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第3章數(shù)控機(jī)床電氣控制原理圖,本章主要內(nèi)容：機(jī)床電機(jī)（交流電機(jī)、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)）的啟動(dòng)、運(yùn)行（調(diào)速）、制動(dòng)等繼電器接觸器控制基本線路識(shí)圖、繪圖、設(shè)計(jì)等；,2.2.1電氣原理圖圖形符號(hào)和文字符號(hào),1、文字符號(hào)用來表示電氣設(shè)備、裝置、元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征的字符代碼。例如，F(xiàn)R表示熱繼電器。2、圖形符號(hào)用來表示一臺(tái)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。例如，“～”表示交流，R表示電阻等。國(guó)家電氣圖用符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728-1985規(guī)定了電氣簡(jiǎn)圖中圖形符號(hào)的畫法，該標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T6988-1986于1990年1月1日正式開始執(zhí)行。,電氣控制系統(tǒng)圖：指根據(jù)國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的電氣符號(hào)、圖線來表示系統(tǒng)中各電氣設(shè)備、裝置、元器件的連接關(guān)系的電氣工程圖。電氣控制系統(tǒng)圖包括：1、電氣原理圖2、電器元件布置圖3、電氣安裝接線圖電氣原理圖：用圖形符號(hào)、文字符號(hào)、項(xiàng)目代號(hào)等表示電路的各個(gè)電氣元器件之間的關(guān)系和工作原理的圖。,圖3-32全壓?jiǎn)?dòng)控制線路結(jié)構(gòu)圖,圖3-33全壓?jiǎn)?dòng)控制線路電氣原理圖,2.2.2電氣控制原理圖繪制規(guī)則,1、原理圖中的電器元件都應(yīng)按沒有通電和沒有外力作用時(shí)的狀態(tài)繪制。2、觸點(diǎn)的繪制位置。當(dāng)垂直放置時(shí)，各元器件觸點(diǎn)圖形符號(hào)以“左開右閉”繪制。當(dāng)水平放置時(shí)以“上閉下開”繪制。3、主電路、控制電路和輔助電路應(yīng)分開繪制4、動(dòng)力電路的電源電路繪成水平線，受電的動(dòng)力裝置及其保護(hù)電器支路應(yīng)垂直于電源電路5、主電路用垂直線繪制在圖左側(cè)，控制電路用垂直線條繪制在右側(cè)，耗電元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號(hào)燈等）畫在電路的最下方。,6、圖中自左而右或自上而下表示操作順序，并盡可能減少線條和避免線條交叉。7、有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示，無直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線，交叉處不能畫黑圓點(diǎn)。8、在原理圖上方將圖分成若干圖區(qū)，并標(biāo)明該區(qū)電路的用途與作用；在繼電器、接觸器線圈下方列有觸點(diǎn)表，以說明線圈和觸點(diǎn)的從屬關(guān)系。,在圖樣的下方沿橫坐標(biāo)方向劃分圖區(qū)，并用數(shù)字編號(hào)。同時(shí)在圖樣的上方沿橫坐標(biāo)方向劃區(qū)，分別標(biāo)明該區(qū)電路的功能。,9、電路圖中觸點(diǎn)文字符號(hào)下面的數(shù)字表示該電器線圈所處的圖區(qū)號(hào)。10、需要測(cè)試和拆、接外部引線的端子，應(yīng)用圖形符號(hào)“空心圓”表示。電路的連接點(diǎn)用“實(shí)心圓”表示。11、中性線（N）和保護(hù)接地線（PE）放在相線之下。,當(dāng)某圖號(hào)僅有一頁圖樣時(shí)，只寫圖號(hào)和圖區(qū)的行、列號(hào)，在只有一個(gè)圖號(hào)多頁圖樣時(shí)，則圖號(hào)可省略，而元件的相關(guān)觸頭只出現(xiàn)在一張圖樣上時(shí)，只標(biāo)出圖區(qū)號(hào)。,2.2.3符號(hào)位置的索引,1、電氣元件布置圖電器元件布置圖是用來詳細(xì)表明電氣原理圖中各電氣設(shè)備、元器件的實(shí)際安裝位置，圖中各電器代號(hào)應(yīng)與有關(guān)電路和電器清單上所有元器件代號(hào)相同，為電器控制設(shè)備的制造、安裝、維修、提供必要的資料。電氣元件布置圖的繪制原則：（1）繪制電氣元件布置圖時(shí)，機(jī)床的輪廓線用細(xì)實(shí)線或點(diǎn)劃線表示，電器元件均用粗實(shí)線繪制出簡(jiǎn)單的外形輪廓。,2.2.4電氣控制原理圖,⑵繪制電氣元件布置圖時(shí)，電動(dòng)機(jī)要和被拖動(dòng)的機(jī)械裝置畫在一起；行程開關(guān)應(yīng)畫在獲取信息的地方，操作手柄應(yīng)畫在便于操作的地方。⑶各電氣元件之間，上、下、左、右應(yīng)保持一定間距，以利布線和維護(hù)。⑷強(qiáng)電弱電應(yīng)分開。弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。⑸需要經(jīng)常維護(hù)、維修、調(diào)整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。⑹電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對(duì)稱。,2、安裝接線圖,安裝接線圖是用來表明電氣設(shè)備各單元之間的接線關(guān)系。圖中表明了電氣設(shè)備外部元件的相對(duì)位置及它們之間的電氣連接，是實(shí)際安裝接線的依據(jù)。安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理。安裝接線圖的繪制原則：①各電氣元件均按其在安裝底板中的實(shí)際安裝位置繪出。,②一個(gè)元件的所有部件繪在一起，并且用點(diǎn)劃線框起來，即采用集中表示法。③安裝底板內(nèi)外的電氣元件之間的連線通過端子板進(jìn)行連接，安裝底板上有幾條接至外電路的引線，端子板上就應(yīng)繪出幾個(gè)線的接點(diǎn)。④繪制安裝接線圖時(shí)，走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪成一股線。,1、必須熟悉圖中各器件的符號(hào)和作用。2、識(shí)主電路3、識(shí)控制電路4、對(duì)于機(jī)電液配合比較緊密的生產(chǎn)機(jī)械，深入了解機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。5、識(shí)讀照明、信號(hào)指示、檢測(cè)、保護(hù)等部分。即：從機(jī)到電、先主后控、化整為零、連成系統(tǒng),2.2.5電氣原理圖識(shí)圖,例1：,例1：,數(shù)控車床電氣控制原理圖分析,2.4數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié),,2.4.1籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制,2.4.2籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制,2.4.3籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制,2.4.1籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制,,1.點(diǎn)動(dòng)控制,2.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制,3.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)兼點(diǎn)動(dòng)控制電路,直接啟動(dòng)的條件：,Ist-啟動(dòng)電流；IN-額定電流；S-變壓器容量（kVA）P-電機(jī)功率（kw）,1點(diǎn)動(dòng)控制,點(diǎn)動(dòng)按鈕,KM主觸頭閉合,按下SB,,KM線圈得電,,松開SB,,KM線圈斷電,,KM主觸頭復(fù)位,,電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn),,電動(dòng)機(jī)M通電起動(dòng).,工作過程：先接通電源開關(guān)QS,常用于機(jī)床主軸或工作臺(tái)的調(diào)整；機(jī)床的試車、檢修等。,2連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路,自鎖觸頭,短路保護(hù),過載保護(hù),停止按鈕,起動(dòng)按鈕,工作過程：先接通電源開關(guān)QS,按下SB2,,KM線圈得電,,KM主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)KM動(dòng)合輔助觸頭閉合自鎖,,,按下SB1,KM線圈斷電,,電動(dòng)機(jī)停,,工作原理,3既能長(zhǎng)動(dòng)又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路,復(fù)合按鈕點(diǎn)動(dòng)按鈕,停止按鈕,起動(dòng)按鈕,☆按下SB2，KM得電自鎖，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。☆按下SB1，KM斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)☆按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3，KM得電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開SB3，KM斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)?！铧c(diǎn)動(dòng)按鈕SB3的作用：,(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。,3既能長(zhǎng)動(dòng)又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路,開關(guān)切換,點(diǎn)動(dòng)控制：SA斷開,連續(xù)控制：SA閉合,點(diǎn)動(dòng)控制：SB3閉合,連續(xù)控制：SB2閉合,4.多地控制,特點(diǎn)：,工作原理：,在兩地或多地控制同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制方式啟動(dòng)(常開)按鈕并聯(lián)，停止(常閉)按鈕串聯(lián),用于機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)后退或升降，及主軸的正反轉(zhuǎn)等。由電動(dòng)機(jī)原理可知，只要把電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。需要用兩個(gè)接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,2.4.2籠型異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制,1.按鈕控制的正反轉(zhuǎn)控制電路,（1）接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制,完成“正轉(zhuǎn)-停-反轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)-停-正轉(zhuǎn)”的電氣控制。線路的動(dòng)作原理:,,,,,,,正轉(zhuǎn)控制：按SB2,KM1線圈得電,KM1自鎖觸頭閉合KM1主觸頭閉合KM1互鎖觸頭斷開,電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn),KM1線圈失電,電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)控制：按SB3,,KM2線圈得電,,電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)按鈕,,互鎖,（2）雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制,可實(shí)現(xiàn)“正—反—?！被颉胺础！钡牟僮骺刂?。線路的動(dòng)作原理,按鈕聯(lián)鎖,按下SB2,,KM1得電,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),按下SB3,,KM1斷電KM2得電,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)：,反轉(zhuǎn)：,,,,2、自動(dòng)往返正反轉(zhuǎn)控制電路,工作臺(tái)自動(dòng)往返控制,根據(jù)上圖控制線路，如果要求工作臺(tái)到達(dá)前端時(shí)要停留一下再后退，怎么辦？,主電路實(shí)現(xiàn)順序控制,3.順序控制,控制電路實(shí)現(xiàn)順序控制,要求幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)或停止按一定的先后順序來完成的控制方式,順序啟動(dòng)同時(shí)停止控制,順序啟動(dòng)逆序停止控制,,1,2,數(shù)控銑床中的潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)M1，主軸電動(dòng)機(jī)M2的順序啟?？刂齐娐?作業(yè)：1.試設(shè)計(jì)一個(gè)采取兩地操作的即可點(diǎn)動(dòng)又可連續(xù)運(yùn)行的控制電路。2.試畫出兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的電氣控制電路，要求：M1起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)；停止時(shí)，M1、M2同時(shí)停止，有過載、短路保護(hù)。（注：主電路與控制電路都畫）,2.4.2籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制,1定子串電阻降壓起動(dòng),2Y-△降壓起動(dòng),3自耦變壓器降壓起動(dòng)控制,⑴應(yīng)用：正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為星形聯(lián)接的籠型異步電動(dòng)機(jī)，可采用定子電路串電阻或電抗降壓起動(dòng)。⑵原理：在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在三相定子電路串接電阻，使電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓降低，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。,1定子串電阻降壓起動(dòng),1定子串電阻降壓起動(dòng),工作原理：,停止,起動(dòng),按下SB2,,,KM1得電,KT得電,,,計(jì)時(shí),電電動(dòng)阻機(jī)起串動(dòng),KM2得電,,電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行,圖中電動(dòng)機(jī)由降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)為全壓運(yùn)行后KM1和KT均斷電，只有KM2得電。,按下SB1，電動(dòng)機(jī)停,,合上Q,⑴原理：起動(dòng)時(shí)，定子繞組接成星形，每相繞組所承受的電壓為電源的相電壓（220V），待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換接成三角形，每相繞組所承受的電壓為電源的線電壓（380V），電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。⑵應(yīng)用：用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為△聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)。,2Y-△降壓起動(dòng),2Y-△降壓起動(dòng),工作原理：,起動(dòng),按下SB2,,,KM1得電KM3得電KT得電,,Y起動(dòng),Y接,,KM3斷電,KM2通電KM1仍得電,,△運(yùn)行,△接,停止,起動(dòng)時(shí)定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側(cè)電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，切斷自耦變壓器電路，把額定電壓直接加在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓正常運(yùn)行。,3.自耦變壓器降壓起動(dòng)控制,工作過程,自耦變壓器降壓起動(dòng),FU2,2.2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路,1反接制動(dòng)控制線路,2能耗制動(dòng)控制電路,停機(jī)制動(dòng)類型：,常用的電氣制動(dòng)：,反接制動(dòng),能耗制動(dòng),機(jī)械制動(dòng)—利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)迅速停止,電氣制動(dòng)--電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力矩來進(jìn)行制動(dòng),,,2.4.3籠型異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路,制動(dòng)電阻的接線方法:,一、反接制動(dòng)控制,原理：,要求：,對(duì)稱接法,不對(duì)稱接法,,改變電動(dòng)機(jī)電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，形成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。,10kW以上電動(dòng)機(jī)的定子電路中串入反接制動(dòng)電阻，轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，及時(shí)切斷反相序電源,防止反向再起動(dòng)。,2.4.3籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路,工作原理：,起動(dòng),KV動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,速度繼電器,停止,1.單向反接制動(dòng)的控制,關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)電源相序的改變，且當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近于零時(shí)，能自動(dòng)將電源切除。,2.可逆運(yùn)行的反接制動(dòng)控制,一、反接制動(dòng)控制,二、能耗制動(dòng)控制,原理：電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源后，在定子繞組加直流電源，以產(chǎn)生起阻止旋轉(zhuǎn)作用的靜止磁場(chǎng)，達(dá)到制動(dòng)的目的。,反接制動(dòng)特點(diǎn)：制動(dòng)迅速，效果好，但沖擊效應(yīng)較大，通常僅適用于10KW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。,1.單向能耗制動(dòng)控制,二、能耗制動(dòng)控制,工作原理：,,按SB2,KM1通電,,電動(dòng)機(jī)起動(dòng),按SB1,KM1斷電KM2通電KT通電,能耗制動(dòng),延時(shí),,KM2斷電（制動(dòng)結(jié)束）,橋式整流電路,整流變壓器,單向運(yùn)行接觸器,能耗制動(dòng)接觸器,2.電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制,二、能耗制動(dòng)控制,正轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)接觸器,特點(diǎn)（與反接制動(dòng)相比）：消耗的能量小，其制動(dòng)電流要小得多；制動(dòng)效果不及反接制動(dòng)明顯。適用于電動(dòng)機(jī)能量較大，要求制動(dòng)平穩(wěn)和制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合；能耗制動(dòng)需要直流電源整流裝置。應(yīng)用：用于電動(dòng)機(jī)容量較大和起動(dòng)、制動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。,第六節(jié)電動(dòng)機(jī)保護(hù),一、短路保護(hù)現(xiàn)象：短路。保護(hù)元器件：斷路器、熔斷器。,二、過載保護(hù)現(xiàn)象：過載保護(hù)元器件：斷路器、熱繼電器,三、過電流保護(hù)現(xiàn)象：不正確的起動(dòng)或過大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩引起電流過大。保護(hù)元器件：過電流繼電器,四、零電壓與欠電壓保護(hù)零電壓保護(hù)：為了防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)的保護(hù)。欠電壓保護(hù)：需要在電源電壓降到一定允許值以下時(shí)將電源切斷。保護(hù)元器件：電壓繼電器。,五、弱磁保護(hù)現(xiàn)象：直流電動(dòng)機(jī)磁通的過度減少會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的超速。保護(hù)元器件：電磁式電流繼電器。,