《電氣控制與PLC原理及應(yīng)用》課件第2章

2.1電氣控制線路圖基礎(chǔ)知識(shí)

2.2繼電器－接觸器控制線路基本環(huán)節(jié)

2.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路

2.4典型生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備電氣電路分析

思考與習(xí)題2.1電氣控制線路圖基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1常用電氣圖的圖形符號(hào)和文字符號(hào)在電氣圖中，電氣設(shè)備和電氣元件用不同的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。這些圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)局參照國際電工委員會(huì)(IEC)頒布的有關(guān)文件，制定了我國電氣設(shè)備的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，如：GB/T4728《電氣圖用圖形符號(hào)》、GB6988《電氣制圖》、GB7159《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》。

1．圖形符號(hào)圖形符號(hào)用于表示一個(gè)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。例如：“~”表示交流，“”表示電阻。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，除按專業(yè)規(guī)定了各種圖形符號(hào)外，還規(guī)定了繪圖比例、符號(hào)要素、限定符號(hào)和常用的其他符號(hào)，詳見附錄A。

2．文字符號(hào)文字符號(hào)是用來表示電氣設(shè)備、裝置和元器件種類的字符代碼和功能字符代碼(名稱、功能、狀態(tài)和特征)。電氣圖中的文字符號(hào)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/7159-1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制訂通則》的規(guī)定，采用大寫拉丁字母正體字表示(“I”、“J”、“O”除外)，標(biāo)注在相應(yīng)的設(shè)備、裝置、元器件上或近旁。文字符號(hào)分為基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)。

1)基本文字符號(hào)基本文字符號(hào)又分單字母文字符號(hào)和雙字母文字符號(hào)兩種。單字母符號(hào)表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的大類，每大類用一個(gè)專用單字母符號(hào)表示，如“K”表示繼電器、接觸器類，“R”表示電阻器類，“Q”表示開關(guān)類，“C”表示電容器類等。雙字母符號(hào)由一個(gè)表示大類的單字母符號(hào)與另一表示器件某一特性的字母組成，組合形式為單字母符號(hào)在前、另一個(gè)字母在后，如“F”表示保護(hù)器件類，“FU”表示熔斷器，“FR”表示熱繼電器。雙字母符號(hào)中的另一個(gè)字母通常選用該類設(shè)備、裝置和元器件的英文名稱的首位字母，或常用縮略語，或約定俗成的習(xí)慣用字母。例如：G為電源的單字母符號(hào)，“Synchronousgenerator”為同步發(fā)電機(jī)的英文名，“Asynchronousgenerator”為異步發(fā)電機(jī)的英文名，則同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)的雙字母符號(hào)分別為“GS”、“GA”。

2)輔助文字符號(hào)輔助文字符號(hào)是用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征的。如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示異步，“L”表示限制，“RD”表示紅色等。輔助文字符號(hào)也可放在表示種類的單字母符號(hào)后邊組成雙字母符號(hào)，如“KS”表示速度繼電器，“KM”表示繼電器類元件中的接觸器。為簡化文字符號(hào)起見，當(dāng)輔助文字符號(hào)由兩個(gè)以上字母組成時(shí)，可以只采用其第一位字母進(jìn)行組合。

3)補(bǔ)充文字符號(hào)補(bǔ)充文字符號(hào)用于基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)在使用中仍不夠用時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充標(biāo)記，但要按照國家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)原則進(jìn)行。例如，有時(shí)需要在電氣原理圖中對相同的設(shè)備或元器件加以區(qū)別時(shí)，常使用數(shù)字序號(hào)進(jìn)行編號(hào)，如“G1”表示1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，“T2”表示2號(hào)變壓器。

4)線路和三相電氣設(shè)備端標(biāo)記線路采用字母、數(shù)字、符號(hào)及其組合標(biāo)記。標(biāo)記方法包括對三相交流電源、電動(dòng)機(jī)主電路、控制電路、電動(dòng)機(jī)繞組的標(biāo)記方法。三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記，中性線采用N標(biāo)記。保護(hù)接電采用PE標(biāo)記。電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序標(biāo)記。直流系統(tǒng)的電源正、負(fù)、中間線分別用L+、L-與M標(biāo)記。各電動(dòng)機(jī)分支電路各接點(diǎn)的標(biāo)記，采用三相文字代號(hào)加數(shù)字表示。數(shù)字中的個(gè)位數(shù)表示電動(dòng)機(jī)代號(hào)，十位數(shù)字表示該支路各接點(diǎn)的代號(hào)，從上到下按數(shù)值大小順序標(biāo)記。形成雙下標(biāo)標(biāo)志。凡是被器件、觸點(diǎn)間隔的接線端子按雙下標(biāo)數(shù)字順序標(biāo)志，如M1電動(dòng)機(jī)所在的主電路，用U11、V11、W11；U12、V12、W12……標(biāo)記，M2電動(dòng)機(jī)所在的主電路，用U21、V21、W21；U22、V22、W22……標(biāo)記，以此類推?？刂齐娐凡捎冒⒗?dāng)?shù)字編號(hào)，一般由三位或三位以下的數(shù)字組成。標(biāo)注方法按“等電位”原則進(jìn)行，在垂直繪制的電路中，標(biāo)號(hào)順序一般由上而下編號(hào)，凡是被線圈、繞組、觸點(diǎn)或電阻、電容等元件所隔離的線段，都應(yīng)標(biāo)以不同的電路標(biāo)記。參閱圖2-l所示的電氣原理圖中元件符號(hào)和線路標(biāo)記。2.1.2電氣控制線路圖的繪制規(guī)則

1．電氣原理圖電氣原理圖是用來表示電路中各電氣元件的連接關(guān)系和電氣工作原理的電路圖。由于原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明，便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)，因此無論在設(shè)計(jì)部門、或現(xiàn)場及教學(xué)上都得到了廣泛的應(yīng)用。下面說明電氣原理圖的繪制原則，請參照圖2-1的電氣原理圖。圖2-1電氣原理圖示例圖2-1電氣原理圖示例

(1)電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路。主電路是從電源到電動(dòng)機(jī)或線路末端的電路，是強(qiáng)電流通過的部分，畫在原理圖的左側(cè)或上面。輔助電路是通過小電流的電路，一般是由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器的觸點(diǎn)等組成的控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等，畫在原理圖的右側(cè)。復(fù)雜的系統(tǒng)則分圖繪制。

(2)每一電器元件采用國家規(guī)定的統(tǒng)一的圖形符號(hào)來表示，在圖形符號(hào)附近用文字符號(hào)標(biāo)注屬于哪類電器，例如，線路接觸器的線圈和觸頭皆用文字符號(hào)KM標(biāo)注。需要測試和拆、接外部引出線的端子，用圖形符號(hào)“空心圓”表示。電路的連接點(diǎn)用“實(shí)心圓”表示。

(3)同一電器的各個(gè)部件(如接觸器的線圈和觸頭)在圖中的位置，根據(jù)便于閱讀和研究的原則來安排，可以不畫在一起，但屬于同一電器的部件均編以相同的文字符號(hào)。若有多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)，如KM1，KM2等。

(4)對于接觸器、繼電器的觸頭按吸引線圈不通電狀態(tài)畫出，控制器手柄按趨于零位時(shí)的狀態(tài)畫出，按鈕、行程開關(guān)觸頭按不受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出等。

(5)在原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應(yīng)按動(dòng)作順序和信號(hào)流從上到下，從左到右依次排列，可水平地布置或者垂直地布置，并盡可能減少線條和避免線條交叉。電路中各元器件觸點(diǎn)圖形符號(hào)，當(dāng)圖形垂直放置時(shí)，以“左開右閉”原則繪制，當(dāng)圖形為水平放置時(shí)以“上閉下開”原則繪制。

(6)直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方(直流電源的正極)和下方(直流電源的負(fù)極)。多相電源電路，用水平線集中畫在圖樣上方，相序自上而下排列。中性線(N)和保護(hù)接地線(PE)放在相線之下。主電路與電源電路垂直畫出。控制電路與信號(hào)電路垂直畫在兩條水平電源線之間。耗電元件(如線圈，電磁鐵，信號(hào)燈等)直接與下方水平線連接，控制觸點(diǎn)連接在上方水平線與耗電元件之間。

(7)為了便于檢索電氣線路，方便閱讀、分析，在原理圖的上方或右方將圖分成若干圖區(qū)，并標(biāo)明該區(qū)電路的用途與作用。

(8)在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸點(diǎn)之間的從屬關(guān)系要加以說明。即在原理圖中相應(yīng)線圈的下方，給出觸點(diǎn)的文字符號(hào)，并在其下注明相應(yīng)觸點(diǎn)的索引代號(hào)，對未使用的觸點(diǎn)用“×”表示，也可以不畫，如圖2-2是對接觸器KM相應(yīng)觸點(diǎn)的索引。各欄的含義如下：左欄：主觸點(diǎn)所在的圖區(qū)號(hào)；中欄：動(dòng)合輔助觸點(diǎn)所在的圖區(qū)號(hào)；右欄：動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)所在的圖區(qū)號(hào)。對于繼電器，其各欄的含義如下：左欄：動(dòng)合觸點(diǎn)所在的圖區(qū)號(hào)；右欄：動(dòng)斷觸點(diǎn)所在的圖區(qū)號(hào)。圖2-2

接觸器觸點(diǎn)索引

2．電器元件布置圖電器元件布置圖主要是用來表明成套設(shè)備中所有電機(jī)電器的實(shí)際位置的一種圖，為生產(chǎn)機(jī)械電氣控制設(shè)備的制造、安裝提供必要的資料。圖中各電器代號(hào)應(yīng)與有關(guān)電路圖和電器清單上所用的元器件代號(hào)相同。圖中不需要標(biāo)注尺寸。圖2-3為電器元件布置圖的示例。圖2-3電器元件布置圖例

3．電氣安裝圖電氣安裝圖又稱電氣互連圖、安裝接線圖，用于電氣設(shè)備和電器元件的安裝、配線或檢修。它清楚地表明電氣設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，在具體施工和搶修中能夠起到電氣原理圖所起不到的作用，在生產(chǎn)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。它是電氣原理圖具體實(shí)現(xiàn)的表現(xiàn)形式，可直接用于安裝配線。繪制電氣安裝圖的原則是：

(1)同一電器的各部件畫在一起，其尺寸和比例沒有嚴(yán)格要求，各部件的位置盡量符合實(shí)際情況。

(2)各電器元件的圖形符號(hào)、文字符號(hào)和回路標(biāo)記，均應(yīng)以原理圖為準(zhǔn)，并且要保持一致。

(3)不在同一控制箱內(nèi)或不是同一塊配電屏上的各電器元件之間的連接，必須通過接線端子板進(jìn)行連接。同一控制箱內(nèi)的各控制元件之間可以直接連接。安裝接線圖上所表示的電氣連接，一般不表示實(shí)際走線的途徑，施工時(shí)由操作者根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳走線方式。

(4)應(yīng)詳細(xì)地標(biāo)明配線用的各種導(dǎo)線的型號(hào)、規(guī)格、截面積及連接導(dǎo)線的根數(shù)。標(biāo)明所穿管子的型號(hào)、規(guī)格等，并標(biāo)明電源的引入點(diǎn)。圖2-4為某車床電氣安裝圖的一部分。在該圖中表明了電源進(jìn)線、按鈕板、電動(dòng)機(jī)與接線端子板直接的連接關(guān)系。圖2-4電氣安裝圖示例2.2繼電器－接觸器控制線路基本環(huán)節(jié)2.2.1啟停、自鎖環(huán)節(jié)和連續(xù)控制圖2-5為三相異步電動(dòng)機(jī)單向全壓啟動(dòng)、停止、連續(xù)自鎖控制線路。主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成?？刂苹芈酚蒄R的常閉觸點(diǎn)、停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2、接觸器線圈KM和常開觸點(diǎn)KM組成，這也是最典型的啟動(dòng)、停止、連續(xù)、自鎖控制線路。啟動(dòng)時(shí)，合上QS，按下按鈕SB2，則KM線圈通電，接觸器KM吸合，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開始全壓啟動(dòng)，同時(shí)KM的輔助常開觸點(diǎn)也閉合，使KM的線圈經(jīng)兩條路通電。圖2-5三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)控制電路這樣，當(dāng)松開按鈕SB2時(shí)，SB2復(fù)位跳開，KM線圈通過KM的輔助常開觸點(diǎn)，照樣通電處于吸合狀態(tài)，從而保證電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。這種依靠接觸器自身的輔助觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖或自保持。要使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，只要按一下停止按鈕SB1即可，這時(shí)接觸器KM線圈斷電，KM的主觸點(diǎn)斷開主電源，電動(dòng)機(jī)停止，同時(shí)KM的輔助常開觸點(diǎn)也斷開，控制回路解除自鎖，即使手松開停止按鈕SB1，控制回路也不能再自行啟動(dòng)。2.2.2點(diǎn)動(dòng)控制在生產(chǎn)實(shí)際中，有的生產(chǎn)機(jī)械需要點(diǎn)動(dòng)控制，如夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊過程中機(jī)床的對刀調(diào)整、快速進(jìn)給等。有的生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行運(yùn)動(dòng)位置調(diào)整時(shí)，也需要點(diǎn)動(dòng)控制。圖2-6列出了幾種點(diǎn)動(dòng)控制線路。圖2-6實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的幾種控制電路圖(a)是點(diǎn)動(dòng)控制線路的最基本形式。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB時(shí)，接觸器KM通電吸合，其主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)松開啟動(dòng)按鈕SB時(shí)，在恢復(fù)彈簧作用下，SB恢復(fù)常開狀態(tài)，接觸器KM斷電釋放，電動(dòng)機(jī)斷電停止。圖(b)是帶手動(dòng)開關(guān)SA的點(diǎn)動(dòng)控制線路。當(dāng)需要點(diǎn)動(dòng)時(shí)，將開關(guān)SA打開，操作SB2即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)需要連續(xù)控制時(shí)，將開關(guān)SA閉合，將KM的自鎖觸點(diǎn)接入，操作SB2即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。圖(c)中增加了一個(gè)復(fù)合按鈕SB3，這樣，需要點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)，按下按鈕SB3，其常閉觸點(diǎn)先斷開接觸器KM自鎖電路，常開觸頭后閉合，接通啟動(dòng)控制電路，KM線圈通電，主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)松開SB3時(shí)，KM線圈斷電，主觸頭斷開，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。若需要電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，由按鈕SB2、SBl來實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。2.2.3可逆控制與互鎖(或聯(lián)鎖)環(huán)節(jié)許多機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，根據(jù)工藝要求經(jīng)常需進(jìn)行正反方向兩種運(yùn)動(dòng)，采用電力拖動(dòng)時(shí)可借電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)這兩種運(yùn)動(dòng)。由異步電動(dòng)機(jī)的工作原理可知，只要改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，就可以實(shí)現(xiàn)控制異步電動(dòng)機(jī)正反向運(yùn)動(dòng)。為了更換相序，需要使用兩個(gè)接觸器來完成。圖2-7為異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制線路。正轉(zhuǎn)接觸器KM1接通正向工作電路，反轉(zhuǎn)接觸器KM2接通反向工作電路，此時(shí)電動(dòng)機(jī)定子端的相序恰與前者相反，系統(tǒng)全壓啟動(dòng)。圖2-7(a)所示的自動(dòng)控制線路具有下述缺點(diǎn)：若不小心同時(shí)按下正向按鈕SB1和反向按鈕SB2，可以使KM1、KM2接觸器同時(shí)接通，會(huì)造成主電路的電源發(fā)生短路事故。圖2-7異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的自動(dòng)控制線路為避免產(chǎn)生上述事故，必須要加互鎖保護(hù)，使其中任一接觸器工作時(shí)，另一接觸器即失效不能工作。為此，采用如圖2-7(b)所示的電氣互鎖，當(dāng)按下SB1按鈕后，接觸器KM1動(dòng)作，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。KM1除有一常開觸點(diǎn)將其自鎖外，另有一常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在接觸器KM2線圈的控制回路內(nèi)，它此時(shí)斷開。因此，若再按SB2按鈕，接觸器KM2受KM1的常閉觸點(diǎn)互鎖不能動(dòng)作，這樣就防止了電源短路的事故。但此線路尚存在下述缺點(diǎn)：反向時(shí)，必先停止按鈕SB，不能直接按反向按鈕SB2，故操作不太方便。造成此缺點(diǎn)的基本原因在于按SB2時(shí)，不能斷開正向接觸器KM1的常閉觸點(diǎn)，繼續(xù)互鎖保護(hù)。因此，需采用復(fù)合按鈕，接成如圖2-7(c)所示的線路。此線路是一個(gè)較完整的正反轉(zhuǎn)自動(dòng)控制線路，生產(chǎn)機(jī)械中用得很多。2.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路2.3.1電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)的控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)在容量較小時(shí)可以采用全壓直接啟動(dòng)，控制線路簡單。但對于容量較大的電動(dòng)機(jī)，采用全壓啟動(dòng)，啟動(dòng)電流會(huì)很大，應(yīng)采用降壓啟動(dòng)。星形/三角形降壓啟動(dòng)是常用的方法之一。凡是正常運(yùn)行時(shí)三相定子繞組接成三角形運(yùn)轉(zhuǎn)的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，都可采用星形/三角形降壓啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)，先將定子繞組按星形連結(jié)，接入三相交流電源。此時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)每相繞組電壓只為正常工作電壓的,因此減少啟動(dòng)電流，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將電動(dòng)機(jī)定子繞組改成三角形連結(jié)，各相繞組承受額定工作電壓，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這種啟動(dòng)方法簡便、經(jīng)濟(jì)，不僅適用于輕載啟動(dòng)，也適用于較重負(fù)載下的啟動(dòng)。星形/三角形啟動(dòng)電路有多種，圖2-8所示電路適用于交流50Hz、電壓380V、容量13kW以上的三相異步電動(dòng)機(jī)的星形/三角形啟動(dòng)。在該電路中，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的星形/三角形轉(zhuǎn)換是靠時(shí)間繼電器自動(dòng)完成的?？刂齐娐贩治鋈缦拢汉仙先嚯娫撮_關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB2，KM1、KT、KM3線圈同時(shí)通電吸合并自鎖，KM1主觸頭閉合接通電動(dòng)機(jī)三相電源，KM3的主觸頭閉合將電動(dòng)機(jī)的尾端連接，電動(dòng)機(jī)接成星形連結(jié)，開始減壓啟動(dòng)。時(shí)間繼電器KT延時(shí)時(shí)間設(shè)定為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程時(shí)間，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，時(shí)間繼電器整定時(shí)間到，KT動(dòng)作，其對應(yīng)的常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，前者使KM3線圈斷電釋放，KM3的輔助常閉觸點(diǎn)閉合，為KM2線圈的通電做好準(zhǔn)備，后者使KM2線圈通電吸合，電動(dòng)機(jī)由星形連結(jié)改成三角形連結(jié)，進(jìn)入正常運(yùn)行。而KM2常閉觸點(diǎn)斷開，使時(shí)間繼電器KT在電動(dòng)機(jī)星形/三角形啟動(dòng)完成后斷電，電路中實(shí)現(xiàn)了KM2與KM3的電氣互鎖。圖2-8用于13kW以上的三相電動(dòng)機(jī)的星形/三角形啟動(dòng)電路2.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制

1．三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)通過改變電動(dòng)機(jī)三相電源相序，使電動(dòng)機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，產(chǎn)生電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)應(yīng)立即切斷三相交流電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電源反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與突然反向的定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于2倍的同步轉(zhuǎn)速，因此反接制動(dòng)時(shí)，定子繞組電流相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流的2倍。為了減少這一沖擊電流，電動(dòng)機(jī)電源反接制動(dòng)時(shí)，應(yīng)在電動(dòng)機(jī)定子電路中串入反接制動(dòng)電阻，并限制其每小時(shí)反接制動(dòng)的次數(shù)。由以上分析可知，電動(dòng)機(jī)電源反接制動(dòng)關(guān)鍵在于：

(1)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電源相序要反接。

(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)迅速切斷三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的三相電源，否則會(huì)出現(xiàn)反向啟動(dòng)。

(3)進(jìn)行電源反接制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子電路應(yīng)串入反接制動(dòng)電阻，以減小反接制動(dòng)電流，減小制動(dòng)沖擊。圖2-9為電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行反接制動(dòng)電路。圖中KMl為電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行接觸器，KM2為反接制動(dòng)接觸器，KV為速度繼電器，R為反接制動(dòng)電阻。速度繼電器一般在120~1300r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)觸點(diǎn)動(dòng)作，而轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，觸點(diǎn)復(fù)位。圖2-9電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行反接制動(dòng)電路控制電路分析如下：當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于單向旋轉(zhuǎn)時(shí)，KM1處于通電并自保狀態(tài)，當(dāng)速度超過120r/min，與電動(dòng)機(jī)有機(jī)械聯(lián)系的速度繼電器相應(yīng)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。需停車制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SB1，KMl線圈斷電釋放，其三對主觸點(diǎn)斷開，切除三相交流電源，電動(dòng)機(jī)以慣性旋轉(zhuǎn)。當(dāng)將SB1按到底時(shí)，SB1常開觸點(diǎn)閉合，使KM2線圈通電并自保，電動(dòng)機(jī)定子串入對稱電阻接入反相序三相電源進(jìn)行反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于100r／min時(shí)，速度繼電器KV復(fù)原，其常開觸點(diǎn)復(fù)位，使KM2線圈斷電釋放，電動(dòng)機(jī)斷開電源，以自然停車至零速。

2．三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)是將運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)從交流電源上切除的同時(shí)，在定子繞組上接通直流電源，在電機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)靜止的直流恒定磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流與恒定磁場相互作用，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)迅速減速，最后停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2-10為三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制原理圖。圖2-10能耗制動(dòng)控制電路原理圖控制電路分析如下：合上空氣開關(guān)QF接通三相電源，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線圈通電并自鎖，主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接入三相電源，啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)需要停止時(shí)，按下停止按鈕SB1，KM1線圈斷電，其主觸頭全部釋放，電動(dòng)機(jī)脫離交流電源。此時(shí)，接觸器KM2和時(shí)間繼電器KT線圈通電并自鎖，KT開始計(jì)時(shí)，KM2主觸點(diǎn)閉合將直流電源接入電動(dòng)機(jī)定子繞組，電動(dòng)機(jī)在能耗制動(dòng)下迅速停車。時(shí)間繼電器KT的常閉觸點(diǎn)延時(shí)斷開時(shí)，接觸器KM2線圈斷電，KM2常開觸點(diǎn)斷開直流電源，脫離電源及定子繞組，能耗制動(dòng)及時(shí)結(jié)束。電路中直流電源采用二極管單相橋式整流電路，電阻R用來調(diào)節(jié)制動(dòng)電流大小，改變制動(dòng)力的大小。在這個(gè)電路中，有下列互鎖環(huán)節(jié)，起到互鎖保護(hù)作用。

(1)KM2常閉觸點(diǎn)與KM1線圈回路串聯(lián)，KM1常閉觸點(diǎn)與KM2線圈回路串聯(lián)。保證了KM1與KM2線圈不可能同時(shí)通電，也就是在電動(dòng)機(jī)沒脫離三相交流電源時(shí)，直流電源不可能接入定子繞組。

(2)按鈕SB1的常閉觸點(diǎn)接入KM1線圈回路，SB1的常開觸點(diǎn)接入KM2線圈回路，這時(shí)按鈕互鎖保證了KM1、KM2不可能同時(shí)通電，與上面的互鎖觸點(diǎn)起到同樣作用。2.3.3電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行自動(dòng)往返控制電路有些生產(chǎn)機(jī)械，如組合機(jī)床、龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、銑床等要求工作臺(tái)在一定距離內(nèi)能自動(dòng)往返。而自動(dòng)往返通常是利用行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)位置到位檢測和反向觸發(fā)。若在預(yù)定位置電動(dòng)機(jī)需要停止，則將行程開關(guān)安裝在相應(yīng)位置處，其常閉觸點(diǎn)串接在相應(yīng)的控制電路中。這樣，在機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)行程開關(guān)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開相應(yīng)的控制電路，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)也停止。若需停止后立即反向運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)將此行程開關(guān)的常開觸點(diǎn)并接在另一控制回路中的啟動(dòng)按鈕處，這樣在行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開了正向運(yùn)動(dòng)控制的電路，同時(shí)常開觸點(diǎn)又接通了反向運(yùn)動(dòng)的控制電路。圖2-11為自動(dòng)往返控制電路，其中圖2-11(a)是一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的示意圖，圖2-11(b)是往返循環(huán)電氣控制原理圖。圖2-11自動(dòng)往返控制電路控制電路分析如下：合上刀開關(guān)QS接通三相電源。按下正向啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1得電并自鎖，KM1主觸頭閉合，接通電動(dòng)機(jī)三相電源，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)械部件向左運(yùn)動(dòng)(設(shè)左為正向)。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定位置時(shí)，擋塊壓下行程開關(guān)SQ1，SQ1的常閉觸點(diǎn)斷開使接觸器KM1斷電，主觸頭釋放，電動(dòng)機(jī)斷電。與此同時(shí)SQ1的常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM2得電并自鎖，其主觸頭使電動(dòng)機(jī)電源相序改變，電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械部件向右運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)部件向右運(yùn)動(dòng)過程中，擋塊離開行程開關(guān)SQ1，SQ1復(fù)位，為下次KM1動(dòng)作做好準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)械部件向右運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，擋塊壓下行程開關(guān)SQ2，SQ2的常閉觸點(diǎn)使接觸器KM2斷電，主觸頭釋放，SQ2的常開觸點(diǎn)閉合使KM1得電并自鎖，KM1主觸頭閉合接通電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。如此周而復(fù)始地自動(dòng)往返工作。當(dāng)按下停止按鈕SB1時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，工作臺(tái)停止移動(dòng)。2.3.4電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)電氣保護(hù)環(huán)節(jié)是電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分，是保證電氣控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的主要措施之一。所有電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)，用以保護(hù)電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)、電器以及其他電路元件等。電氣控制系統(tǒng)中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓保護(hù)、熱保護(hù)、欠電壓保護(hù)及弱磁保護(hù)等。下面從電氣設(shè)計(jì)角度討論電氣故障的類型、產(chǎn)生原因、常用電氣保護(hù)方法等。在正常工作中，電氣設(shè)備通過的電流一般不超過額定電流，若少量超過額定電流，在短時(shí)間內(nèi)，只要溫升不超過允許值也是允許的，這也是各電器設(shè)備或元件應(yīng)具有的過載能力。但當(dāng)短路、過電流、過載和斷相發(fā)生時(shí)，通過電器設(shè)備或元件的電流過大，將因發(fā)熱而使溫升超過絕緣材料的承受能力，就會(huì)造成事故，甚至燒毀電器設(shè)備。在散熱條件一定的情況下，溫升決定于發(fā)熱量，而發(fā)熱量不僅決定于電流大小，而且還與通電時(shí)間密切相關(guān)。電流型保護(hù)就是基于這一原理，通過傳感元件檢測過電流信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)變換、放大后控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)及被保護(hù)對象動(dòng)作，切斷故障電路。電動(dòng)機(jī)或電器元件都是在一定的額定電壓下才能正常工作，電壓過高、過低或者工作過程中非人為因素的突然斷電，都可能造成生產(chǎn)機(jī)械的損壞或人身事故，因此在電氣控制線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)要求設(shè)置失壓保護(hù)、過電壓保護(hù)及欠電壓保護(hù)。

1．短路保護(hù)電器或線路絕緣損壞、負(fù)載短接、人為接線錯(cuò)誤等故障，都有可能發(fā)生短路事故。短路時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)故障電流可達(dá)到額定電流的幾倍到幾十倍，導(dǎo)致產(chǎn)生過大的熱量，使電器設(shè)備和導(dǎo)線的絕緣損壞，甚至因電弧而引起火災(zāi)。因此要求一旦發(fā)生短路故障，控制電路能迅速地切斷電源，這種保護(hù)叫短路保護(hù)。常用的短路保護(hù)元件有熔斷器、低壓斷路器或?qū)ｉT的短路保護(hù)繼電器等。在對主電路采用三相四線制或?qū)ψ儔浩鞑捎弥行渣c(diǎn)接地的三相三線制的供電電路中，必須采用三相短路保護(hù)。若主電路容量較小，其電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)；若主電路容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)，如圖2-12所示。圖2-12電氣控制電路中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)

2．過電流保護(hù)過電流保護(hù)是區(qū)別于短路保護(hù)的一種電流型保護(hù)。所謂過電流，是指電動(dòng)機(jī)或電器元件超過其額定電流(一般不超過2.5IN)的運(yùn)行狀態(tài)，時(shí)間長了同樣會(huì)過熱損壞絕緣，需要采取保護(hù)。不正確的啟動(dòng)和過大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩常常引起電動(dòng)機(jī)很大的過電流，但一般比短路電流要小。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，產(chǎn)生過電流比發(fā)生短路的可能性更大，特別是在頻繁啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)，重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)中更是如此。在過電流情況下，電器元件并不是馬上損壞，只要在達(dá)到最大允許溫升之前，電流值能恢復(fù)正常，還是允許的。通常，過電流保護(hù)可以采用低壓斷路器、熱繼電器、過電流繼電器，圖2-12電路中過電流繼電器KI1、KI2的線圈串聯(lián)在被保護(hù)的主電路中，其常閉觸點(diǎn)KI1、KI2串聯(lián)在接觸器控制回路中，由接觸器去切斷電源。當(dāng)過電流繼電器線圈中的電流達(dá)到其整定值時(shí)，過電流繼電器動(dòng)作，于是吸動(dòng)銜鐵，打開其常閉觸點(diǎn)，使KM1釋放，從而切斷電源。這里，過電流繼電器只是一個(gè)檢測電流大小的元件，切斷過電流還是靠接觸器。如果用斷路器實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)，則檢測電流大小的元件就是斷路器的電流釋放線圈，而斷路器的主觸點(diǎn)用以切斷過電流。

3．過載保護(hù)或熱保護(hù)過載保護(hù)是類似于過電流保護(hù)的一種電流型保護(hù)。過載是指電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流大于其額定電流。造成電動(dòng)機(jī)過載的原因很多，如負(fù)載過大、三相電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行、欠電壓運(yùn)行等。長期處于過載運(yùn)行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料變脆，壽命降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使電動(dòng)機(jī)損壞。過載電流越大，達(dá)到允許溫升的時(shí)間就越短。常用的過載保護(hù)元件是熱繼電器，如圖2-12中FR。由于熱慣性的原因，熱繼電器不會(huì)受電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時(shí)動(dòng)作，所以在使用熱繼電器作過載保護(hù)的同時(shí)，還必須裝有熔斷器或低壓斷路器配合作短路保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱繼電器發(fā)熱元件發(fā)出較大的熱量，經(jīng)一定時(shí)間后，打開其常閉觸點(diǎn)KR，使接觸器釋放，電動(dòng)機(jī)被切斷電源。在熱繼電器動(dòng)作后，需等待30s以上，等雙金屬片冷卻恢復(fù)原狀，使其常閉觸點(diǎn)閉合，再投入工作。

4．欠電壓與零電壓保護(hù)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，如果電源電壓因某種原因消失造成停轉(zhuǎn)，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就可能自行啟動(dòng)，這會(huì)造成事故。對電網(wǎng)來說，許多電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，也會(huì)引起不允許的過電流和瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電網(wǎng)失電，恢復(fù)供電時(shí)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)的保護(hù)稱做零電壓保護(hù)。采用接觸器及按鈕控制電動(dòng)機(jī)的起停，具有零電壓保護(hù)作用。因?yàn)槿绻谡９ぷ髦?，電網(wǎng)電壓消失，接觸器就釋放而切斷電動(dòng)機(jī)電源。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)正常時(shí)，由于接觸器自鎖電路已斷開，故不會(huì)自行啟動(dòng)。但如果不是采用按鈕，而是用不能自動(dòng)復(fù)位的手動(dòng)開關(guān)、行程開關(guān)等控制接觸器，就必須采用專門的零電壓繼電器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電源電壓過分地降低將引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩降低甚至堵轉(zhuǎn)，在負(fù)載一定的情況下，電動(dòng)機(jī)電流將增加，不僅影響產(chǎn)品加工質(zhì)量，還會(huì)影響設(shè)備正常工作，使機(jī)械設(shè)備損壞，造成人身事故。因此，在電源電壓降到允許值以下時(shí)需要采取保護(hù)措施及時(shí)切斷電源，這就是欠電壓保護(hù)。采用接觸器加按鈕的控制方式，利用接觸器本身可以起到欠電壓保護(hù)的作用。但如果電網(wǎng)電壓降低的幅度不足以使控制線路中的各類交流接觸器、繼電器釋放，此時(shí)交流接觸器、繼電器既沒有釋放也不能可靠吸合，處于抖動(dòng)狀態(tài)并產(chǎn)生很大噪聲,線圈電流增大,甚至過熱造成電器元件和電動(dòng)機(jī)被燒毀。因此通常還采用低壓斷路器或?qū)ｉT的電磁式電壓繼電器KV來進(jìn)行欠電壓保護(hù)，其方法是將電壓繼電器KV的線圈跨接在電源上，其常開觸頭串接在接觸器控制回路中。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于整定值時(shí)，電壓繼電器動(dòng)作使接觸器釋放。圖2-12是電氣控制線路常用保護(hù)環(huán)節(jié)的集中體現(xiàn)，當(dāng)然，有時(shí)并不一定這些保護(hù)環(huán)節(jié)全部需要。但短路保護(hù)、過載保護(hù)、零電壓保護(hù)一般是不可缺少的。圖中各電路元件所起的保護(hù)作用分別是：短路保護(hù)：熔斷器FU1和FU2；過載保護(hù)：熱繼電器FR；過電流保護(hù)：過電流繼電器KI1、KI2；零電壓保護(hù)：中間繼電器KA、SA；欠電壓保護(hù)：欠電壓繼電器KV；連鎖保護(hù)：通過KM1和KM2互鎖實(shí)現(xiàn)。

5．弱磁保護(hù)電動(dòng)機(jī)磁通的過度減少會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的超速甚至發(fā)生“飛車”，因此需要采取弱磁保護(hù)。弱磁保護(hù)是通過電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串入欠電流繼電器來實(shí)現(xiàn)的，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，如果勵(lì)磁電流消失或降低太多，欠電流繼電器就會(huì)釋放，其觸點(diǎn)切斷接觸器線圈的電源，使電動(dòng)機(jī)斷電停車。2.4典型生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備電氣電路分析2.4.1電氣控制電路分析基礎(chǔ)

1．電氣控制分析的內(nèi)容

(1)設(shè)備說明書：通過閱讀設(shè)備說明書，分析設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，機(jī)械、液壓、氣動(dòng)部分的工作原理，分析加工工藝、電氣傳動(dòng)方式和對電氣控制的要求，以及設(shè)備的使用方法。

(2)電氣控制原理圖：包括主電路、控制電路、輔助電路、保護(hù)及聯(lián)鎖環(huán)節(jié)以及特殊控制電路等。

(3)電氣設(shè)備的總裝接線圖。

(4)電器元件布置圖與接線圖。

2．電氣控制原理圖的閱讀分析方法

(1)了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況；分析機(jī)械部件與電器元件的關(guān)聯(lián)，含操縱手柄、行程控制的擋鐵、撞塊、離合器、電磁鐵等的狀態(tài)及安裝位置；分析工藝過程、電氣控制原理、控制要求。

(2)分析主回路。從主回路入手，根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，分析它們的控制內(nèi)容。控制內(nèi)容包括啟動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)。

(3)分析控制電路。根據(jù)主回路中各伺服電動(dòng)機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(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)，按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。分析控制電路的最基本的方法是查線讀圖法。

(4)分析輔助電路。輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等部分,它們大多由控制電路中的元件來控制，所以在分析時(shí)，還要回頭來對照控制電路進(jìn)行分析。

(5)分析互鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。機(jī)床對安全性和可靠性有很高的要求，為實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇元器件和控制方案以外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣互鎖。

(6)總體檢查。經(jīng)過“化整為零”，逐步分析每一個(gè)局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個(gè)控制線路，看是否存在遺漏，特別要從整體的角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)元器件所起的作用。2.4.2C650型普通臥式車床電氣控制電路分析

1．C650車床對電氣控制的要求

C650車床共采用三臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和溜板箱快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3。各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制要求是：

(1)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)(簡稱主電動(dòng)機(jī))M1，功率為30kW，允許在空載情況下直接啟動(dòng)。主軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)要求實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，可經(jīng)主軸變速箱實(shí)現(xiàn)主軸正、反轉(zhuǎn)，或通過掛輪箱傳給溜板箱來拖動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)刀架的橫向左、右移動(dòng)。為便于進(jìn)行車削加工前的對刀，要求主軸拖動(dòng)工件能作調(diào)整點(diǎn)動(dòng)，所以要求主軸與進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)單方向旋轉(zhuǎn)的低速點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，由于加工工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，故需采用反接制動(dòng)。主電動(dòng)機(jī)除具有短路保護(hù)和過載保護(hù)外，在主電路中還應(yīng)設(shè)有電流監(jiān)視環(huán)節(jié)。

(2)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，功率為0.15kW，用以在車削加工時(shí)，提供冷卻液，對工件與刀具進(jìn)行冷卻。采用直接啟動(dòng)、單向旋轉(zhuǎn)、連續(xù)工作方式，具有短路保護(hù)與過載保護(hù)。

(3)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3，功率為2.2kW，由于溜板箱連續(xù)移動(dòng)是短時(shí)工作，故M3只要求單向點(diǎn)動(dòng)、短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，不設(shè)過載保護(hù)。

(4)電路還應(yīng)有必要的聯(lián)鎖、保護(hù)及安全可靠的照明電路。

2．C650型車床電氣控制電路分析

1)控制原理圖圖2-13為C650型普通車床電氣控制原理圖。圖2-13

C650臥式車床電氣原理圖帶脫扣器的低壓斷路器QS將三相交流電源引人。FU1為主電動(dòng)機(jī)M1短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)R1為M1過載保護(hù)熱繼電器，R為限流電阻，限制反接制動(dòng)時(shí)的電流沖擊。通電電流互感器TA接入電流表來監(jiān)視主電動(dòng)機(jī)的線電流。KM1、KM2分別為主電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器，KM3為主電動(dòng)機(jī)制動(dòng)限流接觸器。速度繼電器KS用于反接制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速的過零檢測。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2通過接觸器KM4的控制來實(shí)現(xiàn)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，F(xiàn)U2為M2的短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)R2為其過載保護(hù)熱繼電器?？焖僖苿?dòng)電動(dòng)機(jī)M3通過接觸器KM5控制實(shí)現(xiàn)單向旋轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)短時(shí)工作。

2)控制電路分析控制電路的電源為110V的交流電壓，由控制變壓器TC供給控制電路。同時(shí)，TC還為照明電路提供36V的交流電壓，F(xiàn)U4為控制電路短路保護(hù)熔斷器，F(xiàn)U3為照明電路短路保護(hù)熔斷器，車床局部照明燈EL由主令開關(guān)SA控制。

(1)主電動(dòng)機(jī)M1的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制。按下SB4，KM1線圈通電吸合(無自鎖)，KM1主觸頭閉合，M1定子繞組經(jīng)限流電阻R與電源接通，電動(dòng)機(jī)M1定子串電阻作正轉(zhuǎn)減壓點(diǎn)動(dòng)。若點(diǎn)動(dòng)時(shí)速度達(dá)到速度繼電器KS動(dòng)作值140r/min，KS正轉(zhuǎn)觸頭KS1將閉合，為點(diǎn)動(dòng)停止時(shí)的反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。松開點(diǎn)動(dòng)按鈕SB4，KM1線圈斷電釋放，KM1觸頭復(fù)原；若KS轉(zhuǎn)速大于其釋放值100r/min時(shí)，觸點(diǎn)KS1仍閉合，使KM2線圈通電吸合，M1接入反相三相交流電源，并串入限流電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)；當(dāng)KS轉(zhuǎn)速達(dá)到100r/min時(shí)，KS1觸頭斷開，反接制動(dòng)結(jié)束，電動(dòng)機(jī)自然停止至零。

(2)主電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)控制。正轉(zhuǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，接觸器KM3通電吸合，其常開主觸頭閉合，將限流電阻R短接。KT線圈通電開始延時(shí)，KM3常開輔助觸頭閉合，使中間繼電器KA線圈通電吸合，觸頭KA(13-7)閉合，使接觸器KM1線圈通電吸合，其常開主觸頭閉合，主電動(dòng)機(jī)M1在全電壓下正向直接啟動(dòng)。由于KM1常開觸頭KM1(15-13)閉合和KA常開觸頭KA(5-15)閉合，使KM1和KM3線圈自鎖，M1獲得正向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。接觸器KM1與KM2的常閉觸頭串接在對方線圈電路中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)M1正反轉(zhuǎn)的互鎖。啟動(dòng)完畢，KT延時(shí)時(shí)間到，PA投入檢測運(yùn)行電流。

(3)主電動(dòng)機(jī)M1的停車制動(dòng)控制。主電動(dòng)機(jī)停車時(shí)采用反接制動(dòng)。反接制動(dòng)電路由正反轉(zhuǎn)可逆電路和速度繼電器組成。正轉(zhuǎn)制動(dòng)：當(dāng)M1正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，接觸器KM1、KM3和中間繼電器KA線圈通電吸合，KS的常開觸頭KS1(17-23)閉合，為正轉(zhuǎn)制動(dòng)作好準(zhǔn)備。如需停車時(shí)，按下停止按鈕SB6，KM3、KM1、KA線圈同時(shí)斷電。電阻R串入主電路中，作為反接制動(dòng)電阻，KA的常閉觸點(diǎn)閉合，松開SB6時(shí)，反轉(zhuǎn)接觸器KM2經(jīng)過1-3-5-17-23-25線路接通，電動(dòng)機(jī)電源反接，使其處于反接制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)斷開，切斷了電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)自由停車。反轉(zhuǎn)制動(dòng)與正轉(zhuǎn)制動(dòng)原理相同。

(4)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的啟動(dòng)和停止通過按鈕SB5、SB6和KM4控制。

(5)刀架移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制。刀架的快速移動(dòng)是由轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄壓動(dòng)限位開關(guān)QS，使接觸器KM5吸合，M3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。

(6)輔助電路。輔助電路主要是保護(hù)和聯(lián)鎖功能電路。主電動(dòng)機(jī)M1正反轉(zhuǎn)之間有互鎖；熔斷器FU1～FU6可實(shí)現(xiàn)各電路的短路保護(hù)；熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)M1、M2的過載保護(hù)；接觸器KM1、KM2、KM4采用按鈕與自鎖環(huán)節(jié)，對M1、M2實(shí)現(xiàn)欠電壓與零電壓保護(hù)，此外還設(shè)有檢測主電動(dòng)機(jī)工作電流的環(huán)節(jié)。2.4.3搖臂鉆床

1．搖臂鉆床的工作情況搖臂鉆床是一種孔加工機(jī)床，可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔和攻螺紋等加工。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)外立座、搖臂、主軸箱和工作臺(tái)等組成。搖臂的一端為套筒，套裝在外立柱上，并借助絲杠的正、反轉(zhuǎn)可沿外立柱作上下移動(dòng)。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上可通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。加工時(shí)，根據(jù)工件高度的不同，搖臂借助于絲杠可帶著主軸箱沿外立柱上下升降。在升降之前，應(yīng)自動(dòng)將搖臂松開，再進(jìn)行升降，當(dāng)達(dá)到所需的位置時(shí)，搖臂自動(dòng)夾緊在立柱上。鉆削加工時(shí)，鉆頭一面旋轉(zhuǎn)一面作縱向進(jìn)給。鉆床的主運(yùn)動(dòng)是主軸帶著鉆頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是鉆頭的上下移動(dòng)。輔助運(yùn)動(dòng)是主軸箱沿?fù)u臂水平移動(dòng)，搖臂沿外立柱上下移動(dòng)和搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。