第一章繼電接觸控制系統(tǒng)

第一章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)第一節(jié)

機床常用電器及選擇

第二節(jié)機床電氣圖第三節(jié)機床控制電路的基本環(huán)節(jié)第四節(jié)典型機床電氣控制線路分析第五節(jié)機床電氣控制線路故障檢查與維修第六節(jié)交流異步電動機軟起動器簡介本章主要內(nèi)容及重、難點分析一、主要內(nèi)容1.常用低壓電器2.繼電器接觸器控制電路的基本環(huán)節(jié)3.典型機床控制線路的分析、機床電器控制線路的故障檢查與維修方法應用實例

4.在技能訓練部分提供了兩個技能訓練項目。二、重、難點本章要求對繼電器—接觸器控制系統(tǒng)在理論上會分析電氣原理圖，在技能上能夠熟練的進行電氣線路的安裝、接線以及對實際電氣設備做到思路清晰的維護。返回本章首頁第一節(jié)機床常用電器及選擇

一、開關電器

二、主令電器三、熔斷器四、交流接觸器五、繼電器

返回本章首頁一、開關電器

1.刀開關

作用:用于接通斷開長期工作設備的電源結(jié)構(gòu):操作手柄、刀片、觸頭座和底板分類：單極、雙極和三極刀開關圖形和文字符號如圖返回本節(jié)負荷開關常用來控制小容量異步電動機不頻繁起停選用：依據(jù)電源種類、電壓等級、電機容量、所需極數(shù)及使用場合安裝：手柄向上，不得倒裝或平裝；接線時注意電源線在上端，負載線在下端。2、組合開關（1）

用途：用作電源引入，也可起停5KW以下的不頻繁起停的異步電機。（2）

分類：單極、雙極和多極（3）結(jié)構(gòu)及符號：如圖所示（4）選用：依據(jù)電源種類，電壓等級、所需觸頭數(shù)及電動機容量返回本節(jié)3、低壓斷路器（1）功能

：不頻繁通斷電路，過載、斷路失壓保護（2）結(jié)構(gòu)及圖形符號返回本章首頁（3）

選用型號機床上常用DZ10、DZ20、DZ50系列，選用時其額定電壓和額定電流不小于電路正常工作的電壓電流。熱脫扣的整定電流與所控制的電機的額定電流或負載額定電流一致。二、主令電器1、按鈕（1）用途：用于短時斷開小電流控制電路（2）結(jié)構(gòu)和圖形符號（3）常見種類指示燈式，急停蘑菇形按鈕，旋鈕式按鈕，一般紅色為停止按鈕，綠色為啟動按鈕，使用時一舉觸頭數(shù)，使用場合及顏色來選用2、行程開關（1）用于位置控制和限位保護（2）結(jié)構(gòu)和圖形符號（3）種類按鈕式和滑輪式。一般有一常開一常閉，并有自動復位和不能自動復位兩種3、接近開關為無觸點開關。（1）分類：高頻震蕩型、電容型、感應電橋型、永久磁鐵型、霍爾效應型（2）優(yōu)點：工作穩(wěn)定可靠，使用壽命長、重復定位精度高、操作頻率高、動作迅速。（3）LJ2系列晶體管接近開關電路原理圖（4）圖形及文字符號4、萬能轉(zhuǎn)換開關是一種多檔式控制多回路的主令電器。結(jié)構(gòu)：參看實際的凸輪控制器。示意圖三、熔斷器1、功能在電路發(fā)生短路或嚴重過載時，其熔體自動迅速熔斷，從而切斷電路，保護導線和電氣設備不致?lián)p壞。2、結(jié)構(gòu)熔體（保險絲）、熔管（熔座）3、類型及常用產(chǎn)品瓷插式、螺旋式、密封管式常用熔斷器技術性能指標見書表1-14、圖形及文字符號5、選用類型、額定電壓、額定電流、及熔體的額度電流熔斷器的額定電流應大于或等于熔體的額定電流，熔斷器的額定電壓應大于或等于線路的工作電壓。熔體額定電流的選擇方法：（1）照明類無沖擊電流的負載（2）電機類負載（3）多臺電機四、交流接觸器（1）功能：頻繁接通和斷開帶有負載的主電路（2）分類交、直流（3）交流接觸器的結(jié)構(gòu)：接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。（實物講解）（4）圖形及文字符號（5）選用依據(jù)：主觸頭的額定電壓、額定電流、輔助觸點的的數(shù)量與種類、線圈的電壓等級、操作頻率接觸器的額定電流即主觸點的額定電流應大于或等于背控電路的額定電流，線圈的額定電壓從安全角度應選低一些，如127V，當控制電路簡單，所用電器不多時為節(jié)省變壓器可選380V五、繼電器1、電流繼電器其線圈串接在電路中反映電路電流的變化，分欠電流繼電器和過電流繼電器。欠電流繼電器的吸引電流為線圈額定電流的30%~65%釋放電流為額定電流的10%~20%；過電流繼電器當電流超過某一整定值時動作，整定范圍為在1.1~4倍的額定電流。繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化，實現(xiàn)控制目的的電器。繼電器的輸入信號可以是電流、電壓信號，也可是速度、溫度時間、壓力等信號，輸出通常是觸電動作。（一）電磁式繼電器2、電壓繼電器其線圈并聯(lián)在電路中，分過電壓繼電器、欠電壓繼電器和零壓繼電器。過電壓繼電器在額定電壓的110%~115%以上動作，；欠壓繼電器在額定電壓的40%~70%時有保護動作；零壓繼電器當電壓降至額定電壓的5%~25%時有保護動作。3.中間繼電器用途：當其他電器觸點容量、觸頭數(shù)不夠時，借助中間繼電器擴大它們的觸點和容量，起中間轉(zhuǎn)換的作用。選用：被控電路的電壓等級，觸頭數(shù)量、種類及容量電磁式繼電器的符號：（二）時間繼電器分類：電磁式、空氣阻尼式、電動式和晶體管式。1.空氣阻尼式分類：通電延時、斷電延時結(jié)構(gòu)：電磁系統(tǒng)、延時機構(gòu)、工作觸頭特點：結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、價格低，附有瞬時觸點；缺點：延時誤差大，準確度低。2.晶體管式時間繼電器特點：延時范圍廣、體積小、精度高、調(diào)節(jié)方便、壽命長3、時間繼電器符號：

（三）熱繼電器1.用途：電動機過載保護、斷相保護、其他電器設備發(fā)熱狀態(tài)的控制。2.結(jié)構(gòu)：熱元件、雙金屬片和觸頭3.選用:依據(jù)電動機額定電流確定熱繼電器型號及熱元件的額定電流等級。4.符號：（四）速度繼電器1.用途籠型電機反接制動2.結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子、定子、觸頭3.選用JY1型和JFZ0型一般動作轉(zhuǎn)速120r/min，觸點復位轉(zhuǎn)速100r/min4.符號（五）固態(tài)繼電器SSR1.特點無觸點繼電器，可靠性高、開關速度快、工作頻率高、壽命長、輸入控制電流小、與集成電路有較好兼容性2.結(jié)構(gòu)具有兩個輸入端和兩個輸出端，輸入輸出端采用光耦隔離。3.分類直流型，交流型4.控制原理圖一、電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號和文字符號二、電氣原理圖三、電氣元件布置圖四、電氣安裝接線圖第二節(jié)機床電氣原理圖的畫法規(guī)則電氣控制系統(tǒng)圖有三類：電氣原理圖、電器元件布置圖、和電氣安裝接線圖一、電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號和文字符號新國標見附錄一二、電氣原理圖1.繪制電氣原理圖的基本原則1）原理圖一般分主電路和輔助電路，一般主電路用粗實線表示，畫在左邊，輔助電路用細實線表示，畫在右邊2）各電器元件不畫實際外形圖，屬于同一電器的線圈和觸點要用同一文字符號表示，當用相同類型電器，可在文字符號后加數(shù)字區(qū)分3）在原理圖中，各電器元件導電部件位置，繪在他們完成作用的地方，同一電器元件各部件可以不畫在一起。4）原理圖中所有電器的觸點，都按沒通電或沒受外力作用時的開閉狀態(tài)畫出。5）在畫原理圖中，有直接電聯(lián)系的交叉點用黑圓點表示，無直接電聯(lián)系的交叉點，不能畫黑遠點。6）在畫原理圖中，無論主電路還是輔助電路。各電器元件一般都應按動作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。2.畫圖區(qū)域的劃分畫圖時，豎邊從上到下用拉丁字母，橫邊從左到右用用阿拉伯數(shù)字分別編號，分區(qū)代號用該區(qū)域的字母和數(shù)字表示。

3.符號位置索引在較復雜的電氣原理圖中，對繼電器、接觸器的線圈的文字符號下方要標注其觸點位置的索引；而在觸點文字符號下方要標注其線圈位置索引4.電氣原理圖中技術數(shù)據(jù)的標注電氣元件的技術數(shù)據(jù)，除在電氣元件明細表中標明外，有時也可用小號字體注在其圖形符號的旁邊。三、電氣元件布置圖

1.功能布局電氣元件布置圖主要用來表明各種電氣設備在機械設備上和電氣控制柜中的實際安裝位置，為機械電氣控制設備的制造、安裝、維修提供必要的資料，各電氣元件的安裝位置是由機床的結(jié)構(gòu)和工作要求決定的，如電動機要和被拖動的機械部件在一起，行程開關放在取得信號的地方，操作元件放在操縱臺及懸掛操縱箱等操作方便的地方，一般電器元件應放在控制柜內(nèi)。

2.構(gòu)成：機床電氣設備布置圖、控制柜及控制板電氣設備布置圖、操作臺及懸掛操縱箱電氣設備布置圖組成。四、電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖是為了安裝電氣設備和電氣元件是進行配線或檢查維修電氣控制線路故障服務的，在圖中要表示出各電氣設備之間的實際接線情況，并標注出外部接線所需的數(shù)據(jù)。在接線圖中各電器元件的文字符號、元件連接順序、線路號碼編制都必須與電氣原理圖一致。第三節(jié)機床控制電路的基本環(huán)節(jié)一、三相異步電動機的起動控制電路二、三相異步電動機的運行控制線路三、三相異步電動機的制動控制線路四、電動機控制的保護環(huán)節(jié)五、電液控制一、三相異步電動機的起動控制電路（一）全電壓直接啟動控制線路1.單向全電壓起動控制應用：電動機容量在10KW以下采用。例如，冷卻泵、小型臺鉆、砂輪機等2.線路及分析1.電路組成具有自鎖和過載保護功能的單向運轉(zhuǎn)控制線路。主電路由電源隔離開關QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸頭、熱繼電器FR的發(fā)熱元件、電動機M組成?？刂齐娐酚扇蹟嗥鱂U2、接觸器KM的常開輔助觸頭和線圈、停止按鈕SB1、起動按鈕SB2、熱繼電器FR的常閉觸頭組成。短路保護：由熔斷器FU現(xiàn)實。過載保護：由熱繼電器FR實現(xiàn)。

2.工作過程(1)啟動

KM自鎖觸頭閉合；合上QS,按下SB

KM線圈得電

KM主觸頭閉合電動機M通電啟動運行。(2)停止

KM自鎖觸頭斷開按下SB1

KM線圈斷電主電路斷電,電動機M停轉(zhuǎn)。

KM主觸頭斷開2.點動控制所謂電動，按下啟動按鈕時電機轉(zhuǎn)動工作，手松開時電機停止運轉(zhuǎn)。多見于機床刀架、橫梁立柱等快速移動和機床對刀等場合。線路：3.多點控制大型機床為操作方便，要求兩個或兩個以上地點都能操作。線路圖及分析：A）圖各地各安裝一套按鈕，b）多人操作大型沖壓設備，要求幾個人同時發(fā)出主令信號，設備才能壓下。較大容量（大于10KW）的籠型電機采用1.星——三角減壓啟動控制線路（1）應用場合：正常運行時定子繞組接成三角的電機都可采用，起動時定子首先接成星形，啟動電壓為額定電壓的啟動電流為為直接啟動電流的三分之一。（二）減壓啟動控制線路（2）線路的工作原理如下：先合上電源開關QS。

線路工作過程：1．啟動

KM1自鎖觸頭閉合;合上QS,按下SB2→KM1線圈得電KMY線圈得電，主觸頭閉合電動機M星形啟動;

KM1主觸頭閉合

KMY線圈斷電;

KT線圈得電延時

KMΔ線圈得電

KM1線圈仍得電M接成三角形運行。2.停止按下SB1KM1、KMΔ線圈斷電釋放M斷電停止.2.自耦變壓器減壓啟動控制線路（1）適用場合對于容量較大的正常運行時定子繞組結(jié)成星形的籠型異步電動機，可采用自耦變壓器減壓啟動。（2）線路圖線路工作過程：1．啟動合上電源開關QS.

KM1線圈得電

KM1主觸頭和輔助觸頭閉合

M定子串自耦變壓器降壓啟動；

按下SB2KT延時斷開的常閉觸頭斷開KM1線圈斷電切除自耦變壓器；

KT線圈得電延時

KT延時閉合常開觸頭閉合KM2線圈得電KM2主觸頭閉合M加全電壓運行。2．停止按下SB1KT和KM2線圈斷電釋放M斷電停止。特點:在獲取同樣啟動轉(zhuǎn)矩情況下，從電網(wǎng)獲取電流相對電阻降壓啟動要小得多，對電網(wǎng)沖擊小，功率損耗小。但自耦變壓器價格高，主要用于容量較大、正常運行為星形接法的電動機啟動.二、三相異步電動機的運行控制線路（一）電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實際過程中，要求電動機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，可以用兩個接觸器實現(xiàn)，但這兩個接觸器不可同時工作，否則會造成電源短路，這就要求兩個接觸器實現(xiàn)互鎖。1.電動機“正—?！础笨刂凭€路2.電動機“正—反——停”控制線路合上電源開關QS。1.正轉(zhuǎn)SQ1、SQ2:分別為工作臺后退、前進限位開關.SQ3、SQ4:分別為工作臺后退、前進終端保護限位開關，防止SQ1、SQ2失靈時工作臺從床身上沖出。行程控制:利用行程開關，根據(jù)生產(chǎn)機械運動位置變化所進行的控制.線路工作過程按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1→KM1線圈得電KM1自鎖觸頭閉合

KM1主觸頭閉合→電動機M正轉(zhuǎn)。

2．反轉(zhuǎn)按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2KM2線圈得電KM2自鎖觸頭閉合；

KM2主觸頭閉合電動機M反轉(zhuǎn)。3．停止按下SBKM1（KM2）線圈斷電，主觸點釋放M斷電停止。聯(lián)鎖或互鎖:兩個接觸器各自把常閉觸點串接在對方線圈的供電線路上，使得任何情況下不會出現(xiàn)兩個線圈同時得電。這種互相制約的聯(lián)接關系稱為聯(lián)鎖或互鎖。如圖2-13（b）中KM1的常閉輔助觸頭與反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈串聯(lián)；KM2的常閉輔助觸頭與正轉(zhuǎn)接觸器KM1的線圈串聯(lián)。利用復合按鈕組成“正—反—?！被颉胺础！钡幕ユi控制:見圖2-13（c)。（二）電動機的正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)控制線路1.應用機床工作臺的往返循環(huán)由電動機驅(qū)動，當運動到達一定的行程時，利用擋塊壓行程開關來實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)。2.控制線路合上電源開關QS。按下SB2KM1線圈得電并自鎖

KM1主觸點閉合

M正轉(zhuǎn)，拖動工作臺前進

工作臺前進到預定位置，擋塊壓動SQ2SQ2常閉觸點斷開

KM1斷電

M斷電，工作臺停止前進；

SQ2常開觸點閉合

KM2得電并自鎖

M改變電源相序而反轉(zhuǎn)，工作臺后退

工作臺退到設定位置，擋塊壓動SQ1SQ1常閉觸點斷開

KM2斷電,

M停止后退；

SQ1常開觸點閉合

,KM1得電

,M又正轉(zhuǎn)，工作臺又前進。如此往復循環(huán)，直至按下停止按鈕SB1KM1（或KM2）斷電

M停止轉(zhuǎn)動。SQ1、SQ2:分別為工作臺后退、前進限位開關.SQ3、SQ4:分別為工作臺后退、前進終端保護限位開關，防止SQ1、SQ2失靈時工作臺從床身上沖出。行程控制:利用行程開關，根據(jù)生產(chǎn)機械運動位置變化所進行的控制.（三）雙速電動機的高低速控制線路1.應用利用雙速電動機能簡化齒輪傳動的變速箱，在車床、磨床、鏜床等機床中應用廣泛。變極調(diào)速控制1.雙速異步電動機定子繞組的聯(lián)接

（a）:出線端U1、V1、W1接電源，U2、V2、W2端子懸空，繞組為三角形接法，每相繞組兩個線圈串聯(lián)，成四個極，磁極對數(shù)P＝2，其同步轉(zhuǎn)速n＝1500r／min，電動機為低速.（b）:出線端U1、V1、W1短接，而U2、V2、W2接電源，繞組為雙星形聯(lián)接，每相繞組兩個線圈并聯(lián)，成兩個極，磁極對數(shù)P＝1，同步轉(zhuǎn)速n＝3000r/min，電動機為高速。2.用按鈕控制的雙速電動機高、低速控制線路電路組成:

SB2為低速啟動按鈕，SB3為高速啟動按鈕。主電路中，電動機繞組接成三角形，從三個頂角處引出U1、V1、W1，與KM1主觸頭聯(lián)接；在三相繞組各自的中間抽頭引出U2、V2、W2，與KM2的主觸頭聯(lián)接；在U1、V1、W1三者之間又與KM3主觸頭聯(lián)接.線路工作過程:(1)低速運轉(zhuǎn)(2)高速運轉(zhuǎn)四、兩臺電動機行程控制線路1.用途利用兩個行程開關實現(xiàn)動力頭的往復運行。2.動作順序首先動力頭1由位置a移動到位置b停下；然后動力頭2由由位置c移動到位置d停住；接著動力頭1和2同時退回原位停止。3.控制線路三、三相異步電動機的制動控制線路（一）能耗制動控制線路1.基本做法在電動機按停止按鈕切除三相電源的同時，定子繞組接通直流電源，產(chǎn)生靜止磁場，利用轉(zhuǎn)子感應電電流與靜止磁場的作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。返回本章首頁方法:停車時，在切除三相交流電源的同時，將一直流電源接入電動機定子繞組的任意兩相，以獲得大小和方向不變的恒定磁場，從而產(chǎn)生一個與電動機原轉(zhuǎn)矩方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩以實現(xiàn)制動。當電動機轉(zhuǎn)速下降到零時，再切除直流電源.（1）按時間原則控制的單向能耗制動控制線路

整流裝置:由變壓器和整流元件組成，提供制動用直流電。KM2:制動用接觸器.KT:時間繼電器，控制制動時間的長短。線路工作過程：①

啟動

KM1常閉輔助觸頭斷開；合上QS,按下SB1→KM1線圈得電并自鎖

KM1主觸頭閉合→電動機M起動運行。②制動停車

KM1主觸頭斷開→電動機M斷電，慣性運轉(zhuǎn)；

KM1線圈斷電按下SB2KM2線圈得電→KM2主觸頭閉合→直流電通入M定子繞組電動機能耗制動；

KT線圈得電延時

→KT常閉觸頭延時斷開→KM2線圈斷電→KM2主觸頭斷開，切斷電動機直流電源，制動結(jié)束。

（2）按速度原則控制的單向能耗制動控制線路速度繼電器KS取代了時間繼電器KT,其它基本相同.線路工作過程：

①啟動合上QS,按下SB2KM1得電并自鎖KM1主觸點閉合M起動運行；

KM1互鎖的常閉觸點斷開，KS常開觸點閉合，為能耗制動作好準備。②制動停車（二）反接制動控制線路實質(zhì)：改變異步電動機定子繞組中的三相電源相序，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)。單向運行反接制動控制線路

線路工作過程：①啟動

KM1自鎖觸頭閉合；合上QS，按下SB2→KM1線圈得電

KM1互鎖觸頭斷開；

KM1主觸頭閉合→電動機M正轉(zhuǎn)運行，KS常開觸點閉合,為停車時反接制動作好準備。②制動停車

KM1線圈斷電

KM1主觸點釋放，M斷電,慣性運轉(zhuǎn);按下停車按鈕SB1→KM2自鎖觸頭閉合；

KM2線圈得電

KM2互鎖觸頭斷開;KM2主觸頭閉合，串入電阻R反接制動。當電動機轉(zhuǎn)速n≈0時，KS復位→KM2斷電，制動結(jié)束。速度繼電器KS：與電動機同軸聯(lián)接，“判斷”電動機的停與轉(zhuǎn)。當電動機轉(zhuǎn)動時，其常開觸頭閉合；電動機停止時，其常開觸頭打開。四、電動機控制的保護環(huán)節(jié)1.短路保護安裝熔斷器2.過載保護電動機長期超載運行，安裝熱繼電器3.過電流保護應用于直流電機或繞線式異步電動機。過流保護元件為過流繼電器4.零壓和欠壓保護為防止電網(wǎng)失電后，恢復供電電動機自行啟動的保護叫零壓保護。當電機正常運轉(zhuǎn)時，電源電壓過低，將引起一些電器的釋放，造成控制線路工作不正常，可能產(chǎn)生事故。電源電壓過低會造成電機繞組電流大增，電機發(fā)熱燒壞。還會引起電機轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。在電源下降到允許值以下時采取措施切斷電源，即為欠壓保護。（五）弱磁保護直流電動機在啟動時如果磁場太弱，電機的啟動電流就會很大；當電機正在運行如果磁場突然減小就會是轉(zhuǎn)速迅速升高，甚至發(fā)生“飛車”。弱磁保護是通過在電機勵磁繞組回路串欠流繼電器實現(xiàn)的。五、電液控制液壓傳動易獲得較大的力和轉(zhuǎn)矩，運動傳遞平穩(wěn)，控制方便易實現(xiàn)自動化，尤其在和電氣系統(tǒng)配合時，易于實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。在組合機床、自動化機床、自動生產(chǎn)線和數(shù)控機床應用多。（一）液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號1.液壓系統(tǒng)構(gòu)成液壓傳動系統(tǒng)由動力裝置、執(zhí)行機構(gòu)、控制閥和輔助裝置四部分構(gòu)成。其中方向閥用來接通、關斷油路，改變工作夜流向，常用電磁鐵推動閥移動的電磁換向閥來控制液體流向。2.液壓元件圖形符號3.職能a)液壓泵，b)壓力閥，c)節(jié)流閥；d)換向閥返回本節(jié)（二）半自動車床刀架的電液控制1、半自動車床刀架液壓系統(tǒng)圖2、半自動車床刀架電氣控制線路第四節(jié)典型機床電氣控制線路分析一、電氣控制線路分析的內(nèi)容二、電氣原理圖閱讀和分析的方法與步驟三、C650臥式車床電氣控制線路分析四、銑床的電氣控制一、電氣控制線路分析的內(nèi)容1.設備說明書1）設備的結(jié)構(gòu)，主要技術指標，機械、液壓和氣動的原理2）電氣傳動方式，電動機和執(zhí)行電器的數(shù)目、型號規(guī)格、安裝位置、用途及控制要求。3）設備的使用方法，各操作手柄、開關、旋鈕和指示裝置的布置及作用。4）同機械和液壓部分直接關聯(lián)的電器的位置、工作狀態(tài)及作用2.電氣控制原理圖原理圖主要由主電路、控制電路、和輔助電路等部分組成。在分析時必須與閱讀其他技術資料結(jié)合起來。3.電氣設備總裝接線圖閱讀分析總裝接線圖，可了解系統(tǒng)的組成分布狀況，各部分的連接方式，主要電器部件的布置和安裝要求，導線和穿線管的型號規(guī)格。4.電器元件布置圖與接線圖這是制造、安裝、調(diào)試和維修電氣設備必備的技術資料。在調(diào)試和檢修中可通過布置圖和接線圖方便的找到各種電器元件和測試點，進行必要的調(diào)試、檢測和維修記錄。返回本節(jié)二、電氣原理圖閱讀和分析的方法與步驟1.分析主電路主要分析執(zhí)行機構(gòu)的啟動、制動、調(diào)速及方向控制等。2.分析控制電路根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的的控制特點，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學習的基本環(huán)節(jié)的知識，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進行分析，分析控制線路的最基本方法是查線讀圖法。3.分析輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)指示、照明和故障報警，多由控制線路中的元件來控制，要回過頭分析控制線路。4、分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)機床對于安全性和可靠性有很高要求，在控制線路中設置了很多電氣保護和必要的電器聯(lián)鎖。5、總體檢查經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個局部電路的工作原理及各部分之間的控制關系后，還必須用“集零為整”的方法檢查整個控制線路，看是否有遺漏。特別是從整體角度進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的關系，理解電路每個元件的作用。（一）主要結(jié)構(gòu)、運動形式、電力拖動形式及控制要求1.主要結(jié)構(gòu)、運動形式三、C650臥式車床電氣控制線路分析右圖所示為C650臥式車床結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由床身、主軸變速箱、尾座進給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等組成。

主運動：卡盤或頂尖帶動工件的旋轉(zhuǎn)運動；

進給運動：溜板帶動刀架的縱向或橫向直線運動；

輔助運動：刀架的快速進給與快速退回。

車床的調(diào)速采用變速箱。C650臥式車床結(jié)構(gòu)示意圖1、4－帶輪2－進給箱3－掛輪架5－主軸箱6－床身7－刀架8－溜板9－尾架10－絲桿11－光桿12－床腿2.

車床的電力拖動形式及控制要求

1．主軸的旋轉(zhuǎn)運動

C650型車床的主運動是工件的旋轉(zhuǎn)運動，由主電機拖動，其功率為30kW。主電機由接觸器控制實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，為提高工作效率，主電機采用反接制動。

2．刀架的進給運動

溜板帶著刀架的直線運動，稱為進給運動。刀架的進給運動由主軸電動機帶動，并使用走刀箱調(diào)節(jié)加工時的縱向和橫向走刀量。

3．刀架的快速移動

為了提高工作效率，車床刀架的快速移動由一臺單獨的快速移動電動機拖動，其功率為2.2kW，并采用點動控制。

4．冷卻系統(tǒng)

車床內(nèi)裝有一臺不調(diào)速、單向旋轉(zhuǎn)的三相異步電動機拖動冷卻泵，供給刀具切削時使用的冷卻液。（二）車床的電氣控線路制分析

主電路

主電動機M1：KM1、KM2兩個接觸器實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，F(xiàn)R1作過載保護，R為限流電阻，電流表PA用來監(jiān)視主電動機的繞組電流，由于主電動機功率很大，故PA接入電流互感器TA回路。當主電動機起動時，電流表PA被短接，只有當正常工作時，電流表PA才指示繞組電流。KM3用于短接電阻R。

冷卻泵電機M2：KM4接觸器控制冷卻泵電動機的起停，F(xiàn)R2為M2的過載保護用熱繼電器。

快速電機M3：KM5接觸器控制快速移動電動機M3的起停，由于M3點動短時運轉(zhuǎn)，故不設置熱繼電器。

2.控制電路

（1）主軸電動機的點動控制

如右圖所示，按下點動按鈕SB2不松手→接觸器KM1線圈通電→KM1主觸點閉合→主軸電動機把限流電阻R串入電路中進行降壓起動和低速運轉(zhuǎn)。

（2）主軸電動機的正反轉(zhuǎn)控制

下圖所示，按下正向起動按鈕SB3→KM3線圈通電→KM3主觸點閉合→短接限流電阻R同時另有一個常開輔助觸點KM3（5－15）閉合→KA線圈通電→KA常開觸點（5—10）閉合→KM3線圈自鎖保持通電→把電阻R切除同時KA線圈也保持通電。

另一方面，當SB3尚未松開時，由于KA的另一常開觸點（9—6）已閉合→KM1線圈通電→KM1主觸點閉合→KM1輔助常開觸點（9—10）也閉合（自鎖）→主電動機M1全壓正向起動運行。返回本章首頁結(jié)束放映（3）主電動機的反接制動控制

C650車床采用反接方式制動，用速度繼電器KS進行檢測和控制。

假設原來主電動機M1正轉(zhuǎn)運行，見上圖，則KS-1（11—13）閉合，而反向常開觸點KS-2（6—11）依然斷開。當按下反向總停按鈕SB1（4—5）后，原來通電的KM1、KM3、KT和KA就隨即斷電，它們的所有觸點均被釋放而復位。然而，當SB1松開后，反轉(zhuǎn)接觸器KM2立即通電，（4）刀架快速移動控制

轉(zhuǎn)動刀架手柄，限位開關SQ（5—19）被壓動而閉合，使得快速移動接觸器KM5線圈得電，快速移動電動機M3就起動運轉(zhuǎn)，而當?shù)都苁直鷱臀粫r，M3隨即停轉(zhuǎn)。

（5）冷卻泵控制

按SB6（16—17）按鈕→KM4接觸器線圈得電并自鎖→KM4主觸點閉合→冷卻泵電動機M2起動運轉(zhuǎn)；按下SB5（5—16）→KM4接觸器線圈失電→M2停轉(zhuǎn)。3.車床電氣控制線路的特點

1.主軸的正反轉(zhuǎn)是通過電氣方式，而不是通過機械方式實現(xiàn)的。

2.主電動機的制動采用了電氣反接制動形式，并用速度繼電器進行控制。

3.控制回路由于電器元件很多，故通過控制變壓器TC與三相電網(wǎng)進行電隔離，提高了操作和維修時的安全性。

4.采用時間繼電器KT對電流表PA進行保護。

5.中間繼電器KA起著擴展接觸器KM3觸點的作用。四、銑床的電氣控制

1.銑床的主要結(jié)構(gòu)與運動分析

銑床主要由底座、床身、懸梁、刀桿支架、工作臺、溜板箱和升降臺等部分組成。其結(jié)構(gòu)如右圖所示。

1－底座2－主軸變速手柄3－主軸變速數(shù)字盤4－床身5－懸梁6－刀桿支架7－主軸8－工作臺9－工作臺縱向操縱手柄10－回轉(zhuǎn)臺11－床鞍12－工作臺升降及橫向操縱手柄13－進給變速手柄及數(shù)字盤14－升降臺

主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動。進給運動：工作臺的上下、前后及左右三個方向的移動為進給運動。

2.電路圖（二）主電路分析由原理圖1可知，主電路中共有三臺電動機，其中M1為主軸拖動電動機，M2為工作臺進給拖動電動機，M3為冷卻泵拖動電動機。QS為電源隔離開關。各電動機的控制過程如下：1）M1由KM3實現(xiàn)起動—運行—停止控制，由轉(zhuǎn)向選擇開關SA5預選轉(zhuǎn)向，KM2的主觸點串聯(lián)兩相電阻與速度繼電器SR配合實現(xiàn)M1的停車反接制動。2）工作臺拖動電動機M2由接觸器KM4、KM5的主觸點實現(xiàn)加工中的正、反向進給控制，并由接觸器KM6主觸點控制快速電磁鐵，決定工作臺移動速度。KM6接通為快速移動，斷開為慢速自動進給。3）冷卻泵拖動電動機由接觸器KM1控制，單方向運轉(zhuǎn)。M1、M2、M3均為直接啟動連續(xù)運行。（三）控制電路分析1、控制電路電源?？刂齐娐冯妷簽?27V，由控制變壓器TC供給。2、主軸電動機的起、?？刂?。在非變速狀態(tài)，SQ7不受壓。根據(jù)所用的銑刀，由SA5選擇轉(zhuǎn)向，合上QS，起動控制過程為：按下SB1（或SB2）→KM3線圈得電并自鎖→M1直接啟動→n≥120r/min→KS1-1(或KS1-2)觸點閉合，為反接制動做準備。加工結(jié)束，需要停止時，按下SB3（或SB4）→KM3線圈失電→KM2線圈得電并自鎖→M1串R反接制動n↓→n＜100r/min→KS1-1（或KS1-2）斷開→KM2失電制動結(jié)束。3、主軸變速沖動控制。X62W臥式萬能銑床主軸的變速采用孔盤機構(gòu)，集中操縱，為使傳動機構(gòu)齒輪在新速度下很好嚙合，采用了變速沖動控制。從電路結(jié)構(gòu)看，既可以在停車時變速，也可以在M1運轉(zhuǎn)時進行變速。其變速沖動控制過程如下。1）M1停車時時變速扳動變速手柄→機械變速→推回手柄→SQ7短時受壓→SQ7-2分斷，SQ7-1閉合→M1在反接制動狀態(tài)下短時低速運行→推回手柄SQ7復位→變速結(jié)束。2）M1運轉(zhuǎn)時變速扳動變速手柄SQ7短時受壓→SQ7-2分斷，SQ7-1閉合→M1反接制動→機械變速→推回手柄→SQ7短時受壓→M1在反接制動狀態(tài)下短時低速運行→推回手柄SQ7復位→主軸在新轉(zhuǎn)速下運行。4、工作臺進給控制電路的電源是從13點引出，串入KM3的自鎖觸點，以保證主軸旋轉(zhuǎn)與工作臺進給的順序動作。進給電動機M2由KM4、KM5控制，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。工作臺移動方向由各自的操作手柄來選擇。各方向進給控制分述如下。1）工作臺左右（縱向）進給。工作臺左右運動，需要先啟動M1（13點KM3閉合），SA1置于斷開圓工作臺位置（SA1-1、SA1-3閉合，SA1-2斷開），十字開關位置居中（SQ3、SQ4復位）。其操作方法與電路工作過程是：工作臺縱向進給是由縱向操作手柄控制的。此手柄有左、中、右三個位置。扳動手柄，合上縱向進給的機械離合器，相應傳動鏈接通，同時壓下SQ1或SQ2，實現(xiàn)縱向按選定的進給速度自動進給?？刂七^程如下：①工作臺向右進給手柄扳向右→合上縱向進給機械離合器，壓下SQ1（SQ1-2斷開、SQ1-1閉合）→KM4線圈得電→M2正轉(zhuǎn)→縱向進給傳動機構(gòu)正轉(zhuǎn)→工作臺右移。電流流經(jīng)路徑為：13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4線圈→KM5常閉觸點→20。將手柄扳回中間位置，此行程開關SQ1不受壓，KM4釋放，工作臺停止移動。②工作臺向左進給手柄扳向左→合上縱向進給機械離合器，壓下SQ2（SQ2-1閉合、SQ2-2斷開）→KM5線圈得電→M2反轉(zhuǎn)→縱向進給傳動機構(gòu)反轉(zhuǎn)→工作臺左移。電流流經(jīng)途徑為：13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ2-1→KM5線圈→KM4常閉觸點→20。2）工作臺前后（橫向）和上下（升降）進給控制。工作臺橫向和升降運動是通過十字開關操縱手柄來控制的。該手柄有五個位置：即上、下、前、后和中間零位。在扳動十字開關操縱手柄時，將控制運動方向的機械離合器合上，同時壓下相應的行程開關SQ3或SQ4。進給時，需要先啟動M1（13點KM3閉合），SA1置于斷開圓工作臺位置（SA1-1、SA1-3閉合，SA1-2斷開），左右（縱向）操作手柄居中。①工作臺向上進給控制將手柄板向上→合上垂直進給機械離合器，壓下SQ4（SQ4-1閉合、SQ4-2斷開）→KM5線圈得電→M2反轉(zhuǎn)→垂直進給傳動機構(gòu)反轉(zhuǎn)→工作臺向上運動。電流流經(jīng)路徑為：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5線圈→KM4互鎖觸點→20。把手柄扳回中間位置工作臺向上進給即可停止。②工作臺向下進給控制只要將手柄扳向下，SQ3被壓下（SQ3-1閉合、SQ3-2斷開），則KM4線圈得電，使M2正轉(zhuǎn)即可，其控制過程與上升類似。電流流經(jīng)路線：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ3-1→KM4線圈→KM5互鎖觸點→20③工作臺向前進給控制將手柄板向前→合上縱向進給機械離合器，壓下SQ3（SQ3-1閉合、SQ3-2斷開）→KM4線圈得點→M2正轉(zhuǎn)→工作臺向前運動。由于同為SQ3被壓下電流流經(jīng)路徑同向下進給一致。④工作臺向后運動控制過程與向前類似，只需將手柄板向后，則SQ4被壓下，其控制過程和向前進給類似，電流流經(jīng)路線和向上進給一致。工作臺上、下、前、后運動都有限位保護，當工作臺運動到極限位置時，利用固定在本身上的擋鐵，撞擊十字手柄，使其回到中間位置，工作臺便停止運動。工作臺縱向進給有限位保護，進給至終端時，利用工作臺上安裝的左右終端撞塊，撞擊操縱手柄，使手柄回到中間停車位置，實現(xiàn)限位保護。③工作臺快速進給在慢速移動過程中按下SB5或SB6→KM6線圈得電→快速電磁鐵YA通電→工作臺按原移動方向快速移動?？焖僖苿訛槎虝r點動，松開SB5或SB6，快速移動停止，工作臺仍按原方向繼續(xù)進給。5、工作臺各運動方向的聯(lián)鎖

在同一時間內(nèi)，工作臺只允許向一個方向運動，這種聯(lián)鎖是利用機械和電氣的方法來實現(xiàn)的。工作臺向左、向右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右運動的聯(lián)鎖作用。同理，工作臺的前后和上下進給四個方向的聯(lián)鎖是由同一十字手柄本身實現(xiàn)。而工作臺的左右進給兩個方向與上、下、前、后進給四個方向之間的聯(lián)鎖由電氣方法實現(xiàn)。由左、右進給操作手柄控制的SQ1-2→SQ2-2和上、下、前、后進給操作手柄控制的SQ4-2→SQ3-2的兩個并聯(lián)支路控制接觸器KM3、KM4線圈，在兩個手柄都處于工作位置時，KM3、KM4都不工作。6、工作臺進給變速沖動控制。與主軸變速類似，為了使變速時齒輪易于嚙合，控制電路中也設置了瞬時沖動控制環(huán)節(jié)，變速應在工作臺停止移動時進行。進給變速沖動時SQ6被短時壓下。其電流流過的的路徑為：13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SQ3-2→SQ4-2→SQ6-1→KM4線圈→KM5常閉觸點→20。

7、圓工作臺控制在使用圓工作臺時，工作臺縱向及十字操作手柄都應置于中間位置。在機床開動前，先將圓工作臺轉(zhuǎn)換開關SA1扳到“接通”位置，此時SA1-2閉合、SA1-1和SA1-3斷開，當按下主軸起動按鈕SB1或SB2，主軸電動機便起動，而進給電動機也因接觸器KM4得電而旋轉(zhuǎn)，電動機M2正轉(zhuǎn)并帶動圓工作臺單向運轉(zhuǎn)。電流的路徑為：13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-2→KM4線圈→KM5常閉觸點→20。由于圓工作臺的控制電路中串聯(lián)了SQ1~SQ4的常閉觸點，所以扳動工作臺任一方向的進給操作手柄，都將使圓工作臺停止轉(zhuǎn)動，這就起到圓工作臺轉(zhuǎn)動與工作臺三個方向移動的聯(lián)鎖保護。

8、冷卻泵電動機M3的控制由轉(zhuǎn)換開關SA3控制接觸器KM1來控制冷卻泵電動機M3的啟動和停止。（四）輔助電路及保護環(huán)節(jié)機床的局部照明由變壓器T供給36V安全電壓，轉(zhuǎn)換開關SA4控制照明燈。

M1、M2、M3為連續(xù)工作，由FR1、FR2、FR3熱繼電器的常閉觸點串在控制電路中實現(xiàn)過載保護。當主軸電動機M1過載時，F(xiàn)R1動作切除整個控制電路的電源；冷卻泵電動機M3過載時，F(xiàn)R3動作切除M2、M3的控制電源；進給電機M2過載時，F(xiàn)R2動作切除自身控制電源。由FU1、FU2實現(xiàn)主電路的短路保護，F(xiàn)U3實現(xiàn)控制電路的短路保護，F(xiàn)U4作為照明電路的短路保護。（五）電氣控制線路的特點1.電氣控制與機械配合密切2.進給控制線路中的各種開關進行了巧妙的組合，即達到了一定的控制目標，又進行了完善的電氣連鎖3.控制線路中設置了變速沖動控制，有利于齒輪的嚙合，是變速順利進行4.采用兩地控制，操作方便。第五節(jié)機床電氣控制線路故障的檢查與維修一、檢修前的故障調(diào)查二、試車觀察故障現(xiàn)象三、用邏輯分析法確定故障范圍，用排除法縮小故障范圍四、用測量法確定故障點五、區(qū)分電氣故障還是機械故障六、故障點的修復及注意事項：一、檢修前的故障調(diào)查機床電氣發(fā)生故障后，不要盲目進行檢修。檢修前，應向操作者詢問、了解故障發(fā)生前電路和設備的運行狀況及故障發(fā)生后的癥狀；故障發(fā)生前是否有不當操作情況，如：施加過大負載、頻繁啟動、停止、制動等情況；有無在以前的檢修或技術革新中改動電路等。查看故障發(fā)生前是否有明顯的外觀征兆，二、試車觀察故障現(xiàn)象1）電動機是否運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動時聲音是否正常。2）控制電動機的接觸器、繼電器等電器是否按工作原理正常工作，電磁線圈吸合聲音是否正常。3）與故障范圍相關的電氣線路、控制環(huán)節(jié)都要試車，如多臺電動機的順序控制；單臺電動機的多種工作方式及相關程序控制等。4）以上試車用到看和聽，試車停止切斷電源后，還可通過觸摸檢查電動機、變壓器、電磁線圈等電器，看是否超過允許溫升，還可通過聞，看是否有異常氣味產(chǎn)生。5）試車前，為避免機床運動部分發(fā)生誤動作或碰撞等意外情況，可將生產(chǎn)機械與電動機分離；或?qū)㈦妱訖C與電器線路分離，然后再試車，這也是判斷是電氣故障還是機械故障的有效方法之一。三、用邏輯分析法確定故障范圍，用排除法縮小故障范圍1．邏輯分析法邏輯分析法是根據(jù)電氣控制線路的工作原理，電器元件之間的動作順序以及各控制環(huán)節(jié)之間的控制關系，結(jié)合試車確認的故障現(xiàn)象作具體的分析，同時運用排除法迅速縮小故障范圍，從而判斷最小故障范圍。當故障的可疑范圍較大時，不必按部就班地逐級進行檢查，這時可在故障范圍內(nèi)的中間環(huán)節(jié)進行檢查，來判斷故障究竟發(fā)生在哪一部分，從而縮小故障范圍，提高檢修速度。2．電氣控制線路的控制關系繼電器－接觸器控制系統(tǒng)的控制框圖電器元件控制框圖3．舉例：例1：如一臺三相異步電動機用一只交流接觸器控制啟動、停止，對于這臺電動機不能啟動，故障的分析方法是：若接觸器線圈不能得電，則故障必定在電源電路或控制線路，而非主電路；若接觸器線圈能正常得電，則故障必定在主電路，而非控制電路。上述判斷正是利用了電動機主電路與控制電路的邏輯關系，即先有控制電路工作，才有主電路工作，才有電動機啟動。例2：如下圖所示,該線路為三相異步電動機接觸器連鎖正反轉(zhuǎn)控制線路。現(xiàn)以該線路為例，說明如何運用邏輯分析法縮小故障范圍。故障一：電動機M正反轉(zhuǎn)都不工作，且試車時，觀察到接觸器KM1、KM2都不得電。故障二：電動機M正轉(zhuǎn)工作正常，反轉(zhuǎn)不工作，且試車時，觀察到接觸器KM2線圈不得電。四、用測量法確定故障點1.電壓法電壓法屬帶電操作，操作中要嚴格遵守帶電作業(yè)安全規(guī)定，確保人身安全，測量檢查前首先將萬用表的轉(zhuǎn)換開關置于相應的電壓種類（直流、交流），合適的量程（依據(jù)線路的電壓等級）。①電壓分階測量法電壓分階測量法電壓長分階測量法②電壓分段測量法

電壓分段測量法電壓長分段測量法2．電阻法電阻法屬停電操作，要嚴格遵守停電、驗電、防突然送電等操作規(guī)程。測量檢查時，首先切斷電源，然后將萬用表轉(zhuǎn)換開關置于適當倍率電阻檔（以能清楚顯示線圈電阻值為宜）。①電阻分階測量法電阻分階測量法電阻長分階測量法②電阻分段測量法電阻分段測量法