机电传动02(1章)

1、第一章第一章 机床控制线路的基本环节机床控制线路的基本环节如何表示设计思想电气原理图电气安装图，电气互连图机床传动系统特点1、原动机大多是三相异步电动机（鼠笼式、绕组式）。2、电气控制主要是启动、运转（正反转、变速）、停止。3、辅助部分有电气保护环节。4、部分机床有液压、电磁铁、电磁离合等控制。继电器继电器接触器方式仍得到广泛应用接触器方式仍得到广泛应用控制对象：电动机，电磁元件。传统控制方法：继电器、接触器、及按钮开关组成断续控制方式。现代控制的方向：无触点，弱电化，微机和PLC控制连续控制方式。继电器继电器接触器方式广泛应用的原因接触器方式广泛应用的原因：简单机床中技术成熟，维修方便，价格

2、低廉。实际上与微机控制相结合。11 电气原理图的画法及阅读方法电气原理图的画法及阅读方法电气设备图样有三类。统一符号的目的：*便于分析系统工作原理。*便于电气设备的安装、调试和维修。现行国家标准：GB/T 5465电气简图用图形符号，GB/T 4728电气设备常用基本图形符号，GB/T 6988电气技术用文件的编制。一、电气原理图一、电气原理图电气原理图：用图形符号和文字符号绘制各种电气元件连接关系的线路图，用以描述全部或部分电气设备的工作原理，按工作电流大小分类：主电路：用以完成主要功能的电气线路，如电动机、启动电器。相连的接触器等，用粗线表示。辅助电路：用以完成辅助功能的电气线路，如控制电

3、路、保护电路、信号电路。相连的接触器、继电器等，用细线表示。绘制电气原理图一般原则（绘制电气原理图一般原则（6点）点）1）为了便于读图和原理表达清晰，同一电器各部分可以不画在一起。如接触器的线圈和触点，但要同一文字符号标出。（原理图也称展开图）2）图中所有电器的状态都是吸引线圈未通电状态。二进制逻辑元件为“0”，机械手柄状态为“0”，机械设备均为原始位置，无外力作用时的状态。（有指明的另论）3）原理图应指明各个电气电路的电压值、极性、频率和相数。某些元器件（电阻、电容）特性。常用电器（如位置传感器、手动触点）的操作方式和功能。绘制电气原理图一般原则（绘制电气原理图一般原则（6点）点）4）主电路

4、的电源电路绘成水平线，受电的动力装置及其保护电路一般应垂直于电源电路示出。（实际中绘制方向较灵活）5）辅助电路（控制和信号电路）应垂直地绘于两条或几条水平电源线之间。耗能元件画地线侧。控制触点、信号灯和报警元件画供电线一侧。6）原理图应分若干区，在原理图上方指明该区电路的用途和作用。在接触器、继电器下放列触点表，表示线圈和触点从属关系。左栏中栏右栏主触点所在图区号辅助常开触点所在图区号 点所在图区号辅助常闭触接触器继电器常开触点中栏所在图区号右栏常闭触点所在图区号CW6132车床电气原理图二、电气安装图二、电气安装图电气位置图：电器设备的详细位置，要留10%的备用面积。注明代号，尺寸可不注。电

5、气互连图：表明电器设备各单元之间的连接关系。是电气施工的技术文件。基本原则：1、同一电器各部件画在一起，其布置尽可能符合实际情况。2、电器的图形符号、文字符号和回路标记严格与电气原理图一致。3、不同控制箱和配电屏之间必须由接线端子板连接，互连图用线束表示。应指明导线规格（数量、线径等）。一般不指明走线实际途径，由施工人员按最佳路线布置。4、控制装置与外部连接及有关接线在图中应表示清楚。标明电源引入点。（注意：图中往往会出现旧的和国外的画法，要修正和替代。）CW6132车床电气位置图，电气互连图 表示各电气设备之间实际接线情况。绘制时应把各电器元件的各个部分画在一起；文字符号、元件连接顺序、线路

6、号码编制都必须与电气原理图一致。三、电气设备接线图三、电气设备接线图三相异步电动机在启动时启动转矩 并不大，但转子绕组中的电流I很大，通常可达额定电流的47倍，从而使得定子绕组中的电流相应增大为额定电流的47倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。 （1）启动电流过大使电压损失过大，启动转矩不够使电动机根本无法启动。 （2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作、跳闸。 （4）使电网电压产生波动，进而形成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。 因此，电动机启动时，在保证一定大小的启动转矩的前提下，还要求限制启动电流在允许的范围内。 12 笼型电动

7、机的启动控制线路12 笼型电动机的启动控制线路一、直接启动控制线路(全压启动) 要求启动电压降不超过额定电压1015%经验判定如下：IS/IN3/4+电源总容量/（4*电动机容量）（1）开关控制（2）按钮接触器控制BBQA1QA0U V WSF2QA1SF1BBFAQA1M3（3）长动和点动控制 自锁自锁二、降压启动控制线路二、降压启动控制线路降压启动方式是指在启动过程中降低其定子绕组端的外施电压，启动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。这种方法虽然能达到降低启动电流的目的，但启动转矩也减小很多，故此法一般只适用于电动机的空载或轻载启动，具体方法包括： 二、降压启动控制线路二、降压启动

8、控制线路 1、自偶变压器降压启动控制线路KM1KASB2KM3SB1FRKM2KM1KM2KASB3KAKM1KM3KM3二、降压启动控制线路二、降压启动控制线路 启动时，KM3和KM1接通，为Y接法，U1电源线电压，Z每相绕组等效阻抗。 启动完毕，KM1断开，KM2接通，为接法，进入正常运转。 Y接法的电流是接法的电流是接法的接法的1/3 Y接法的启动转矩是接法的启动转矩是接法的接法的1/3 特点：体积小，重量轻，价格低，易维修，电流小。缺点；启动转矩小，启动电压不可调。 Y- 启动三相异步电动机（专用），额定电压380V（电源线电压）。正常运转为接法。3/3/2121UUTSYZUISY3

9、1ZUIS1321UTSKM3KM2KM1ABCZYX星三角降压启动控制线路（KF时间继电器）KM1SB2SB1uKM1vKTKM2KTFRFRKTKM2vKM1uSB1SB2KM1KM2KM2KTKM2KFQA2QA1QA1SF1SF2BBQA2QA2QA22、定子串电阻或电抗器降压启动 三相笼形异步电动机启动时，在电动机定子电路串入电阻或电抗器，使加到电动机定子绕组端电压降低，减少了电动机上的启动电流。KFBBQA2QA0FAQA1FAQA0QA2BBQA2we电动机正反转控制线路 对三相异步电动机来说，只要把电动机定子三相绕组任意两相调换一下接到电源上去，电动机定子相序即可改变，从而电动

10、机就可改变方向了。2、行程开关、行程开关控制线路控制线路限位通断电气控制线路a）到位自动断路。b）到位自动通路。BG1: 行程开关KF1：控制电机继电器（小电流）KF1KF1SF1BG1L1L2a)KF1KF1BG1L1L2b)SF21、正反转运动控制、正反转运动控制QA1SF2QA1QA2FABBQA1QA2QA1QA2QA1SF1SF2SF3QA2SF2SF1BBBBQA1QA2SF3QA2QA1QA1QA21-4 电动机制动控制线路 许多机床都要求能迅速停车和准确定位。 制动停车的方式有两大类：机械制动和电气制动。 机械制动采用机械抱闸或液压装置制动； 电气制动是使电动机产生一个与原来转

11、子的转动方向相反的制动转矩。 机床中经常使用的电气制动是能耗制动和反接制动。1、能耗制动控制线路、能耗制动控制线路切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，在转速为零时在切除直流切除三相电源的同时，把定子绕组接通直流电源，在转速为零时在切除直流电源。电源。特点：能耗小，制动准确；缺点：制动强度弱，要直流电源。适用要求平稳特点：能耗小，制动准确；缺点：制动强度弱，要直流电源。适用要求平稳准确的生产机械，如龙门刨床进刀系统。准确的生产机械，如龙门刨床进刀系统。BBQA1QA0U V WSF2QA1SF1BBQA1M3QA2QA1QA2KFQA2KFKFQA2RQA2TATBBBQA1QA0U V

12、 WM3QA2RQA2TATBBSSF2QA1SF1BBQA1QA2QA1QA2n以速度为原则的能耗制动2、反接制动控制线路、反接制动控制线路反接制动实质上是改变电动机定子绕组中的反接制动实质上是改变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反的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，起到制动作用。转矩，起到制动作用。优点：制动效果明显；优点：制动效果明显；缺点：制动过程中有冲击，能耗大。缺点：制动过程中有冲击，能耗大。KM 2KM 1KM 1KM 2KM 1SB1SB2FRL1L2nKM 2KM 1KM 1KM 2KM 1SB1SB2FRL1L2nKM 2SR1SR11-5 双

13、速电动机高低速控制线路 双速电机是由改变定子绕组的磁极对数来改变其转速的。 如图中若将D1、D2、D3接电源， D4、D5、D6端悬空，则绕组为三角形接法，每相绕组中有两个线圈串联，成四个极，电机为低速，名义转速为750r/min； 若D1、D2、D3短接，而D4、 D5、D6接电源，则绕组为双星形，每相绕组中有两个线圈并联，成两个极，电机为高速，名义转速为1500r/min。1-6 电液控制 液压系统和电气控制线路相结合的电液控制系统在组合机床、生产流水线、自动化设备、数控机床等的应用非常广泛。 液压系统中主要的被控元件有电磁阀、电机等，行程开关、压力继电器、各类传感器、 按钮等是输入元件。

14、1、液压动力头控制线路、液压动力头控制线路机床动力头完成进给运动、道具切削运动的动力部件。工作过程：快进、机床动力头完成进给运动、道具切削运动的动力部件。工作过程：快进、工进、快退、原位停止等。工进、快退、原位停止等。K11YASSB1SB1SB2ST1K3K1K3K1K2K2ST33YAK2K32YAST4ST1K3K3(+)(-)2YA3YA前进MSB1 快进ST3工进 ST4ST1快退1YAST1ST3ST4SF1BG1具有“延时停留”的控制线路。在ST3处停留后，自动快退，停留时间由时间继电器KT调整。(-)(+)K3K3ST1ST42YAK3K23YAST3K2K2K1K3K1K3S

15、T1SB2SB1SB1S1YAK1KTKTSF1SF1BG1KF1KF1KF1KF3KF3KF2BG3KF2BG4KF2KF4KF4KF3BG1SF2KF3KF32、半自动车床刀架纵进、横、半自动车床刀架纵进、横进、快退电液控制线路进、快退电液控制线路1YA纵 向M刀 架ST2ST1横 向YG1YG22YA横 进纵 进后 退M3KM1KM2KM1SB1KM1SB2SB2K1SB4KTK1K22YA1YAK3KTK2K1KM2ST1K3K3ST2KM1FR1FR2泵启动主轴启动刀架纵移刀架横移延时进刀刀架退回纵电磁阀横电磁阀主电动机 液压泵电动机Qwvu3MFU2FU11-7 控制线路的其他基本

16、环节控制线路的其他基本环节一、点动控制一、点动控制长动：机床在正常加工时需要连续不断的工作。长动：机床在正常加工时需要连续不断的工作。点动：按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动点动：按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即停止工作。机即停止工作。1、利用按钮实现点动、利用按钮实现点动按下按钮按下按钮SF3实现点动；实现点动；按下按钮按下按钮SF2实现长动，实现长动，SF1为断开按钮。为断开按钮。vQA1SF3QA1u uSF1SF22、利用中间继电器实现点动、利用中间继电器实现点动按钮按钮SF2控制中间继电器控制中间继电器KF1的常开触点，使电动机点动。的常开触点，使电动机点动

17、。按钮按钮SF2放开时，按下放开时，按下SF3电电动机长动。动机长动。vKA1SB2SB1u uSB1SB2SB3KM1KM1KA1KA1KF1QA1KF1QA1KF1SF2SF1SF3二、联锁和互锁二、联锁和互锁1、联锁：用于几个电动机按一定顺序动作。、联锁：用于几个电动机按一定顺序动作。如下图中，主轴电机必须在液压泵电机启动后才能工作。如下图中，主轴电机必须在液压泵电机启动后才能工作。uSB1SB3KM1vSB2SB4KRKM2 KM1KM2 KM2 KM1KM2 KRSB4SB2vKM1SB3SB1u uSB1KM1(a)(b)KM1KM23MFU1M3u v wQKR主轴电机 油泵电机

18、SB1uSF1SF3SF4SF2SF1SF3QA1SF4SF2QA1QA2QA2QA2QA1QA1QA1QA2QA1QA2BBBBFA1SB2SB1u uSB1SB2vKM2KM1KM2KM1SB3KM1KM2电机正转电机反转2、互锁、互锁触点之间的互相否定作用。如电动机正反转控制，正转触点之间的互相否定作用。如电动机正反转控制，正转时不能反转，反转时不能正转。时不能反转，反转时不能正转。QA1QA2QA1QA2SF1SF2QA1QA2SF3三、多点控制三、多点控制为操作方便，有些设备要求能在多个点进行控制。为操作方便，有些设备要求能在多个点进行控制。在三个地点均可启在三个地点均可启动或停止电

19、机。动或停止电机。为保证安全，必须为保证安全，必须在三个点的启动按在三个点的启动按钮全部按下时，设钮全部按下时，设备才能运作。备才能运作。SF2SF1SF4SF3SF4SF5SF6SF1QA1SB1SB1SB4SB5SB6KM1SB2SB3KM1KM1SB3SB2SB4SB1SB1SB5SB6KM1SF2SF3QA1SF5SF6QA1QA1SF4SF1QA1SF6SF5SF4SF3SF2SF1四、工作循环自动控制四、工作循环自动控制1、正反转自动循环控制、正反转自动循环控制KM2KM1FRST2SB3ST4KM2SB3SB2KM1ST3ST1KM2KM1SB2SB1uvSF1SF2SF3BG2BG4KF2KF2KF1BG1BG3KF1KF1SF3SF2KF2BB工 作 台ST1 ST3ST2ST4MBG4 BG2BG1 BG3Qwvu3M1M23KM1KM2KM3KM4KM3ST2KM1uSB1SB2KM1ST4KM4KM2KM1ST1KM3KM3KM4ST3KM2KM4M1ST2ST1动力头11332动力头2ST3ST4M22、动力头自动循环控制、动力头自动循环控制二个电机二个电机M1和和M2分别控制二个动力头，完成某一循分别控制二个动力头，完成某一循环动作过程。环动作过程。1-8 电动机的保护电动机的保护常用的保护环节有过载保护、短路电流保护、零电常用的保护环节有过载