機電傳動控制

1.電氣控制技術概述2.常用低壓電器3.基本電氣控制電路4.典型電氣控制系統(tǒng)作業(yè)

1.

電氣控制技術概述1.1

電氣自動控制及其在現代機床中的地位1.2機床電氣自動控制的發(fā)展概況1.1電氣自動控制及其在現代機床中的地位所謂“自動控制”是指在沒有人直接參與（或僅有少數人參與）的情況下，利用自動控制系統(tǒng)，使被控對象（或生產過程），自動地按預定的規(guī)律去進行工作。由于現代化的金屬切削機床均用交、直流電機作為動力源，因而電氣自動控制是現代機床的主要控制手段。本章就是以機床作為典型對象來研究電氣自動控制技術的基本原理、方法和應用，這些基本控制方法自然也適用于機器設備及生產過程。1.2機床電氣自動控制的發(fā)展概況1.2.1電氣拖動的發(fā)展與分類1.2.2電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類1.2.1電氣拖動的發(fā)展與分類電氣控制與電氣拖動有著密切的關系。20世紀初，由于電動機的出現，使得機床的拖動發(fā)生了變革，用電動機代替蒸汽機，機床的電氣拖動隨電動機的發(fā)展而發(fā)展。

1.成組拖動

2.單電機拖動

3.多電機拖動

4.交、直流無級調速1.2.2電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與分類1.邏輯控制系統(tǒng)（1）手動控制（2）自動控制繼電器接觸器自動控制系統(tǒng)順序控制器數字控制2.連續(xù)控制系統(tǒng)3.混合控制系統(tǒng)

2.常用低壓電器2.1常用低壓電器的基本知識2.2主令電器2.3接觸器2.4繼電器2.5其他電器2.1常用低壓電器的基本知識2.1.1低壓電器的分類2.1.2低壓電器的作用2.1.3低壓電器的基本結構2.1.1低壓電器的分類

低壓電器是指工作在交流電壓

1200V

、直流電壓1500V

以下的各種電器。生產機械上大多用低壓電器。低壓電器，按其結構、用途及所控制對象的不同，可以有不同的分類方式:

1．按用途和控制對象不同，可將低壓電器分為配電電器和控制電器。用于電能的輸送和分配的電器稱為低壓配電電器，這類電器包括刀開關、轉換開關、空氣斷路器和熔斷器等。用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器稱為控制電器，這類電器包括接觸器、起動器和各種控制繼電器等。2.1.1低壓電器的分類2．按操作方式不同，可將低壓電器分為自動電器和手動電器。通過電器本身參數變化或外來信號（如電、磁、光、熱等）自動完成接通、分斷、起動、反向和停止等動作的電器稱為自動電器。常用的自動電器有接觸器、繼電器等。通過人力直接操作來完成接通、分斷、起動、反向和停止等動作的電器稱為手動電器。常用的手動電器有刀開關、轉換開關和主令電器等。3．按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器電磁式電器是依據電磁感應原理來工作的電器，如接觸器、各類電磁式繼電器等。非電量控制電器的工作是靠外力或某種非電量的變化而動作的電器，如行程開關、速度繼電器等。

2.1.2低壓電器的作用控制作用保護作用測量作用調節(jié)作用指示作用轉換作用2.1.3低壓電器的基本結構

電磁式低壓電器大都有兩個主要組成部分，即：感測部分──電磁機構和執(zhí)行部分──觸頭系統(tǒng)。1．電磁機構電磁機構的主要作用是將電磁能量轉換成機械能量，帶動觸頭動作，從而完成接通或分斷電路的功能。電磁機構由吸引線圈、鐵心和銜鐵3個基本部分組成。常用的電磁機構如圖所示，可分為3種形式。2.1.3低壓電器的基本結構2.直流電磁鐵和交流電磁鐵按吸引線圈所通電流性質的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。當線圈中通以直流電時，氣隙磁感應強度不變，直流電磁鐵的電磁吸力為恒值。當線圈中通以交流電時，磁感應強度為交變量，交流電磁鐵的電磁吸力F在0（最小值）～Fm（最大值）之間變化，其吸力曲線如下圖所示。在一個周期內，當電磁吸力的瞬時值大于反力時，銜鐵吸合；當電磁吸力的瞬時值小于反力時，銜鐵釋放。所以電源電壓每變化一個周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機構產生劇烈的振動和噪聲，因而不能正常工作。2.1.3低壓電器的基本結構交流電磁鐵吸力變化情況如下圖所示：2.1.3低壓電器的基本結構2.直流電磁鐵和交流電磁鐵為了消除交流電磁鐵產生的振動和噪聲，在鐵心的端面開一小槽，在槽內嵌入銅制短路環(huán)，如下圖所示。2.1.3低壓電器的基本結構3．觸頭系統(tǒng)觸頭是電器的執(zhí)行部分，起接通和分斷電路的作用。觸頭主要有兩種結構形式：橋式觸頭和指形觸頭，具體如下圖所示。2.1.3低壓電器的基本結構4.滅弧裝置在大氣中分斷電路時，電場的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產生電弧。電弧一經產生，就會產生大量熱能。電弧的存在既燒蝕觸頭金屬表面，降低電器的使用壽命，又延長了電路的分斷時間，所以必須迅速把電弧熄滅。常用的滅弧方法：電動力滅弧磁吹滅弧金屬柵片滅弧2.2主令電器

主令電器是一種專門發(fā)布命令、直接或通過電磁式電器間接作用于控制電路的電器。常用來控制電力拖動系統(tǒng)中電動機的起動、停車、調速及制動等。2.2.1控制按鈕2.2.2行程開關2.2.3接近開關2.2.4萬能轉換開關2.2.1控制按鈕

控制按鈕由按鈕帽1、復位彈簧2、橋式觸頭3、4、5和外殼等組成，通常做成復合式，即具有動合觸點和動斷觸點，其結構示意圖見下圖所示。2.2.1控制按鈕

控制銨鈕的種類很多，指示燈式按鈕內可裝入信號燈顯示信號；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作；旋鈕式按鈕用于扭動旋鈕來進行操作。常見按鈕的外形如下圖所示：2.2.1控制按鈕控制按鈕的型號含義和電氣符號如下圖所示。1型號含義2電氣符號2.2.2行程開關

行程開關又稱位置開關或限位開關。它的作用與按鈕相同，只是其觸點的動作不是靠手動操作，而是利用生產機械某些運動部件上的擋鐵碰撞其滾輪使觸頭動作來實現接通或分斷電路的。行程開關的結構分為3個部分：操作機構、觸頭系統(tǒng)和外殼，行程開關的外形及結構如下圖所示。行程開關實物圖行程開關結構圖2.2.2行程開關行程開關的型號含義和電氣符號如下圖所示。型號含義電氣符號2.2.3接近開關

接近式位置開關是一種非接觸式的位置開關，簡稱接近開關。它由感應頭、高頻振蕩器、放大器和外殼組成。當運動部件與接近開關的感應頭接近時，就使其輸出一個電信號。接近開關包括電感式和電容式兩種。電感式接近開關的感應頭是一個具有鐵氧體磁心的電感線圈，只能用于檢測金屬體。振蕩器在感應頭表面產生一個交變磁場，當金屬塊接近感應頭時，金屬中產生的渦流吸收了振蕩的能量，使振蕩減弱以至停振，因而存在振蕩和停振兩種信號，經整形放大器轉換成二進制的開關信號，從而起到“開”、“關”的控制作用。2.2.3接近開關常用的電感式接近開關型號有LJ1、LJ2等系列，電容式接近開關型號有LXJ15、TC等系列產品。接近開關外形圖接近開關的電氣符號

2.2.4萬能轉換開關

萬能轉換開關是一種多檔式，控制多回路的主令電器，一般可作為多種配電裝置的遠距離控制，也可作為電壓表、電流表的換相開關，還可作為小容量電動機的起動、制動、調速及正反向轉換的控制。其觸頭檔數多、換接線路多、用途廣泛，故有“萬能”之稱。轉換開關實物圖如下：2.2.4萬能轉換開關

萬能轉換開關主要由操作機構、面板、手柄及數個觸點座等部件組成，并用螺栓組裝成為一個整體，如下圖所示。萬能轉換開關的圖形符號及文字符號如下圖所示。圖中水平方向的數字1~3表示觸點編號，垂直方向的數字及文字“左”、“0”、“右”表示手柄的操作位置（檔位），虛線表示手柄操作的聯動線。在不同的操作位置，各對觸點的通、斷狀態(tài)的表示方法為：在觸點的下方與虛線相交位置有黑色圓點表示在對應操作位置時觸點接通，沒涂黑色圓點表示在該操作位置不通。2.3接觸器2.3.1接觸器的結構及工作原理2.3.2接觸器的主要技術參數及型號

接觸器主要用于頻繁接通或分斷交、直流主電路和大容量的控制電路，可遠距離操作，配合繼電器可以實現定時操作，聯鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護。2.3.1接觸器的結構及工作原理

如圖所示，交流接觸器主要由電磁機構（包括電磁線圈1、鐵心2和銜鐵3）、觸頭系統(tǒng)（主觸頭4和輔助觸頭5）、滅弧裝置（圖中未畫出）及其他部分組成。2.3.2接觸器的主要技術參數及型號1.接觸器的主要技術參數有：（1）額定電壓（2）額定電流（3）吸引線圈額定電壓（4）通斷能力（5）電氣壽命和機械壽命（6）額定操作頻率（次/h）

各種接觸器的實物圖2.3.2接觸器的主要技術參數及型號2.接觸器的型號常見接觸器有CJ20系列、3TH和CJX1(3TB)系列。其中CJ20系列是較新的產品，而3TH和CJX1(3TB)系列是從德國西門子公司引進制造的新型接觸器。接觸器的各種型號的用途如圖所示。接觸器的型號含義及電氣符號如下所示。2.4繼電器繼電器是根據一定的信號（如電流、電壓、時間和速度等物理量）的變化來接通或分斷小電流電路和電器的自動控制電器。2.2.4.1

電磁式繼電器的結構及工作原理2.2.4.2

電流繼電器

2.2.4.3

電壓繼電器

2.2.4.4

時間繼電器

2.2.4.5熱繼電器

2.2.4.6速度繼電器

2.4.1電磁式繼電器的結構及工作原理1.結構及工作原理繼電器一般由3個基本部分組成：檢測機構、中間機構和執(zhí)行機構。低壓控制系統(tǒng)中的控制繼電器大部分為電磁式結構。圖為電磁式繼電器的典型結構示意圖。電磁式繼電器由電磁機構和觸頭系統(tǒng)兩個主要部分組成。電磁機構由線圈1、鐵心2、銜鐵7組成。觸頭系統(tǒng)由于其觸點都接在控制電路中，且電流小，故不裝設滅弧裝置。它的觸點一般為橋式觸點，有動合和動斷兩種形式。另外，為了實現繼電器動作參數的改變，繼電器一般還具有改變彈簧松緊和改變銜鐵打開后氣隙大小的裝置，即反作用調節(jié)螺釘6。當通過電流線圈1的電流超過某一定值，電磁吸力大于反作用彈簧力，銜鐵7吸合并帶動絕緣支架動作，使動斷觸點9斷開，動合觸點10閉合。通過調節(jié)螺釘6來調節(jié)反作用力的大小，即調節(jié)繼電器的動作參數值。2.4.1電磁式繼電器的結構及工作原理2.繼電特性繼電器的主要特性是輸入－輸出特性，又稱繼電特性，繼電特性曲線如下圖所示。當繼電器輸入量X由零增至Xｏ以前，繼電器輸出量Y為零。當輸入量X增加到Xｏ時，繼電器吸合，輸出量為Yｌ；若X繼續(xù)增大，Y保持不變。當X減小到Xr時，繼電器釋放，輸出量由Yｌ變?yōu)榱?，若X繼續(xù)減小，Y值均為零。2.4.2電流繼電器電流繼電器主要用于過載及短路保護。

電流繼電器的線圈串聯接入主電路，其線圈匝數少、導線粗、阻抗小，用來感測主電路的電流，觸點接于控制電路，為執(zhí)行元件。

電流繼電器反映的是電流信號，常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。

欠電流繼電器用于欠電流保護，在電路正常工作時，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。只有當電流降低到某一整定值時，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時分斷電路。

過電流繼電器在電路正常工作時不動作，整定范圍通常為額定電流的1.1～3.5倍。當被保護線路的電流高于額定值，并達到過電流繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點機構動作，控制電路失電，從而控制接觸器及時分斷電路，對電路起過流保護作用。2.4.2電流繼電器過電流繼電器實物圖欠電流繼電器實物圖2.4.3電壓繼電器

電壓繼電器反映的是電壓信號。它的線圈并聯在被測電路的兩端，所以匝數多、導線細、阻抗大。電壓繼電器用于電力拖動系統(tǒng)的電壓保護和控制。其線圈并聯接入主電路，感測主電路的電壓；觸點接于控制電路，為執(zhí)行元件。按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。過電壓繼電器用于線路的過電壓保護，，當被保護的電路電壓正常時銜鐵不動作，當被保護電路的電壓高于額定值，達到過電壓繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點機構動作，控制電路失電，控制接觸器及時分斷被保護電路。欠電壓繼電器用于電路的欠電壓保護，其釋放整定值為電路額定電壓的0.1～0.6倍。當被保護電路電壓正常時銜鐵可靠吸合，當被保護電路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時銜鐵釋放，觸點機構復位，控制接觸器及時分斷被保護電路。2.4.3電壓繼電器

中間繼電器實質上是一種電壓繼電器。它的特點是觸點數目較多，電流容量可增大，起到中間放大(觸點數目和電流容量)的作用。型號含義電氣符號中間繼電器實物圖2.4.4時間繼電器

在自動控制系統(tǒng)中，有時需要繼電器得到信號后不立即動作，而是要順延一段時間后再動作并輸出控制信號，以達到按時間順序進行控制的目的。時間繼電器就能實現這種功能。

時間繼電器按工作原理分可分為：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、單片機控制式等。其外形如圖所示。2.4.4時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時的。其外形如圖所示。

空氣阻尼時間繼電器由電磁機構、延時機構、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時方式有通電延時和斷電延時兩種。斷電延時型結構及工作原理見圖：當線圈通電后，使上方微動開關觸頭迅速轉換。微動開關的延時常開觸點馬上閉合，常閉觸點馬上斷開。當線圈斷電時，在空氣室內與橡皮膜相連的活塞桿在彈簧作用下向上移動，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動，可通過調節(jié)螺釘調整。經過一段延時后，使其常開觸點延時斷開，常閉觸點延時閉合。2.4.4時間繼電器空氣阻尼式斷電延時型時間繼電器的工作過程演示：2.4.4時間繼電器

按延時方式可分為通電延時型時間繼電器和斷電延時型時間繼電器。對于通電延時型時間繼電器，當線圈得電時，其延時動合觸點要延時一段時間才閉合，延時動斷觸點要延時一段時間才斷開。當線圈失電時，其延時動合觸點迅速斷開，延時動斷觸點迅速閉合。對于斷電延時型時間繼電器，當線圈得電時，其延時動合觸點迅速閉合，延時動斷觸點迅速斷開。當線圈失電時，其延時動合觸點要延時一段時間再斷開，延時動斷觸點要延時一段時間再閉合。時間繼電器的圖形符號及文字符號2.4.5熱繼電器熱繼電器主要用于過載、缺相及三相電流不平衡的保護。

熱繼電器的形式有多種，其中以雙金屬片式應用最多。雙金屬片式熱繼電器主要由發(fā)熱元件1、主雙金屬片2和觸點4三部分組成，如右圖所示。主雙金屬片2是熱繼電器的感測元件，由兩種膨脹系數不同的金屬片輾壓而成。當串聯在電動機定子繞組中的熱元件有電流流過時，熱元件產生的熱量使雙金屬片伸長，由于膨脹系數不同，致使雙金屬片發(fā)生彎曲。電動機正常運行時，雙金屬片的彎曲程度不足以使熱繼電器動作。但是當電動機過載時，流過熱元件的電流增大，加上時間效應，就會加大雙金屬片的彎曲程度，最終使雙金屬片推動導板3使熱繼電器的觸點4動作，切斷電動機的控制電路。熱繼電器動畫演示2.4.5熱繼電器JR0、JRl、JR2和JRl5系列的熱繼電器均為兩相結構，是雙熱元件的熱繼電器，可以用作三相異步電動機的均衡過載保護和定子繞組為Y聯結的三相異步電動機的斷相保護，但不能用作定子繞組為△聯結的三相異步電動機的斷相保護。熱繼電器的外形及結構見下圖所示：2.4.5熱繼電器JRl6和JR20系列熱繼電器均為帶斷相保護的熱繼電器，具有差動式斷相保護機構。選擇時主要根據電動機定子繞組的聯結方式來確定熱繼電器的型號，在三相異步電動機電路中，對Y聯結的電動機可選用兩相或三相結構的熱繼電器，一般采用兩相結構，即在兩相主電路中串接熱元件。但對于定子繞組為△聯結的電動機必須采用帶斷相保護的熱繼電器。

熱繼電器的型號含義及圖形符號如下圖所示。2.4.6速度繼電器

速度繼電器是利用轉軸的轉速來切換電路的自動電器，它主要用作鼠籠式異步電動機的反接制動控制中，故也稱為反接制動繼電器。速度繼電器主要由定子、轉子和觸點三部分組成。如下圖所示為速度繼電器的結構原理示意圖及工作過程演示。2.4.6速度繼電器速度繼電器的軸與電動機的軸相連接，轉子2固定在軸上，定子3與軸同心。當電動機轉動時，速度繼電器的轉子隨之轉動，繞組切割磁場產生感應電動勢和電流，此電流和永久磁鐵的磁場作用產生轉矩，使定子向軸的轉動方向偏擺，通過擺錘5撥動觸點6，使常閉觸點斷開、常開觸點閉合。當電動機轉速下降到接近零時，轉矩減小，擺錘在彈簧力的作用下恢復原位，觸點也復位。速度繼電器根據電動機的額定轉速進行選擇。速度繼電器的圖形符號和文字符號如圖所示。2.5其他電器2.5.1刀開關2.5.2熔斷器2.5.3斷路器2.5.1刀開關刀開關是一種手動電器，在低壓電路中用于不頻繁地接通和分斷電路，或用于隔離電源，故又稱“隔離開關”。1.刀開關的結構和安裝

刀開關是一種結構較為簡單的手動電器，主要由手柄、觸刀、靜插座和絕緣底板等組成，如下圖所示。刀開關在切斷電源時會產生電弧，因此在安裝刀開關時手柄必須朝上，不得倒裝或平裝。

接線時應將電源線接在上端，負載接在下端，這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外發(fā)生。2.常用刀開關

常用刀開關有HD系列及HS系列板用刀開關、HK系列開啟式負荷開關和HH系列封閉式負荷開關。

（１）HD系列及HS系列刀開關

（2）HK系列開啟式負荷開關

（3）HH系列封閉式負荷開關

刀開關的外形如圖所示。2.5.1刀開關2.5.1刀開關3.刀開關的型號含義和電氣符號2.5.2熔斷器

熔斷器是一種結構簡單、使用方便、價格低廉、控制有效的短路保護電器。1.熔斷器的結構和工作原理

熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。

熔斷器的熔體與被保護的電路串聯，當電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當電流產生的熱量使熔體溫度升高達到熔點時，熔體熔斷并切斷電路，從而達到保護的目的。2.5.2熔斷器2.熔斷器的分類

熔斷器的類型很多，按結構形式可分為插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復式熔斷器等。

熔斷器的外形如右圖所示。螺旋式熔斷器

圓筒形帽熔斷器螺栓連接熔斷器2.5.2熔斷器3.熔斷器的型號含義和電氣符號如下圖所示。型號含義電氣符號2.5.3斷路器

低壓斷路器(也稱自動開關)是一種既可以接通和分斷正常負荷電流和過負荷電流，又可以接通和分斷短路電流的開關電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護功能，如過負荷、短路、過載、欠壓和漏電保護等。1.斷路器的結構和工作原理

低壓斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操動機構和保護裝置等組成。斷路器的保護裝置由各種脫扣器來實現。斷路器的脫扣器形式有：欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵脫扣器等。其結構如下圖所示。2.5.3斷路器1.斷路器的結構和工作原理2.5.3斷路器2.斷路器的分類

低壓斷路器的分類方式很多，按結構形式分有DW15、DW16、CW系列萬能式(又稱框架式)和DZ5系列、DZ15系列、DZ20系列、DZ25系列塑殼式斷路器；

按滅弧介質分有空氣式和真空式(目前國產多為空氣式)；

按操作方式分有手動操作、電動操作和彈簧儲能機械操作；

按極數分有單極式、二極式、三極式和四極式；按安裝方式分有固定式、插入式、抽屜式和嵌入式等。低壓斷路器容量范圍很大，最小為4A，而最大可達5000A。2.5.3斷路器1.滅弧罩2.開關本體3.抽屜座4.合閘按鈕5.分閘按鈕6.智能脫扣器7.搖勻柄插入位置8.連接/試驗/分勵指示斷路器的安裝示意圖：3.斷路器的型號含義和電氣符號2.5.3斷路器斷路器的實物圖：

3.基本電氣控制電路3.1

電氣圖概述

3.2

基本控制規(guī)律3.3

降壓起動控制電路3.4

制動控制電路3.5

調速控制電路3.1電氣圖概述電氣控制線路是由許多電器元件按照一定的要求和規(guī)律連接而成的。

將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及它們之間的連接線路用一定的圖形表達出來，這種圖形就是電氣控制系統(tǒng)圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖3種。3.1.1常用電氣圖的圖形符號與文字符號

在國家標準中，電氣技術中的文字符號分為基本文字符號(單字母或雙字母)和輔助文字符號?；疚淖址栔械膯巫帜阜柊从⑽淖帜笇⒏鞣N電氣設備、裝置和元器件劃分為23個大類，每個大類用一個專用單字母符號表示。如“K”表示繼電器、接觸器類，“F”表示保護器件類等，單字母符號應優(yōu)先采用。雙字母符號是由一個表示種類的單字母符號與另一字母組成，其組合應以單字母符號在前，另一字母在后的次序列出。3.1電氣圖概述3.1.2電氣原理圖

電氣原理圖用圖形和文字符號表示電路中各個電器元件的連接關系和電氣工作原理，它并不反映電器元件的實際大小和安裝位置。如右圖所示。

CW6132型普通車床的電氣原理圖3.1電氣圖概述3.1.2電氣原理圖1.電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路3個部分。

2.電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號必須符合國家規(guī)定的統(tǒng)一標準。

3.在電氣原理圖中，所有電器的可動部分均按原始狀態(tài)畫出。

4.動力電路的電源線應水平畫出；主電路應垂直于電源線畫出；控制電路和輔助電路應垂直于兩條或幾條水平電源線之間；耗能元件（如線圈、電磁閥、照明燈和信號燈等）應接在下面一條電源線一側，而各種控制觸點應接在另一條電源線上。

5.應盡量減少線條數量，避免線條交叉。6.在電氣原理圖上應標出各個電源電路的電壓值、極性或頻率及相數；對某些元器件還應標注其特性（如電阻、電容的數值等）；不常用的電器（如位置傳感器、手動開關等）還要標注其操作方式和功能等。7.為方便閱圖，在電氣原理圖中可將圖幅分成若干個圖區(qū)，圖區(qū)行的代號用英文字母表示，一般可省略，列的代號用阿拉伯數字表示，其圖區(qū)編號寫在圖的下面，并在圖的頂部標明各圖區(qū)電路的作用。

8.在繼電器、接觸器線圈下方均列有觸點表以說明線圈和觸點的從屬關系，即“符號位置索引”。也就是在相應線圈的下方，給出觸點的圖形符號（有時也可省去），對未使用的觸點用“×”表明（或不作表明）。3.1電氣圖概述3.1.2電氣原理圖3.1電氣圖概述3.1.2電氣原理圖接觸器各欄表示的含義如下：

左欄中欄右欄主觸點所在圖區(qū)號輔助動合觸點所在圖區(qū)號輔助動斷觸點所在圖區(qū)號繼電器各欄表示的含義如下：

左欄右欄動合觸點所在圖區(qū)號動斷觸點所在圖區(qū)號3.1.3電氣安裝接線圖

電氣安裝接線圖反映的是電氣設備各控制單元內部元件之間的接線關系。3.1電氣圖概述3.1.4電器元件布置圖

電器元件布置圖反映各電器元件的實際安裝位置，在圖中電器元件用實線框表示，而不必按其外形形狀畫出；在圖中往往還留有10%以上的備用面積及導線管（槽）的位置，以供走線和改進設計時用；在圖中還需要標注出必要的尺寸。如下圖所示。CW6132型普通車床的電器布置圖3.2基本控制規(guī)律3.2.1自鎖控制電路3.2.2互鎖控制電路3.2.3行程控制電路3.2.4多地控制電路3.2.5順序控制電路3.2.1自鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律

1.點動控制電路

點動控制電路是用按鈕和接觸器控制電動機的最簡單的控制線路，其原理圖如下圖所示，分為主電路和控制電路兩部分。電路工作原理如下：首先合上電源開關QS。這種當按鈕按下時電動機就運轉，按鈕松開后電動機就停止的控制方式，稱為點動控制。起動：停止：3.2.1自鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律2.自鎖控制電路

接觸器自鎖控制電路的動畫演示如右圖所示，在點動控制電路的基礎上它又在控制回路增加了一個停止按鈕SB1，還在起動按鈕SB2的兩端并接了接觸器的一對輔助動合觸點KM。起動：停止：3.2.1自鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律3.點動和自鎖混合控制電路

右圖所示的電路既能進行點動控制，又能進行自鎖控制的動畫演示，所以稱為點動和自鎖混合控制電路。當SA閉合時為自鎖控制，當SA斷開時為點動控制。4.電路保護環(huán)節(jié)

（1）短路保護

（2）過載保護

（3）欠壓和失壓保護3.2.2互鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律

互鎖的實現：將接至電動機的三相電源線中的任意兩相對調，就可以實現電動機的反轉。1.接觸器互鎖的正反轉控制電路

右圖為兩個接觸器的電動機正反轉控制電路。圖中，若同時按下SB2和SB3，則接觸器KM1和KM2線圈同時得電并自鎖，它們的主觸點都閉合，這時會造成電動機三相電源的相間短路事故，所以該電路不能使用。為了避免兩接觸器同時得電而造成電源相間短路，在控制電路中，分別將兩個接觸器KM1、KM2的輔助動斷觸點串接在對方的線圈回路里，如右圖所示。這種利用兩個接觸器（或繼電器）的動斷觸點互相制約的控制方法叫做互鎖（也稱聯鎖），而這兩對起互鎖作用的觸點稱為互鎖觸點。3.2.2互鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律1.接觸器互鎖的正反轉控制電路3.2.2互鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律接觸器互鎖的電動機正反轉控制的工作原理如下：首先合上電源開關QS。正轉起動：停止：反轉起動：1.接觸器互鎖的正反轉控制電路2.按鈕、接觸器雙重互鎖的正反轉控制電路

下圖所示的按鈕、接觸器雙重互鎖的正反轉控制電路。所謂按鈕互鎖，就是將復合按鈕動合觸點作為起動按

鈕，而將其動斷觸點作為互鎖觸點串接在另一個接觸器線圈支路中。這樣，要使電動機改變轉向，只要直接按反轉按鈕就可以了，而不必先按停止按鈕，簡化了操作。3.2.2互鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律3.2.2互鎖控制電路3.2基本控制規(guī)律2.按鈕、接觸器雙重互鎖的正反轉控制電路3.2.3行程控制電路3.2基本控制規(guī)律工作臺自動往返運動的示意圖自動往返動畫演示3.2.4多地控制電路3.2基本控制規(guī)律能在兩地或多地控制同一臺電動機的控制方式叫做電動機的多地控制。右圖所示為兩地控制的電路。

所謂兩地控制是在兩個地點各設一套電動機起動和停止用的控制按鈕，圖中SB3、SB2為甲地控制的起動和停止按鈕，SB4、SB1為乙地控制的起動和停止按鈕。電路的特點是：兩地的起動按鈕SB3、SB4（動合觸點）要并聯接在一起，停止按鈕SB1、SB2（動斷觸點）要串聯接在一起。這樣就可以分別在甲、乙兩地起、停同一臺電動機，達到操作方便之目的。3.2.5順序控制電路3.2基本控制規(guī)律常用的順序控制電路有兩種，一種是主電路的順序控制，一種是控制電路的順序控制。1.主電路的順序控制

主電路順序起動控制電路如圖所示。只有當KM1閉合，電動機M1起動運轉后，KM2才能使M2得電起動，滿足電動機M1、M2順序起動的要求。2.控制電路的順序控制

下圖所示為用控制電路來實現電動機順序控制的電路。3.2.5順序控制電路3.2基本控制規(guī)律圖中利用接觸器KM1的動合觸點實現順序控制。3.3降壓起動控制電路3.3.1定子串電阻降壓起動控制電路3.3.2自耦變壓器降壓起動控制電路

3.3.3Y-△降壓起動控制電路

3.3.4繞線式異步電動機轉子串電阻降壓起動控制電路

電動機直接起動時，定子起動電流約為額定電流的4～7倍。過大的起動電流將將影響接在同一電網上的其他用電設備的正常工作，甚至使它們停轉或無法起動。因此往往采用降壓起動。

鼠籠式異步電動機常用的降壓起動方法主要有：定子串電阻（或電抗）降壓起動、自耦變壓器降壓起動、Y-△降壓起動等。3.3.1定子串電阻降壓起動控制電路這種起動方法是：起動時在電動機的定子繞組中串接電阻，通過電阻的分壓作用，使電動機定子繞組上的電壓減??；待起動完畢后，將電阻切除，使電動機在額定電壓（全壓）下正常運轉。其控制電路如右圖所示。3.3.1定子串電阻降壓起動控制電路電路工作原理如下：首先合上電源開關QS。

3.3.2自耦變壓器降壓起動控制電路

自耦變壓器降壓起動是指電動機起動時利用自耦變壓器來降低加在電動機定子繞組上的起動電壓。待起動一定時間，轉速升高到預定值后，將自耦變壓器切除，電動機定子繞組直接接上電源電壓，進入全壓運行。其控制電路如下：3.3.2自耦變壓器降壓起動控制電路

電路工作原理如下：首先合上電源開關QS。3.3.3Y-△降壓起動控制電路

Y-△降壓起動是指電動機起動時，把定子繞組接成星形，以降低起動電壓，限制起動電流，待電動機起動后，再把定子繞組改接為三角形，使其全壓運行。右圖為按照時間控制的Y-△降壓起動控制電路演示。3.3.3Y-△降壓起動控制電路電路工作原理如下：首先合上電源開關QS。3.3.4繞線式異步電動機轉子串電阻降壓起動控制電路繞線式三相異步電動機降壓起動方法：轉子電路串入起動電阻或頻敏變阻器。起動過程的控制原則有電流控制原則和時間控制原則兩種。1.電流控制原則

下圖為電流控制原則的轉子串三級電阻起動控制電路，轉子電阻采用平衡短接法。三個過電流繼電器KA1、KA2、KA3根據電動機轉子電流的變化，控制接觸器KM1、KM2、KM3依次得電動作，來逐級切除外加電阻R1、R2、R3。3.3.4繞線式異步電動機轉子串電阻降壓起動控制電路電路工作原理如下：首先合上電源開關QS。由于電動機剛起動時轉子電流很大，三個電流繼電器KA1、KA2、KA3都吸合，它們的動斷觸點全部斷開，轉子繞組串全電阻起動。隨著電動機轉速的升高，轉子電流逐漸減小，逐次使KA1、KA2、KA3釋放，并逐次將電阻切除，直到全部電阻被切除，電動機起動完畢，進入正常運行狀態(tài)。3.3.4繞線式異步電動機轉子串電阻降壓起動控制電路2.時間控制原則

右圖為按時間原則控制的轉子串電阻起動電路。圖中KM為電源接觸器，KM1~KM3用來短接轉子電阻，時間繼電器KT1~KT3控制起動過程。3.4制動控制電路2.3.4.1機械制動控制電路2.3.4.2反接制動控制電路

2.3.4.3能耗制動控制電路

所謂制動，就是給正在運行的電動機加上一個與原轉動方向相反的制動轉矩迫使電動機迅速停轉。電動機常用的制動方法有機械制動和電氣制動兩大類。

3.4.1機械制動控制電路利用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉的方法稱為機械制動。機械制動分為通電制動型和斷電制動型兩種。斷電制動型電磁抱閘的結構示意圖如下：電磁抱閘制動裝置由電磁操作機構和彈簧力機械抱閘機構組成，下圖所示為應用斷電制動型電磁抱閘的控制電路。3.4.1機械制動控制電路工作原理：

上電源開關QS，按下起動按鈕SB2后，接觸器KM線圈得電自鎖，主觸點閉合，電磁鐵線圈YB通電，銜鐵吸合，使制動器的閘瓦和閘輪分開，電動機M起動運轉。停車時，按下停止按鈕SB1后，接觸器KM線圈斷電，自鎖觸點和主觸點分斷，使電動機和電磁鐵線圈YB同時斷電，銜鐵與鐵心分開，在彈簧拉力的作用下閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機迅速停轉。3.4.2反接制動控制電路用于快速停車的電氣制動方法有反接制動和能耗制動等。

反接制動依靠改變電動機定子繞組中三相電源的相序，使電動機旋轉磁場反轉，從而產生一個與轉子慣性轉動方向相反的電磁轉矩，使電動機轉速迅速下降，電動機制動到接近零轉速時，再將反接電源切除。通常采用速度繼電器檢測速度的過零點。右圖所示為單向運行的反接制動控制電路的演示：

3.4.3能耗制動控制電路能耗制動是在切除三相交流電源之后，定子繞組通人直流電流，在定子、轉子之間的氣隙中產生靜止磁場，慣性轉動的轉子導體切割該磁場，形成感應電流，產生與慣性轉動方向相反的電磁力矩而使電動機迅速停轉，并在制動結束后將直流電源切除。1.能耗制動控制原理下面以手動控制的能耗制動控制電路進行說明，按下SB2，KM1線圈得電并自鎖，電動機起動；當進行能耗制動時，手一直按住SB1，KM2線圈得電，將直流電源接入電動機進行能耗制動，延時兩秒左右，松開SB1，能耗制動結束。3.4.3能耗制動控制電路能耗制動控制電路動畫演示3.4.3能耗制動控制電路2.按時間原則控制的能耗制動按時間原則控制的能耗制動電路如圖所示：工作原理:首先合上電源開關QS。3.4.3能耗制動控制電路2.按時間原則控制的能耗制動3.5調速控制電路3.5.1變級調速原理3.5.2變級調速控制電路由上式可知，要改變異步電動機的轉速，可采用改變電源頻率f1、改變磁極對數p以及改變轉差率s等3種基本方法。三相交流異步電動機的轉速公式：3.5.1變級調速原理

改變異步電動機定子繞組的連接方式，可以改變磁極對數，從而得到不同的轉速。

常見的交流變極調速電動機有雙速電動機和多速電動機。

雙速電動機定子繞組常見的接法有Y/YY和△/YY兩種。右圖所示為4/2極△/YY的雙速電動機定子繞組接線圖。在制造時每相繞組就分為兩個相同的繞組，中間抽頭依次為U2、V2、W2，這兩個繞組可以串聯或并聯。(a)低速△形接法(b)高速YY形接法

根據變極調速原理“定子一半繞組中電流方向變化，磁極對數成倍變化”，上圖(a)將繞組的U1、V1、W1三個端子接三相電源，將U2、V2、W2三個端子懸空，三相定子繞組接成三角形（△）。這時每相的兩個繞組串聯，電動機以4極運行，為低速。上圖(b)將U2、V2、W2三個端子接三相電源，U1、V1、W1連成星點，三相定子繞組連接成雙星（YY）形。這時每相兩個繞組并聯，電動機以2極運行，為高速。根據變極調速理論，為保證變極前后電動機轉動方向不變，要求變極的同時改變電源相序。

3.5.1變級調速原理3.5.2變級調速控制電路4/2極的雙速交流異步電動機控制電路如下圖所示。圖中，SB2為低速起動按鈕，SB3為高速起動按鈕，SB1為停止按鈕。由低速變?yōu)楦咚贂r采用時間繼電器進行控制。電動機低速運轉時，M的繞組連接成△形；電動機高速運轉時，M的繞組連接成YY形。

4.典型電氣控制系統(tǒng)4.1

電氣線路分析基礎4.2

普通車床的電氣控制4.3

銑床的電氣控制4.4組合機床的電氣控制4.1電氣線路分析基礎4.1.1電氣控制線路分析的內容分析的具體內容如下：

1．設備說明書

2．電氣控制原理圖

3．電氣設備總裝接線圖

4．電器元件布置圖與接線圖4.1.2電氣原理圖閱讀分析的步驟4.1.3電氣原理圖閱讀分析的方法4.1.2電氣原理圖閱讀分析的步驟1．分析主電路

從主電路入手，根據每臺電動機和執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內容?？刂苾热莅ㄆ饎印⑥D向控制、調速、制動等。

2．分析控制電路

根據主電路中各電動機和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學過的典型控制環(huán)節(jié)的知識，按功能不同將控制線路“化整為零”來分析。分析控制線路最基本的方法是“查線讀圖法”。

3．分析輔助電路

輔助電路包括電源指示、各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、參數測定、照明和故障報警等部分，它們大多是由控制電路中的元件來控制的，所以在分析輔助電路時，還要回過頭來對照控制電路進行分析。

4．分析聯鎖及保護環(huán)節(jié)

機床對于安全性及可靠性有很高的要求，實現這些要求，除了合理地選擇拖動和控制方案外，還在控制線路中設置了一系列電氣保護和必要的電氣聯鎖。

5．總體檢查

“查線讀圖法”是分析電氣原理圖的最基本的方法，其應用也最廣泛。4.1.3電氣原理圖閱讀分析的方法1．認識符號2．熟悉控制設備的動作情況及觸頭狀態(tài)3．弄清控制目的和控制方法4．按操作后的動作流程來分析動作過程5．假設故障分析現象4.2普通車床的電氣控制4.2.1車床的主要結構與運動分析4.2.2車床的電力拖動形式及控制要求4.2.3車床的電氣控制線路分析4.2.4車床電氣控制線路的特點4.2.1車床的主要結構與運動分析右圖所示為C650臥式車床結構示意圖。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。

車床的調速采用變速箱。C650臥式車床結構示意圖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4.2.2車床的電力拖動形式及控制要求

1．主軸的旋轉運動

C650型車床的主運動是工件的旋轉運動，由主電機拖動，其功率為30kW。主電機由接觸器控制實現正反轉，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)

車床內裝有一臺不調速、單向旋轉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。4.2.3車床的電氣控制線路分析

C650臥式車床的電氣控制原理圖4.2.3車床的電氣控制線路分析

1.主電路

主電動機M1：KM1、KM2兩個接觸器實現正反轉，FR1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，FR2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，故不設置熱繼電器。4.2.3車床的電氣控制線路分析

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。車床主電動機點動控制電路（2）主軸電動機的正反轉控制

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。4.2.3車床的電氣控制線路分析

4.2.3車床的電氣控制線路分析

（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，反轉接觸器KM2立即通電，（4）刀架快速移動控制

轉動刀架手柄，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，而當刀架手柄復位時，M3隨即停轉。

（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；按下SB5（5—16）→KM4接觸器線圈失電→M2停轉。4.2.4車床電氣控制線路的特點

1.主軸的正反轉是通過電氣方式，而不是通過機械方式實現的。

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。4.3銑床的電氣控制2.4.3.1銑床的主要結構與運動分析2.4.3.2銑床的電力拖動形式及控制要求2.4.3.3銑床的電氣控制線路分析2.4.3.4銑床電氣控制線路的特點4.3.1銑床的主要結構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。其結構如右圖所示。1－底座2－主軸變速手柄3－主軸變速數字盤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－進給變速手柄及數字盤14－升降臺主運動：主軸帶動銑刀的旋轉運動。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。4.3.2銑床的電力拖動形式及控制要求

1．主運動

銑刀的主運動由一臺籠型異步電動機M1拖動。并能進行順銑和逆銑。

2．進給運動

銑床的進給運動一臺進給電動機M2拖動，三個方向的選擇由操縱手柄改變傳動鏈來實現，每個方向上都有正反向運動，因此要求進給電動機能正反轉。同一時間只允許工作臺向一個方向移動，故三個方向的運動之間應有聯鎖保護。

3．輔助運動

銑床的輔助運動為工作臺上下、左右、前后三個方向上的快速移動。它是通過采用快速電磁鐵YA2吸合來改變傳動鏈的傳動比從而實現快速移動的。

4．變速沖動

為保證變速時齒輪易于嚙合，減小齒輪端面的沖擊，要求變速時有電動機沖動（短時轉動）控制。

5．聯鎖控制

根據工藝要求，主軸旋轉與工作臺進給應有聯鎖控制，即進給運動要在銑刀旋轉之后才能進行，加工結束時必須在銑刀停轉前停止進給運動；圓工作臺的旋轉運動與工作臺的上下、左右、前后三個方向的運動之間也有聯鎖控制，即圓工作臺旋轉時，工作臺不能向其他方向移動。

6．兩地控制

為操作方便，應能在兩處控制各部件的起動停止。

7．冷卻泵控制

由一臺電動機M3拖動，供給銑削時的冷卻液。4.3.3銑床的電氣控制線路分析

在分析電氣原理圖之前必須詳細了解各轉換開關、行程開關的作用，各指令開關的狀態(tài)以及與相應控制手柄的動作關系。

表3.1、表3.2、表3.3分別列出了工作臺縱向（左右）進給行程開關SQ1、SQ2，工作臺橫向（前后）、升降（上下）進給行程開關SQ3、SQ4以及圓工作臺轉換開關SA1的工作狀態(tài)，其中“+”表示開關閉合，“－”表示開關斷開。SA5是主軸換向開關，SA3是冷卻泵控制開關，SA4是照明燈開關，SQ6、SQ7分別是工作臺進給變速和主軸變速沖動開關，均由各自的變速手柄和變速手輪控制。主電路

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。（1）M1由KM1控制，由倒順開關SA5預選轉向，由電磁離合器YB進行制動控制;（2）M2由接觸器KM2、KM3實現正反轉控制，并由接觸器KM4控制快速電磁離合器YB2;（3）M3由SA3控制，單方向旋轉。4.3.3銑床的電氣控制線路分析

4.3.3銑床的電氣控制線路分析

2.控制電路

由于控制電器較多，所以控制電壓為110V，由控制變壓器TC供給。

（1）主電動機的起?？刂疲褐麟妱訖C的起?？刂苿赢嬔菔救缦拢?.3.3銑床的電氣控制線路分析

（2）主軸變速沖動控制

上圖中，當進行主軸變速沖動時，行程開關SQ7（31—9、31—3）動作，即SQ7-2分斷，SQ7-1閉合，接觸器KM1線圈短時通電，電動機M1沖動一次。

（3）工作臺移動控制

進給電動機M2由接觸器KM2、KM3控制，實現正反轉。工作臺移動方向由各自的操作手柄來選擇，有兩個操作手柄，一個為左右（縱向）操作手柄，有左、中、右三個位置；另一個為前后（橫向）和上下（升降）十字操作手柄，該手柄有五個位置，即上、下、前、后、中間零位。當扳動操縱手柄時，通過聯動機構，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。

工作臺移動控制主要包括以下3個方面：4.3.3銑床的電氣控制線路分析

①工作臺縱向（左右）移動。動畫演示如下所示：4.3.3銑床的電氣控制線路分析

②工作臺橫向（前后）和升降（上下）移動。動畫演示如下所示：4.3.3銑床的電氣控制線路分析

③工作臺快速移動控制。動畫演示如下所示：4.3.3銑床的電氣控制線路分析

④工作臺進給變速沖動控制工作臺進給變速沖動時，其連桿機構推動沖動開關SQ6，使得SQ6-2（17—19）斷開，SQ6-1（19—13）閉合，接觸器KM2線圈短時得電，則M2短時沖動。KM4得電的電流通路為：

17（線號）→SA1-3（17—27）→SQ2-2（27—29）→SQ1-2（29—23）→SQ3-2（23—21）→SQ4-2（21—19）→SQ6-1（19—13）→KM3常閉互鎖觸點（13—14）→KM2線圈（14—0）→0（線號）

可見，左右操作手柄和十字手柄只有有一個不在中間停止位置，此電流通路便被切斷。但是在這種工作臺朝某一方向運動的情況下進行變速操作，由于沒有使進給電動機M2停轉的電氣措施，因而在轉動手輪改變齒輪傳動比時可能會損壞齒輪，故這種誤操作必須嚴格禁止。4.3.4銑床電氣控制線路的特點

（1）電氣控制線路與機械配合相當密切。例如既配有同方向操作手柄關聯的限位開關，又配有同變速手柄或手輪關聯的沖動開關，并且各種運動之間的聯鎖既有通過電氣方式實現的也有通過機械方式實現的。

（2）進給控制線路中的各種開關進行了巧妙的組合，既達到了一定的控制目標，又進行了完善的電氣聯鎖。

（3）控制線路中設置了變速沖動控制，有利于齒輪的嚙合，使變速順利進行。

（4）采用兩地控制，操作方便。

（5）具有完善的電氣聯鎖，并具有短路、過載及超行程限位保護環(huán)節(jié)，工作可靠。4.4組合機床的電氣控制4.4.1組合機床簡介4.4.2液壓動力滑臺的電液控制及其控制電路4.4.3帶定位夾緊的一次進給系統(tǒng)控制電路4.4.4雙面單工位組合機床電氣控制電路4.4.1組合機床簡介1.組合機床是由一些通用部件及少量的專用部件組成的高效自動化或半自動化的專用機床，可完成鉆孔，擴孔，鉸孔，鏜孔，攻絲，車削，銑削，磨削等工藝，一般采用多軸、多刀、多工序、多面同時加工。2.組合機床的控制系統(tǒng)大多采用機械、液壓、氣動和電氣控制相結合的控制方式。3.組合機床的控制線路的總體設計是由通用部件的典型控制線路和一些基本的環(huán)節(jié)組成。4.組合機床構成：通用部件、動力部件（動力頭和滑臺），支撐部件、（滑坐、床身、立柱），輸送部件（回轉臺、機械手等零件和產品的輸送裝置）。動力頭：能同時完成切削和進給運動的動力裝置（部件）。動力滑臺：只完成進給運動的動力裝置（部件），有液壓和機械兩種結構形式。4.4.2液壓動力滑臺的電液控制及其控制電路液壓動力滑臺是組合機床上用以實現進給運動的通用動力部件。滑臺由液壓缸拖動工件作進給運動，根據被加工工件的要求實現不同的工作循環(huán)。液壓動力滑臺通過液壓傳動系統(tǒng)可方便地進行無級調速，且正反向平衡，沖擊力小，便于頻繁地換向工作。液壓動力滑臺是一種他驅式動力部件，由滑臺、滑座和液壓缸3部分組成，由于其自身不帶液壓泵、油箱等裝置，需設專門的液壓站及其配套裝置，由電動機帶動液壓泵送出壓力油，經電氣、液壓元件的控制，推動油缸中的活塞來帶動工作臺的運動。根據加工工藝要求，液壓動力滑臺可組成一次工作進給、二次工作進給、死擋鐵停留、跳躍式進給、反向進給和分級進給等多種工作循環(huán)。

液壓動力滑臺二次進給液壓傳動系統(tǒng)圖

液壓動力滑臺二次進給工作循環(huán)圖與電氣控制電路

液壓動力滑臺二次進給元件動作表4.4.2液壓動力滑臺的電液控制及其控制電路1．液壓動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)中各液壓元件的作用（1）液壓泵(17)該泵為限壓式變量泵，隨負載的變化而輸出不同流量的油液,以適應快速運動和工作進給(慢速)的要求。

（2）液壓缸(8)該液壓缸為活塞桿固定的差動液壓缸?；钊麠U較粗，無桿腔與有桿腔的有效工作面積之比為2:1，使快速進給和快速退回的速度相等。（3）電液換向閥由三位五通液動換向閥(15)和三位五通電磁換向閥組成,用以控制液壓缸的運動方向。（4）調速閥(5和4)這兩個閥串聯在進油路上，實現節(jié)流調速。由調速閥（4）控制Ⅰ工進速度(慢速),由調速閥(5)控制Ⅱ工進速度(更慢速),由二位二通閥(6)控制兩種工進速度的換接。4.4.2液壓動力滑臺的電液控制及其控制電路（5）行程閥(7)用于控制快進和工進的速度換接。（6）背壓閥(1)由于采用進口節(jié)流調速，液壓缸運動的平穩(wěn)性差，因此在回油路上設置背壓閥，用以提高液壓缸運動的平穩(wěn)性。（7）順序閥(2)液壓缸快進時，系統(tǒng)壓力低，順序閥(2)關閉，使液壓缸形成差動連接；在工進時，由于系統(tǒng)壓力升高，順序閥(2)打開，回油經背壓閥(1)流回油箱。（8）單向閥(3)液壓缸工進時，單向閥(3)將進油路與回油路隔開。（9）單向閥(16)除防止油液倒流，保護液壓泵外，在該回路中，主要是使控制油路具有一定的壓力，用以控制三通五位換向閥(14、15)的啟動。（10）壓力繼電器(KP)控制電液換向閥(14、15)，使液壓缸快速退回。4.4.2液壓動力滑臺的電液控制及其控制電路2．液壓動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)可完成的工作循環(huán)液壓動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)可完成的工作循環(huán):快進→Ⅰ工進→Ⅱ工進→死擋鐵停留→快退→原位停止，見液壓動力滑臺液壓傳動系統(tǒng)工作循環(huán)圖。4.4.2液壓動力滑臺的電液控制及其控制電路3．工作原理分析(1)快進(2)一次工作進給(3)二次工作進給(4)死擋鐵停留(5)快速退回(6)原位停止在組合機床中，往往要求幾個執(zhí)行機構按一定的工藝要求和順序工作。如加工開始時，先將工件定位夾緊，而后開始加工，當加工結束退回原位時，自動撥銷松開工件，實現整個加工過程的自動循環(huán)。4.4.3帶定位夾緊的一次進給系統(tǒng)控制電路帶定位夾緊的一次進給油路系統(tǒng)帶定位夾緊的一次工作進給的液電控制工作情況:液壓泵電動機起動后，液壓泵打出高壓油，液壓部件尚未開始工作，滑臺停在原位，SQl處于被壓下狀態(tài)，卸荷電磁閥YV5得電，使液壓泵打出的高壓油經卸荷閥流回油箱。系統(tǒng)開始工作時，按下工作開始按鈕SB2(SB2為復合按鈕)，其常開觸頭SB2(3-5)閉合，見動作過程分析。工件夾緊后，油路壓力逐漸升高，壓力繼電器(KP2)工作，其常開觸頭KP2(3-9)閉合，發(fā)出信號，使電磁鐵(YV1)得電，電磁換向閥(7)工作在左位，壓力油經換向閥(7)左位打入液壓缸的左腔，滑臺快速進給。當擋鐵壓下行程閥時，調速閥接入油路，進油量減少，滑臺轉入工作進給。此時，電路工作狀態(tài)不變。加工至終點，死擋鐵停留，滑臺停止前進，壓力繼電器(KP1)動作，其常開觸頭KP1(9-11)閉合，使KA2得電吸合，見動作過程分析。4.4.3帶定位夾緊的一次進給系統(tǒng)控制電路當滑臺退回至原位時，壓下行程開關SQ1，其常閉觸頭SQ1(21-23)斷開，使YV2失電，使換向閥2工作在中位，進油路被切斷，滑臺停在原位。SQ1的常開觸頭SQ1(3-25)閉合，使YV4得電，壓力油打入夾緊液壓缸左腔，進行撥銷、松開，油路壓力降低，KP2的常開觸頭KP2(3-9)斷開，使KA2失電釋放，其常開觸頭KA2(25-33)復位斷開，使YV4失電。工件被松開后，壓下SQ2，其常開觸頭SQ2(27-29)閉合，使卸荷電磁鐵YV5得電，油路系統(tǒng)卸荷，加工循環(huán)結束。卸荷電磁閥是液壓泵的保護環(huán)節(jié)。當液壓系統(tǒng)采用變量泵時，在各液壓部件尚未工作、液壓泵電動機又不停機的情況下，使液壓泵打出的高壓油有一條回油通道，保護液壓泵不因過負荷而損壞。當液壓系統(tǒng)投入工作后，必須使其立即停止卸荷，使壓力油進入油路工作。電路中調整開關SA1、SA2作為定位夾緊和滑臺進給單獨調整用。按鈕SB2、SB4、SB3同時也作為滑臺夾緊、松開和退回的調整用。4.4.3帶定位夾緊的一次進給系統(tǒng)控制電路4.4.4雙面單工位組合機床電氣控制電路1．雙面單工位組合機床的結構及工作循環(huán)圖所示為由兩個HY型液壓滑臺、動力箱、固定式夾具、底座、床身和液壓站等部件組成的雙面單工位組合機床的結構示意圖。組合機床可完成“半自動”和“調整”兩種工作方式，其半自動工作循環(huán)如圖所示，加工時，將工件放在工作臺上并夾緊，當工件夾緊后，發(fā)出加工指令，左、右滑臺開始快進，當接近加工位置時，左、右滑臺變?yōu)楣ぷ鬟M給，直至終點后再快退返回，至原位左右滑臺分別停止，并將工件松開取下，工作循環(huán)結束。2．雙面單工位組合機床液壓系統(tǒng)圖為雙面單工位組合機床的液壓系統(tǒng)圖，由于左、右液壓滑臺工作油路相同，因此圖中只畫出一個液壓滑臺的油路。系統(tǒng)液壓元件動作情況如表所示。4.4.4雙面單工位組合機床電氣控制電路3．雙面單工位組合機床的電氣控制線路圖為雙面單工位組合機床電氣控制電路。機床有“半自動”和“調整”兩種工作循環(huán)，由轉換開關SA進行選擇。準備工作:裝上工件，合上電源開關QS，將電動機單獨調整開關SA1、SA2、SA3置于其常開觸頭斷開、常閉觸頭閉合。按下起動按鈕SB2，接觸器KM1、KM2、KM3得電吸合并自鎖，其主觸頭閉合，電動機M1、M2、M3起動運轉。(1)工件夾緊液壓泵電動機起動后，按下按鈕SB5發(fā)出工件夾緊信號，使電磁閥YV5得電，二位四通閥5右位工作，壓力油經閥3、單向閥4進入夾緊油缸7的大腔，而小腔回油至油箱，工件夾緊。當夾緊到位后壓力繼電器KP工作，表示工件已夾緊，其常開觸頭KP(17-19)閉合，為KA5得電作準備。注意，由于電磁閥具有機械保持功能，雖然按下SB5后放開，又使YV5失電，但電磁閥還是處于夾緊工作位置。4.4.4雙面單工位組合機床電氣控制電路(2)快速趨近工件夾緊后，再按向前按鈕SB3，發(fā)出滑臺快速移動信號，KA5得電吸合，其常開觸頭KA5(21-23)、KA5(35-37)閉合，使左、右滑臺的向前繼電器KA1、KA3分別得電吸合并自鎖，同時分別接通向前電磁閥YV1、YV3，左、右滑臺快進。電磁閥YVl(YV3)得電，三位五通閥10左位工作，使液控閥13左位工作，接通工作油路，壓力油經行程閥15進入進給液壓缸18大腔，而小腔內回油經過閥13、閥14、閥15再進入液壓缸18大腔，使滑臺向前快速移動。(3)工件進給液壓滑臺快速移動到接近加工位置時，滑臺上擋鐵壓下行程閥15，切斷壓力油通路，壓力油只能通過調速閥17進入進給液壓缸大腔，減少進油量，降低滑臺移動速度，滑臺轉為工作進給。此時由于負載增加，工作油路油壓升高，順序閥8打開，液壓缸小腔回油不再經過單向閥14流入液壓缸大腔，而是經順序閥8流回油箱。4.4.4雙面單工位組合機床電氣控制電路(4)快速退回當滑臺工作到終點，壓終點限位行程開關SQ3、SQ4，其常閉觸頭SQ3(23-25)、SQ4(39-37)斷開，KA1、KA3失電釋放，使YVl、YV3失電，同時SQ3、SQ4的常開觸頭SQ3(21-33)、SQ4(35-45)閉合，又使左、右滑臺的向后繼電器KA2、KA4得電吸合并各自自鎖，分別接通向后電磁閥YV2、YV4，使左、右滑臺快退。電磁閥YV1(YV3)失電，而電磁閥YV2(YV4)得電，閥10右位工作，使液控閥13右位工作，壓力油直接進入