术要求的图，它必须采用符合国家电气制图标准及国际电工委员会(IEC颁布的有关文件要求，用统一标准的图形符号、文字符号及规定的画法绘制。电气控制线路图一般有电气原理图、电气布置图和电气安装接线图。图1.22所示为CW6132型车床电气原理图。分析该电气原理图，在图纸最上方的一行代表什么?在接触器KM下方的标识代表什么含义?返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识在保证图面布局紧凑、清晰和使用方便的原则下选择图纸幅面尺寸。图纸分横图和竖图。为了便于确定图纸上的内容，便于对图进行补充、更改、便于确定各组成部分的位置等，可以在各种幅面上分区，见图1.22最下方的阿拉伯数字。分区数应该是偶数。横向分区用阿拉伯数字分区分，纵向分区用大写字母区分。分区代号用该区域的字母和数字表示，如C3,B2区等。在图1.22中，第2区为主轴电机主电路。图1.22中KM下方的文字是接触器相应触点的索引。其中左栏表示主触点所在图区，中栏表示常开辅助触点所在图区，右栏表示常闭辅助触点所在图区。对于中间继电器KA而言，没有主触点、辅助触点之分。因此只有两栏，左栏为常开触点所在图区，右栏为常闭触点所在图区。对未使用的触点用X表明，有时也可采用省略触点的表示方法。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识三、相关知识

(一)电气控制线路图中的图形符号和文字符号1.电气图中的图形符号图形符号通常是表示一个设备或概念的图形或标记。图形符号由符号要素、一般符号及限定符号构成。(1)符号要素。符号要素是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形组合才能构成一个设备或概念的完整符号。例如，三相异步电动机是由定子、转子及各自的引线等几个符号要素构成的，这些符号要求有确切的含义，但一般不能单独使用，其布置也不一定与符号所表示设备的实际结构相一致。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(2)一般符号。用于表示同一类产品和此类产品特性的一种很简单的符号，它们是各类元器件的基本符号。例如，一般电阻器、电容器和具有一般单向导电性的二极管的符号。一般符号不但广义上代表各类元器件，还可以表示没有附加信息或功能的具体元件。(3)限定符号。限定符号是用以提供附加信息的一种加在其他符号上的符号。例如，在电阻器一般符号的基础上，加上不同的限定符号就可组成可变电阻器、光敏电阻器、热敏电阻器等具有不同功能的电阻器。也就是说使用限定符号以后，可以使图形符号具有多样性。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识限定符号一般不能单独使用。一般符号有时也可以作为限定符号。例如，电容器的一般符号加到二极管的一般符号上就构成变容二极管的符号。图形符号有以下几点需要注意。(1)所有符号均应按无电压、无外力作用的正常状态。例如，按钮未按下、闸刀未合闸等。(2)在图形符号中，某些设备元件有多个图形符号，在选用时，应该尽可能选用优选形。在能够表达其含义的情况下，尽可能采用最简单形式，在同一图中使用时，应采用同一形式。图形符号的大小和线条的粗细应基本一致。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(3)为适应不同需求，可将图形符号根据需要放大和缩小，但各符号相互间的比例应该保持不变。图形符号绘制时方位不是强制的，在不改变符号本身含义的前提下，可将图形符号根据需要旋转或成镜像放置。(4)图形符号中导线符号可以用不同宽度的线条表示，以突出和区分某些电路或连接线。一般常将电源或主信号导线用加粗的实线表示。2.电气图中的文字符号电气图中的文字符号用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征，可在电气设备、装置和元器件上或其近旁使用，以表明电气设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。电气技术中的文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。

返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(1)基本文字符号。基本文字符号分为单字母符号和双字母符号两种。单字母符号是用拉丁字母将各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，每一类用一个字母表示。例如，R代表电阻器，M代表电动机等。双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一字母组成，并且是单字母符号在前，另一字母在后。双字母中在后的字母通常选用该类设备、装置和元器件的英文名词的首位字母，这样，双字母符号可以较详细和更具体地表述电气设备、装置和元器件的名称。例如，RP代表电位器，RT代表热敏电阻，MD代表直流电动机，MC代表笼型异步电动机。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(2)辅助文字符号。辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及线路的功能、状态和特征的，通常也是由英文单词的前一两个字母构成的。例如，DC代表直流(DirectCurrent),IN代表输入(InpuL},B代表信号(Signal。辅助文字符号一般放在单字母文字符号后面，构成组合双字母符号。例如，Y是电气操作机械装置的单字母符号，B是代表制动的辅助文字符号，YB代表制动电磁铁的组合符号。辅助文字符号也可单独使用，例如ON代表闭合，N代表中性线。(二)电气原理图电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。在电气原理图中并不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来，如图1.22所示。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(1)电气原理图中各元器件的文字符号和图形符号必须采用国家标准中规定的图形符号和文字符号绘制和标注。同一电器的所有元件必须用同一文字符号标注。(2)电气原理图应按功能来组合，同一功能的电气相关元件应画在一起，但同一电器的各部件不一定画在一起。电路应按动作顺序和信号流程自上而下或自左向右排列。(3)电气原理图分主电路和控制电路，一般主电路在左侧，控制电路在右侧。(4)电气原理图中各电器应该是未通电或未动作的状态，二进制逻辑元件应是置零的状态，机械开关应是循环开始的状态，即按电路“常态”画出。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(三)电气元件布置图电气元件布置图表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。它将提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。例如，电动机要和被拖动的机械装置在一起，行程开关应画在获取信息的地方，操作手柄应画在便于操作的地方，一般电气元件应放在电气控制柜中。电气元件布置如图1.23所示。在阅读和绘制电气元件布置图时应注意以下几点。(1)按电气原理图要求，应将动力、控制和信号电路分开布置，并各自安装在相应的位置，以便于操作和维护。(2)电气控制柜中各元件之间，上、下、左、右之间的连线应保持一定间距，并且应考虑器件的发热和散热因素，应便于布线、接线和检修。返回下一页上一页学习单元2机床电气识图常识(3)给出部分元器件型号和参数。(4)图中的文字符号应与电气原理图和电气设备清单一致。(四)电气安装接线图电气安装接线图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系，一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及其电气连接。图1.24所示为电气安装接线图。在阅读和绘制电气安装接线图时注意以下几点。(1)外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置应该尽量符合电器的实际情况。(2)不在同一控制柜或同一配电屏上的各电气元件的连接，必须经过接线端子板进行。图中文字符号、图形符号及接线端子板编号，应与电气原理图相一致。(3)电气设备的外部连接应标明电源的引入点。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路一、学习目标(1)了解三相异步电动机的直接启动控制电路的构成。(2)熟悉三相异步电动机直接启动的方法、实现点动和长动的相应措施。(3)掌握三相异步电动机的可逆旋转控制电路的连接和操作。(4)加深理解三相异步电动机的可逆旋转控制电路的工作原理，以及电路中自锁和互锁环节的作用。(5)明确三相异步电动机降压启动的目的。(6)熟悉三相异步电动机丫一△降压启动控制电路的构成。(7)掌握丫一△降压启动的工作原理。(8)明确三相异步电动机制动的目的，熟悉三相异步电动机常用制动电路。(9)学会各种简单故障的判断和处理。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路二、任务分析电气控制线路是把各种低压电器用导线按照一定方式连接起来组成的控制线路。它的作用是实现对电力拖动系统的启动、调速、正反转等控制。由于生产设备和加工工艺各异，因而所要求的控制线路也多种多样，但都是由基本的控制环节组合而成。因此，掌握基本的控制电路十分重要。本学习单元中，要求根据相关基本电气控制线路，设计CW6163型卧式车床电气控制原理图。设计要求如下。(1)工件最大车削直径630mm，工件最大长度1500mm.(2)主轴启停要求两地操作，主轴正反转依靠两组机械式摩擦片离合器完成，主轴制动采用液压制动器。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路(3)进给运动方向选择依靠一个手柄完成。(4)需具备刀架快速移动电动机，普通冷却泵电动机。(5)需要一套照明装置以及一定数量的工作状态指示灯。1.电动机选择(1)主轴电动机。(2)冷却泵电动机。(3)快速移动电动机。在选择电动机时，需考虑电机转速、功率、额定电流、额定电压等要求，根据需要选择合适型号的电动机。2.电气原理图设计1)主电路设计(1)主轴电动机M1.返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路M1功率较大，主轴正反转通过机械方式进行，所以M1可采用单向直接启动控制方式。(2)冷却泵电动机M2和快速进给电动机M3.M2.M3功率较小，可采用中间继电器控制，以节约成本、缩小体积。并且由于M3为点动控制，因此可不设置过载保护。(3)控制电源设计。考虑控制线路电压等级、照明线路电压等级。2)控制电路设计(1)主轴电动机M1考虑M1启动、停止、两地控制要求。(2)冷却泵电动机M2单向启停控制方式。(3)局部照明与信号指示电路设计:考虑照明灯，机床通电、运行、停止状态的指示。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路3.电器元件的选择结合学习单元1，对接触器、热继电器、熔断器等元件规格进行选择。三、相关知识(一)电气控制系统的基本控制线路1.点动点动控制是指按下按钮电动机得电启动运转，松开按钮电动机失电直至停转。点动控制线路如图1.25所示。具体工作过程为:合上刀开关QS，按下按钮SB,KM线圈得电，使接触器主触头闭合，电动机电源接通启动。松开按钮SB，按钮在复位弹簧作用下自动复位，线圈断电，主触头断开，电机停转。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路2.长动控制线路长动控制是指按下按钮后，电动机通电启动运转，松开按钮后，电动机仍继续运行，只有按下停止按钮，电动机才失电直至停转。长动与点动主要区别在于松开启动按钮后，电动机能否继续保持得电运转的状态。长动控制线路如图1.26所示。主电路由刀开关QS、熔断器FU、接触器KM主触点、热继电器FR热元件和电动机M构成，控制线路由热继电器FR常闭触点、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM常开触点及接触器线圈构成。比较图1.25所示的点动控制线路和图1.26所示的长动控制线路可见，长动返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路控制线路是在点动控制线路的启动按钮SB:两端并联一个接触器的辅助动合触点KM，再串联一个动断(停止)按钮SB1。这种保持得电运转的方法称为“自锁”，即依靠接触器自身的辅助动合触点来保证线圈继续通电的现象。带有“自锁”功能的控制线路具有失压(零压)和欠压保护作用。即:一旦发生断电或电源电压下降到一定值(一般降低到额定值85%以下)时，自锁触点就会断开，接触器KM线圈就会断电，不重新按下启动按钮SB2，电动机将无法自动启动，从而保证了人身和设备的安全。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路3.长动与点动控制线路有些生产机械要求电动机既可以长动又可以点动。如一般机床在正常加工时，电动机是连续转动的，即长动，而在试车调整时，则往往需要点动。下面分别介绍几种不同的既可长动又可点动的控制线路。1)利用选择开关控制的长动和点动控制线路利用选择开关控制的既能长动又能点动的控制线路如图1.27所示。图1.27(a)中SA为选择开关，当SA断开时，按SB2为点动操作;当SA闭合时，按SB2为长动操作。2)利用复合按钮控制的长动和点动控制线路利用复合按钮控制的既能长动又能点动的控制线路如图1.27(b)所示。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路其中SB2为长动按钮。SB3为点动按钮，但需注意它是一个复合按钮，使用了一对动合触点和一对动断触点。在点动控制中，按下点动按钮SB3，它的动断触点先断开接触器的自锁电路;动合触点后闭合，接通接触器线圈。松开SB3按钮时，它的动合触点先恢复断开，切断犷接触器线圈电源，使其断电;而SB3的动断触点后闭合。3)利用中间继电器控制的长动和点动控制线路利用中间继电器控制的既能长动又能点动的控制线路如图1.27(c)所示。其中KA为中间继电器。SB2为长动按钮，SB3为点动按钮。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路4.多点控制线路多点控制的特点是所有启动按钮(SB3和SB4)全部并联在自锁触点两端，按下任何一个按钮都可以启动电动机;所有停止按钮(SB1和SB2)全部串联在接触器线圈回路，按下任何一个都可以停止电动机的工作。多点控制线路如图1.28所示。(二)三相异步电动机的启动控制线路电动机的启动是指电动机定子绕组接上电源，转子开始转动，直到转子达到正常运行这一过程。三相交流异步电动机启动时，由于旋转磁场相对静止的转子导体速度很高，因此转子电路中感应电动势和由此产生的转子电流很大。转子电流通常可达到其额定值的5-8倍，定子电流也相应很大(为正常工作电流的4-7倍)，如果电源容量不比电动机容量大许多倍，则启动电流可能会明显地影响同一电网中其他电气设备的返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路正常运行，另外电动机的频繁启动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机寿命。因此，对于笼型异步电动机可采用:定子串电阻(电抗)降压启动、定子串自藕变压器降压启动、星形一三角形降压启动、延边三角形降压启动等方式;而对于绕线型异步电动机，还可采用转子串电阻启动或转子串频敏变阻器启动等方式以限制启动电流。1.定子串电阻降压启动控制线路定子串电阻(电抗)降压启动是指启动时，在电动机定子绕组上串联电阻(电抗)，启动电流在电阻上产生电压降，使实际加到电动机定子绕组中的电压低于额定电压，待电动机转速上升到一定值后，再将串联电阻(电抗)短接，使电动机在额定电压下运行。其电气原理如图1.29所示。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路按下启动按钮SB2后，电动机M先串电阻R降压启动，经一定延时(由时间继电器KT确定)，电动机M才全压运行。该线路在电动机全压运行时，KT和KM1线圈都断电，只有KM2线圈通电。

2.星形一三角形降压启动控制线路对于正常运行时电动机额定电压等于电源线电压，定子绕组为三角形连接方式的三相交流异步电动机，可以采用星形一三角形降压启动。它是指启动时，将电动机定子绕组接成星形，待电动机的转速上升到一定值时，再换成三角形连接。这样，电动机启动时每相绕组启动电流为三角形直接启动时的1/3.返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路图1.30中采用两个接触器KM1和KM2,电动机由星形接法转为三角形接法时是在切断电源的同一时间内完成的。即按下按钮SB2，接触器KM1通电，电动机M接成星形启动，经一段时间后，KM1瞬时断电，KM2通电，电动机接成三角形，然后KM1再重新通电，电动机M三角形全压运行。3.自藕变压器降压启动控制线路对于容量较大的正常运行时定子绕组接成星形的笼型异步电动机，可采用自祸变压器降压启动。它是指启动时，将自祸变压器接入电动机的定子回路，待电动机的转速上升到一定值时，再切除自祸变压器，使电动机定子绕组获得正常工作电压。这样，启动时电动机每相绕组电压为正常工作电压的1/k倍(k是自祸变压器的匝数比，k=N1/N2，启动电流也为全压启动电流的1/k2倍。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路自祸变压器降压启动控制线路如图1.31所示，它依靠接触器和时间继电器实现控制。其中，信号指示电路由变压器和3个指示灯等组成，分别根据控制线路的工作状态显示“启动”“运行”和“停机”。(三)三相异步电动机的运行控制线路1.正、反转控制在生产中常需要生产部件向正、反两个方向运动，这就需要电动机能够正/反转。对于三相笼型异步电动机来说，实现正、反转控制只要改变其电源相序，即将主回路中的三相电源线任意两相对调即可。常有两种控制方式:一种是利用倒顺开关(或组合开关)改变相序，另一种是利用接触器的主触点改变相序。前者主要适用于不需要频繁正、反转的电动机，而后者则主要适用于需要频繁正、反转的电动机。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路图1.32中KM1为正转接触器，KM2为反转接触器。显然KM1和KM2两组主触点不能同时闭合，即KM1和KM2两接触器线圈不能同时通电，否则会引起电源短路。控制线路中，正、反转接触器KM1和KM2线圈支路都分别串联了对方的动断触点，任何一个接触器接通的条件是另一个接触器必须处于断电释放的状态。例如，正转接触器KM1线圈被接通得电，它的辅助动断触点被断开，将反转接触器KM2线圈支路切断，KM2线圈在KM1接触器得电的情况下是无法接通得电的。两个接触器之间的这种相互关系称为“互锁”(联锁)。利用KM1和KM2动断触点互锁是依靠电气元件来实现的，所以也称为电气互锁。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路

SB2和SB3为复合按钮，各有一对动断触点和动合触点，其中动断触点分别串联在对方接触器线圈支路中，这样只要按下按钮，就自然切断了对方接触器线圈支路，实现互锁。这种互锁是利用按钮来实现的，所以称为按钮互锁。按钮互锁正、反转控制电路可以从正转直接过渡到反转，即可实现“正一反一停”控制。2.自动往复循环控制线路自动往复循环控制线路如图1.33所示。工作台在行程开关SQ1和SQ2之间自动往复运动。图1.33所示的控制线路中，设KM1为向左运动接触器，KM2为向右运动接触器，自动循环控制线路动作原理为:工作台在SQ1和SQ2之间周而复始往复运动，直到按下停止按钮SB，为止。动作顺序如下(其中:+代表得电;一代表失电;△S代表SQ1与SQ2之间的距离)。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路3.三相交流异步电动机调速控制线路异步电动机调速方法主要有变极调速、变阻调速和变频调速等几种。其中，变极调速是通过改变定子绕组的磁极对数以实现调速;变阻调速是通过改变转子电阻以实现调速;变频调速目前使用专用变频器可以实现异步电动机的变频调速控制。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路1)变极调速控制线路通过改变定子空间磁极对数的方式改变同步转速可达到调速的目的。双速电动机定子绕组的结构及接线方式如图1.34所示。其中，图1.34(a)为定子绕组结构示意图，改变接线方法可获得两种接法:1.34(b)为三角形接法，磁极对数为2对极，同步转速为1500r/min，是一种低速接法;图1.34(c)为双星形接法，磁极对数为1对极，同步转速为3000r/min，是一种高速接法。图1.35所示的主电路可看出:KM1主触点闭合，电动机定子绕组连接成三角形接法，磁极对数为2对，同步转速为1500r/min;KM2和KM3主触点闭合，电动机定子绕组连接成双星形接法，磁极对数为1对极，同步转速为3000r/min。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路当按下SB3按钮时，KM1线圈得电，电动机以同步转速为1500r/min旋转，其常开辅助触点闭合，实现自锁;常闭辅助触点断开，将KM2,KM3线圈得电回路断开，实现互锁。当按下SB2按钮时，KM2,KM3线圈得电，电机以高速旋转。

2)变频调速通过平滑改变异步电动机的供电频率f来调节异步电动机的同步转速n0，从而实现异步电动机的无级调速。这种调速方法由于调节同步转速n0，故可以由高速到低速保持有限的转差率，效率高，调速范围大，精度高，是交流电动机一种比较理想的调速方法。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。现在使用的变频器主要采用交一直一交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。(四)三相异步电动机的制动控制线路在生产过程中，有些生产机械往往要求电动机快速、准确地停车，而电动机在脱离电源后由于机械惯性的存在，完全停止需要一段时间，这就要求对电动机采取返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路有效措施进行制动。电动机制动分两大类:机械制动和电气制动。机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转轴施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动。电磁抱闸就是常用方法之一，结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成。断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电时，利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时，松开闸瓦，电动机可以自由转动。这种制动在起重机上被广泛采用。电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动。常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路1.反接制动控制线路反接制动是利用改变电动机电源相序，以形成与原转向相反的电磁力矩，利用这个制动力矩使电动机迅速停止转动。这种制动方式必须在电动机转速降到接近零时切除电源，否则电动机仍有反向力矩可能会反向旋转，造成事故。三相异步电动机单向运行反接制动控制线路如图1.36所示。由于反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压启动时电流的两倍，对电动机冲击很大，主电路中所串电阻R为制动限流电阻，防止反接制动瞬间过大的电流可能会损坏电动机。速度继电器KV与电动机同轴，当电动机转速上升到一定数值时，速度继电器的动合触点闭合，为制动做好准备。制动时转速迅速下降，当其转速下降到接近零时，速度继电器动合触点恢复断开，接触器KM2线圈断电，防止电动机反转。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路图1.37所示为可逆运行反接制动控制线路。图1.37中，KM1,KM2为正、反转接触器，KM3为短接电阻接触器，KA1KA2,KA3为中间继电器，KV为速度继电器，其中，KV1为正转动合触点，KV2为反转动合触点，R为启动与制动电阻。反接制动的优点是制动迅速，但制动冲击大，能量消耗也大。故常用于lOkw以下的小容量电动机。2.能耗制动控制线路能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电源，利用转子感应电流与静止磁场的作用，产生反向电磁力矩以达到制动的目的。能耗制动可根据速度原则或时间原则，采用速度继电器或时间继电器来进行控制。1)时间原则控制的能耗制动控制线路返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路图1.38中主电路在进行能耗制动时所需的直流电源由单相桥式整流电路通过接触器KM2引入，交流电源与直流电源的切换由KM1和KM2来完成，制动时间由时间继电器KT决定线路动作原理如下。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路2)速度原则控制的能耗制动控制线路图1.39所示为速度原则控制的能耗制动控制线路，其动作原理与图1.36所示单向运行反接制动控制线路基本相同。采用速度原则进行控制时，在电动机轴端安装了速度继电器KV。当线路中电动机刚脱离电源时，由于电动机转子惯性速度仍很高，速度继电器KV常开触点仍然处于闭合状态，所以接触器KM2线圈能够依靠SB1按钮按下通电自锁。于是两相定子绕组获得直流电源，电动机进入能耗制动。当速度慢慢降低时，KV常开触点断开，KM2断电。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路能耗制动控制电路特点:制动作用强弱与通入直流电流的大小和电动机的转速有关，在同样的转速下电流越大，制动作用越强，电流一定时转速越高制动力矩越大。取直流电流为电动机空载电流的3-4倍，过大会使定子过热。可调节整流器输出端的可变电阻Rp，得到合适的制动电流。能耗制动的优点是制动准确、平稳、能量消耗小，但需要整流设备。故常用于要求制动平稳、准确和启动频繁的容量较大的电动机。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路四、技能训练

(一)电动机点动、长动、两地控制线路的安装与调试1.训练器材三相异步电动机、热继电器、按钮、三相刀开关、交流接触器、熔断器、工具箱。2.训练内容1)电动机的点动、长动控制自行设计电路点动、长动控制线路，并按一定规则对电路节点编号，根据主电路、控制电路中各点的编号用导线按照先连接串联电路、后连接并联电路的顺序连接电路。在每个接点上，接线尽量不超过两根，以保证接线牢固可靠。分析点动、长动线路不同之处。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路2)电动机的既能点动又能长动的控制主电路不变，控制电路改接成既能点动又能长动的控制电路。按SB2，由KM自锁，电动机长动;按SB1，电动机停止。按下SB3，电动机启动;松开则停止，即为点动。实现了既能点动又能长动的控制。

3)模拟电源突然切断后，电动机的失压保护在电动机运行时，断开刀开关模拟电源突然断电。稍后合上刀开关恢复供电，这时若不按启动按钮，电动机将不会自行启动。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路

3.注意事项(1)不允许带电接、拆线。合闸后，不要用手触摸裸露的接线端。(2)线路连接完毕，请指导教师检查后才能合闸通电。(3)任何人不允许用手触摸电动机的旋转部分。4.思考题(1)电动机直接启动和停止控制电路是否一次成功，出现了什么故障，是如何排除的?(2)为什么凡是用按钮和接触器一起控制电动机启动运行的电路，都有失压保护作用，根据是什么?返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路(二)电动机正反转控制线路的安装与调试1.训练设备三相笼型异步电动机、交流接触器、三相刀开关、复合按钮、热继电器、熔断器、工具箱。2.训练内容1)接触器互锁的可逆旋转控制自行设计电路，并按一定规则编号。先接主电路，后接控制电路。主电路用导线从电源端开始逐渐接到负载端，并且先接好正转接触器KM1的主触点，然后再并联上反转接触器KM2的主触点。控制电路则可以先接正转控制电路，然后再接反转控制电路。电路接好，经教师检查后，开始启动操作。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路2)接触器和复合按钮双重互锁的可逆旋转控制主电路不变，控制电路的其他部分接线不变，仅将按钮部分的接线改接成复合按钮，画出控制线路图，然后将电路接好，经指导教师检查确认无误后，便可通电操作。3.思考题(1)本项目的电路中共有哪些保护环节?由什么电器元件来完成这些保护作用?(2)通常在接有复式按钮的可逆旋转控制电路中，仍然接有由两个接触器的常闭触点组成的联锁环节，为什么?返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路(3)对大容量的电动机，不是让它先停止再反转，而是直接使它快速反转，这样做有什么不妥?(三)电动机星形一三角形启动控制线路的安装与调试1.训练设备三相异步电动机、三相刀开关、交流接触器、熔断器、热继电器、按钮、时间继电器、工具箱。2.训练内容1)手动星形一三角形降压启动(1)电路设计。(2)用三个交流接触器的主触点实现电动机定子绕组的丫一△连接。(3)用两个按钮实现降压启动与全压运行。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路(4)有必要的保护环节。(5)将电路画出(包括主电路与控制电路)。2)接线练习按设计图接线，先接主电路后接控制电路。主电路导线从电源端开始逐渐接到负载端，并且分别接好实现星形连接接触器的主触点、三角形连接的接触器的主触点。控制电路也依次相连。电路接好，经教师检查后，再进行实际操作。3)用时间继电器自动实现星形一三角形降压启动主电路不变，对控制电路稍作修改，使电动机从启动到运行能实现自动过渡，即用时间继电器的延时触点代替按钮来完成从星形连接到三角形连接的过渡，画出电气原理图，并改接线路。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路接线完毕，经指导教师检查确认无误后，便可通电操作。3.思考题(1)本项目中，自动星形一三角形降压启动控制电路从启动转换到运行的时间是多少秒?这个时间与什么有关?(2)星形一三角形降压启动控制电路启动时的电压是运行时的多少倍?启动转矩是全压启动的多少倍?启动电流是全压启动的多少倍?(四)三相异步电动机能耗制动线路安装与调试1.训练设备三相异步电动机、三相刀开关、交流接触器、熔断器、热继电器、按钮、时间继电器、工具箱、三相可调电阻箱、变压器。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路2.训练过程能耗制动工作原理:切断运行电动机定子三相交流电源，同时立即接通直流电源，使定子绕组通入直流电流在气隙产生恒定(不动)的磁场，电动机转子的动能使转子绕组切割恒定磁场，产生电势，转子绕组即流过电流，这一电流与恒定磁场产生的相互作用力矩是阻碍性力矩，从而使电动机进入能耗制动状态。按照能耗工作原理设计电气原理图，按照设计线路接线，经检查无误后，按以下步骤通电操作。(1)合上开关，接通22Ov三相交流电源。(2)调节时间继电器，使延时时间为5s.(3)按下启动按钮，使电动机M启动运转。(4)待电动机运转稳定后，按下停止按钮，观察并记录电动机M从按下停止按钮起至电动机停止旋转的能耗制动时间。返回下一页上一页学习单元3机床基本控制电路3.讨论题(1)分析反接制动和能耗制动的制动原理各有什么特点?两者适用在哪些场合?(2)速度继电器在制动中可起什么作用?返回下一页上一页图1.1刀开关外形及符号返回图1.2组合开关结构及符号返回图1.3熔断器图形及文字符号返回图1.4常用按钮外形及符号返回图1.5机械式行程开关外形结构及符号返回图1.6万能转换开关图形符号返回图1.7接触器工作原理及图形文字符号返回图1.8中间继电器外形及符号返回图1.9热继电器动作原理示意图返回图1.10热继电器符号返回图1.11时间继电器结构示意图返回图1.12时间继电器符号返回图1.13速度继电器的动作原理及电气符号返回图1.14三相异步电动机构造返回图1.15绕线式异步电动机转子绕组构造返回图1.16一对磁极的定子绕组排列返回图1.17两对磁极的定子绕组排列返回图1.18磁极对数为1时