机床基本控制线路docWord文档格式.docx

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直流电源的“+”端画在上边，“-”端画在下边。

电源开关要水平画出。

（2）主电路是指受控的动力装置及控制、保护电器的支路等，它由主熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。

主电路通过的电流是电动机的工作电流，电流较大。

主电路图要画在电路图的左侧并垂直于电源电路。

（3）辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路、显示主电路工作状态的指示电路、提供机床设备局部照明的照明电路等。

它由指令电器的触头、接触器的线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、指示灯和照明灯等组成。

辅助电路通过的电流都较小，一般不超过5A。

画辅助电路图时，辅助电路要跨接在两相电源线之间，一般按照控制电路、指示电路和照明电路的顺序依次垂直画在主电路图的右侧，且电路中与下边电源线相连的耗能元件（如接触器和继电器的线圈、指示灯、照明灯等）要画在电路图的下方，而电器的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。

为读图方便，一般应按照自左至右、自上而下的排列来表示操作顺序。

（4）电气控制原理图中，各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。

分析原理时，应从触头的常态位置出发。

（5）电气控制原理图中，不画各电器元件实际的外形图，而采用国家统一规定的电器图形符号画出。

（6）电气控制原理图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是按其在线路中所起的作用分画在不同的电路中，但它们的动作却是相互关联的，因此，必须标注相同的文字符号。

若图中相同的电器较多，则需要在电气符号后面加注不同的数字以示区别，如KM1、KM2等。

（7）画电气控制原理图时，应尽可能减少线条和线条交叉。

对有直接电联系的交叉导线，连接点要用小黑圆点表示；

无直接电联系的交叉导线则不画小黑圆点。

（8）电气控制原理图采用电路编号法，即对电路中各个接点用字母或数字编号。

编号是应注意一下两点：

1主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。

然后从上到下、从左至右的顺序，每经过一个电器元件后，编号要递增，如U12、V12、W12，U13、V13、W13，…单台三相交流电动机（或设备）的三根引出线按按相序依次编号为U、V、W。

对于多台电动机引出线的编号，为了不致引起误解和混淆，可在字母前用不同的数字加以区别，如1U、1V、1W、2U、2V、2W，…。

2辅助电路编号按“等电位”原则从上至下、从左至右的顺序用数字依次编号，没经过一个电器元件后，编号要一次递增。

控制电路编号的起始数字必须是1，其他辅助电路编号的起始数字依次递增100，如照明电路编号从101开始，指示电路编号从201开始等。

2）图面区域的划分

电气原理图下方一般用方框加上1、2、3等数字给图区编号，这样既可以方便检索电气线路，也可以方便阅读分析，另外还可以避免遗漏。

原理图上的上方应注明对应区域中元件或电路的功能，如“电源开关及保护”等，这样可使读者能清楚地知道某个元件或某部分的功能，以便于理解整个电路的工作原理。

3）符号位置的索引

符号位置的索引采用图好、页次和图区编号的组合索引法，索引带好的组成如下：

当某图仅有一页图样时，只写图号和图区的行、列号，在只有一个图好、多样图样时，图号可省略，而元件的相关触点只出现在一张图样上时，只标出图区号（无行号时，只写列号）。

电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系应用附图表示，即在原理图中相应线圈的下方给出触点的图形符号，并在其下面注明相应触点图形符号的表示方法。

对于接触器KM，附图中各栏的含义如下：

对于继电器KT或KA，附图中各栏的含义如下（有时接触器也类似采用）：

2.接线图绘制、识读原则

接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电器动作原理，主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理。

绘制、识读接线图应遵循以下原则：

（1）接线图中一般示出如下内容：

电气设备和电器元件的相对位置、文字符号、端子符号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线胶合等。

（2）所有的电气设备和电器元件都按其所在的实际位置绘制在图纸上，且同一电器的各元件根据其实际结构，使用和电路图相同的图形符号在一起，并用点画线框上，其文字符号及接线端子的编号应与电路图中的标识一致，一边对照检查接线。

（3）接线图中的导线有单根导线、导线组（或扎线）、电缆等之分，可用连续线和中断线来表示。

凡导线走向相同的可以合并，用线束来表示，达到接线端子板或电器元件的连接点时再分别画出。

在用线束来表示导线组、电缆等时可用加粗的线条表示，再不引起误解的情况下也可采用部分加粗。

另外，导线及管子的型号、根数和规格应标注清楚。

3.布置图绘制、识读原则

布置图是根据电器元件在控制板上的实际安装位置，采用简化的外形外形符号（如正方形、矩形、圆形等）而绘制的一种简图。

它不表达各电器的具体结构、作用、接线情况以及工作原理，主要用于电器元件的布置和安装。

图中各电器的文字符号必须与电路和接线图的标注一致。

在实际中，电路图、接线图和布置图要结合起来用。

2．2三相笼形异步电动机的全压启动控制电路

三相异步电动机全压器动是指启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压，也称直接启动。

直接启动的全优点是电气设备少、线路简单、维修量小。

2．2．1单向点动、连续运行控制线路

对于小容量笼形异步电动机或变压器容量允许的情况下，笼形异步电动机可采用全压直接启动。

1．单向点动控制

电动机的单向点动控制线路如图2-1所示。

画图

当电动机需要单向点动控制时，先合上电源开关QS，然后按下启动按钮SB，接触器KM线圈获电吸合，KM动合主触头闭合，电动机M启动运转。

当松开按钮SB时，接触器KM线圈断电释放，KM动合主触头断开，电动机M断电停转。

2．单向连续运行控制电路

电动机的单向连续运行控制电路如图2-2所示。

合上电源开关QS后，按下启动按钮SB2并，接触器KM线圈获电吸合，KM三个主触头闭合，电动机M火电启动，同时又使与SB2并联的一个动合触头闭合，这个触头叫自锁触头；

松开SB2，控制电路通过KM自锁触头使线圈仍保持获电吸合，这个触头叫自锁触头；

松开SB2，控制线路通过KM自锁触头使线圈仍保持获电吸合。

如需电动机停转，只需按一下停止按钮SB1，则接触器KM线圈断电释放，KM三副主触头断开，电动机M断电停转，同时KM自锁触头也断开，所以松开SB1后，接触器KM线圈不再获电，需重新启动。

2．2．2正、反转控制线路

生产机械往往要求运动部件可以向正、反两个方向运行，这就要求电动机可以正、反转控制。

将接至电动机三相电源进线中任意两相对调接线，即可达到反转的目的。

常用的电动机正、反控制线路有以下几种。

1．接触器连联正、反转控制线路

接触器联锁正、反转控制线路如图2-3所示。

画图

图中采用两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2。

当接触器KM1的三对主触头接通时，三相电源的相序按L1、L2、L3接入电动机。

而当KM2的三个主触头接通时，三相电源的相序按L3、L2、L1接入电动机，电动机即反转。

线路要求接触器KM1和KM2线圈各支路中相互串联一个动断辅助触头就会一起闭合，将造成L1和L3两相电源短路，为此在KM1和KM2线圈各支路中相互串联一个动断辅助触头，以保证接触器KM1和KM2的线圈不会同时通电。

KM1和KM2这两个动断辅助触头在线路中所起的作用称为联锁作用，这两个动断触头就叫联锁触头。

正转控制时，按下SB2，接触器KM1线圈获电吸合KM1主触头闭合，电动机M启动正转，同时KM1的自锁触头闭合，联锁触头断开。

反转控制时，必须先按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，KM1触头复位，电动机M断电；

然后按下反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电吸合，KM2主触头闭合，电动机M启动反转，同时KM2自锁触头闭合，联锁触头断开。

这种电路的缺点是操作不方便，应为要改变电动机的转向，必须先按停止按钮SB1，再按反按钮SB3才能使电动机反转。

2．按钮联锁的正、反转控制线路

按钮联锁的正、反转控制线路如图2-4所示。

画图

按钮联锁的正、反转控制线路的控制原理与接触器连锁的正、反转控制线路基本相似，但由于采用了复合按钮，当按下反转按钮SB3时，使接在正转控制线路中的SB3动断触头先断开，正转接触器KM1线圈断电，KM1主触头断开，电动机M断电；

接着按钮SB3的动合触头闭合，使反转接触器KM2线圈获电，KM2主触头闭合，电动机M反转启动。

这样既保证了正、反转接触器KM1和KM2断电，又可不按停止按钮SB1而直接按反转按钮SB3进行反转启动。

由反转运行转换正转运行的情况，也只需直接按正传按钮SB2即可。

这种线路的优点是操作方便，缺点是易产生短路故障。

如正传接触器KM1主触头发生熔焊故障而分断不分开时，若按反转按钮SB3进行换向，则会产生短路故障。

3．按钮、接触器复合联锁的正、反转控制线路

按钮、接触器复合联锁的正、反转控制线路如图2-5所示。

这个线路是把上述两个线路的优点结合起来，可不按停止按钮而接按反转按钮进行反向启动，当正转接触器发生熔焊故障时又会发生相间短路故障。

2．2．3多点控制线路

在一些大型生产机械和设备上，要求操作人员在不同方位能进行操作与控制，即实现多地控制。

多地控制是用多组启动按钮、停止按钮来进行的。

电动机两地启动和两地停止控制线路如图2-6所示。

电动机若要两地启动，可按按钮SB3或SB4；

若要两地停止，可按按钮SB1或SB2。

2．2．4顺序控制线路

再生产实际中，有些设备往往要求其上的多台电动机按一定顺序实现其启动和停止，如磨床上的电动机就要求先启动液压泵电动机，再起动主轴电动机。

顺序启停控制电路常见的有顺序启动、同时停止控制电路和顺序启动、顺序停止控制线路。

两台电动机顺序控制线路如图2-7所示。

图中左方为两台电动机顺序控制主电路，右方为两种不同控制要求的控制电路，其中图2-7（a）为按顺序启动线路图，合上主线路与控制线路电源开关，按下启动按钮SB2，KM1线圈通电并自锁，电动机M1启动旋转，同时串在KM2控制线路中的KM1常开辅助触头也闭合，此时再按下按钮SB4，KM2线圈通电并自锁，电动机M2启动旋转。

如果先按下SB4按钮，则因KM1常开辅助触头断开，电动机M2不可能先启动，这样便达到了按顺序启动M1、M2的目的。

生产机械除要求按顺序启动外，有时还要求按一定顺序停止，如传动带运输机，前面的第一台运输机先启动，在启动后面的第二台；

停车时应先停第二台；

再停第一台，这样才不会造成物料在皮带上的堆积和滞留。

图2-7（b）为按顺序启动与停止的控制线路，为此在图2-7（a）的基础上，将接触器KM2的常开辅助触头并接在停止按钮SB1的两端，这样，即使先按下SB1，由于KM2线圈仍通电，电动机M1也不会停转，只有按下SB3，电动机M2先停后，再按下SB1才能使M1停转，达到先停M2，后停M1的要求。

在许多顺序控制中，要求有一定的时间间隔，此时往往用时间继电器来实现。

时间继电器控制的顺序启动线路如图2-8所示。

接通主电路与控制电路电源，按下启动按钮SB2，KM1、KT同时通电并自锁，电动机M1启动运转，当通电延时型时间继电器KT延时时间到时，其延时闭合的常开触头闭合，接通KM2线圈电路并自锁，电动机M2启动旋转，同时KM2常闭辅助触头断开将时间继电器KT线圈电路切断，KT不再工作。

2．2．5自动循环控制线路

利用生产机械运动的行程来控制其自动往返的方法叫自动循环控制，它是通过为置开关来实现的。

其控制线路如图2-9所示。

合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触头闭合，电动机M正转启动，工作台向左移动；

当工作台移动到一定位置时，档铁1碰撞位置开关SQ1，使SQ1动断触头断开，接触器KM2线圈获电吸合，使电动机M反转，拖动工作台向右移动，此时位置开关SQ1虽复位，但接触器KM2的自锁触头已闭合，故电动机M继续拖动工作台向右移动；

当工作台向右移动到一定位置时，档铁2碰撞位置开关SB2，SQ2的动断触头断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机M断电，同时SQ2的动合触头闭合，接触器KM1线圈又或电动作，电动机M又正转，拖动工作台向左移动。

如此周而复始，工作台在预定的距离内自动往复运动。

图中位置开关SQ3和SQ4安装在工作台往复运动的极限位置上，以防止位置开关SQ1和SQ2失灵，工作台继续运动而造成事故。

2．3三相笼型异步电动机降压启动控制线路

由于大量容量笼型异步电动机的启动电流很大，会引起电网电压降低，使电动机转矩减小，甚至启动困难，而且还要影响统一供电网络中其他设备的正常工作，因此启动电流应限制在一定的范围内，不允许直接启动。

电动机可否直接启动，应根据启动次数、电网容量和电动机的容量来决定。

一般规定是：

启动时供电母线上的电压降落不得超过额定电压的10﹪～15﹪；

启动时变压器的短时过载不超过最大允许置，即电动机的最大容量不超过变压器容量的20﹪～30﹪。

由于机床电动机一般都为空载启动，所以常采用降低电动机定子绕组电压的方式来减少启动电流。

常用的定子绕组串电阻、Y-△降压、自耦变压器降压及软启动器的使用。

2．3．1定子绕组串电阻降压启动控制线路

用时间继电器控制串电阻降压启动的控制线路图如图2-10所示。

当按下启动按钮SB2后，接触器KM1线圈获电吸合，KM1主触头闭合，电动机M串电阻R降压启动；

与此同时，时间继电器KT线圈获电吸合，启动电阻R被短接，电动机全压运行，同时KM2的动断触头断开，时间继电器KT线圈断电释放。

启动电阻一般采用ZX1、ZX2系列铸铁电阻。

铸铁电阻功率大，能够通过较大电流，三相所串的电阻值相等。

启动电阻Rst可通过以下近似公式计算：

Rst=190×

Ist-Ist′/Ist·

Ist′

Ist—未串电阻前的启动电流（A）,一般Ist=（4～7）IN；

Ist′—串电阻后的启动电流（A），一般Ist′=（2～3）IN；

IN—电动机的额定电流（A）。

启动电阻的功率P=﹙1/4～1/3﹚Ist′2Rst

若启动电阻仅在电动机的两相定子绕组中串联，则选用的启动电阻应为上述计算值的1.5倍。

2．3．2星形-三角形降压启动控制线路

星形-三角形（Y-△）降压启动适用于正常工作时定子绕组作三角形连接的电动机。

由于某方法简便且经济，因此使用较普遍，但启动转矩只有全压启动的1/3，故只适用于空载或轻载启动。

Y-△启动器有QX3-13、QX3-30、QX3-55、QX3-125型等。

QX3后面的数字是指额定电压为380V时，启动器可控制电动机的最大功率值（以KW计量）。

QX3-13型Y-△自动启动器的控制线路如图2-11所示。

合上电源开关QS后，按下启动按钮SB2，接触器KM1和KM2线圈同时获电吸合，KM1和KM2主触头闭合，电动机Y形连接降压启动，与此同时，时间继电器KT的线圈同时获电，KT动断触头延时断开，KM2线圈断电释放，KT动合触头延时闭合，KM3线圈获电吸合，电动机定子绕组由Y型连接自动换接成△型连接，时间继电器KT的触头延时动作时间有电动机的容量及启动时间的快慢等决定。

2．3．3自耦变压器降压启动控制电路

1．手动控制

常用的QJ3型手动控制补偿器如图2-12所示。

这种补偿器的内部构造主要包括自耦变压器、保护装置、触点系统和手柄操作机构等部分。

自耦变压器的抽头电压有两种，分别是电源电压的65﹪和80﹪（出厂时一般接在65﹪），可根据电动机启动时负载的大小选择不同的启动电压。

线圈是按短时通电设计的，只能连续带负载启动两次。

保护装置有过载保护和欠电压保护两种。

过载保护采用热继电器FR；

欠电压保护采用失电压脱扣器KV，它由线圈、贴心和衔铁组成。

电源电压正常时，线圈获电是铁心吸住衔铁，当电源电压低到额定电压的85﹪以下或热继电器FR的动断触头断开时，失电压脱扣器的衔铁释放，电动机断电停转。

触头系统包括两排静触头和一排动触头，全部装在补偿器的下部，浸在绝缘油内，绝缘油必须保持清洁，防止水分和杂物的掺入，以保证有良好的绝缘性能。

当手柄推到“启动”位置时，动触头与上面一排启动静触头接触，电源通过三条软金属带、动触头、启动静触头、自耦变压器接至电动机，使电动机降压启动。

当电动机转速上升，到一定值时，将手柄向后迅速扳到“运行”位置，此时动触头与下面一排运行静触头接触，电源通过三条软金属带、动触头、运行静触头、热继电器热元件至电动机，使电动机在额定电压下全压运行。

如要停止，只要按下按钮SB，失压脱扣器KV线圈断电，衔铁释放发，通过机械机构示补偿器手柄回到“停止”位置，使电动机停转。

如误将手柄直接推向“运行”位置，机械联锁装置就会挡住手柄，防止误操作

2．时间继电器自动控制线路

时间继电器自动控制串自耦变压器降压启动控制线路如图2-13所示。

当按下启动按钮SB2时，接触器KM1和KM2的线圈先后获电吸合，电动机串自耦变压器降压启动，时间继电器KT线圈与KM2线圈同时获电吸合，KT动断触头延时断开，KM1线圈断电释放，KT动合触头延时闭合，KM3获电吸合，电动机脱离自耦变压器进入全压运行。

串接在按钮SB2和节触器KM2的自锁触头之间的KM1动合触头的作用是：

当接触器KM1线圈断路时，按下SB2按钮，KM3线圈不会获电，即电动机不会全压启动。

2．3．4软启动器及其使用

在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动器装置，它采用电子启动方法。

其主要特点是具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调节，另外还具有电动机过载保护等功能。

软启动器是一种新型的节能产品，它与国内目前仍大量使用的传统的继电控制方式的磁控式、自耦式及星/三角转换等降压启动器相比，具有十分显著地优点，并且是这些传统的降压启动器的理想换代产品。

1．软启动器的工作原理

图2-14所示为软启动器内部原理示意图。

软启动器主要由三相交流调压电路和控制电路构成。

其基本原理是利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通角，改变其输出电压，达到通过调试方式来控制启动电流和启动转矩的目的。

控制电路按预定的不同启动方式，通过检测主电路的反馈电流，控制其输出电压，可以实现不同的启动特性。

最终软启动器输出全压，电动机全压运行。

由于软启动器为电子调压并对电流进行检测，因此还具有对电动机和软启动器本身的热保护、限制转矩和电流冲击，以及对三相电源不平衡、缺相、断相等的保护功能，可时检测并显示如电流、电压、功率因数等参数。

2．三相异步电动机用软启动器启动

对三相异步电动机用软启动器控制，我们结合一个具体的例子来进行介绍。

图2-15所示为三相异步电动机单向运行、软启动、软停车或自由停车控制电路。

图中虚线框所示为TE公司生产的Altistart46型软启动器，其中C和400为软启动器控制电源进线端子；

L1、L2、L3为软启动器主电源进线端子；

T1、T2、T3为连接电动机的出线端子；

A1、A2，B1、B2，C1、C2端子由软启动器三相晶闸管两端分别直接引出。

当相对应端子短接时（相当于图2-15中KM2主触点闭合），将软启动器内部晶闸管短接，但此时软启动器内部的电流检测环节扔起作用，此时软启动器对电动机保护功能仍起作用。

PL是软启动器为外部逻辑输入提供的+24V电源；

L+为软启动器输出部分的外接输入电源，在图中直接由PL提供。

STOP、RUN分别为软停车和软启动控制信号，软启动器接线方式分为：

三线制控制、二线制控制和通信远程控制。

三线制控制，要求输入信号为脉冲输入型；

二线制控制，要求输入信号为电平输入型；

通信远程控制时，应将图2-15中的PL端子与STOP端子短接，启/停要使用通信口远程控制。

图2-15所示接线方式为三线制方式接线。

KA1和KA2为输出继电器。

KA1为可编程输出继电器，可设置成故障继电器或隔离继电器。

若KA1设置为故障继电器，则当软启动器控制电源上电时，KA1闭合；

当软启动器发生故障时，KA1断开。

若KA1设置为隔离继电器，则当软启动器接收到启动信号时，KA1闭合；

当软启动器停车结束时或软启动器在自由停车模式下接受到停车信号时，或在运行过程中出现故障时，KA1断开。

KA2为启动结束继电器，当软启动器完成启动过程后，KA2闭合；

当软启动器接收到停车信号或出现故障时，KA2断开。

图2-15中的KA1设置为隔离继电器，此软启动器接有进线接触器KM1.当开关QS合上，按下启动按钮SB2，则KA1触点闭合，KA1线圈得电，使其主触点闭合，主电源加入软启动器。

电动机按设定的启动方式启动，当启动完成后，内部继电器KA2常开触点闭合，KM2接触器线圈得电，主触点闭合，电动机转由旁路接触器KM2触点供电，同时将软启动器内部的功率晶闸管短接，电动机通过接触器由电网直接供电。

但此时过载、过流等保护仍起作用，KA1相单于保护继电器的触点。

若发生过载、过流，则切断接触器KM1电源，软启动器进线电源切除；

因此电动机不需要额外增加过载保护电路。

正常