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第3章數(shù)控機床電氣控制原理圖,本章主要內(nèi)容：機床電機（交流電機、直流電機、步進電機）的啟動、運行（調(diào)速）、制動等繼電器接觸器控制基本線路識圖、繪圖、設(shè)計等；,2.2.1電氣原理圖圖形符號和文字符號,1、文字符號用來表示電氣設(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、圖形符號用來表示一臺設(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。國家電氣圖用符號標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728-1985規(guī)定了電氣簡圖中圖形符號的畫法，該標(biāo)準(zhǔn)及國家電氣制圖標(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)國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的電氣符號、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、文字符號、項目代號等表示電路的各個電氣元器件之間的關(guān)系和工作原理的圖。,圖3-32全壓啟動控制線路結(jié)構(gòu)圖,圖3-33全壓啟動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的狀態(tài)繪制。2、觸點的繪制位置。當(dāng)垂直放置時，各元器件觸點圖形符號以“左開右閉”繪制。當(dāng)水平放置時以“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、動力電路的電源電路繪成水平線，受電的動力裝置及其保護電器支路應(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，要用黑圓點表示，無直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線，交叉處不能畫黑圓點。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表，以說明線圈和觸點的從屬關(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。同時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、電路圖中觸點文字符號下面的數(shù)字表示該電器線圈所處的圖區(qū)號。10、需要測試和拆、接外部引線的端子，應(yīng)用圖形符號“空心圓”表示。電路的連接點用“實心圓”表示。11、中性線（N）和保護接地線（PE）放在相線之下。,當(dāng)某圖號僅有一頁圖樣時，只寫圖號和圖區(qū)的行、列號，在只有一個圖號多頁圖樣時，則圖號可省略，而元件的相關(guān)觸頭只出現(xiàn)在一張圖樣上時，只標(biāo)出圖區(qū)號。,2.2.3符號位置的索引,1、電氣元件布置圖電器元件布置圖是用來詳細表明電氣原理圖中各電氣設(shè)備、元器件的實際安裝位置，圖中各電器代號應(yīng)與有關(guān)電路和電器清單上所有元器件代號相同，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，機床的輪廓線用細實線或點劃線表示，電器元件均用粗實線繪制出簡單的外形輪廓。,2.2.4電氣控制原理圖,⑵繪制電氣元件布置圖時，電動機要和被拖動的機械裝置畫在一起；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。⑷強電弱電應(yīng)分開。弱電應(yīng)屏蔽，防止外界干擾。⑸需要經(jīng)常維護、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)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實際安裝接線的依據(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際安裝位置繪出。,②一個元件的所有部件繪在一起，并且用點劃線框起來，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)繪出幾個線的接點。④繪制安裝接線圖時，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和作用。2、識主電路3、識控制電路4、對于機電液配合比較緊密的生產(chǎn)機械，深入了解機械傳動和液壓傳動。5、識讀照明、信號指示、檢測、保護等部分。即：從機到電、先主后控、化整為零、連成系統(tǒng),2.2.5電氣原理圖識圖,例1：,例1：,數(shù)控車床電氣控制原理圖分析,2.4數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié),,2.4.1籠型異步電動機直接起動控制,2.4.2籠型異步電動機降壓起動控制,2.4.3籠型異步電動機制動控制,2.4.1籠型異步電動機直接起動控制,,1.點動控制,2.連續(xù)運轉(zhuǎn)控制,3.連續(xù)運轉(zhuǎn)兼點動控制電路,直接啟動的條件：,Ist-啟動電流；IN-額定電流；S-變壓器容量（kVA）P-電機功率（kw）,1點動控制,點動按鈕,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,,電動機斷電停轉(zhuǎn),,電動機M通電起動.,工作過程：先接通電源開關(guān)QS,常用于機床主軸或工作臺的調(diào)整；機床的試車、檢修等。,2連續(xù)運轉(zhuǎn)控制電路,自鎖觸頭,短路保護,過載保護,停止按鈕,起動按鈕,工作過程：先接通電源開關(guān)QS,按下SB2,,KM線圈得電,,KM主觸頭閉合電動機運轉(zhuǎn)KM動合輔助觸頭閉合自鎖,,,按下SB1,KM線圈斷電,,電動機停,,工作原理,3既能長動又能點動的控制電路,復(fù)合按鈕點動按鈕,停止按鈕,起動按鈕,☆按下SB2，KM得電自鎖，電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)?！畎聪耂B1，KM斷電，電動機停轉(zhuǎn)☆按下點動按鈕SB3，KM得電，電動機運轉(zhuǎn)。松開SB3，KM斷電，電動機停轉(zhuǎn)?！铧c動按鈕SB3的作用：,(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。,3既能長動又能點動的控制電路,開關(guān)切換,點動控制：SA斷開,連續(xù)控制：SA閉合,點動控制：SB3閉合,連續(xù)控制：SB2閉合,4.多地控制,特點：,工作原理：,在兩地或多地控制同一臺電動機的控制方式啟動(常開)按鈕并聯(lián)，停止(常閉)按鈕串聯(lián),用于機床工作臺的前進后退或升降，及主軸的正反轉(zhuǎn)等。由電動機原理可知，只要把電動機的三相電源進線中的任意兩相對調(diào)，就可改變電動機的轉(zhuǎn)動方向。需要用兩個接觸器來實現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時，電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯(lián)線對調(diào)一下，電動機反轉(zhuǎn)。,2.4.2籠型異步電動機正反轉(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,電動機M正轉(zhuǎn),KM1線圈失電,電動機M停轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)控制：按SB3,,KM2線圈得電,,電動機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,可實現(xiàn)“正—反—?！被颉胺础！钡牟僮骺刂?。線路的動作原理,按鈕聯(lián)鎖,按下SB2,,KM1得電,電動機正轉(zhuǎn),按下SB3,,KM1斷電KM2得電,電動機反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)：,反轉(zhuǎn)：,,,,2、自動往返正反轉(zhuǎn)控制電路,工作臺自動往返控制,根據(jù)上圖控制線路，如果要求工作臺到達前端時要停留一下再后退，怎么辦？,主電路實現(xiàn)順序控制,3.順序控制,控制電路實現(xiàn)順序控制,要求幾臺電動機的啟動或停止按一定的先后順序來完成的控制方式,順序啟動同時停止控制,順序啟動逆序停止控制,,1,2,數(shù)控銑床中的潤滑油泵電動機M1，主軸電動機M2的順序啟?？刂齐娐?作業(yè)：1.試設(shè)計一個采取兩地操作的即可點動又可連續(xù)運行的控制電路。2.試畫出兩臺三相異步電動機的電氣控制電路，要求：M1起動后，M2才能起動；停止時，M1、M2同時停止，有過載、短路保護。（注：主電路與控制電路都畫）,2.4.2籠型異步電動機降壓起動控制,1定子串電阻降壓起動,2Y-△降壓起動,3自耦變壓器降壓起動控制,⑴應(yīng)用：正常運行時定子繞組為星形聯(lián)接的籠型異步電動機，可采用定子電路串電阻或電抗降壓起動。⑵原理：在電動機起動時，在三相定子電路串接電阻，使電動機定子繞組電壓降低，起動結(jié)束后再將電阻短接，電動機在額定電壓下正常運行。,1定子串電阻降壓起動,1定子串電阻降壓起動,工作原理：,停止,起動,按下SB2,,,KM1得電,KT得電,,,計時,電電動阻機起串動,KM2得電,,電動機全壓運行,圖中電動機由降壓起動轉(zhuǎn)為全壓運行后KM1和KT均斷電，只有KM2得電。,按下SB1，電動機停,,合上Q,⑴原理：起動時，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，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），電動機進入全電壓正常運行狀態(tài)。⑵應(yīng)用：用于正常運行時定子繞組為△聯(lián)結(jié)的電動機。,2Y-△降壓起動,2Y-△降壓起動,工作原理：,起動,按下SB2,,,KM1得電KM3得電KT得電,,Y起動,Y接,,KM3斷電,KM2通電KM1仍得電,,△運行,△接,停止,起動時定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側(cè)電壓，待電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，切斷自耦變壓器電路，把額定電壓直接加在電動機的定子繞組上，電動機進入全壓正常運行。,3.自耦變壓器降壓起動控制,工作過程,自耦變壓器降壓起動,FU2,2.2.4三相異步電動機的制動控制線路,1反接制動控制線路,2能耗制動控制電路,停機制動類型：,常用的電氣制動：,反接制動,能耗制動,機械制動—利用機械裝置使電動機迅速停止,電氣制動--電動機產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的力矩來進行制動,,,2.4.3籠型異步電動機的制動控制電路,制動電阻的接線方法:,一、反接制動控制,原理：,要求：,對稱接法,不對稱接法,,改變電動機電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場，形成制動轉(zhuǎn)矩。,10kW以上電動機的定子電路中串入反接制動電阻，轉(zhuǎn)速接近于零時，及時切斷反相序電源,防止反向再起動。,2.4.3籠型異步電動機制動控制電路,工作原理：,起動,KV動合觸點閉合,速度繼電器,停止,1.單向反接制動的控制,關(guān)鍵是電動機電源相序的改變，且當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近于零時，能自動將電源切除。,2.可逆運行的反接制動控制,一、反接制動控制,二、能耗制動控制,原理：電動機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，達到制動的目的。,反接制動特點：制動迅速，效果好，但沖擊效應(yīng)較大，通常僅適用于10KW以下的小容量電動機。,1.單向能耗制動控制,二、能耗制動控制,工作原理：,,按SB2,KM1通電,,電動機起動,按SB1,KM1斷電KM2通電KT通電,能耗制動,延時,,KM2斷電（制動結(jié)束）,橋式整流電路,整流變壓器,單向運行接觸器,能耗制動接觸器,2.電動機可逆運行能耗制動控制,二、能耗制動控制,正轉(zhuǎn)接觸器,反轉(zhuǎn)接觸器,特點（與反接制動相比）：消耗的能量小，其制動電流要小得多；制動效果不及反接制動明顯。適用于電動機能量較大，要求制動平穩(wěn)和制動頻繁的場合；能耗制動需要直流電源整流裝置。應(yīng)用：用于電動機容量較大和起動、制動頻繁的場合。,第六節(jié)電動機保護,一、短路保護現(xiàn)象：短路。保護元器件：斷路器、熔斷器。,二、過載保護現(xiàn)象：過載保護元器件：斷路器、熱繼電器,三、過電流保護現(xiàn)象：不正確的起動或過大的負載轉(zhuǎn)矩引起電流過大。保護元器件：過電流繼電器,四、零電壓與欠電壓保護零電壓保護：為了防止電壓恢復(fù)時電動機自行起動的保護。欠電壓保護：需要在電源電壓降到一定允許值以下時將電源切斷。保護元器件：電壓繼電器。,五、弱磁保護現(xiàn)象：直流電動機磁通的過度減少會引起電動機的超速。保護元器件：電磁式電流繼電器。,