第一章继电接触控制系统

第一章继电器-接触器控制系统第一节

机床常用电器及选择

第二节机床电气图第三节机床控制电路的基本环节第四节典型机床电气控制线路分析第五节机床电气控制线路故障检查与维修第六节交流异步电动机软起动器简介本章主要内容及重、难点分析一、主要内容1.常用低压电器2.继电器接触器控制电路的基本环节3.典型机床控制线路的分析、机床电器控制线路的故障检查与维修方法应用实例

4.在技能训练部分提供了两个技能训练项目。二、重、难点本章要求对继电器—接触器控制系统在理论上会分析电气原理图，在技能上能够熟练的进行电气线路的安装、接线以及对实际电气设备做到思路清晰的维护。返回本章首页第一节机床常用电器及选择

一、开关电器

二、主令电器三、熔断器四、交流接触器五、继电器

返回本章首页一、开关电器

1.刀开关

作用:用于接通断开长期工作设备的电源结构:操作手柄、刀片、触头座和底板分类：单极、双极和三极刀开关图形和文字符号如图返回本节负荷开关常用来控制小容量异步电动机不频繁起停选用：依据电源种类、电压等级、电机容量、所需极数及使用场合安装：手柄向上，不得倒装或平装；接线时注意电源线在上端，负载线在下端。2、组合开关（1）

用途：用作电源引入，也可起停5KW以下的不频繁起停的异步电机。（2）

分类：单极、双极和多极（3）结构及符号：如图所示（4）选用：依据电源种类，电压等级、所需触头数及电动机容量返回本节3、低压断路器（1）功能

：不频繁通断电路，过载、断路失压保护（2）结构及图形符号返回本章首页（3）

选用型号机床上常用DZ10、DZ20、DZ50系列，选用时其额定电压和额定电流不小于电路正常工作的电压电流。热脱扣的整定电流与所控制的电机的额定电流或负载额定电流一致。二、主令电器1、按钮（1）用途：用于短时断开小电流控制电路（2）结构和图形符号（3）常见种类指示灯式，急停蘑菇形按钮，旋钮式按钮，一般红色为停止按钮，绿色为启动按钮，使用时一举触头数，使用场合及颜色来选用2、行程开关（1）用于位置控制和限位保护（2）结构和图形符号（3）种类按钮式和滑轮式。一般有一常开一常闭，并有自动复位和不能自动复位两种3、接近开关为无触点开关。（1）分类：高频震荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型（2）优点：工作稳定可靠，使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高、动作迅速。（3）LJ2系列晶体管接近开关电路原理图（4）图形及文字符号4、万能转换开关是一种多档式控制多回路的主令电器。结构：参看实际的凸轮控制器。示意图三、熔断器1、功能在电路发生短路或严重过载时，其熔体自动迅速熔断，从而切断电路，保护导线和电气设备不致损坏。2、结构熔体（保险丝）、熔管（熔座）3、类型及常用产品瓷插式、螺旋式、密封管式常用熔断器技术性能指标见书表1-14、图形及文字符号5、选用类型、额定电压、额定电流、及熔体的额度电流熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流，熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压。熔体额定电流的选择方法：（1）照明类无冲击电流的负载（2）电机类负载（3）多台电机四、交流接触器（1）功能：频繁接通和断开带有负载的主电路（2）分类交、直流（3）交流接触器的结构：接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置及辅助部件等组成。（实物讲解）（4）图形及文字符号（5）选用依据：主触头的额定电压、额定电流、辅助触点的的数量与种类、线圈的电压等级、操作频率接触器的额定电流即主触点的额定电流应大于或等于背控电路的额定电流，线圈的额定电压从安全角度应选低一些，如127V，当控制电路简单，所用电器不多时为节省变压器可选380V五、继电器1、电流继电器其线圈串接在电路中反映电路电流的变化，分欠电流继电器和过电流继电器。欠电流继电器的吸引电流为线圈额定电流的30%~65%释放电流为额定电流的10%~20%；过电流继电器当电流超过某一整定值时动作，整定范围为在1.1~4倍的额定电流。继电器是一种根据某种输入信号的继电器是一种根据某种输入信号的变化，实现控制目的的电器。继电器的输入信号可以是电流、电压信号，也可是速度、温度时间、压力等信号，输出通常是触电动作。（一）电磁式继电器2、电压继电器其线圈并联在电路中，分过电压继电器、欠电压继电器和零压继电器。过电压继电器在额定电压的110%~115%以上动作，；欠压继电器在额定电压的40%~70%时有保护动作；零压继电器当电压降至额定电压的5%~25%时有保护动作。3.中间继电器用途：当其他电器触点容量、触头数不够时，借助中间继电器扩大它们的触点和容量，起中间转换的作用。选用：被控电路的电压等级，触头数量、种类及容量电磁式继电器的符号：（二）时间继电器分类：电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式。1.空气阻尼式分类：通电延时、断电延时结构：电磁系统、延时机构、工作触头特点：结构简单、寿命长、价格低，附有瞬时触点；缺点：延时误差大，准确度低。2.晶体管式时间继电器特点：延时范围广、体积小、精度高、调节方便、寿命长3、时间继电器符号：

（三）热继电器1.用途：电动机过载保护、断相保护、其他电器设备发热状态的控制。2.结构：热元件、双金属片和触头3.选用:依据电动机额定电流确定热继电器型号及热元件的额定电流等级。4.符号：（四）速度继电器1.用途笼型电机反接制动2.结构转子、定子、触头3.选用JY1型和JFZ0型一般动作转速120r/min，触点复位转速100r/min4.符号（五）固态继电器SSR1.特点无触点继电器，可靠性高、开关速度快、工作频率高、寿命长、输入控制电流小、与集成电路有较好兼容性2.结构具有两个输入端和两个输出端，输入输出端采用光耦隔离。3.分类直流型，交流型4.控制原理图一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号二、电气原理图三、电气元件布置图四、电气安装接线图第二节机床电气原理图的画法规则电气控制系统图有三类：电气原理图、电器元件布置图、和电气安装接线图一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号新国标见附录一二、电气原理图1.绘制电气原理图的基本原则1）原理图一般分主电路和辅助电路，一般主电路用粗实线表示，画在左边，辅助电路用细实线表示，画在右边2）各电器元件不画实际外形图，属于同一电器的线圈和触点要用同一文字符号表示，当用相同类型电器，可在文字符号后加数字区分3）在原理图中，各电器元件导电部件位置，绘在他们完成作用的地方，同一电器元件各部件可以不画在一起。4）原理图中所有电器的触点，都按没通电或没受外力作用时的开闭状态画出。5）在画原理图中，有直接电联系的交叉点用黑圆点表示，无直接电联系的交叉点，不能画黑远点。6）在画原理图中，无论主电路还是辅助电路。各电器元件一般都应按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。2.画图区域的划分画图时，竖边从上到下用拉丁字母，横边从左到右用用阿拉伯数字分别编号，分区代号用该区域的字母和数字表示。

3.符号位置索引在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触器的线圈的文字符号下方要标注其触点位置的索引；而在触点文字符号下方要标注其线圈位置索引4.电气原理图中技术数据的标注电气元件的技术数据，除在电气元件明细表中标明外，有时也可用小号字体注在其图形符号的旁边。三、电气元件布置图

1.功能布局电气元件布置图主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置，为机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料，各电气元件的安装位置是由机床的结构和工作要求决定的，如电动机要和被拖动的机械部件在一起，行程开关放在取得信号的地方，操作元件放在操纵台及悬挂操纵箱等操作方便的地方，一般电器元件应放在控制柜内。

2.构成：机床电气设备布置图、控制柜及控制板电气设备布置图、操作台及悬挂操纵箱电气设备布置图组成。四、电气安装接线图电气安装接线图是为了安装电气设备和电气元件是进行配线或检查维修电气控制线路故障服务的，在图中要表示出各电气设备之间的实际接线情况，并标注出外部接线所需的数据。在接线图中各电器元件的文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电气原理图一致。第三节机床控制电路的基本环节一、三相异步电动机的起动控制电路二、三相异步电动机的运行控制线路三、三相异步电动机的制动控制线路四、电动机控制的保护环节五、电液控制一、三相异步电动机的起动控制电路（一）全电压直接启动控制线路1.单向全电压起动控制应用：电动机容量在10KW以下采用。例如，冷却泵、小型台钻、砂轮机等2.线路及分析1.电路组成具有自锁和过载保护功能的单向运转控制线路。主电路由电源隔离开关QS、熔断器FU1、接触器KM的主触头、热继电器FR的发热元件、电动机M组成。控制电路由熔断器FU2、接触器KM的常开辅助触头和线圈、停止按钮SB1、起动按钮SB2、热继电器FR的常闭触头组成。短路保护：由熔断器FU现实。过载保护：由热继电器FR实现。

2.工作过程(1)启动

KM自锁触头闭合；合上QS,按下SB

KM线圈得电

KM主触头闭合电动机M通电启动运行。(2)停止

KM自锁触头断开按下SB1

KM线圈断电主电路断电,电动机M停转。

KM主触头断开2.点动控制所谓电动，按下启动按钮时电机转动工作，手松开时电机停止运转。多见于机床刀架、横梁立柱等快速移动和机床对刀等场合。线路：3.多点控制大型机床为操作方便，要求两个或两个以上地点都能操作。线路图及分析：A）图各地各安装一套按钮，b）多人操作大型冲压设备，要求几个人同时发出主令信号，设备才能压下。较大容量（大于10KW）的笼型电机采用1.星——三角减压启动控制线路（1）应用场合：正常运行时定子绕组接成三角的电机都可采用，起动时定子首先接成星形，启动电压为额定电压的启动电流为为直接启动电流的三分之一。（二）减压启动控制线路（2）线路的工作原理如下：先合上电源开关QS。

线路工作过程：1．启动

KM1自锁触头闭合;合上QS,按下SB2→KM1线圈得电KMY线圈得电，主触头闭合电动机M星形启动;

KM1主触头闭合

KMY线圈断电;

KT线圈得电延时

KMΔ线圈得电

KM1线圈仍得电M接成三角形运行。2.停止按下SB1KM1、KMΔ线圈断电释放M断电停止.2.自耦变压器减压启动控制线路（1）适用场合对于容量较大的正常运行时定子绕组结成星形的笼型异步电动机，可采用自耦变压器减压启动。（2）线路图线路工作过程：1．启动合上电源开关QS.

KM1线圈得电

KM1主触头和辅助触头闭合

M定子串自耦变压器降压启动；

按下SB2KT延时断开的常闭触头断开KM1线圈断电切除自耦变压器；

KT线圈得电延时

KT延时闭合常开触头闭合KM2线圈得电KM2主触头闭合M加全电压运行。2．停止按下SB1KT和KM2线圈断电释放M断电停止。特点:在获取同样启动转矩情况下，从电网获取电流相对电阻降压启动要小得多，对电网冲击小，功率损耗小。但自耦变压器价格高，主要用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机启动.二、三相异步电动机的运行控制线路（一）电动机的正反转控制线路生产实际过程中，要求电动机实现正反转，可以用两个接触器实现，但这两个接触器不可同时工作，否则会造成电源短路，这就要求两个接触器实现互锁。1.电动机“正—停—反”控制线路2.电动机“正—反——停”控制线路合上电源开关QS。1.正转SQ1、SQ2:分别为工作台后退、前进限位开关.SQ3、SQ4:分别为工作台后退、前进终端保护限位开关，防止SQ1、SQ2失灵时工作台从床身上冲出。行程控制:利用行程开关，根据生产机械运动位置变化所进行的控制.线路工作过程按下正转按钮SB1→KM1线圈得电KM1自锁触头闭合

KM1主触头闭合→电动机M正转。

2．反转按下反转按钮SB2KM2线圈得电KM2自锁触头闭合；

KM2主触头闭合电动机M反转。3．停止按下SBKM1（KM2）线圈断电，主触点释放M断电停止。联锁或互锁:两个接触器各自把常闭触点串接在对方线圈的供电线路上，使得任何情况下不会出现两个线圈同时得电。这种互相制约的联接关系称为联锁或互锁。如图2-13（b）中KM1的常闭辅助触头与反转接触器KM2的线圈串联；KM2的常闭辅助触头与正转接触器KM1的线圈串联。利用复合按钮组成“正—反—停”或“反—正—停”的互锁控制:见图2-13（c)。（二）电动机的正反转自动循环控制线路1.应用机床工作台的往返循环由电动机驱动，当运动到达一定的行程时，利用挡块压行程开关来实现电动机的正反转。2.控制线路合上电源开关QS。按下SB2KM1线圈得电并自锁

KM1主触点闭合

M正转，拖动工作台前进

工作台前进到预定位置，挡块压动SQ2SQ2常闭触点断开

KM1断电

M断电，工作台停止前进；

SQ2常开触点闭合

KM2得电并自锁

M改变电源相序而反转，工作台后退

工作台退到设定位置，挡块压动SQ1SQ1常闭触点断开

KM2断电,

M停止后退；

SQ1常开触点闭合

,KM1得电

,M又正转，工作台又前进。如此往复循环，直至按下停止按钮SB1KM1（或KM2）断电

M停止转动。SQ1、SQ2:分别为工作台后退、前进限位开关.SQ3、SQ4:分别为工作台后退、前进终端保护限位开关，防止SQ1、SQ2失灵时工作台从床身上冲出。行程控制:利用行程开关，根据生产机械运动位置变化所进行的控制.（三）双速电动机的高低速控制线路1.应用利用双速电动机能简化齿轮传动的变速箱，在车床、磨床、镗床等机床中应用广泛。变极调速控制1.双速异步电动机定子绕组的联接

（a）:出线端U1、V1、W1接电源，U2、V2、W2端子悬空，绕组为三角形接法，每相绕组两个线圈串联，成四个极，磁极对数P＝2，其同步转速n＝1500r／min，电动机为低速.（b）:出线端U1、V1、W1短接，而U2、V2、W2接电源，绕组为双星形联接，每相绕组两个线圈并联，成两个极，磁极对数P＝1，同步转速n＝3000r/min，电动机为高速。2.用按钮控制的双速电动机高、低速控制线路电路组成:

SB2为低速启动按钮，SB3为高速启动按钮。主电路中，电动机绕组接成三角形，从三个顶角处引出U1、V1、W1，与KM1主触头联接；在三相绕组各自的中间抽头引出U2、V2、W2，与KM2的主触头联接；在U1、V1、W1三者之间又与KM3主触头联接.线路工作过程:(1)低速运转(2)高速运转四、两台电动机行程控制线路1.用途利用两个行程开关实现动力头的往复运行。2.动作顺序首先动力头1由位置a移动到位置b停下；然后动力头2由由位置c移动到位置d停住；接着动力头1和2同时退回原位停止。3.控制线路三、三相异步电动机的制动控制线路（一）能耗制动控制线路1.基本做法在电动机按停止按钮切除三相电源的同时，定子绕组接通直流电源，产生静止磁场，利用转子感应电电流与静止磁场的作用产生制动转矩。返回本章首页方法:停车时，在切除三相交流电源的同时，将一直流电源接入电动机定子绕组的任意两相，以获得大小和方向不变的恒定磁场，从而产生一个与电动机原转矩方向相反的电磁转矩以实现制动。当电动机转速下降到零时，再切除直流电源.（1）按时间原则控制的单向能耗制动控制线路

整流装置:由变压器和整流元件组成，提供制动用直流电。KM2:制动用接触器.KT:时间继电器，控制制动时间的长短。线路工作过程：①

启动

KM1常闭辅助触头断开；合上QS,按下SB1→KM1线圈得电并自锁

KM1主触头闭合→电动机M起动运行。②制动停车

KM1主触头断开→电动机M断电，惯性运转；

KM1线圈断电按下SB2KM2线圈得电→KM2主触头闭合→直流电通入M定子绕组电动机能耗制动；

KT线圈得电延时

→KT常闭触头延时断开→KM2线圈断电→KM2主触头断开，切断电动机直流电源，制动结束。

（2）按速度原则控制的单向能耗制动控制线路速度继电器KS取代了时间继电器KT,其它基本相同.线路工作过程：

①启动合上QS,按下SB2KM1得电并自锁KM1主触点闭合M起动运行；

KM1互锁的常闭触点断开，KS常开触点闭合，为能耗制动作好准备。②制动停车（二）反接制动控制线路实质：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反的转矩，迫使电动机迅速停转。单向运行反接制动控制线路

线路工作过程：①启动

KM1自锁触头闭合；合上QS，按下SB2→KM1线圈得电

KM1互锁触头断开；

KM1主触头闭合→电动机M正转运行，KS常开触点闭合,为停车时反接制动作好准备。②制动停车

KM1线圈断电

KM1主触点释放，M断电,惯性运转;按下停车按钮SB1→KM2自锁触头闭合；

KM2线圈得电

KM2互锁触头断开;KM2主触头闭合，串入电阻R反接制动。当电动机转速n≈0时，KS复位→KM2断电，制动结束。速度继电器KS：与电动机同轴联接，“判断”电动机的停与转。当电动机转动时，其常开触头闭合；电动机停止时，其常开触头打开。四、电动机控制的保护环节1.短路保护安装熔断器2.过载保护电动机长期超载运行，安装热继电器3.过电流保护应用于直流电机或绕线式异步电动机。过流保护元件为过流继电器4.零压和欠压保护为防止电网失电后，恢复供电电动机自行启动的保护叫零压保护。当电机正常运转时，电源电压过低，将引起一些电器的释放，造成控制线路工作不正常，可能产生事故。电源电压过低会造成电机绕组电流大增，电机发热烧坏。还会引起电机转速下降甚至停转。在电源下降到允许值以下时采取措施切断电源，即为欠压保护。（五）弱磁保护直流电动机在启动时如果磁场太弱，电机的启动电流就会很大；当电机正在运行如果磁场突然减小就会是转速迅速升高，甚至发生“飞车”。弱磁保护是通过在电机励磁绕组回路串欠流继电器实现的。五、电液控制液压传动易获得较大的力和转矩，运动传递平稳，控制方便易实现自动化，尤其在和电气系统配合时，易于实现复杂的自动工作循环。在组合机床、自动化机床、自动生产线和数控机床应用多。（一）液压传动系统的图形符号1.液压系统构成液压传动系统由动力装置、执行机构、控制阀和辅助装置四部分构成。其中方向阀用来接通、关断油路，改变工作夜流向，常用电磁铁推动阀移动的电磁换向阀来控制液体流向。2.液压元件图形符号3.职能a)液压泵，b)压力阀，c)节流阀；d)换向阀返回本节（二）半自动车床刀架的电液控制1、半自动车床刀架液压系统图2、半自动车床刀架电气控制线路第四节典型机床电气控制线路分析一、电气控制线路分析的内容二、电气原理图阅读和分析的方法与步骤三、C650卧式车床电气控制线路分析四、铣床的电气控制一、电气控制线路分析的内容1.设备说明书1）设备的结构，主要技术指标，机械、液压和气动的原理2）电气传动方式，电动机和执行电器的数目、型号规格、安装位置、用途及控制要求。3）设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮和指示装置的布置及作用。4）同机械和液压部分直接关联的电器的位置、工作状态及作用2.电气控制原理图原理图主要由主电路、控制电路、和辅助电路等部分组成。在分析时必须与阅读其他技术资料结合起来。3.电气设备总装接线图阅读分析总装接线图，可了解系统的组成分布状况，各部分的连接方式，主要电器部件的布置和安装要求，导线和穿线管的型号规格。4.电器元件布置图与接线图这是制造、安装、调试和维修电气设备必备的技术资料。在调试和检修中可通过布置图和接线图方便的找到各种电器元件和测试点，进行必要的调试、检测和维修记录。返回本节二、电气原理图阅读和分析的方法与步骤1.分析主电路主要分析执行机构的启动、制动、调速及方向控制等。2.分析控制电路根据执行机构的的控制特点，逐一找出控制电路中的控制环节，利用前面学习的基本环节的知识，按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析，分析控制线路的最基本方法是查线读图法。3.分析辅助电路包括电源显示、工作状态指示、照明和故障报警，多由控制线路中的元件来控制，要回过头分析控制线路。4、分析联锁与保护环节机床对于安全性和可靠性有很高要求，在控制线路中设置了很多电气保护和必要的电器联锁。5、总体检查经过“化整为零”，逐步分析了每一个局部电路的工作原理及各部分之间的控制关系后，还必须用“集零为整”的方法检查整个控制线路，看是否有遗漏。特别是从整体角度进一步检查和理解各控制环节之间的关系，理解电路每个元件的作用。（一）主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求1.主要结构、运动形式三、C650卧式车床电气控制线路分析右图所示为C650卧式车床结构示意图。它主要由床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。

主运动：卡盘或顶尖带动工件的旋转运动；

进给运动：溜板带动刀架的纵向或横向直线运动；

辅助运动：刀架的快速进给与快速退回。

车床的调速采用变速箱。C650卧式车床结构示意图1、4－带轮2－进给箱3－挂轮架5－主轴箱6－床身7－刀架8－溜板9－尾架10－丝杆11－光杆12－床腿2.

车床的电力拖动形式及控制要求

1．主轴的旋转运动

C650型车床的主运动是工件的旋转运动，由主电机拖动，其功率为30kW。主电机由接触器控制实现正反转，为提高工作效率，主电机采用反接制动。

2．刀架的进给运动

溜板带着刀架的直线运动，称为进给运动。刀架的进给运动由主轴电动机带动，并使用走刀箱调节加工时的纵向和横向走刀量。

3．刀架的快速移动

为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快速移动电动机拖动，其功率为2.2kW，并采用点动控制。

4．冷却系统

车床内装有一台不调速、单向旋转的三相异步电动机拖动冷却泵，供给刀具切削时使用的冷却液。（二）车床的电气控线路制分析

主电路

主电动机M1：KM1、KM2两个接触器实现正反转，FR1作过载保护，R为限流电阻，电流表PA用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机功率很大，故PA接入电流互感器TA回路。当主电动机起动时，电流表PA被短接，只有当正常工作时，电流表PA才指示绕组电流。KM3用于短接电阻R。

冷却泵电机M2：KM4接触器控制冷却泵电动机的起停，FR2为M2的过载保护用热继电器。

快速电机M3：KM5接触器控制快速移动电动机M3的起停，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。

2.控制电路

（1）主轴电动机的点动控制

如右图所示，按下点动按钮SB2不松手→接触器KM1线圈通电→KM1主触点闭合→主轴电动机把限流电阻R串入电路中进行降压起动和低速运转。

（2）主轴电动机的正反转控制

下图所示，按下正向起动按钮SB3→KM3线圈通电→KM3主触点闭合→短接限流电阻R同时另有一个常开辅助触点KM3（5－15）闭合→KA线圈通电→KA常开触点（5—10）闭合→KM3线圈自锁保持通电→把电阻R切除同时KA线圈也保持通电。

另一方面，当SB3尚未松开时，由于KA的另一常开触点（9—6）已闭合→KM1线圈通电→KM1主触点闭合→KM1辅助常开触点（9—10）也闭合（自锁）→主电动机M1全压正向起动运行。返回本章首页结束放映（3）主电动机的反接制动控制

C650车床采用反接方式制动，用速度继电器KS进行检测和控制。

假设原来主电动机M1正转运行，见上图，则KS-1（11—13）闭合，而反向常开触点KS-2（6—11）依然断开。当按下反向总停按钮SB1（4—5）后，原来通电的KM1、KM3、KT和KA就随即断电，它们的所有触点均被释放而复位。然而，当SB1松开后，反转接触器KM2立即通电，（4）刀架快速移动控制

转动刀架手柄，限位开关SQ（5—19）被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5线圈得电，快速移动电动机M3就起动运转，而当刀架手柄复位时，M3随即停转。

（5）冷却泵控制

按SB6（16—17）按钮→KM4接触器线圈得电并自锁→KM4主触点闭合→冷却泵电动机M2起动运转；按下SB5（5—16）→KM4接触器线圈失电→M2停转。3.车床电气控制线路的特点

1.主轴的正反转是通过电气方式，而不是通过机械方式实现的。

2.主电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制。

3.控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC与三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。

4.采用时间继电器KT对电流表PA进行保护。

5.中间继电器KA起着扩展接触器KM3触点的作用。四、铣床的电气控制

1.铣床的主要结构与运动分析

铣床主要由底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板箱和升降台等部分组成。其结构如右图所示。

1－底座2－主轴变速手柄3－主轴变速数字盘4－床身5－悬梁6－刀杆支架7－主轴8－工作台9－工作台纵向操纵手柄10－回转台11－床鞍12－工作台升降及横向操纵手柄13－进给变速手柄及数字盘14－升降台

主运动：主轴带动铣刀的旋转运动。进给运动：工作台的上下、前后及左右三个方向的移动为进给运动。

2.电路图（二）主电路分析由原理图1可知，主电路中共有三台电动机，其中M1为主轴拖动电动机，M2为工作台进给拖动电动机，M3为冷却泵拖动电动机。QS为电源隔离开关。各电动机的控制过程如下：1）M1由KM3实现起动—运行—停止控制，由转向选择开关SA5预选转向，KM2的主触点串联两相电阻与速度继电器SR配合实现M1的停车反接制动。2）工作台拖动电动机M2由接触器KM4、KM5的主触点实现加工中的正、反向进给控制，并由接触器KM6主触点控制快速电磁铁，决定工作台移动速度。KM6接通为快速移动，断开为慢速自动进给。3）冷却泵拖动电动机由接触器KM1控制，单方向运转。M1、M2、M3均为直接启动连续运行。（三）控制电路分析1、控制电路电源。控制电路电压为127V，由控制变压器TC供给。2、主轴电动机的起、停控制。在非变速状态，SQ7不受压。根据所用的铣刀，由SA5选择转向，合上QS，起动控制过程为：按下SB1（或SB2）→KM3线圈得电并自锁→M1直接启动→n≥120r/min→KS1-1(或KS1-2)触点闭合，为反接制动做准备。加工结束，需要停止时，按下SB3（或SB4）→KM3线圈失电→KM2线圈得电并自锁→M1串R反接制动n↓→n＜100r/min→KS1-1（或KS1-2）断开→KM2失电制动结束。3、主轴变速冲动控制。X62W卧式万能铣床主轴的变速采用孔盘机构，集中操纵，为使传动机构齿轮在新速度下很好啮合，采用了变速冲动控制。从电路结构看，既可以在停车时变速，也可以在M1运转时进行变速。其变速冲动控制过程如下。1）M1停车时时变速扳动变速手柄→机械变速→推回手柄→SQ7短时受压→SQ7-2分断，SQ7-1闭合→M1在反接制动状态下短时低速运行→推回手柄SQ7复位→变速结束。2）M1运转时变速扳动变速手柄SQ7短时受压→SQ7-2分断，SQ7-1闭合→M1反接制动→机械变速→推回手柄→SQ7短时受压→M1在反接制动状态下短时低速运行→推回手柄SQ7复位→主轴在新转速下运行。4、工作台进给控制电路的电源是从13点引出，串入KM3的自锁触点，以保证主轴旋转与工作台进给的顺序动作。进给电动机M2由KM4、KM5控制，实现正反转。工作台移动方向由各自的操作手柄来选择。各方向进给控制分述如下。1）工作台左右（纵向）进给。工作台左右运动，需要先启动M1（13点KM3闭合），SA1置于断开圆工作台位置（SA1-1、SA1-3闭合，SA1-2断开），十字开关位置居中（SQ3、SQ4复位）。其操作方法与电路工作过程是：工作台纵向进给是由纵向操作手柄控制的。此手柄有左、中、右三个位置。扳动手柄，合上纵向进给的机械离合器，相应传动链接通，同时压下SQ1或SQ2，实现纵向按选定的进给速度自动进给。控制过程如下：①工作台向右进给手柄扳向右→合上纵向进给机械离合器，压下SQ1（SQ1-2断开、SQ1-1闭合）→KM4线圈得电→M2正转→纵向进给传动机构正转→工作台右移。电流流经路径为：13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4线圈→KM5常闭触点→20。将手柄扳回中间位置，此行程开关SQ1不受压，KM4释放，工作台停止移动。②工作台向左进给手柄扳向左→合上纵向进给机械离合器，压下SQ2（SQ2-1闭合、SQ2-2断开）→KM5线圈得电→M2反转→纵向进给传动机构反转→工作台左移。电流流经途径为：13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ2-1→KM5线圈→KM4常闭触点→20。2）工作台前后（横向）和上下（升降）进给控制。工作台横向和升降运动是通过十字开关操纵手柄来控制的。该手柄有五个位置：即上、下、前、后和中间零位。在扳动十字开关操纵手柄时，将控制运动方向的机械离合器合上，同时压下相应的行程开关SQ3或SQ4。进给时，需要先启动M1（13点KM3闭合），SA1置于断开圆工作台位置（SA1-1、SA1-3闭合，SA1-2断开），左右（纵向）操作手柄居中。①工作台向上进给控制将手柄板向上→合上垂直进给机械离合器，压下SQ4（SQ4-1闭合、SQ4-2断开）→KM5线圈得电→M2反转→垂直进给传动机构反转→工作台向上运动。电流流经路径为：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5线圈→KM4互锁触点→20。把手柄扳回中间位置工作台向上进给即可停止。②工作台向下进给控制只要将手柄扳向下，SQ3被压下（SQ3-1闭合、SQ3-2断开），则KM4线圈得电，使M2正转即可，其控制过程与上升类似。电流流经路线：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ3-1→KM4线圈→KM5互锁触点→20③工作台向前进给控制将手柄板向前→合上纵向进给机械离合器，压下SQ3（SQ3-1闭合、SQ3-2断开）→KM4线圈得点→M2正转→工作台向前运动。由于同为SQ3被压下电流流经路径同向下进给一致。④工作台向后运动控制过程与向前类似，只需将手柄板向后，则SQ4被压下，其控制过程和向前进给类似，电流流经路线和向上进给一致。工作台上、下、前、后运动都有限位保护，当工作台运动到极限位置时，利用固定在本身上的挡铁，撞击十字手柄，使其回到中间位置，工作台便停止运动。工作台纵向进给有限位保护，进给至终端时，利用工作台上安装的左右终端撞块，撞击操纵手柄，使手柄回到中间停车位置，实现限位保护。③工作台快速进给在慢速移动过程中按下SB5或SB6→KM6线圈得电→快速电磁铁YA通电→工作台按原移动方向快速移动。快速移动为短时点动，松开SB5或SB6，快速移动停止，工作台仍按原方向继续进给。5、工作台各运动方向的联锁

在同一时间内，工作台只允许向一个方向运动，这种联锁是利用机械和电气的方法来实现的。工作台向左、向右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右运动的联锁作用。同理，工作台的前后和上下进给四个方向的联锁是由同一十字手柄本身实现。而工作台的左右进给两个方向与上、下、前、后进给四个方向之间的联锁由电气方法实现。由左、右进给操作手柄控制的SQ1-2→SQ2-2和上、下、前、后进给操作手柄控制的SQ4-2→SQ3-2的两个并联支路控制接触器KM3、KM4线圈，在两个手柄都处于工作位置时，KM3、KM4都不工作。6、工作台进给变速冲动控制。与主轴变速类似，为了使变速时齿轮易于啮合，控制电路中也设置了瞬时冲动控制环节，变速应在工作台停止移动时进行。进给变速冲动时SQ6被短时压下。其电流流过的的路径为：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SQ3-2→SQ4-2→SQ6-1→KM4线圈→KM5常闭触点→20。

7、圆工作台控制在使用圆工作台时，工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置。在机床开动前，先将圆工作台转换开关SA1扳到“接通”位置，此时SA1-2闭合、SA1-1和SA1-3断开，当按下主轴起动按钮SB1或SB2，主轴电动机便起动，而进给电动机也因接触器KM4得电而旋转，电动机M2正转并带动圆工作台单向运转。电流的路径为：13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-2→KM4线圈→KM5常闭触点→20。由于圆工作台的控制电路中串联了SQ1~SQ4的常闭触点，所以扳动工作台任一方向的进给操作手柄，都将使圆工作台停止转动，这就起到圆工作台转动与工作台三个方向移动的联锁保护。

8、冷却泵电动机M3的控制由转换开关SA3控制接触器KM1来控制冷却泵电动机M3的启动和停止。（四）辅助电路及保护环节机床的局部照明由变压器T供给36V安全电压，转换开关SA4控制照明灯。

M1、M2、M3为连续工作，由FR1、FR2、FR3热继电器的常闭触点串在控制电路中实现过载保护。当主轴电动机M1过载时，FR1动作切除整个控制电路的电源；冷却泵电动机M3过载时，FR3动作切除M2、M3的控制电源；进给电机M2过载时，FR2动作切除自身控制电源。由FU1、FU2实现主电路的短路保护，FU3实现控制电路的短路保护，FU4作为照明电路的短路保护。（五）电气控制线路的特点1.电气控制与机械配合密切2.进给控制线路中的各种开关进行了巧妙的组合，即达到了一定的控制目标，又进行了完善的电气连锁3.控制线路中设置了变速冲动控制，有利于齿轮的啮合，是变速顺利进行4.采用两地控制，操作方便。第五节机床电气控制线路故障的检查与维修一、检修前的故障调查二、试车观察故障现象三、用逻辑分析法确定故障范围，用排除法缩小故障范围四、用测量法确定故障点五、区分电气故障还是机械故障六、故障点的修复及注意事项：一、检修前的故障调查机床电气发生故障后，不要盲目进行检修。检修前，应向操作者询问、了解故障发生前电路和设备的运行状况及故障发生后的症状；故障发生前是否有不当操作情况，如：施加过大负载、频繁启动、停止、制动等情况；有无在以前的检修或技术革新中改动电路等。查看故障发生前是否有明显的外观征兆，二、试车观察故障现象1）电动机是否运转，转动时声音是否正常。2）控制电动机的接触器、继电器等电器是否按工作原理正常工作，电磁线圈吸合声音是否正常。3）与故障范围相关的电气线路、控制环节都要试车，如多台电动机的顺序控制；单台电动机的多种工作方式及相关程序控制等。4）以上试车用到看和听，试车停止切断电源后，还可通过触摸检查电动机、变压器、电磁线圈等电器，看是否超过允许温升，还可通过闻，看是否有异常气味产生。5）试车前，为避免机床运动部分发生误动作或碰撞等意外情况，可将生产机械与电动机分离；或将电动机与电器线路分离，然后再试车，这也是判断是电气故障还是机械故障的有效方法之一。三、用逻辑分析法确定故障范围，用排除法缩小故障范围1．逻辑分析法逻辑分析法是根据电气控制线路的工作原理，电器元件之间的动作顺序以及各控制环节之间的控制关系，结合试车确认的故障现象作具体的分析，同时运用排除法迅速缩小故障范围，从而判断最小故障范围。当故障的可疑范围较大时，不必按部就班地逐级进行检查，这时可在故障范围内的中间环节进行检查，来判断故障究竟发生在哪一部分，从而缩小故障范围，提高检修速度。2．电气控制线路的控制关系继电器－接触器控制系统的控制框图电器元件控制框图3．举例：例1：如一台三相异步电动机用一只交流接触器控制启动、停止，对于这台电动机不能启动，故障的分析方法是：若接触器线圈不能得电，则故障必定在电源电路或控制线路，而非主电路；若接触器线圈能正常得电，则故障必定在主电路，而非控制电路。上述判断正是利用了电动机主电路与控制电路的逻辑关系，即先有控制电路工作，才有主电路工作，才有电动机启动。例2：如下图所示,该线路为三相异步电动机接触器连锁正反转控制线路。现以该线路为例，说明如何运用逻辑分析法缩小故障范围。故障一：电动机M正反转都不工作，且试车时，观察到接触器KM1、KM2都不得电。故障二：电动机M正转工作正常，反转不工作，且试车时，观察到接触器KM2线圈不得电。四、用测量法确定故障点1.电压法电压法属带电操作，操作中要严格遵守带电作业安全规定，确保人身安全，测量检查前首先将万用表的转换开关置于相应的电压种类（直流、交流），合适的量程（依据线路的电压等级）。①电压分阶测量法电压分阶测量法电压长分阶测量法②电压分段测量法

电压分段测量法电压长分段测量法2．电阻法电阻法属停电操作，要严格遵守停电、验电、防突然送电等操作规程。测量检查时，首先切断电源，然后将万用表转换开关置于适当倍率电阻档（以能清楚显示线圈电阻值为宜）。①电阻分阶测量法电阻分阶测量法电阻长分阶测量法②电阻分段测量法电阻分段测量法