机床电气控制线路基本环节概述

• 一、 电气控制系统图中的图形符号和文字符号
• 电气控制系统图中，电气元件必须使用国家统一规定 的图形符号和文字符号。国家规定从1990年1月1日起， 今后电气系统图中的图形符号和文字符号必须符合最新 的国家标准。（见课本表2-1）
• 二、电气控制线路图的绘制
• （一）电气原理图
•
• 电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路， 根据简单清晰的原则，采用电气元件展开的形式 绘制成的表示电气控制线路工作原理的图形。在 电气原理图中只包括所有电气元件的导电部件和 接线端点之间的相互关系，但并不按照各电气元 件的实际布置位置和实际接线情况来绘制，也不 反映电气元件的大小。下面结合下图所示 CW6132机床的电气原理图说明绘制电气原理图 的基本规则和应注意的事项。
• ⑹原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电 气元件一般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。
• （7）.区域划分
用途栏：说明相对应电路的用途 分区栏：便于看图，查找元器件触点
垂线左边为常开触点，右边为常闭触点
• （二） 电气元件布置图
•
• 电气元件布置图主要用来表示各种电气设备在机 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 工作要求来决定的，如电动机要和被拖动的机械 部件在一起，行程开关应放在要取得信号的地方， 操作元件要放在操作台及悬挂操纵箱等操作方便 的地方，一般电气元件应放在控制柜内。
串电阻降压起动控制线路动画演
示
电动机的定子加上了降低了的电压进行起动，起动 后再将电压恢复至额定值，目的是减少较大的起动电流 以减少对电网的冲击。
2、Y－△降压起动 在正常运行时，电机定子绕组 联成△形，起动时联结成Y形，起动完毕后再恢复为△ 形。
问题：
电机定子绕组有接成Y形和△形，正常工作接成Y 形的电机是否可以采用Y-△降压起动？ Y-△降压起动
的特点？
u1
w2 u2 v2
u1 v1 w1
u2 w2 v2
v1
w1
u1 w2
u1 v1 w1 w2 u2 v2
u2 v2 w2
I lY
I PY
UY Z
v1 u2
Il
IlY UY 1 Il 3U 3
v2 w1
3I P
3U Z
u1 v1 w1
U 3UY 380V
TY
UY
2
1
T U 3
§2.2 三相异步电动机的控制线路
一、启动控制 启动基本要求：
1、足够的起动转矩以加快起动过程。
2、起动电流要小。 起动方法有全压起动和降压起动
起动方法要根据电网容量的大小，电动机的功率 大小和种类以及工作特性和要求等因素决定。 （一）直接起动控制线路
利用闸刀开关或接触器直接把电动机接到电网上。 优点：起动设备简单，成本低，起动时间短，起动方 便可靠 。 缺点：起动电流大，对电动机和电网有一定的冲击。
• ⑴原理图一般分主电路和辅助电路两部分画出：主电路 就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。辅助电 路包括控制回路、信号电路及保护电路等，由继电器的 线圈和触点、接触器的线圈和辅助触点、按钮、照明灯、 控制变压器等电器元件组成。一般主电路用粗实线表示， 画在左边（或上部）；辅助电路用细实线表示，画在右 边（或下部）。
• ⑷原理图中所有电器的触点，都按没有通电或没 有外力作用时的开闭状态画出。如：继电器、接 触器的触点，按线圈未通电时的状态画；按钮、 行程开关的触点按不受外力作用时的状态画出； 控制器按手柄处于零位时的状态画等。
• ⑸原理图中，有直接电联系的交叉导线的连接点， 要用黑圆点表示。无直接电联系的交叉导线，交 叉处不能画黑圆点。
要求2：在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源， 以防止反向再起动。
（1）单向反接制动控制电路
（为反接制动作好准备）
（2）可逆运行反接制动控制电路
2、能耗制动控制
原理：在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕 组上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场 的作用以达到制动的目的。
1、△/YY接法
低速--△接法：３个电 源线连接在接线端Ｕ、Ｖ、 Ｗ每根绕组的中点接出的接 线端空着不接，此时磁极为 ４，电机同步转速为1500 r/min
高速--YY接法：接线端 Ｕ、Ｖ、Ｗ短接，Ｕ″、Ｖ″、 Ｗ″三个接线端接上电源，此 时磁极为２，同步转速为 3000 r/min
注：为保证转向一致，两种接法切换时，应将电源相序反过来。
• ⑵原理图中，各电器元件不画实际的外形图，而采用国 家规定的统一标准来画，文字符号也要符合国家标准。 属于同一电器的线圈和触点，都要用同一文字符号表示。 当使用相同类型电器时，可在文字符号后面加注阿拉伯 数字序号来区分。
• ⑶原理图中，各电器元件的导电部件如线圈和触点的位 置，应根据便于阅读和发现的原则来安排，绘在它们完 成作用的地方。同电器元件的各个部件可以不画在一起。
交—交变频器的特点是属于一次换能，效率较高，但整 个装置元件数较多，调频范围仅为电网频率的1／3～1／2， 适用于低速大功率拖动。交一直一交变频器是二次换能，效 率略低，装置元件数较少，频率调节范围较宽，适用于各种 拖动装置。
（二）、交一直一交变频器 1、单相交一直一交变频器
晶闸管整流器将交流电整流为幅值可调的直流电U d ， 直流电压U。通过电容C滤波，以减小波纹 。
（二）间接起动控制线路
目的：限制启动电流，减少起动电流对电网及电动机等设 备的冲击。
1、定子绕组串联电阻降压起动
电动机起动时，在三相定子电路上串接电阻，使加在电动 机绕组上电压降低，起动后再将电阻短接，电动机仍然在 额定电压下正常运行。
特点：起动方式不受电动机接线形式的限制，设备 简单 。
电机及机床电气控制
• 第二章 机床电气控制线路基本环节
• §2.1 电气控制线路的绘制
• 电气控制系统是由许多电气元件按一定要求连接而 成的。为了便于电气控制系统的设计、分析、安装、使 用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件及其连接， 用一定的图形表达出来，这种图形就是电气控制系统图。
• 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。
工作台自动往返控制
SQ3和SQ4为超程 限位开关 除去SQ1是怎样一 个工作过程？？
机床电气控制 正反转自动循环线路动画演示
三、多地点控制电路
四、顺序起、停控制电路
五、 三相异步电动机的制动控制线路
停机制动有两种类型：一是电磁铁操纵机械进行 制动的电磁机械制动；二是电气制动使电动机产生一 个与转子原来转动方向相反的力矩来进行制动，常用 的电气制动有反接制动和能耗制动。
优点：停车准确可靠， 制动平稳、能耗小。对 电网无冲击，缺点：需 要直流电源。
在一些重型机床中， 常常将能耗制动与电磁抱 闸配合使用，先进行能耗 制动，当转速降至某值时， 令抱闸动作，可以有效地 实现准确快速停车。
（为制动作好准备）
在制动要求
不高，电动机功 率在10KW以下时 可采用无变压器 的单管能耗制动 电路。它是无变 压器的单管采用 半波整流器作为 直流电源，这种 电源体积小，成 本低。
（二）、控制电路 KMY与KMΔ不能同时通电
机床电气控制
丫-△降压起动控制线路动画演示 •
二、正反转控制
机械互锁
电气互锁
从主电路上看KM1和KM2同时通电会造成主电路电源短路 注意：KM1和KM2不能同时通电或闭合
电气互锁的作用：防止接触器主触点熔焊或机械结构失
灵使主触点不能断开。若另一接触器动作会造成事故。
• (三） 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时进行 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。在接线图中各电气元件的文字符号、元件 连接顺序、线路号码编制都必须与电气原理图一致。
• 图1-23是根据图1-22电气原理图绘制的接线图。图中表 明了该电气设备中电源进线、按钮板、照明灯、行程开 关、电动机与电气安装板接线端之间的关系，也标注了 所采用的包塑金属软管的直径和长度以及理解导线的根 数、截面积与颜色。如按钮板与电气安装板的连接，按 钮板上有SB1、SB2、HL1与HL2四个元件，根据电气 原理图SB1与SB2有一端相连为“地”，其余的2、3、 4、6、7、15、16通过7根1mm的红色线接到安装板上
（二）、双速电动机△/YY接法控制电路
二、变频器（变频调速）
（一）变频器的基本类型 对交流电动机实现变频调速的装置叫变频器。变
频器按其结构可分为两种基本类型：交—交变频器和 交—直—交变频器
交—交变频器没有明显的中间滤波环节，电网交流电被 直接变成可调频调压的交流电。而交—直—交变频器先将电 网交流电变换为直流电，经中间滤波环节之后，再进行逆变 转换为变频变压的交流电。
断电制动型电磁抱闸的结构示意图 如下：
2.断电制动控制电路
工作原理： 上电源开关 QS ，按
下起动按钮 SB2 后，接触 器 KM 线圈得电自锁，主 触点闭合，电磁铁线圈 YB 通电，衔铁吸合，使 制动器的闸瓦和闸轮分开， 电动机 M 起动运转。停车 时，按下停止按钮 SB1 后， 接触器 KM 线圈断电，自 锁触点和主触点分断，使 电动机和电磁铁线圈 YB 同时断电，衔铁与铁心分 开，在弹簧拉力的作用下 闸瓦紧紧抱住闸轮，电动 机迅速停转。
六、三相异步电动机的调速电路
调速方法以下几种： 1、改变转差率 2、改变电动机磁极对数 3、改变供电电源频率
一、双速电动机控制电路（变极调速） （一）变极原理
方法1：在定子上装两套各具有不同极数的独立绕组 方法2：在一个绕组上用改变绕组的连接方式来改变磁