电气控制系统的基本环节ppt课件

1、控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.1 异步电动机起动控制电路异步电动机起动控制电路三相异步电动机构造简单、运转可靠、三相异步电动机构造简单、运转可靠、维修方便。与同容量的直流电机比较，维修方便。与同容量的直流电机比较，具有体积小、分量轻、转动惯性小的特具有体积小、分量轻、转动惯性小的特点。因此得到广泛运用。点。因此得到广泛运用。异步电动机有直接起动和降压起动两异步电动机有直接起动和降压起动两种方式。在供电变压器容量足够大时，种方式。在供电变压器容量足够大时，异步电机可直接起动，否那么应采用降异步电机可直接起动，否那么应采用降压起动方式

2、。压起动方式。1.4 电气控制系统的根本环节 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.1.1 直接起动控制电路直接起动控制电路1开关直接起动开关直接起动 起动起动 电源接通电源接通QS置置“开开 电动机得电起电动机得电起动动停顿停顿 QS置置“关关 电动机失电动机失电自在停顿电自在停顿问题问题 无过载维护；电机起动后，忽然停电，无过载维护；电机起动后，忽然停电，来电后会自然起动，能够会呵斥危险。来电后会自然起动，能够会呵斥危险。对小型台钻、冷却泵、砂轮机等，可用开关直对小型台钻、冷却泵、砂轮机等，可用开关直接起动。接起动。 控制系统的基本环

3、节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术如图如图1-561-56所示。对中小型普通车床的主电动机所示。对中小型普通车床的主电动机采用接触器直接起动。采用接触器直接起动。2接触器直接起动接触器直接起动起动：合起动：合QS按按SB2KM线圈得电线圈得电主触头主触头KM 3闭合闭合 电机起动电机起动 辅助常开触辅助常开触头头KM6闭合闭合自锁保自锁保控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术SB2+KM通常称通常称KM为自锁触头。其作用是当松为自锁触头。其作用是当松开开SB2后后 ，吸引线圈，吸引线圈KM经过其辅助常开触头可以

4、继经过其辅助常开触头可以继FR过载维护。过载维护。续坚持通电，此控制电续坚持通电，此控制电路称为自保锁电路。路称为自保锁电路。 SB2+KM SB2+KM零零欠压维护。欠压维护。FU短路维护。短路维护。停顿：按停顿：按SB1KM 电机停电机停控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3逻辑分析法逻辑分析法为了便于用逻辑代数描画电路，对电器元件形为了便于用逻辑代数描画电路，对电器元件形状的逻辑表示做如下规定：状的逻辑表示做如下规定：KAKMSQSB 用用KAKA、KMKM、SQSQ、SBSB分别表示继电器、接触器、行分别表示继电器、接触器、行程开关程开

5、关 、按钮的常开、按钮的常开 动合触头；用动合触头；用 、 、 、 表示其相应的常闭动断触头。表示其相应的常闭动断触头。电路中开关元件的受激形状如继电器线圈得电路中开关元件的受激形状如继电器线圈得电，行程开关受压为电，行程开关受压为“1 1 形状；触头闭合形状为形状；触头闭合形状为“1 1形状，断开形状为形状，断开形状为“0 0形状。形状。例图例图1-561-56的控制电路，写出其逻辑表达式：的控制电路，写出其逻辑表达式： 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术KM)+(SB2SB1FR=KM由表达式可知：只需在由表达式可知：只需在FRFR、SB

6、1SB1都闭合未受激，并且都闭合未受激，并且SB2SB2和和KMKM有任一个闭合动作有任一个闭合动作时，时，KM KM 才得电。才得电。4多地点控制多地点控制在较大的设备上，为方便操作，常要求能在设备在较大的设备上，为方便操作，常要求能在设备的多个地点进展控制。如图的多个地点进展控制。如图1-58所示为三地点控制。所示为三地点控制。图中图中SB1为急停按钮，用于紧急情况下停车操作。为急停按钮，用于紧急情况下停车操作。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术SB7SB6SB5 KM+SB4+SB3+SB2 SB1KM=）（1.4.1.2 降压起动控

7、制电路降压起动控制电路 降压起动，就是起动时降低降压起动，就是起动时降低加在电机定子绕组上的电压，来加在电机定子绕组上的电压，来限制起动电流，当电机起动到接限制起动电流，当电机起动到接近额定转速时，再将电压恢复到近额定转速时，再将电压恢复到额定值。对容量较大的异步电动额定值。对容量较大的异步电动机，普通都采用降压起动方式。机，普通都采用降压起动方式。消费设备中最常见用星消费设备中最常见用星- -三角形降三角形降压起动和定子串电阻降压起动。压起动和定子串电阻降压起动。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1星星-三角三角Y-降压起动控制电路降压起动

8、控制电路这种起动方法仅适用于电机正常运转时绕组为这种起动方法仅适用于电机正常运转时绕组为形联接的异步电动机，起动时接成形联接的异步电动机，起动时接成Y形，起动终了时形，起动终了时再自动换接成形运转。再自动换接成形运转。KM1 KM3 Y起动起动 延时延时KM2运转运转控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术7起动：起动：QS起动预备起动预备SB2KM1 10KM1 3KM3KTKM3 3 MY起动起动延时延时KM3KT8KT9 KM2 M运转运转KM2 4KM39 KM2 KT 自锁自锁6KM2、KM3两个常闭两个常闭触头分别串入对方线圈电路触头分

9、别串入对方线圈电路中，使中，使KM2、KM3线圈不线圈不能同时得电能同时得电互锁。互锁。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术星星-三角降压起动的优点在于星形起动电流是原来三角降压起动的优点在于星形起动电流是原来三角形接法的三角形接法的1/3，电路简单，价钱廉价。缺陷是起动，电路简单，价钱廉价。缺陷是起动转矩也相应下降为原来三角形接法的转矩也相应下降为原来三角形接法的1/3，转矩特性差，转矩特性差，适用于空载或轻载形状下起动。适用于空载或轻载形状下起动。2定子串电阻降压起动控制定子串电阻降压起动控制 起动时在定子电路中串电阻，使绕组电压降低，起动

10、时在定子电路中串电阻，使绕组电压降低，起动终了后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运起动终了后再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运转。这种起动方式不受电动机接线方式的限制，设备简转。这种起动方式不受电动机接线方式的限制，设备简单，因此在中小型消费机械中运用较广。单，因此在中小型消费机械中运用较广。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术SB2KM1KM1 3KTM串串R起动起动延时延时KT6 KM2 M全压运转全压运转KM2 3 6图图1-601-60a a 起动过程起动过程电机在正常运电机在正常运转期间，转期间，KM1KM1、KTKT不断处于

11、有电形状，不断处于有电形状，这是不用要的，可这是不用要的，可改为图改为图1-601-60b b方式。方式。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术上述降压起动控制电路，都采用了时间继电器上述降压起动控制电路，都采用了时间继电器延时动作到全压运转的自动切换，这种控制方式称延时动作到全压运转的自动切换，这种控制方式称为为“按时间原那么按时间原那么 的自动控制的自动控制 。3 3软起动器软起动器SoftstarterSoftstarter 传统的降压起动控制方式，都存在切换瞬间会传统的降压起动控制方式，都存在切换瞬间会出现很高的电流尖峰，产生破坏性的动

12、态转矩，引出现很高的电流尖峰，产生破坏性的动态转矩，引起的机械振动对电动机转子、轴衔接器、中间齿轮起的机械振动对电动机转子、轴衔接器、中间齿轮以及负载都是非常有害的；起动设备体积庞大，本以及负载都是非常有害的；起动设备体积庞大，本钱高，而且还存在与负载匹配的电动机转矩很难控钱高，而且还存在与负载匹配的电动机转矩很难控制等缺陷。因此出现了软起动控制器。制等缺陷。因此出现了软起动控制器。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 图图1-611-61所示为软起动器所示为软起动器SoftstarterSoftstarter原理框原理框图。软起动设备的功率

13、部分由图。软起动设备的功率部分由3 3对正反并联的晶闸管对正反并联的晶闸管组成，它由控制电路调理加到晶闸管上的触发脉冲组成，它由控制电路调理加到晶闸管上的触发脉冲的导通角，来控制加到电动机上的电压，使加到电的导通角，来控制加到电动机上的电压，使加到电动机上的电压按某一规律渐渐到达动机上的电压按某一规律渐渐到达全电压。经过适当地设置控制全电压。经过适当地设置控制参数，可以使电动机的转矩和参数，可以使电动机的转矩和电流与负载要求得到较好的匹电流与负载要求得到较好的匹配。软起动器还有软制动、节配。软起动器还有软制动、节电和各种维护功能。电和各种维护功能。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXS

14、H现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术运用软起动器可处理水泵电机起动与停顿时管运用软起动器可处理水泵电机起动与停顿时管道内的水压动摇问题，其起动电流可降至约道内的水压动摇问题，其起动电流可降至约3.54IN，可处理起动时风机传动皮带打滑及轴承应力过，可处理起动时风机传动皮带打滑及轴承应力过大的问题；可减少紧缩机、离心机、搅动机等设备大的问题；可减少紧缩机、离心机、搅动机等设备在起动时对齿轮箱及传动皮带的应力，可处理保送在起动时对齿轮箱及传动皮带的应力，可处理保送带起动或停顿过程中由于颠簸而呵斥的产品倒跌及带起动或停顿过程中由于颠簸而呵斥的产品倒跌及损坏的问题，可减少起动时皮带打滑引起的皮带

15、磨损坏的问题，可减少起动时皮带打滑引起的皮带磨损及对齿轮箱的应力。损及对齿轮箱的应力。国产的软起动器有国产的软起动器有JRl系列交流电动机软起动控系列交流电动机软起动控制器，制器， QWJ2系列节电型无触头起动器等。国外消系列节电型无触头起动器等。国外消费的有费的有ABB公司的公司的PS系列软起动器等。系列软起动器等。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术软起动器起动时电压沿斜坡上升，升至全压的软起动器起动时电压沿斜坡上升，升至全压的时间可设定在时间可设定在0.560s。软起动器亦有软停顿功能，。软起动器亦有软停顿功能，其可调理的斜坡时间在其可

16、调理的斜坡时间在0.5240s。不同起动方法下的。不同起动方法下的起动转矩和起动的电机电压分别如图起动转矩和起动的电机电压分别如图1-62，1-63所示。所示。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术用一接触器与软起用一接触器与软起动器并联，其目的动器并联，其目的是出于平安思索。是出于平安思索。正常任务时按下起动正常任务时按下起动按钮，继电器按钮，继电器KA7接接通，软起动器任务。通，软起动器任务。在软起动器出现缺点时，继电器在软起动器出现缺点时，继电器K11，接通，驱动接触器，接通，驱动接触器KM2接通，接通，短接软起动器，将电路切换过来，短接软

17、起动器，将电路切换过来，以保证系统的不中断任务。以保证系统的不中断任务。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.2 异步电动机正反转控制电路异步电动机正反转控制电路 消费机械任务部件常需求作两个相反方向的运消费机械任务部件常需求作两个相反方向的运动，大都靠电动机正反转来实现。实现电动机正反动，大都靠电动机正反转来实现。实现电动机正反转的原理很简单，只需将电动机的三相电源中的恣转的原理很简单，只需将电动机的三相电源中的恣意两相对调改动相序就可使电动机反向运转。意两相对调改动相序就可使电动机反向运转。图图1-65为正为正反转按钮控制的典反转按钮

18、控制的典型电路。型电路。在主电路中，在主电路中，KM1、KM2触头触头接法不同，可改动接法不同，可改动电源的相序。电源的相序。1.4.2.1 电动机正反转的按钮控制电动机正反转的按钮控制控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术图图a的任务原理的任务原理SB2 KM1KM1 3 M正转正转 7 与与KM2互锁互锁反转：先停后起反转：先停后起KM1 SB1SB3 KM2 4 切断正转电路切断正转电路KM2M反转反转 8KM1控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 在消费实际中，为了减少辅助工时，要求直接在

19、消费实际中，为了减少辅助工时，要求直接实现正反转控制。可采用实现正反转控制。可采用b b图方式，图方式， 用复合按用复合按钮替代单触头按钮，并将复合按钮的常闭触头分别钮替代单触头按钮，并将复合按钮的常闭触头分别串接对方接触器控制串接对方接触器控制电路中互锁。即电路中互锁。即不运用停顿按钮过渡不运用停顿按钮过渡而直接控制正反转。而直接控制正反转。但仅用于小容量电机，但仅用于小容量电机，且拖动的机械安装转且拖动的机械安装转动惯量又较小的场所。动惯量又较小的场所。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.2.2 电动机正反转行程控制电动机正反转行

20、程控制在消费实际中，有些消费机械的任务台需求在消费实际中，有些消费机械的任务台需求自动往返运动，它是利用行程开关实现电动机自自动往返运动，它是利用行程开关实现电动机自动正反转的，通常叫做动正反转的，通常叫做“行程控制行程控制 原那么。原那么。图图1-661-66为行程开关控制为行程开关控制的正反转电路。它与按钮控的正反转电路。它与按钮控制正反转电路类似。只是添制正反转电路类似。只是添加了行程开关的复合触头加了行程开关的复合触头SQlSQl、SQ2SQ2。这种电路适用于。这种电路适用于铣床、龙门刨床、组合机床铣床、龙门刨床、组合机床任务台的正反行程控制。任务台的正反行程控制。 在控制电路中，行程

21、开在控制电路中，行程开关关SQ3SQ3、SQ4SQ4用作极限位置维用作极限位置维护；以防止护；以防止SQlSQl、SQ2SQ2能够失能够失效而引起的事故。效而引起的事故。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 1.4.3 异步电动机制动控制电路异步电动机制动控制电路 异步电动机从切除电源到停转要有一个过程，需异步电动机从切除电源到停转要有一个过程，需求一段时间。许多消费机械要求停车时准确定位或尽求一段时间。许多消费机械要求停车时准确定位或尽能够减少辅助时间，必需采取制动措施。能够减少辅助时间，必需采取制动措施。制动停车的方式有机械制动和电气制动

22、两大类，制动停车的方式有机械制动和电气制动两大类，机械制动是采用机械施闸来实现制动；机械制动是采用机械施闸来实现制动；电气制动是使电动机产生一个与转子原来转动方电气制动是使电动机产生一个与转子原来转动方向相反的力矩来实现制动，常用的电气制动方式有能向相反的力矩来实现制动，常用的电气制动方式有能耗制动和反接制动。耗制动和反接制动。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.3.1 能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动是指在异步电动机刚切除三相电能耗制动是指在异步电动机刚切除三相电源之后，在定子绕组中接入直流电源。源之后，在定子绕组中接入直流

23、电源。由于转子切割固定磁场产生制动力矩，使由于转子切割固定磁场产生制动力矩，使电机的动能转变为电能并耗费在转子的制动上，电机的动能转变为电能并耗费在转子的制动上，故称能耗制动。当转于转速为零时，切除直流故称能耗制动。当转于转速为零时，切除直流电源。电源。图图1-67a、b分别是用复合按钮手分别是用复合按钮手动控制和用时间继电器自动控制的能耗制动电动控制和用时间继电器自动控制的能耗制动电路。路。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术图图b制动过程：任务时制动过程：任务时KM1,KM2 ,KT 。SB1KM1KM1 3 KM2KTKM24 切断交流

24、电源切断交流电源延时延时KM2KT8 KM24 9 接通直流电源接通直流电源 切断直流电源切断直流电源能耗制动比较缓能耗制动比较缓和、平稳、准确、功和、平稳、准确、功耗小，适用于要求制耗小，适用于要求制动平稳和起制动频繁动平稳和起制动频繁的场所，但需整流设的场所，但需整流设备。备。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.3.2 反接制动控制电路反接制动控制电路任务时任务时KM1，KR ， KM2 。KR与电机转子同轴衔接，与电机转子同轴衔接，当转速到达当转速到达120r/min以上时，以上时，其常开触头闭合，当制动到电其常开触头闭合，当制

25、动到电动机转速小于动机转速小于100r/min时，触时，触头断开，恢复原位。头断开，恢复原位。SB1KM1 KM1 3 KM2KM24KRKM24 9 M反接制动反接制动 n0 切断正转电源切断正转电源控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术反接制动时，转子与旋转磁场的相对转速接近反接制动时，转子与旋转磁场的相对转速接近转子转速的两倍，因此，制动力大，对设备冲击大，转子转速的两倍，因此，制动力大，对设备冲击大，假设速度继电器动作不可靠时，能够引起的反向再假设速度继电器动作不可靠时，能够引起的反向再起动，因此，反接制动方法主要用于不频繁起动、起动，因

26、此，反接制动方法主要用于不频繁起动、制动并对停车位置无准确要求而且传动机构能接受制动并对停车位置无准确要求而且传动机构能接受较大冲击的设备中，如铣床、镗床、中型车床等机较大冲击的设备中，如铣床、镗床、中型车床等机床。为减小制动电流，在电动机主电路中串接限流床。为减小制动电流，在电动机主电路中串接限流电阻电阻R R，可防止制动时电动机绕组过热。，可防止制动时电动机绕组过热。反接制动过程的终了由电动机转速来控制反接制动过程的终了由电动机转速来控制, ,这种这种由速度到达一定值而发出转换信号的控制方式称为由速度到达一定值而发出转换信号的控制方式称为“按速度原那么按速度原那么 的自动控制。的自动控制。

27、 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.4 双速异步电动机的高低速控制双速异步电动机的高低速控制 多速电动机在机床中如车床、铣床、镗床等都多速电动机在机床中如车床、铣床、镗床等都有较多运用。常用来改善机床的调速性能和简化机有较多运用。常用来改善机床的调速性能和简化机械变速安装。根据电动机转速公式械变速安装。根据电动机转速公式 pfs=nsn=6 60 01 11 10 0 )-( )- (1-8 式中，式中，s为转差率；为转差率；f为电源频率；为电源频率；p为定子磁极对数。为定子磁极对数。 双速电机是最简单的多速电机，常见的接线方双速电机

28、是最简单的多速电机，常见的接线方式有式有/YY/YY和和Y/YYY/YY两种。两种。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.4.1 YY接法接法1，2，3接电源，接电源，4，5，6端子悬空时，每相端子悬空时，每相绕组由两个线圈串联组成，绕组由两个线圈串联组成，电机呈电机呈4极极p2旋转磁旋转磁场，同步转速为场，同步转速为1500 r/min。YY 4，5，6接电源，接电源，1，2，3短接时，每相短接时，每相绕组有两个线圈并联组成，产生绕组有两个线圈并联组成，产生2极极p1旋转磁旋转磁场，同步转速为场，同步转速为3000rmin。控制系统的

29、基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术由上可知，假设将定子绕由上可知，假设将定子绕组接成组接成形得到低速，接成形得到低速，接成YYYY形者得到高速。两种接法的功形者得到高速。两种接法的功率 近 似 相 等 ， 属 恒 功 率 调率 近 似 相 等 ， 属 恒 功 率 调速适宜普通的金属切削机床。速适宜普通的金属切削机床。 1.4.4.2 YYY接法接法 YYY接法如图接法如图1-69b所示，属恒转所示，属恒转矩调速，它适用于起重机、电梯、皮带运输机矩调速，它适用于起重机、电梯、皮带运输机等。等。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控

30、制技术现代电气自动控制技术图图1-70c是实现低、高是实现低、高速自动转换的控制电路。在图速自动转换的控制电路。在图中，当中，当SA开关打到高速时，时开关打到高速时，时间继电器间继电器KT得电，其瞬时动作得电，其瞬时动作触头闭合，先接通低速电路，触头闭合，先接通低速电路，使电动机低速起动，使电动机低速起动，KT延时时延时时间到后，其两个延时触头分别间到后，其两个延时触头分别断开低速电路和接通高速电路，断开低速电路和接通高速电路，使电动机转换到高速运转。使电动机转换到高速运转。图图1-70a是是用按钮变换的高、低用按钮变换的高、低速电路图。速电路图。KM1得电，得电，电机绕组接成，低电机绕组接成

31、，低速 运 转 ；速 运 转 ； K M 2 、KM3得电，电机绕组得电，电机绕组接成接成YY形，电机高形，电机高速运转。在低速和高速运转。在低速和高速之间用动断触头互速之间用动断触头互锁。锁。图图1-70b是用是用开关实现高低速控制。开关实现高低速控制。当电动机容量较大时，当电动机容量较大时，假设直接作高速运转假设直接作高速运转YY接法，起动电接法，起动电流较大，这时可采用低流较大，这时可采用低速起动，再转换到高速速起动，再转换到高速运转的控制方式。运转的控制方式。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.5 组成控制电路的根本规律组成控制

32、电路的根本规律 1.4.5.1 按联锁控制的规律按联锁控制的规律1正反向接触器间的联锁控制正反向接触器间的联锁控制 假设电路中有两个接触器假设电路中有两个接触器KM1、KM2不不能同时接通，就将的各自的常闭触头分别串在能同时接通，就将的各自的常闭触头分别串在对方线圈控制电路中，对方线圈控制电路中，KM1、KM2的常闭触的常闭触头称为联锁或互锁触头，用复合按钮替代单触头称为联锁或互锁触头，用复合按钮替代单触头按钮，并将复合按钮的常闭触头分别串接对头按钮，并将复合按钮的常闭触头分别串接对方接触器控制电路中也可实现互锁，常用在电方接触器控制电路中也可实现互锁，常用在电动机正反转控制中，以防电源短路。

33、如图动机正反转控制中，以防电源短路。如图1-71。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术2顺序起动控制电路顺序起动控制电路消费机械常要求消费机械常要求各运动部件之间可以各运动部件之间可以实现按顺序任务。控实现按顺序任务。控制对象对控制系统提制对象对控制系统提出了按顺序任务的联出了按顺序任务的联锁要求。如图锁要求。如图1-72是是油泵电机先起动，主油泵电机先起动，主电机才干起动的控制电机才干起动的控制电路。图电路。图a是简是简化电路。化电路。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3延续任务长动与点动

34、控制电路延续任务长动与点动控制电路 消费机械在任务时需求延续运转，即所谓长动。消费机械在任务时需求延续运转，即所谓长动。但在试车调整及快速挪动时，需求点动。长动可用但在试车调整及快速挪动时，需求点动。长动可用自锁电路实现，取消自锁触头或使自锁触头不起作自锁电路实现，取消自锁触头或使自锁触头不起作用就可实现点动。用就可实现点动。 a a图为按钮图为按钮联锁实现长动与点动联锁实现长动与点动的控制电路；此电路的控制电路；此电路假设接触器的释放时假设接触器的释放时间较长，这一电路能间较长，这一电路能够无法任务。够无法任务。b b为用开关为用开关SASA实现长动与点动转实现长动与点动转换的控制电路；换的

35、控制电路；c c为用中间为用中间继电器实现长动与点继电器实现长动与点动的控制电路。动的控制电路。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.5.2 按过程变化参量进展控制的规律按过程变化参量进展控制的规律为满足消费工艺的某些要求，在电气控制为满足消费工艺的某些要求，在电气控制方案中还应思索下述诸方面的问题：采用自动方案中还应思索下述诸方面的问题：采用自动循环或半自动循环，手动调整、工序变卦、系循环或半自动循环，手动调整、工序变卦、系统的检测、各个运动之间的联锁、各种平安维统的检测、各个运动之间的联锁、各种平安维护、缺点诊断、信号目的、照明及人

36、机关系等护、缺点诊断、信号目的、照明及人机关系等规律。规律。只用简单的联锁控制已不能满足要求，需只用简单的联锁控制已不能满足要求，需求根据消费工艺对控制系统提出的不同要求，求根据消费工艺对控制系统提出的不同要求，正确选择照实反映控制过程中的变化参量，如正确选择照实反映控制过程中的变化参量，如时间、速度、电流、行程等来进展控制，来实时间、速度、电流、行程等来进展控制，来实现各种工艺要求。现各种工艺要求。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术按控制过程中变化参量进展控制是一种具有普按控制过程中变化参量进展控制是一种具有普遍性的自动控制根本规律。图遍性

37、的自动控制根本规律。图1-74是按控制过程的是按控制过程的变化参量进展控制的构造框图。变化参量进展控制的构造框图。 主令信号就是诸主令信号就是诸如起动、停顿按如起动、停顿按钮发出的信号钮发出的信号执行机构就是诸执行机构就是诸如接触器、电磁如接触器、电磁阀一类电器元件阀一类电器元件被控对象就是消被控对象就是消费机械系统费机械系统控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术将控制过程中的过程变化参量以及执行机构的变将控制过程中的过程变化参量以及执行机构的变化反响到控制安装，和主令信号以及同各种中间变量化反响到控制安装，和主令信号以及同各种中间变量中间继电器

38、等一同进展逻辑运算，然后输出去控中间继电器等一同进展逻辑运算，然后输出去控制执行机构动作，以驱动机械系统的运转。制执行机构动作，以驱动机械系统的运转。过程变化参量分为直接过程变化参量和间接过程过程变化参量分为直接过程变化参量和间接过程变化参量。普通情况下，应尽能够按直接过程变化参变化参量。普通情况下，应尽能够按直接过程变化参量来进展控制。只需在过程变化参量难以直接丈量或量来进展控制。只需在过程变化参量难以直接丈量或丈量本钱太高的情况下，方采用间接过程变化参量进丈量本钱太高的情况下，方采用间接过程变化参量进展控制。展控制。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电

39、气自动控制技术例例 图图1-751-75示出了钻削加工时刀架的自动循环示出了钻削加工时刀架的自动循环过程。详细要求如下：过程。详细要求如下： 自动循环：刀架能自动地由位置自动循环：刀架能自动地由位置1挪动到位置挪动到位置2进展钻削加工并自动退回位置进展钻削加工并自动退回位置1； 无进给切削：刀具到达位置无进给切削：刀具到达位置2时不再进给，但时不再进给，但钻头继续旋转进展无进给切削以提高工加工精度。钻头继续旋转进展无进给切削以提高工加工精度。 快速停车：当刀架退出后要求快速停车以减快速停车：当刀架退出后要求快速停车以减少辅助工时。少辅助工时。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电

40、气自动控制技术现代电气自动控制技术1自动循环自动循环行程原那么控制行程原那么控制 控制电路如图控制电路如图1-76所示。所示。 SQ1和和SQ2分别分别作为刀架运动位置作为刀架运动位置1和和2的位置丈量元件。的位置丈量元件。刀架刀架“1 SQ1 SB1 电机正转电机正转 SQ2 电机反转电机反转 SQ1 电机停电机停控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术2无进给切削无进给切削时间原那么控制时间原那么控制 为了提高加工精度，去掉毛刺，当刀架挪动到为了提高加工精度，去掉毛刺，当刀架挪动到位置位置2时要求在无进给情况下继续切削，到达要求后时要求在无进给

41、情况下继续切削，到达要求后刀架再开场退回。刀架再开场退回。 采用时间继电器间采用时间继电器间接丈量无进给切削过程接丈量无进给切削过程的控制电路是在图的控制电路是在图1-761-76根底上添加了时间继电根底上添加了时间继电器器KTKT，如图，如图1-771-77所示。所示。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3快速停车快速停车速度原那么控制速度原那么控制 为缩短辅助工时，提高消费效率，应准确停车为缩短辅助工时，提高消费效率，应准确停车以减少超行程，因此对该控制系统还提出了快速停以减少超行程，因此对该控制系统还提出了快速停车的要求。对于异步电动机

42、来讲，最简便的方法是车的要求。对于异步电动机来讲，最简便的方法是采用反接制动。采用反接制动。完好电路如图完好电路如图1-79。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术4 4控制方法综述控制方法综述 上面论述了按照联锁控制的规律和按照控制过程上面论述了按照联锁控制的规律和按照控制过程变化参量进展控制的根本规律。根据一些根本规律结合变化参量进展控制的根本规律。根据一些根本规律结合消费机械的要求，就可以组成各式各样的控制系统。消费机械的要求，就可以组成各式各样的控制系统。时间控制方式：利用时间继电器等延时单元，将时间控制方式：利用时间继电器等延时单元，将

43、感测部分接受的输人信号经过延时一段间后才发出，从感测部分接受的输人信号经过延时一段间后才发出，从而实现电路切换的时间控制。而实现电路切换的时间控制。速度控制方式：利用速度继电器或测速发电机，速度控制方式：利用速度继电器或测速发电机，间接或直接地检测某机械部件的运动速度，来实现按速间接或直接地检测某机械部件的运动速度，来实现按速度原那么的控制。度原那么的控制。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术电流控制方式：借助于电流继电器，它的动作反电流控制方式：借助于电流继电器，它的动作反映了某一电路中的电流变化，从而实现电流原那么的映了某一电路中的电流变

44、化，从而实现电流原那么的控制。控制。行程控制方式：利用消费机械运动部件与事先安行程控制方式：利用消费机械运动部件与事先安排好位置的行程开关或接近开关进展相互配合，而到排好位置的行程开关或接近开关进展相互配合，而到达位置控制的作用。达位置控制的作用。 如何正确选用这些控制方式是控制电路设计中如何正确选用这些控制方式是控制电路设计中的一个重要问题。例如，对某些物理量，既可用行程的一个重要问题。例如，对某些物理量，既可用行程控制方式，也可用时间控制方式。但终究采用何种控控制方式，也可用时间控制方式。但终究采用何种控制方式，那就需求根据实践任务情况来决议。制方式，那就需求根据实践任务情况来决议。控制系

45、统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 1.4.6 电液控制电液控制 液压传动系统和电器控制系统相结合的电液控制液压传动系统和电器控制系统相结合的电液控制系统在组合机床、自动化机床、消费自动线、数控机系统在组合机床、自动化机床、消费自动线、数控机床等的运用越来越广泛。床等的运用越来越广泛。液压传动系统易获得很大的力矩运动传送平稳、液压传动系统易获得很大的力矩运动传送平稳、均匀、准确可靠，控制方便，易于实现自动化。均匀、准确可靠，控制方便，易于实现自动化。1.4.6.1 电磁换向阀电磁换向阀液压传动系统由四个部分组成：液压传动系统由四个部分组成：动力安装

46、液压泵动力安装液压泵控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术执行机构液压缸或液压马达执行机构液压缸或液压马达控制调理安装溢流阀、节流阀、换向阀等控制调理安装溢流阀、节流阀、换向阀等辅助安装油箱、油管、滤油器、压力计等辅助安装油箱、油管、滤油器、压力计等换向阀在机床液压系统中用以改动液流方向，换向阀在机床液压系统中用以改动液流方向，实现运动换向，接通或关断油路。在电液控制中常实现运动换向，接通或关断油路。在电液控制中常用电磁铁推进换向阀来改动液流方向，电磁换向阀用电磁铁推进换向阀来改动液流方向，电磁换向阀就是利用电磁铁推进滑阀挪动来控制液流流动方向就

47、是利用电磁铁推进滑阀挪动来控制液流流动方向的。的。 图图1-80中是二位四通电磁阀构造图及符号图。中是二位四通电磁阀构造图及符号图。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术当电磁铁得电时，阀芯被推向右边，当电磁铁得电时，阀芯被推向右边，P P与与B B通，通，A A与与O O通，即改动了压力油进入液压缸的方向，实现通，即改动了压力油进入液压缸的方向，实现了油路的换向。了油路的换向。 有四个阀口，阀有四个阀口，阀口口O O和和P P均为压力均为压力油口进油口油口进油口A、B为任务油为任务油口，接液压缸口，接液压缸右、左两个腔右、左两个腔图中所示的位置

48、，是当电磁铁断电时阀芯在弹图中所示的位置，是当电磁铁断电时阀芯在弹簧作用下被推向左边的情况，即阀口簧作用下被推向左边的情况，即阀口P P与与A A通，通，B B与与O O通。通。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术电磁换向阀的种类很多，图电磁换向阀的种类很多，图1-81为各种换向阀的为各种换向阀的符号图。符号图。 符号中方格表符号中方格表示滑阀的位；箭头示滑阀的位；箭头表示阀内液流方向，表示阀内液流方向，符号符号表示阀内通表示阀内通道堵塞。电磁阀有道堵塞。电磁阀有交流电磁阀和直流交流电磁阀和直流电磁阀两种，以电磁铁所用电源而定。电磁阀两种，以电

49、磁铁所用电源而定。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术电磁换向阀符号的意义：电磁换向阀符号的意义： 23 D 10 B二位三通二位三通直流电源直流电源流量为流量为10Lmin板式衔接板式衔接1.4.6.2 液压动力头控制电路液压动力头控制电路 动力头是既能完成进给运动，而且又能同动力头是既能完成进给运动，而且又能同时完成刀具切削运动的动力部件。时完成刀具切削运动的动力部件。液压动力头的自开任务循环是由控制电路液压动力头的自开任务循环是由控制电路控制液压系统来实现的。图控制液压系统来实现的。图1-82是一次任务进是一次任务进给液压系统和控制电路图

50、。给液压系统和控制电路图。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 动力头原位停顿。动力头原位停顿。 SQ1 ,YA1 SQ1 ,YA1 、YA2 YA2 、YA3 YA3 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 动力头快进动力头快进 S S置置“1 1SB1KA1 3KA14YA1 YA3 动力头快进动力头快进控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 动力头工进动力头工进 SQ3 SQ3 SQ3KA2 7YA1 YA3动力头工进动力头工进5KA2控制系统

51、的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 动力头快退动力头快退 SQ4 SQ4 SQ4KA310YA2 动力头快退动力头快退KA311KA34 YA1 KA2 KA33 KA1 SQ1停顿停顿控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术 动力头动力头“点动调整点动调整 S S置置“2 2SB1KA13KA14YA1YA3动力头快进动力头快进 SQ1 解除自锁解除自锁 SB1停停SB2KA3YA2动力头快退动力头快退控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术在上述控制电路的

52、根底上，加一延时电路，就在上述控制电路的根底上，加一延时电路，就可得到这样的自开任务循环：快进可得到这样的自开任务循环：快进工进工进延时停延时停留留快退。控制电路如图快退。控制电路如图1-83所示。所示。实践上就是多加了一个时间继电器实践上就是多加了一个时间继电器KT，当工，当工进到终点后，压动开关进到终点后，压动开关SQ4，使时间继电器，使时间继电器KA2通通电，延时后，才开场快退。电，延时后，才开场快退。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.6.3 半自动车床刀架纵进、横进、快半自动车床刀架纵进、横进、快退电液控制电路退电液控制电路

53、 图图1-84及图及图1-85是液压系统和控制电是液压系统和控制电路图。路图。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术SB3 KM16YA1KM13SQ19M1停顿停顿 M2起动起动SB4 KA19KA17 KM22KM2M1起动起动 KA112刀架纵移刀架纵移KA2 KA213YA2刀架横移刀架横移SQ211KT延时延时KT11KA3YA1 ，YA2 刀架退回刀架退回KA17 KM2 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.7 电动机的维护环节电动机的维护环节 电气控制系统除能满足消费机械的加

54、工工艺要求电气控制系统除能满足消费机械的加工工艺要求外要想长期的、正常的、无缺点的运转，还必需有外要想长期的、正常的、无缺点的运转，还必需有各种维护措施。维护环节是一切机床电气控制系统不各种维护措施。维护环节是一切机床电气控制系统不可短少的组成部分利用它来维护电动机、电网、电可短少的组成部分利用它来维护电动机、电网、电气控制设备以及人身平安等。气控制设备以及人身平安等。电气控制系统中常用的维护环节有过载维护，短电气控制系统中常用的维护环节有过载维护，短路电流维护、零电压和欠电压维护以及弱磁维护等。路电流维护、零电压和欠电压维护以及弱磁维护等。 控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代

55、电气自动控制技术现代电气自动控制技术1.4.7.1 短路维护短路维护 电动机绕组的绝缘、导线的绝缘损坏或电电动机绕组的绝缘、导线的绝缘损坏或电路发生缺点时，呵斥短路景象，产生短路电路发生缺点时，呵斥短路景象，产生短路电流并引起电气设备绝缘损坏和产生强大的电流并引起电气设备绝缘损坏和产生强大的电动力使电气设备损坏。因此在产生短路景象动力使电气设备损坏。因此在产生短路景象时，必需迅速地将电源切断。常用的短路维时，必需迅速地将电源切断。常用的短路维护元件有熔断器和自动开关。护元件有熔断器和自动开关。1熔断器维护熔断器维护熔断器的熔体串联在被维护的电路中当电熔断器的熔体串联在被维护的电路中当电路发生短

56、路或严重过载时，它自动熔断而切路发生短路或严重过载时，它自动熔断而切断电路，到达维护的目的。断电路，到达维护的目的。控制系统的基本环节控制系统的基本环节 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术2自动开关维护自动开关维护自动开关又称自动空气熔断器，有短路、过载和自动开关又称自动空气熔断器，有短路、过载和欠压维护。这种开关能在电路发生上述缺点时快速地自欠压维护。这种开关能在电路发生上述缺点时快速地自动切断电源。是低压配电重要的维护元件之一，常作低动切断电源。是低压配电重要的维护元件之一，常作低压配电盘的总电源开关及电动机变压器的合闸开关。压配电盘的总电源开关及电动机变压器的合闸开关。通常熔断器比较适用于对动作准确度和自动化程通常熔断器比较适用于对动作准确度和自动化程度较差的系统中，如小容量的笼形电动机、普通的普通度较差的系统中，如小容量的笼形电动机、普通的普通交流电源等。自动开关，只需发生短路就会自动跳闸，交流电源等。自动开关，只需发生短路就会自动跳闸，将三一样时切断。自动开关构造复杂，操作频率低，广将三一样时切断。自动开关构造复杂，操作频率低，广泛用于要求较