机床电气控制原理图课件.ppt

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1、机床机床电气控制原理气控制原理图2.2.1 2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号1 1、文字符号、文字符号 用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特征的字符代码。例如，状态和特征的字符代码。例如，FRFR表示热继电器。表示热继电器。2 2、图形符号、图形符号 用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。例如，例如，“”表示交流，表示交流，R R表示电阻等。表示电阻等。国家电气图用符号标准国家电气图用符号标准GB/

2、T4728-1985GB/T4728-1985规定了电规定了电气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准准GB/T6988-1986GB/T6988-1986于于19901990年年1 1月月1 1日正式开始执行。日正式开始执行。电气控制系统图：电气控制系统图：指根据国家电气制图标准，指根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。电气控制系统图包括：电气控制系统图包括：1、电气原理图电气原理图2、电器元

3、件布置图电器元件布置图3、电气安装接线图电气安装接线图 电气原理图：电气原理图：用图形符号、文字符号、项目用图形符号、文字符号、项目代号等表示电路的各个电气元器件之间的关系和代号等表示电路的各个电气元器件之间的关系和工作原理的图工作原理的图。图图3-32 3-32 全压启动控制线路结构图全压启动控制线路结构图图图3-33 3-33 全压启动控制线路电气原理图全压启动控制线路电气原理图2.2.2 2.2.2 电气控制原理图绘制规则电气控制原理图绘制规则1 1、原理图中的电器元件都应按没有通电和没有外力作、原理图中的电器元件都应按没有通电和没有外力作用时的状态绘制。用时的状态绘制。2 2、触点的绘

4、制位置。、触点的绘制位置。当垂直放置时，各元器件触点图形符号以当垂直放置时，各元器件触点图形符号以“左开右闭左开右闭”绘制。当水平放置时以绘制。当水平放置时以“上闭下开上闭下开”绘制。绘制。3 3、主电路、控制电路和辅助电路应分开绘制、主电路、控制电路和辅助电路应分开绘制4 4、动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置、动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置及其保护电器支路应垂直于电源电路及其保护电器支路应垂直于电源电路5 5、主电路用垂直线绘制在图左侧，控制电路用垂直线、主电路用垂直线绘制在图左侧，控制电路用垂直线条绘制在右侧，耗电元件（如电器的线圈，电磁铁，条绘制在右侧，耗电元件

5、（如电器的线圈，电磁铁，信号灯等）画在电路的最下方。信号灯等）画在电路的最下方。6 6、图中自左而右或自上而下表示操作顺序，并尽可能、图中自左而右或自上而下表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。减少线条和避免线条交叉。7 7、有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表、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。示，无直接电联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。8 8、在原理图上方将图分成若干图区，并标明该区电路、在原理图上方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用；在继电器、接触器线圈下方列有触点表的用途与作用；在继电器、接触器线圈

6、下方列有触点表，以说明线圈和触点的从属关系。，以说明线圈和触点的从属关系。左栏左栏 中栏中栏 右栏右栏主主 触触点点 的的图图 区区号号辅辅 助助动动 合合触触 点点的的 图图区区 号号辅辅 助助动动 断断触触 点点的的 图图区区 号号接触器各栏的含义：接触器各栏的含义：继电器各栏的含义：继电器各栏的含义：左栏左栏 右栏右栏动动 合合触触 点点的的 图图区号区号动动 断断触触 点点的的 图图区区 号号 在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字编号。同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分字编号。同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。别标

7、明该区电路的功能。9 9、电路图中触点文字符号下面的数字表示该电器线圈、电路图中触点文字符号下面的数字表示该电器线圈所处的图区号。所处的图区号。1010、需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符、需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符号号“空心圆空心圆”表示。电路的连接点用表示。电路的连接点用“实心圆实心圆”表示。表示。1111、中性线（、中性线（N N）和保护接地线（）和保护接地线（PEPE）放在相线之下。）放在相线之下。当某图号仅有一页图样时，只写图号和图区的当某图号仅有一页图样时，只写图号和图区的行、列号，在只有一个图号多页图样时，则图号行、列号，在只有一个图号多页图样时，则图号可

8、省略，而元件的相关触头只出现在一张图样上可省略，而元件的相关触头只出现在一张图样上时，只标出图区号。时，只标出图区号。2.2.3 2.2.3 符号位置的索引符号位置的索引1 1、电气元件布置图、电气元件布置图 电器元件布置图是用来详细表明电气原理图中电器元件布置图是用来详细表明电气原理图中各电气设备、元器件的实际安装位置，图中各电器各电气设备、元器件的实际安装位置，图中各电器代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相同，为电器控制设备的制造、安装、维修、提供必同，为电器控制设备的制造、安装、维修、提供必要的资料。要的资料。电气元件布置图的电气元件布

9、置图的绘制原则绘制原则：（1 1）绘制电气元件布置图时，机床的轮廓线用细实线）绘制电气元件布置图时，机床的轮廓线用细实线或点划线表示，电器元件均用粗实线绘制出简单的或点划线表示，电器元件均用粗实线绘制出简单的外形轮廓。外形轮廓。2.2.4 电气控制原理图电气控制原理图 绘制电气元件布置图时，电动机要和被拖动的机械绘制电气元件布置图时，电动机要和被拖动的机械装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方，装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方，操作手柄应画在便于操作的地方。操作手柄应画在便于操作的地方。各电气元件之间，上、下、左、右应保持一定间距，各电气元件之间，上、下、左、右应保持一定间距，以

10、利布线和维护。以利布线和维护。强电弱电应分开。弱电应屏蔽，防止外界干扰。强电弱电应分开。弱电应屏蔽，防止外界干扰。需要经常维护、维修、调整的电器元件安装位置不需要经常维护、维修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。宜过高或过低。电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。2 2、安装接线图、安装接线图 安装接线图是用来表明电气设备各单元之间的接安装接线图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系。图中表明了电气设备外部元件的相对位置及线关系。图中表明了电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据。它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据。安

11、装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。、线路维修和故障处理。安装接线图的安装接线图的绘制原则：绘制原则：各电气元件均按其在安装底板中的实际安装位置绘各电气元件均按其在安装底板中的实际安装位置绘出。出。一个元件的所有部件绘在一起，并且用点划线框一个元件的所有部件绘在一起，并且用点划线框起来，即采用集中表示法。起来，即采用集中表示法。安装底板内外的电气元件之间的连线通过端子板安装底板内外的电气元件之间的连线通过端子板进行连接，安装底板上有几条接至外电路的引线，进行连接，安装底板上有几条接至外电路的引线，端子板上就应绘出几个线的接点。

12、端子板上就应绘出几个线的接点。绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。一股线。1 1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。、必须熟悉图中各器件的符号和作用。2 2、识主电路识主电路3 3、识控制电路识控制电路4 4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解机械传动和液压传动。机械传动和液压传动。5 5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统2.2.5 电气原理图识图电气原理图

13、识图例例1 1：例例1 1：数控车床电气控制原理图分析数控车床电气控制原理图分析2.42.4数控机床电气控制系统的基本环节数控机床电气控制系统的基本环节2.4.1 2.4.1 笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制2.4.2 2.4.2 笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制2.4.3 2.4.3 笼型异步电动机制动控制笼型异步电动机制动控制笼型异步电动机制动控制笼型异步电动机制动控制2.4.1 2.4.1 笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制1.

14、1.点动控制点动控制点动控制点动控制2.2.连续运转控制连续运转控制连续运转控制连续运转控制3.3.连续运转兼点动控制电路连续运转兼点动控制电路连续运转兼点动控制电路连续运转兼点动控制电路直接启动的条件：直接启动的条件：I I I Istst-启动电流启动电流启动电流启动电流；I I I IN N-额定电流额定电流额定电流额定电流；S-S-S-S-变压器容量（变压器容量（变压器容量（变压器容量（kVAkVAkVAkVA）P-P-P-P-电机功率（电机功率（电机功率（电机功率（kwkwkwkw）1 1 点动控制点动控制L1L1L2L2L3L3KMKMSBSBQSQSKMKM M M 3 3 FU

15、1FU1FU2FU2点动按钮点动按钮KM主触头闭合主触头闭合按下按下SBKM线圈得电线圈得电松开松开SBKM线圈断电线圈断电KM主触头复位主触头复位电动机断电停转电动机断电停转电动机电动机M通电起动通电起动.工作过程：先接通电源开关工作过程：先接通电源开关QS常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等。常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等。常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等。常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等。2 2 连续运转控制电路连续运转控制电路KMSB1 SB2KMQSKMFR M3 L1L2L3FRFU1FU2自自锁锁触头触头短短路路保护保

16、护过过载载保护保护停停止止按钮按钮起起动动按钮按钮工作过程：先接通电源开关工作过程：先接通电源开关QS按下按下SB2KMKM线圈得电线圈得电KM主触头闭合主触头闭合 电动机运转电动机运转KM动合辅助触头闭合自锁动合辅助触头闭合自锁保护环节保护环节短路保护：短路保护：FU1、FU2过载保护：过载保护：FR欠压失压保护：欠压失压保护：KM自锁环节自锁环节按下按下SB1SB1KMKM线圈断电线圈断电电动机停电动机停工作原理工作原理3 3 既能长动又能点动的控制电路既能长动又能点动的控制电路 复合按钮复合按钮点动按钮点动按钮KMKMKMKMFRFRFRFRSB1SB1SB1SB1KMKMSB2SB2S

17、B2SB2SB3SB3停止按钮停止按钮起动按钮起动按钮 按下按下SB2，KM得电自锁，电动机连续运转。得电自锁，电动机连续运转。按下按下SB1，KM断电，电动机停转断电，电动机停转 按下点动按钮按下点动按钮SB3SB3，KM得电，得电，电动机运转。电动机运转。松开松开SB3SB3，KM断电，断电，电动机停转。电动机停转。点动按钮点动按钮SB3SB3的作用：的作用：(1)使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电；(2)使线圈使线圈KM不能自锁。不能自锁。3 3 既能长动又能点动的控制电路既能长动又能点动的控制电路 开关切换开关切换点动控制：点动控制：SA断开断开连续控制：连续控制：SA闭合闭合 点

18、动控制：点动控制：SB3闭合闭合连续控制：连续控制：SB2闭合闭合 4.多地控制多地控制特点：特点：工作原理：工作原理：在在两地两地或或多地多地控制同一台电动机的控制方式控制同一台电动机的控制方式启动启动(常开常开)按钮并联，停止按钮并联，停止(常闭常闭)按钮串联按钮串联用于机床工作台的前进后退或升降，及主轴的正反用于机床工作台的前进后退或升降，及主轴的正反转等。转等。由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向。中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向。需要用两个接触器来实现这一要求需要用两个接触器来实现

19、这一要求。当正转接触器当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。2.4.2 2.4.2 笼型异步电动机正反转控制笼型异步电动机正反转控制1.1.按钮控制的正反转控制电路按钮控制的正反转控制电路（1 1）接触器互锁的正反转控制）接触器互锁的正反转控制 完成完成“正转正转-停停-反转反转”或或“反转反转-停停-正转正转”的电的电气控制。气控制。线路的动作原理线路的动作原理:正转控制：正转控制：按按SB2SB2 KM1KM1线圈得电线圈得电KM1K

20、M1自锁触头闭合自锁触头闭合KM1KM1主触头闭合主触头闭合 KM1KM1互锁触头断开互锁触头断开电动机电动机M M正转正转KM1KM1线圈失电线圈失电电动机电动机M M停转停转反转控制：反转控制：按按SB3KM2KM2线圈得电线圈得电电动机电动机M M反转反转正转按钮正转按钮正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮互互锁锁SB1SB1KM1KM1SB3SB3KM2KM2KM2KM2KM1KM1KM2KM1KM1SB2SB2（2 2）双重互锁的正反转控制）双重互锁的正反转控制可实现可实现“正正反反停停”或或“反反正正停停”的操作控的操作控制。制。线路的动作原理线路的动作原理SB1SB1KM1KM1SB

21、3SB3KM2KM2KM2KM2KM1KM1KM2KM2KM1KM1SB2SB2按钮联锁按钮联锁互互锁锁互互锁锁按下按下SB2KM1得电得电电动机正转电动机正转按下按下SB3SB3KM1断电断电KM2得电得电电动机反转电动机反转正转：正转：反转：反转：2 2、自动往返正反转控制电路、自动往返正反转控制电路工作台自动往返控制工作台自动往返控制 根据上图控制线路，如果要求工作台到达前端时要停留根据上图控制线路，如果要求工作台到达前端时要停留一下再后退，怎么办？一下再后退，怎么办？主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制3.3.顺序控制顺序控制控制电路实现顺序控制控制电路实现顺序控制 要求几台电动机的启

22、动或停止按一定的先后顺序来完成的要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式控制方式顺序启动同时停止控制顺序启动同时停止控制顺序启动逆序停止控制顺序启动逆序停止控制1 12 2 数控铣床中的润滑油泵电动机数控铣床中的润滑油泵电动机M1M1，主轴电动机，主轴电动机M2M2的顺序启停控制电路的顺序启停控制电路作业：作业：1.1.试设计一个采取两地操作的即可点动又可连续运行试设计一个采取两地操作的即可点动又可连续运行的控制电路。的控制电路。2.2.试画出两台三相异步电动机的电气控制电路，要求：试画出两台三相异步电动机的电气控制电路，要求：M1M1起动后，起动后，M2M2才能起动；停止时

23、，才能起动；停止时，M1M1、M2M2同时停止，同时停止，有过载、短路保护。（注：主电路与控制电路都画）有过载、短路保护。（注：主电路与控制电路都画）2.4.2 2.4.2 笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制1 1 定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动2 Y-2 Y-降压起动降压起动降压起动降压起动 3 自耦变压器降压起动控制自耦变压器降压起动控制 应用：正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步电动机，可采用定子电路串电阻或电抗降压起动。原理：在电动机起动时，在三相定子电路串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，起动结束后再将电阻短接，电动机在额

24、定电压下正常运行。1 1 定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动1 1 定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动工作原理：工作原理：停止停止起动起动按下按下SB2SB2KM1KM1得电得电KTKT得电得电计时计时电电电电动阻动阻机起机起串动串动KM2KM2得电得电电动机全压运行电动机全压运行图中电动机由降压起动转为图中电动机由降压起动转为全压运行后全压运行后KM1KM1和和KTKT均断均断电，电，只有只有KM2KM2得电。得电。按下按下SB1SB1，电动机停，电动机停合上合上Q Q 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接近额定转速时，再将定子绕

25、组的接线换接成三角形，每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入全电压正常运行状态。应用：用于正常运行时定子绕组为联结的电动机。2 Y-2 Y-降压起动降压起动2 Y-2 Y-降压起动降压起动工作原理：工作原理：起动起动按下按下SB2KM1得电得电KM3得电得电KT得电得电Y起起动动Y接接计时计时KM3断电断电 KM2通电通电 KM1仍得电仍得电 运运行行 接接停止停止 起动时定子绕组得到的电压是自耦变压起动时定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次侧电压，待电动机转速接近额定转器的二次侧电压，待电动机转速接近额定转速时，切断自耦变压器电路，把额定电压直速时，切断自耦变压器电路，把

26、额定电压直接加在电动机的定子绕组上，电动机进入全接加在电动机的定子绕组上，电动机进入全压正常运行。压正常运行。3.3.自耦变压器降压起动控制自耦变压器降压起动控制 工作过程工作过程自耦变压器降压起动FU22.2.4 2.2.4 三相异步电动机的制动控制线路三相异步电动机的制动控制线路1 1 反接制动控制线路反接制动控制线路反接制动控制线路反接制动控制线路2 2 能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路 停机制动类型：停机制动类型：常用的电气制动：常用的电气制动：反接制动反接制动能耗制动能耗制动机械制动机械制动利用机械装置使电动机迅速停止利用机械装置使电动机迅速停止电气制

27、动电气制动-电动机产生一个与转子转动电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动方向相反的力矩来进行制动2.4.3 2.4.3 笼型异步电动机的制动控制电路笼型异步电动机的制动控制电路制动电阻的接线方法制动电阻的接线方法:一、反接制动控制一、反接制动控制原理：原理：要求：要求：对称接法对称接法不对称接法不对称接法改变电动机电源改变电动机电源相序相序，使定子绕组产生，使定子绕组产生反向反向的的旋转磁场，形成旋转磁场，形成制动转矩制动转矩。10kW10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电以上电动机的定子电路中串入反接制动电 阻，阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源转速接近于零时，及时切断

28、反相序电源,防防止反向再起动。止反向再起动。2.4.3 2.4.3 笼型异步电动机制动控制电路笼型异步电动机制动控制电路工作原理：工作原理：起动起动KV动合触点闭合动合触点闭合按按SB2KM1通电通电电动机正电动机正转运行转运行按按SB1KM1断电断电KM2通电通电（开始制动）（开始制动）n0,KVn0,KV复位复位KM2断电（制动断电（制动 结束）结束）速速度度继继电电器器停止停止1.单向反接制动的控制单向反接制动的控制 关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零关键是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。时，能自动将电源切除。2.可逆运行的反接制动控制可逆运

29、行的反接制动控制一、反接制动控制一、反接制动控制二、能耗制动控制二、能耗制动控制原理：原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场，加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场，达到制动的目的。达到制动的目的。反接制动特点：反接制动特点：制动迅速，效果好，但冲击效应制动迅速，效果好，但冲击效应较大，通常仅适用于较大，通常仅适用于10KW10KW以下的小容量电动机。以下的小容量电动机。1.单向能耗制动控制单向能耗制动控制二、能耗制动控制二、能耗制动控制工作原理：工作原理：按按SB2KM1通电通电电动机起动电动机起动按按SB

30、1KM1断电断电KM2通电通电KT通电通电能耗能耗制动制动延时延时KM2断电（制动断电（制动结束）结束）桥式整流电路桥式整流电路整流变压器整流变压器单向运行接触器单向运行接触器能耗制动接触器能耗制动接触器2.2.电动机可逆运行能耗制动控制电动机可逆运行能耗制动控制 二、能耗制动控制二、能耗制动控制正转接触器正转接触器反转接触器反转接触器特点（与反接制动相比）：特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；制动效消耗的能量小，其制动电流要小得多；制动效果不及反接制动明显。果不及反接制动明显。适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频繁的场合；能

31、耗制动需要直流电源整流装置。频繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。应用：用于电动机容量较大和起动、制动频繁应用：用于电动机容量较大和起动、制动频繁的场合。的场合。第六节第六节 电动机保护电动机保护一、短路保护一、短路保护 现象：短路。现象：短路。保护元器件：断路器、熔断器。保护元器件：断路器、熔断器。二、过载保护二、过载保护 现象：过载现象：过载 保护元器件：断路器、热继电器保护元器件：断路器、热继电器 三、过电流保护三、过电流保护 现象：不正确的起动或过大的负载转矩引起电流现象：不正确的起动或过大的负载转矩引起电流过大。过大。保护元器件：过电流继电器保护元器件：过电流继电器四、零电压与欠电压保护四、零电压与欠电压保护 零电压保护：为了防止电压恢复时电动机自行零电压保护：为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护。起动的保护。欠电压保护：需要在电源电压降到一定允许值欠电压保护：需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断。以下时将电源切断。保护元器件：电压继电器。保护元器件：电压继电器。五、弱磁保护五、弱磁保护 现象：现象：直流电动机磁通的过度减少会引起电动直流电动机磁通的过度减少会引起电动机的超速。机的超速。保护元器件：电磁式电流继电器。保护元器件：电磁式电流继电器。谢谢观赏！2020/11/593