第三章电器控制线路设计 20页

第三章电器控制线路设计本文由yaydjto贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第三章电器控制线路设计第一节电气控制设计的原则、内容和程序电气控制设计的原则、第二节电气控制原理图设计方法第一节电气控制设计的原则、内容和程序电气控制设计的原则、?电气控制设计包括：电气控制设计包括：电气原理图设计：1）电气原理图设计：为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制设计电气工艺设计：2）电气工艺设计：为电气控制装置本身的制使用、造、使用、运行及维修需要而进行的生产工艺设计一、电气控制设计的一般原则最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求?在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、经济、合理，经济、合理，不盲目追求自动化和高指标?正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全正确、合理地选用电器元件，可靠地工作；同时考虑技术进步、造型美观可靠地工作；同时考虑技术进步、?为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设为适应生产的发展和工艺的改进，备时，备时，设备能力应留有适当裕量二、电气控制设计的基本任务和内容基本内容：根据控制要求，设计和编制出电气设基本内容：根据控制要求，备制造和使用维修中必备的图样和资料等?图样包括：电气原理图、电气系统组件划分图、图样包括：电气原理图、电气系统组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气简图、元器件布置图、安装接线图、电气简图、控制面板图、板图、元器件安装底板图和非标准件加工图等?资料包括：外购件清单、材料消耗清单、设备说资料包括：外购件清单、材料消耗清单、明书等（一）电气原理图的设计内容???1.拟定设计任务书2.选择电气拖动方案和控制方式 确定电动机类型、型号、容量、3.确定电动机类型、型号、容量、转速等设计电气控制原理框图，4.设计电气控制原理框图，确定各部分之间的关系，拟定各部分技术指标与要求?5.设计并绘制电气控制原理图，计算主要技术参设计并绘制电气控制原理图，数?6.选择电器元件，制定元件清单选择电器元件，?7.编写设计说明书（二）电气工艺设计的内容绘制电气总图：总装配图及总接线图绘制电气总图：?绘制各组件原理电路图，列出各部件的元件目录绘制各组件原理电路图，表?设计组件电器装配图、接线图设计组件电器装配图、?绘制电器安装板和非标准的电器安装零件图?电气箱（柜）设计电气箱（?资料汇总：列出外购件、标准件清单、材料消耗资料汇总：列出外购件、标准件清单、定额等?编写使用说明书三、电气控制设计的一般程序1.拟定设计任务书，包括：所设计的设备型号、拟定设计任务书，包括：所设计的设备型号、用途、工艺过程、动作要求、传动参数、用途、工艺过程、动作要求、传动参数、工作条件、主要技术指标和要求?2.选择拖动方案?3.电动机的选择：类型、型式、容量、额定电压电动机的选择：类型、型式、容量、与转速等?4.控制方式的选择?5.控制原理图设计?6.施工图设计?7.编写说明书：设计说明书和使用说明书编写说明书：第二节电气控制原理图设计方法电气控制原理设计方法有两种，经验设计法和逻辑设计法。电气控制原理设计方法有两种，经验设计法和逻辑设计法。1、经验设计法、电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和辅助电路的设计。电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和辅助电路的设计。设计步骤主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速控制的要求。①主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速控制的要求。控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电气控制电路。②控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电气控制电路。辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过载、零压、 ③辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过载、零压、联锁（互锁）、限位等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路。）、限位等电路保护措施联锁（互锁）、限位等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路。反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，④反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，有必要时可以进行模拟实验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。实验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。常用的经验设计方法根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，①根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。补充修改，综合成所需的控制电路。没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图的方法，②没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。经验设计的特点设计方法简单易于掌握，使用广泛。①设计方法简单易于掌握，使用广泛。要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，②要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度较慢。速度较慢。③设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。不宜获得最佳设计方案。④不宜获得最佳设计方案。2、逻辑设计法、利用逻辑代数，从生产工艺出发，利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上，量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。设计出符合要求的控制电路。该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。一、控制电路设计时应注意的问题：1.尽量减少控制电源种类及用量。当控制线路比较简单的情况下，可直尽量减少控制电源种类及用量。当控制线路比较简单的情况下，尽量减少控制电源种类及用量 接采用电网电压；当控制系统所用电器数量比较多时，接采用电网电压；当控制系统所用电器数量比较多时，应采用控制变压器降低控制电压，或采用直流低电压控制。器降低控制电压，或采用直流低电压控制。2.尽量减少电器元件的品种、规格与数量，同一用途的器件尽可能选用相尽量减少电器元件的品种、规格与数量，尽量减少电器元件的品种同品牌、型号的产品。注意收集各种电器新产品资料，同品牌、型号的产品。注意收集各种电器新产品资料，以便及时应用于设计中，使控制线路在技术指标、先进性、稳定性、设计中，使控制线路在技术指标、先进性、稳定性、可靠性等方面得到进一步提高。进一步提高。3.在控制线路正常工作时，除必要的必须通电的电器外，尽可能减少通电在控制线路正常工作时，除必要的必须通电的电器外，在控制线路正常工作时电器的数量，以利节能延长电器元件寿命以及减少故障。以利节能，电器的数量以利节能，延长电器元件寿命以及减少故障。4.合理使用电器触头。合理使用电器触头。合理使用电器触头尽可能减少触头使用数量，以简化线路。尽可能减少触头使用数量，以简化线路。简化电路当控制的支路数较多，当控制的支路数较多，而触点数目不够时，而触点数目不够时，可采用中间继电器增加控制支路的数量。加控制支路的数量。去掉不必要的KM1，简化电路，KM1，简化电路，提高电路可靠性应合理安排电器元件及触点的位置两种接法工作原理相同合理安排触点位置(b)不合理(a)合理(b)不合理(a)合理的接法既不安全又使接线复杂。因为行程开关SQ的常开、SQ的常开图（a）的接法既不安全又使接线复杂。因为行程开关SQ的常开、常闭触头靠得很近，此种接法下，由于不是等电位，头靠得很近，此种接法下，由于不是等电位，在触头断开时产生的电弧很可能在两触点间形成飞弧而造成电源短路，很不安全，可能在两触点间形成飞弧而造成电源短路，很不安全，而且这种接法控制柜到现场要引出五根线，很不合理；柜到现场要引出五根线，很不合理；的接法只引出三根线，而且两触点电位相同，不会造成飞弧。 图（b）的接法只引出三根线，而且两触点电位相同，不会造成飞弧。5.尽量减少连接导线设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位置，5.尽量减少连接导线.设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是不合理的。尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是不合理的。电器连接图按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜内，按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上，就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图b所示所示。停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图所示。6.正确连接电器的线圈。正确连接电器的线圈a)电压线圈通常不能串联使用，如图a所示。由于它们的阻抗不尽相同，会造成电压线圈通常不能串联使用，电压线圈通常不能串联使用如图a所示。由于它们的阻抗不尽相同，两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压之和，两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也是不允许。因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，也是不允许。因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，则其线圈阻抗增大,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，抗增大,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使电路烧毁。烧毁。电磁线圈的串并联b)电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。图b中直流电磁铁与继电感量相差悬殊的两个电器线圈，中直流电磁铁YA与继电感量相差悬殊的两个电器线圈也不要并联连接。中直流电磁铁电器KA并联，在接通电源时可正常工作，但在断开电源时，由于电磁铁线圈并联，电器并联在接通电源时可正常工作，但在断开电源时，的电感比继电器线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，的电感比继电器线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间， 铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从而造成继电器的误动作。解决方法可备用一个接触器的触点来控制。如图c所示所示。误动作。解决方法可备用一个接触器的触点来控制。如图所示。7.控制电路中应避免出现寄生电路控制电路中应避免出现寄生电路:控制电路中应避免出现寄生电路寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示HL和热保护的正反向电路和热保护的正反向电路.灯HL和热保护的正反向电路.正常工作时，正常工作时，能完成正反向起动、完成正反向起动、停止和信号指示。停止和信号指示。寄生电路当热继电器FR动作时，当热继电器动作时，电动作时路就出现了寄生电路，路就出现了寄生电路，如图中虚线所示，图中虚线所示，使正向接触器KM1不能有效释放，不能有效释放，触器不能有效释放起不了保护作用。起不了保护作用。8.避免发生触头“竞争”与“冒险”现避免发生触头“竞争”避免发生触头冒险”象“竞争”竞争”竞争触头争先吸合，发生振荡.触头争先吸合，发生振荡.SB1KAKM2KM1“冒险”冒险”冒险触头争先释放。触头争先释放。KM1KM2竞争”冒险”“竞争”与“冒险”现象都触点间的“竞争”冒险”触点间的“竞争”与“冒险”将造成控制回路不能按要求动作，引起控制失灵。动作，引起控制失灵。图示电路，KA闭合时，KM1、KM2争先吸合，而它们之间又互锁，图示电路，当KA闭合时，KM1、KM2争先吸合，而它们之间又互锁，只闭合时争先吸合有经过多次振荡吸合竞争后，才能稳定在一个状态上。有经过多次振荡吸合竞争后，才能稳定在一个状态上在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制电路。当电器元件按时间顺序动作时，可采用时间继电器配合控制，当电器元件按时间顺序动作时，可采用时间继电器配合控制，从而消除竞争和冒险。除竞争和冒险。9.可逆电路的联锁9.可逆电路的联锁在频繁操作的可逆电路中，在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电 气联锁，而且还有机械联锁。气联锁，而且还有机械联锁。10.要有完善的保护措施10.要有完善的保护措施常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、失电压等保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、失电压等保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。等必须的指示信号。二、设计举例【例3-1】刀架自动循环控制线路。】刀架自动循环控制线路。控制要求：启动后，刀架由位置移动到位置移动到位置2；启动后，刀架由位置1移动到位置；然后再由位置2退回到位置退回到位置1处停车。然后再由位置退回到位置处，停车刀架自动循环工作过程示意图分析过程：分析过程：刀架具有前进、后退两个运动方向，要求电动机要实现正反转控制；刀架具有前进、后退两个运动方向，要求电动机要实现正反转控制；自动循环控制，启动后，经过一个工作周期，自动停止。自动循环控制，启动后，经过一个工作周期，自动停止。在位置1和处分别设置行程开关处分别设置行程开关S1和，在位置和2处分别设置行程开关和S2，作为运动部件位置的检测元件，实现刀架的停止和换向运行。元件，实现刀架的停止和换向运行。控制线路：控制线路：按下SB2+→KM1√→KM1+主触按下点吸合，正向启动正向启动，向运点吸合，M正向启动，由1向2运到位置2动→到位置到位置辅助常开触点吸合，↘→KM1+辅助常开触点吸合，自锁。自锁。→S2-→KM1×→KM1-主触点释放脱开，正转停止正转停止。释放脱开，M正转停止。↘S2+→KM2√→KM2+主触点吸合，反向启动反向启动，向运动吸合，M反向启动，由2向1运动→到位置到位置1→S1到位置辅助常开触点吸合，↘→KM2+辅助常开触点吸合，自锁→KM2×→KM2-主触点释放脱反转停止。开，M反转停止。反转停止刀架自动循环的控制线路 刀架运行过程中，如果发生意外，按下SB1，刀架运行过程中，如果发生意外，按下SB1，切断控制线路的各个SB1支路，可随时中止刀架的运行。支路，可随时中止刀架的运行。【例3-2】自动往复运行控制线路】如图小车可做左、右自动往复运行。如图小车可做左、右自动往复运行。左右控制要求：控制要求：（1）按下启动按钮）按下启动按钮SB2，小车首先向右运动；，小车首先向右运动；（2）小车的撞块碰到时，停车，并开始延时）小车的撞块碰到S1时停车，并开始延时5s；S2S1自动往复运行小车（3）延时时间到，小车自动改变运行方向，改向左运行；）延时时间到，小车自动改变运行方向，改向左运行；（4）小车的撞块碰到时，停车，并开始延时；）小车的撞块碰到S2时停车，并开始延时5s；5）延时时间到，小车再次自动改变运行方向，改向右运行；（5）延时时间到，小车再次自动改变运行方向，改向右运行；（6）依此自动往复运行，直至按下停止按钮）依此自动往复运行，直至按下停止按钮SB1，小车停止。，小车停止。分析过程：分析过程：（1）小车具有左、右两个运动方向，即要求其拖动电动机能实现正反转控制；小车具有左、右两个运动方向，即要求其拖动电动机能实现正反转控制；的停止，运动过程中的行程位置有关系，（2）小车的停止，跟小车运动过程中的行程位置有关系，需分别设置行程开关S1和S2，引入行程作为控制参量。S1和S2，引入行程作为控制参量。换方向运行的启动，跟时间有关系，需要引入时间作为控制参量。（3）小车换方向运行的启动，跟时间有关系，需要引入时间作为控制参量。选用时间继电器KT作为提供时间参量的器件。KT作为提供时间参量的器件用时间继电器KT作为提供时间参量的器件。控制线路：控制线路：按下SB2+→KM1√→KM1+主触点吸 按下正向启动，合，M正向启动，向右运动到S1处正向启动向右运动→到处辅助常开触点吸合，↘→KM1+辅助常开触点吸合，自锁。→S1-→KM1×→KM1-主触点释放脱开，正转停止正转停止。脱开，M正转停止。开始延时→时间到↘S1+→KT1√→开始延时时间到开始延时→KT1+→KM2√→KM2+主触点吸合，M反向启动，主触点吸合，反向启动反向启动，向左运动→到处向左运动到S2处辅助常开触点吸合，↘KM2+辅助常开触点吸合，自锁→S2-→KM2×→KM2-主触点释放脱开，反转停止反转停止。脱开，M反转停止。开始延时→时间到↘S2+→KT2√→开始延时时间到开始延时→KT2+按下SB1→切断控制线路的各支路切断控制线路的各支路→按下切断控制线路的各支路小车停止运行。小车停止运行。小车自动往复控制线路【例3-3】加热炉自动上料机构控制线路】工作过程按下启动按钮SB2→M1正转，炉门开启按下启动按钮正转，正转→SQ4压下压下→M1停止停止→M2正转，推料杆前正转，压下停止正转移→SQ2压下，上料结束→M2反转，推料压下，上料结束反转，压下反转杆后退→SQ1压下杆后退压下→M2停止停止→M1反转，炉反转，压下停止反转门关闭→压下门关闭压下SQ3→M1停止。停止。压下停止分析过程：分析过程：加热炉自动上料机构示意图推料杆；工件；炉门；1-推料杆；2-工件；3-炉门；加热炉（1）自动循环控制，按下启动按钮，自动完成一系列的运动部件的动作状态的）自动循环控制，按下启动按钮，切换，待循环结束后，自动停止运行。切换，待循环结束后，自动停止运行。电动机的正转，的正、（2）启动按钮只启动电动机的正转，电动机的正、反转和的反转都是）启动按钮只启动M1电动机的正转电动机M2的正反转和M1的反转都是由行程开关自动启停。由行程开关自动启停。（3）启动之前，各运动部件处于原位，行程开关）启动之前，各运动部件处于原位，行程开关SQ1、SQ3都处于被压下的状、都处于被压下的状态，启动的条件除启动按钮外，还有行程开关SQ1、SQ3的状态需为动作状态。 启动的条件除启动按钮外，还有行程开关、的状态需为动作状态。的状态需为动作状态控制线路：控制线路：主触点吸合，正（SB2+SQ1+SQ3+）→KM1√→KM1+主触点吸合，M1正辅助常开触点吸合，自锁。转，炉门开启↘→KM1+辅助常开触点吸合，自锁。炉门开启↘→SQ4→KM1×→KM1-主触点脱开，M1停止，炉门开启完毕。主触点脱开，停止炉门开启完毕。停止，→SQ4+→KM3√→KM3+主触点吸合，M2正转，推料杆前进，上料主触点吸合，正转推料杆前进，正转，开始→SQ2→KM3×→KM3-主触点脱开，M2停止，上料完毕。主触点脱开，停止上料完毕。停止，→SQ2+→KM4√→KM4+主触点吸合，M2反转，推料杆后退主触点吸合，反转反转，+辅助常开触点吸合，自锁。↘→KM4辅助常开触点吸合，自锁。→SQ1→KM4×→KM4-主触点脱开，M2停止。主触点脱开，停止停止。→SQ1+→推料杆回到原位。↘→KM2√→KM2+主触点吸合，M1反推料杆回到原位。主触点吸合，反推料杆回到原位转，炉门关闭→SQ3→KM2×→KM2-主触点脱开，M1停止，炉门关闭结束。主触点脱开，停止炉门关闭结束。停止，→SQ3+→炉门回到原位。一个循环结束。炉门回到原位。炉门回到原位一个循环结束。加热炉自动上料机构电器控制线路图SB1为停止按钮，SB2为启动按钮，为停止按钮，为启动按钮，为停止按钮为启动按钮SQ1～SQ4行程开关。KM1、KM2行程开关。～行程开关、分别为控制电动机M1正分别为控制电动机正、反转的接触器，触器，KM3、KM4分别为控制电动、分别为控制电动机M2正、反转的接触器。正反转的接触器。【例3-4】设计CW6163型卧式车床的电气控制电路。例设计CW6163型卧式车床的电气控制电路。设计CW6163型卧式车床的电气控制电路主要机构及运动形式1.普通车床的结构主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀普通车床的结构:普通车床的结构主轴变速箱、进给箱、尾架、光杠和丝杠等.架、尾架、光杠和丝杠等2.运动形式主运动由主电机驱动进给运动由刀架运动形式:由主电机驱动;运动形式 主运动—由主电机驱动进给运动—由刀架快速移动(进给辅助运动尾架移动与卡盘卡紧放松.进给);辅助运动尾架移动与卡盘卡紧/放松快速移动进给辅助运动尾架移动与卡盘卡紧放松普通车床结构示意图--进给箱--主轴变速箱--溜板与刀架1--进给箱2挂轮箱3--主轴变速箱4--溜板与刀架--溜板箱--尾架--丝杠--床身5--溜板箱6--尾架7--丝杠8-光杠9--床身机床电气传动的特点及控制要求机床主运动和进给运动由电动机M1集中传动，主轴运动的正反向（M1集中传动机床主运动和进给运动由电动机M1集中传动，主轴运动的正反向（满足螺纹加工要求）是靠两组摩擦片离合器完成。足螺纹加工要求）是靠两组摩擦片离合器完成。主轴制动采用液压制动器。主轴制动采用液压制动器。冷却泵由电动机M2拖动。M2拖动冷却泵由电动机M2拖动。刀架快速移动由单独的快速电动机M3拖动。M3拖动刀架快速移动由单独的快速电动机M3拖动。进给运动的纵向（左右）运动，横向（前后）运动，以及快速移动，进给运动的纵向（左右）运动，横向（前后）运动，以及快速移动，都集中由一个手柄操纵。都集中由一个手柄操纵。电动机型号：电动机型号：?主电动机M1：Y160M-4，1lkW，380V，23.0A，1460r/min；主电动机M1Y160MM1：kW，380V，23.0A，r/min；?冷却泵电动机M2：JCB-22，0.15kW，380V，0.43A，2790r/min；冷却泵电动机M2JCB-22，0.15kW，380V，0.43A，M2：r/min；?快速移动电动机M3：Y90S-4，1.1kW，380V，2.8A，1400r/min。快速移动电动机M3Y90S-1.1kW，380V，M3：A，r/min。电气控制电路设计主回路设计根据电气传动的要求，由接触器KM1KM2、KM3分别控制电动机M1、M2及KM1、分别控制电动机M1根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2及M3，如图所示。M3，如图所示。?三相电源由开关QS引入。三相电源由开关QS引入。QS引入?主电动机M1的过载保护由主电动机M1的过载保护由M1热继电器FR1实现。FR1实现热继电器FR1实现。?主电动机的短路保护可由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。熔断器充任。?冷却泵电动机M2的过载保冷却泵电动机M2 M2的过载保护由热继电器FR2实现。FR2实现护由热继电器FR2实现。?快速移动电动机M3由于是快速移动电动机M3M3由于是短时工作，不设过载保护。短时工作，不设过载保护。?电动机M2、M3共同设短电动机M2M3共同设短M2、路保护熔断器FU1FU1。路保护熔断器FU1。主电路和控制电路设计控制电路设计考虑到操作方便，主电动机M1M1可在床头操作板上和刀架拖板上分别设起考虑到操作方便，主电动机M1可在床头操作板上和刀架拖板上分别设起SB1、SB2、SB3、SB4进行操纵接触器KM1进行操纵。KM1与控制按钮动和停止按钮SB1、SB2、SB3、SB4进行操纵。接触器KM1与控制按钮组成带自锁的起停控制电路。组成带自锁的起停控制电路。冷却泵电动机M2SB5、SB6进行起停操作装在机床头部。M2由进行起停操作，冷却泵电动机M2由SB5、SB6进行起停操作，装在机床头部。快速移动电动机M3工作时间短，为了操作灵活由按钮SB7与接触器KM3M3工作时间短SB7与接触器KM3组成点动控电动机M3工作时间短，为了操作灵活由按钮SB7与接触器KM3组成点动控制电路。制电路。信号指示与照明电路可设电源指示灯HL2绿色），在电源开关QS接通后，立即发光显示，HL2（），在电源开关QS接通后可设电源指示灯HL2（绿色），在电源开关QS接通后，立即发光显示，表示机床电气电路已处于供电状态。设指示灯HL1红色）HL1（表示机床电气电路已处于供电状态。设指示灯HL1（红色）显示主电动机是否运行。这两个指示灯可由接触器KM1KM1的动合和动断两对辅助触点进行切换否运行。这两个指示灯可由接触器KM1的动合和动断两对辅助触点进行切换显示，如图右上方所示。显示，如图右上方所示。在操作板上设有交流电流表A它串联在电动机主回路中，在操作板上设有交流电流表A，它串联在电动机主回路中，用以指示机床的工作电流。床的工作电流。这样可根据电动机工作情况调整切削用量使电动机尽量满载运行，以提高生产率，并能提高电动机功率因数。EL照明灯为36V安全电照明灯为36V载运行，以提高生产率，并能提高电动机功率因数。EL照明灯为36V安全电压。 控制电路电源考虑安全可靠及满足照明指示灯的要求，的要求，采用变压器供电，压器供电，控制电路127V127V，电路127V，照明36V，36V，指示灯6.3V。6.3V。绘制电气原理图根据各局部电路之间互相关系和电气保护电路，电气保护电路，画成电气原理图，画成电气原理图，如图所示。如图所示。CW6163型卧式车床电气原理图CW6163型卧式车床电气原理图元器件表符号名称型号规格数量1l11121l3213312lM1M2M3QSKM1KM2、KM3、KR1KR2FU1FU2、FU3、TCSB3、SB4、SB6、、SB1、SB2、SB5、、SB7HL1、HL2、A主电动机冷却泵电动机快速移动电动机组合开关交流接触器交流中间继电器热继电器热继电器熔断器熔断器控制变压器控制按钮控制按钮控制按钮指示信号灯交流电流表Y160M-4JCB-22J02-21-4HZl0-25/13CJO-40JZ7-44JR0-40JRl0-10RLl-15RLl-15BK-100LA10LA10LA9ZSD-062T211kW380V1460r/min0.125kW380V2790r/min1.1kW380V1410r/min3极500V25A极40A线圈电压线圈电压127V5A线圈电压线圈电压127V额定电流25A整定电流整定电流19.9A额定电流热元件l号整定电流0.43A热元件号整定电流500V熔体熔体10A500V熔体熔体2A100VA380V/127-36-6.3V黑色红色6.3V绿色红色绿色1红色10～50A直接接入～【例3-5】磨床电气控制线路设计用途：以高速砂轮对工件进行磨削加工（用途：以高速砂轮对工件进行磨削加工（精密加工机床）工机床）特点：特点：可加工硬质材料②加工精度高，①可加工硬质材料②加工精度高，光洁度高分类：分类：平面磨、外园磨、内园磨、无心磨等。平面磨、外园磨、内园磨、无心磨等。M7120平面磨床本节讲述M7120平面磨床：本节讲述M7120平面磨床：结构特点，卧轴矩形工作台。结构特点，卧轴矩形工作台。一、主要机构及运动形式1-立柱 砂轮箱（磨头）2-滑座3-砂轮箱（磨头）床身。5-工作台6-床身。4-电磁吸盘1主要结构2运动形式砂轮的旋转运动—由砂轮电机M2驱动主运动：砂轮的旋转运动由砂轮电机M2驱动;砂轮的旋转运动由砂轮电机M2驱动;液压泵电机M1驱动，工作台往复运动—液压泵电机M1驱动，可平滑调速。液压泵电机M1驱动可平滑调速。进给运动：砂轮箱在立柱上垂直运动—砂轮升降电机M4驱动砂轮升降电机M4驱动;进给运动：砂轮箱在立柱上垂直运动砂轮升降电机M4驱动;3.冷却形式冷却泵M3冷却形式:M3供给冷却液3.冷却形式:冷却泵M3供给冷却液二、控制要求砂轮电机、液压泵电动机和冷却泵电动机均为单向运行。1）砂轮电机、液压泵电动机和冷却泵电动机均为单向运行。砂轮升降控制电动机要求有正、反转控制；2）砂轮升降控制电动机要求有正、反转控制；冷却泵电动机要求在砂轮电动机启动之后才能运行；3）冷却泵电动机要求在砂轮电动机启动之后才能运行；保护环节：短路、过载、零压和电磁吸盘欠压保护；4）保护环节：短路、过载、零压和电磁吸盘欠压保护；电磁吸盘应有去磁控制；5）电磁吸盘应有去磁控制；必要的指示信号及照明灯。6）必要的指示信号及照明灯。三、电器控制线路设计1.主电路主电路中共有4主电路:1.主电路:主电路中共有4台电动机，M1是液压泵电动机是液压泵电动机，M1是液压泵电动机，实现工作台的往复运动；往复运动；M2是砂轮电动机是砂轮电动机，M2是砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削加工工件；完成磨削加工工件；M3是冷却泵电动机是冷却泵电动机。M3是冷却泵电动机。它们只要求单向旋转，分别用接触器KMlKM2控KMl、向旋转，分别用接触器KMl、KM2控冷却泵电机M3M3只有在砂轮电机制。冷却泵电机M3只有在砂轮电机M2运转后才能运转运转后才能运转。M2运转后才能运转。M4是砂轮升降电动机是砂轮升降电动机，M4是砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置。程中调整砂轮与工件之间的位置。 M1、M2、M3是长期工作的是长期工作的，M1、M2、M3是长期工作的，所以都装有过载保护。M4为短期工作为短期工作，装有过载保护。M4为短期工作，不设过载保护。设过载保护。四台电动机共用一组熔断器FU1作短路保护。FU1作短路保护熔断器FU1作短路保护。主电路2．控制电路(1)液压泵电动机M1的控制(1)液压泵电动机M1的控制液压泵电动机M1合上总开关QS1QS1后整流变压器TC→桥式整流器VC得到直流电压桥式整流器VC得到直流电压→合上总开关QS1后→整流变压器TC→桥式整流器VC得到直流电压→使电压继电KV得电动作其动合触点(7得电动作→(7区闭合→为起动电机做准备。KV不能可靠动作不能可靠动作，器KV得电动作→其动合触点(7区)闭合→为起动电机做准备。若KV不能可靠动作，各电机均无法运行。只有具备可靠的直流电压后(吸盘的吸力将工件吸牢)各电机均无法运行。只有具备可靠的直流电压后(吸盘的吸力将工件吸牢)才允许起动砂轮和液压系统，以保证安全。KV吸合后吸合后→起动砂轮和液压系统，以保证安全。当KV吸合后→起动:按下按钮SB3，接触器KM1通电吸合并自锁，液压泵电动机M1起动运转，H12灯起动:按下按钮SB3，接触器KM1通电吸合并自锁，液压泵电动机M1起动运转，H12灯SB3KM1通电吸合并自锁M1起动运转亮。停止:按下按钮SB2接触器KM1线圈断电释放，电动机M1断电停转。SB2，KM1线圈断电释放M1断电停转停止:按下按钮SB2，接触器KM1线圈断电释放，电动机M1断电停转。M7120平面磨床电器控制线路M7120平面磨床电器控制线路(2)砂轮电动机M2及冷却泵电动机M3的控制(2)砂轮电动机M2及冷却泵电动机M3的控制(联动控制)砂轮电动机M2及冷却泵电动机M3起动:按下按钮SB5，接触器KM2线圈得电动作，砂轮电动机M2起动运转。由于冷却起动:按下按钮SB5接触器KM2线圈得电动作砂轮电动机M2起动运转SB5，KM2线圈得电动M2起动运转。泵电动机M3通过接插器X1M2联动控制M3通过接插器X1与联动控制，M3与M2同时起动运转。同时起动运转 泵电动机M3通过接插器X1与M2联动控制，使M3与M2同时起动运转。当不需要冷却可将插头拉出。时，可将插头拉出。停止:按下按钮SB4时接触器KM2线圈断电释放M2与M3同时断电停转SB4时接触器线圈断电释放，同时断电停转。停止:按下按钮SB4时接触器KM2线圈断电释放，M2与M3同时断电停转。两台电动FR2和的动断触点都串联在KM2电路中机的热继电器FR2FR3的动断触点都串联在KM2电路中，只要有一台电动机过载，机的热继电器FR2和FR3的动断触点都串联在KM2电路中，只要有一台电动机过载，就使KM2失电。因冷却液循环使用，常混有污垢杂质，很容易引起电动机M3过载，就使KM2失电。因冷却液循环使用，常混有污垢杂质，很容易引起电动机M3过载，失电过载故用热继电器FR3进行过载保护进行过载保护。故用热继电器FR3进行过载保护。M7120平面磨床电器控制线路M7120平面磨床电器控制线路3)砂轮升降电动机M4的控制(3)砂轮升降电动机M4的控制(点动控制)砂轮升降电动机M4的控制SB6(11区接触器KM3线圈得电吸合电动机M4起动正线圈得电吸合，当按下点动按钮SB6(11区)时，接触器KM3线圈得电吸合，电动机M4起动正线圈断电释放，转，砂轮上升。达到所需位置时，松开SB6，KM3线圈断电释放，电动机M4砂轮上升。达到所需位置时，松开SB6，KM3线圈断电释放电动机M4停转,砂轮停止上升。停转,砂轮停止上升。SB7(12区时，接触器接触器KM4线圈得电吸合线圈得电吸合，M4起动反当按下点动按钮SB7(12区)时，接触器KM4线圈得电吸合，电动机M4起动反砂轮下降，达到所需位置时，松开SB7，KM4线圈断电释放电动机M4线圈断电释放，转，砂轮下降，达到所需位置时，松开SB7，KM4线圈断电释放，电动机M4停转,砂轮停止下降。停转,砂轮停止下降。为了防止电动机M4的正反转线路同时接通，的正、为了防止电动机M4的正、反转线路同时接通，在对方线路中串入接触器KM4和KM3的动断触点进行联锁控制.联锁控制.M7120平面磨床电器控制线路M7120平面磨床电器控制线路3.电磁吸盘控制电路3.电磁吸盘控制电路(1)电磁吸盘结构(1)电磁吸盘结构 电磁吸盘是利用通电导体在铁心中产生的磁场吸牢铁磁材料的电磁吸盘是利用通电导体在铁心中产生的磁场吸牢铁磁材料的磁场吸牢工件，因而电磁吸盘在平面磨床上使用十分广工件因而电磁吸盘在平面磨床上使用十分广泛。钢制盖板用隔磁层隔离成若干小块。钢制盖板用隔磁层隔离成若干小块。隔磁层隔离成若干小块当线圈通入直流电流后,当线圈通入直流电流后,吸盘的芯体被磁化产生磁场，磁力线经由盖板、工件、化产生磁场，磁力线经由盖板、工件、盖吸盘体、芯体而闭合，板、吸盘体、芯体而闭合，将工件牢牢吸盖板中的隔磁层由铅住。盖板中的隔磁层由铅、铜等非磁性材料制成，料制成，其作用是使磁力线都通过工件再回到吸盘体，不直接通过盖板闭合，回到吸盘体，不直接通过盖板闭合，以增强对工件的吸持力。强对工件的吸持力。电磁吸盘1-钢制吸盘体2-线圈3-钢制盖板4-隔磁层5-工件(2)电磁吸盘的控制电路(2)电磁吸盘的控制电路整流装置由变压器和单相桥式全波整流器VC组成，提供110V直流电压。整流装置由变压器TC和单相桥式全波整流器组成，提供直流电压。由变压器和单相桥式全波整流器组成直流电压控制装置由按钮由按钮SB8、SB9、SBl0和接触器和接触器KM5、KM6等组成。等组成。控制装置由按钮、、和接触器、等组成充磁过程如下按下SB8→KM5线圈得电其主触点、21区)闭合电磁吸盘如下：线圈得电→其主触点闭合→电磁吸盘充磁过程如下：按下线圈得电其主触点(18、区闭合电磁吸盘YH线圈得电→工作台充磁吸住工件同时其自锁触点闭合，联锁触点断开。工作台充磁吸住工件。线圈得电工作台充磁吸住工件。同时其自锁触点闭合，联锁触点断开。磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按SB9切断电磁吸盘的直流电源，由于切断电磁吸盘的直流电源，磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按切断电磁吸盘的直流电源吸盘和工件都会有剩磁，所以需对吸盘和工件进行去磁吸盘和工件都会有剩磁，M7120平面磨床电器控制线路M7120平面磨床电器控制线路去磁过程如下：按下线圈得电吸合→KM6的两副主触点、21的两副主触点(18、去磁过程如下：按下SBl0→KM6线圈得电吸合如下 线圈得电吸合的两副主触点闭合，反向直流电流，使工作台和工件去磁区)闭合，电磁吸盘通入反向直流电流使工作台和工件去磁。为防止去磁时闭合电磁吸盘通入反向直流电流使工作台和工件去磁。间过长而使工作台反向磁化，再次吸住工件，故接触器KM6采用点动控制。采用点动控制。间过长而使工作台反向磁化，再次吸住工件，故接触器采用点动控制保护装置由放电电阻由放电电阻R电容C以及零压继电器KA组成。、组成放电回路，零压继电器KA组成保护装置由放电电阻R和电容C以及零压继电器KA组成。R、C组成放电回路，吸收电磁吸盘YH线圈断电时产生的自感电动势。零压继电器线圈断电时产生的自感电动势。吸收电磁吸盘线圈断电时产生的自感电动势零压继电器KV保证了当电保证了当电源电压不足而使磁吸盘吸不牢工件时，液压泵电动机M1和砂轮电动机和砂轮电动机M2停源电压不足而使磁吸盘吸不牢工件时，液压泵电动机和砂轮电动机停以免导致工件被砂轮打出的事故。转，以免导致工件被砂轮打出的事故。M7120平面磨床电器控制线路M7120平面磨床电器控制线路4.照明与信号灯电路4.照明与信号灯电路(见图中的23-29区),照明--24V,信号灯--6V见图中的23-29区照明-信号灯--6VHL1亮，电源正常；不亮则表示电源有故障。电源正常不亮则表示电源有故障。正常；HL2亮，液压泵电动机M1运转，工作台正在往复运动；不亮则M1停转。液压泵电动机M1运转工作台正在往复运动；不亮则M1停运转，HL3亮，冷却泵电动机M3及砂轮电动机M2运转；不亮则表示M3停转。冷却泵电动机M3及砂轮电动机运转不亮则表示停及砂轮电动机M2运转；则表示M3HL4亮，砂轮升降电动机M4工作；不亮则表示M4停转。砂轮升降电动机M4工作不亮则表示停工作；则表示M4HL5亮，电磁吸盘YH工作；不亮则表示电磁吸盘未工作。电磁吸盘YH工作不亮则表示电磁吸盘未工作工作；则表示电磁吸盘未工作。M7120平面磨床电器控制线路M7120平面磨床电器控制线路车床1车床1车床2车床2 磨床控制面板图简单电气控制系统电气控制系统举例电气箱及控制面板本章小结电气控制线路设计的主要内容是选择电气传动方案，电气控制线路设计的主要内容是选择电气传动方案，拟定自动控制原理，设计电气控制系统，绘制电气原理图和接线图。制原理，设计电气控制系统，绘制电气原理图和接线图。电气控制系统应充分满足生产工艺所提出的要求，电气控制系统应充分满足生产工艺所提出的要求，这是电气控制线路设计的基本出发点，同时应力求可靠、安全、简单、经济。线路设计的基本出发点，同时应力求可靠、安全、简单、经济。电气控制线路的设计方法有两种，即经验设计法和逻辑设计法。电气控制线路的设计方法有两种，即经验设计法和逻辑设计法。前者是根据经验，后者则依据于逻辑代数。前者是根据经验，后者则依据于逻辑代数。目前常用的方法是根据经验设计，然后用逻辑代数进行控制线路的简化。据经验设计，然后用逻辑代数进行控制线路的简化。经验设计法是将电气控制系统分为主电路和控制电路顺序设计。经验设计法是将电气控制系统分为主电路和控制电路顺序设计。设计控制电路时，可根据控制对象和作用划分几个基本控制环节，设计控制电路时，可根据控制对象和作用划分几个基本控制环节，并参照典型线路逐一进行设计，再根据联锁条件加以综合，并参照典型线路逐一进行设计，再根据联锁条件加以综合，最后考虑电源、信号指示等，以完善线路设计。考虑电源、信号指示等，以完善线路设计。习题?P109：：?3-13-23-3上篇结束谢谢！谢谢！1