基本工業電氣系統孫立坤(機電一體化專業實訓樓216)緒論課程概述學習課程的要求課程的主要內容：（1）電器元件的識別（第1章）（2）電氣系統圖的讀識（第1、2章）（3）基本控制環節的原理分析與應用（第2、3章）（4）簡單繼電—接觸控制系統的設計應用（第2、4章）第一篇電氣控制技術時間繼電器熔斷器熱繼電器接觸器刀開關低壓斷路器第一篇電氣控制技術第1章常用低壓電器元件一、基本概念１、電器２、低壓電器(定義3)３、低壓電器的分類(3)二、各種常用低壓電器介紹功能元件符號工作原理使用與參數第一篇電氣控制技術二、各種常用低壓電器介紹（一）低壓配電電器１、功能２、常用的元件（３）３、元件符號４、工作原理元件符號低壓斷路器熔斷器刀開關刀開關：用于配電設備作隔離電源用，有時也用于小容量不頻繁起動停止的電動機直接起動控制用。閘刀開關封閉式負荷開關（入線在上，出線在下）閘刀開關封閉式負荷開關正確錯誤錯誤返回低壓斷路器：又稱自動空氣斷路器或稱自動空氣開關。是一種既有手動開關作用又能自動進行欠壓、失壓、過載和短路保護的電器低壓斷路器（自動空氣開關）內部結構主觸點接線低壓斷路器的工作原理低壓斷路器的主要技術參數⑴額定電壓斷路器長期工作時的允許電壓。⑵額定電流脫扣器允許長期通過的電流。如果電路中通過的電流大于額定電流一定數量時，脫扣器動作，斷開主觸點。⑶殼架等級額定電流殼架中能安裝的最大脫扣器的額定電流。⑷通斷能力能夠接通和分斷短路電流的能力。⑸保護特性斷路器動作時間與動作電流的函數曲線。返回熔斷器：一種用于過載與短路保護的電器。熔斷器是線路中人為設置的“薄弱環節”，要求它能承受額定電流，而當短路發生的瞬間，則要求其充分顯示出薄弱性來，首先熔斷，從而保護電器設備的安全。按結構分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器有填料封閉管式熔斷器熔斷器的分類：螺旋式熔斷器結構示意圖1-瓷帽2-金屬螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接線端7-上接線端8-瓷座RL6、RL7螺旋式熔斷器結構示意圖：熔斷器的主要技術參數⑴額定電壓熔斷器長期工作時能夠正常工作的電壓。⑵額定電流熔斷器長期工作時允許通過的最大電流。熔斷器一般是起保護作用的，負載正常工作時，電流是基本不變的，熔斷器的熔體要根據負載的額定電流進行選擇，只有選擇合適的熔體，才能起到保護電路的作用。⑶極限分斷能力熔斷器在規定的額定電壓下能夠分斷的最大電流值。它取決于熔斷器的滅弧能力，與熔體的額定電流無關。返回第一篇電氣控制技術二、各種常用低壓電器介紹（二）低壓控制電器１、功能(P7)２、常用的元件（接觸器、熱繼電器、中間繼電器、時間繼電器、速度繼電器）３、元件符號４、工作原理電磁式低壓電器電磁式結構基本工作原理結構:電磁機構、觸頭系統、滅弧工作原理：當線圈得電時，鐵芯線圈產生電磁吸力，將鐵芯吸合，帶動觸頭運動；當線圈斷電時，吸力消失，依靠彈簧作用力，帶動觸頭運動，控制電路通斷。電磁機構：線圈、鐵心、銜鐵組成。

觸頭的接觸形式：c-面接觸a-點接觸b-線接觸（4）高溫游離（1）強電場放射（2）撞擊電離（3）熱電子發射電弧的產生滅弧方法（1）拉長電弧，從而降低電場強度；（2）用電磁力使電弧在冷卻介質中運動，降低弧柱周圍的溫度；（3）將電弧擠入絕緣壁組成的窄縫中以冷卻電??；（4）將電弧分成許多串聯的短弧，增加維持電弧所需的臨極電壓降（電動力吹?。ù糯禍缁。牌瑴缁。ㄕp滅?。?/p>

１、接觸器的結構及工作原理1-動觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-彈簧5-線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力彈簧一、接觸器2、接觸器的符號3、接觸器的主要技術參數

接觸器的主要技術參數有極數和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流（或額定控制功率），額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動功率和吸持功率，使用類別等。

常用的交流接觸器有CJ20、CJX2、CJ12和CJ10、CJ0等系列，直流接觸器有CZ18、CZ21、CZ22和CZ10、CZ2等系列。4、常用典型交流接觸器簡介空氣電磁式交流接觸器典型產品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接觸器等。CJ20系列型號含義：B系列型號含義：切換電容器接觸器真空交流接觸器

專用于低壓無功補償設備中投入或切除并聯電容器組，以調整用電系統的功率因素。

常用產品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。

以真空為滅弧介質，其主觸頭密封在真空開關管內。適用于條件惡劣的危險環境中。

常用的真空交流接觸器有：CKJ和EVS系列直流接觸器

應用于直流電力線路中，供遠距離接通與分斷電路及直流電動機的頻繁起動、停止、反轉或反接制動控制，以及CD系列電磁操作機構合閘線圈或頻繁接通和斷開電磁鐵、電磁閥、離合器和電磁線圈等。

常用直流接觸器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。CZ18系列接觸器型號含義：5、接觸器的選用1．接觸器極數和電流種類的確定2．根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器。3．根據負載功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。6．接觸器觸頭數和種類應滿足主電路和控制電路的要求。4．根據接觸器主觸頭接通與分斷主電路電壓等級來決定接觸器的額定電壓。5．接觸器吸引線圈的額定電壓應由所接控制電路電壓確定。返回二、熱繼電器

熱繼電器是電流通過發熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動執行機構動作的電器。主要用來保護電動機或其它負載免于過載以及作為三相電動機的斷相保護

1、電氣控制對熱繼電器性能的要求熱繼電器保護特性與電動機過載特性的配合１-電動機的過載特性2-熱繼電器的保護特性應具有合理可靠的保護特性具有一定的溫度補償具有手動復位與自動復位功能熱繼電器動作電流可以方便地調節2、雙金屬片熱繼電器的結構及工作原理雙金屬片式熱繼電器結構原理圖1-主雙金屬片2-電阻絲3-導板4--補償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動觸頭9-復位按鈕10-調節凸輪11-彈簧具有斷相保護的熱繼電器電動機三角形聯結時U相斷線時的電流分析差動式斷相保護機構及工作原理a)通電前b)三相正常電流c)三相均勻過載d)W相斷路1-上導板2-下導板3-杠桿4-頂頭5-補償雙金屬片6-主雙金屬片3、熱繼電器的符號4、熱繼電器典型產品及主要技術參數常用的熱繼電器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等型號熱元件號整定電流范圍/A型號熱元件號整定電流范圍/AJR20-10配CJ20-101R0.1~0.13~0.15JR20-10配CJ20-109R2.6~3.2~3.82R0.15~0.19~0.2310R3.2~4~63R0.23~0.29~0.3511R4~5~64R0.35~0.44~0.5312R5~6~75R0.53~0.67~0.813R6~7.2~8.46R0.8~1~1.214R8.6~10~11.67R1.2~1.5~1.815R0.1~0.13~0.158R1.8~2.2~2.6JR20系列型號含義:5、熱繼電器的選用1）熱繼電器有三種安裝方式，應按實際安裝情況選擇其安裝型式。2）原則上熱繼電器的額定電流應按電動機的額定電流選擇。3）在不頻繁起動的場合，要保證熱繼電器在電動機起動過程中不產生誤動作。4）對于三角形接法電動機，應選用帶斷相保護裝置的熱繼電器5）當電動機工作于重復短時工作制時，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。三、中間繼電器

中間繼電器實質上是一種電磁繼電器，它的觸點數量較多，容量較大，起到中間擴展（觸點數量和容量）作用。2、中間繼電器的符號3、常用典型電磁式繼電器簡介１．直流電磁式通用繼電器常用的有JT3、JT9、JT10、

JT18等系列２．電磁式中間繼電器常用的有JZ7、JDZ2、JZ14

等系列3．電磁式交、直流電流繼電器常用的有JL3、JL14、

JL15等系列4．繼電器返回系數的調節

5、電磁式繼電器的選用1．使用類別的選用

2．額定工作電流與額定工作電壓的選用3．工作制的選用四、時間繼電器繼電器輸入信號輸入后，經一定的延時，才有輸出信號的繼電器稱為時間繼電器。對于電磁式時間繼電器，當電磁線圈通電或斷電后，經一段時間，延時觸都頭狀態才發生變化，即延時觸頭才動作。分類：空氣式、電動式、晶體管式及直流電磁式延時方式：通電延時和斷電延時兩種。a-通電延時型b-斷電延時型1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反力彈簧5-推板6-活塞桿7-塔形彈簧8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調節螺釘12-進氣孔13-活塞14、16-微動開關15-杠桿1、時間繼電器的結構及工作原理2、時間繼電器的符號五、速度繼電器

速度繼電器是根據電磁感應原理制成的，它的套有永久磁鐵的軸與被控電動機的軸相聯，用以接受轉速信號。1、速度繼電器的結構和工作原理速度繼電器結構原理圖1-調節螺釘2-反力彈簧3-常閉觸頭4-動觸頭5-常開觸頭6-返回杠桿7-杠桿8-定子導條9-定子10-轉軸11-轉子

轉軸與電動機的軸相連接，而定子空套在轉子上。當電動機轉動時，速度繼電器的轉子（永久磁鐵）隨之轉動，在空間產生旋轉磁場，切割定子繞組，而在其中感應出電流。此電流又在旋轉的轉子磁場作用下產生轉矩，使定子隨轉子轉動方向而旋轉，和定子裝在一起的擺錘推動動觸頭動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當電動機轉速低于某一值時，定子產生的轉矩減小，動觸頭復位。

一般速度繼電器的動作轉速為120r/min，觸頭的復位轉速在100r/min以下，轉速在3000—3600r/min以下能可靠工作。速度繼電器的工作原理2、速度繼電器的符號交流電機熔斷器交流接觸器熱繼電器空氣開關二、各種常用低壓電器介紹（三）低壓主令電器１、功能（P24）２、常用的元件（控制按鈕、萬能轉換開關、組合開關、行程開關、接近開關

）３、元件符號４、工作原理一、控制按鈕

控制按鈕是一種接通或分斷小電流電路的主令電器，其結構簡單．應用廣泛。觸頭允許通過的電流較?。话悴怀^5A，主要用在低壓控制電路中．手動發出控制信號。1-按鈕2-復位彈簧3-常閉靜觸頭4-動觸頭5-常開靜觸頭控制按鈕由按鈕帽，復位彈簧，橋式動、靜觸頭和外殼等組成。一般為復合式．即同時具有常開、常閉觸頭。按下時常閉觸頭先斷開，然后常干)f觸頭閉合。去掉外力后在復恢彈簧的作用下，常開觸頭斷開，常閉秒久頭復位1、控制按鈕的結構和原理2、控制按鈕的符號二、行程開關

行程開關又稱限位開關，能將機械位移轉變為電信號，以控制機械運動。種類按運動形式分為直動式、轉動式；按結構分為直動式、滾動式、微動式。1、直動式行程開關2、滾輪旋轉式行程開關3、微動開關行程開關的符號三、接近開關應用于限位，檢測，計數，測速，液面控制，自動保護等，可連接計算機，可編程序控制器等作傳感頭１、接近開關的結構框圖１、接近開關的電路結構２、接近開關的符號3、接近開關特點與分類

常用的接近開關有電渦流式（俗稱電感接近開關，以下僅以電感接近開關稱呼之）、電容式、磁性干簧開關、霍爾式、光電式、微波式、超聲波式等。

接近開關與被測物不接觸、不會產生機械磨損和疲勞損傷、工作壽命長、響應快、無觸點、無火花、無噪聲、防潮、防塵、防爆性能較好、輸出信號負載能力強、體積小、安裝、調整方便；缺點是觸點容量較小、輸出短路時易燒毀。

1.動作（檢測）距離:動作距離是指檢測體按一定方式移動時，從基準位置（接近開關的感應表面）到開關動作時測得的基準位置到檢測面的空間距離。額定動作距離是指接近開關動作距離的標稱值。

2.設定距離：指接近開關在實際工作中的整定距離，一般為額定動作距離的0.8倍。被測物與接近開關之間的安裝距離一般等于額定動作距離，以保證工作可靠。安裝后還須通過調試，然后緊固。

3.復位距離：接近開關動作后，又再次復位時的與被測物的距離，它略大于動作距離。

4.回差值:動作距離與復位距離之間的絕對值?；夭钪翟酱?，對外界的干擾以及被測物的抖動等的抗干擾能力就越強。4、接近開關的術語解釋5、接近開關的安裝方式齊平式安裝非齊平式安裝

接近開關的安裝方式：分齊平式和非齊平式。齊平式（又稱埋入型）的接近開關表面可與被安裝的金屬物件形成同一表面，不易被碰壞，但靈敏度較低；非齊平式（非埋入安裝型）的接近開關則需要把感應頭露出一定高度，否則將降低靈敏度。6、輸出形式（1~4）負載負載輸出形式（5~8）負載負載負載四、萬能轉換開關

萬能轉換開關是具有更多操作位置和觸點、能夠換接多個電路的一種手動控制電器。由于它能控制多個回路，適應復雜線路的要求，故有“萬能”轉換開關之稱。

萬能轉換開關主要用作電氣控制電路的換接。LW6系列萬能轉換開關結構示意圖SA五、組合開關組合開關由若干動觸片及靜觸片，它們分別裝于數層絕緣體內，動觸片裝在附有手柄的轉軸上，隨轉軸旋轉而變更其通斷位置通用開關的符號二、各種常用低壓電器介紹（四）低壓保護電器１、功能（P30）２、常用的元件（電壓繼電器、電流繼電器

）３、元件符號４、工作原理

電壓繼電器是反映電壓變化的控制電器。連接時線圈與負載并聯，以反映負載電壓，其線圈匝數多而導線細。分類：過電壓、欠電壓、零電壓繼電器1、電壓繼電器1．過電壓繼電器

在電路中用于過電壓保護動作電壓（105%~120%）UN2．欠電壓繼電器

在電路中用于欠電壓保護直流動作電壓（30%~50%

）UN

放（7%~20%

）UN交流動作電壓（60%~85%

）UN

放（10%~35%

）UN3．零電壓繼電器

在電路中用于失電壓保護電壓繼電器的符號2、電流繼電器1．過電流繼電器：交流過電流繼電器的吸合電流I0=（1.1～3.5）IN，直流過電流繼電器的吸合電流I0=（0.75～3）IN。過電流繼電器在出現過電流時銜鐵吸合動作，其觸頭來切斷電路，故過電流繼電器無釋放電流值。

（正常工作時，繼電器銜鐵處于釋放狀態）

電流繼電器是根據電流變化而動作的電器。連接時串聯在電路中，其線圈匝數少而導線粗。分類：過電流繼電器、欠電流繼電器電氣產品中只有直流欠電流繼電器而無交流欠電流繼電器，直流欠電流繼電器的吸合電流與釋放電流調節范圍I0=（0.3～0.65）IN和Ir=（0.1～0.2）IN。2．欠電流繼電器：當負載電流降低至繼電器釋放電流時，銜鐵釋放，帶動觸頭動作。欠電流繼電器在電路中起欠電流保護作用。（正常工作時，繼電器線圈流過負載額定電流，銜鐵吸合動作

）電流繼電器的符號二、各種常用低壓電器介紹（五）低壓執行電器１、功能（P31）２、常用的元件（電磁閥、電磁離合

）３、元件符號４、工作原理圖1-42電磁閥１、電磁閥電磁閥是用電磁鐵推動滑閥移動來控制介質（氣體、液體）的方向、流量、速度等參數的工業裝置分類：單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調節閥電磁閥職能符號圖形文字符號電磁閥的符號電磁離合的工作原理主動軸與旋轉動力源聯結，主動軸轉動后，主動摩擦片隨同旋轉。當線圈通電后，產生磁場，將摩擦片吸向鐵心，銜鐵也被吸住，緊緊壓住各摩擦片。于是依靠主動摩擦片與從動摩擦片之間的摩擦力，使從動齒輪隨主動軸轉動，實現轉矩的傳遞。線圈斷電后，由于彈簧墊圈的作用，使摩擦片恢復自由狀態，從動齒輪停止旋轉２、電磁離合

電磁離合器又稱電磁聯軸節。它是利用表面磨擦和電磁感應原理，在兩個作旋轉運動的物體間傳遞轉矩的執行電器電磁離合的符號

電磁離合器的采用，使電動機避免了頻繁起動和停止，可以始終處于運轉狀態時，負載迅速的頻繁起停控制.第2章電氣控制電路基本環節電氣控制系統實現的方法

繼電-接觸器邏輯控制、可編程邏輯控制、計算機控制電氣控制系統：對各類電動機或執行電器的起動、停止、正反轉、調速和制動等運行方式進行控制，以滿足生產加工工藝要求，實現生產過程自動化的控制系統；由電氣設備和各種電器元件按照一定的控制要求聯接而成。電氣控制系統圖:為了表達設備的電氣控制系統組成結構、設計意圖，方便分析系統工作原理及安裝、調試和檢修控制系統等技術要求，采用統一的工程語言（圖形符號和文字符號）根據國家電氣制圖標準，用規定的圖形符號、文字符號以及規定的畫法繪制的。

常用的電氣控制系統圖有電氣原理圖、電器布置圖與安裝接線圖。

電氣原理圖是用來表示電路各電氣元件中導電部件的聯接關系和工作原理的圖。（一）繪制電氣原理圖的原則：1．圖中所有的元器件都應采用國家統一規定的圖形符號和文字符號。2．電氣原理圖的組成電氣原理圖由主電路、控制電路和輔助電路組成。3．電源線的畫法4．原理圖中電氣元件的畫法

5．電氣原理圖中電氣觸頭的畫法6．原理圖的布局7．線路連接點、交叉點的繪制

8．原理圖的繪制要層次分明，各電器元件及觸頭的安排要合理，既要做到所用元件、觸頭最少，耗能最少，又要保證電路運行可靠，節省連接導線以及安裝、維修方便。（二）關于電氣原理圖圖面區域的劃分

為了便于確定原理圖的內容和組成部分在圖中的位置，常在圖紙上分區。用阿拉伯數字編號。（三）繼電器、接觸器觸頭位置的索引

電氣原理圖中，在繼電器、接觸器線圈的下方注有該繼電器、接觸器相應觸點所在圖中位置的索引代號，索引代號用圖面區域號表示。（四）電氣圖中技術數據的標注

電氣圖中各電氣元器件和型號，常在電氣原理圖中電器元件文字符號下方標注出來。

電氣控制系統圖中的圖形符號包含符號要素、限定符號、一般符號以及常用的非電操作控制的動作符號，必須按照國家標準繪制：符號尺寸大小、示出的符號方位、附加補充說明標記；電氣控制系統圖中文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號，應按電氣名詞術語國家標準中規定的英文術語縮寫而成，基本文字符號不得超過兩位字母，輔助文字符號一般不超過三位字母，可補充國家標準中未列出的雙字母文字符號和輔助文字符號。電氣控制系統圖中電路各接點具有特定標記：三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標記。電源開關之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序標記電動機繞組首端分別用U、V、W標記，尾端分別用U′、V′、W′標記。雙繞組的中點則用U″、V″、W″標記。在垂直繪制的電路中，標號順序一般由上而下編號，凡是被線圈、繞組、觸點或電阻、電容等元件所間隔的線段，都應標以不同的電路標號。電氣原理圖并不按電器元件實際布置來繪制，而是根據它在電路中所起的作用畫在圖的不同的部位上。電器位置圖是用來詳細表明電氣設備、元器件的實際安裝位置以電器元件整體形式放置在圖的同一部分。

電氣原理圖具有結構簡單、層次分明的特點，適于研究和分析電路工作原理，在設計研發和生產現場等各方面得到廣泛的應用

電器元件布置圖是用來表明電氣原理圖中各元器件的實際安裝位置，可視電氣控制系統復雜程度采取集中繪制或單獨繪制。電器元件的布置應注意以下幾方面：1）體積大和較重的電器元件應安裝在電器安裝板的下方，而發熱元件應安裝在電器安裝板的上面。2）強電、弱電應分開，弱電應屏蔽，防止外界干擾。3）需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。4）電器元件的布置應考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結構類似的電器安裝在一起，以利安裝和配線。5）電器元件布置不宜過密，應留有一定間距。如用走線槽，應加大各排電器間距，以利布線和維修。

安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。安裝接線圖的繪制原則是：

1）各電氣元件均按實際安裝位置繪出，元件所占圖面按實際尺寸以統一比例繪制。

2）一個元件中所有的帶電部件均畫在一起，并用點劃線框起來，即采用集中表示法。

3）各電氣元件的圖形符號和文字符號必須與電氣原理圖一致，并符合國家標準。4）各電氣元件上凡是需接線的部件端子都應繪出，并予以編號，各接線端子的編號必須與電氣原理圖上的導線編號相一致。

5）繪制安裝接線圖時，走向相同的相鄰導線可以繪成一股線?！?.1電氣控制系統圖1、什么是電氣控制系統圖？2、簡述電氣控制系統圖繪制中圖形符號、文字符號及標記的繪制要求？3、使用電氣原理圖目的？4、電氣原理圖中電器元件如何布局？5、電器位置圖與安裝接線圖的繪制原則是什么？6、電氣原理圖與電器位置圖的主要區別是什么？7、請分析下圖是什么圖？請說明出圖中各組成電器元件？三相異步電動機控制電路（正反轉）三相異步電動機正反轉控制電路（原理圖）電氣原理圖的布局：按便于閱讀原則安排。主電路安排在圖面左側或上方，輔助電路安排在圖面右側或下方。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動作順序從上到下，從左到右排列。同一電器元件的不同部件（如線圈、觸點）分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標注統一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數字序號來區別。如兩個接觸器，可用KM1、KM2文字符號區別電器的可動部分均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態畫出（繼電器、接觸器的觸點，按其線圈不通電時的狀態畫出，控制器按手柄處于零位時的狀態畫出；按鈕、行程開關等觸點按未受外力作用時的狀態畫出）盡量減少線條和避免線條交叉。各導線之間有電聯系時，在導線交點處畫實心圓點根據圖面布置需要，可以將圖形符號旋轉繪制，一般逆時針方向旋轉90o，但文字符號不可倒置電氣控制電路基本控制規律

電氣控制設備種類繁多，功能各異，但就其控制原理、基本線路、設計基礎而言都是類似的，由繼電器--接觸器所組成的電氣控制電路，其基本控制規律有：

1、自鎖與互鎖的控制

2、點動與連續運轉的控制

3、多地聯鎖控制

4、順序控制

5、自動往復的控制一、自鎖與互鎖的控制

自鎖與互鎖的控制統稱為電氣的聯鎖控制，在電氣控制電路中應用十分廣泛，是最基本的控制。自鎖點：互鎖點：保護二、點動與連續運轉的控制三、多地聯鎖控制四、順序控制分析順序起動與停止的控制電路時間繼電器控制的順序起動電路五、自動往復循環控制1、分析下列對M1電機的控制電路的工作過程并畫出其主電路練習：2、請根據要求設計三臺鼠籠式電動機M1，M2，M3

的控制電路試繪出控制線路。A、按照一定順序起動，即M1起動后M2才可起動，M2起動后,M3才可起動。B、起動后可能獨立停車，即M1、M2、M3可任意停車。分析控制電路工作過程3、4、用組合開關控制一個0.25KW的電機正反轉運行6、

設計一個小車運行的電路圖，動作如下：1）小車由原位開始前進，到終端后自動停止；2）在終端停留2min后自動返回原位停止；3）要求能在前進或后退途中任意位置都能停止或再次起動。5、設計一個控制電路，三臺籠型感應電動機起動時M1先起動，經10s后M2自行起動，運行30s后M1停止并同時使M3自行起動，在運行30s后電動機全部停止7、設計兩臺電機能同時啟動和同時停止，并能分別啟動和分別停止的電控系統。KAKAKA分析工作過程:找錯:分析工作過程:1、分析控制要求，確定輸入\輸出2、設計系統主電路（畫出主電路圖）3、設計控制電路（1）選擇主要的控制環節并進行組合（2）統計觸點數，簡化設計線路（3）完善電路，設計電路保護4、描述電路工作過程，說明控制功能5、電器元件的選擇、實現與調試運行電氣原理圖經驗設計方法的一般步驟:●首先正確連接電器線圈。●第二要合理安排電器元件及觸頭的位置?！竦谌獪p少觸點的用量●第四要減少電器元件的通電時間●第五要注意避免出現寄生電路。

存在寄生電路的控制電路設計要求：某控制機床需要兩臺電動機拖動，電動機型號均為Y132M—6，4KW，9.4A，△接。該機床可以兩地控制，其中一臺電動機M1需拖動生產機械做往返運動，另一臺電動機M2拖動生產機械旋轉，要求M1啟動3min后M2才可以啟動，而且逆序停止。并且要求要過載、短路、失壓欠壓保護。

1．功能分析：兩地控制、正反轉控制、順序控制、逆序停止。保護：還要求有過載、短路、失壓欠壓保護無調速、制動和指示電路，屬于基本控制電路組合。2．主電路設計M1正反轉控制，選擇接觸器控制的正反轉控制電路順序控制要求在控制電路中實現；主電路的短路保護由熔斷器FU1來實現；過載保護分別由熱繼電器FR1、FR2實現；失壓和欠壓保護由接觸器KM1、KM2、KM3來實現

短路保護M1正反轉M1過載保護M2連續運轉M2過載保護主電路圖3.控制電路1）電動機M1采用雙重聯鎖正反轉控制2）順序控制采用延時時間繼電器控制3）逆序停止采用停止按鈕并接KM3常開輔助觸頭實施控制

雙重聯鎖正反轉過載保護短路保護順序控制逆序停止完整電路圖4．控制電路的工作過程分析:SB2/3—KM1/KM2線圈得電—主觸點閉合—M1電機起動－M1電機連續工作輔助觸點動作－自鎖／互鎖－KT線圈得電－延時時間到—KM3線圈得電—主觸點閉合—

M2電機起動輔助觸點動作－自鎖－M2電機連續工作SB４—停Ｍ２－ＳＢ１－停Ｍ１5．電器元件的選擇與調試根據電動機型號Y132M—6，4KW，9.4A，△接”，選擇電器元件；低壓動力電路額定電壓：380V。需選擇控制電路的電器元件：低壓斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器、按鈕、時間繼電器和連接導線。按著安裝工藝對所設計的電路進行安裝，安裝好以后通電試車檢查是否能完全完成設計工藝要求，如果有不妥之處，立即修改，修改后再進行試車，直至達到要求為止斷路器的選擇1）確定斷路器的種類：初步確定選用DZ5一20型低壓斷路器。2）確定熱脫扣器額定電流：電動機的額定電流9.4A，查電工手冊選擇熱脫扣器的額定電流為15A，相應的電流整定范圍為10～15A。3）校驗電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流：電磁脫扣器瞬時脫扣整定電流IZ=10×15=150A，KIst=1.7×7×9.4=111.86A，滿足IZ≥KIst，符合要求。4）確定低壓斷路器的型號規格：根據以上分析計算，應選用DZ5一20/330型低壓斷路器。熔斷器的選擇1）熔斷器類型：選擇RL1-60型熔斷器；2）主電路熔體的選擇：多臺電動機的短路保護：

IRN≥1.5～2.5INmax+∑INIRN≥23.5～32.9A，取30A，選用RL1-60/30熔斷器三個；3）控制電路熔體的選擇：控制電路電流較小，可選5A熔體，即選擇RL1-60/5熔斷器二個接觸器的選擇選CJX系列交流接觸器，主觸頭電流20A，線圈電壓380V。熱繼電器的選擇電動機額定電流9.4A，查電工手冊熱繼電器技術數據，選額定電流為20A的熱繼電器，整定電流取11A，調節范圍為6.8～9～11A，由于電動機采用△接，所以選帶斷相保護的熱繼電器。選型號為JR16B-20/3D的熱繼電器。按鈕的選擇M1的控制按鈕選擇紅、綠、黑三色的三聯按鈕

M2的控制按鈕選擇黑、紅雙色兩聯按鈕。時間繼電器的選擇本任務要求延時3min，故選用通電延時的晶體管時間繼電器。導線的選擇主電路通過的額定電流為9.4A，所以應選1.5mm2銅芯硬塑導線，控制電路可選0.75mm2銅芯軟塑導線。第三節三相異步電動機的起動控制一、異步電動機的起動控制1、電動機起動的基本要求:A、起動轉矩>負載轉矩

B、起動電流越小越好

C、起動平滑

D、結構簡單、操作方便

E、起動過程功率損耗小2、電動機起動的主要方法：直接起動、降壓起動B、沒有獨立變壓器供電的，可根據式(1)判斷，若不等式成立，

則可直接起動，

否則應降壓起動。（1）

IST:電機全壓起動電流(A)IN:電機額定電流(A)PN:電機額定功率(KW)PS:電源容量(KVA)3、電動機起動方法的判斷選擇A、有獨立變壓器供電的，電動機頻繁起動則功率小于變壓器容量的20%；電動機不頻繁起動則功率小于變壓器容量的30%。C、一般容量小于10KW的常采用直接起動4、直接起動的方法：

A、采用開關直接起動控制線路采用閘刀開關、轉換開關或鐵殼開關控制電動機直接起動和停止的控制線路如圖所示。

開關直接起動控制線路

B、采用接觸器直接起動控制線路對于容量稍大或起動頻繁的電動機，接通與斷開電路應采用接觸器。下圖所示是采用接觸器直接起動電動機的線路。

1、定子串電阻（或電抗器）降壓起動電動機起動時在三相定子電路中串入電阻，使電動機定子繞組電壓降低，限制了起動電流，待電動機轉速上升到一定值時，將電阻切除，使電動機在額定電壓下穩定運行。下圖所示是定子串電阻降壓起動控制線路，圖中主電路由KM1、KM2兩組接觸器主觸點構成串電阻接線和短接電阻接線。5、異步電動機降壓起動的方法:1、定子繞組電路串電阻電抗器降壓起動

2、Ｙ－△聯接降壓起動（延邊三角形降壓起動）

3、使用自耦變壓器降壓起動

4、轉子繞組電路串電阻降壓起動異步電動機降壓起動的目的：限制起動電流，通過起動設備使定子繞組承受的電壓小于額定電壓，減小起動電流，待電動機轉速達到某一數值時，再使定子繞組承受額定電壓，使電動機在額定電壓下穩定工作定子串電阻降壓起動控制線路

這種起動方式不受電動機接線方式的限制，設備簡單，常用于中、小型設備，也用于限制機床點動調整時的起動電流。但是，串電阻降壓起動時，一般允許起動電流為額定電流的2～3倍，加在定子繞組上的電壓為全電壓的1/2，起動轉矩為額定轉矩的1/4，起動轉矩小。因此，串電阻降壓起動僅適用于對起動轉矩要求不高的生產機械上。另外，由于存在起動電阻，將使控制柜體積增大，電能損耗大。對于大容量電動機，往往采用串接電抗器來實現降壓起動。

2、星形-三角形(Ｙ-△)降壓起動額定運行為三角形接法且容量較大的電動機可以采用星形-三角形降壓起動，即電動機起動時，定子繞組按星形連接，每相繞組的電壓降低，起動電流為三角形接法時起動電流的1/3，在起動即將結束時再換接成三角形。圖所示是星形-三角形降壓起動控制線路。即

可見，Y-D降壓起動時，起動電流和起動轉矩都降為直接起動時的1/3。Y-D降壓起動操作方便，起動設備簡單，應用較為廣泛。但它僅適用于正常運行時定子繞組作三角形連接的電動機，因此一般用途的小型感應電動機，當容量大于4kW時，定子繞組都采用三角形連接。由于起動轉矩為直接起動時的1/3，因而這種起動方法多用于空載或輕載起動。

星形-三角形降壓起動控制線路

3、延邊三角形降壓起動延邊三角形降壓起動是一種既不增加起動設備，又能適當增加起動轉矩的一種降壓起動方法，它適用于定子繞組特別設計的異步電動機，這種電動機的定子繞組共有9個出線端，如下圖所示。電動機定子繞組作延邊三角形接線時，每相繞組承受的電壓比三角形接法時低，又比星形接法高，介于二者之間。這樣既可實現降壓起動，又可提高起動轉矩。實際應用中可根據起動電流和起動轉矩的要求，選用不同的抽頭比，但電動機定子繞組制成后抽頭就不能隨意變動。

原始狀態

起動時

正常運轉

延邊三角形降壓起動控制線路如下圖所示。起動時，按下起動按鈕SB2后，KM1及KM3通電且自鎖，把電動機定子繞組接成延邊三角形起動，同時KT通電延時，經過一段延時后，KT動作使KM3斷電，電動機接成三角形正常運轉。4、自耦變壓器降壓起動自耦變壓器按星形接線，起動時將電動機定子繞組接到自耦變壓器二次側。電動機定子繞組得到的電壓即為自耦變壓器的二次電壓，改變自耦變壓器抽頭的位置可以獲得不同的起動電壓。在實際應用中，自耦變壓器一般有65%、85%等抽頭。當起動即將結束時將自耦變壓器切除，額定電壓（即自耦變壓器的一次電壓）直接加到電動機定子繞組上，電動機全壓正常運行。

下圖所示是自耦變壓器降壓起動控制線路。圖中接觸器KM1主觸點閉合時，將自耦變壓器接入，電動機定子繞組經自耦變壓器供電實現降壓起動。當時間繼電器KT延時時間到時，起動過程結束，KM1線圈斷電，而KM2線圈得電，其主觸點閉合，將自耦變壓器切除，電動機全壓運行。

自耦變壓器降壓起動控制線路

三相繞線式異步電動機的起動控制

轉子繞組串電阻降壓起動轉子回路串電阻起動控制是在三相轉子繞組中分別串接幾級電阻，并按星形方式接線。起動前，起動電阻全部接入電路限流；起動過程中，隨轉速升高，起動電流下降，

起動電阻逐級短接；至起動完成時，全部電阻短接，電動機全壓運行。

繞線式異步電動機轉子串電阻起動控制可以采用時間繼電器控制，也可以采用電流繼電器控制。如圖所示是時間繼電器控制的起動線路。圖中轉子回路中的三組起動電阻由接觸器KM2、KM3、KM4在時間繼電器KT1、KT2、KT3的控制下順序被短接，正常工作時，只有KM1和KM4兩個接觸器的主觸點閉合。時間繼電器控制的起動線路

下圖所示是由電動機轉子電流大小的變化來控制電阻短接的起動控制線路，這種依據電流實現自動切換的控制方式叫做電流控制原則。圖中轉子繞組中除串接起動電阻外，還串接有電流繼電器KA2、KA3、KA4的線圈。三個電流繼電器的吸合電流都一樣，但是釋放電流不同，KA2釋放電流最大，KA3次之，KA4最小。剛起動時，起動電流很大，電流繼電器全部吸合，因此全部起動電阻接入。隨著電動機轉速升高，電流變小，電流繼電器根據釋放電流的大小等級依次釋放，使接觸器線圈依次得電，主觸點閉合，逐級短接電阻，直到全部電阻都被短接，

電動機起動完畢，進入正常運行。

電流繼電器控制的起動線路

轉子繞組串頻敏變阻器起動

頻敏變阻器的結構類似于只有原繞組沒有副繞組的三相變壓器，繞組通常接成Y形，其鐵心是由30～50mm厚的鑄鐵片或鋼板疊成。因此，頻敏變阻器實際上是一個鐵損很大的三相電抗器。它的阻值隨著流過繞組的電流頻率的變化而變化，電流頻率越高，阻抗值越高。轉子回路串接頻敏變阻器剛起動時，轉子電流頻率最高，變阻器的阻抗值最大，限制了電動機的起動電流。隨著電動機轉速升高，轉子電流頻率逐漸降低，變阻器的阻抗也逐漸減少，正常轉速時，其阻抗值接近于零。所以，頻敏變阻器相當于無級變化的變阻器，控制線路如圖所示。

轉子串頻敏變阻器起動線路星形三角形減壓起動控制星形三角形減壓起動控制星形三角形減壓起動控制星形三角形減壓起動控制延邊三角形減壓起動控制自耦變壓器減壓起動控制三相繞線型異步電動機的起動控制電機起動控制習題：（1）一臺電機額定功率為20KW，起動電流與額定電流之比為6.5，若供電變壓的容量為560KVA，有照明負載，問可否直接起動？若可以，同樣條件下功率多大的電機不允許直接起動？（2）一臺電機額定功率為40KW，額定轉速為1465r/min，起動電流與額定電流之比為5.5，起動轉矩與額定轉矩之比為1.6，運行條件要求啟動轉矩必須大于額定轉矩的0.9-1.0倍，電網允許起動電流不得大于額定電流的3.5倍，試問選用何種起動方法？（3）請設計一個用兩個交流接觸器完成的星形--三角形減壓起動控制電路第四節三相異步電動機的制動控制一、制動控制的分類：機械制動和電氣制動。機械制動：采用機械裝置產生機械力來強迫電動機迅速停車電氣制動：電動機產生的電磁轉矩方向與電動機旋轉方向相反使電動機迅速停車

二、各種制動控制的說明：機械制動常用的機械制動裝置有電磁抱閘和電磁離合器兩種，它們的制動原理基本相同。機械制動又分為斷電制動和通電制動。1、電磁抱閘斷電制動圖示是電磁抱閘的外形圖，電磁抱閘主要由電磁鐵和閘瓦制動器組成。當電磁抱閘線圈通電時，銜鐵吸合動作，克服彈簧力推動杠桿，使閘瓦松開閘輪，電動機能正常運轉。反之，當電磁抱閘線圈斷電時，銜鐵與鐵心分離，在彈簧的作用下，閘瓦與閘輪緊緊抱住，電動機被迅速制動而停轉。

電磁抱閘的外形結構圖

電磁抱閘斷電制動的控制線路。圖中YA為電磁抱閘電磁鐵的線圈。按下SB2，KM線圈通電吸合，YA得電，閘瓦松開閘輪，電動機起動。按下停止按鈕SB1，KM斷電釋放，電動機和YA同時斷電，電磁抱閘在彈簧作用下，使閘瓦與閘輪緊緊抱住，電動機被迅速制動而停轉。反接制動原理

電動機三相電源被切斷后，立即通上與原相序相反的三相電源，以形成與原轉向相反的電磁力矩，利用這個制動力矩使電動機迅速停止轉動。反接制動特點

A電動機轉速降到接近零時必須切除電源，否則電動機仍有反向力矩可能會反向旋轉，造成事故

B制動迅速，但制動沖擊大，能量消耗也大。故常用于不經常起動和制動的大容量電動機。電氣制動1、電動機單向反接制動控制KVKV2、電動機可逆運行反接制動控制能耗制動原理運轉的電動機脫離三相交流電源的同時，給定子繞組加一直流電源，以產生一個靜止磁場，利用轉子感應電流與靜止磁場的作用，產生反向電磁力矩而制動能耗制動特點

A制動力矩大小與轉速有關，轉速越高，制動力矩越大，隨轉速的降低制動力矩也下降，轉速為零時，制動力矩消失

B制動準確、平穩、能量消耗小，但需要整流設備。故常用于要求制動平穩、準確和起動頻繁的容量較大的電動機3、電動機單向運行能耗制動控制4、電動機可逆運行能耗制動控制5、無變壓器單管能耗制動控制第五節三相異步電動機的調速控制三相異步電動機轉速公式：異步電動機調速方法主要有：變轉差率調速、變頻調速和變極調速。其中，變極調速是通過改變定子繞組的磁極對數以實現調速；變轉差率調速是通過改變電壓以實現調速；變頻調速目前使用專用變頻器可以實現異步電動機的變頻調速控制。一、籠式三相感應電動機變極調速

1．變極原理定子繞組產生的磁極對數的改變，是通過改變繞組的接線方式得到的。

圖3為三相感應電動機定子繞組接線及產生的磁極數，只畫出了A相繞組的情況。每相繞組為兩個等效集中線圈正向串聯，例如AX繞組為alx1與a2x2頭尾串聯，如圖3(a)所示。因此由AX繞組產生的磁極數便是四極，如圖3(b)所示?？梢愿庇^的看出三相繞組的磁極數為四極的，即為四極感應電動機。

圖3

四極感應電動機定子A相繞組連接原理

如果把圖3中的接線方式改變一下，每相繞組不再是兩個線圈頭尾串聯，而變成為兩個線圈尾尾串聯如圖4所示，即A相繞組AX為alx1與a2x2。反向串聯，如圖4(a)所示?；蛘?，每相繞組兩個線圈變成為頭尾串聯后再并聯，即AX為alx1與a2x2反向并聯，如圖4(b)所示。改變后的兩種接線方式，A相繞組產生的磁極數都是二極的，如圖4(c)所示。即為二極感應電動機。

從分析可以看出，三相鼠籠式電動機的定子繞組，若把每相繞組中一半線圈的電流改變方向，即半相繞組反向，則電動機的極對數便成倍變化。因此，同步轉速n1也成倍變化，對拖動恒轉矩負載運行的電動機來講，運行的轉速也接近成倍改變。

圖4二極感應電動機定子A相繞組連接原理圖

需要說明的是，為了保證變極調速時電動機的轉向不變，變極調速的同時，需要改變繞組的相序或者說是電源的相序；否則，電機將反轉。理由很簡單，要使電動機轉向不變，就要求磁通勢旋轉方向不變，也就是A、B、C三相繞組空間電角度依次相差120不變。表列出了空間機械角度與空間電角度之間的關系。顯然，改變極對數前的A、B、C三相繞組，在變極后相序變成了A、C、B三相繞組了。

表空間機械角度與空間電角度之間的關系

2．兩種常用的變極接線方式

圖示出了常用的變極接線方式的原理圖，其中圖(a)表示由單星形聯結改接成并聯的雙星形聯結；圖(b)表示由三角形聯結改接成雙星形聯結。由圖可見，這兩種接線方式都是使每相的一半繞組內的電流改變了方向，因而定子磁場的極對數減少一半。

3．變極調速時的允許輸出調速時電動機的允許輸出是指在保持電流為額定值條件下，調速前、后電動機軸上輸出的功率和轉矩。下面對兩種接線方式變極調速時的允許輸出進行分析。

1）Y→YY接線方式

設外施電壓為UN，繞組每相額定電流為IN，當Y聯結時，線電流等于相電流，輸出功率和轉矩為

改接成YY聯結后，極數減少一半，轉速增大一倍，即nYY=2nY，若保持繞組電流IN不變，則每相電流為2IN，假定改接前后效率和功率因數近似不變，則輸出功率和轉矩為可見，Y→YY聯結方式時，電動機的轉速增大一倍，允許輸出功率增大一倍，而允許輸出轉矩保持不變，所以這種聯結方式的變極調速屬于恒轉矩調速，它適用于恒轉矩負載。

2）D-YY聯結方式當每相繞組的額定電流為IN時，則三角形(D)聯結時輸出功率和轉矩為

改接成YY聯結后，極數減少一半，轉速增大一倍，即，NYY=2nD，線電流為2IN，輸出功率和轉矩為

可見，D→YY聯結方式時，電動機的轉速提高一倍，允許輸出功率近似不變，允許輸出轉矩近似減小一半。這種聯結方式的變極調速可認為是恒功率調速，它適用于恒功率負載。變極調速時的機械特性如圖所示。

圖

變極調速時的機械特性

變極調速電動機，有倍極比(如2／4極、4／8極等)雙速電動機、非倍極比(如4／6極、6／8極等)雙速電動機，還有單繞組三速電動機，這種電動機的繞組結構復雜一些。變極調速時，轉速幾乎是成倍變化，所以調速的平滑性差。但它在每個轉速等級運轉時，和通常的感應電動機一樣，具有較硬的機械特性，穩定性較好。變極調速既可用于恒轉矩負載，又可用于恒功率負載，所以對于不需要無級調速的生產機械，如金屬切削機床、通風機、升降機等都采用多速電動機拖動。

二、三相籠型電動機變極調速控制雙速電動機三相繞組連接圖變極調速是通過接觸器觸點來改變電動機繞組的接線方式，以獲得不同的極對數來達到調速目的。變極電動機一般有雙速、三速、四速之分。雙速電動機定子裝有一套繞組，而三速、四速電動機則為兩套繞組，圖2-21為雙速電動機三相繞組接線圖，a圖為三角形（四極，低速）與雙星形（二極，高速）接法；b圖為星形（四極，低速）與雙星形（二極，高速）接法雙速電動機變極調速控制電路三、三相繞線型電動機轉子串電阻調速控制

滿足起重運輸機械對拖動電機起動轉矩大，速度可以調節的要求，常使用三相繞線轉子電動機轉子串電阻，用控制器來接通接觸器線圈，再用相應接觸器的主觸點來實現電動機的正反轉與短接轉子電阻來實現電動機調速的目的凸輪控制器控制電動機調速電路四、三相異步電動機的變頻調速控制

只要連續改變電動機交流電源的頻率f1，就可實現連續調速。交流電源的額定頻率50Hz，所以變頻調速有額定頻率以下調速和額定頻率以上調速兩種：1．額定頻率以下的調速2．額定頻率以上的調速（三）變頻器1、變頻器的分類1）按變頻的原理分有：2）交—直—交變頻器的分類：電壓型和電流型

交—交變頻器和交—直—交變頻器。圖2-26電壓型變頻器基本結構2．交—直—交變頻器

交—直—交變頻器主要由整流調壓、濾波及逆變三部分組成圖2-27交—直—交變頻器的組成1）單相逆變電路圖2-28單相逆變電路原理圖a）主電路b）開關通斷規律c）波形圖2）三相逆變電路圖2-29三相逆變電路原理圖a）主電路b）開關通斷規律c）波形圖3）電壓型交—直—交變頻器

圖2-30三相橋式逆變電路主電路圖2-31三相逆變器輸出電壓波形圖3、脈寬調制型（PWM）變頻器（1）問題的提出

在一般的交—直—交變頻器供電的變壓、變頻調速中，為獲得變頻調速所要求的變頻與變壓的協調控制，整流器必須是可控整流，這樣在變頻調速時要同時控制整流器和逆變器。問題：①主電路中有兩個可控功率環節；②由于中間環節存在動態元件，使系統的動態響應緩慢；③由于整流器是可控的，使供電電源的功率因數隨變頻裝置輸出頻率的降低而變差，并產生高次諧波電流；④逆變器輸出為六拍階梯波交變電壓，在拖動電動機中形成較多的各次諧波，從而產生較大的脈動轉矩，影響電動機的穩定工作，低速時尤為嚴重。圖2-32PWM逆變器組成解決上述問題，采用PWM控制方式（2）脈寬調制器的基本工作原理

脈寬調制是將輸出電壓分解成很多的脈沖，調頻時控制脈沖的寬度和脈沖間的間隔時間就可控制輸出電壓的幅值。圖2-33脈寬調制的輸出電壓a）調制前的波形b）調制后的波形圖2-34正弦波脈寬調制（SPWM）的輸出電壓圖2-35PWM逆變器簡單原理圖（3）單極性SPWN圖2-36單極性SPWM調制a）調制波和載波b）SPWM脈沖表2-3單極性SPWM調制規律正半周ura＞utV1導通截止Ura＜utV1關斷負半周ura＞utV2導通截止Ura＜utV2關斷（4）雙極性脈寬調制圖2-37雙極性SPWM調制波形第六節直流電動機的電氣控制一、直流電動機單向起動控制二、直流電動機可逆運轉起動控制三、直流電動機單向能耗制動控制四、直流電動機可逆旋轉反接制動控制五、直流電動機調速控制第七節電氣控制系統常用的保護環節一、短路保護二、過電流保護三、過載保護四、失電壓保護八、其它保護 五、欠電壓保護六、過電壓保護七、直流電動機的弱磁保護第八節電氣控制系統設計的步驟一、分析控制功能、確定輸入、輸出二、對應功能分析列電器元件表并畫出主電路三、利用典型環節，設計控制電路四、完善控制電路，寫出工作過程（二）中國機床型號編制第3章常用機械設備電氣控制電路分析（一）常見機床設備介紹C2140·6Z3040ACW6140第一節：普通車床電氣控制電路分析一、普通車床的主要機構及運行二、車床電力拖動特點和控制要求三、CW6140普通車床電氣控制線路分析四、CW6140普通車床電氣故障分析主軸變速箱的功能是支承主軸和傳動其旋轉，包含主軸及其軸承、傳動機構、起停及換向裝置、制動裝置、操縱機構及滑潤裝置。CA6140型普通車床的主傳動可使主軸獲得正轉轉速(10～1400r／min)和反轉轉速(14～1580r／min)。進給箱的作用是變換被加工螺紋的種類和導程，以及獲得所需的各種進給量。它通常由變換螺紋導程和進給量的變速機構、變換螺紋種類的移換機構、絲杠和光杠轉換機構以及操縱機構等組成。

溜板箱的作用是將絲杠或光杠傳來的旋轉運動轉變為直線運動并帶動刀架進給，控制刀架運動的接通、斷開和換向等。刀架則是用來安裝車刀并帶動其作縱向、橫向和斜向進給運動。車床有兩個主要運動，一是卡盤或頂尖帶動工件的旋轉運動，另一個是溜板帶動刀架的直線移動，前者稱為主運動，后者稱為進給運動。中小型普通車床的主運動和進給運動一般是采用一臺異步電動機驅動的。此外，車床還有輔助運動，如溜板和刀架的快速移動，尾架的移動以及工件的夾緊與放松等。

普通車床對電氣控制的要求根據車床的運動情況和工藝要求，車床對電氣控制提出如下要求：

(1)主拖動電動機一般選用三相籠型異步電動機，并采用機械變速。

(2)為車削螺紋，主軸要求正、反轉，小型車床由電動機正反轉來實現。CA6140型車床則靠摩擦離合器來實現，電動機只作單向旋轉。

(3)一般中小型車床的主軸電動機均采用直接起動。停車時為實現快速停車，一般采用機械制動。

(4)車削加工時，需用切削液對刀具和工件進行冷卻。為此，設有一臺冷卻泵電動機，拖動冷卻泵輸出冷卻液。

(5)冷卻泵電動機與主軸電動機有著聯鎖關系，即冷卻泵電動機應在主軸電動機起動后才可選擇起動與否；而當主軸電動機停止時，冷卻泵電動機便立即停止。

(6)為實現溜板箱的快速移動，由單獨的快速移動電動機拖動，且采用點動控制。

(7)電路應有必要的保護環節和安全可靠的照明電路和信號電路。

1．主軸及進給電動機M1的控制由起動按鈕SB1、停止按鈕SB2和接觸器KM1構成電動機單向連續運轉起動-停止電路。按下SB1→KM1線圈通電并自鎖→M1單向全壓起動，通過磨擦離合器及傳動機構拖動主軸正轉或反轉，以及刀架的直線進給。停止時，

按下SB2→KM1斷電→M1自動停車。

2．冷卻泵電動機M2的控制

M2的控制由KM2電路實現。主軸電動機起動之后，KM1輔助觸點(9—11)閉合，此時合上開關SA1→KM2線圈通電→M2全壓起動。停止時，斷開SA1或使主軸電動機M1停止，則KM2斷電，使M2自由停車。

3．快速移動電動機M3的控制由按鈕SB3來控制接觸器KM3，進而實現M3的點動。操作時，先將快速進給手柄扳到所需移動方向，即可接通相關的傳動機構，再按下SB3，即可實現該方向的快速移動。

4．保護環節

(1)電路電源開關是帶有開關鎖SA2的斷路器QS。機床接通電源時需用鑰匙開關，再合上QS，增加了安全性。當需上電時，先用開關鑰匙插入SA2開關鎖并右旋，使QS線圈斷電，再扳動斷路器QS將其合上，機床電源接通。若將開關鎖SA2左旋，則觸頭SA2(03—13)閉合，QS線圈通電，斷路器跳開，機床斷電。

(2)打開機床控制配電盤壁龕門，自動切除機床電源的保護。在配電盤壁龕門上裝有安全行程開關SQ2，當打開配電盤壁龕門時，安全開關的觸頭SQ2(03—13)閉合，使斷路器QS線圈通電而自動跳閘，斷開電源，確保人身安全。

(5)電動機M1、M2由熱繼電器FR1、FR2實現電動機長期過載保護；斷路器QS實現電路的過電流、欠電壓保護；熔斷器FU、FU1～FU6實現各部分電路的短路保護。此外，電路還設有EL機床照明燈和HL信號燈進行刻度照明。

1、電源正常，接觸器不吸合，主軸電動機不起動熔斷器FU2熔斷或接觸不良熱繼電器FR1、FR2已動作，或動斷觸點接觸不良接觸器KM線圈斷線或接頭接觸不良按鈕SB1、SB2接觸不良或按鈕控制線路有斷線分析故障處理更換熔芯或旋緊熔斷器檢查熱繼電器FR1、FR2并予以修復檢查接觸器KM線圈及觸頭接觸情況并予以修復檢查接觸器銜鐵并予以修復檢查按鈕觸點及線路斷線處，并予以修復2、電源正常，接觸器能吸合，但主軸電動機不起動故障3、接觸器能吸合，但不能自鎖4、主軸電動機缺相運行（主軸電動機轉速慢、“嗡嗡”聲）5、主軸電動機不能停轉6、照明燈不亮分析原因并處理？第二節：搖臂鉆床的電氣控制電路分析一、搖臂鉆床的主要機構及動作二、搖臂鉆床的拖動特點和控制要求三、Z3040的電氣控制線路分析四、Z3040的電氣故障分析（一）電力拖動特點二、搖臂鉆床的拖動特點和控制要求1）Z3040型搖臂鉆床是機、電、液的綜合控制。2）搖臂的升降控制與搖臂夾緊放松的控制有嚴格的程序要求，以確保先松開，再移動，移動到位后自動夾緊。所以對M3、M2電動機的控制有嚴格程序要求，這些由電氣控制電路控制，液壓、機械配合來實現。3）電路具有完善的保護和聯鎖，有明顯的信號指示（二）控制要求1．4臺電動機容量均較小，采用直接起動方式，主軸要求正反轉，但采用機械方法實現，主軸電動機單向旋轉。2．升降電動機要求正反轉。液壓泵電動機用來驅動液壓泵送出不同流向的壓力油，推動活塞、帶動菱形塊動作來實現內外立柱的夾緊與放松以及主軸箱和搖臂的夾緊與放松，故液壓泵電動機要求正反轉。二、搖臂鉆床的拖動特點和控制要求3．搖臂的移動嚴格按照搖臂松開→搖臂移動→移動到位搖臂夾緊的程序進行。因此，搖臂的夾緊放松與搖臂升降應按上述程序自動進行。4．鉆削加工時，應由冷卻泵電動機拖動冷卻泵，供出冷卻液進行鉆頭冷卻。5．要求有必要的聯鎖與保護環節。6．具有機床安全照明電路與信號指示電路。（一）主電路分析（二）控制電路分析1．主軸電動機控制2．搖臂升降及夾緊、放松控制3．主軸箱與立柱的夾緊、放松控制。4．冷卻泵電動機M4的控制5．聯鎖與保護環節（三）照明與信號指示電路分析三、Z3040的電氣線路分析M2搖臂升降電動機SB1總停止控制按鈕M1主電動機SB3搖臂上升控制按鈕M3液壓泵電動機SB4搖臂下降控制按鈕SQ1搖臂升降組合行程開關EL照明燈SQ2、限位行程開關YV電磁鐵SQ3搖臂夾緊行程開關SA1電源開關SQ4夾緊、松開指示控制開關SA2冷卻泵開關SB5HL1松開控制按鈕及指示燈SA3照明開關SB6HL2夾緊控制按鈕及指示燈M4冷卻泵電動機SB2HL3起動控制按鈕及指示燈1、搖臂不能上升（或下降）

行程開關SQ2不動作，SQ2的動合觸點（9-11）不閉合，SQ2安裝位置移動或損壞接觸器KM2線圈不吸合，搖臂升降電動機M2不運轉系統發生故障（如液壓泵卡死、不轉、油路堵塞等），使搖臂不能完全松開壓不上SQ安裝或大修后，由于相序接反，按SB3搖臂上升按鈕，電動機反轉，使搖臂夾緊，壓不上SQ2搖臂也就不能上升或下降分析故障處理檢查行程開關SQ2觸點、安裝位置或損壞情況，并予以修復檢查接觸器KM2控制回路及搖臂升降電動機M2，并予以修復檢查系統發生故障原因，位置移動或損壞處，并予以修復檢查相序，換相2、搖臂上升（或下降）到預定位置后，搖臂不能夾緊故障3、立柱、主軸箱不能夾緊（或松開）4、按SB6按鈕，立柱、主軸箱能夾緊，但放開按鈕后，立柱、主軸箱卻松開5、主軸電動機剛起動運轉，熔斷器就熔斷6、照明燈不亮分析原因并處理？第三節：臥軸矩臺平面磨床的電氣控制電路分析一、平面磨床的主要機構及動作二、平面磨床的拖動特點和控制要求三、M7130的電氣控制線路分析四、M7130的電氣故障分析M7130平面磨床采用多電機（M1、M2、M3）拖動砂輪電動機：拖動砂輪旋轉液壓電動機：驅動液壓泵完成工作臺往復縱向運動、實現砂輪的橫向自動進給，并承擔工作臺導軌的潤滑；冷卻泵電動機：拖動冷卻泵，供給磨削加工時需要的冷卻液。為適應磨削小工件需要，采用電磁吸盤來吸持工件。電磁吸盤構造及原理第四節T68型臥式鏜床電氣控制電路分析一、機床主要結構和運動形式圖3-5T68臥式鏜床結構示意圖1-床身2-鏜頭架3-前立柱4-平旋盤5-鏜軸6-工作臺T68臥式鏜床主要由床身、前立柱、鏜頭架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作臺等部分組成。輔助運動：工作臺的回轉，后立柱的軸向移動，尾座的垂直移動及各部分的快速移動等。T68臥式鏜床的運動形式有：主運動：鏜軸和平旋盤的旋轉運動。進給運動：鏜軸的軸向進給，平旋盤刀具溜板的徑向進給，鏜頭架的垂直進給，工作臺的縱向進給和橫向進給。二、電力拖動方式和控制要求T68臥式鏜床控制要求主要是：1）主軸旋轉與進給量都有較大的調速范圍，主運動與進給運動由一臺電動機拖動，為簡化傳動機構采用雙速籠型異步電動機。2）由于各種進給運動都有正反不同方向的運轉，故主電動機要求正、反轉。3）為滿足調整工作需要，主電動機應能實現正、反轉的點動控制。4）保證主軸停車迅速、準確，主電動機應有制動停車環節。5）主軸變速與進給變速可在主電動機停車或運轉時進行。為便于變速時齒輪嚙合，應有變速低速沖動過程。6）為縮短輔助時間，各進給方向均能快速移動，配有快速移動電動機拖動，采用快速電動機正、反轉的點動控制方式