电气控制技术ppt课件

1、1 电 气 控 制 技 术 闭卷笔试闭卷笔试+ +作业作业+ +实验，期末考试实验，期末考试 成绩占成绩占60 %60 %，平时成绩（作业），平时成绩（作业） 占占15 %15 %，实验成绩占，实验成绩占25 % 25 % 。 答疑时间：周三晚上答疑时间：周三晚上20：3522：00答疑地点：机械学院答疑地点：机械学院 508室室本课程教学安排本课程教学安排第五周开始在物电学院实验中心做实验第五周开始在物电学院实验中心做实验祝爱萍：祝爱萍：2;.闭卷笔试闭卷笔试+ +平时平时+ +实验实验+ +读书笔记，读书笔记， 期末考试成绩占期末考试成绩占40%40%，平时考核，平时考核 成绩占成绩占20

2、%20%，实验成绩占，实验成绩占20% 20% ， 读书笔记占总成绩的读书笔记占总成绩的20% 20% 。 本课程教学安排本课程教学安排(新华学院新华学院)第五周开始在物电学院实验中心做实验第五周开始在物电学院实验中心做实验：祝爱萍：祝爱萍3;.4目目 录录 第一部分第一部分：机床电气自动控制：机床电气自动控制 第一章第一章 绪论绪论 6 第二章普通机床继电器接触器控制线路分析第二章普通机床继电器接触器控制线路分析14 第三章机床电气控制线路的设计第三章机床电气控制线路的设计 148 第四章直流拖动系统第四章直流拖动系统 183 第五章交流无级调速系统第五章交流无级调速系统 2515目目 录录

3、 第二部分：可编程序控制器原理及应用第二部分：可编程序控制器原理及应用 第一章第一章 概述概述282 第二章第二章可编程序控制器的基本原理可编程序控制器的基本原理 309 第三章第三章 可编程序控制器的编程可编程序控制器的编程396 第四章可编程序控制器的应用第四章可编程序控制器的应用 5696机床电气自动控制第一部分第一部分7第一章 绪论一、电力拖动在现代机床中的地位：一、电力拖动在现代机床中的地位： 指在无人参与或仅有少数人参与的情指在无人参与或仅有少数人参与的情 况下，利用自控系统使被控对象或生况下，利用自控系统使被控对象或生 产过程，自动地按预定的规律去工作产过程，自动地按预定的规律去

4、工作 的过程。的过程。 由工作机构、传动机构、原动机和自由工作机构、传动机构、原动机和自 动控制四部分组成。动控制四部分组成。现代机床：现代机床：自动控制：自动控制：8 有多种多样，如电气控有多种多样，如电气控 制、液压控制、机械控制、气动控制等等。制、液压控制、机械控制、气动控制等等。 由于现代机床均由于现代机床均采用交、直流电动机作为动力源，因而电气控制采用交、直流电动机作为动力源，因而电气控制手段是现代机床的主要控制手段，即使采用其它手段是现代机床的主要控制手段，即使采用其它控制手段，也离不开电气控制的配合，而且现代控制手段，也离不开电气控制的配合，而且现代机床在电气自动控制方面综合应用

5、了许多先进的机床在电气自动控制方面综合应用了许多先进的科学技术成果，如计算机技术、电子技术、传感科学技术成果，如计算机技术、电子技术、传感技术、伺服驱动技术等等。近年来出现的各种机技术、伺服驱动技术等等。近年来出现的各种机实现自动控制的手段：实现自动控制的手段：电力拖动在现代机床中的地位：电力拖动在现代机床中的地位：9电一体化产品如数控机床、机器人、柔性制造电一体化产品如数控机床、机器人、柔性制造系统等均是电气自动控制现代化的硕果，可见系统等均是电气自动控制现代化的硕果，可见电气自动控制对于现代机床的发展起着极其重电气自动控制对于现代机床的发展起着极其重要的作用，所以要求大家必须熟练掌握机床电

6、要的作用，所以要求大家必须熟练掌握机床电气自动控制的理论和方法。气自动控制的理论和方法。二、机床电气自动控制系统的发展简史：二、机床电气自动控制系统的发展简史：1.电力拖动系统的发展：电力拖动系统的发展：电力拖动：用电动机带动生产机械运动的拖动方电力拖动：用电动机带动生产机械运动的拖动方 式称为电力拖动。式称为电力拖动。10 机床在人类历史上出现的是很早的，据记载机床在人类历史上出现的是很早的，据记载我国汉朝时就出现了机床，如手动磨床；蒸汽机我国汉朝时就出现了机床，如手动磨床；蒸汽机出现以后，机床工业得到了很大发展，但主要是出现以后，机床工业得到了很大发展，但主要是由一台蒸汽机拖动一组机床，称

7、为成组拖动，自由一台蒸汽机拖动一组机床，称为成组拖动，自19世纪末，电动机用于工业领域，使拖动技术有世纪末，电动机用于工业领域，使拖动技术有了新的发展。其发展经历大致如下：了新的发展。其发展经历大致如下： 以一台电动机同时拖动多台机床，以一台电动机同时拖动多台机床，由于这种拖动方式是采用中间机构实现能量的传由于这种拖动方式是采用中间机构实现能量的传送与分配的，机构复杂，传送路径长，能量损耗送与分配的，机构复杂，传送路径长，能量损耗大，生产灵活性小，不适合于现代化生产的需要。大，生产灵活性小，不适合于现代化生产的需要。 成组拖动：成组拖动：11 以一台电动机拖动一台机床，由于以一台电动机拖动一台

8、机床，由于这种拖动方式减少了中间机构，提高了生产率，这种拖动方式减少了中间机构，提高了生产率，但拖动大型机床时由于机床尺寸比较大，运动部但拖动大型机床时由于机床尺寸比较大，运动部件比较多，必然导致机械装置的复杂与庞大。件比较多，必然导致机械装置的复杂与庞大。 在一台机床上，安装多台电动机，在一台机床上，安装多台电动机，分别拖动各运动部件。这样就大大简化了机械分别拖动各运动部件。这样就大大简化了机械传动装置，特别是可以方便地根据各运动特性与传动装置，特别是可以方便地根据各运动特性与负荷选择电动机，使各个运动部件之间互不干扰，负荷选择电动机，使各个运动部件之间互不干扰，从而大大提高了机床的整体性能

9、，易实现自动化从而大大提高了机床的整体性能，易实现自动化生产。生产。 单机拖动：单机拖动： 多机拖动：多机拖动：12 交直流无级调速系统：其主要特点是此系统可交直流无级调速系统：其主要特点是此系统可大大简化或取消电动机与机械运动部件之间的齿大大简化或取消电动机与机械运动部件之间的齿轮变速箱，满足机床各运动的调速要求。轮变速箱，满足机床各运动的调速要求。 电力拖动系统的目的与任务：电力拖动系统的目的与任务：目的：将电能转换为机械能，用于实现生产机械目的：将电能转换为机械能，用于实现生产机械 起动、停止及速度调节，满足各种生产工起动、停止及速度调节，满足各种生产工 艺过程的要求，保证生产过程的正常

10、进行。艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。任务：广义上讲是要实现生产机械设备、生产线、任务：广义上讲是要实现生产机械设备、生产线、 车间甚至整个工厂的自动化，狭义上讲，车间甚至整个工厂的自动化，狭义上讲，13则是指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品则是指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善和能量的合理利用。人劳动条件的改善和能量的合理利用。 机床电气控制系统的发展：机床电气控制系统的发展： 继电器接触器控制系统：继电器接触器控制系统： 系统由一些按钮开关、行程开关、继电器、系统由一些按钮开关

11、、行程开关、继电器、接触器等元器件组成。该系统工作原理和结构均接触器等元器件组成。该系统工作原理和结构均很简单，易于掌握、维修，价格低廉，多用于自很简单，易于掌握、维修，价格低廉，多用于自动化程度不高的通用机床。动化程度不高的通用机床。14 可编程控制系统：可编程控制系统： 可编程控制器是一种专用的工业控制器，它可可编程控制器是一种专用的工业控制器，它可以代替继电器接触器控制系统，其逻辑电路和编以代替继电器接触器控制系统，其逻辑电路和编 计算机控制系统：计算机控制系统： 此系统应用的典型例子是数控机床，数控机此系统应用的典型例子是数控机床，数控机床尽管有很多优点，但对于以手工为主的通用机床尽管

12、有很多优点，但对于以手工为主的通用机床和自动化循环比较简单、比较固定的自动化机床和自动化循环比较简单、比较固定的自动化机床，采用计算机控制失之于成本太高，功能不能床，采用计算机控制失之于成本太高，功能不能充分发挥。充分发挥。15程指令简单，程序编制方法易于掌握，工作程序的程指令简单，程序编制方法易于掌握，工作程序的改变也很方便，价格又远低于电子计算机，因而已改变也很方便，价格又远低于电子计算机，因而已在机床上得到了广泛应用。在机床上得到了广泛应用。三、本课程要求掌握的主要内容：三、本课程要求掌握的主要内容：典型机床的继电器接触器控制系统的设计典型机床的继电器接触器控制系统的设计直流拖动系统的原

13、理及应用直流拖动系统的原理及应用交流拖动系统的原理及应用交流拖动系统的原理及应用可编程控制器的基本应用可编程控制器的基本应用16第二章 普通机床继电器 接触器控制线路分析：通过本章的学习，学生应：通过本章的学习，学生应 该能够掌握机床电气控制该能够掌握机床电气控制 线路的基本环节，并能读线路的基本环节，并能读 懂分析一些典型机床的电懂分析一些典型机床的电 气控制线路。气控制线路。17重点和难点：重点和难点：电气控制线路基本环节的电气控制线路基本环节的 应用及实际电气控制线路应用及实际电气控制线路 的读图。的读图。解决方法解决方法：将电气控制线路基本环节分开：将电气控制线路基本环节分开 细讲，结

14、合阅读一些典型机床细讲，结合阅读一些典型机床 的电气控制线路，适当增加课的电气控制线路，适当增加课 堂和课外练习。堂和课外练习。课外指导课外指导：答疑，质疑，实验。：答疑，质疑，实验。教学效果检测方法教学效果检测方法：课堂提问、批阅作业。：课堂提问、批阅作业。182.1 2.1 机床电气控制线路的基本环节机床电气控制线路的基本环节（本节作业）（本节作业）2.2 CW61632.2 CW6163型万能卧式车床电气控制线路型万能卧式车床电气控制线路2.3 C6162.3 C616型卧式车床电气控制线路型卧式车床电气控制线路2.4 C6502.4 C650型卧式车床电气控制线路型卧式车床电气控制线路

15、* *2.5 Z30402.5 Z3040型摇臂钻床电气控制线路型摇臂钻床电气控制线路* *2.6 X622.6 X62型万能升降台铣床电气控制线路型万能升降台铣床电气控制线路* *2.7 T682.7 T68型卧式镗床电气控制线路型卧式镗床电气控制线路* *2.8 2.8 组合机床电气控制线路组合机床电气控制线路（本章作业）（本章作业）本章主要内容本章主要内容192.12.1机床电气控制线路的基本环节机床电气控制线路的基本环节一、一、电气控制线路的表示符号及电气原理图的阅电气控制线路的表示符号及电气原理图的阅 读方法：读方法： 电气控制线路的表示符号电气控制线路的表示符号 在电力拖动电气控制

16、系统中，包括各种元件在电力拖动电气控制系统中，包括各种元件如：继电器、接触器、各种开关和电动机等，为了如：继电器、接触器、各种开关和电动机等，为了设计分析及安装维修时的阅读方便，在绘制电气原设计分析及安装维修时的阅读方便，在绘制电气原理图时，必须使用国家统一规定的电气图形符号和理图时，必须使用国家统一规定的电气图形符号和文字符号，看文字符号，看P173附录附录A。20 电气控制线路中原理图的绘制与阅读方法：电气控制线路中原理图的绘制与阅读方法： 电气控制原理图只表示控制线路的工作原理及电气控制原理图只表示控制线路的工作原理及各电气元件的作用和相互关系，不考虑电路中各元各电气元件的作用和相互关系

17、，不考虑电路中各元件的实际安装位置和连线情况，绘制阅读电气控制件的实际安装位置和连线情况，绘制阅读电气控制原理图应遵循以下原则：原理图应遵循以下原则： 主回路用粗线画在左侧，控制回路用细线画在主回路用粗线画在左侧，控制回路用细线画在 右侧；右侧； 同一电器元件的各导电部件如线圈和触点常常同一电器元件的各导电部件如线圈和触点常常 不画在一起，但用同一文字标明；不画在一起，但用同一文字标明； 电气控制线路图的全部触点都按常态绘制，即电气控制线路图的全部触点都按常态绘制，即 触点、开关均按未通电、未受力的状态绘制。触点、开关均按未通电、未受力的状态绘制。21 其它电路图简介：其它电路图简介： 电气设

18、备安装图：表示各种电气设备在机械设电气设备安装图：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。备和电气控制柜中的实际安装位置。 电气设备接线图：表示各电气设备之间的实际电气设备接线图：表示各电气设备之间的实际 接线情况，要求电器元件的各部件必须画在一接线情况，要求电器元件的各部件必须画在一 起，文字符号、元件连接顺序、线路号码的编起，文字符号、元件连接顺序、线路号码的编 制都必须与电气原理图相一致，主要用于安装制都必须与电气原理图相一致，主要用于安装 接线、检查维修和施工之时使用。接线、检查维修和施工之时使用。二、鼠笼型三相异步电动机的起动控制线路二、鼠笼型三相异步电动机的起动控

19、制线路22 直接起动控制线路：直接起动控制线路： M3 M3KMFU1FUQQKMKMKRSB1SB2FU2KRvuwvuw用开关直接起动用开关直接起动用接触器直接起动用接触器直接起动 适用于中小容量的电动机。适用于中小容量的电动机。 KRKR是热继电器，是热继电器，用于电机过载用于电机过载控制。控制。23自锁：用接触器本身的触点使线圈保持通电的环自锁：用接触器本身的触点使线圈保持通电的环 节称为自锁环节。节称为自锁环节。 降压起动控制线路：降压起动控制线路：（Ist (47)IN） 星星三角降压起动控制线路三角降压起动控制线路 适用于在正常运行时，电动机定子绕组是联成三角形的电动机，要求起动

20、时把电动适用于在正常运行时，电动机定子绕组是联成三角形的电动机，要求起动时把电动机定子绕组联机定子绕组联接成星型，起动即将完毕时再恢复成三角形，以实接成星型，起动即将完毕时再恢复成三角形，以实现降压起动控制。现降压起动控制。220v380v相电压相电压线电压线电压B B图图线电压相电压线电压相电压线电压线电压=相电压相电压A A图图B B图图380v380v380vA A图图线电压线电压相电压相电压24星星三角降压起动控制线路三角降压起动控制线路 如下：如下： M3KM1KM3KRKM2SB1SB2KM1KM2KM1KTKTKTKM2KM3KM3KM2vuwQKRFU1FU2325 从主回路可

21、知，如果控制线路能使电动机接成从主回路可知，如果控制线路能使电动机接成星形（即星形（即KM3主触点闭合），并且经过一段延时主触点闭合），并且经过一段延时后再接成三角形（即后再接成三角形（即KM3主触点打开，主触点打开，KM2主触主触点闭合），则电动机就能实现降压起动，而后再自点闭合），则电动机就能实现降压起动，而后再自动转换到正常速度运行。动转换到正常速度运行。工作过程如下：工作过程如下：按按SB2 KT ON （延时）（延时） KM3 ONKM1 ONKM1 ONKM2 ONKM3 OFFY起动起动运行运行26 KM2与与KM3的动断触点是保证接触器的动断触点是保证接触器 KM2与与KM3不

22、会同时通电，以不会同时通电，以防防电源电源 短路。短路。 KM2的动断触点同时也使时间继电器的动断触点同时也使时间继电器 KT断电（起动后不需要断电（起动后不需要KT得电）。得电）。其中其中：27SB1SB2uKTKM1KM2KM1KTKTKM2KM2vKM1 星星三角降压起动控制线路：三角降压起动控制线路：vuw M3KM1KM2KRKM228 此图是用两个接触器和一个时间继电器进行此图是用两个接触器和一个时间继电器进行Y转换的降压起动控制线路。电动机连成转换的降压起动控制线路。电动机连成Y或或都是由接触器都是由接触器KM2完成的。完成的。KM2断电时电动断电时电动机绕组由其动断触点连接成机

23、绕组由其动断触点连接成Y；KM2通电时电动通电时电动机绕组由其动合触点连接成机绕组由其动合触点连接成。适用于小容量的。适用于小容量的电动机。电动机。工作过程如下：工作过程如下：按按SBSB2 2 KM1 on 电动机起动，呈星形联结。电动机起动，呈星形联结。 KT on（延时）（延时） KM2 on 电动机电动机 处于工作状态，呈三角形联结。处于工作状态，呈三角形联结。29 定子电路串电阻降压起动控制线路定子电路串电阻降压起动控制线路 电动机起动时在三相定子电路串接电阻，使电动机起动时在三相定子电路串接电阻，使定子绕组电压降低，起动后再将电阻短接，使电定子绕组电压降低，起动后再将电阻短接，使电

24、动机仍在正常电压下工作。此种起动方式不受电动机仍在正常电压下工作。此种起动方式不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而适用于中动机接线形式的限制，设备简单，因而适用于中小型机床中。小型机床中。 a) 图图工作过程如下：工作过程如下：按按SBSB2 2 KM1 on 电动机串电阻降压起动电动机串电阻降压起动 KT on（延时）（延时） KM2 on 电动机电动机 处于正常工作状态，电阻被短接处于正常工作状态，电阻被短接30SB1SB2KM1KM1KRKTKM2KTa)电动机定子电路串电阻降压起动控制线路电动机定子电路串电阻降压起动控制线路KM1FUQvuw M3KRKM2RSB1SB2KTKRK

25、M1KTKM2KM1KM2KM2KM2b)31 b) 图图工作过程如下：工作过程如下：线路图线路图a)存在的问题：在电动机起动后，接触器存在的问题：在电动机起动后，接触器KM1与时间继电器与时间继电器KT始终处于通电状态，这是始终处于通电状态，这是不必要的。不必要的。按按SBSB2 2 KM1 on 电动机串电阻降压起动电动机串电阻降压起动 KT on（延时）（延时）KM2 on KT off KM1 off 同时同时电动机处于正常运转的工作状态，电动机处于正常运转的工作状态， 电阻电阻R R被短接。被短接。32uvwKM2KM1KRM（c）KM2KM1KM2KM1KM1KM2SB3SB2SB

26、1（a）KM2SB3KM2KM1KM1SB2SB1KRSB1SB2KM2KM1KRKM2KM1SB3KM1KM2（b）KR二、电动机的正、反转控制线路二、电动机的正、反转控制线路 33 图（图（a）分析：无保护（互锁）环节。）分析：无保护（互锁）环节。 按下按下SB2：正向正向KM1得电动作，主触点闭合，电得电动作，主触点闭合，电 动机正转；动机正转； 按下按下SB1 ：电动机停止；电动机停止； 按下按下SB3，反向反向KM2得电动作，主触点闭合，电得电动作，主触点闭合，电 动机定子绕组与正转时相比相序反了，动机定子绕组与正转时相比相序反了， 则电动机反转。则电动机反转。 从主回路看：如果按了

27、从主回路看：如果按了SB2后后又按又按SB3，即使即使KM1、 KM2同时通电动作，就会造成主同时通电动作，就会造成主 回路短路。因此这种控制线路是不回路短路。因此这种控制线路是不 能采用的。能采用的。34互锁环节互锁环节：指各接触器利用辅助触点实现相互制：指各接触器利用辅助触点实现相互制 约，形成接触器此通彼断关系的环节约，形成接触器此通彼断关系的环节 称为互锁。称为互锁。在图在图(b)中：中：当当KM1得电时，由于得电时，由于KM1的动断触点的动断触点 打开，使打开，使KM2不能通不能通电。此时即使按电。此时即使按 下下SB3按钮，也不能造成短路。反之也按钮，也不能造成短路。反之也 是一样

28、。如果现在电动机正在正转，是一样。如果现在电动机正在正转， 想要反转，则必须先按停止按钮想要反转，则必须先按停止按钮SB1后，后， 再按反向按钮再按反向按钮SB3才能实现。才能实现。图（图（b）分析：必须）分析：必须先停机才能换向。先停机才能换向。35图（图（c）分析：）分析：可不停机换向。可不停机换向。同理同理：按下按下SB3时，只有时，只有KM2得电，同时得电，同时KM1回回 路被切断。路被切断。使用双连按钮使用双连按钮：按下按下SB2时，只有时，只有KM1可得电动可得电动 作，同时作，同时KM2回路被切断。回路被切断。所以：当电动机正在正转或反转时，不必先停下所以：当电动机正在正转或反转

29、时，不必先停下 电动机再换向，可直接按正转或反转起动电动机再换向，可直接按正转或反转起动 按钮就能实现电动机转向的改变。按钮就能实现电动机转向的改变。联锁：接触器辅助触点之间相互制约，组成顺序联锁：接触器辅助触点之间相互制约，组成顺序 起停关系的环节称为联锁。起停关系的环节称为联锁。36三、正、反转自动循环控制线路三、正、反转自动循环控制线路KM1FUQvuw M3KRKM2RST1ST3前进前进后退后退ST2ST4工作台工作台M行程开关控制的正、反转自动循环线路行程开关控制的正、反转自动循环线路SB1SB2SB3ST4ST2ST3ST1KM2KM1KRKM1KM2SB2KM1KM2SB337

30、工作过程如下：工作过程如下：按按SB2KM1 on电动机正转使工作台前进电动机正转使工作台前进至行至行 程开关程开关ST2处压断处压断ST2 KM1 off KM2 on电动机电动机 反转使工作台后退反转使工作台后退至行程开关至行程开关ST1处压断处压断 ST1 KM2 off KM1 on其中：其中： SB3为工作台后退方向的起动按钮，在为工作台后退方向的起动按钮，在 任何时候，工作台前进与后退方向可直任何时候，工作台前进与后退方向可直 接切意转换。接切意转换。38 SB1为停车按钮。为停车按钮。 行程开关行程开关ST3和和ST4起限位保护作用。当由于某起限位保护作用。当由于某 种故障，工作

31、台到达种故障，工作台到达ST1或或ST2位置时，未能切位置时，未能切 断断KM2或或KM3，工作台将继续移动到达极限位，工作台将继续移动到达极限位 置，压下置，压下ST3和和ST4，最终把控制回路断开，使，最终把控制回路断开，使 电动机停止，避免工作台由于越出允许位置所电动机停止，避免工作台由于越出允许位置所 导致的事故。导致的事故。四、电动机制动控制线路四、电动机制动控制线路 机床电气中常用的是机床电气中常用的是反接制动和能耗制动反接制动和能耗制动。反接制动反接制动控制线路：实质改变异步电动机定子控制线路：实质改变异步电动机定子39绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相绕组中的三相电源相

32、序，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。反的转矩，因而起制动作用。其控制线路如下其控制线路如下：3uvwK M 1K M 2K R3MB VK RK M 1K M 2K M 1K M 2S B 2S B 1B VK M 1（ a ）S B 1K M 2K M 1K M 2K M 1S B 2K RK M 2B VK M 1（ b ）40作法：想要停车时，首先将三相电源切换，然后当作法：想要停车时，首先将三相电源切换，然后当 电动机转速接近零时，再将三相电源切除。电动机转速接近零时，再将三相电源切除。速度继电器特点：速度不为零时，正向或反向的常速度继电器特点：速度不为零时，正向或反向的

33、常 开触点闭合，常闭触点断开。开触点闭合，常闭触点断开。KM1 ON：正常工作正常工作 KM2 ON：制动制动图（图（a）分析：）分析：按按SB2 KM1 ON（电动机正转）电动机正转） 正转正转BV的动的动 合触点闭合合触点闭合。图图(a)存在的存在的问题：在停车期间调整工件时，当问题：在停车期间调整工件时，当按按SB1 KM1 OFFKM2 ON（开始制动）开始制动） 直到直到n 0BV复位复位KM2 off（制动结束）（制动结束）41 控制线路中停止铵钮使用了复合按钮控制线路中停止铵钮使用了复合按钮SB，并并在其动合触点上并联了在其动合触点上并联了KM2动合触点，使动合触点，使KM2能能

34、自锁。这样在用手转动主轴时，虽然自锁。这样在用手转动主轴时，虽然BV的动合触的动合触点闭合，但只要不按下点闭合，但只要不按下SB1，KM2不会得电，电动不会得电，电动机也就不会反接于电源，只有操作停止按钮机也就不会反接于电源，只有操作停止按钮SB1时，时，KM2才能得电，制动线路才能接通。才能得电，制动线路才能接通。 用手正转机床主轴时，速度继电器的转子也将随用手正转机床主轴时，速度继电器的转子也将随 着转动，其动合触点着转动，其动合触点BV闭合闭合，使，使KM2得电动作产得电动作产 生反向制动作用，不利于调整工作。生反向制动作用，不利于调整工作。图（图（b）分析：）分析：42 反接制动时，旋

35、转磁场的相对速度反接制动时，旋转磁场的相对速度很大，定子电流也很大，因此制动效果很大，定子电流也很大，因此制动效果显著。但在制动过程中有冲击，对传动显著。但在制动过程中有冲击，对传动部件有害，能量消耗较大。故用于不太部件有害，能量消耗较大。故用于不太经常起制动的设备，如铣床、键床、中经常起制动的设备，如铣床、键床、中 型车床主轴的制动。型车床主轴的制动。适用场合：适用场合：43 电动机的能耗制动：电动机的能耗制动：wuvKM1FU3M3KRRPKM2uKM2vTSB1SB2KM1KM2KM1KM2KM1KR（a）SB1SB2KM2KM1KRKM2KTKM1KTKM1KM2（b）44NSnFIN

36、SnF ISNnFISNnFI右手定则：闭合导体切割磁力线时会产生电右手定则：闭合导体切割磁力线时会产生电 流流I I，方向用右手定则判断。，方向用右手定则判断。左手定则：带电导体在磁场中运动时会受到左手定则：带电导体在磁场中运动时会受到 磁场力磁场力F F的作用，方向用左手定的作用，方向用左手定 则判断。则判断。45 说明：说明： 图（图（a)、（、（b）分别用复合按钮与时间分别用复合按钮与时间 继电器实现能耗制动的控制线路。继电器实现能耗制动的控制线路。 按按SB2 KM1 ON（电动机起动）电动机起动）工作过程如下：工作过程如下：图（图（a）：）：手动控制的简单能耗制动线路，停车时手动控

37、制的简单能耗制动线路，停车时 按下按下SB1按钮，到制动结束放开按钮。按钮，到制动结束放开按钮。按按SB1 KM1 OFFKM2 ONKT ON (延时）延时）KM2 OFFKT OFF图（图（b）：）：实现自动控制，简化操作实现自动控制，简化操作，具体，具体操作为操作为： KM2为制动用接触器。为制动用接触器。46 能耗制动与反接制动相比较，具有能耗制动与反接制动相比较，具有制动准确、平稳、能量消耗小等优点。制动准确、平稳、能量消耗小等优点。但制动力较弱，特别是在低速时尤为突但制动力较弱，特别是在低速时尤为突出。另外它还需要直流电源。故适用于出。另外它还需要直流电源。故适用于要求制动准确、平

38、稳的场合，如磨床、要求制动准确、平稳的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等。龙门刨床及组合机床的主轴定位等。 适用场合：适用场合：47例例1.1.在下列在下列电路图电路图中，问中，问KTKT有何作用？有何作用？KTAMKMuwvSB2SB1KMKMKT作用：保护电流表不受起作用：保护电流表不受起 动电流的冲击动电流的冲击48五、双速电动机高低速控制线路五、双速电动机高低速控制线路 由由n0=60f/p知道：双速电动机是由改变定子知道：双速电动机是由改变定子绕组的极对数绕组的极对数p来改变其转速的。来改变其转速的。 用开关用开关S实现高、低速控制：实现高、低速控制： 特点：高、低速切换时

39、必须先停机，后转化。特点：高、低速切换时必须先停机，后转化。 用复合按钮实现高、低速控制：用复合按钮实现高、低速控制： 特点：高、低速可直接进行切换，不必先停机。特点：高、低速可直接进行切换，不必先停机。 用开关用开关S转换高、低速控制：当开关转换高、低速控制：当开关S打到低速打到低速 时：电动机低速运行；当开关时：电动机低速运行；当开关S打到高速时：电打到高速时：电 动机先接通低速，延时后自动切换到高速。动机先接通低速，延时后自动切换到高速。49低 速高 速开关开关S实现高、低速控制实现高、低速控制50高 速低 速复合按钮实现高、低速控制复合按钮实现高、低速控制51高速高速低 速低 速开关开

40、关S转换高、低速控制转换高、低速控制52SB1SB2KMSB3KMSB1SB2KKSB3KKM（c）SB1SB2KMSKM（b）（a）六、控制线路的其它基本环节：六、控制线路的其它基本环节： 电动机的点动控制电动机的点动控制53 多点控制多点控制目的：目的： 为操作方便，要求可在多个地点都能控为操作方便，要求可在多个地点都能控 制设备；制设备； 控制线路：如下页。控制线路：如下页。 为保证安全，要求几个操作信号都得到为保证安全，要求几个操作信号都得到 许可，设备方可进行工作。许可，设备方可进行工作。图图多地起停：几个常开按钮并联，常闭按钮串联。多地起停：几个常开按钮并联，常闭按钮串联。特点：特

41、点：SB1SB4任何一个按钮都可停车，任何一个按钮都可停车， SB5SB8任何一个按钮都可起动电动机。任何一个按钮都可起动电动机。图图几个常开按钮串联：为保护操作安全，要求几几个常开按钮串联：为保护操作安全，要求几个操作者都发出主令信号，设备才能工作。个操作者都发出主令信号，设备才能工作。54SB1SB2SB3SB6SB4SB5KM2KM1KM2图图SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8KM2KM2KM1图图55vwuQFUKM2KRM1M2KM1SB1SB3SB2KM1（ a）KM2KM1SB4KM1KM2KRKRKM2KM1KM1（ b）KM2SB4SB2KM1SB3SB1 电动

42、机的连锁电动机的连锁56 动力头行程自动循环控制：动力头行程自动循环控制： 动力头的工作循环过程动力头的工作循环过程：分为三步：分为三步 动力头动力头由原位由原位b点移到位置点移到位置a停下；停下； 动力头动力头由原位由原位c点移到位置点移到位置d停下；停下； 接着使动力头接着使动力头,同时退回原位停下。同时退回原位停下。其中：动力头其中：动力头,在原位时分别压下行程开关在原位时分别压下行程开关 ST1和和ST3。57动 力 头 2动 力 头 158 动力头行程自动循环控制动力头行程自动循环控制：59控制线路的工作过程如下：控制线路的工作过程如下： 按按SBKM1 onM1正转：动力头正转：动

43、力头由原位由原位b点点 向向a点运动；点运动； 当动力头当动力头到达到达a点时点时ST2行程开关被压下行程开关被压下 KM1 off动力头动力头停止，停止， KM2 onM2正转：动力头正转：动力头由原位由原位c点向点向 d点运动；点运动； 当动力头当动力头到达到达d点时点时ST4行程开关被压下行程开关被压下 KM1 off动力头动力头停止，停止， KM3 onM1反转反转 KM4 onM2反转反转动力头动力头,都向原位退回都向原位退回;60当动力头当动力头,都退回原位时都退回原位时 ST1 offKM3 off ST3 off KM4 off两个动力头都停在原位。两个动力头都停在原位。注意：

44、注意：KM3和和KM4接触器的辅助动合触点，分别接触器的辅助动合触点，分别 起自锁作用，这样能够保障动力头起自锁作用，这样能够保障动力头,都都 确实退回到原位。如果只用一个接触器的确实退回到原位。如果只用一个接触器的 触点自锁，那另一个动力头就可能出现没触点自锁，那另一个动力头就可能出现没 退回到原位接触器就已经失电的问题。退回到原位接触器就已经失电的问题。61电液控制电液控制具有延时停留的控制线路图具有延时停留的控制线路图（P P1616图图1-151-15）刀架纵进、横进及后退刀架纵进、横进及后退 控制线路图（控制线路图（P P1717图图1-171-17）停留停留ST1ST3SB1ST4

45、快进快进工进工进快退快退纵进纵进横进横进ST1ST2O62动刀头向前动刀头快进延时停留动刀头快退具有延时停留的控制线路图（具有延时停留的控制线路图（P16图图1-15） S向上动力头点向上动力头点动向前调整动向前调整63主电动机液压泵电动机刀架纵向移动横向电磁阀纵向电磁阀刀架退回延时进刀切削刀架横向移动液压泵起动主轴起动刀架纵进、横进及后退控制线路图（刀架纵进、横进及后退控制线路图（P P1717图图1-171-17） K3 K3纵纵进进横横进进ST1ST2O64七、电动机的保护七、电动机的保护 短路电流的保护：具有瞬动性短路电流的保护：具有瞬动性 防止电动机突然流过短路电流而引起电防止电动机

46、突然流过短路电流而引起电 动机绕组和导用绝缘及机械上的损坏，此时动机绕组和导用绝缘及机械上的损坏，此时 保护装置应立即使电动机与电源脱开，常用保护装置应立即使电动机与电源脱开，常用 的电器元件有的电器元件有FUFU、过电流继电器过电流继电器relayrelay和自动和自动 开关。开关。FU FU 结构简单、价廉，但动作准确性较差，熔结构简单、价廉，但动作准确性较差，熔 体断后需要重新更换，一般用于单相运行，体断后需要重新更换，一般用于单相运行， 或自动化程度和准确性，要求不高的的场合。或自动化程度和准确性，要求不高的的场合。65过电流继电器过电流继电器 准确性较高，可以自动复位，使准确性较高，

47、可以自动复位，使 用方便，但其不能直接断开主用方便，但其不能直接断开主 回路，需要和接触器配合使用，回路，需要和接触器配合使用， 常用于直流电机和绕线式异步常用于直流电机和绕线式异步 电机的保护。电机的保护。 自动开关自动开关 准确性高，易复位，还有过压、过准确性高，易复位，还有过压、过 载等保护，但其价格较贵，常用于载等保护，但其价格较贵，常用于 自动化程度和工作特性要求较高的自动化程度和工作特性要求较高的 场合。场合。66 长期过载保护装置：具有反时限性长期过载保护装置：具有反时限性 目前长期过载保护装置使用最多的是热继目前长期过载保护装置使用最多的是热继 电器电器KRKR（KHKH），）

48、，因为因为KRKR是利用电流的热效应动是利用电流的热效应动 作的。当电机过载时，电路中电流增大，导致作的。当电机过载时，电路中电流增大，导致 KRKR的热元件发热，使控制电路内的热元件发热，使控制电路内KRKR的动的动断触点断触点 断开，由此断开断开，由此断开KMKM，即使接触器失电，触点断即使接触器失电，触点断 开，电动机停转，达到过载保开，电动机停转，达到过载保护目的。过载电护目的。过载电 流越大，流越大，热继电器动作的时间越短热继电器动作的时间越短。但。但KRKR不能不能 进行缺相保护。进行缺相保护。67 M31KV2KV KM KR A B C FU SB1 SB2 KMKR 1KV2

49、KV缺相与过载双重保护如下图缺相与过载双重保护如下图：68分析：分析：KRKR为过载保护；为过载保护；KVKV为缺相保护为缺相保护当当A A相断缺时：相断缺时：1 1KVKV动作动作OFF KM OFFOFF KM OFF当当B B相断缺时：相断缺时：2 2KVKV动作动作OFF KM OFF OFF KM OFF 电动机停机电动机停机当当C C相断缺时：相断缺时：1 1KVKV，2KV2KV同时动作同时动作OFF KM OFFOFF KM OFF3.3.零压或欠压保护：零压或欠压保护：定义：若电源暂停供电或电压降低时定义：若电源暂停供电或电压降低时，接触器线圈，接触器线圈 就失电，触点断开，

50、电动机脱离电源而得到就失电，触点断开，电动机脱离电源而得到 保护，过后当电源电压恢复时，不重按起动保护，过后当电源电压恢复时，不重按起动 按钮，电动机就不会自动起动，这种保护称按钮，电动机就不会自动起动，这种保护称 为零压（或欠压）保护。为零压（或欠压）保护。69适用场合适用场合： 控制线路中无主令电器或无转换开关控制时控制线路中无主令电器或无转换开关控制时， 可直接利用线路接触器作零压保护，可直接利用线路接触器作零压保护，如下页图如下页图 当电路中的电压消失或降低到一定值时，控制当电路中的电压消失或降低到一定值时，控制 回路中接触器线圈回路中接触器线圈KMKM失电，由触点断开，电机失电，由触

51、点断开，电机 脱离电源而得到保护，当电源恢复时，必须重脱离电源而得到保护，当电源恢复时，必须重 新启动按钮电机方可启动。即电机在电源恢复新启动按钮电机方可启动。即电机在电源恢复 时不可能自行启动。时不可能自行启动。作用：防止因电源电压消失或降低而可能发生的不作用：防止因电源电压消失或降低而可能发生的不 允许故障。允许故障。70 M3KMFU1QKMKMKRSB1SB2FU2KRvuwSB3371SBSL1SL2SL3KVNKVNKM2KM1HL(左边左边)(右边右边)(中间中间) 当电路中装有主令电器：如主令控制器当电路中装有主令电器：如主令控制器SLSL或转换开或转换开 关时，必须加专用的零

52、压保护措施，如下图：关时，必须加专用的零压保护措施，如下图：72分析：分析： 当当SLSL在中间位置时：在中间位置时：SLSL1 1线接通线接通KVN KVN ON ON，HLHL（电源指示灯）亮（电源指示灯）亮。 当当SLSL转换到右边位置：转换到右边位置：SLSL2 2线接通线接通1KM1KM ON ON，电机正转。电机正转。 当当SLSL转换到左边位置：转换到左边位置：SLSL3 3线接通线接通2KM 2KM ON ON，电机反转。电机反转。注意注意： 当电机正在正转或反转时，电源电压消当电机正在正转或反转时，电源电压消 失或降压，失或降压，KVNKVN线圈失电线圈失电 其触点断开其触点

53、断开 断开断开1KM或或2KM，电机停转。电机停转。 当电源恢复时，因为此时转换开关一定当电源恢复时，因为此时转换开关一定73 不在不在0位置位置（中间位置）（中间位置），KVN不会自动接通；所不会自动接通；所 以以1KM或或2KM均不能接通均不能接通，只有重新手动将只有重新手动将SL先先 置置0位后再转换，才可启动电机。若无位后再转换，才可启动电机。若无KVN，则电则电 源恢复时，由于源恢复时，由于SL的作用，电机体会自动启动，的作用，电机体会自动启动， 造成人身、设备伤害等。造成人身、设备伤害等。 零磁保护：零磁保护： 主要针对直流电机主要针对直流电机。如下图如下图：只有励磁只有励磁 电路

54、中流过一定大小的电流时，电路中流过一定大小的电流时，KAVKAV才会闭合，才会闭合， KMKM方可闭合，电机启动。方可闭合，电机启动。74若流过励磁绕组若流过励磁绕组FCFC中的电流过小（中的电流过小（ ），），KAVKAV就就会自动会自动OFF OFF KM OFF KM OFF 电机停机。电机停机。KMKMSB2SB1MFCKAVKMKAVVD+VDVD的作用：电源断电瞬时，若无的作用：电源断电瞬时，若无VDVD，由于，由于FCFC为为 储能元件，它会阻止电路中的电流储能元件，它会阻止电路中的电流75SKK MK T 1KK T 2K T 1K T 2S BK 例例2. 分析分析下图下图的

55、工作原理，并说明继电器的工作原理，并说明继电器K和按钮和按钮 SB的作用，的作用，KT1、KT2又有什么作用？又有什么作用？减小，从而使减小，从而使KAVKAV发生误动作，当并上发生误动作，当并上VDVD时，电源时，电源断电时断电时VDVD产生一个放电回路，避免产生一个放电回路，避免KAVKAV误动作。误动作。76S OFF：按按SB KM ON,电动机间歇起动电动机间歇起动(点动点动)S ON：SB无作用无作用 ，电动机间歇起动（常动），电动机间歇起动（常动）S ON KM ON KT1 ON (延时）延时） K ON KM OFF KT2 ON(延时后延时后)SBSB作用：作用： 开关开关

56、S S断开时，其有点动作用；断开时，其有点动作用； K作用：作用： 控制继电器控制继电器KM断开与吸合断开与吸合，使电动机间，使电动机间 歇工作；歇工作； KT1KT1作用：控制作用：控制KM吸合的时间吸合的时间；KT2KT2作用：控制作用：控制KM断开的时间断开的时间。77例例3. 下图下图为一组合机床机械滑台进给线路，滑台的为一组合机床机械滑台进给线路，滑台的 工作进给由电动机工作进给由电动机M1拖动，快速进给由电动拖动，快速进给由电动 机机M2拖动，滑台的工作循环如图所示。试分拖动，滑台的工作循环如图所示。试分 析控制线路的工作原理。析控制线路的工作原理。解：按解：按SB1 KM1 ON

57、 m1 正转正转 KM3 ON m2正转正转机械滑台正机械滑台正压断压断STST2 2 向快进向快进 KM1 ON KM3 OFF机械滑台机械滑台正向工进正向工进压上压上STST3 3KM1 OFFKM2 ON，电机反转电机反转机械滑台反向工进机械滑台反向工进松开松开STST2 2( ( STST2 2 ON ON）78uvwFUKM 1KM2KM3KR2KR133M13M23工作快速（主 回路原理 图）（工 作循环图）快退快进SB1ST1ST2ST2正向工作进给反向工作进给ST3（控 制回路原理图）SB2ST1KM2ST3KM2KM1KM2KM3ST2KM1ST4ST3SB1KM1KM2KM

58、1KR1KR279压下压下ST1KM2，KM3 OFF，m1,m2同时停机，工作循环结束同时停机，工作循环结束。如果在工作循环中发生意外，如断电或紧急停车，如果在工作循环中发生意外，如断电或紧急停车，机械滑台就没有退回原位，则在下次开始工作之机械滑台就没有退回原位，则在下次开始工作之前，可先按前，可先按SB2使滑台确定退回原位后再按使滑台确定退回原位后再按SB1开开始工作循环。始工作循环。KM2仍然仍然 ONKM3 ON机械滑台反向快进（快退）机械滑台反向快进（快退）SB2可使工作台前进前先返回原为。可使工作台前进前先返回原为。80S B1 S B3 S B2 S B2 K M3 K M1 K

59、 M1 K M2 K M3 K M2 K M1 K M例例4 4. .要求三台电动机要求三台电动机m1,m2m1,m2及及m3m3按一定顺序启动，按一定顺序启动， 即即M1M1先启动后先启动后m2m2才能启动，才能启动，M2M2启动后启动后M3M3才能才能 启动，停车同时停止。试设计此控制线路。启动，停车同时停止。试设计此控制线路。812SB12SB31SB11SB22SB2STKMKRKM例例5 5. .试设计一台异步电动机的控制线路，要求：试设计一台异步电动机的控制线路，要求： （1 1）能实现启、停两地控制；）能实现启、停两地控制； （2 2）有点动调整；）有点动调整； （3 3）能实现

60、单方向的行程保护；）能实现单方向的行程保护； （4 4）要有短路和过载保护。）要有短路和过载保护。82例例6.6.为限制点动时电动机的冲击电流，在点动工作为限制点动时电动机的冲击电流，在点动工作 时需串入限流电阻，而正常工作时为直接启动。时需串入限流电阻，而正常工作时为直接启动。 试设计其电气控制线路。试设计其电气控制线路。例例7.7.试设计两台电动机试设计两台电动机m1,m2m1,m2顺序启动的控制线路。顺序启动的控制线路。要求要求: :（1 1）M1M1启动后启动后M2M2立即启动；立即启动； （2 2）M1M1停止后停止后M2M2延时一会才停止；延时一会才停止； （3 3）M2M2有点动