电力拖动与控制课件

1、 成绩构成绩构成比例成比例32/4期末考试期末考试平时平时实验实验70%20%10%目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 6 第二章第二章普通机床继电器接触器控制线路分析普通机床继电器接触器控制线路分析14 第三章第三章机床电气控制线路的设计机床电气控制线路的设计 148 第四章第四章直流拖动系统直流拖动系统 183 第五章第五章交流无级调速系统交流无级调速系统 251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

2、的规律去工作产过程，自动地按预定的规律去工作 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： 电力拖动系统的目的与任务电力拖动系统的目的与任务：目的目的：将：将电能电能转换为转换为机械能机械能，用于实现生产机械，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进行。艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。任务任务：是要实现生产机械设备、生产线、：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。车间甚

3、至整个工厂的自动化。二、本课程要求掌握的主要内容：二、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第二章 普通机床继电器 接触器控制线路分析：重点和难点：常用低压电器、普通机床重点和难点：常用低压电器、普通机床机电接触器控制线路分析。机电接触器控制线路分析。2.1 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 C6

4、162.3 C616型型卧式卧式车床电气控制线路车床电气控制线路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* *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2.1 .1 常用低压电器4 用于交流1200V以下或直流1500V以下电路中的电路中起通断、控制、

5、保护和调节作用的电气设备称为低压电器。如闸刀、按钮、继电器、接触器等。 1. 开关开关是用于接通接通和断开断开电路的电器。 常用的开关有刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。2.12.1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用途：用途：一般用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离，有时也用来控制小容量电动机的直接起动与停机。 1）刀开关刀开关又叫闸刀开关。分为单极、双极和三极。QS单极单极QS双极双极QS三极三极符号符号结构：结构：由闸刀（动触点）、静插座（静触点）、手柄和绝缘底板等组成。 手柄静插座闸刀熔断丝底座刀开关一般与熔断器串联使用，以便

6、在短路或过负荷时熔断器熔断而自动切断电路。刀开关额定电压通常为250V和500V，额定电流在1500A以下。 4安装：安装：安装刀开关时，电源线应接在静触点上，负荷线接在与闸刀相连的端子上。对有熔断丝的刀开关，负荷线应接在闸刀下侧熔断丝的另一端，以确保刀开关切断电源后闸刀和熔断丝不带电。在垂直安装时，手柄向上合为接通电源，向下拉为断开电源，不能反装不能反装。 开关断开瞬间时产生电弧，热空气上升将电弧拉长而熄灭。刀开关刀开关4又称封闭式负载开关。是带有熔断器的刀开关放在铁或薄铜板冲压而成的铁壳中。2）铁壳开关注意：注意：1、不允许随意放在地面上使用。2、操作时不要面对开关，以免意外故障电流使开关

7、爆炸，铁壳飞出伤人。3、开关外壳应可靠接地，防止意外漏电造成触电事故。结构结构：组合开关有若干个动触片和静触片，分别装于数层绝缘件内，静触片固定在绝缘垫板上，动触点装在转轴上，用手柄转动转轴使动触片与静触片接通与断开。可实现多条线路、不同联接方式的转换。 3）组合开关组合开关也称转换开关 手柄手柄转轴转轴动触点动触点静触点静触点绝缘垫板绝缘垫板用途：用途：一般用作电源的引入开关。它比刀开关轻巧，也可以用来直接起动小容量异步电动机和对电动机进行正、反转控制。 4用途：用途：能接通和分断电路，还能对电路进行短路、欠压、严重过载的保护，也可用于不频繁地启动电动机。 4）自动空气开关）自动空气开关自动

8、空气开关又称自动空气断路器。集控制和多种保护功能于一身。主触点主触点弹簧弹簧锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件主触点主触点弹簧弹簧锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件工作原理：工作原理：电路过载电路过载主触点主触点弹簧弹簧锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件工作原理：工作原理：电路过载电路过载主触点主触点弹簧弹簧锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件工作原理：工作原理：电路短路电路短路主触点主触点弹簧弹簧锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件工作原理：工作原理：电路短路电路短路主触点主触点弹簧弹簧锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件工作原理：工作原理：电路出现欠压电路出现欠压主触点主触点弹簧弹簧

9、锁钩锁钩双金属片双金属片热元件热元件工作原理：工作原理：电路出现欠压电路出现欠压2. 熔断器熔断器主要作短路或严重过载保护用，串联在被保护的线路的首端。线路正常工作时如同一根导线，起通路作用；当线路短路或严重过载时熔断器熔断，起到保护线路上其他电器设备的作用。 瓷插式RC螺旋式RL无填料密封式RM有填料式RT快速熔断器RS自恢复熔断器分类：分类：电路符号电路符号FU瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器特点：特点：结构紧凑，体积小，更换溶体方便，具有较高的断流能力，具有稳定的保护特性，具有明显的熔断指示。 无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器特点：特点：多用于低压电力网络和成套配电装

10、置中 ，作为较大容量电气设备的短路和连续过载保护，是一种分断能力较大的熔断器。有填料式熔断器有填料式熔断器特点：特点：是一种大分断能力的熔断器。广泛应用于短路电流很大的电力网络或低压配电装置中。选择熔体额定电流的方法：选择熔体额定电流的方法： 1、电灯支线的熔体：熔体额定电流支线上所有电灯的工作电流之和。2、一台电动机的熔体：熔体额定电流电动机的起动电流2.53、几台电动机合用的总熔体：熔体额定电流=(1.52.5)容量最大的电动机的额定电流， 4接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。主触头动铁芯静铁芯线圈辅助触头常闭常开弹簧结构结构 3.

11、交流接触器交流接触器KMKM主触头主触头符号符号 接触器线圈接触器主触头用于主电路（流过的电流大，需加灭弧装置）KM辅触头辅触头常开常开常闭常闭接触器辅助触头用于控制电路（流过的电流小，无需加灭弧装置）接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。使用选择使用选择工作原理工作原理 线圈加额定电压，衔铁吸合，主触头闭合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。4 . 主令电器主令电器4按钮、行程开关是自动控制系统中发出指令或信号的操纵电器，称为主令电器。 作用：作用：用来切换控制

12、电路，使电路接通或分断。实现对电力拖动系统的控制。 1）按钮）按钮按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器。 它主要控制接触器和继电器，也可作为电路中的电气联锁。常开触头常开触头常闭触头常闭触头按钮帽按钮帽复位弹簧复位弹簧常开(动合)按钮SB常闭(动断)按钮SB电路符号电路符号SB复合按钮工作原理工作原理 4行程开关也称为位置开关位置开关或限位开关限位开关，主要用于将机械位移变为电信号，以实现对机械运动的电气控制。 2）行程开关）行程开关运动部件运动部件当机械的运动部件撞击触杆时，触杆下移使常闭触点断开，常开触点闭合；当运动部件离开后，在复位弹簧的作用下，触杆回复到原来位置，各触点恢复常

13、态。 5. 继电器继电器4继电器是一种根据特定输入信号而动作，接通或断开电路的自动控制电器。4继电器同接触器比较，触发器的主触头可以通过大电流，而继电器的触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中，反映控制信号，既而控制较强电流的主电路。4继电器的种类很多，只介绍热继电器、时间继电器。4电动机在运行过程中，由于长期过载、频繁启动、欠压运行断相等原因都会使流过电动机的电流超过额定电流。热继电器是利用电流的热效应电流的热效应而动作的电器，常采用热继电器进行电动机的过载保护。 1）热继电器）热继电器双金属片双金属片发热元件发热元件复位复位按钮按钮动触头动触头静触头静触头拉杆拉杆结构结构 常闭

14、触点将串联在电动机的控制电路中FR常闭常闭开关开关发热元件将串联在电动机的主电路中FR发热发热元件元件符号符号 工作原理工作原理发热元件接入电机主电路，当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，因双金属片的下层膨胀系数大，使双金属片弯曲，在导板作用下使常闭触点断开。触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开便使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。 4时间继电器是一种时间动作的控制器。在交流电路中常采用空气式时间继电器，是利用空气的阻尼作用空气的阻尼作用达到动作延时的目的 。2）时间继电器）时间继电器按延时方式分：通电延时型、 断电延时型 空气阻尼时间继电器空气阻尼时间继电器) 通电延

15、时继电器通电延时继电器KT线圈线圈通电延时闭合通电延时闭合常开触点常开触点电路符号电路符号示意图示意图常闭触点常闭触点线圈线圈KT电路符号电路符号示意图示意图特点：特点：结构简单、寿命长、价格低廉。延时范围大，且不受电压和频率波动的影响，但是延时误差大，无调节刻度指示难以精确地整定时间，在对延时精度要求较高的场合不宜采用。 目前，半导体时间继电器发展很快，精度高、体积小、调节方便，使用日益广泛。4利用先前介绍的各种电器，可组成各种具有不同功能的控制电路。 4每一个继电接触控制电路包括主电路和控制电路。 主电路主电路中有开关、熔断器、交流接触器的主触头、热电器元件等它们与被控制的电动机串联。 控

16、制电路控制电路包括按钮、交流接触器线圈、热继电器动断触头等。 基本原理基本原理是接通或切断控制电路，使交流接触器电磁线圈通电或断电，主触头闭合或断开，以控制主电路。 4典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控制、正反转控制、行程控制、延时控制等。 KMSB1FRFRFUKMM3 控制控制电路电路主主电电路路先闭合开关Q，接通电源。按按SB1KM线圈线圈得电得电 KM主触头主触头闭合闭合 M运转运转松松SB1KM线圈线圈失电失电 KM主触头主触头恢复恢复 M停转停转M3M3 控制电机在很短时间内工作。QSKMSB1KMSB2FRFRFUKMM3 控制电路控制电路主主电电路路按按SB1 KM线圈线

17、圈得电得电 KM主触头主触头闭合闭合 M运转运转按按SB2 KM线圈线圈失电失电 KM主触头主触头恢复恢复 M停转停转M3M3 KM辅助触头辅助触头闭合闭合 自锁自锁 KM辅助触头辅助触头恢复恢复 失去失去自锁自锁控制电机长时 间连续工作先闭合开关Q 接通电源。QS4电路的保护环节电路的保护环节短路保护：短路保护：熔断器FU起到短路保护作用。过载保护：过载保护：电动机过载时，热继电器的热元件FR温度升高，热元件动作，使其接在控制电路中的常闭触点断开，切断接触器的线圈电路，使其主触头断开，使电动机停机。欠压保护：欠压保护：电源电压过低或停电时，接触器线圈产生的吸力不够，使其主触头断开，使电动机停

18、机。2. 三相异步电动机的正、反转控制电路三相异步电动机的正、反转控制电路KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1注意：注意：若在同一时间里两组触头同时闭合，就会造成电源相间短路。所以，在两个接触器之间必须有防止同时吸合的控制，称为联锁控制。KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM2KM1KM2按按SB1KM1线圈线圈得电得电KM1触头动作触头动作M；按按SB2KM2线圈线圈得电得电KM2触头动作触头动作M；KM1、KM2常闭触头常闭触头：合Q，接通电源按按SB3KM1线圈线圈失电失电KM1触头恢复触头恢复M停转停转；必须先按停

19、必须先按停止按钮止按钮 SB3KM1KM1M3M3 M3KM2SB1SB3FRQSFRFUM3 SB2KM1KM2KM2KM1按按SB1KM1得电得电KM1常开触头闭合常开触头闭合M运转运转误按误按SB2KM2得电得电KM1KM2若去掉若去掉KM1、KM2常闭触头，合常闭触头，合Q，KM2常开触头闭合常开触头闭合 A B C则则电源电源A、C线间线间M3 熔断器熔断器 KM1一定要加一定要加互锁触头互锁触头KM1KM2KM2SB1SB3FRQFRFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1利用复合按钮利用复合按钮SB1、SB2，可以实现：，可以实现：正转正转反转反转直接转换直接转

20、换, 不必再按不必再按SB3。KM1KM2的电气互锁必不可少！工作更可靠！的电气互锁必不可少！工作更可靠！3. 行程控制电路行程控制电路KM2SB1SB3KRQKRFU SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1KM2SQ2SQ2SQ1设设KM1得电得电M正正转转, 工作台工作台左移左移; KM2得电得电M反反转转, 工作台工作台右移右移;M3 工作台工作台SB1KRSB2KM1KM2KM1SQ2按按SB1KM1线圈得电线圈得电KM1触头动作触头动作M正正转转工作工作台左移台左移合合Q 直至压直至压住行程开关住行程开关SQ2：常闭常闭触头触头断开断开 KM1线圈线圈 失电失电, M停转停

21、转;常开常开触头触头闭合闭合 KM2线圈线圈 得电得电, M自行起动反转自行起动反转工作台返回工作台返回右移右移。SQ2SQ1工作台工作台KM2KM1KM2SQ1SB3SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ2当工作台右移至压当工作台右移至压住行程开关住行程开关SQ1：常闭常闭触头触头断开断开 KM2线圈线圈 失电失电, M停转停转;常开常开触头触头闭合闭合 KM1线圈线圈 得电得电, M自行自行 起动正转起动正转工作台返回工作台返回左移左移如此循环可实现工 作台自动往复运动。SQ2SQ1工作台工作台SQ1KM2KM24. 多地点控制线路多地点控制线路KMSB1SB4KRQKRFUM

22、3 SB2KMSB3SB5SB6利用利用SB1、SB2、SB3并联并联，可实现，可实现多地点起动多地点起动；利用利用SB4、SB5、SB6串联串联，可实现，可实现多地点停机多地点停机。甲甲乙乙丙丙5. 延时控制电路延时控制电路SB1SB2KRQKRFU KM1KM2KM1KM2KM1KTKTKTW2U1U2V1V2W1W1V1U1U2V2W2U1U2V1W1V2W2SB1SB2KRQKRFU KM1KM2KM1KM2KM1KTKTKTW2U1U2V1V2W1按按SB1KM1得电得电M以以“Y”形接法降压起动；形接法降压起动；KM2得电得电M以以“ ”形接法正常运转。形接法正常运转。KT得电得电

23、KM1失电失电 “Y” 形接法断开形接法断开 KT常闭触头常闭触头延时打开延时打开KM1常开触头常开触头闭合闭合 KT常开触头常开触头瞬时闭合瞬时闭合6 . 顺序控制电路顺序控制电路SB1SB3QKR1FUKM1 M13 SB2 M23KM2KR2KM1KM2KR1KR2KM1KM1KM2顺序顺序控制控制利用利用KM1常开触头可实现顺序控制常开触头可实现顺序控制功能：功能：M1起动后起动后M2才能起动才能起动。SB1SB3SB2 KM1KM2KR1KR2KM1KM2自锁和自锁和顺序控制顺序控制按按SB1KM1线圈得电线圈得电 KM1各触头动作各触头动作按按SB2KM2线圈才能得电线圈才能得电

24、SB1SB3QKR1FUKM1 M13 SB2 M23KM2KR2KM1KM2KR1KR2KM1KM1KM2SB4KM2利用利用KM1常开触头：常开触头：M1起动后起动后M2才能起动。才能起动。利用利用KM2常开触头：常开触头：M2停车后停车后M1才能停车。才能停车。 直接直接起动控制线路：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。二、鼠笼型三相异步电动机的起动控制线路

25、二、鼠笼型三相异步电动机的起动控制线路自锁自锁：用接触器本身的触点使线圈保持通电的环：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。 降压降压起动控制线路：起动控制线路：（Ist (47)IN） 星星三角三角降压起动控制线路降压起动控制线路220v380v相电压相电压线电压线电压B B图图线电压线电压相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： M3KM1KM3KRKM2SB1SB2KM1KM2KM1KTKTKTKM2KM3KM3KM2vuw

26、QKRFU1FU23 从主回路可知，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）主触点闭合），并且经过一段延时，并且经过一段延时后再接成后再接成三角形（即三角形（即KM3主触点打开，主触点打开，KM2主触主触点闭合）点闭合），则电动机就能实现降压起动，而后再自，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 KM2与与KM3的动断触点是保证接触器的动断触点是保

27、证接触器 KM2与与KM3不会同时通电，以防电源不会同时通电，以防电源 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：SB1SB2uKTKM1KM2KM1KTKTKM2KM2vKM1 星星三角降压起动控制线路三角降压起动控制线路：vuw M3KM1KM2KRKM2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。 定子电路

28、定子电路串电阻串电阻降压起动控制线路降压起动控制线路 a) 图工作过程如下：图工作过程如下：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SB1SB2KM1KM1KRKTKM2KTa)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 M3KRKM2RSB1SB2KTKRKM1KTKM2KM1KM2KM2KM2b) b) 图工作过程如下：图工作过程如下：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：

29、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。uvwKM2KM1KRM（c）KM2KM1KM2KM1KM1KM2SB3SB2SB1（a）KM2SB3KM2KM1KM1SB2SB1KRSB1SB2KM2KM1KRKM2KM1SB3KM1KM2（b）KR二、电动机的正、反转控制线路二

30、、电动机的正、反转控制线路 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

31、回路短路。因此这种控制线路是不 能采用的。能采用的。互锁互锁环节环节：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。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

32、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。图（图（c）分析：）分析：可不停机换向。可不停机换向。同理：按下同理：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：按下使用双连按钮：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

33、联锁：接触器辅助触点之间相互制约，组成顺序：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。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SB1SB2SB3ST4ST2ST3ST1KM2KM1KRKM1KM2SB2KM1KM2SB3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 KM

34、2 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。 SB1为停车按钮。为停车按钮。 行程开关行程开关ST3和和ST4起起限位限位保护作用。当由于某保护作用。当由于某 种故障，工作台到达种故障，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S

35、T3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

36、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 ）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

37、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） 反接制动时，旋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。故用于部件有害，能量消耗较大。故用于不太不太经常起制动经常起制动的设备，如铣床、键床、中的设备，如铣床、

38、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： 电动机的能耗制动：电动机的能耗制动：wuvKM1FU3M3KRRPKM2uKM2vTSB1SB2KM1KM2KM1KM2KM1KR（a）SB1SB2KM2KM1KRKM2KTKM1KTKM1KM2（b）NSnFINSnF ISNnFISNnFI右手定则右手定则：闭合导体切割磁力线时会产生电：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。左手定则左手定则：带电导体在磁场中运动时会受到：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。

39、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）：）：手动手动控制的简单能耗制动线路，停车时控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）：实现自动自动控制，简化操作控制，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。 能

40、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。故适用于要求要求制动准确、平稳制动准确、平稳的场合，如磨床、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：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

41、冲击五、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、低速切换时必须特点：高、低速切换时必须先停机，后转化先停机，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，不必特点：高、低速可直接进行切换，不必先停机先停机。 用开关用开关S转换高、低速控制转换高、低速控制：当开关：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

42、关S打到高速时：电打到高速时：电 动机先接通低速，动机先接通低速，延时后自动切换到高速。延时后自动切换到高速。低 速高 速开关开关S实现高、低速控制实现高、低速控制高 速低 速复合按钮实现高、低速控制复合按钮实现高、低速控制高速高速低 速低 速开关开关S转换高、低速控制转换高、低速控制SB1SB2KMSB3KMSB1SB2KKSB3KKM（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 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：

43、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：几个多地起停：几个常开常开按钮按钮并联并联，常闭常闭按钮按钮串联串联。特点：特点：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。图图几个几个常开常开按钮按钮串联串联：为保护操作安全，要求几：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。SB1SB2SB3SB6SB4SB5KM2KM1KM2图图SB1SB2SB3

44、SB4SB5SB6SB7SB8KM2KM2KM1图图vwuQFUKM2KRM1M2KM1SB1SB3SB2KM1（a）KM2KM1SB4KM1KM2KRKRKM2KM1KM1（b）KM2SB4SB2KM1SB3SB1 电动机的连锁电动机的连锁 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

45、分别压下行程开关 ST1和和ST3。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;当动力头当动力头,都退回原位

46、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。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

47、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快进快进工进工进快退快退纵进纵进横进横进ST1ST2O M31KV2KV KM KR A B C FU SB1 SB2 KMKR 1KV2KV缺相与过载双重保护如下图缺相与过载双重保护如下图： M3KMFU1QKMKMKRSB1SB2FU2KRvuwSB33SBSL1SL2SL3KVNKVNKM2KM1HL(左边左边)(右边右边)(中间中间) 当电路中装当电路中装有主令电器有主令电器：如主令控制器：如主令控制器SLSL或转换开或转换开 关时，必须加专用的零压保护措施，如下图：关

48、时，必须加专用的零压保护措施，如下图：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 其触点断开其触点断开 断开断开1KM或

49、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 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，只有重新手动将均不能接通，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 电路中流过一定大小的电

50、流时，电路中流过一定大小的电流时，KAVKAV才会闭合，才会闭合， KM KM方可闭合，电机启动。方可闭合，电机启动。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SKK MK T 1KK T 2K T 1K T 2S BK 例例2. 分析分析下图下图的工作原理，并说明继电器的

51、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。S 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S S断开时，其有点动作用；

52、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。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 m1 正转正转 KM3 ON

53、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）uvwFUKM 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）SB2ST1KM2ST3KM2KM1KM2KM3ST2KM1ST4ST3SB1KM1KM2KM1KR1KR2压下压下ST1K

54、M2，KM3 OFF，m1,m2同时停同时停机，工作循环结束机，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。S B1 S B3 S B2 S B2 K M3 K M1 K M1 K M2 K M3 K M2

55、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。2SB12SB31SB11SB22SB2STKMKRKM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）能实现单方向的行程保护；）能实现单方向的行程保护

56、； （4 4）要有短路和过载保护。）要有短路和过载保护。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有点动控制；有点动控制； （4 4）两台电机

57、均有短路、过载保护）两台电机均有短路、过载保护。例例8 8：为两台异步电动机设计一个控制回路，为两台异步电动机设计一个控制回路，要求：要求：两台电机互不影响，独立起停。两台电机互不影响，独立起停。可以同时控制两台电机的起停。可以同时控制两台电机的起停。当一台电机发生过载时，两台电机同时停车。当一台电机发生过载时，两台电机同时停车。例例9 9：设计一台电动机的控制线路，要求：设计一台电动机的控制线路，要求： a)a)实现电动机的正反转；实现电动机的正反转； b)b) 停止时能够实现手动能耗制动；停止时能够实现手动能耗制动； c)c) 正转可实现点动控制；正转可实现点动控制； d)d)具有短路与过

58、载保护。具有短路与过载保护。 SB3SB1SB6SB2SB4 KM2 KM1SB2SB5KM2KM1KR1KR2FUFU例例8 8解答解答P P2323练习题练习题1-71-7 试设计一个工作台前进试设计一个工作台前进退回控制线路。工退回控制线路。工 作台由电动机作台由电动机M带动，行程开关带动，行程开关ST1、ST2分别分别 装在工作台的原位和终点。要求具有以下功能：装在工作台的原位和终点。要求具有以下功能： 前进前进后退停止到原位。后退停止到原位。 工作台到达终点后停一下在后退。工作台到达终点后停一下在后退。 工作台在前进中能立即后退到原位。工作台在前进中能立即后退到原位。 有终端保护。有

59、终端保护。SB1SB2SB3KM1SB2ST1ST4ST2ST3KM1KM2KM1KM2KTKM2ST2KT P P2323练习题练习题1-51-5 试设计某机床主轴电动机的电气控制线试设计某机床主轴电动机的电气控制线 路，要求：路，要求： 可正向点动，两处起停；可正向点动，两处起停； 可正、反转；可正、反转； 正反转停止时均可反接制动；正反转停止时均可反接制动； 应有短路、过载和零压保护；应有短路、过载和零压保护； 有安全工作照明灯及电源指示灯。有安全工作照明灯及电源指示灯。P25练习题练习题1-9：试设计深孔钻三次进给的控制线路。下图为其工作示试设计深孔钻三次进给的控制线路。下图为其工作示

60、意图。意图。STST1 1, ST, ST2 2, ST, ST3 3, ST, ST4 4为行程开关，为行程开关，YAYA为电磁阀。为电磁阀。 ST2 电磁阀电磁阀YAYA吸合时钻头吸合时钻头前进，电磁前进，电磁阀阀YAYA分离时分离时钻头退回。钻头退回。本节作业：本节作业：第三版：第三版：P23：1-6，P25：1-8，1-10，1-11第四版：第四版：P23：1-4，1-6，P24：1-7，补充题补充题补充练习题补充练习题 试设计一个工作台前进试设计一个工作台前进退回控制线路。工退回控制线路。工 作台由电动机作台由电动机M带动，行程开关带动，行程开关ST1、ST2分别分别 装在工作台的原