机床电气控制复习资料.docx

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机床电气控制复习资料

数控机床电气控制复习题

一．填空题

1.热继电器一般用于保护。

接触器除通断电路外，还具有保护作用。

2.三相鼠笼式异步电动机Y-△降压启动时启动电流是直接启动电流的倍，此方法只能用于定子绕组采用接法的电动机。

3.交流接触器铁心上短路环的作用是：

。

7.要实现电动机的多地控制，应把所有的启动按钮连接，所有的停机按钮连接。

8.机床电气控制中，启动按钮一般是色，停止按钮一般是色。

15．机床电气控制中，常用和作为行程控制元件。

二．简答题

1．电动机常用的保护环节有那些？

各采用什么器件来实现？

2.举例说明“互锁”、“自锁”的作用

3.什么叫反接制动？

反接制动有什么需要注意的地方？

14．电动机继电器控制电路中，电动机的长动与短动有何区别。

15.什么叫降压起动？

常用的降压起动方法有哪几种？

16．写出下列继电器的图形符号和文字符号：

（１）熔断器（２）组合开关（３）按钮开关（４）自动空气开关（５）交流接触器

（６）热继电器（７）时间继电器（８）速度继电器

17．自动空气开关有哪些脱扣装置？

各起什么作用？

18．热继电器工作原理。

19、为什么要对拖动电机进行过载保护？

一般用什么元件？

22分析下图的功能及其工作过程。

23、某控制装置电路如下：

1）、请指出图中各按钮和接触器的作用。

2）、试分析电路的工作过程。

13．下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑液压泵电动起停用接触器（主回路未画出）。

线路可使润滑规律间歇工作。

试分析其工作原理，并说明中间继电器K和按钮SB的作用。

四．设计题

1．设计可从两地对一台电动机实现连续运行、点动控制和停止的主电路和控制电路。

2.试画出某机床主电动机控制线路图。

要求：

⑴可正反转；⑵可正向点动；⑶两处起停。

3．某机床主轴和润滑油泵各由一台电动机带动。

今要求主轴必须在油泵开动后才能开动，主轴能正反转，并能单独停车，有短路、过载保护。

试绘出电气原理控制图（包括主电路与控制电路）。

4.要求三台电动机M1、M2、M3按下列顺序起动：

M1起动后，M2才能起动；

M2起动后，M3才能起动。

停止时按逆序停止，试画出控制线路。

5.根据下列要求画出三相笼型异步电动机的控制线路。

（1）能正反转；

（2）采用能耗制动；

（3）有短路、过载、失压和欠压等保护。

6.一台△—YY接法的双速电动机，按下列要求设计控制线路，

（1）能低速或高速运行；

（2）高速运行时，先低速起动；

（3）能低速点动；

（4）具有必要的保护环节。

7．在机械系统中，有M1、M2两台电动机。

控制要求为：

起动时，电动机M1先起动，等待10秒钟后电动机M2后起动；停止时电动机M1先停止，20秒钟后电动机M2停止。

一、单项选择题

1、（）即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。

A.进给控制B.辅助控制C.主轴控制

3、（）是一种用来频繁地接或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。

A.自动空气开关B.接触器C.电流断电器

4、电流断电器与电压断电器在结构上的区别主要是（）不同。

电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。

电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。

A.线圈B.衔铁C.触点

5、控制系统不是直接测量工作台位移量，而是通过检测丝杠转角间接地测量工作台位移量，然后反馈给数控装置，这种伺服系统称为（）。

A.开环伺服系统B.半闭环伺服系统C.闭环伺服系统

7、（）是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的机电执行元件。

A.交流电动机B.直流电动机C.步进电动机

9、热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的（）保护。

A.过压B.过载C.过流

10、由于（）存在着一些固有的缺点（比如，有电刷，限制了转速的提高，而且结构复杂，价格贵），使其应用范围受到限制。

A.直流伺服电动机B.交流伺服电动机C.步进电动机

11、（）又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置。

A.开环控制B.主轴定向控制C.辅助控制

12、位置检测装置能检测的最小位置变化量你作分辨率。

位置检测装置的分辨率应当（）机床加工精度。

A.高于B.低于.C.等于

13、（）一般要在两点间移动的同时进行加工，所以不仅要求有准确的定位功能，还要求从一点到另一点之间按规律运动，而且对运动的速度也要进行控制。

A.直线控制的数控机床B。

轮廓控制的数控机床C.点位控制的数控机床

14、采用安装在电机或丝杠轴端的回转检测元件测量机床直线位移的检测方法叫做（）

A.绝对测量B.直接测量C.间接测量

15、按照电动机学原理，当（）的定子三相绕组接通三相交流电源时，就会产生旋转磁场。

A.交流电动机B.直流电动机C.步进电动机

二、填空题（将正确答案填在横线上）

1．数控机床电器控制系统由、、、

（包括和、控制系统）等组成。

2．数控机床低压电器包括、、。

3．脉冲编码器分为、和三种。

4．数控机床控制应用的接触器可分为接触器和接触器。

5．数控机床的控制分为两大部分，一部分是控制，另一部分是

控制。

6．常见的电气控制系统图有：

、、。

三、判断题（将判断结果填入括号中，正确的填“√”，错误的填“×”）

1．数控机床具有柔性，只需更换程序，就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。

（）

2．数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心。

（）

3．全闭环伺服系统所用位置检测元件是光电脉冲编码器。

（）

4．数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组成。

（）

7、目前，交流伺服驱动系统已完全取代直流伺服驱动系统。

（）

8、数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。

（）

9、自动开关的通断能力是指在一定的实验条件下，能够接通和分断的预期电流值。

（）

四、简答题

1、数控机床控制系统的基本组成包括哪几部分？

2、数控机床对检测装置有哪些基本要求？

五、用接触器、热继电器、熔断器、按钮等画出三相异部电动机连续运转控制电路图？

（要求有主电路和控制电路）

《数控机床电气控制》复习题

一、单项选择题

2.感应同步器为（）检测装置。

（A）数字式（B）模拟式（C）直接式（D）电磁式

3．某三相反应式三相三拍步进电动机，定子齿数为24，其步距角为（）

（A）4（B）5（C）6（D）7

4.光栅利用（），使得它能得到比栅距还小的位移量。

（A）莫尔条纹的作用（B）倍频电路（C）计算机处理数据（D）放大电路

5.CNC系统是指（）系统。

（A）自适应控制（B）直接数字控制（C）模拟控制（D）计算机控制

6.欲加工一条与X轴成30°的直线轮廓。

应采用（）数控机床。

（A）轮廓控制（B）直线控制（C）点位控制（D）都可以

7.闭环控制系统比开环及半闭环系统（）。

（A）稳定性好（B）精度高（C）故障率低（D）精度低

8.开环控制系统的驱动电机应采用（）。

（A）功率步进电机（B）交流电机（C）直流伺服电机（D）交流伺服电机

9.闭环控制系统比开环及半闭环系统（）。

（A）稳定性好（B）精度高（C）故障率低（D）精度低

10.闭环控制系统的位置反馈元件应（）。

（A）装在电机轴上（B）装在工作台上（C）装在传动丝杆上（D）都可以、

12．位置开环伺服系统一般采用（）

（A）交流电动机（B）直流电动机（C）交流伺服电动机（D）步进电动机

13．经济型数控系统一般采用（）。

（A）开环控制（B）闭环控制（C）半闭环控制（D）都可以

14．数控机床的性能很大程度上取决于（）的性能。

（A）计算机运算（B）伺服系统（C）位置检测系统（D）机械结构

15.闭环控制系统的位置反馈元件应（）。

（A）装在电机轴上（B）装在工作台上（C）装在传动丝杆上（D）都可以、

19．数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（）控制。

（A）全闭环（B）半闭环（C）开环（D）PI

20．使用闭环测量与反馈装置的作用是为了（）。

（A）提高机床的安全性（B）提高机床的使用寿命

（C）提高机床的定位精度、加工精度（D）提高机床的灵活性

21.开环控制系统的驱动电机应采用（）。

（A）功率步进电机（B）交流电机（C）直流伺服电机（D）交流伺服电机

22.计算机数控数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（）方式最佳。

（A）调频和调压（B）变级和调压C）调频和变级（D）调频

23．位置开环伺服系统一般采用（）

（A）交流电动机（B）直流电动机（C）交流伺服电动机（D）步进电动机

三、判断题

1.旋转编码器是一种旋转式的测量装置，通常安装在被测轴上（）

2.数控装置是数控机床电气控制系统的控制中心。

（）

3.步进电机驱动电路是直流稳压电源。

（）

4.当电动机的励磁绕组端电压的极性不变，改变电枢绕组端电压的极性，直流电动机的转向改变。

（）

5.机床数控系统按所用进给伺服系统的不同，机床数控系统可分为点位控制系统、点位/直线控制系统和轮廓控制系统。

（）

6.目前，交流伺服驱动系统已完全取代直流伺服驱动系统。

（）

7.数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组成。

（）

8.光栅是一种高精度的直线位移传感器，在数控机床上用于测量工作台的位移常用于构成位置闭环控制系统（）

9.进给运动是数控机床区别与普通机床最根本的地方（）

10.旋转变压器的结构与绕线式异步电动机相似（）

11.编码器是一种旋转式的检测角位移的传感器，也可用于测量转速。

（）

12.数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。

（）

13.绝对式旋转编码器具有断电记忆功能（）

14.和普通机床相比，数控机床完全按照加工程序自动的加工工件。

（）

15.直流发电机和直流电动机是两种不同的电机。

（）

16.进给运动是数控机床区别与普通机床最根本的地方（）

18.编码器是一种旋转式的检测角位移的传感器，也可用于测量转速。

（）

19.数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。

（）

20.加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床（）

21.点位控制的特点是实现从一个位置到另一个位置的移动，在移动过程中不进行任何加工（）

22.当电动机的励磁绕组端电压的极性不变，改变电枢绕组端电压的极性，直流电动机的转向改变。

（）

23.机床数控系统按所用进给伺服系统的不同，机床数控系统可分为点位控制系统、点位/直线控制系统和轮廓控制系统。

（）

24.旋转变压器的结构与绕线式异步电动机相似（）

25.加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床（）

26.步进电机驱动电路是直流稳压电源。

（）

27.点位直线控制可以实现任意斜率的直线进行加工（）

28.安装有增量式位置检测装置的数控机床，每次开机都进行“回零”操作（）

30.数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组成。

（）

31.光栅是一种高精度的直线位移传感器，在数控机床上用于测量工作台的位移常用于构成位置闭环控制系统。

（）

32.数控机床的电气控制系统由驱动电路和伺服电动机两个部分组成。

（）

33.直流发电机和直流电动机是两种不同的电机。

（）

37.直流发电机和直流电动机是两种不同的电机。

（）

38.进给运动是数控机床区别与普通机床最根本的地方。

（）

40.安装有增量式位置检测装置的数控机床，每次开机都进行“回零”操作（）

41.编码器是一种旋转式的检测角位移的传感器，也可用于测量转速。

（）

42.数控机床电气控制系统的发展与数控系统、伺服系统、可编程序控制器发展密切相关。

（）

43.点位控制的特点是实现从一个位置到另一个位置的移动，在移动过程中不进行任何加工。

（）

1、设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。

2、设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。

3、设计一个三相异步电动机星型——三角形减压起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。

4、设计一个三相异步电动机单向反接串电阻制动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。

5、某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动，第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

6、某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

7、一台三相异步电动机运行要求为：

按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

8、设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。

9、一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：

1）小车由原位开始前进，到终点后自动停止。

2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。

要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。

10、设计三相异步电动机交流接触器控制的全压起动主辅控制电路，具有短路保护，热保护功能。

七、分析题（每题10分）

1、根据下图，分析它的工作原理

按下SB2，KM1吸合并自保，电机运行，速度达到140转/分以上时，KS触点闭合。

按下SB1，KM1断电，KM2吸合，进行反接制动，速度达到100转/分以下时，KS触点断开，制动结束，电机慢慢停止转动。

2、分析点动控制电路的工作原理

按下SB，KM线圈得电，KM触点闭合，电机转动；松开SB，KM线圈失电，KM触点断开，电机停转。

3、分析起动、自保控制电路的工作原理

按下SB2，KM1线圈得电，KM吸合，主触电接通电机电源，电机运行；同时辅助触点闭合，接通控制回路，并保持。

松开SB2，由于辅助触点已经闭合了控制回路，靠辅助触点继续接通控制回路，电机继续运行。

按下SB1，KM1断电，辅助触点断开，主触点断开电机电源，电机慢慢停止转动。

4、分析多点控制电路的工作原理

按下SB2、SB4、SB6中的任何一个按钮，KM线圈就得电，KM就吸合并自保，电机运行；按下SB1、SB3、SB5中的任何一个按钮，KM线圈就失电，KM就断开，电机就慢慢停转。

7、分析正、停、反转电路的工作原理

当正转起动时，按下正转起动按钮SB2，KM1线圈通电吸合并自锁，电动机正向起动并旋转；当反转起动时，按下反转起动按钮SB3，KM2线圈通电吸合并自锁，电动机便反向起动并旋转。

在控制电路中将KM1、KM2正反转接触器的常闭辅助触头串接在对方线圈的电路中，形成相互制约的控制，若在按下正转起动按钮SB2，电动机已进入正转运行后，要使电动机转向改变，必须先按下停止按钮SBl，而后再按反向起动按钮。

8、分析倒顺开关控制电路的工作原理

开关SA放在0位置，电机不会转动；开关SA放在1位置，合上开关Q，控制回路和主回路电源接通，按下SB2，KM线圈得电，KM吸合，主触点闭合，辅助触点闭合自保，电机正转，按下SB1，电机慢慢停转；开关SA放在2位置，合上开关Q，控制回路和主回路电源接通，按下SB2，KM线圈得电，KM吸合，主触点闭合，辅助触点闭合自保，主电路与SA在1位置相比，L1和L3调整相序，电机反转转，按下SB1，电机慢慢停转。

三极刀开关按扭常开触头行程开关常开触头接近开关常开触头接触器线圈

线圈通电时通电延时断开线圈断电延时

通电延时线圈断开延时线圈延时闭合常开触头常闭触头闭合的常开触头

设计题

设计三相异步电动机正、反转控制线路。

要求如下：

（1）电路具有正、反转互锁功能；

（2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换；

（3）具有短路、长期过载保护。

设计要求：

设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路；

解答：

采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路如图1；

M

3～

FR

3

2KM

1KM

1FU

L1L2L3

～　～

1KM

1KM

2KM

2SB

2KM

FR

1SB

3SB

图1

2FU

2KM

1KM

3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。

解答：

自锁控制互锁控制

1、电气控制系统中常用的保护环节有：

短路保护、过载保护、过电流保护、零电压和欠电压等。

2、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁通三种。

分析

1、试分析下面两图控制原理

（a）（b）

答：

（a）按下SB1，KM1线圈得电，KM1常开触点闭合，此时按下SB2时KM2线圈才能得电，KM2常开触点闭合，此时按下SB3，KM3线圈才能得电。

这是一个顺序控制电路。

（a）按下SB1，KA1、KT1线圈得电，KA1常开触点闭合自锁，定时时间到，KT1延时闭合，KA2、KT2线圈得电。

这是一个靠时间继电器实现顺序控制的电路。

设计题

1、某机床由一台笼型异步电动机拖动，润滑油泵由一台笼型异步电动机拖动，均采用直接起动，工艺要求如下：

1）主轴必须在油泵开动后，才能起动；

2）主轴正常为正向运转，但为调试方便，要求能正反向点动；

3）主轴停止后，才允许油泵停止；

4）有短路、过载及失压保护。

2、有两台电动机M1、M2，主回路控制电路如图所示，电路控制要求为：

1）有自锁、短路和过载保护；2）M1启动后2分钟，M2能自动投入运行；3）M2工作时，M1不能停机；4）M2停止后3分钟，M1能自行停止。

试设计其控制电路。

二、机床电路设计

按照以下要求试用低压电器按钮、开关、交流接触器设计一台三相异步电动机正反转控制电路（画出主电路及控制电路）。

要求：

（1）、能实现长动，正向点动调整；

（2）、能实现正向的行程保护；电机运行时有指示灯显示。

（3）、有短路、过载保护；电路具有电气互锁、机械互锁保护；

L3

L2

L1

KM2

SB2

KM1

KM1

KM2

SB1

V

FR

KM2

FU2

QS

KM1

SB0

M

3

～

U

M

FR

KM2

KM1

SB4

SB3

SB5

FU1