机床电气控制技术第1章机床继电器控制线路的基本环节

工作过程如下：
按SB2 →
KM1 ON KM3 ON
Y起动
KT ON （延时） →
KM3 OFF KM2 ON KM1 ON
△运行
其中：① KM2与KM3的动断触点是保证接触器 KM2与KM3不会同时通电，以防电源 短路。
② KM2的动断触点同时也使时间继电器 KT断电（起动后不需要KT得电）。
其中：① SB3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 接切意转换。
② SB1为停车按钮。
③ 行程开关ST3和ST4起限位保护作用。当由于某
种故障，工作台到达ST1或ST2位置时，未能切 断KM2或KM3，工作台将继续移动到达极限位 置，压下ST3和ST4，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 导致的事故。
四、电动机制动控制线路
机床电气中常用的是反接制动和能耗制动。
⒈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，因而起制动作用。其控制线路如下：
uv w
SB2
KR
SB1
KM1
KM2
KM1
KM2
KM1 BV
KM1
KM2
（a）
SB2
KR
SB1
KM1
KM2
3
KR
KM2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 能采用的。
图（b）分析：必须先停机才能换向。
互锁环节：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 称为互锁。
在图(b)中：当KM1得电时，由于KM1的动断触点 打开，使KM2不能通电。此时即使按 下SB3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， 想要反转，则必须先按停止按钮SB1后， 再按反向按钮SB3才能实现。
M
3
KM2
BV
KM1
BV KM1 KM2
（b）
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。
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。
KM1 ON：正常工作
KM2 ON：制动
图（a）分析：
按SB2→ KM1 ON（电动机正转） →正转BV的动
第一章 机床继电器控制线路的基本环节
⒉ 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各电气元件 的作用和相互关系，不考虑电路中各元件的实际安装位置和 连线情况，绘制阅读电气控制原理图应遵循以下原则：
① 主回路用粗线画在左侧，控制回路用细线画在右侧； ② 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； ③ 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。
⒉ 电动机的能耗制动：
uvw
u FU
KM1 RP KM2
SB2
KR
SB1
v
KM1 KM2
KM2
T
KM1
KM1
KM2
（a）
SB2
KR
SB1
KM1
KM2
3
KR
KM1 KT
KM1 KM2
KM2
KT
M
3
（b）
右手定则：闭合导体切割磁力线时会产生电 流I，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 磁场力F的作用，方向用左手定 则判断。
按SB2 →KM1 ON（电动机起动）
按SB1 →
KM1 OFF KM2 ON
KT ON (延时）→
KM2 OFF→
KT OFF
适用场合：
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。 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 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。
控制线路：如下页。
SB5
SB6
SB1 SB2 SB3 SB4
SB7
图⑴多地起停：几个常开按钮并联，常闭按钮串联。
特点：SB1～SB4任何一个按钮都可停车，
SB8
SB5～SB8任何一个按钮都可起动电动图机⑴。
KM2
图⑵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。
六、控制线路的其它基本环节：
⒈ 电动机的点动控制
电动机在正常工作时多数需要连续不断地工作，即所谓 长动。而点动指的是，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。点动常用于生产设备的调整， 如机床的刀架、横梁、立柱的快速移动，机床的调整对刀等。 下图为点动控制线路。
六、控制线路的其它基本环节：
第一章 机床继电器控制线路的基本环节
一、电气控制线路的表示符号及电气原理图的阅 读方法：
⒈ 电气控制线路的表示符号 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 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 文字符号，看P207附录A。
线电压
B图
星—三角降压起动控制线路⑴ 如下：
u vw
Q
FU1
KR
3
M 3～
FU2 KM1
SB1 SB2 KM1 KM2
KM2
KR KM1
Fra Baidu bibliotekKT
KM3 KT
KM2 KT
KM3
KM3
KM2
从主回路可知，如果控制线路能使电动机接 成星形（即KM3主触点闭合），并且经过一段延 时后再接成三角形（即KM3主触点打开，KM2 主触点闭合），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。
N
×n I F
S
N
·n I F S
S
·n I F N
S
×n I F
N
说明：① 图（a)、（b）分别用复合按钮与时间 继电器实现能耗制动的控制线路。
② KM2为制动用接触器。
工作过程如下：
图（a）：手动控制的简单能耗制动线路，停车时
按下SB1按钮，到制动结束放开按钮。 图（b）：实现自动控制，简化操作，具体操作为：
KT on（延时）→ KM2 on →电动机 处于正常工作状态，电阻被短接
u vw
KR
KR
Q
SB1 SB2
KM1
SB1 SB2
KT KM2
FU
KM1
KM2
KM1
KM2 KM1
KM1 R
KM2
KT KT
KT
KM2
KR
a)
3M～
KM2
b)
电动机定子电路串电阻降压起动控制线路
线路图a)存在的问题：在电动机起动后，接触器 KM1与时间继电器KT始终处于通电状态，这是 不必要的。 b) 图工作过程如下：
工作过程如下： 按SB2 → KM1 on →电动机起动，呈星形联结。
KT on（延时）→ KM2 on →电动机 处于工作状态，呈三角形联结。
② 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 定子绕组电压降低，起动后再将电阻短接，使电 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 小型机床中。 a) 图工作过程如下： 按SB2 → KM1 on →电动机串电阻降压起动
合触点闭合。 按SB1→ KM1 OFF→KM2 ON（开始制动） →
直到n0→BV复位→KM2 off（制动结束）
图(a)存在的问题：在停车期间调整工件时，当用手正转 机床主轴时，速度继电器的转子也将随着转动，其动合触 点BV闭合，使KM2得电动作产生反向制动作用，不利于 调整工作。
图（b）分析：
SB1 SB2 SB3
SB4
SB5 SB6
KM1
KM2
KM2 KM1
图⑵
KM2
⒊ 电动机的联锁
在机床控制线路中，经常要求电动机有顺序的起动，如某些机床主轴必须在 液压泵工作后才能工作；龙门刨床工作台移动时，导轨内必须有足够的润滑 油；铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等，这些都要求有联锁关系。
联锁控制线路
三、正、反转自动循环控制线路
u vw
Q
SB1 SB2
SB3
ST2 ST4
KR KM1
KM2
FU KM1
R
M 3～
KM1
KM2
SB3
SB2
ST1 ST3
KM2
KM1
KM2
前进
工作台
KR
后退
M
ST4 ST2
ST1 ST3
行程开关控制的正、反转自动循环线路
工作过程如下：
按SB2→KM1 on→电动机正转使工作台前进→至行 程开关ST2处压断ST2→ KM1 off KM2 on→电动机 反转使工作台后退→至行程开关ST1处压断 ST1 → KM2 off KM1 on
第一章 机床继电器控制线路的基本环节
⒊ 其它电路图简介：
① 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。
② 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 要用于安装接线、检查维修和施工之时使用。
第一章 机床继电器控制线路的基本环节
【学习目标】：通过本章的学习，学生应 该能够掌握机床电气控制 线路的基本环节，并能读 懂分析一些典型机床的电 气控制线路。
第一章 机床继电器控制线路的基本环节
重点和难点：电气控制线路基本环节的
应用及实际电气控制线路 的读图。
解决方法：将电气控制线路基本环节分开
细讲，结合阅读一些典型机床 的电气控制线路，适当增加课 堂和课外练习。
控制线路中停止铵钮使用了复合按钮SB，并在其动合触点上 并联了KM2动合触点，使KM2能自锁。这样在用手转动主轴 时，虽然BV的动合触点闭合，但只要不按下SB1，KM2不会 得电，电动机也就不会反接于电源，只有操作停止按钮SB1 时，KM2才能得电，制动线路才能接通。
适用场合：
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 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 经常起制动的设备，如铣床、键床、中 型车床主轴的制动。
星—三角降压起动控制线路⑵：
u vw
KM1
u
SB1 SB2 KM2 KT
v
KM1
KR
M
KM2
3～
KM2
KM1 KT
KT
KM2 KM1
KM2
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Y或△都是由接触器KM2完成的。 KM2断电时电动机绕组由其动断触点连接成Y； KM2通电时电动机绕组由其动合触点连接成△。 适用于小容量的电动机。
⒋ 动力头行程自动循环控制：
二、鼠笼型三相异步电动机的起动控制线路
⒈ 直接起动控制线路：
适用于中小容量的电动机。 KR是热继电器，用于电机过载控制。
u vw
Q FU
M 3～
用开关直接起动
u v w 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。
Q
FU1
FU2
SB1 SB2 KM
KR
KM
KR
KM
M
3～ 用接触器直接起动
图（c）分析：可不停机换向。 使用双连按钮：按下SB2时，只有KM1可得电动
作，同时KM2回路被切断。 同理：按下SB3时，只有KM2得电，同时KM1回
路被切断。 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 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 起停关系的环节称为联锁。
⒉ 降压起动控制线路：
① 星—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，要求起动时把电动机定子绕组联接成星型，起动 即将完毕时再恢复成三角形，以实现降压起动控制。
A图 线电压=相电压 B图 线电压＞相电压
线电压 相电压
380v 380v
380v
A图
相电压
220v 380v
按SB2 → KM1 on →电动机串电阻降压起动
KT on（延时）→KM2 on→ KT off KM1 off
同时电动机处于正常运转的工作状态，电阻R被短接。
二、电动机的正、反转控制线路
uv w KM1
SB2 SB1
KM1
KR
KR
SB1
SB2
KM1
KM1
KM2
SB3 KM2
KM1
SB3
KM2
KM1
KM2
KM2 （a）
KM2
（b）
SB1
SB2
SB3
KR
KM1
KM2
KR M
KM1 KM2
KM1
KM2
（c）
图（a）分析：无保护（互锁）环节。 按下SB2：正向KM1得电动作，主触点闭合，电动
机正转； 按下SB1 ：电动机停止； 按下SB3，反向KM2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， 则电动机反转。 从主回路看：如果按了SB2后又按SB3，即使KM1、
⒈ 电动机的点动控制
SB1
S B2
长动
KM
点动
S B3
KM
SB1
SB2长动
K
K
SB3 点动 KM
用复合按钮实现点动 （a）
SB1
SB2 长动/点动
KM
K
用中间继电器实现点动
（c）
KM S 方式选择
（b） 用开关实现点动
⒉ 多点控制
目的：① 为操作方便，要求可在多个地点都能控 制设备；
② 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。