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1、书名：机床电器与可编程序控书名：机床电器与可编程序控制器制器 ISBNISBN：978-7-111-23221-6978-7-111-23221-6作者：姚永刚作者：姚永刚出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社本书配有电子课件本书配有电子课件机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件第二章电气控制基本环节第二章电气控制基本环节v现代工业企业中使用的各种机床电气设备，都广泛现代工业企业中使用的各种机床电气设备，都广泛采用电力拖动，并通过电气控制方式来进行自动控采用电力拖动，并通过电气控制方式来进行自动控制。制。电气控制线路是把各种有触头的接触器、继电电气控制
2、线路是把各种有触头的接触器、继电器、按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定的器、按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定的方式连接起来组成的控制线路方式连接起来组成的控制线路。v由于机床设备和加工工艺各异，因而所要求的控制由于机床设备和加工工艺各异，因而所要求的控制线路也多种多样。线路也多种多样。但是无论哪一种控制线路，都是但是无论哪一种控制线路，都是由一些比较简单的基本控制环节组成由一些比较简单的基本控制环节组成。因此，只要。因此，只要熟练掌握了控制线路的基本环节并通过对典型线路熟练掌握了控制线路的基本环节并通过对典型线路由浅入深、由易到难的剖析分析过程，就不难掌握由浅入深、由易到难的剖析分析
3、过程，就不难掌握电气控制线路的阅读和设计。本章主要介绍三相交电气控制线路的阅读和设计。本章主要介绍三相交流电动机和直流电动机实现启停，正反转、制动、流电动机和直流电动机实现启停，正反转、制动、调速等控制基本环节。调速等控制基本环节。机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件第一节三相异步电动机启动控制电路第一节三相异步电动机启动控制电路v三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚固耐三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚固耐用，价格便宜，维修方便等一系列优点，因此，在用，价格便宜，维修方便等一系列优点，因此，在电力拖动系统中得到广泛的应用。电力拖动系统中得到广泛
4、的应用。v三相异步电动机的三相异步电动机的启动方式启动方式有二种，即有二种，即全压直接启全压直接启动动方式和方式和降压启动降压启动方式。方式。机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件第一节第一节 三相异步电动机的基本控制电路三相异步电动机的基本控制电路一、三相笼型异步电动机的直接起动控制一、三相笼型异步电动机的直接起动控制1.点动控制电路点动控制电路 所谓点动控制，就是当按下按钮时电动机转所谓点动控制，就是当按下按钮时电动机转动，松开按钮电动机就停转。动，松开按钮电动机就停转。点动控制电路点动控制电路机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt p
5、pt 课件课件继电接触器控制电路都有继电接触器控制电路都有主电路主电路和和控制电路控制电路两部分组成。两部分组成。主电路主电路：直接给电动机绕组供电的电路。：直接给电动机绕组供电的电路。控制电路控制电路：对主电路的动作实施控制的电路。：对主电路的动作实施控制的电路。点动控制电路点动控制电路主电路：三相电源主电路：三相电源QSFU1KM（主触点）（主触点）FR（热元件）（热元件）M(电动机）电动机）控制电路：控制电路：L21 FU2 1号号线线FR（动断触点）（动断触点）2号号线线SB 3号线号线KM线圈线圈0号线号线 FU2 L22 机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt p
6、pt 课件课件工作过程：工作过程：合上开关合上开关QS接通电源接通电源按下按下SBKM线圈通电线圈通电KM主触点闭合主触点闭合电动机电动机运转运转松开松开SBKM线圈失电线圈失电KM主触点断开主触点断开电动机电动机停转停转点动控制电路点动控制电路机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件单向自锁连续运行控制电路单向自锁连续运行控制电路主电路主电路控制电路控制电路自锁触点自锁触点2.2.单向运行控制电路（起停控制电路）单向运行控制电路（起停控制电路）单向运行控制电路（起停控制电路）单向运行控制电路（起停控制电路）机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 p
7、pt ppt 课件课件M3QSFUKMFRSB2SB1单向自锁连续运行控制电路结构图单向自锁连续运行控制电路结构图特点：特点：小电流控制小电流控制 大电流。大电流。机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件M3一、起动一、起动起动时，接通起动时，接通组合开关，按组合开关，按动起动按钮动起动按钮SB2，则交流接，则交流接触器通电，使触器通电，使衔铁吸合带动衔铁吸合带动触头将常开触触头将常开触点接通，电动点接通，电动机通电开始运机通电开始运行。行。M3QSFUSB1KMFR吸合后自锁吸合后自锁SB2M3n机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt pp
8、t 课件课件KM主触头闭合主触头闭合按下按钮按下按钮SB2 KM线圈通电线圈通电电机转动电机转动动作过程：动作过程：起动起动合上开关合上开关QSKM辅助触点辅助触点闭合（闭合（自锁自锁）利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁持线圈通电的作用称自锁机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件M3n二、停止二、停止停止时，按下停止时，按下停止按钮停止按钮SB1，则交流接触，则交流接触器断电，使衔器断电，使衔铁释放触头将铁释放触头将常开触点断开，常开触点断开，电动
9、机停转。电动机停转。M3SB1机床电器与可编程序控制器机床电器与可编程序控制器 ppt ppt 课件课件KM主触头断开主触头断开按下按钮按下按钮（SB1）KM线圈断电线圈断电电动机停转电动机停转KM辅助触点辅助触点断开断开动作过程：动作过程：动作过程：动作过程：停止停止停止停止电动机的保护电动机的保护电动机的保护电动机的保护 短路保护短路保护短路保护短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘是因短路电流会引起电器设备绝缘是因短路电流会引起电器设备绝缘是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产损坏产生强大的电动力，使电动机和电器
10、设备产损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通通通通常采用熔断器常采用熔断器常采用熔断器常采用熔断器 FUFU和过流继电器和过流继电器和过流继电器和过流继电器等。等。等。等。欠压欠压欠压欠压是指电动机工作时，电压降低引起电流是指电动机工作时，电压降低引起电流是指电动机工作时，电压降低引起电流是指电动机工作时，电压降低引起电流增加甚至使电动机停转，增加甚至使电动机停转，增加甚至使电动机停转，增加甚至使电动机停转，失压失压失压失压(零压
11、零压零压零压)是指电源电压是指电源电压是指电源电压是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动机可能自动重新起动机可能自动重新起动机可能自动重新起动(亦称自起动亦称自起动亦称自起动亦称自起动)，易造成人身或，易造成人身或，易造成人身或，易造成人身或设备故障。设备故障。设备故障。设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器常用的失压和欠压保护有：对接触器常用的失压和欠压保护有：对接触器常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失
12、压、欠压保护。实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。过载保护过载保护过载保护过载保护是为防止三相电动机在运行中电流是为防止三相电动机在运行中电流是为防止三相电动机在运行中电流是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。超过额定值而设置的保护。超过额定值而设置的保护。超过额定值而设置的保护。常采用热继电器常采用热继电器常采用热继电器常采用热继电器FRFR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。保护，也可采用自动开关
13、和电流继电器保护。三、短路保护三、短路保护 当电路出现短路当电路出现短路时，线路电流突然时，线路电流突然变大，熔断器烧断变大，熔断器烧断而切断线路电源，而切断线路电源，电动机停转。电动机停转。接触器常开触点断接触器常开触点断开，线路恢复供电开，线路恢复供电后电机不会自行起后电机不会自行起动动(失压、欠压保失压、欠压保护护)。M3nFU短路保护动作过程演示短路保护动作过程演示M3四、过载保护四、过载保护当电路电动机过当电路电动机过载时，热继电器载时，热继电器的发热元件将常的发热元件将常闭触点断开，使闭触点断开，使接触器线圈断电接触器线圈断电主触点断开，电主触点断开，电动机停转。动机停转。M3n过
14、载保护动作演示过载保护动作演示M3第二节三相异步电动机正反控制线路第二节三相异步电动机正反控制线路v在生产实际中，经常要求电动机能正反向运转，在生产实际中，经常要求电动机能正反向运转，如机床主轴的正向和反向运行，工作台的前后如机床主轴的正向和反向运行，工作台的前后运行，起重机起吊重物的上升与下降等。从三运行，起重机起吊重物的上升与下降等。从三相异步电动机原理中可知，改变电动机定子绕相异步电动机原理中可知，改变电动机定子绕组的电源相序，就可实现电动机运转方向的改组的电源相序，就可实现电动机运转方向的改变。实际应用中，就是变。实际应用中，就是通过通过开关或两个接触器开关或两个接触器改变电源进入电动
15、机三相绕组的相序改变电源进入电动机三相绕组的相序来来实现电实现电动机正反转控制动机正反转控制。生产机械的运动部件往往需要作正、反两个方向的运动。生产机械的运动部件往往需要作正、反两个方向的运动。这就要求拖动生产机械的电动机具有正、反转控制。若要实这就要求拖动生产机械的电动机具有正、反转控制。若要实现电动机反向控制，只需将电源的三根相线任意对调两根现电动机反向控制，只需将电源的三根相线任意对调两根(称称换相换相)即可。即可。倒顺开关也称可逆倒顺开关也称可逆转换开关转换开关,如图所示的如图所示的S 就是倒顺开关。就是倒顺开关。1.倒顺开关控制的正反转控制电路倒顺开关控制的正反转控制电路静触点静触点
16、动触点动触点 这种电路一般用于这种电路一般用于额定电流在额定电流在10 A、功率、功率在在3 kW以下的小容量以下的小容量电动机。电动机。2.2.接触器控制的正、接触器控制的正、接触器控制的正、接触器控制的正、反转控制电路反转控制电路反转控制电路反转控制电路1）无联锁的正、无联锁的正、反转控制电路反转控制电路反转接触器反转接触器反转接触器反转接触器反转按钮反转按钮反转按钮反转按钮正转接触器正转接触器正转接触器正转接触器正转按钮正转按钮正转按钮正转按钮正转触点正转触点正转触点正转触点反转触点反转触点反转触点反转触点 SB2 SB2和和和和SB3SB3决不允许同时按下决不允许同时按下决不允许同时按
17、下决不允许同时按下，否则造成电源两相短路否则造成电源两相短路否则造成电源两相短路否则造成电源两相短路。正反转控制电路必须保正反转控制电路必须保正反转控制电路必须保正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同证正转、反转接触器不能同证正转、反转接触器不能同证正转、反转接触器不能同时动作。时动作。时动作。时动作。2）有联锁的正、有联锁的正、反转控制电路反转控制电路图图 7 20 具有电气联锁的控制电路具有电气联锁的控制电路按下按下按下按下SB2SB2电机正转电机正转电机正转电机正转通电通电闭合闭合断开断开断电断电闭合闭合正转控制：正转控制：正转控制：正转控制：合上合上合上合上QSQSKM1KM1线
18、圈线圈线圈线圈通电通电通电通电KM1KM1自锁触点闭合自锁触点闭合自锁触点闭合自锁触点闭合KM1KM1主触点闭合主触点闭合主触点闭合主触点闭合KM1KM1常闭触点断开，防止误动常闭触点断开，防止误动常闭触点断开，防止误动常闭触点断开，防止误动作使作使作使作使KM2KM2线圈通电线圈通电线圈通电线圈通电（联锁）（联锁）（联锁）（联锁）反转控制：反转控制：反转控制：反转控制：先按下先按下先按下先按下SB1SB1KM1KM1线圈断电线圈断电线圈断电线圈断电电机停转电机停转电机停转电机停转KM1KM1自锁触点断开自锁触点断开自锁触点断开自锁触点断开KM1KM1主触点断开主触点断开主触点断开主触点断开K
19、M1KM1常闭触点闭合常闭触点闭合常闭触点闭合常闭触点闭合按下按下按下按下SB3SB3电机反转电机反转电机反转电机反转“联锁联锁联锁联锁”触点触点触点触点 在同一时间内，两个接触在同一时间内，两个接触在同一时间内，两个接触在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制器只允许一个通电工作的控制器只允许一个通电工作的控制器只允许一个通电工作的控制作用，称为作用，称为作用，称为作用，称为“联锁联锁联锁联锁”。利用接触器的触点实现利用接触器的触点实现利用接触器的触点实现利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。联锁控制称电气联锁。联锁控制称电气联锁。联锁控制称电气联锁。缺点：缺点：缺点：缺点：改变转
20、向时必须改变转向时必须改变转向时必须改变转向时必须先按停止按先按停止按先按停止按先按停止按 钮。钮。钮。钮。解决措施：在控制电解决措施：在控制电解决措施：在控制电解决措施：在控制电路中加入机械连锁。路中加入机械连锁。路中加入机械连锁。路中加入机械连锁。电气、机械双重联锁的控制电路电气、机械双重联锁的控制电路 利用复合按钮的利用复合按钮的触点实现联锁控制称触点实现联锁控制称机械联锁。机械联锁。电气联锁电气联锁电气联锁电气联锁机械联锁机械联锁机械联锁机械联锁当电机正转时，当电机正转时，当电机正转时，当电机正转时，按下反转按钮按下反转按钮按下反转按钮按下反转按钮SB2SB2电机反转电机反转电机反转电
21、机反转停止正转停止正转停止正转停止正转闭合闭合先断开先断开先断开先断开断开断开断开断开断电断电断电断电闭合闭合通电通电闭合闭合断开断开断开断开断开断开断开断开闭合闭合3 3）行程控制电路行程控制电路行程控制电路行程控制电路行程控制：行程控制：行程控制：行程控制：控制某些机械的行控制某些机械的行控制某些机械的行控制某些机械的行程，当运动部件到达程，当运动部件到达程，当运动部件到达程，当运动部件到达一定行程位置时利用一定行程位置时利用一定行程位置时利用一定行程位置时利用行程开关进行控制。行程开关进行控制。行程开关进行控制。行程开关进行控制。至右极端位置撞开至右极端位置撞开STA 动作过程动作过程正
22、向按钮正向按钮 正向运行正向运行电机停车电机停车（反向运行同样分析）（反向运行同样分析）正程正程限位开关限位开关STASTB逆程逆程图图 7 22 行程控制电路行程控制电路工作台第三节第三节 三相异步电动机制动控制电路三相异步电动机制动控制电路v三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转，由于惯性的关三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转，由于惯性的关系，需要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺系，需要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求。如万能铣床，卧式镗床，组合机床等，无论是从提的要求。如万能铣床，卧式镗床，组合机床等，无论是从提高生产效率，还是从安全及准确停位等方面考虑
23、，都要求电高生产效率，还是从安全及准确停位等方面考虑，都要求电动机能迅速停车，所以需要对电动机进行制动控制。动机能迅速停车，所以需要对电动机进行制动控制。v三相异步电动机的三相异步电动机的制动方法制动方法一般有两大类；一般有两大类；机械制动机械制动和和电气电气制动制动。机械制动是用机械装置来强迫电动机迅速停车；电气。机械制动是用机械装置来强迫电动机迅速停车；电气制动实质上是在电动机停车时，产生一个与原来旋转方向相制动实质上是在电动机停车时，产生一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。电气制动包括反电气制动包括反接制动和能耗制动二种。接制动
24、和能耗制动二种。v一、一、反接制动控制电路反接制动控制电路反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁场，因而产生方向相反的制动转矩生方向相反的旋转磁场，因而产生方向相反的制动转矩的一种制动方法。的一种制动方法。反接制动时，由于转子与旋转磁场的相对速度接近于两反接制动时，由于转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍，因此当于全电压直接启动时电流的两倍，因此反接制动特点反接制动特点是制动迅速，效果好，但冲击大，
25、通常仅适用于是制动迅速，效果好，但冲击大，通常仅适用于10kW以以下的小容量电动机。下的小容量电动机。为了减小冲击电流，通常要求在电为了减小冲击电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，这动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，这个电阻称为反接制动电阻。反接制动电阻的接线方法有个电阻称为反接制动电阻。反接制动电阻的接线方法有对称和不对称两种接法，采用对称电阻接法可以在限制对称和不对称两种接法，采用对称电阻接法可以在限制制动转矩的同时，也限制了制动电流，而采用不对称制制动转矩的同时，也限制了制动电流，而采用不对称制动电阻的接法，只是限制了制动转矩，未加制动电阻的动电阻
26、的接法，只是限制了制动转矩，未加制动电阻的那一相，仍具有较大的电流。反接制动的另一要求是在那一相，仍具有较大的电流。反接制动的另一要求是在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，以防止电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，以防止反向再启动。反向再启动。v(一一)单向反接制动的控制线路单向反接制动的控制线路反接制动的关键在于电动机电源相序的改变，且反接制动的关键在于电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除，因当转速下降接近于零时，能自动将电源切除，因此采用速度继电器来检测电动机的速度变化。速此采用速度继电器来检测电动机的速度变化。速度继电器一般在转速大于度继电器一般在
27、转速大于120r/min时触头动作，时触头动作，当转速低于当转速低于100r/min时，其触头恢复原位。时，其触头恢复原位。图图2-8为单向反接制动的控制线路。为单向反接制动的控制线路。工作过程如下：工作过程如下：启动时，按下启动按启动时，按下启动按钮钮SB2，接触器，接触器KM1通电并自锁，通电并自锁，电动机电动机M通电启动。通电启动。在电动机正常运转在电动机正常运转时，速度继电器时，速度继电器KS的常开触头闭合，的常开触头闭合，为反接制动作好了为反接制动作好了准备。停车时，按准备。停车时，按下停止按钮下停止按钮SB1，其常闭触头断开，其常闭触头断开，接触器接触器KM1线圈断线圈断电，电动机
28、电，电动机M脱离脱离电源，电源，由于此时电动机的惯性转速还很高，由于此时电动机的惯性转速还很高，KS的常开触头依然处于的常开触头依然处于闭合状态，所以闭合状态，所以SB1常开触头闭合时，反接制动接触器常开触头闭合时，反接制动接触器KM2线圈通电并自锁，其主触头闭合，使电动机定子绕组得到与线圈通电并自锁，其主触头闭合，使电动机定子绕组得到与正常运转相序相反的三相交流电源，电动机进入反接制动状正常运转相序相反的三相交流电源，电动机进入反接制动状态，转速迅速下降，当电动机转速接近于零时，速度继电器态，转速迅速下降，当电动机转速接近于零时，速度继电器常开触头复位，接触器线圈电路被切断，反接制动结束。常
29、开触头复位，接触器线圈电路被切断，反接制动结束。图图2-8电动机单向运行反接制动控制线路电动机单向运行反接制动控制线路v(二二)电动机电动机正反向运行的反接制动正反向运行的反接制动控制线路控制线路图图2-9为电动机正反向运行的反接制动控制线路。当电动为电动机正反向运行的反接制动控制线路。当电动机通过正转接触器机通过正转接触器KM1触头得电而正向运转时，速度继触头得电而正向运转时，速度继电器电器KS-1正转的常闭触头和常开触头均已动作，分别处正转的常闭触头和常开触头均已动作，分别处于打开和闭合的状态。但是，由于对反转接触器于打开和闭合的状态。但是，由于对反转接触器KM2线线圈电路起互锁作用的圈电
30、路起互锁作用的KM1常闭辅助触头此时已断开，所常闭辅助触头此时已断开，所以正转的以正转的KS-1的常开触头仅仅起到使的常开触头仅仅起到使KM2准备通电的作准备通电的作用，即并不能使它立即通电。当按下停止按钮用，即并不能使它立即通电。当按下停止按钮SB1时，由时，由于于KM1线圈断电，线圈断电，KM1的常闭触头复位闭合，反向接触的常闭触头复位闭合，反向接触器器KM2线圈便通电，定子绕组得到反向的三相交流电源，线圈便通电，定子绕组得到反向的三相交流电源，进入反接制动状态。由于速度继电器的常闭触头已打开，进入反接制动状态。由于速度继电器的常闭触头已打开，所以此时反向接触器所以此时反向接触器KM2线圈
31、不能依靠自锁触头而锁住线圈不能依靠自锁触头而锁住电源。当电动机转子惯性速度接近于零时，电源。当电动机转子惯性速度接近于零时，KS-1的正转的正转常闭触头和常开触头均恢复原来的常闭和常开状态，常闭触头和常开触头均恢复原来的常闭和常开状态，KM2线圈的电源被切断，反接制动过程便告结束线圈的电源被切断，反接制动过程便告结束图图2-9电动机正反向运行反接制动控制线路电动机正反向运行反接制动控制线路上述这种反接制动控制线路的缺点是主电路没有限流电阻，冲击电流上述这种反接制动控制线路的缺点是主电路没有限流电阻，冲击电流大，如频繁制动容易引起电动机发热。图大，如频繁制动容易引起电动机发热。图2-10为具有反
32、接制动电阻为具有反接制动电阻的正反向反接制动控制线路。图中电阻的正反向反接制动控制线路。图中电阻R是反接制动电阻，同时也具是反接制动电阻，同时也具有限制启动电流的作用，该线路工作原理如下：有限制启动电流的作用，该线路工作原理如下：图图2-10具有反接制动电阻的正反向反接制动控制线路具有反接制动电阻的正反向反接制动控制线路合上电源开关合上电源开关QS，按下正转启动按钮，按下正转启动按钮SB2，中间继电器，中间继电器KA3线圈通线圈通电并自锁，其常闭触头打开，与中间继电器电并自锁，其常闭触头打开，与中间继电器KA4线圈构成互锁电路，线圈构成互锁电路，KA3常开触头闭合，使接触器常开触头闭合，使接触
33、器KM1线圈通电，线圈通电，KM1的主触头闭合使的主触头闭合使定子绕组经电阻定子绕组经电阻R接通正转三相电源，电动机开始降压启动，此时虽接通正转三相电源，电动机开始降压启动，此时虽然中间继电器然中间继电器KA1线圈电路中线圈电路中KM1常开辅助触头已闭合，但是常开辅助触头已闭合，但是KA1线圈仍无法通电。因为速度继电器线圈仍无法通电。因为速度继电器KS的正转常开触点尚未闭合，当的正转常开触点尚未闭合，当电动机转速上升到一定值时，电动机转速上升到一定值时，KS的正转常开触头闭合，中间继电器的正转常开触头闭合，中间继电器KA1通电并自锁，这时由于通电并自锁，这时由于KA1，KA3等中间继电器的常开
34、触头均等中间继电器的常开触头均处于闭合状态，接触器处于闭合状态，接触器KM3线圈通电，于是电阻线圈通电，于是电阻R被短接，定子绕组被短接，定子绕组直接加以额定电压，电动机转速上升到稳定的工作转速。在电动机直接加以额定电压，电动机转速上升到稳定的工作转速。在电动机正常运行的过程中，若是按下停止按钮正常运行的过程中，若是按下停止按钮SB1，则，则KA3，KM1，KM3三只线圈断电。由于此时电动机转子的惯性转速仍然很高，速度继三只线圈断电。由于此时电动机转子的惯性转速仍然很高，速度继电器电器KS的正转常开触头尚未复原，中间继电器的正转常开触头尚未复原，中间继电器KA1仍处于工作状态，仍处于工作状态，
35、所以接触器所以接触器KM1常闭触头复位后，接触器常闭触头复位后，接触器KM2线圈便通电，其常开线圈便通电，其常开主触头闭合，使定子绕组经电阻主触头闭合，使定子绕组经电阻R获得反转的三相交流电源，对电动获得反转的三相交流电源，对电动机进行反接制动。转子速度迅速下降，当其转速小于机进行反接制动。转子速度迅速下降，当其转速小于100r/min时，时，KS的正转常开触头恢复断开状态，的正转常开触头恢复断开状态，KA1线圈断电，接触器线圈断电，接触器KM2释放，释放，反接制动过程结束。电动机反向启动和制动停车过程与正转时相同。反接制动过程结束。电动机反向启动和制动停车过程与正转时相同。反接制动的具有制动
36、力强、制动迅速的优点。但反接制动的具有制动力强、制动迅速的优点。但其制动准确性差，制动过程中其制动准确性差，制动过程中冲击强烈冲击强烈，易损坏，易损坏传动部件传动部件，制动能量消耗大，不宜频繁制动。一，制动能量消耗大，不宜频繁制动。一般适用于制动要求迅速，系统惯性大，不经常启般适用于制动要求迅速，系统惯性大，不经常启动和制动的场合。如铣床、镗床、中型车床等主动和制动的场合。如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动。轴的制动。v二、能耗制动控制电路二、能耗制动控制电路能耗制动是利用发电机的原理，把旋转的机械能能耗制动是利用发电机的原理，把旋转的机械能转变为电能，消耗在制动电阻上，故称为能耗制转变为电能
37、，消耗在制动电阻上，故称为能耗制动。动。当电动机脱离三相交流电源之后，迅速给定当电动机脱离三相交流电源之后，迅速给定子绕组接入直流电流，产生一个静止磁场，则转子绕组接入直流电流，产生一个静止磁场，则转子产生的感应电流与静止磁场相互作用达到制动子产生的感应电流与静止磁场相互作用达到制动的目的。同反接制动一样，的目的。同反接制动一样，当电动机转速接近于当电动机转速接近于零时，应及时切断直流制动电源零时，应及时切断直流制动电源。切断电源的时切断电源的时刻刻既既可以按时间控制原则可以按时间控制原则，用时间继电器进行控，用时间继电器进行控制，制，也可以按速度原则也可以按速度原则，用速度继电器进行控制。，
38、用速度继电器进行控制。下面分别用单向能耗制动和正反向能耗制动控制下面分别用单向能耗制动和正反向能耗制动控制线路为例来说明。线路为例来说明。（一）单向能耗制动控制线路（一）单向能耗制动控制线路v图图2-11为时间原则控制的单向能耗制动控制线路。为时间原则控制的单向能耗制动控制线路。在电动机正常运行的时候，若按下停止按钮在电动机正常运行的时候，若按下停止按钮SB1，电动机由于，电动机由于KM1断电释放而脱离三相交流电源，断电释放而脱离三相交流电源，而直流电源则由于接触器而直流电源则由于接触器KM2线圈通电其主触头线圈通电其主触头闭合而加入定子绕组，时间继电器闭合而加入定子绕组，时间继电器KT线圈与
39、线圈与KM2线圈同时通电并自锁，于是电动机进入能耗线圈同时通电并自锁，于是电动机进入能耗制动状态。当其转子的惯性速度接近于零时，时制动状态。当其转子的惯性速度接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触头断开接触器间继电器延时打开的常闭触头断开接触器KM2线线圈电路。由于圈电路。由于KM2常开辅助触头的复位，时间继常开辅助触头的复位，时间继电器电器KT线圈的电源也被断开，电动机能耗制动线圈的电源也被断开，电动机能耗制动接束。接束。图图2-11时间原则控制的单向能耗制动控制线路时间原则控制的单向能耗制动控制线路v图中图中KT的瞬时常开触头的瞬时常开触头与与KM2辅助常开触头辅助常开触头串联组成联合自锁
40、，其串联组成联合自锁，其作用作用是当万一发生是当万一发生KT线圈断线或机械卡住故障时，防止在按下按线圈断线或机械卡住故障时，防止在按下按钮钮SB1电动机进行制动后，因电动机进行制动后，因KM2触头自锁触头自锁使两相的定子绕组长期接入能耗制动的直流使两相的定子绕组长期接入能耗制动的直流电流而烧毁电动机。电流而烧毁电动机。v该线路还具有手动控制能耗制动的功能，只该线路还具有手动控制能耗制动的功能，只要使停止按钮要使停止按钮SB1处于按下的状态，电动机处于按下的状态，电动机就能实现能耗制动。就能实现能耗制动。v图图2-12为速度原则控制的单向能耗制动控制线路。为速度原则控制的单向能耗制动控制线路。该
41、线路与图该线路与图2-11控制线路基本相同，仅是控制电路控制线路基本相同，仅是控制电路中取消了时间继电器中取消了时间继电器KT的线圈及其触头电路，而在的线圈及其触头电路，而在电动机轴伸端安装了速度继电器电动机轴伸端安装了速度继电器KS，并且用，并且用KS的的常开触头取代了常开触头取代了KT延时打开的常闭触头。这样一来，延时打开的常闭触头。这样一来，该线路中的电动机在刚刚脱离三相交流电源时，由该线路中的电动机在刚刚脱离三相交流电源时，由于电动机转子的惯性速度仍然很高，速度继电器于电动机转子的惯性速度仍然很高，速度继电器KS的常开触头仍然处于闭合状态，所以接触器的常开触头仍然处于闭合状态，所以接触
42、器KM2线线圈能够依靠圈能够依靠SB1按钮的按下通电自锁。于是，两相按钮的按下通电自锁。于是，两相定子绕组获得直流电源，电动机进入能耗制动。当定子绕组获得直流电源，电动机进入能耗制动。当电动机转子的惯性速度接近于零时，电动机转子的惯性速度接近于零时，KS常开触头复常开触头复位，接触器位，接触器KM2线圈断电而释放，能耗制动结束。线圈断电而释放，能耗制动结束。图图2-12速度原则控制的单向能耗制动控制线路速度原则控制的单向能耗制动控制线路（二）电动机（二）电动机正反向运行正反向运行能耗制动控制电路能耗制动控制电路v图图2-13为电动机按时间原则控制正反向运行能为电动机按时间原则控制正反向运行能耗
43、制动控制电路。在其正常的正向运转过程中，耗制动控制电路。在其正常的正向运转过程中，需要停止时，可按下停止按钮需要停止时，可按下停止按钮SB1，KM1断电，断电，KM3和和KT线路通电并自锁，线路通电并自锁，KM3常闭触头断开常闭触头断开起着锁住电动机启动电路的作用；起着锁住电动机启动电路的作用；KM3常开主常开主触头闭合，使直流电压加至定子绕组，电动机进触头闭合，使直流电压加至定子绕组，电动机进行正向能动耗制。电动机正向转速迅速下降，当行正向能动耗制。电动机正向转速迅速下降，当其接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触头其接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触头KT断开接触器断开接触器KM3线圈
44、电源。由于线圈电源。由于KM3常开辅常开辅助触头的复位，时间继电器助触头的复位，时间继电器KT线圈也随之失电，线圈也随之失电，电动机正向能耗制动结束。电动机正向能耗制动结束。v电动机反向启动与反向能耗制动的过程与上述电动机反向启动与反向能耗制动的过程与上述正向情况相同。正向情况相同。图图2-13电动机正反向运行能耗制动控制线路电动机正反向运行能耗制动控制线路v电动机正反向运行电动机正反向运行能耗制动能耗制动也可以采用也可以采用速度原则速度原则，用速度继电器取代时间继电器，同样能达到制动目用速度继电器取代时间继电器，同样能达到制动目的。的。v能耗制动的优点是制动准确、平稳，且能量消耗小。能耗制动
45、的优点是制动准确、平稳，且能量消耗小。缺点是需附加直流电源装置，设备费用较高，制动缺点是需附加直流电源装置，设备费用较高，制动力较弱，在低速时制动力矩小，一般用于要求制动力较弱，在低速时制动力矩小，一般用于要求制动准确、平稳的场合。准确、平稳的场合。而按时间原则控制的能耗制动，而按时间原则控制的能耗制动，适用于负载转速比较稳定的生产机械上。对于那些适用于负载转速比较稳定的生产机械上。对于那些负载惯性经常变化的生产机械来说，采用速度原则负载惯性经常变化的生产机械来说，采用速度原则控制的能耗制动更为合适。控制的能耗制动更为合适。第四节第四节 其他基本控制电路其他基本控制电路v一、一、点动控制点动控
46、制在生产实践中，机床设备有时需要长时间工作，在生产实践中，机床设备有时需要长时间工作，有时需要短时间隙工作，因此要有点动控制，还有时需要短时间隙工作，因此要有点动控制，还有些生产机械在进行调整工作时也要采用点动控有些生产机械在进行调整工作时也要采用点动控制。制。图图2-14列出了实现点动控制的几种常用电气控制列出了实现点动控制的几种常用电气控制线路。线路。图图2-14实现点动的几种控制线路实现点动的几种控制线路图图2-14a是最基本的点动控制线路。当按下点动启动按钮是最基本的点动控制线路。当按下点动启动按钮SB时，接触器时，接触器KM通电吸合，主触头闭合，电动机接通电源。通电吸合，主触头闭合，
47、电动机接通电源。当手松开按钮时，接触器当手松开按钮时，接触器KM断电释放，主触头断开，电动断电释放，主触头断开，电动机被切断电源而停止运行。机被切断电源而停止运行。图图2-14b是带手动开关是带手动开关SA的点动控制线路。当需要点动时的点动控制线路。当需要点动时将开关将开关SA打开，操作打开，操作SB2即可实现点动控制。当需要连续即可实现点动控制。当需要连续工作时合上工作时合上SA，将自锁触头接入，即可实现长动控制。，将自锁触头接入，即可实现长动控制。图图2-14c中中增加了一个复合按钮增加了一个复合按钮SB3。点动控制时，按下点。点动控制时，按下点动按钮动按钮SB3，其常闭触头先断开自锁电路
48、，常开触头后闭合，其常闭触头先断开自锁电路，常开触头后闭合，接通启动控制电路，接通启动控制电路，KM线圈得电，主触头闭合，电动机启线圈得电，主触头闭合，电动机启动运行，当松开动运行，当松开SB3时，时，KM线圈断电，主触头断开，电动线圈断电，主触头断开，电动机停止转动。若需要电动机连续运转，则按启动按钮机停止转动。若需要电动机连续运转，则按启动按钮SB2即即可，停机时需按停止按钮可，停机时需按停止按钮SB1。图图2-14d是是利用中间继电器实现点动利用中间继电器实现点动的控制线路。利用点动的控制线路。利用点动启动按钮启动按钮SB2控制中间继电器控制中间继电器KA，KA的常开触头并联在的常开触头
49、并联在SB3两端，来控制接触器两端，来控制接触器KM实现电动机点动。当需长动时实现电动机点动。当需长动时可按下可按下SB3按钮，按钮，SB1是停止按钮。是停止按钮。v二、二、多地控制多地控制有些大型机床和生产设备，有些大型机床和生产设备，为使操作人员在不同的方位为使操作人员在不同的方位均能进行操作，常常要求多均能进行操作，常常要求多地控制。多地控制就是用多地控制。多地控制就是用多组启动、停止按钮控制同一组启动、停止按钮控制同一台电动机。台电动机。多地控制的连接多地控制的连接原则是原则是：启动按钮要并联启动按钮要并联，即逻辑或的关系；即逻辑或的关系；停止按钮停止按钮应串联应串联，即逻辑与的关系。
50、，即逻辑与的关系。根据这一原则可推广更多地根据这一原则可推广更多地点的控制。图点的控制。图2-15所示是多所示是多地控制电路。地控制电路。图图2-15多地控制电路多地控制电路v三、三、顺序控制顺序控制在多机拖动系统中，各电动机所起的作用不同，在多机拖动系统中，各电动机所起的作用不同，有时需按一定的顺序启动，才能保证操作过程的有时需按一定的顺序启动，才能保证操作过程的合理性和工作的安全可靠。如磨床上要求先启动合理性和工作的安全可靠。如磨床上要求先启动油泵电动机，再启动主轴电动机。油泵电动机，再启动主轴电动机。顺序启停控制电路有顺序启停控制电路有顺序启动、同时停止顺序启动、同时停止控制电控制电路和