C650_臥式車床電氣控制ppt

1、工程2 C650 臥式車床電氣控制【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解C650臥式車床的主要結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)形式。2.了解C650臥式車床的電力拖動(dòng)及控制要求。3.掌握行程開關(guān)、時(shí)間繼電器、中間繼電器、信號(hào)燈及速度繼電器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、符號(hào)、型號(hào)。4.掌握接近開關(guān)、固態(tài)繼電器和晶閘管自動(dòng)開關(guān)的原理和使用。5.掌握分析電氣控制原理圖的方法和步驟。6.熟悉在機(jī)床控制系統(tǒng)中三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)方法。7.掌握C650臥式車床的電氣控制原理圖的分析方法。12.1 工程簡述 C650型臥式車床結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它是機(jī)床中應(yīng)用最為廣泛的一種，可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面及螺紋，車床在加工工件時(shí)，隨著工件材

2、料和材質(zhì)的不同，應(yīng)選擇適宜的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度。目前中小型的車床多采用不變速的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，而靠齒輪箱來進(jìn)行有級(jí)變速。為滿足生產(chǎn)加工需要，主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，這就要求可以改變主軸電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向或采用離合器來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大多是通過主軸運(yùn)動(dòng)分出一局部動(dòng)力，通過掛輪箱傳給進(jìn)給箱配合來實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)給。有的車床為了提高效率，刀架的快速運(yùn)動(dòng)由單獨(dú)一臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。車床一般都設(shè)有交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的冷卻泵，實(shí)現(xiàn)刀具切削時(shí)的冷卻。22.1.1 C650臥式車床結(jié)構(gòu)及工作要求 C650臥式車床主要由床身、主軸變速箱、尾座、進(jìn)給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等組成。 C650車床進(jìn)行車削加工的主運(yùn)動(dòng)

3、是主軸通過卡盤或夾頭，帶開工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它承受車削加工時(shí)的主要切削功率。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的縱向或橫向運(yùn)動(dòng)。 為保證螺紋加工的質(zhì)量，要求工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動(dòng)速度具有嚴(yán)格的比例關(guān)系。因此，C650臥式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來連接，用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。車削加工時(shí)一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，為防止亂扣，加工完畢后，要求反轉(zhuǎn)退刀，所以C650車床可以通過主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，刀架也跟著后退。3 C650臥式車床在車削加工時(shí)，刀具的溫度往往很高，因此，要配備一臺(tái)冷卻泵及電動(dòng)機(jī)。由于C650車床的床身較長，為減少輔助工時(shí)，提高加工效率，專門設(shè)置

4、了一臺(tái)2.2kW的電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)溜板箱快速移動(dòng)，并采用點(diǎn)動(dòng)控制。 一般車床的調(diào)速范圍大，常用齒輪變速機(jī)構(gòu)來調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)40倍以上。C650車床的主電動(dòng)機(jī)采用普通籠型異步電動(dòng)機(jī)，功率為30kW。 由于加工的工件比較大，加工時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也比較大，需停車時(shí)不易立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，為提高工作效率，該機(jī)床采用了反接制動(dòng)方法。42.1.2 C650臥式車床電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求 （1）主電動(dòng)機(jī)M1（功率為30kW）完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用直接起動(dòng)的方式起動(dòng)，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。為加工調(diào)整方便，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。 （2）電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)冷卻泵，在加工時(shí)

5、提供切削液，采用直接起動(dòng)、停止方式，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。 （3）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3可根據(jù)使用需要，隨時(shí)手動(dòng)控制起停。 完成對(duì)C650臥式車床電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求介紹以后，接下來分析其電氣控制線路。為此，首先需要學(xué)習(xí)行程開關(guān)、時(shí)間繼電器、速度繼電器、中間繼電器、信號(hào)燈等與臥式車床電氣控制相關(guān)知識(shí)。52.2 電氣控制器件相關(guān)知識(shí)2.2.1 行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱行程限位開關(guān)，主要利用生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)、碰撞改變行程開關(guān)內(nèi)部觸頭的狀態(tài)，發(fā)出電氣控制指令。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、位移方向和位置保護(hù)等。 1.行程開關(guān)的根本結(jié)構(gòu) 行程開關(guān)的根本結(jié)構(gòu)有三大局部：感受外部作用力的操作機(jī)構(gòu)

6、，內(nèi)部執(zhí)行局部的觸頭系統(tǒng)和外殼。圖2-2給出LX19系列行程開關(guān)的外形示意圖。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件的擋鐵碰壓行程開關(guān)的滾輪時(shí)，推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，使其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。6 常用的行程開關(guān)有LX29系列、JW系列、LXW9（831060）系列。其中，JW系列及831060系列為微動(dòng)開關(guān)系列，具有微量動(dòng)作行程、瞬時(shí)動(dòng)作特點(diǎn)。LX29系列是取代LX19系列的理想產(chǎn)品，它具有單輪、雙輪、徑向傳動(dòng)等多種形式。其中單輪式徑向式行程開關(guān)可自動(dòng)復(fù)位，而雙輪行程開關(guān)要靠外力來復(fù)位。72.行程開關(guān)的型號(hào) 行程開關(guān)LX19的型號(hào)及含義如下。3.行程開關(guān)的符號(hào) 行程開關(guān)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖2-3所示。82.2.2

7、接近開關(guān) 接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸式檢測控制裝置，用作檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物體接近它到一定距離之內(nèi)，它就能發(fā)出控制信號(hào)。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。 1.接近開關(guān)的分類 接近開關(guān)按工作原理可分為以下幾種類型： （1）渦流式接近開關(guān) 這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場接近開關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無導(dǎo)電物體移近

8、，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導(dǎo)電體。 9 （2）電容式接近開關(guān) 這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不管它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以是絕緣的液體或粉狀物等。 （3）霍爾接近開關(guān) 霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效

9、應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對(duì)象必須是磁性物體。 10 (4）光電式接近開關(guān) 利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。將發(fā)光器件與光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測頭內(nèi)。當(dāng)有反光面（被檢測物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便有信號(hào)輸出，由此便可“感知有物體接近。 （5）熱釋電式接近開關(guān) 用能感知溫度變化的元件做成的開關(guān)叫熱釋電式接近開關(guān)。這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。 （6）其它型式的接近開關(guān) 當(dāng)觀察者或系統(tǒng)對(duì)波源的距離發(fā)生改變時(shí)，接

10、近到的波的頻率會(huì)發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。利用多普勒效應(yīng)可制成超聲波接近開關(guān)、微波接近開關(guān)等。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無物體接近。11 2.接近開關(guān)的工作原理 接近開關(guān)的種類很多，但不管何種接近開關(guān)，根本都是由感應(yīng)頭、振蕩器、檢波器、鑒幅器、輸出電路、穩(wěn)壓電源等組成。 接近開關(guān)目前國內(nèi)普遍采用高頻振蕩電感式，其精度較高控制距離較遠(yuǎn)。高頻振蕩電感式LJ2型系列接近開關(guān)原理如圖2-4所示。12 當(dāng)無金屬物體接近時(shí)，由VT1、L、C1、C2等元件組成的耦合振蕩器輸出信號(hào)加至VT2基極，放大后的高頻波經(jīng)V

11、D7、VD8整流后的直流信號(hào)加至VT3基極，使VT3導(dǎo)通，由VT4、VT5組成的斯密特電路中VT4截止，VT5導(dǎo)通，使VT6截止，則 近開關(guān)的文字符號(hào)與行程開關(guān)相同，其圖形符號(hào)和文字符號(hào)+如圖2-5所示。開關(guān)負(fù)載中無電流流過及信號(hào)輸出。當(dāng)有金屬體接近線圈L時(shí)，由于金屬中產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩能量，使振蕩減弱至停止，VD7、VD8整流電路無輸出電壓，則VT3截止，斯密特電路翻轉(zhuǎn)，則VT6飽和導(dǎo)通，負(fù)載中有電流流過，開關(guān)輸出有信號(hào)。目前很多接近開關(guān)都采用集成塊結(jié)構(gòu)取代放大電路和斯密特電路做成集成的。13 3.接近開關(guān)的選型 對(duì)于不同的材質(zhì)的檢測體和不同的檢測距離，應(yīng)選用不同類型的接近開關(guān)，以使其在系

12、統(tǒng)中具有高的性能價(jià)格比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則： （1）當(dāng)檢測體為金屬材料時(shí)，應(yīng)選用高頻振蕩型接近開關(guān)，該類型接近開關(guān)對(duì)鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏。 對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。 （2）當(dāng)檢測體為非金屬材料時(shí)，如木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近開關(guān)。 （3）金屬體和非金屬要進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測和控制時(shí)，應(yīng)選用光電型接近開關(guān)或超聲波型接近開關(guān)。 （4）對(duì)于檢測體為金屬時(shí)，若檢測靈敏度要求不高時(shí)，可選用價(jià)格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。14 4.接近開關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測 （1）動(dòng)作距離測定：當(dāng)動(dòng)作片由正面靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時(shí)，使接近開關(guān)動(dòng)作的距離為接近開關(guān)的最

13、大動(dòng)作距離，測得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi)。 （2）釋放距離的測定：當(dāng)動(dòng)作片由正面離開接近開關(guān)的感應(yīng)面，開關(guān)由動(dòng)作轉(zhuǎn)為釋放時(shí)，測定動(dòng)作片離開感應(yīng)面的最大距離。 （3）回差H的測定：最大動(dòng)作距離和釋放距離之差的絕對(duì)值。 （4）動(dòng)作頻率測定：用調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)膠木圓盤，在圓盤上固定若干鋼片，調(diào)整開關(guān)感應(yīng)面和動(dòng)作片間的距離，約為開關(guān)動(dòng)作距離的80%左右，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，依次使動(dòng)作片靠近接近開關(guān)，在圓盤主軸上裝有測速裝置，開關(guān)輸出信號(hào)經(jīng)整形，接至數(shù)字頻率計(jì)。此時(shí)啟動(dòng)電機(jī)，逐步提高轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速與動(dòng)作片的乘積與頻率計(jì)數(shù)相等的條件下，可由頻率計(jì)直接讀出開關(guān)的動(dòng)作頻率。 15 （5）重復(fù)精度測定：將動(dòng)作片固定在量具上，

14、由開關(guān)動(dòng)作距離的120%以外，從開關(guān)感應(yīng)面正面靠近開關(guān)的動(dòng)作區(qū)，運(yùn)動(dòng)速度控制在0.1mm/s上。當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)，讀出量具上的讀數(shù)，然后退出動(dòng)作區(qū)，使開關(guān)斷開。如此重復(fù)10次，最后計(jì)算10次測量值的最大值和最小值與10次平均值之差，差值大者為重復(fù)精度誤差。2.2.3 時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理、機(jī)械動(dòng)作及電子線路實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)接通或斷開的自動(dòng)控制電器。當(dāng)其感測局部接受輸入信號(hào)以后，需要經(jīng)過一定的時(shí)間來延時(shí)，其執(zhí)行局部才會(huì)動(dòng)作，并輸出信號(hào)來操縱控制回路。從動(dòng)作原理來看，時(shí)間繼電器可以分為：直流電磁式，空氣阻尼式（又稱氣囊式），電動(dòng)式，電子式等；按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種。

15、16 通電延時(shí)型時(shí)間繼電器在其感測局部接收信號(hào)后，立即開始延時(shí)，一旦延時(shí)完畢，立即通過執(zhí)行局部輸出信號(hào)來操縱控制回路。當(dāng)輸入信號(hào)消失時(shí)，繼電器就立即恢復(fù)到動(dòng)作前的狀態(tài)。動(dòng)作情況可用圖2-6來說明，圖中的T即是延時(shí)時(shí)間。 斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器在其感測局部接收到輸入信號(hào)以后，執(zhí)行局部立即動(dòng)作，但輸入信號(hào)消失后，繼電器必須經(jīng)過一定的延時(shí)，才能恢復(fù)到原來的狀態(tài)，并有信號(hào)輸出。動(dòng)作情況可用圖2-7來說明，圖中T為延時(shí)時(shí)間。17 目前在電氣控制系統(tǒng)中的時(shí)序控制大局部采用空氣阻尼式時(shí)間繼電器及電子式時(shí)間繼電器?，F(xiàn)以JS7-A型KT為例介紹空氣阻尼式時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理及符號(hào)。 1.空氣阻尼式時(shí)間繼電器

16、 （1）空氣阻尼式時(shí)間繼電器的外形結(jié)構(gòu)及符號(hào)18JS7-A時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)和外形圖如圖2-8所示。 時(shí)間繼電器的文字符號(hào)和圖形符號(hào)如圖2-9所示。19 （2）空氣阻尼式時(shí)間繼電器的動(dòng)作原理 圖2-10為JS7-A時(shí)間繼電器原理示意圖?？諝庾枘崾綍r(shí)間繼電器，既可以是通電延時(shí)型，也可以是斷電延時(shí)型。圖2-10（a）為通電延時(shí)型，將其電磁機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180安裝時(shí)，即為斷電延時(shí)型，如圖2-10（b）所示。20 圖2-10（a）中，當(dāng)線圈通電后，銜鐵3被鐵心2吸合，活塞桿6在塔形彈簧8的作用下，帶動(dòng)活塞12及橡皮膜10向上移動(dòng)。但由于橡皮膜下方氣室的空氣稀薄，形成負(fù)壓，因此活塞桿6只能緩慢向上移動(dòng)，其移動(dòng)的

17、速度視進(jìn)氣孔的大小而定，可通過調(diào)節(jié)螺桿13進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過一定的延遲時(shí)間后，活塞桿才能移動(dòng)到最上端，這時(shí)通過杠桿7將微動(dòng)開關(guān)15壓動(dòng)，使其常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，起到通電延時(shí)的作用。當(dāng)線圈1斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵3在反力彈簧4的作用下釋放，并通過活塞桿6將活塞12推向下端，這時(shí)橡皮膜10下方氣室內(nèi)的空氣通過橡皮膜10、弱彈簧9和活塞12的肩部所形成的單向閥，迅速地從橡皮膜上方氣室縫隙中排掉。因此，杠桿7和微動(dòng)開關(guān)15能迅速復(fù)位。在線圈1通電和斷電時(shí)，微動(dòng)開關(guān)16在推動(dòng)板5的作用下，都能瞬時(shí)動(dòng)作，即為時(shí)間繼電器的瞬動(dòng)觸頭。 斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器工作原理同通電延時(shí)型時(shí)間繼電器， 讀者可自行分

18、析。 JS7-A系列產(chǎn)品觸點(diǎn)的額定電壓為500V，額定電流為5A。21 2.電子式時(shí)間繼電器 電子式時(shí)間繼電器也稱為半導(dǎo)體式時(shí)間繼電器，它具有延時(shí)范圍廣、精度高、體積小、耐沖擊、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，開展迅速，在電氣控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 電子式時(shí)間繼電器是利用RC電路電容器充電時(shí)，電容器的電壓逐漸上升的原理作為延時(shí)基礎(chǔ)的，因此，改變充電電路的時(shí)間常數(shù)，即可整定延時(shí)時(shí)間。電子式繼電器的輸出形式有兩種：有觸點(diǎn)式和無觸點(diǎn)式，前者是用晶體管驅(qū)動(dòng)小型電磁式繼電器，后者是采用晶體管或晶閘管控制的繼電器。 常用的電子式繼電器產(chǎn)品有JSJ、JSB、JS14、JS15、JS20等型號(hào)。22 如圖2-11所示為J

19、SJ晶體管時(shí)間繼電器的原理圖。整個(gè)線路可分為主電源、輔助電源、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其附屬電路幾局部。23 主電源是電容濾波的橋式整流電路，它是觸發(fā)器和輸出繼電器的工作電源。輔助電源是電容濾波的半波整流電路，它與主電源疊加起來作為RC環(huán)節(jié)的充電電源。接通電源后，變壓器副邊18V負(fù)電源經(jīng)K的線圈和R2使VT1獲得偏流而導(dǎo)通，從而使VT2截止。此時(shí)K的線圈中只有較小電流，缺乏以使K吸合，所以繼電器K不動(dòng)作。同時(shí)變壓器副邊12V的正電源經(jīng)整流后與主電源疊加后，經(jīng)可調(diào)電阻RP和R及繼電器K的常閉輔助觸頭對(duì)電容器C充電。在充電過程中，a點(diǎn)的電位逐漸升高，a點(diǎn)的電位高于b點(diǎn)的電位，二極管VD1則導(dǎo)通，使輔助電源的

20、正電源加到晶體管VT1的基極上，從而使VT1由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)了，VT2則由截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，即觸發(fā)器進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)。于是，繼電器K便動(dòng)作，通過觸頭發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。與此同時(shí)，電容器C經(jīng)由繼電器的常開觸頭對(duì)電阻R7放電，為下一次工作做準(zhǔn)備。若要改變延時(shí)時(shí)間的長短，通過調(diào)節(jié)RP和R的阻值大小或改變電容C的充電時(shí)間就可以了。24 JSJ型晶體管時(shí)間繼電器的電源電壓為直流24V、48V、110V，交流36V、110V、127V、220V、380V；觸點(diǎn)數(shù)為1對(duì)常開、1對(duì)常閉，觸點(diǎn)交流容量為380V/0.5A，直流110V/1A（無感負(fù)載），延時(shí)范圍0.160s（延時(shí)誤差3%），120300s（

21、延時(shí)誤差6%）。 3. 時(shí)間繼電器的選擇 （1）正確選擇延時(shí)方式，時(shí)間繼電器有通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種，因此選用時(shí)應(yīng)確定采用哪種延時(shí)方式更方便有效的組成控制電路。 （2）時(shí)間繼電器延時(shí)動(dòng)作后均需一復(fù)位時(shí)間，它應(yīng)比固有時(shí)間長一些，否則會(huì)使延時(shí)誤差增大甚至不能產(chǎn)生延時(shí)。尤其在重復(fù)延時(shí)電路中，應(yīng)考慮延時(shí)復(fù)位時(shí)間裕量問題。 （3）延時(shí)要求較低的場合，一般宜采用價(jià)格較低的電磁阻尼式或氣囊式時(shí)間繼電器。若對(duì)延時(shí)要求很高，則宜采用電動(dòng)式或電子式時(shí)間繼電器。 （4）應(yīng)注意電源參數(shù)和環(huán)境溫度變化的影響，例如在電源電壓波動(dòng)大的場合，采用氣囊式或電動(dòng)式就比采用電子式好。252.2.4 速度繼電器 速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)

22、速到達(dá)規(guī)定值時(shí)動(dòng)作的繼電器。它常用于電動(dòng)機(jī)的控制電路中，當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)，它能自動(dòng)的切斷電源，也稱反接制動(dòng)繼電器。 1.速度繼電器外形結(jié)構(gòu)及符號(hào) 速度繼電器的外形結(jié)構(gòu)如圖2-12所示，圖2-13為其電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)。26 速度繼電器由轉(zhuǎn)子、定子和觸點(diǎn)三局部組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵。定子是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片組成，并裝有籠型繞相。27 2.速度繼電器的工作原理 速度繼電器的動(dòng)作原理如圖2-14所示。其轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)的軸相連接，而定子套在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子（永久磁鐵）隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，切割定子繞組，而在其中感應(yīng)電流。此電流又在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)

23、子磁場作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向而旋轉(zhuǎn)，和定子裝在一起的擺錘推動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，動(dòng)觸頭復(fù)位。 速度繼電器常用在銑床和鏜床的控制電路中，轉(zhuǎn)速一般到達(dá)130r/min時(shí)，速度繼電器就能動(dòng)作并完成其控制功能。一般降到100r/min左右時(shí)觸點(diǎn)恢復(fù)原狀。283.速度繼電器的型號(hào)含義 常用速度繼電器有JY1型和JFZ0型，其型號(hào)含義如下：29 2.2.5 中間繼電器 中間繼電器的主要作用是在電路中起信號(hào)的傳遞與轉(zhuǎn)換作用。其觸點(diǎn)對(duì)數(shù)較多，觸點(diǎn)容量較大，一般額定電流5A10A，動(dòng)作靈敏。當(dāng)其它繼電器的觸點(diǎn)對(duì)數(shù)或觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，

24、可借助中間繼電器來擴(kuò)大它們的觸點(diǎn)數(shù)或增大觸點(diǎn)的容量，起到中間轉(zhuǎn)換作用。也可用來放大信號(hào)。 1.中間繼電器的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理 中間繼電器也分成直流與交流兩種，其結(jié)構(gòu)一般由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成，如圖2-15所示。電磁機(jī)構(gòu)與接觸器相似，其觸點(diǎn)因?yàn)橥ㄟ^控制電路的電流容量較小，所以不需要加裝滅弧裝置。 動(dòng)作原理：當(dāng)電磁線圈得電時(shí)，鐵心被吸合，觸點(diǎn)動(dòng)作，即動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開；電磁線圈斷電后，鐵心釋放，觸點(diǎn)復(fù)位。302. 中間繼電器的型號(hào)含義和符號(hào) 中間繼電器的型號(hào)含義為： 中間繼電器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖2-16所示。 電磁式中間繼電器有JZ7型、JZ15型、JZ13和JZ14型等，其中JZ13

25、型主要用于電子線路作為執(zhí)行元件，JZ14型為交直流兩用中間繼電器。312.2.6 固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器（SSR）是一種新型無觸點(diǎn)繼電器。由于可靠性高，開關(guān)速度快，工作頻率高，使用壽命長，便于小型化，輸入控制電流小又可與TTL、CMOS等集成電路都有很好的兼容性，所以在許多自動(dòng)控制裝置中都取代了原來的常規(guī)繼電器，更重要的是在微機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的終端、微機(jī)測量儀表、可編程控制器的輸出模塊、數(shù)控機(jī)床的程控裝置等高等級(jí)控制系統(tǒng)中有極其廣泛的應(yīng)用。 固態(tài)繼電器是具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的四端器件，輸入與輸出之間一般采用光電隔離方法，并稱為全固態(tài)繼電器。按輸出端負(fù)載的電源類型可分為直流和交流兩種類型。直

26、流型固態(tài)繼電器是以功率三極管的集電極和發(fā)射極作為輸出端負(fù)載電路的開關(guān)控制。而交流型固態(tài)繼電器是以雙向三端晶閘管的兩個(gè)電極作為輸出端負(fù)載電路的開關(guān)控制。固態(tài)繼電器的形式有常開式和常閉式兩種，和常規(guī)繼電器類似，當(dāng)輸入端施有控制信號(hào)時(shí)，其輸出端負(fù)載電路常開式被導(dǎo)通，而常閉式被斷開。32 交流型固態(tài)繼電器，按雙向三端晶閘管的觸發(fā)方式可分為非過零型和過零型兩種。其主要區(qū)別在于交流負(fù)載電路導(dǎo)通的時(shí)刻不同，當(dāng)輸入端施加控制電壓信號(hào)時(shí)，非過零型負(fù)載端開關(guān)立即動(dòng)作，而過零型的必須等到交流負(fù)載電源電壓過零時(shí)（實(shí)際接近零伏），負(fù)載端開關(guān)才動(dòng)作。當(dāng)輸入端控制信號(hào)失去時(shí)，過零型的也必須要等到交流負(fù)載電源電壓過零時(shí)負(fù)載端

27、才能復(fù)位。 固態(tài)繼電器的輸入端要求有幾個(gè)毫安至十幾個(gè)毫安的驅(qū)動(dòng)電流，最小工作電壓為3V，所以MOS邏輯信號(hào)通常要經(jīng)晶體管緩沖放大后，再去控制固態(tài)繼電器，對(duì)于CMOS電路可采用NPN晶體管緩沖器。當(dāng)輸出端的負(fù)載容量較大時(shí)，直流固態(tài)繼電器可通過功率晶體管。交流固態(tài)繼電器可通過雙向晶閘管再去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。33 固態(tài)繼電器的負(fù)載能力會(huì)隨溫度的上升而下降，因此，在使用時(shí)要注意散熱或降低電流檔使用。對(duì)于容性或電阻性負(fù)載，應(yīng)限制開通瞬間的浪涌電流（一般為負(fù)載電流的7倍），對(duì)于電感性負(fù)載，應(yīng)限制其瞬時(shí)峰值電壓，以防損壞固態(tài)繼電器。具體使用方法和類型選擇可查閱產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊(cè)。 圖2-17所示為固態(tài)繼電器控制三相

28、電動(dòng)機(jī)的線路示意圖?？傊虘B(tài)繼電器的動(dòng)作速度快，體積小，功耗低，無噪聲。在現(xiàn)代微機(jī)控制技術(shù)以及常規(guī)控制線路中被越來越廣泛的應(yīng)用。342.2.7 晶閘管自動(dòng)開關(guān) 晶閘管元件具有“開與“關(guān)兩種狀態(tài)，因此可以實(shí)現(xiàn)電路中控制與切換功能。由于沒有觸點(diǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，也叫靜態(tài)開關(guān)或固態(tài)開關(guān)。在晶閘管的控制極上加適當(dāng)?shù)挠|發(fā)信號(hào)，可使其從斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)，如果停止給予觸發(fā)信號(hào)，則當(dāng)晶閘管的陽極電流減小到維持電流以下時(shí)即自行關(guān)斷。 晶閘管開關(guān)具有動(dòng)作快、壽命長、控制功率小、無電弧、無噪音等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于頻繁操作和有爆炸、腐蝕性氣體的環(huán)境中。缺點(diǎn)是導(dǎo)通時(shí)有比較大的管壓降（約1V），功耗較大，關(guān)斷時(shí)存在一定的殘

29、漏電流，不能實(shí)現(xiàn)電路隔離；且過載能力低，價(jià)格高，體積大（有散熱器）等。 按電路中電流種類不同，晶閘管開關(guān)可分為直流開關(guān)和交流開關(guān)；按功能的不同可分為晶閘管接觸器（門極控制角始終是 =0）、相控晶閘管開關(guān)（ 0）和晶閘管低壓斷路器；此外還有混合式交流接觸器。本節(jié)只介紹晶閘管低壓斷路器即晶閘管自動(dòng)開關(guān)。35 晶閘管自動(dòng)開關(guān)是帶有各種保護(hù)環(huán)節(jié)的晶閘管開關(guān)，當(dāng)電路出現(xiàn)過電流、過電壓、欠電壓和漏電等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。晶閘管自動(dòng)開關(guān)按分?jǐn)噙^程的不同有兩種：一種是非限流式，當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)，通過其保護(hù)環(huán)節(jié)瞬時(shí)（或延時(shí)）撤除晶閘管門極信號(hào)，使它在半周波內(nèi)電流自然過零時(shí)自行關(guān)斷；另一種是限流式

30、，其關(guān)斷方法是不等到電流自然過零，就通過換流電路對(duì)晶閘管施加反向電壓，將其陽極電流迅速降到零，實(shí)行強(qiáng)迫關(guān)斷。由于非限流式晶閘管自動(dòng)開關(guān)是依靠電流自然過零實(shí)現(xiàn)關(guān)斷的，因而這種開關(guān)所用晶閘管的容量必須按短路電流確定，顯然比限流式自動(dòng)開關(guān)容量要大的多。圖2-18所示為三相交流晶閘管自動(dòng)開關(guān)的方框圖。開關(guān)具有瞬時(shí)和延時(shí)動(dòng)作的過流保護(hù)、欠壓保護(hù)。為了進(jìn)一步提高可靠性，除半導(dǎo)體保護(hù)外還采用了快速熔斷器。手動(dòng)啟動(dòng)控制環(huán)節(jié)采用高頻振蕩型接近開關(guān)作為無觸點(diǎn)按鈕與過流、欠壓保護(hù)環(huán)節(jié)共同控制主晶閘管及換流晶閘管的門極觸發(fā)源M。362.2.8 信號(hào)燈 信號(hào)燈是作為信號(hào)指示、電源指示、程序指示的電器元件，也是主令電器的

31、一種。廣泛應(yīng)用于交流50Hz，電壓至380V，直流電壓至220V的控制屏、開關(guān)柜等電氣裝置中，作為指揮信號(hào)或預(yù)告信號(hào)用。 信號(hào)燈按其結(jié)構(gòu)分有直接式、變壓器降壓式、電阻降壓式、輝光式四種。 信號(hào)燈的電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖2-19所示。372.3 根本控制線路相關(guān)知識(shí)2.3.1 電氣控制線路分析基礎(chǔ) 1.電氣控制線路分析的內(nèi)容電氣控制線路是電氣控制系統(tǒng)各種技術(shù)資料中最為重要的文件。分析電氣控制線路的具體內(nèi)容和要求主要包括以下幾方面。 （1）設(shè)備說明書 備說明書由機(jī)械、液壓和電氣等局部組成。在分析時(shí)首先要分析各局部的說明書，了解設(shè)備的構(gòu)造，主要技術(shù)指標(biāo)，機(jī)械、液壓和氣動(dòng)局部的原理。明確設(shè)備的電氣

32、傳動(dòng)方式，具體有電動(dòng)機(jī)和其它執(zhí)行電氣的數(shù)目、型號(hào)規(guī)格、安裝位置、用途及控制要求。同時(shí)要了解的還有設(shè)備的使用方法，各操作手柄、開關(guān)、旋鈕和指示裝置等與電氣有關(guān)部件的方位和布置方式，以及同機(jī)械和液壓局部直接關(guān)聯(lián)的電器的位置、工作狀態(tài)和作用。38 (2）電氣控制原理圖 電氣控制原理圖是控制線路分析的核心內(nèi)容。原理圖主要由主電路、控制電路和信號(hào)電路等局部組成。在分析電氣原理圖時(shí)，必須與閱讀其它技術(shù)資料結(jié)合起來。這就要求仔細(xì)閱讀設(shè)備的說明書，了解電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行電器的控制方式，各種開關(guān)電器的位置、作用及與機(jī)械狀態(tài)位置有關(guān)的主令電器的狀態(tài)等。 （3）電氣設(shè)備總裝接線圖 電氣設(shè)備的總裝接線圖是設(shè)備的安裝

33、、調(diào)試、檢修的重要技術(shù)資料。通過閱讀分析總裝接線圖，可以了解系統(tǒng)的組成分布狀況，各局部的連接方式，主要電氣部件的位置和安裝要求，導(dǎo)線和穿線管的型號(hào)規(guī)格。 （4）電氣元件布置圖與接線圖 電氣元件平面布置圖是制造、安裝、調(diào)試和維護(hù)電氣設(shè)備必須具有的技術(shù)資料。在調(diào)試和檢修中，可通過布置圖和接線圖方便地找到各種電氣元件和相關(guān)測試點(diǎn)，進(jìn)行必要的調(diào)試、檢測和維護(hù)保養(yǎng)。39 2.電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟 在仔細(xì)閱讀了設(shè)備說明書、了解了電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后，便可以閱讀分析電氣原理圖了。分析的一般原則是：化整為零、順藤摸瓜、先主后輔、集零為整、平安保護(hù)和全

34、面檢查。分析電氣控制線路原理圖時(shí)，通常要結(jié)合有關(guān)技術(shù)資料，將控制線路“化整為零，即以某一電動(dòng)機(jī)或電器元件（如接觸器或繼電器線圈）為對(duì)象，從電源開始，自上而下，自左而右，逐一分析其接通及斷開的關(guān)系（邏輯條件）并區(qū)分出主令信號(hào)、聯(lián)鎖條件和保護(hù)要求等。根據(jù)圖區(qū)坐標(biāo)標(biāo)注的檢索可以方便地分析出各控制條件與輸出的因果關(guān)系。常用分析電氣原理圖的方法有兩種：查線讀圖法和邏輯代數(shù)法。這里只介紹查線讀圖法。 （1）分析主電路 電氣原理圖的分析首先從主電路開始，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容，要求明確對(duì)執(zhí)行電器有哪些動(dòng)作，比方起動(dòng)、制動(dòng)、換向、調(diào)速等。40 （2）分析控制電路 根據(jù)主

35、電路中各電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，找出對(duì)應(yīng)的控制電路中的控制環(huán)節(jié)，將控制電路按根本控制功能劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。 （3）分析信號(hào)、照明、報(bào)警等輔助電路 輔助電路有各種信號(hào)電路、報(bào)警及照明等配合主電路工作的電氣局部，此局部電路大局部由控制電路中的元件來控制的，在分析輔助電路過程時(shí)，還要對(duì)照控制電路來進(jìn)行分析。 （4）分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié) 機(jī)床對(duì)于平安性和可靠性都有很高的要求，為了到達(dá)這一要求，應(yīng)合理地選擇拖動(dòng)和控制方式，并在控制線路中還要設(shè)置一系列電氣保護(hù)和必要的電氣連鎖，要明確電氣保護(hù)的工作原理和電氣聯(lián)鎖關(guān)系。41 （5）總體檢查 經(jīng)過對(duì)電氣原理圖的各個(gè)局部的“化整為零分

36、析后，明確了每一個(gè)局部的工作原理及各局部之間的控制關(guān)系，還應(yīng)用“集零為整的方法，閱讀、檢查整體控制線路，綜合電氣原理圖各局部為一整體，從整體角度進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的電氣關(guān)系，理解電路中每個(gè)元件及環(huán)節(jié)的電氣作用。2.3.2 三相鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路 三相籠形異步電動(dòng)機(jī)從切斷電源到完全停止旋轉(zhuǎn)，由于慣性關(guān)系，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的非生產(chǎn)時(shí)間拖長，同時(shí)也不能適應(yīng)某些生產(chǎn)機(jī)械要求拖動(dòng)電機(jī)能迅速、準(zhǔn)確停車的要求，如鏜床、車床的主電動(dòng)機(jī)需要快速停車；起動(dòng)機(jī)為使重物停位準(zhǔn)確及現(xiàn)場平安要求，也必須采用快速、可靠的制動(dòng)方法。對(duì)要求停轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)采取外部施加慣性轉(zhuǎn)矩阻力措施，強(qiáng)迫其迅速停車，稱為制

37、動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法可分為兩類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。42 機(jī)械制動(dòng)是在電動(dòng)機(jī)斷電后利用機(jī)械裝置對(duì)其轉(zhuǎn)軸施加相反的作用力矩（制動(dòng)力矩）來進(jìn)行制動(dòng)。電磁抱閘就是常用方法之一，結(jié)構(gòu)上電磁抱閘由制動(dòng)電磁鐵和閘瓦制動(dòng)器組成。斷電制動(dòng)型電磁抱閘在電磁線圈斷電時(shí)，利用閘瓦對(duì)電動(dòng)機(jī)軸進(jìn)行制動(dòng)；電磁鐵線圈得電時(shí)，松開閘瓦，電動(dòng)機(jī)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這種制動(dòng)在起重機(jī)械上被廣泛采用。電氣制動(dòng)要求在電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與原來旋轉(zhuǎn)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。電氣制動(dòng)主要有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)兩種。必要時(shí)生產(chǎn)機(jī)械的制動(dòng)可以采取機(jī)械電氣聯(lián)合制動(dòng)。這里我們重點(diǎn)介紹反接制動(dòng)控制線路。43 反接制動(dòng)是采用改變輸入電

38、動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序，而使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的一種制動(dòng)方法。電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)，由于定子繞組的電源相序突然改變，旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速升高，感生電動(dòng)勢很大，制動(dòng)電流將會(huì)很大，因此反接制動(dòng)可以使電動(dòng)機(jī)迅速制動(dòng)，效果好，制動(dòng)快，但同時(shí)具有較大反向制動(dòng)沖擊電流，造成很大的機(jī)械沖擊。為了限制制動(dòng)電流，防止對(duì)設(shè)備的沖擊、對(duì)精度的破壞及機(jī)械零部件的損壞，在制動(dòng)時(shí)應(yīng)在主電路中串有一定的電阻來限制反接制動(dòng)電流，該電阻稱為反接制動(dòng)電阻。反接制動(dòng)電阻有對(duì)稱接法和不對(duì)稱接法兩種，對(duì)稱接法的反接制動(dòng)電阻既限制了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，也限制了制動(dòng)電流，而不對(duì)稱接法只限制了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而未加制動(dòng)電阻的一相，仍具有較大的電流。44 反接制

39、動(dòng)的電動(dòng)機(jī)要求轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，電路應(yīng)及時(shí)切斷反向相序的制動(dòng)電源，以防止反向再起動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)單向起動(dòng)反接制動(dòng)控制線路如圖2-20所示，當(dāng)合上總電源開關(guān)QS后，壓下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，接觸器KM1吸合，KM1（8-9）斷開起聯(lián)鎖作用，KM1（4-5）閉合自鎖，KM1主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī) M運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值時(shí)，速度繼電器KV（7-8）閉合，為制動(dòng)作好準(zhǔn)備。當(dāng)壓下停止按鈕SB1時(shí)，KM1釋放，KM1（4-5）斷開，電動(dòng)機(jī)M斷電慣性運(yùn)轉(zhuǎn)，KM1（8-9）恢復(fù)閉合，接觸器KM2吸合。KM2（5-6）斷開起聯(lián)鎖作用，KM2（3-7）閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)定子串電阻R反接制動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子速度接近

40、于零時(shí)，速度繼電器KV（7-8）斷開，接觸器KM2釋放，接觸器KM2的主觸頭斷開，KM2（3-7）斷開，KM2（5-6）閉合，電動(dòng)機(jī)M制動(dòng)過程結(jié)束。電路中的速度繼電器KV主要是起到防止電動(dòng)機(jī)的反向再起動(dòng)。45 電動(dòng)機(jī)雙向起動(dòng)反接制動(dòng)控制線路如圖2-21所示，當(dāng)合上電源開關(guān)QS后，壓下正向起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，中間繼電器KA3吸合，KA3（9-10）斷開起聯(lián)鎖作用，KA3（4-5）閉合自鎖，KA3（4-7）閉合，使接觸器KM1吸合。KM1吸合后，KM1（11-12）斷開起聯(lián)鎖作用，KM1主觸頭閉合，KM1（13-14）閉合，為KA1吸合做準(zhǔn)備。此時(shí)電動(dòng)機(jī)M開始定子串電阻降壓起動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度大于一定值

41、時(shí)，速度繼電器KS-1閉合，使中間繼電器KA1吸合，此時(shí)KA1（3-19）閉合，KA1（13-14）閉合自鎖，KA1（3-11）閉合，為KM2的吸合做準(zhǔn)備，此時(shí)KM3吸合，其主觸頭閉合，短接電阻R，電動(dòng)機(jī)M以額定電壓運(yùn)轉(zhuǎn)。46 當(dāng)壓下停止按鈕SB1時(shí)，中間繼電器KA3釋放，于是KA3（9-10）恢復(fù)閉合，KA3（4-5）斷開，KA3（4-7）斷開，使接觸器KM1釋放，此時(shí)KM1（13-14）斷開，KM1（11-12）恢復(fù)閉合，KM1的主觸頭斷開，電動(dòng)機(jī)M斷電以慣性運(yùn)轉(zhuǎn)。由于KA3釋放，所以KA3（19-18）斷開，又使KM3釋放，電阻R接入，此時(shí)KA1（3-11）已閉合， 接觸器KM2吸合，則

42、KM2主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M開始反接制動(dòng)，KM2（7-8）斷開起聯(lián)鎖作用，KM2（15-16）閉合，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度接近于零時(shí)，速度繼電器KS-1斷開，使中間繼電器KA1釋放，于是KA1（13-14），KA1（3-19），KA1（3-11）均斷開，接觸器KM2釋放，電動(dòng)機(jī)M制動(dòng)結(jié)束。 電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)的反接制動(dòng)，工作過程和正向起動(dòng)的反接制動(dòng)相同，請(qǐng)自行分析。 電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)的特點(diǎn)是制動(dòng)力矩大，制動(dòng)快，但制動(dòng)準(zhǔn)確性能差，且制動(dòng)過程中沖擊力大，易破壞機(jī)床等生產(chǎn)機(jī)械的精度，甚至破壞傳動(dòng)零部件。此方法電流大，能耗大，只能用于不經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)的場合。472.3.3 時(shí)間原則控制線路 生產(chǎn)過程中，若一個(gè)動(dòng)作完成后

43、，需間隔一定時(shí)間，再開始下一個(gè)動(dòng)作，就需要對(duì)電動(dòng)機(jī)按一定時(shí)間間隔進(jìn)行控制，即時(shí)間控制。利用時(shí)間繼電器可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制。 圖2-22是用時(shí)間繼電器控制的異步電動(dòng)機(jī)的星形-三角形自動(dòng)換接降壓起動(dòng)的控制電路原理圖。起動(dòng)時(shí)，定子繞組首先要接成星形，將定子繞組末端連接在一點(diǎn)，始端接電源，呈星形聯(lián)結(jié)。待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后，將定子繞組接成三角形，再接電源，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。48 時(shí)間繼電器控制星-三角起動(dòng)線路的工作過程：當(dāng)合上總電源開關(guān)QS后，壓下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1和時(shí)間繼電器KT吸合，首先K1（8-9）斷開聯(lián)鎖，接著KM1主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)呈星形（Y）聯(lián)結(jié)，同時(shí)KM 1（6-8

44、）閉合，KM 2吸合，KM 2（4-8）閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，給電動(dòng)機(jī)M供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)星形運(yùn)動(dòng)。幾秒鐘以后，時(shí)間繼電器KT（6-7）延時(shí)斷開，KM1釋放，KM1（6-8）斷開，KM1主觸頭斷開，解除星形聯(lián)接，KM1（8-9）恢復(fù)閉合，接觸器KM3吸合，KM3主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)以三角形（）聯(lián)接在全壓運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)供電的接觸器KM2仍處在吸合狀態(tài)，星-三角起動(dòng)過程結(jié)束。由于接觸器KM3（5-6）斷開，使KM1、KT釋放，電動(dòng)機(jī)正常以三角形式運(yùn)行后，將KM1和KT從控制線路中切除，以保證減少故障點(diǎn)，節(jié)約電能，延長設(shè)備壽命。由于有KM3的常閉觸頭與起動(dòng)按鈕SB2串聯(lián)，所以在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)誤按

45、SB2時(shí)，能防止KM1吸合而造成相間短路，并且在KM3粘連時(shí)，電動(dòng)機(jī)就不能再起動(dòng)，從而也防止了電源的短路，使控制電路能可靠工作。49 QX3-13型自動(dòng)星-三角起動(dòng)器也是一種常用的電機(jī)降壓起動(dòng)裝置，其外形圖和控制線路如圖2-23所示。合上總電源開關(guān)QS后，當(dāng)壓下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，接觸器KM1、KM2和時(shí)間繼電器KT吸合，KM1（4-5）閉合自鎖，KM1主觸頭閉合，為電動(dòng)機(jī)M的起動(dòng)做準(zhǔn)備，又KM2主觸頭閉合，KM2（5-8）斷開起聯(lián)鎖作用，此時(shí)電動(dòng)機(jī)以星形（Y）聯(lián)接降壓起動(dòng)。幾秒鐘后，時(shí)間繼電器KT（6-7）延時(shí)翻開，接觸器KM2釋放，電動(dòng)機(jī)M從星形聯(lián)接解除，KM2（5-8）恢復(fù)閉合，KT（8-

46、9）也延時(shí)閉合，使接觸器KM3吸合，KM3（8-9）閉合自鎖，KM3主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)以三角形（）聯(lián)接在額定電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)KM3（5-6）斷開，時(shí)間繼電器KT也同時(shí)釋放，星-三角起動(dòng)過程結(jié)束，保證轉(zhuǎn)換時(shí)使用的KM2和KT在電機(jī)正常運(yùn)行后，從控制線路中切除。50 三相籠形異步電動(dòng)機(jī)的星-三角起動(dòng)方法，適用于電機(jī)定子繞組正常工作時(shí)三角形聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)時(shí)，定子繞組為星形接法時(shí)，起動(dòng)電壓為直接采用三角形起動(dòng)的1/倍，起動(dòng)電流也為三角形接法的1/3倍，所以減小了起動(dòng)電流，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為三角形接法的 1/3， 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，一般星-三角起動(dòng)電機(jī)方法在輕載和空載的狀態(tài)適用。512.4 應(yīng)用舉例

47、2.4.1 三相鼠籠式交流異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路 電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)，制動(dòng)力矩大，制動(dòng)快，但制動(dòng)準(zhǔn)確性能差，且制動(dòng)過程中沖擊力大，易破壞機(jī)床等生產(chǎn)機(jī)械的精度，甚至破壞傳動(dòng)零部件。此方法電流大，能耗大，只能用于不經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)的場合，而多數(shù)場合采用能耗制動(dòng)。52 能耗制動(dòng)原理如圖2-24所示，電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源后，定子繞阻中通以直流電流，使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，電流越大，制動(dòng)越快。能耗制動(dòng)原理是直流電通入電機(jī)定子繞組中，產(chǎn)生一定恒磁場，被轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線，產(chǎn)生感生電流，載流導(dǎo)體在磁場中受力，這作用力和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，阻止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，起到制動(dòng)作用。亦即，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感生電流消耗了轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，使

48、轉(zhuǎn)子迅速停下來。所謂能耗制動(dòng)又稱直流制動(dòng)。能耗制動(dòng)可分為半波整流和全波整流能耗制動(dòng)兩大類。單向起動(dòng)半波整流能耗制動(dòng)控制線路是最為簡單的一種能耗制動(dòng)方式，只采用一只二極管，裝置也簡單，其控制線路如圖2-25所示。當(dāng)合上總電源開關(guān)QS后，壓下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM1（8-9）斷開起聯(lián)鎖作用，于是 KM1（4-5）自鎖，KM1主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)壓下停止按鈕SB1時(shí)，接觸器KM1釋放，KM2和時(shí)間繼電器KT吸合，于是KM2（5-6）斷開起聯(lián)鎖作用，KM2（3-7）閉合自鎖，KM2主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組內(nèi)通以直流電，能耗制動(dòng)開始。幾秒鐘后，時(shí)間繼電器KT吸合，其常閉觸頭斷開，接觸器KM2的

49、主觸頭斷開，KM2（5-6）恢復(fù)閉合，切斷直流電源，能耗制動(dòng)結(jié)束。53 雙向起動(dòng)半波整流能耗制動(dòng)控制線路是在圖2-25的線路基礎(chǔ)上，滿足電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)需要而設(shè)計(jì)的，其控制線路如圖2-26所示。當(dāng)合上總電源開關(guān)QS后，壓下正轉(zhuǎn)按鈕SB2時(shí)，接觸器KM1吸合，電動(dòng)機(jī)M以正方向運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)壓下停止按鈕SB1時(shí)，接觸器KM1釋放，電動(dòng)機(jī)M斷電慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)按鈕SB1的常開觸頭SB1（3-11）閉合，接觸器KM3吸合，直流電通入電動(dòng)機(jī)定子繞組，能耗制動(dòng)開始，KM3吸合后，KM3（3-7）閉合，時(shí)間繼電器KT吸合。幾秒鐘后，KT（11-12）延時(shí)翻開，接觸器KM3釋放，切斷直流電源，能耗制動(dòng)結(jié)束。電動(dòng)機(jī)的能耗

50、制動(dòng)反向起動(dòng)時(shí)和正向相同，壓下SB3按鈕即為反向起動(dòng)。電路中SB2和SB3有聯(lián)鎖觸頭，同樣接觸器KM1和KM2也互為聯(lián)鎖。在接觸器KM3的線圈回路中，也設(shè)有KM1和KM2聯(lián)鎖觸頭，保證電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，直流電流不允許通入。在較完美的設(shè)計(jì)中，直流電流是在供電接觸器如KM1和KM2斷電并延時(shí)后，接通直流電源，這是考慮到接觸器線圈的斷電到觸頭的分?jǐn)嗍怯幸稽c(diǎn)點(diǎn)延時(shí)的，有時(shí)會(huì)造成交流電未斷，而直流電通入，引起瞬變過程，產(chǎn)生過電流，造成總?cè)蹟嗥魅蹟?，使一些機(jī)床等不能正常工作。54 以上介紹的電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)方法，是一種單管半波整流而通入定子繞組直流電來實(shí)現(xiàn)。但對(duì)于大功率的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)該采用三相或單相全波整流

51、電路。這樣制動(dòng)效果好，但本錢較高，體積較大。如圖2-27所示為單向起動(dòng)全波整流能耗制動(dòng)控制線路55 單向橋式整流器提供直流電流的能耗制動(dòng)，其控制線路較簡單，當(dāng)合上電源開關(guān)QS后，壓下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，接觸器KM1吸合，KM1（4-5）閉合自鎖，KM1（8-9）斷開起聯(lián)鎖作用，電動(dòng)機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)壓下停止按鈕SB1時(shí)，接觸器KM1釋放，KM2和KT吸合，KM1（4-5）斷開，主觸頭已斷開，電動(dòng)機(jī)M斷電，并通入直流電，開始能耗制動(dòng)。幾秒鐘后，KT（7-8）延時(shí)斷開，KM2釋放，切除直流電源，能耗制動(dòng)結(jié)束。KM2（3-7）斷開，時(shí)間繼電器KT釋放，其觸頭復(fù)位，接觸器KM2（5-6）也恢復(fù)閉合狀態(tài)。 通過

52、以上對(duì)電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)控制線路分析，可見，能耗制動(dòng)要比反接制動(dòng)電流小得多，而且，能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊要比反接制動(dòng)時(shí)小，但能耗制動(dòng)的制動(dòng)效果不如反接制動(dòng)那么迅速明顯，同時(shí)還需要一個(gè)直流電源裝置。562.4.2 C650 臥式車床電氣控制線路分析 1.主電路分析 C650車床的電氣原理如圖2-28所示。57 圖2-28中組合開關(guān)QS為電源開關(guān)。FU1和FR1分別為主電動(dòng)機(jī)M1的短路保護(hù)用的熔斷器及過載保護(hù)用熱繼電器。R為限流電阻，在主軸點(diǎn)動(dòng)時(shí)，限制起動(dòng)電流，在停車反接制動(dòng)時(shí)，又起限制過大的反接制動(dòng)電流的作用。電流表PA用來監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)M1的繞組電流，M1功率較大，故PA接入電流互感器TA回路。機(jī)床

53、工作時(shí)，可調(diào)整切削量，使電流表PA的電流接近主電動(dòng)機(jī)M1的額定電流經(jīng)TA后的對(duì)應(yīng)值，以便提高生產(chǎn)效率和充分利用電動(dòng)機(jī)的潛力。KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器，KM3用于短接電阻R接觸器，由它們的主觸點(diǎn)來控制電動(dòng)機(jī)M1。 圖2-28中KM4為接通冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的接觸器，F(xiàn)R2為M2過載保護(hù)用熱繼電器。KM5為接通快速電動(dòng)機(jī)M3的接觸器，由于M3點(diǎn)動(dòng)短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，故不需設(shè)置熱繼電器。58 2.控制電路分析 （1）主電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制 當(dāng)按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB2不松手時(shí)，接觸器KM1線圈通電，KM1主觸點(diǎn)閉合，電網(wǎng)電壓必須經(jīng)限流電阻R通入主電動(dòng)機(jī)M1，從而減少了起動(dòng)電流。由于中間繼電器KA未通電，故雖然KM1的輔

54、助常開觸點(diǎn)（10，表示區(qū)域10，以下同）已閉合，但不自鎖。因而，當(dāng)松開SB2后，KM1線圈隨即斷電，主電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。 （2）主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 C650臥式車床的主電動(dòng)機(jī)的額定功率為30kW，但只是在切削生產(chǎn)時(shí)消耗功率較大，而起動(dòng)時(shí)負(fù)載很小，因而，起動(dòng)電流并不很大，所以，在不頻繁起動(dòng)的一般工作時(shí)，采用電動(dòng)機(jī)的全壓直接起動(dòng)。59 當(dāng)按下正向起動(dòng)按鈕SB3時(shí)，KM3通電，其主觸點(diǎn)閉合，短接限流電阻R，另有一個(gè)常開輔助觸點(diǎn)（14）閉合，使得KA通電，其常開觸點(diǎn)（12）閉合，使得KM3在SB3松手后也保持通電，進(jìn)而KA也保持通電。另一方面，當(dāng)SB3尚未松開時(shí)，由于KA的另一常開觸點(diǎn)（10）已閉合，

55、故使得KM1通電，其主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1全壓起動(dòng)運(yùn)行。KM1的輔助常開觸點(diǎn)（10）也閉合。這樣，當(dāng)松開SB3后，由于KA的二個(gè)常開觸點(diǎn)（10，12）保持閉合，故可形成自鎖通路，從而KM1保持通電。在KM3得電同時(shí)，通電延時(shí)繼電器KT通電，其作用是使電流表防止起動(dòng)電流的沖擊。SB4為電動(dòng)機(jī)M1的反向起動(dòng)按鈕，反向起動(dòng)過程同正向時(shí)類似，不再贅述。 （3）主電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制 C650車床采用反接制動(dòng)方式，用速度繼電器KV（4）進(jìn)行檢測和控制。60 設(shè)原來主電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，則KV的正向常開觸點(diǎn)KV-1（12）閉合，而反向常開觸點(diǎn)KV-2（11）依然斷開。當(dāng)按下總反向停止按鈕SB1（9）后

56、，原來通電的KM1、KM3、KT和KA就隨即斷電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放而復(fù)位。然而當(dāng)SB1松手后，反轉(zhuǎn)接觸器 KM2（13）立即通電。有4號(hào)線路SB1 常閉觸點(diǎn)（9）KA常閉觸點(diǎn)（11）KV正向常開觸點(diǎn)KV-1（12）KM1常閉觸點(diǎn)（13）KM2線圈（13）FR1常閉觸點(diǎn)（10）3號(hào)線路。 通過以上過程，主電動(dòng)機(jī)M1就被串電阻反接制動(dòng)，正向轉(zhuǎn)速很快降下來，當(dāng)降到很低時(shí)，到達(dá)100r/min時(shí)，KV的正向常開觸點(diǎn)KV-1（12）斷開復(fù)位，從而切斷了上述反接制動(dòng)的電流通路。至此，正向反接制動(dòng)就結(jié)束了。 反向反接制動(dòng)過程同正向反接制動(dòng)過程類似，不再贅述。（4）刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵的控制轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手

57、柄，限位開關(guān)SQ（16）被壓動(dòng)而閉合，使得快速移動(dòng)接觸器KM5通電，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3就起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)?shù)都苁直鷱?fù)位時(shí)，M3隨即停轉(zhuǎn)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2分別由按鈕SB6（14）和SB5（14）控制起停。61 3.照明電路和控制電源 圖2-28中TC（7）為控制變壓器，二次側(cè)有二路：一路為127V，提供給控制電路；另一路為36V（平安電壓），提供給照明電路。置燈開關(guān)SA（8）于1位時(shí)，SA就閉合，照明燈EL（8）點(diǎn)亮；置SA于0位時(shí)，EL就熄滅。 4.電流表PA保護(hù)電路雖然電流表PA（4）接在電流互感器TA（3）回路里，但主電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)時(shí)對(duì)它的沖擊仍很大。為此，在線路中設(shè)置了時(shí)間繼電器KT（12）

58、進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)正向或反向起動(dòng)后，KT通電，延時(shí)時(shí)間尚未到時(shí)，PA就被KT延時(shí)常閉觸點(diǎn)（3）短路，延時(shí)到后，才有電流指示。 5.C650臥式車床電器控制線路的特點(diǎn) 從對(duì)C650臥式車床電氣原理圖的分析可知，C650車床電氣線路有以下幾個(gè)特點(diǎn)。62 （1）主軸的正反轉(zhuǎn)不是通過機(jī)械方式來實(shí)現(xiàn)的，而是通過電氣方式，即通過主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，這樣就簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。 （2）主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)采用了電氣反接制動(dòng)形式，并利用速度繼電器按速度原則進(jìn)行控制。 （3）控制回路由于電器元件很多，故通過控制變壓器TC（7）同三相電網(wǎng)進(jìn)行電隔離，提高了操作和維修時(shí)的平安性。 （4）中間繼電器KA（14）起著擴(kuò)展接觸器KM3觸點(diǎn)的作用。從電路中可以見到KM3的常開觸點(diǎn)（14）直接控制KA，故KM3和KA的觸點(diǎn)的閉合和斷開情況相同。從圖2-28中可見KA的常開觸點(diǎn)用了三個(gè)（10、12、13），常閉觸點(diǎn)一個(gè)（11），而KM3的輔助常開觸點(diǎn)只有二個(gè)，故不得不增設(shè)中間繼電器KA進(jìn)行擴(kuò)展?？梢?，電氣線路在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮電器元件的觸點(diǎn)數(shù)量。632.4.3 單按鈕控制電動(dòng)機(jī)起停電路 單按鈕控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止，它和兩個(gè)按鈕比較，在多點(diǎn)控制和遠(yuǎn)距離控制時(shí)，可以大大節(jié)省連接導(dǎo)線，控制線路如圖2-29所示，當(dāng)合上總電源開關(guān)QS后，壓下按鈕SB時(shí)，