《電氣控制與PLC技術(shù)》課件第2章

第2章電氣控制電路2.1電氣控制電路的繪圖規(guī)則及常用符號2.2基本電氣控制電路2.3電氣控制線路設(shè)計基礎(chǔ)2.4常用機床電氣控制線路分析2.5維修電工考證指導(dǎo)(中級工)

——電機與電氣控制部分小結(jié)

思考與練習(xí)

2.1電氣控制電路的繪圖規(guī)則及常用符號電氣控制電路是用導(dǎo)線將電動機、低壓電器和儀表連接起來并實現(xiàn)某種功能的電氣線路。為了表達電氣控制線路的組成、原理等設(shè)計意圖，同時也為了便于電氣元件的安裝、接線、調(diào)試、運行以及維護，將電氣控制線路中電氣元件的連接用統(tǒng)一的工程語言即工程圖的形式來表示，這就是電氣控制系統(tǒng)圖。電氣控制系統(tǒng)圖有三種：電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖。由于用途不同，它們的繪制原則也有所差別。我們重點介紹的是電氣原理圖。電氣原理圖用來表明設(shè)備電氣的工作原理、各電器元件的作用以及相互之間關(guān)系。掌握電氣原理圖，對于分析電氣線路，排除機床電路故障是十分有益的。2.1.1電氣原理圖的布局為了便于閱讀圖紙，快速檢索電氣線路，往往需要將圖幅分區(qū)，設(shè)立圖區(qū)編號，而后再進行電氣原理圖的布局。圖幅分區(qū)通常在圖的邊框處，橫向自左向右用阿拉伯?dāng)?shù)字表示出不同的區(qū)域，如圖2.1所示。圖2.1的正中空白處即為實際電氣原理圖的內(nèi)容所在。為了能夠更為明確地表示該圖的具體內(nèi)容，我們可以將上面的阿拉伯?dāng)?shù)字改為實際的電路功能文字表述。這樣一來，我們就可以完成電氣原理圖的布局了。電氣原理圖的合理布局主要考慮如下因素：

(1)電氣原理圖主電路實際內(nèi)容的多少。圖2.1圖幅分區(qū)簡圖

(2)控制電路部分所要實現(xiàn)的功能，一般來說，控制電路所要實現(xiàn)的功能越多，控制電路越復(fù)雜，控制電路部分的內(nèi)容越多。

(3)其他的輔助功能電路，例如電源保護部分以及指示燈電路部分(見圖2.2)。當(dāng)然，繪布局圖比較費事，在通常的學(xué)習(xí)中，可以不做這方面的要求。2.1.2電氣原理圖的線條電氣原理圖的線條主要有粗實線、細(xì)實線、波浪線和虛線。它們具體的應(yīng)用規(guī)則如下。

(1)粗實線主要應(yīng)用于強電流、大功率的場合，在電氣原理圖中自然是電源電路和主電路部分。另外，我們繪制觸頭符號時，動觸片也用粗實線表示。

(2)細(xì)實線主要應(yīng)用于弱電流、小功率的場合，在電氣原理圖中就是控制電路和指示燈電路(含照明電路)部分，有時候我們也用它來對電路中某一電器的特征做出相應(yīng)的解釋。

(3)波浪線在表達變壓器等具體的常用電器符號時用到。

(4)虛線在表達電氣原理圖不同位置觸頭是由同一連桿控制的含義時用到。圖2.2所示為CW6132型車床電氣原理布局圖。為了方便，我們在繪圖過程中，通常除了電源電線用粗實線表示外，其他電線均用細(xì)實線表示。圖2.2CW6132型車床電氣原理布局圖2.1.3元器件符號繪制電氣控制系統(tǒng)圖時，所有電氣元件的圖形符號和文字符號必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不能采用任何非標(biāo)準(zhǔn)符號。元器件的文字符號也稱文字代號，國家標(biāo)準(zhǔn)GB7159—87《電氣圖用文字符號》中對元件的代號有明確規(guī)定，不能隨心所欲改變，以便讀圖與識圖。表2.1列出了常用的圖形和文字符號。2.1.4標(biāo)注文字當(dāng)圖中有些內(nèi)容不便使用或不能使用圖形表達時，可采用標(biāo)注文字進行說明，標(biāo)注文字放在要說明的對象附近，也可放在圖樣的邊框附近。表2.1常用的圖形和文字符號2.2基本電氣控制電路電氣控制設(shè)備的種類繁多，電氣控制電路也多種多樣，然而任何一個復(fù)雜的電氣控制電路總是由一些最基本的控制電路組成。因此，掌握了這些基本控制電路，對分析和設(shè)計復(fù)雜電氣控制電路是非常有益的?；究刂齐娐氛莆盏迷蕉?，運用起來越得心應(yīng)手。電氣控制電路分為交流電動機和直流電動機。由于結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，兩者的電氣控制電路也有所區(qū)別，主要表現(xiàn)為直流電動機的控制電路中要有勵磁電路控制。本書以介紹并勵式直流電動機的啟動控制電路為主。2.2.1點動控制電路一般來說，額定功率PN≤7.5kW的小型電動機啟動時可以直接使用閘刀開關(guān)，然而電動機較大時，不但操作不便，滅弧困難，而且往往因為閘刀開關(guān)不能同時動作而使熔絲燒熔。為了解決這一問題，可以使用接觸器，利用接觸器的主觸頭控制電動機主回路。這樣對電動機的控制也就轉(zhuǎn)換為對接觸器線圈的控制了。圖2.3為電動機點動控制電路，動作過程為：合上電源開關(guān)QS，按下SB→KM得電→主觸頭吸合→接通主電路→電動機M運轉(zhuǎn)；SB松開→KM失電→主觸頭復(fù)位→斷開主電路→電動機M停轉(zhuǎn)，實現(xiàn)點動控制。圖2.3電動機點動控制電路

FU1和FU2為熔斷器，它們分別實現(xiàn)對主電路和控制電路的短路保護。點動控制電路常用于短時工作制電氣設(shè)備或精確定位的設(shè)備中，如門窗的啟動控制或吊鉤移動控制等。2.2.2自鎖控制電路點動控制電路在連續(xù)工作時顯得十分不便，為此應(yīng)設(shè)計一種具有自動保持按鈕動作狀態(tài)的電路，這就是自鎖控制電路(如圖2.4所示)。自鎖控制電路的動作過程為：合上電源開關(guān)QS，按下SB2→KM得電→主觸頭吸合→接通主電路→電動機M運轉(zhuǎn)。KM得電時，輔助觸頭閉合，實現(xiàn)自鎖控制。按下SB1→KM失電→主觸頭復(fù)位分?jǐn)唷鷶嚅_主電路→電動機M停轉(zhuǎn)。KM失電時，輔助觸頭復(fù)位分?jǐn)?，解除自鎖控制。圖2.4電動機自鎖控制電路自鎖控制電路的應(yīng)用較廣，一般的按鈕控制均是在此基礎(chǔ)上改動而成的。例如，圖2.5所示的并勵式直流電動機的穩(wěn)壓二極管降壓啟動控制電路也是在此基礎(chǔ)上得到的。圖2.5的工作過程為：合上電源開關(guān)QS，按下SB1，KM1得電，主觸頭吸合，接通主電路，電動機M在VDZ降壓的情況下運轉(zhuǎn)，時間繼電器KT得電，一段時間后，KT常開觸頭閉合，KM2得電并自鎖，將VDZ短路，電動機M全壓運轉(zhuǎn)。KM1得電時，輔助觸頭閉合，實現(xiàn)自鎖控制。按下SB2，KM1、KM2失電，主觸頭復(fù)位分?jǐn)啵瑪嚅_主電路，電動機M停轉(zhuǎn)。KM1失電，輔助觸頭復(fù)位分?jǐn)?，解除自鎖控制。圖2.5并勵式直流電動機的穩(wěn)壓二極管降壓啟動控制電路2.2.3多地控制電路電氣控制中有時需要從多個地方控制一臺設(shè)備，并且兩地都能使其啟動和停止。此電路特點：多個停止按鈕串聯(lián)，多個啟動按鈕并聯(lián)。圖2.6中，SB1和SB3為甲地的啟動和停止按鈕，SB2和SB4為乙地的啟動和停止按鈕，SB1和SB2為并聯(lián)接法，因此無論按下哪只按鈕，KM都吸合，且能自鎖；SB3和SB4為串聯(lián)接法，都有停止作用。因此該電路為電動機的兩地控制電路。2.2.4可逆控制電路生產(chǎn)機械的運動部件往往要求正反兩個方向的運動，這就要求拖動電動機能作正反向旋轉(zhuǎn)。由電機原理可知，改變電動機三相電源相序即可改變電動機旋轉(zhuǎn)方向，因而常用的電動機可逆控制電路有以下幾種。圖2.6兩地控制電路

1.倒順轉(zhuǎn)換開關(guān)可逆控制電路圖2.7為倒順轉(zhuǎn)換開關(guān)可逆控制電路。其中圖2.7(a)為倒順開關(guān)直接控制電動機正反轉(zhuǎn)電路，由于倒順開關(guān)無滅弧裝置，僅適用于電動機功率在5.5kW以下電動機的正反轉(zhuǎn)控制。對于大于5.5kW的電動機，則用圖2.7(b)所示電路來控制。在圖2.7(b)中，倒順開關(guān)用來預(yù)選電動機旋轉(zhuǎn)方向，而由按鈕來控制接觸器接通與斷開電源，實現(xiàn)電動機的啟動與停止，所以其控制電路是電動機單向旋轉(zhuǎn)控制電路，而主電路由倒順開關(guān)控制方向。接入熱繼電器FR使電路具有長期過載保護和欠壓與零壓保護。圖2.7倒順轉(zhuǎn)換開關(guān)可逆控制電路(a)倒順開關(guān)直接控制電動機正反轉(zhuǎn)；(b)倒順開關(guān)—接觸器控制

2.按鈕控制的可逆控制電路圖2.8為按鈕控制電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。其中圖2.8(a)由兩組單向旋轉(zhuǎn)控制電路組合而成，主電路由正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2的主觸頭來改變電動機相序，實現(xiàn)電動機的可逆旋轉(zhuǎn)，但在正轉(zhuǎn)時若誤操作按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕，兩個接觸器的主觸頭都閉合，將發(fā)生電源兩相短路，電動機無法工作。為此，將接觸器KM1、KM2的常閉輔助觸頭串接在對方線圈電路中，形成相互制約的控制，即圖2.8(b)所示電路，從而避免了發(fā)生上述誤操作時造成的短路，這種相互制約的關(guān)系稱為互鎖電路。圖2.8(b)由接觸器或繼電器常閉觸頭構(gòu)成的互鎖稱為電氣互鎖。在這一電氣互鎖電路中，要實現(xiàn)電動機由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)的控制，都必須先按下停止按鈕SB1，然后再進行反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)的啟動控制，這就構(gòu)成了正—?！椿蚍础！牟僮黜樞?。為了實現(xiàn)電動機直接由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，可采用圖2.8(c)所示電路，即在圖2.8(b)基礎(chǔ)上增設(shè)了啟動按鈕SB2、SB3的常閉觸頭構(gòu)成的按鈕互鎖電路，從而構(gòu)成具有電氣、按鈕雙重互鎖的控制電路，這樣操作時無需再按停止按鈕，直接按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3，即可使電動機由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，或當(dāng)電機在反轉(zhuǎn)運行時按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2也可直接使電動機變?yōu)檎D(zhuǎn)，成為正—反—?；蚍础２僮?。當(dāng)然，該電路也能實現(xiàn)正—停—反的操作。圖2.8按鈕控制的可逆控制電路

3.行程開關(guān)控制的可自動往返的可逆控制電路圖2.9為機床工作臺往復(fù)運動的示意圖。行程開關(guān)SQ1和SQ2分別固定安裝在床身上，反映加工終點與原位。撞塊A和B固定在工作臺上，隨著運動部件的移動分別壓下行程開關(guān)SQ1、SQ2，形成往返運動。圖2.10為往復(fù)自動循環(huán)控制電路。圖中SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)，SQ3、SQ4為正反向極限保護用行程開關(guān)。合上電源開關(guān)QS，按下正向啟動按鈕SB2，KM1通電并自鎖，電動機正向旋轉(zhuǎn)，拖動運動部件前進。當(dāng)前進到位時，撞塊B壓下SQ2，其常閉觸點斷開，KM1斷電，電動機停轉(zhuǎn)。但此時常開觸點閉合，又使KM2通電，電動機反向啟動運轉(zhuǎn)，拖動運動部件后退。當(dāng)后退到位時，撞塊A壓下SQ1，使KM2斷電，KM1通電，電動機由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)，拖動運動部件變后退為前進，如此周而復(fù)始地自動往復(fù)工作。按下停止按鈕SB1，電動機停止，運動部件停下。若轉(zhuǎn)向行程開關(guān)SQ1、SQ2失靈，則由極限保護行程開關(guān)SQ3、SQ4實現(xiàn)保護，避免運動部件因超出極限位置而發(fā)生事故。上述利用行程開關(guān)，按照機械設(shè)備運動部件的行程位置所進行的控制，稱為行程控制原則。行程控制是機械設(shè)備自動化和生產(chǎn)過程自動化中應(yīng)用最廣泛的控制方法之一。

圖2.9機床工作臺往復(fù)運動的示意圖圖2.10往復(fù)自動循環(huán)控制電路2.2.5順序啟動控制電路

順序啟動控制電路是對操作順序有嚴(yán)格要求的電路，常用于多臺生產(chǎn)設(shè)備控制中。一般地，這類電路靠接觸器的動合觸頭來實現(xiàn)。例如一臺固定式降濕機組，降濕機內(nèi)有兩臺電動機，一臺是制冷劑壓縮機，另一臺是通風(fēng)用的風(fēng)機。降濕機啟動時，必須先啟動風(fēng)機，才能啟動壓縮機。實現(xiàn)這一功能的電路如圖2.11所示，圖中M1為風(fēng)機電動機，M2為壓縮機電動機。這一電路在壓縮機電動機接觸器KM2線圈回路中串接了風(fēng)機接觸器KM1觸頭，這就保證了只有在風(fēng)機啟動后，壓縮機控制回路才能接通，也就保證了啟動順序的正確性。與此相仿，需要多臺設(shè)備順序啟動時，可以依次利用它們的動合觸頭實現(xiàn)該功能。例如要求以KM1、KM2、KM3、KM4的順序啟動設(shè)備，則控制電路如圖2.12所示。實際中也常使用如圖2.13所示的簡化電路。圖2.11降濕機順序啟動電路圖圖2.12四級順序啟動電路圖2.13簡化的四級順序啟動電路2.2.6順序停止控制電路順序停止控制電路是指多臺設(shè)備工作后，必須按一定的順序停止的控制電路。由于停止是依次進行的，故停止按鈕不能再共用一個，一般利用接觸器的動合觸頭來實現(xiàn)這一功能。例如空調(diào)機組停止時應(yīng)先停壓縮機，再停風(fēng)機，以便使機組充分地與外界進行熱交換，避免機組受損。圖2.14所示為降濕機順序停止電路。圖中，M1為壓縮機電機，M2為風(fēng)機電機，風(fēng)機停止按鈕SB22上并接了一對壓縮機接觸器的動合觸頭KM1，在壓縮機運轉(zhuǎn)時KM1吸合，等于將動斷按鈕SB22短路，即失去作用，壓縮機不停止運轉(zhuǎn)，風(fēng)機就停不下來。圖2.15為四級順序停止電路，其工作原理請讀者自己分析。圖2.14降濕機順序停止電路

圖2.15四級順序停止電路2.2.7延時控制電路有的設(shè)備需要動作時，帶有一定的延時或分步動作之間自動留有一定的時間間隔，前面介紹的并勵式直流電動機的穩(wěn)壓二極管降壓啟動控制電路就是利用時間繼電器KT延時的延時控制電路。另外，大容量電動機的啟動、制動、兩臺電動機的協(xié)調(diào)動作等，都包含延時控制電路。圖2.16為延時控制電路，圖中兩臺電動機M1、M2分別由接觸器KM1、KM2控制。當(dāng)M1啟動后，M2延時一段時間后啟動。當(dāng)啟動按鈕SBQ按下時，KM1吸合并且保持，同時時間繼電器KT的線圈通電，經(jīng)過一段時間延時后，動合觸頭延時閉合，使KM2得電吸合，M2延時啟動。當(dāng)停止按鈕SBT按下時，KM1、KM2同時斷電，電動機M1和M2同時停止轉(zhuǎn)動。圖2.16延時控制電路這只是一種簡單的實現(xiàn)方法，即只要KM1吸合，時間繼電器線圈將始終通電。圖2.17是圖2.16的改進電路，時間繼電器線圈回路中串接了KM2的動斷觸頭，KM2動作后將時間繼電器線圈回路切斷，KM2的動合觸頭閉合實現(xiàn)自鎖。該電路還可以簡化為如圖2.18所示的線路。圖2.17改進了的延時控制電路圖2.18延時控制電路的變形2.2.8電氣控制電路中的保護電路電氣控制電路中的保護電路是主要用來對電氣設(shè)備進行保護控制的電路。電氣設(shè)備在危險狀態(tài)下運行時可能發(fā)生故障或造成損壞，通過檢測元件將保護信號檢測出來，驅(qū)動控制電路動作，可實現(xiàn)對電氣設(shè)備的保護。最常用的保護方法是在電氣設(shè)備主接觸器的線圈回路中串接保護信號感知繼電器的動斷觸頭。在保護信號感知繼電器的觸頭動作時，動斷觸頭斷開，接觸器線圈失電，接觸器釋放，主回路電器停止工作，從而起到了保護電氣設(shè)備的作用。常見的保護環(huán)節(jié)有：熱過載保護、過電壓保護、欠電壓保護、過電流保護、欠電流保護、漏電保護、壓力保護、轉(zhuǎn)速保護、瓦斯保護、限位保護、張力保護、溫度保護、濕度保護等。不同的保護對應(yīng)了不同的保護繼電器，不同的保護繼電器有不同的接法，繼電器以外的電路則大同小異。圖2.19為壓縮機壓力保護和壓縮機電動機熱過載保護電路。圖中FR1和FR2為熱繼電器，KP為壓力繼電器?？刂圃砣缦拢核秒妱訖C必須先啟動，而后壓縮機電動機才可以啟動運行。而且，只要壓縮機電動機未停止運動，水泵電動機就無法實現(xiàn)停止。整個工作過程應(yīng)該是：水泵電動機啟動→壓縮機電動機啟動→壓縮機電動機停止→水泵電動機停止。保護原理如下：

(1)壓力保護：壓縮機受壓力過大，KP常閉觸點斷開，接觸器KM1、KM2始終無法得電啟動。

(2)熱過載保護：FR1為水泵電動機的過載保護，只要過載，強制KM1失電，使水泵電動機停止運動，保護主電路；相應(yīng)的KM2也被KM1常開輔助觸點強制失電，使壓縮機電動機停止運動。FR2為壓縮機電動機的過載保護，只要過載，強制KM2失電，使壓縮機電動機停止運動，保護主電路，對水泵電動機的保護則體現(xiàn)不出來。圖2.19壓縮機壓力保護和壓縮機電動機熱過載保護電路2.3電氣控制線路設(shè)計基礎(chǔ)2.3.1電氣設(shè)計的主要內(nèi)容機械設(shè)備的控制系統(tǒng)絕大多數(shù)屬于電力拖動控制系統(tǒng)，因此生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容有以下幾個方面：

(1)確定電力拖動方案；

(2)設(shè)計生產(chǎn)機械電力拖動自動控制線路；

(3)選擇拖動電機及電氣元件，制定電器明細(xì)表；

(4)進行生產(chǎn)機械電力裝備施工設(shè)計；

(5)編寫生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的電氣說明書與設(shè)計文件。具體來說，我們可以根據(jù)圖2.20來了解電氣設(shè)計的主要內(nèi)容和基本步驟。圖2.20電氣設(shè)計的主要內(nèi)容與基本步驟2.3.2電氣設(shè)計的一般原則電氣設(shè)計的一般原則為：

(1)能夠最大限度地滿足生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制的要求；

(2)在滿足要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟、可靠且便于操作、調(diào)整和維修。

(3)具有必要的保護環(huán)節(jié)，保證在使用中安全可靠。在設(shè)計的時候，我們還要力求做到如下幾點：

(1)熟悉所設(shè)計機床(設(shè)備)的總體技術(shù)要求及工作過程，弄清其他系統(tǒng)對電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求；

(2)了解機床的現(xiàn)場工作條件，供電情況及測量儀表的種類；

(3)通過技術(shù)經(jīng)濟分析，選擇性價比最佳的傳動方案和控制方案；

(4)設(shè)計簡單合理、技術(shù)先進、工作可靠、維修方便的電氣控制電路進行模擬試驗，驗證控制電路能否滿足機床的工藝要求；

(5)保證使用安全性，貫徹最新國家標(biāo)準(zhǔn)。2.3.3經(jīng)驗設(shè)計法常用的電氣控制線路的設(shè)計方法有兩種：經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。經(jīng)驗設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求、過程或根據(jù)受控設(shè)備的控制需要，以各種典型線路控制環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，直接設(shè)計控制線路。經(jīng)驗設(shè)計方法的特點是沒有固定的設(shè)計模式，靈活性很大，相對來說設(shè)計方法較簡單，對于具有—定工作經(jīng)驗的設(shè)計人員來說容易掌握，能較快地完成設(shè)計任務(wù)，因此在電氣設(shè)計中被普遍采用。用經(jīng)驗設(shè)計方法初步設(shè)計出來的控制線路可能有多種，也可能有一些不完善的地方，需要反復(fù)地分析、修改，有時甚至要通過實際驗證才能使控制線路符合設(shè)計要求，確定比較合理的設(shè)計方案。經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計電氣控制線路的一般步驟為：

(1)根據(jù)相關(guān)設(shè)備專業(yè)提出的工藝或控制要求，對被控設(shè)備的工作情況進行全面了解，并參照同類電氣設(shè)計，對其接線進行分析，制定出具體的控制要求，作為線路的設(shè)計依據(jù)及控制目標(biāo)，以便最大限度地實現(xiàn)生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。

(2)按照控制中啟動、停車、正反轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速等要求設(shè)計主電路。

(3)根據(jù)主電路要求，以典型環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，初步滿足主電路控制要求。

(4)根據(jù)設(shè)備各部分運行所要求的配合關(guān)系及連鎖關(guān)系，設(shè)計控制線路的特殊環(huán)節(jié)。

(5)分析運行過程中可能出現(xiàn)的故障，設(shè)置各類保護，防止工作過程中因誤操作而引起的事故。

(6)綜合審查控制電路，分析工作原理，檢查線路是否達到控制目標(biāo)，進一步完善電路，必要時可通過實驗進行驗證。采用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計線路時，需注意以下幾個問題：

(1)盡量減少控制電源種類及控制電源的用量。在控制線路比較簡單的情況下，可直接采用電網(wǎng)電壓；當(dāng)控制系統(tǒng)所用電器數(shù)量比較多時，應(yīng)采用控制變壓器降低控制電壓，或采用直流低電壓控制。

(2)盡量減少電器元件的品種、規(guī)格與數(shù)量，同一用途的器件盡可能選用相同品牌、型號的產(chǎn)品。注意收集各種電器新產(chǎn)品資料，以便及時應(yīng)用于設(shè)計中，使控制線路在技術(shù)指標(biāo)、先進性、穩(wěn)定性、可靠性等方面得到進一步提高。

(3)在控制線路正常工作時，除必須通電的電器外，盡可能減少通電電器的數(shù)量，以利于節(jié)能，延長電器元件壽命以及減少故障。

(4)合理使用電器觸點。在復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)中，各類接觸器、繼電器數(shù)量較多，使用的觸點也多，在設(shè)計中應(yīng)注意：①盡可能減少觸點使用數(shù)量，以簡化線路；②使用的觸點容量應(yīng)滿足控制要求，避免因使用不當(dāng)而出現(xiàn)觸點磨損、黏滯和釋放不了等故障，以保證系統(tǒng)工作壽命和可靠性；③合理安排電器元件及觸點的位置。

(5)盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度。設(shè)計控制線路時，應(yīng)考慮各個元件之間的實際接線，特別要注意控制柜、操作臺和按鈕、限位開關(guān)等元件之間的連接線。如按鈕一般均安裝在控制柜或操作臺上，而接觸器安裝在控制柜內(nèi)，這就需要經(jīng)控制柜端子排與按鈕連接，所以一般都先將啟動按鈕和停止按鈕的一端直接連接，另一端再與控制柜端子排連接，這樣就可以減少一次引出線。

(6)正確連接電器的線圈。在交流控制電路中，兩個電器元件的線圈不能串聯(lián)接入，即使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和，也是不允許的。因為每個線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比，由于制造上的原因，兩個電器總有差異，不可能同時吸合。

(7)在控制線路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路。在電器控制線路的動作過程中，意外接通的電路叫寄生電路。經(jīng)驗設(shè)計法首先設(shè)計出各個獨立環(huán)節(jié)的控制電路或單元電路，然后根據(jù)生產(chǎn)工藝要求找出各個控制環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系，進一步擬定連鎖控制電路及進行輔助電路的設(shè)計，最后再考慮減少電器與觸頭數(shù)目，努力取得較好的技術(shù)經(jīng)濟效果。我們在后面根據(jù)具體的實例進行分析、設(shè)計。2.3.4邏輯設(shè)計法邏輯設(shè)計法是根據(jù)設(shè)備或生產(chǎn)工藝的控制要求，利用特征數(shù)表征控制設(shè)備的動作狀態(tài)，并用邏輯代數(shù)進行分析設(shè)計、簡化線路的。按此方法設(shè)計的線路較為合理，能充分發(fā)揮元件的作用，但設(shè)計方法的步驟復(fù)雜、設(shè)計難度大，不易掌握，適合于較為復(fù)雜的生產(chǎn)工藝所要求的控制電路設(shè)計。在設(shè)計過程中，邏輯設(shè)計法利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具進行電路設(shè)計。邏輯代數(shù)將控制電路中繼電器、接觸器觸點的閉合與斷開、線圈的通電與斷電等抽象化。一般用“1”代表觸點接通和線圈得電，用“0”代表觸點斷開與線圈失電，并且用邏輯“非”代表元件的動合觸點，用邏輯“與”代表觸點相串聯(lián)，用邏輯“或”代表觸點相并聯(lián)。具體的方法和步驟是：

(1)根據(jù)給出的條件列出真值表，并寫出相應(yīng)的邏輯代數(shù)式；

(2)運用邏輯代數(shù)的基本公式和定律進行化簡；

(3)根據(jù)化簡后的邏輯代數(shù)式畫出對應(yīng)的電路圖；

(4)對電路做進一步完善并進行必要的校驗。

例2-1

要求某一臺電動機由三個繼電器KA1、KA2、KA3控制。只有當(dāng)任何一個或者兩個以上繼電器動作時電動機才運轉(zhuǎn)，在其他任何條件下均不運轉(zhuǎn)，試設(shè)計該控制電路。

解：根據(jù)題意，設(shè)電動機由接觸器KM控制，列出真值表，寫出表達式，畫好電路圖(見圖2.21)。函數(shù)解析式：KM?=?(KA1?+?KA2?+?KA3)·然后對電路做出校驗，電氣原理圖的控制部分能夠?qū)崿F(xiàn)，說明該設(shè)計合理。圖2.21例2-1圖(a)真值表；(b)電路圖2.3.5用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計機床電氣控制電路實例

1．設(shè)計內(nèi)容設(shè)計龍門刨床橫梁升降的電氣控制電路。

2．控制電路的設(shè)計要求

(1)由于刨床工件加工位置高低不同，要求橫梁沿立柱能作上升、下降的調(diào)整運動。

(2)為確保切削加工的進行，正常情況下橫梁應(yīng)夾緊在立柱上，夾緊裝置由夾緊電動機拖動，而橫梁的上、下移動由另一臺橫梁升降電動機拖動。

(3)在動作配合上，當(dāng)橫梁升降時應(yīng)該按照下列順序進行：橫梁上升：橫梁松開→上升移動→橫梁夾緊；橫梁下降：橫梁松開→下降移動→橫梁夾緊并回升。由此可知橫梁下降時，多了一個短時回升動作，其目的在于消除多動螺母上端面與絲杠下端面的間隙，防止加工過程中將橫梁上抬，造成橫梁歪斜，影響加工精度。

(4)橫梁升降應(yīng)設(shè)有限位保護，而夾緊電動機應(yīng)設(shè)有夾緊力保護。

3．初步設(shè)計

1)主電路的設(shè)計

(1)從橫梁運動要求出發(fā)，橫梁移動由橫梁升降電動機M1和橫梁夾緊放松電動機M2拖動，且都有正反轉(zhuǎn)；

(2)夾緊電動機需要的夾緊力保護，用過電流繼電器KI來實現(xiàn)。

2)控制電路的設(shè)計

(1)由于橫梁升降運動為調(diào)整運動，所以對M1采用點動控制。M2則按一定的順序自動控制；

(2)根據(jù)橫梁移動時的控制程序要求，M2與M1之間有一定的順序關(guān)系：當(dāng)發(fā)出“上升”指令后，M2電動機啟動工作，將橫梁松開，待橫梁完全松開后，發(fā)出信號，使M2電動機停止工作，并使M1電動機啟動，拖動橫梁上升；橫梁松開信號的發(fā)出由復(fù)合行程開關(guān)SQ1完成，當(dāng)橫梁處于夾緊狀態(tài)時，SQ1不受壓，當(dāng)橫梁完全松開時，夾緊機構(gòu)經(jīng)杠桿將SQ1壓下，于是發(fā)出“松開”信號。

(3)當(dāng)橫梁上升到位時，撤除“上升”指令，M1電動機立即停止工作，同時接通M2電動機，使M2反向運轉(zhuǎn)，拖動夾緊機構(gòu)使橫梁夾緊；在夾緊過程中，開關(guān)行程開關(guān)SQ1復(fù)原，為下次發(fā)出放松信號作準(zhǔn)備。當(dāng)橫梁夾緊到一定程度時，夾緊電動機M2主電路的電流升高，借助于M2主電路中的過電流繼電器發(fā)出“夾緊”信號，切斷M2電動機的電路，使夾緊過程結(jié)束。

(4)橫梁下降在不考慮短時回升時，其動作過程與上升時相同。綜上所述，設(shè)計出草圖之一，如圖2.22所示。圖2.22橫梁升降電氣控制線路設(shè)計草圖之一

4．修改

(1)圖2.22所示的設(shè)計草圖之一中，控制電路需要具有兩組常開觸點的按鈕，而常用按鈕為一組常開觸點、一組常閉觸點，為此可引入一個中間繼電器KA，用按鈕SB1、SB2去控制KA，再由KA來控制橫梁的升、降和放松。

(2)用SB1、SB2按鈕的常閉觸點完成橫梁上升與下降的機械互鎖。綜上所述，修改后的設(shè)計草圖之二如圖2.23所示。圖2.23橫梁升降電氣控制線路設(shè)計草圖之二

5．優(yōu)化進一步考慮橫梁下降時的回升控制。由于回升時間短，所以可采用時間繼電器來控制。選擇斷電延時時間繼電器KT，將其通電瞬時閉合、斷電延時斷開的觸點與夾緊接觸器KM4的常開觸點串聯(lián)后，再與KA常開觸點并聯(lián)，去控制上升接觸器KM1。而KT則由下降接觸器KM2觸點控制，構(gòu)成設(shè)計草圖之三，如圖2.24所示。應(yīng)當(dāng)特別注意電氣控制柜及現(xiàn)場信號之間的連線。圖2.24橫梁升降電氣控制線路設(shè)計草圖之三

6．完善考慮電路各種保護與連鎖，有必要設(shè)置如下環(huán)節(jié)：①SQ2——橫梁與側(cè)刀架運動的極限保護；②SQ3——橫梁上升極限保護；③SQ4——橫梁下降極限保護；④KM1和KM2的常閉觸點——橫梁上升與下降的電氣互鎖；⑤KM3和KM4的常閉觸點——橫梁放松與夾緊的電氣互鎖。 至此，龍門刨床橫梁升降的電氣控制線路設(shè)計完成，其電氣原理圖如圖2.25所示。圖2.25龍門刨床橫梁升降的電氣原理圖

7．校核設(shè)計完成后，必須對電氣原理圖進行認(rèn)真校核，看其是否滿足生產(chǎn)工藝要求，電路是否合理，有無需要進一步簡化之處，是否存在寄生電路，電路工作是否安全可靠等。為了在電路圖上清楚而簡單地將繼電器表示出來，通常用一個文字符號表示繼電器線圈和它的觸點，各組觸點則以角標(biāo)注明。2.4常用機床電氣控制線路分析生產(chǎn)機床種類繁多，其拖動方式和電氣控制線路各不相同。我們可以通過對一些常見生產(chǎn)機床設(shè)備的電氣控制線路的分析，來掌握閱讀電氣原理圖的方法，逐漸培養(yǎng)讀圖能力。同時，我們通過讀圖分析各種常見生產(chǎn)機床的工作原理，可以為電氣控制線路的設(shè)計以及電氣線路的調(diào)試、維護等提供一定的想法和思路。2.4.1普通銑床的電氣控制線路分析銑床用來加工各種形式的表面、平面、成形面、斜面和溝槽等，也可以用于加工回轉(zhuǎn)體。

1.銑床的結(jié)構(gòu)和主要工作情況銑床的結(jié)構(gòu)圖如圖2.26所示，此處以X62W型臥式普通銑床為例。該銑床主要由床身(立柱)、懸梁、刀桿支架、主軸、工作臺和升降臺等結(jié)構(gòu)組成。刀桿支架上安裝有與主軸相連的刀桿、銑刀。為了利于切削加工，順銑時刀具為一轉(zhuǎn)動方向，逆銑時刀具為另外一轉(zhuǎn)動方向。床身前有垂直導(dǎo)航，升降臺帶動工作臺可沿垂直導(dǎo)航上下移動，完成垂直方向上的進給；升降臺上的水平工作臺可以在垂直于軸線方向上移動(縱向移動，即左右移動)和在平行于軸線方向上移動(橫向移動，即前后移動)；回轉(zhuǎn)工作臺也可單向轉(zhuǎn)動。進給電動機經(jīng)機械傳動鏈傳動，通過機械離合器在選定的進給方向上驅(qū)動工作臺移動進給。

X62W型臥式普通銑床具有主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬、操作方便和工作臺能夠虛幻加工等特點。圖2.26銑床的結(jié)構(gòu)圖2.?X62W型臥式普通銑床電氣控制線路分析圖2.27為X62W型臥式普通銑床的電氣原理圖。銑床共有三臺電動機拖動：M1為主軸電動機，由接觸器KM1、KM2控制啟動、制動電動機；M2為進給電動機，其正反轉(zhuǎn)由KM3、KM4控制；M3為冷卻電動機。要求主軸電動機M1啟動后，M3才能啟動。

1)主軸電動機M1的控制

(1)主軸電動機的啟動。先選擇好主軸轉(zhuǎn)速，并將主軸換向的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳到所需轉(zhuǎn)向上。然后，按下啟動按鈕SB1或SB2，接觸器KM1通電吸合并自鎖，主電動機M1啟動。KM1的輔助常開觸頭(7～13)閉合，接通控制電路的進給線路電源。圖2.27X62W型銑床的電氣原理圖

(2)主軸電動機的制動。按下停車按鈕SB5或SB6時，接觸器KM1斷電釋放，電動機M1失電。與此同時，停止按鈕的常開觸頭SB5-2或SB6-2接通電磁離合器YC1，離合器吸合，將摩擦片壓緊，對主軸電動機進行制動。

(3)主軸變速沖動。變速時，先將變速手柄拉出，再轉(zhuǎn)動蘑菇形變速手輪，調(diào)到所需轉(zhuǎn)速上，然后將變速手柄復(fù)位。就在手柄復(fù)位的過程中，壓動了行程開關(guān)SQ1，SQ1的常閉觸頭(5～7)先斷開，常開觸頭(1～9)后閉合，接觸器KM1線圈瞬時通電，主軸電動機作瞬時點動，使齒輪系統(tǒng)抖動一下，達到良好嚙合。

(4)主軸換刀控制。將SA1撥到“接通”位置，其常開觸頭SA1-1接通電磁離合器YC1，將電動機軸抱住，主軸處于制動狀態(tài)。同時，常閉觸頭SA1-2斷開，切斷控制回路電源。

2)進給運動的控制

(1)工作臺的縱向(左、右)進給運動。由縱向進給手柄操縱。當(dāng)手柄扳向右邊時，聯(lián)動機構(gòu)將電動機的傳動鏈撥向工作臺下面的絲杠，使電動機的動力通過該絲杠作用于工作臺。同時，壓下行程開關(guān)SQ5，常開觸頭SQ5-1閉合，常閉觸頭SQ5-2斷開，接觸器KM3線圈通過13→15→17→19→21→23→25路徑得電吸合，進給電動機M2正轉(zhuǎn)，帶動工作臺向右運動。當(dāng)手柄扳向左邊時，行程開關(guān)SQ6受壓，SQ6-1閉合，SQ6-2斷開，接觸器KM4通電吸合，進給電動機反轉(zhuǎn)，帶動工作臺向左運動。

(2)工作臺的垂直(上、下)與橫向(前、后)進給運動。由垂直與橫向進給手柄操縱。以工作臺向下(或向前)運動為例，將垂直與橫向進給手柄扳到向下(或向前)位，手柄通過機械聯(lián)動機構(gòu)壓下行程開關(guān)SQ3，常開觸頭SQ3-1閉合，常閉觸頭SQ3-2斷開，接觸器KM3線圈經(jīng)13→27→29→19→21→23→25路徑得電吸合，進給電動機M2正轉(zhuǎn)，帶動工作臺作向下(或向前)運動。

(3)進給變速沖動。將進給變速的蘑菇形手柄拉出，轉(zhuǎn)動變速盤，選擇好速度，然后將手柄繼續(xù)向外拉到極限位置，隨即推回原位，變速結(jié)束。就在手柄拉到極限位置的瞬間，行程開關(guān)SQ2被壓動，SQ2-1先斷開，SQ2-2后接通，接觸器KM3經(jīng)13→27→29→19→17→15→23→25路徑得電，進給電動機瞬時正轉(zhuǎn)。在手柄推回原位時，SQ2復(fù)位，進給電動機只瞬動一下。

(4)工作臺的快速移動。當(dāng)工作臺工作進給時，按下快移按鈕SB3或SB4(兩地控制)，接觸器KM2得電吸合，其常閉觸頭(105～109)斷開電磁離合器YC2，常開觸頭(105～111)接通電磁離合器YC3，KM2的吸合使進給傳動系統(tǒng)跳過齒輪變速鏈，電動機直接拖動絲杠套，工作臺快速進給，進給方向仍由進給操縱手柄決定。

3)圓工作臺的控制使用圓工作臺時，先將控制開關(guān)SA2扳到“接通”位，這時，SA2-2接通，SA2-1和SA2-3斷開；再將工作臺的進給操縱手柄全部扳到中間位，按下主軸啟動按鈕SB1或SB2，主軸電動機M1啟動，接觸器KM3線圈經(jīng)13→15→17→19→29→27→23→25路徑得電吸合，進給電動機M2正轉(zhuǎn)，帶動圓工作臺做旋轉(zhuǎn)運動。

4)冷卻泵電動機的控制與工作照明只有在主軸電動機啟動后，冷卻泵電動機M3才有可能啟動。

5)控制電路的連鎖與保護

(1)進給運動與主軸運動的連鎖。只有在主軸啟動之后，工作臺的進給運動才能進行。

(2)工作臺六個運動方向的連鎖。只要兩個操縱手柄同時扳動，進給電路立即切斷，實現(xiàn)了工作臺各向進給的連鎖控制。

(3)工作臺進給與圓工作臺的連鎖。使用圓工作臺時，必須將兩個進給操縱手柄都置于中間位置。

(4)進給運動方向上的極限位置保護。機械和電氣相結(jié)合的方式，由擋塊確定各進給方向上的極限位置。具體的控制位置見圖2.28。圖2.28X62W型臥式普通銑床具體控制位置圖2.4.2普通鉆床的電氣控制線路分析鉆床是一種用途廣泛的孔加工機床，它主要利用鉆頭來鉆削精度不太高的孔，另外還可以用來進行擴孔、鉸孔、鏜孔，以及修刮面、攻螺紋等多種形式的加工、鉆床的結(jié)構(gòu)形式很多，有立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床及多軸鉆床等。圖2.29為Z35型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)圖。圖2.29Z35型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)圖

1.?Z35型搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)和主要工作情況搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成，如圖2.29所示。內(nèi)立柱固定在底座的一端，在它外面套著外立柱，外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360°。搖臂的一端為套筒，它套在外立柱上，借助絲杠的正反轉(zhuǎn)可使搖臂沿外立柱作上下移動，由于該絲杠與外立柱連為一體，而升降螺母固定在搖臂上，所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個復(fù)合部件，它由主傳動電動機、主軸和主軸傳動機構(gòu)、進給和變速機構(gòu)以及機床的操作機構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動。鉆削加工時，主軸旋轉(zhuǎn)為主運動；主軸的縱向進給為進給運動。此時，主軸箱由夾緊裝置將其緊固在搖臂水平導(dǎo)軌上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工，輔助運動有：搖臂沿外立柱的垂直移動；主軸箱沿?fù)u臂長度方向的水平移動；搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。

2.搖臂鉆床的電力拖動特點及控制要求

(1)搖臂鉆床運動部件較多，為簡化傳動裝置，采用多電動機拖動。

(2)搖臂鉆床為適應(yīng)多種形式的加工，要求主軸及進給有較大的調(diào)速范圍。主軸在一般速度下的鉆削加工常為恒功率負(fù)載；而低速時主要用于擴孔、鉸孔、攻螺紋等加工，這時則為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

(3)搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動，為此這兩種運動由一臺主軸電動機拖動，分別經(jīng)主軸傳動機構(gòu)、進給傳動機構(gòu)實現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進給，所以主軸變速機構(gòu)與進給變速機構(gòu)都裝在主軸箱內(nèi)。

(4)為加工螺紋，主軸要求正、反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機械方法來實現(xiàn)，這樣主軸電動機只需單方向旋轉(zhuǎn)。

(5)搖臂的升降由升降電動機拖動，要求電動機能正、反轉(zhuǎn)。

(6)內(nèi)外立柱的夾緊與放松、主軸箱和搖臂的夾緊與放松可采用手柄機械操作、電氣-機械裝置、電氣-液壓裝置或電氣-液壓-機械裝置等控制方法來實現(xiàn)。若采用液壓裝置，則備有液壓泵電動機，拖動液壓泵供出壓力油來實現(xiàn)。

(7)搖臂的移動嚴(yán)格按照搖臂松開→移動→搖臂夾緊的程序進行，因此搖臂的夾緊、放松與搖臂升降按自動控制進行。

(8)根據(jù)鉆削加工需要，應(yīng)有冷卻泵電動機拖動冷卻泵，供出冷卻液進行刀具的冷卻。

(9)具有機床安全照明和信號指示。

(10)具有必要的連鎖和保護環(huán)節(jié)。

3.電路工作原理

圖2.30為Z35型搖臂鉆床電氣原理圖。圖2.30Z35型搖臂鉆床電氣原理圖

1)主軸電動機的控制主軸電動機M2由接觸器KM1和十字開關(guān)SA控制。先將電源總開關(guān)QS1合上，并將十字開關(guān)手柄扳向左方。這時，SA的觸頭(3～5)壓合，零壓繼電器FV吸合并自鎖，為其他控制電路接通作好準(zhǔn)備。再將十字開關(guān)扳向右方，SA的觸頭(5～7)接通，接觸器KM1得電吸合，主軸電動機M2啟動運轉(zhuǎn)，經(jīng)主軸傳動機構(gòu)帶動主軸旋轉(zhuǎn)。主軸的旋轉(zhuǎn)方向由主軸箱上的摩擦離合器手柄操縱。

2)搖臂升降控制搖臂的升降在零壓繼電器FV得電并自鎖的前提下進行，用來調(diào)整工件與鉆頭的相對高度。以搖臂上升為例，將十字開關(guān)手柄從中間位扳到向上位，SA的觸頭(5～9)接通，接觸器KM2得電，電動機M3正轉(zhuǎn)啟動。由于機械結(jié)構(gòu)關(guān)系，在M3開始運轉(zhuǎn)時，搖臂暫不會上升，而是通過傳動裝置使搖臂夾緊機構(gòu)放松。同時，將位置開關(guān)SQ2的常開觸頭SQ2-2閉合，為夾緊搖臂做好準(zhǔn)備。當(dāng)夾緊機構(gòu)放松后，電動機M3通過升降絲桿，帶動搖臂上升。當(dāng)上升到預(yù)定位置時，將十字開關(guān)手柄扳回中間位，接觸器KM2斷電，電動機M2停止，搖臂停止上升。由于KM2的互鎖觸頭(17～19)恢復(fù)閉合，而SQ2-2在搖臂上升前已合上，故接觸器KM3通電吸合，電動機M3反轉(zhuǎn)，通過機械夾緊機構(gòu)使搖臂自動夾緊。夾緊后，位置開關(guān)SQ2-2斷開，KM3斷電釋放，電動機M3停轉(zhuǎn)，上升過程結(jié)束。在搖臂上升和下降的控制電路中，分別串入位置開關(guān)SQ1-1、SQ1-2的常閉觸頭。當(dāng)搖臂上升或下降到極限位置時，擋塊將相應(yīng)的位置開關(guān)壓下，使電動機停轉(zhuǎn)，從而避免事故的發(fā)生。

3)立柱夾緊與松開的控制立柱夾緊與松開的控制通過接觸器KM4和KM5控制電動機M4的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。需要搖臂和外立柱繞內(nèi)立柱轉(zhuǎn)動時，應(yīng)先按下按鈕SB1，使接觸器KM4得電吸合，電動機M4正轉(zhuǎn)，通過齒式離合器驅(qū)動齒輪式油泵，送出高壓油，經(jīng)一定油路系統(tǒng)和傳動機構(gòu)將內(nèi)外立柱松開。放開SB1，電動機M4停轉(zhuǎn)。這時，搖臂在人力推動下轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到所需位置時，再按下按鈕SB2，使接觸器KM5得電，電動機M4反轉(zhuǎn)，在液壓推動下，立柱被夾緊。SB2松開后，電動機M4停轉(zhuǎn)，整個松開→移動→夾緊過程結(jié)束。由于主軸箱在搖臂上的夾緊與放松和立柱的夾緊與放松是用同一臺電動機和液壓機構(gòu)配合進行的，因此在對立柱夾緊與放松的同時，也對主軸箱在搖臂上進行了夾緊與放松。

4)冷卻泵電動機的控制冷卻泵電動機的控制由轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2直接控制。

5)零壓繼電器FV的作用

FV起零壓保護作用。機床動作時，若線路斷電，當(dāng)電壓恢復(fù)后，F(xiàn)V不能自行通電，必須將十字開關(guān)手柄扳至左邊位置，F(xiàn)V才能再次通電吸合。2.5維修電工考證指導(dǎo)(中級工)—電機與電氣控制部分職業(yè)技能鑒定是一項基于職業(yè)技能水平的考核活動，屬于標(biāo)準(zhǔn)參照型考試。它是由考試考核機構(gòu)對勞動者從事某種職業(yè)所應(yīng)掌握的技術(shù)理論知識和實際操作能力做出客觀的測量和評價。職業(yè)技能鑒定是國家職業(yè)資格證書制度的重要組成部分。職業(yè)技能鑒定分為知識要求考試和操作技能考核兩部分。知識要求考試一般采用筆試，技能要求考核一般采用現(xiàn)場操作加工典型工件、生產(chǎn)作業(yè)項目、模擬操作等方式進行。經(jīng)鑒定合格者，由勞動保障部門核發(fā)相應(yīng)的職業(yè)資格證書。開展職業(yè)技能鑒定，推行職業(yè)資格證書制度，既是落實黨中央、國務(wù)院提出的“科教興國”戰(zhàn)略方針的重要舉措，也是開發(fā)我國人力資源、提高勞動者素質(zhì)的一項戰(zhàn)略措施。根據(jù)勞動和社會保障部培訓(xùn)就業(yè)司頒發(fā)的《維修電工考核大綱》(2000)和近年來新技術(shù)應(yīng)用對維修電工提出的新要求，中級維修工考證主要內(nèi)容包括：維修電工常識和基本技能、室內(nèi)線路的安裝、接地裝置的安裝與維修、常見變壓器的檢修與維護、各種常用電機的拆裝與維修、常用低壓電器及配電裝置的安裝與維修、電動機基本控制線路的安裝與維修、常用機床電氣線路的安裝與維修、電子線路的安裝與調(diào)試、電氣控制線路設(shè)計、可編程控制器及其應(yīng)用，等等。2.5.1電工考證電機部分

1.正確地拆修異步電動機在拆修電動機前應(yīng)做好各種準(zhǔn)備工作，如所用工具、拆卸前的檢查工作和記錄工作。拆卸電動機的步驟如下：

(1)拆卸皮帶輪和連軸器，在拆卸皮帶輪和連軸器前應(yīng)做好標(biāo)記，在安裝時應(yīng)先除銹，清潔干凈后方可復(fù)位；

(2)拆卸端蓋：先取下軸承蓋，再取端蓋，并做好前后蓋的標(biāo)記，安裝時應(yīng)按標(biāo)記復(fù)位；

(3)拆卸轉(zhuǎn)子：在定轉(zhuǎn)子之間應(yīng)墊上耐磨的厚紙以防止損傷定子繞組，若轉(zhuǎn)子很重，可用起重設(shè)備安裝轉(zhuǎn)子時先檢查定子內(nèi)是否有雜物，然后將軸伸端端蓋裝上，再將轉(zhuǎn)子連同風(fēng)扇及后蓋一起裝入。2.從異步電動機的不正常振動和聲音中判斷故障原因異步電動機產(chǎn)生不正常振動和異常音響現(xiàn)象主要有機械和電磁兩方面的原因。

(1)機械方面的原因：①電機風(fēng)葉損壞或緊固風(fēng)葉的螺絲松動，造成風(fēng)葉與風(fēng)葉蓋相碰，它所產(chǎn)生的聲音隨著碰擊聲的輕重時大時?。虎谟捎谳S承磨損或軸心偏離，造成電動機轉(zhuǎn)子偏心嚴(yán)重時將使定、轉(zhuǎn)子相擦，使電動機產(chǎn)生劇烈的振動和不均勻的碰擦聲；③電動機因長期使用致使地腳螺絲松動或基礎(chǔ)不牢，因而電動機在電磁轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生不正常的振動；④長期使用的電動機因軸承內(nèi)缺乏潤滑油形成干磨運行或軸承中鋼珠損壞，因而使電動機軸承室內(nèi)發(fā)出異常的咝咝聲或咕嚕聲。

(2)電磁方面原因：①正常運行的電動機突然出現(xiàn)異常音響，在帶負(fù)載運行時轉(zhuǎn)速明顯下降，發(fā)出低沉的吼聲，可能是三相電流不平衡，負(fù)載過重或單相運行；②正常運行的電動機，如果定子、轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生短路故障或鼠籠轉(zhuǎn)子斷條，則電動機會發(fā)出時高時低的嗡嗡聲，機身也隨之振動。

3.鼠籠式、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組對地是否絕緣鼠籠轉(zhuǎn)子可看成一個多相繞組，其相數(shù)等于一對磁極的導(dǎo)條數(shù)，每相匝數(shù)等于1/2匝，由于每相轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢一般都很小，加之硅鋼片電阻遠(yuǎn)大于銅或鋁的電阻，所以絕大部分電流從導(dǎo)體流過，不需對地絕緣。繞線式轉(zhuǎn)子繞組中，相數(shù)和定子繞組相同，每相的匝數(shù)也較多，根據(jù)轉(zhuǎn)子的電動勢公式e2=4.44k2·f2·w2·cosβ·η，可知繞線式轉(zhuǎn)子每相感應(yīng)電勢很大，這時若對地不絕緣，就會產(chǎn)生對地短路，甚至燒毀電表。

4.異步電動機轉(zhuǎn)子軸常見故障的修理異步電動機轉(zhuǎn)子軸常見故障主要有：

(1)軸彎曲：電動機運行中如果發(fā)現(xiàn)軸伸出端子有跳動的現(xiàn)象，則說明軸已彎曲，軸彎曲嚴(yán)重時，會發(fā)生定子、轉(zhuǎn)子間互相摩擦的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)軸彎曲后，應(yīng)將轉(zhuǎn)子取出并根據(jù)具體情況加以校正。

(2)軸的鐵芯磨損：由于電動機長時間運行有時會使軸的鐵芯松擋和鐵芯松動，而且軸又未流過滾花。在這種情況下，應(yīng)考慮在配合部分滾花。如果下芯在軸上有位移的可能，則應(yīng)在兩端的軸上開一個環(huán)形槽，再放入兩個弧形鍵，并與軸焊在一起。

(3)軸徑磨損：軸承拆卸多次后會使軸徑磨損，一般可在徑處滾花處理。如果磨損嚴(yán)重，也可在軸徑處電焊堆積一層，再用車床加工成要求尺寸。

(4)軸裂紋：如果軸子橫向裂紋不超過直徑的10%～15%，縱向裂紋不超過軸長的10%，可用電焊進行修補后繼續(xù)使用。如果軸裂紋損壞嚴(yán)重或斷裂就必須更換新軸。其他有關(guān)電動機的相關(guān)概念和基本關(guān)系，已經(jīng)在前面的章節(jié)中介紹過了，在此不再贅述。2.5.2電工考證電氣控制部分

1.常見電氣器件知識電氣控制中常見低壓電氣器件的工作機理、控制類型和工作特點。例如各種主令電器、執(zhí)行電器、控制電器、保護電器和配電電器等常見具體器件的工作特點、效用、選用原則以及故障處理等基本知識。

2.電氣控制線路設(shè)計中的元器件選擇

1)熔斷器的選擇熔斷器的類型應(yīng)滿足電路要求。熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于電路的額定電壓。熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流，它有以下幾種選擇：

(1)對于阻性負(fù)載的保護，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流，即：IR≥I。

(2)對于一臺電動機的短路保護，考慮到電動機的啟動沖擊電流的影響，可按下式選擇：IR?=?(1.5～2.5)IN

(3)對于多臺電動機應(yīng)按下式計算：IR≥(1.5～2.5)IN

MAX+使用熔斷器時，對于螺旋式熔斷器，將帶色標(biāo)的熔斷管一端插入瓷帽，再將瓷帽連同熔管一起擰入瓷套，負(fù)載端接到金屬螺紋殼的上接線端，電源線接到瓷座上的下接線端，并保證各處接觸良好。還應(yīng)當(dāng)考慮熔體材料，鉛錫鋅為低熔點材料，所制成的熔體不易熄弧，一般用在小電流電路中；銀、銅、鋁為高熔點材料，所制成的熔體容易熄弧，一般用在大電流電路中。當(dāng)熔體已熔斷或已嚴(yán)重氧化，需要更換熔體時，還應(yīng)注意使新?lián)Q熔體和原來熔體的規(guī)格保持一致。

2)接觸器的選擇正確地選擇接觸器就是要使所選用的接觸器的技術(shù)數(shù)據(jù)，能滿足控制線路對它提出的要求，選擇接觸器可按下列步驟進行：

(1)根據(jù)接觸器的任務(wù)，確定用哪一系列的接觸器。

(2)根據(jù)接觸器所控制電路的額定電壓確定接觸器的額定電壓。

(3)根據(jù)被控制電路的額定電流及接觸器安裝的條件來確定接觸器的額定電流。如接觸器在長期工作制下使用時，其負(fù)載能力應(yīng)適當(dāng)降低，這是因為在長期工作制下，觸點的氧化膜得不到清除，使接觸電阻增大，因而必須降低電流值以保持觸頭的允許升溫。

(4)一般情況下，對于控制主電路為交流的應(yīng)采用交流的控制電路。電磁線圈的額定電壓要與所接的電源電壓相符，且要考慮安全和工作的可靠性。交流電磁線圈的電壓等級有36V、110V、127V、220V和380V等；直流電磁線圈的電壓等級有24V、48V、110V、220V和440V等。

(5)對于某些機械設(shè)備對接觸器的固有吸合時間、固有釋放時間及釋放電壓所提出的要求也應(yīng)予以考慮。

3)時間繼電器的選擇時間繼電器的種類很多，選擇時主要考慮控制線路提出的技術(shù)要求，如電源電壓等級、電壓種類(交流還是直流)以及觸點的形式(瞬時觸點還是延時觸點)、數(shù)量、延時時間等。此外在滿足技術(shù)要求的前提下盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的型號。目前在工業(yè)上經(jīng)常使用一些質(zhì)優(yōu)價廉的數(shù)字化時間繼電器，其核心一般是單片機或高精度的數(shù)字電路，具有精度高、使用靈活、故障率低等優(yōu)點，是時間繼電器發(fā)展的主流。

4)熱繼電器的選擇一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對電網(wǎng)電壓嚴(yán)重不平衡、工作環(huán)境惡劣或較少有人照管的電動機，可選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對于三角形接線的電動機，為了進行斷相保護，可選用帶斷相保護裝置的熱繼電器。工作時間較短、停歇時間較長的電動機，如機床的刀架或工作臺快速移動所用的電機及恒定負(fù)載下長期運行的電動機(如風(fēng)扇、油泵等)，可不必設(shè)置熱過載保護。熱繼電器的具體選擇如下：

(1)保護電動機的額定電流，一般選用熱繼電器額定電流的0.95～1.05倍。

(2)根據(jù)需要的整定電流值選擇熱繼電器熱元件的編號和額定電流。選擇時應(yīng)使熱元件的整定電流等于電動機的額定電流，同時整定電流應(yīng)留有一定限度的上、下調(diào)整范圍。在重載啟動以及啟動時間較長時，為防止熱繼電器誤動作，可將熱元件在啟動期間予以短路。選擇低壓電器時，注意某些電器之間的區(qū)別。有的電器在一定條件下可以相互替代，如在通斷電流較小的情況下，中間繼電器可以代替接觸器啟動電動機。有的電器在電動機負(fù)載的情況下不能互相替代，如熱繼電器和熔斷器都是保護電器，都串接于電路中對非額定電流實施保護，但是短路電流太大，熱繼電器由于熱慣性不能馬上動作，不能進行短路電流的保護，所以不能代替熔斷器；而過載電流遠(yuǎn)小于短路電流，不足以使熔斷器動作，一定時間后將破壞電動機的絕緣，所以熔斷器不能代替熱繼電器。

3.常見電氣控制電路和基本電氣控制電路的繪制繪制基本原則為：

(1)原理圖一般分為電源電路、主電路、控制電路、信號電路及照明電路繪制；

(2)原理圖中，各電器觸頭位置都按電路未通電未受外力作用時的常態(tài)位置畫出，分析原理時，應(yīng)從觸頭的常態(tài)位置出發(fā)；

(3)原理圖中，各電器元件不畫實際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一國標(biāo)符號畫出；

(4)原理圖中，各電器元件不按它們的實際位置畫在一起，而是按其在線路中所起作用分別畫在不同電路中，但它們的動作卻是相互關(guān)聯(lián)的，必須標(biāo)以相同的文字符號。2.5.3電氣控制線路的故障檢查

1.故障查詢故障查詢就是在檢查處理故障前，通過“問”、“看”、“聽”、“摸”來了解故障發(fā)生前后的詳細(xì)情況，以便能迅速地判斷出故障的具體部位，及時準(zhǔn)確地排除故障。

(1)問。向操作者詳細(xì)了解故障發(fā)生前后的具體情況。應(yīng)具體了解的情況包括：故障是偶爾發(fā)生還是經(jīng)常發(fā)生；故障發(fā)生前有無頻繁啟動、停止或過載；是否經(jīng)過檢修、維護或改動控制線路等；發(fā)生故障時有哪些現(xiàn)象(如聲響、冒煙、弧光或起火等)。

(2)看。斷路器是否跳閘，熔體是否熔斷；指示儀表顯示是否異常；電器元件有無損壞、燒毀、觸點熔焊、接線脫落及斷線等。

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