《机械控制技术》PPT课件.ppt

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1、第一节第一节 常用低压电器常用低压电器第一节第一节 概述概述第二节第二节 常用低压的基本问题常用低压的基本问题第三节第三节 电磁式接触器电磁式接触器第四节第四节 电磁式电压电磁式电压、电流继电器电流继电器第五节第五节 时间继电器时间继电器第六节第六节 热继电器热继电器第七节第七节 温度继电器与速度继电器温度继电器与速度继电器第八节第八节 熔断器熔断器第九节第九节 刀开关与低压断路器刀开关与低压断路器第十节第十节 主令电器主令电器2023/2/4第二节 电气原理图的有关知识一、电气图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记二、电气原理图 电气原理图表示：电气控制线路的工作原理以及各电气元件的作用和

2、相互关系。为了便于阅读与分析线路，采用电气元件展开的形式绘制而成。（一）绘制电气原理图的原则：1图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号。2电气控制线路分为主电路和控制电路。主电路用粗线画出，控制电路用细线画出。一般主电路画在左侧，控制电路画在右侧3同一电气的各导电部件用同一文字表示 4电气控制线路中的全部触点都按“常态”绘出。5原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少，耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导线以及安装、维修方便。三、电气设备安装图电气设备安装图：表示各种电气元件在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。电气元件安装位置

3、：根据机械设备的结构和工作要求而设计。电器元件的布置应注意以下几方面：1）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。例：CW6132型车床控制盘电器布置图 图图 6-2 CW61326-2 CW6132型型车车床控制床控制盘电盘电器布置器布置图图例：CW6132型

4、车床电气设备安装布置图 图图 6-3 CW61326-3 CW6132型型车车床床电电气气设备设备安装布置安装布置图图四、电气设备接线图 接线图表示各电气设备之间实际接线情况。主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。电气接线图的绘制原则是：1）各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即采用集中表示法。3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与

5、电气原理图上的导线编号相一致。5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。例：电气安装接线图 图图 6-4 CW61326-4 CW6132型型车车床床电电气互气互连图连图第三节 电气控制基本线路 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。一、三相异步电动机单向旋转控制线路（一）点动控制 点动控制是指按下按钮，电动机就得电运行；松开按钮，电动机就失电停转。起动：按下按钮SB 接触器线圈KM得电 主触点KM闭合 电动机M起动运转 停止：松开按钮SB 接触器线圈KM失电 主触点KM分断 电动机M断

6、电停转 点动控制原理图（二）三相笼型异步电动机全压起动单向运转连续控制电路 图图 6-5 6-5 为为三相三相笼笼型异步型异步电动电动机全机全压压起起动单动单向运向运转转控制控制电电路路起动：按下起动按钮SB2 KM因线圈得电吸合 KM动合辅助触点闭合（进行自锁）KM主触点闭合 电动机运转 停止：按下停止按钮SB21 KM因线圈断电而释放 KM动合辅助触点断开 KM主触点断开 电动机M停转 合上电源开关QS连续控制电路的保护功能：欠压保护 接触器本身自带欠压保护功能，当电动机运行 时，电源电压下降到工作电压的85%以下时，接触器的磁通变弱，电磁铁吸力不足，衔铁在反力弹簧的作用下释放，自锁触点断

7、开，失去自锁，同时主触点断开，电机停转。失压保护 接触器本身自带失压保护功能，当电动机运行时，遇到电源临时停电，接触器的线圈就断电，那么主触点和辅助触点（自锁触点）就会断开，即使再来电，电动机也不会自行运转，除非按下起动按钮SB2，电动机才会起动。短路保护 熔断器FU1对主电路短路保护，熔断器FU2对控制电路短路保护。过载保护 热继电器FR 当电动机长期过载运行，热继电器动作，切断可控制电路，自锁释放，主电路断电。（三）点动 连续控制电路实际工作中，经常要求控制电路既能点动控制又能连续控制点点点点动动与与与与连续连续控制控制控制控制线线路路路路连续起动：按下起动按钮SB2 KM因线圈得电吸合

8、KM动合辅助触点闭合（进行自锁）KM主触点闭合 电动机运转 连续停止：按下停止按钮SB21 KM因线圈断电而释放 KM动合辅助触点断开 KM主触点断开 电动机M停转 合上电源开关QS点动起动:动断触点断开（防止自锁）动合触点闭合 线圈KM得电按下复合按钮SB3 电动机M起动点动停止:动合触点先复位（断开）动断触点后复位（闭合）松开复合按钮SB3 电动机M停转动合触点先复位时为了确保线圈KM失电（四）多地控制一些大型设备，为了操作方便，常需要在两个地点进行控制，这就需要多地控制。多地控制多地控制多地控制多地控制线线路路路路（五）顺序控制按一定的顺序对多台电动机进行起、停的控制操作。例如：铣床上要

9、求只有株洲电动机转动后，进给电动机才能起动，想这种要求一台电动机先起动后另一台电动机才起动的控制方式，称为电动机的顺序控制。（五）顺序控制按一定的顺序对多台电动机进行起、停的控制操作。两台两台两台两台电动电动机的机的机的机的顺顺序控制序控制序控制序控制线线路路路路1 1两台两台两台两台电动电动机的机的机的机的顺顺序控制序控制序控制序控制线线路路路路2 2两台两台两台两台电动电动机的机的机的机的顺顺序控制序控制序控制序控制线线路路路路控制线路1的特点：M1起动后M2才能起动，M1和M2同时停止。在控制线路中，讲接触器KM1的动合触点串入接触器KM2的线圈电路中，这样就保证了只有KM1线圈接通，M

10、1起动后，M2才能起动。按下SB2 线圈KM1得电起动过程：M1起动KM1闭合（串联在KM2线圈电路中的）按下SB3线圈KM2得电M2起动停止过程：按下SB1线圈KM1、KM2失电M1、M2 同时停转控制线路2的特点：按下SB2，M1起动后，再按SB4，M2才能起动，M1和M2可单独停止。与控制线路1的主要区别在于KM2的自锁触点线路包含（并联）了KM1联锁触点，SB1和SB2可单独停转M1、M2按下SB2 线圈KM1得电起动过程：M1起动KM1闭合（并联在KM2线圈电路中的）按下SB4线圈KM2得电M2起动停止过程：按下SB1线圈KM1失电M1停转，按下SB3线圈KM2失电M2停转，二、三相

11、异步电动机正反转控制线路（一）接触器联锁、双重联络正反转控制线路很多机械设备的运动部件都需要正反向工作，这种需求可由控制电动机的正反转来实现。例：门式起重机的大车运行、小车运行、起升机构的起升和下降。控制线路的实现方法：a:应用倒顺开关，适用电动机容量小、正反转不频繁的场合。b:双接触器控制，常用方法。（一）接触器联锁正反转控制线路a)a)无互无互锁电锁电路路 b)b)具有具有电电气互气互锁电锁电路路 c)c)具有双重互具有双重互锁电锁电路路合上开关QS可实现以下控制：按下SB2 KM1因线圈得电而吸合正传控制：KM1主触点闭合KM1动合触点闭合KM1动断触点断开电动机M正转实现自锁实现互锁(

12、KM2不能得电)合上开关QS可实现以下控制：按下SB1 KM1因线圈失电而释放反传控制 先停转，后反转KM1主触点断开KM1动合触点断开KM1动断触点闭合电动机M停转接触自锁为反转做准备再按下SB3 KM2因线圈得电而吸合KM2主触点闭合KM2动合触点闭合KM2动断触点断开电动机M反转实现自锁实现互锁(KM1不能得电)接触器联锁的优点：安全可靠。如果一个接触器主触点出现烧焊故障，那么它联锁触点就不能恢复闭合，另外一个接触器不可能得电而动作，从而避免了电源的短路事故。接触器联锁的缺点：操作不够方便想改变电动机的运转方向，必须先停止，再反向启动。接触器双重联锁的优点：操作方便、安全可靠、且反转迅速

13、、应用甚广（三）自动往返控制线路生产过程中常需要控制机械设备运动部件的行程，并使其在一定范围内自动往返循序。例：龙门刨床、牛头刨、导轨磨床的工作台和动力滑台。如何实现这种控制：行程开关行程开关：SQ1、SQ2 实现工作台的自动往返；SQ3、SQ4 两端的极限位置保护。挡铁1只能和SQ1、SQ3碰撞 挡铁2只能和SQ2、SQ4碰撞 三、三相异步电动机降压启动控制线路三相异步电动机的两种起动方式：（1）降压启动：起动电压低于额定电压 （2）直接起动：起动电压等于额定电压 降压起动的特点：（1）起动电压低于额定电压 （2）起动电流小 （3）适用于容量较大的电动机直接起动的特点：（1）起动电压等于额定

14、电压 （2）起动电流大，引起供电系统的电压波动，干扰其他设备的正常运行 （3）仅适用于容量较小的电动机（一）Y-降压起动额定运行为三角形联结的电动机，为减小起动电流，起动时将定子绕组作星形联结，待转速升高到接近额定转速时，改为三角形联结，直到稳定运行。降压起动的实现方法：（1）Y-降压起动 （2）定子绕组串电阻起动 （3）自耦变压器降压起动图图1-24 1-24 手手动动切切换换的的YY 降降压压起起动线动线路路图图1-25 1-25 自自动动切切换换的的YY 降降压压起起动线动线路路三相异步电动机采用 Y-降压起动时，定子绕组上参数的变化：（1）起动电压 星形为三角形的 （2）起动转矩 星形

15、为三角形的 （3）起动电流 星形为三角形的 因此种起动方法的起动转矩小，因此只能用于空载或轻载状态下起动。同时，只能用于正常运转时 定子绕组为三角形联结的异步电动机的起动。（二）定子绕组串电阻降压起动定子绕组串电阻降压起动时电动机起动时在定子绕组中串入电阻，来减小电动机的起动电流，当起动结束后，将串入的起动电阻切除。线路特点：控制线路简单、操作方便、能量损耗大不经济图图1-26 1-26 定子定子绕组绕组串串电电阻起阻起动动控制控制线线路路（三）自耦变压器降压起动控制线路自耦变压器降压起动是利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的电压，达到限制起动电流的目的。起动电流和起动转矩由变压器的变化

16、决定。使用范围：较大容量的电动机起动场合。缺点：价格较贵、不允许频繁起动自耦变压器起动已有定型产品，通常称为补偿降压起动器。图图1-27 1-27 自耦自耦变压变压器降器降压压起起动动控制控制线线路路图图1-28 XJ011-28 XJ01型型补偿补偿降降压压起起动动器控制器控制线线路路四、三相异步电动机制动控制线路制动方法：（1）机械制动 （2）电力制动机械制动：利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法。常用的有电磁抱闸制动和电磁离合器制动电力制动：电动机在切断电源后，在电动机的内部产生一个与电动机旋转方向相反的电磁力矩（制动力矩），迫使电动机迅速停转的方法。常用的有能耗制动和反接制动（

17、一）机械制动控制线路a)a)无互无互锁电锁电路路 b)b)具有具有电电气互气互锁电锁电路路 c)c)具有双重互具有双重互锁电锁电路路1.电磁抱闸制动结构：制动电磁铁和闸瓦制动器类型：断电制动型线圈得电，闸瓦与制动轮分开，失电抱死。通电制动型线圈得电，闸瓦抱死制动轮，失电分开。图图1-30 1-30 电电磁抱磁抱闸闸制制动动控制控制线线路路电磁抱闸制动器的应用场合（1）断电制动型：主要用在停电防险,跟电机同步运行,起吊行业比较多（2）通电制动型：印刷,冶金,纺织,渔网机械用的比较多.2.电磁离合器制动电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电磁离合器常用种类：干式单片电磁离合器；干式多

18、片电磁离合器；湿式多片电磁离合器；磁粉离合器，转差式电磁离合器等。工作方式：通电结合和断电结合。组成部分：制动电磁铁、静摩擦片、动摩擦片、制动弹簧。（一）电力制动控制线路电力制动：电动机在切断电源后，在电动机内部产生一个与电动机旋转方向相反是电磁力矩（制动力矩），迫使电动机迅速停转。制动方法：（1）能耗制动 （2）反接制动（1）交流电动机的能耗制动：当电动机被断电时，在定子线圈中接入直流电源，形成磁场，转子由于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电动势和电流，产生的转矩方向与电机的旋转方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。在电机的转子中穿入不同的电阻和在电机的定子中接入不同的直流电流，可

19、以产生不同的制动转矩。特点：当电机的转速下降为零时，制动转矩也将为零，所以能耗制动能使电机准确停车（直流电动机的能耗制动：略）图图1-31 1-31 能耗制能耗制动动控制控制线线路路（2）交流电动机的反接制动：在电动机停转时，改变电动机定子绕组的电源相序来产生制动力矩，迫使电动机迅速停转。当电动机转速接近零时，立即切断反接制动电源，（否则电动机将反向起动），因此常用速度继电器来自动切断反接制动电源。图图1-32 1-32 反接制反接制动动控制控制线线路路五、三相异步电动机转速控制线路转速公式：改变转速的三种方法：（1）改变电源频率 f1 调速 （变频调速）（2）改变电动机运行的转差率 s调速

20、（调压调速、转子回路串电阻调速、串级调速）（3）改变磁极对数p调速 (变极调速)图图1-33 1-33 双速异步双速异步电动电动机定子机定子绕组绕组接接线线示意示意图图如图a所示，三相绕组U1、V1、W1三个接线端接三相电源，将U2、V2、W2接线端悬空，定子绕组接成三角形，电动机为四级，运行转速为低速。如图b所示，三相绕组U1、V1、W1三个接线端连在一起，将U2、V2、W2接线端接三相电源，定子绕组接成双星形，电动机为二级运行转速为高速。图图1-33 1-33 双速异步双速异步电动电动机控制机控制线线路路第四节 典型机床电气控制系统对于一台机床，无论它的控制线路有多么复杂，都是由一些基本的电气控制环节组成的。本节的主要内容就是通过对一部分典型机床的电气原理图进行分析，从而提高我们阅读电气原理图的能力。一、机床电气控制系统的分析方法（一）分析机床电气控制线路的主要技术资料（二）分析机床床电气控制原理图（一）分析机床电气控制线路的主要技术资料分析机床电气控制线路的技术资料主要关注的内容：1.设备说明书2.电气控制原理图3.电气设备安装图4.电气设备接线图