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1数控技术第二章补充：低压电气控制电路设计一．电器控制原理设计规律分析1．电器常开触点串联当要求几个条件同时具备时，才使电器线圈得电动作，须使几个条件的常开触点串联后再与电器线圈串联。2.电器常开触点并联当要求几个条件只要有一个具备时，就使电器线圈得电动作，须使几个条件的常开触点并联后再与电器线圈串联。3.电器常闭触点串联当要求几个条件只要一个具备时，就使电器线圈断电，须使几个条件的常闭触点串联后再与电器线圈串联。4.电器常闭触点并联当要求几个条件同时都具备时，才使电器线圈断电，须使几个条件的常闭触点并联后再与电器线圈串联。5．涉及延时电器常开触点串联当要求几个条件同时具备时，才使电器线圈得电延时动作，须使几个条件的常开触点串联后再与时间继电器电源输入端串联，而时间继电器通电延时闭合触点与电器线圈串联。6.涉及延时电器常开触点并联当要求几个条件只要有一个具备时，才使电器线圈得电延时动作，须使几个条件的常开触点并联后再与时间继电器电源输入端串联，而时间继电器通电延时闭合触点与电器线圈串联。7.涉及延时电器常闭触点串联当要求几个条件只要一个具备时，就使电器线圈延时断电，须使几个条件的常闭触点串联后再与断电延时时间继电器线圈串联，时间继电器断电延时断开触点与电器线圈串联。8.涉及延时电器常闭触点并联当要求几个条件同时都具备时，才使电器线圈延时断电，须使几个条件的常闭触点串联后再与断电延时时间继电器线圈串联，时间继电器断电延时断开触点与电器线圈串联。9.要求甲接触器工作时，乙接触器就不能工作，须在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的常闭触点。10.要求甲接触器工作后，乙接触器才工作，须在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常开触点。11.要求甲接触器停止工作时，乙接触器才工作，须在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常闭触点。12.要求甲接触器停止工作时，乙接触器才停止工作，须在乙接触器线圈电路中串入甲接触器的常开触点。13．当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作，而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的常闭触点。14．当要求甲接触器停止工作时乙接触器才工作，而乙接触器停止工作时甲接触器才工作，此时应在两个接触器的线圈电路中互串入对方的常闭触点。15.要求甲接触器工作时，乙接触器延时不工作，需要甲接触器的常闭触点串入断电延时时间继电器电源端，时间继电器断电延时断开的触点串入乙接触器线圈。16.要求甲接触器工作后，乙接触器延时工作，需要甲接触器的常开触点串入通电延时时间继电器电源端，时间继电器通电延时闭合的触点串入乙接触器线圈。17.要求甲接触器停止工作时，乙接触器才延时工作，需要甲接触器的常闭触点串入通电延时时间继电器电源端，时间继电器通电延时闭合的触点串入乙接触器线圈。218.要求甲接触器停止工作时，乙接触器才延时停止工作，需要甲接触器的常开触点串入断电延时时间继电器电源端，时间继电器断电延时断开的触点串入乙接触器线圈。19．当要求甲接触器工作时乙接触器延时不能工作，而乙接触器工作时甲接触器延时不能工作，此时应在两个接触器的控制电路中均串入通电延时时间继电器，而甲乙接触器线圈互串入乙甲时间继电器通电延时断开触点。20．当要求甲接触器停止工作时乙接触器延时才工作，而乙接触器停止工作时甲接触器延时才工作，此时应在两个接触器的控制电路中均串入断电延时时间继电器，而甲乙接触器线圈互串入乙甲时间继电器断电延时闭合触点。21．对刀开关、熔断器、断路器、热继电器、按钮等非电磁式电器也按上述原理设计电路中。22．对保护电器应能既保证电路长期可靠工作，又能保护电器设备，一旦出现线路故障，它的触点由“通”转为“断”。二．电器控制电路设计分析步骤1．先分析被控制的机械的工艺过程，再分析这些过程用什么电器控制，再分析这些电器的工作状态。2．再根据被控制的电器的工作状态，按照前述控制原理规律分析与电器触点的逻辑关系。3．根据电器触点的逻辑关系画出电器控制原理图，根据功能需要再加入其他电器，最后加入保护电器等4．根据电器控制原理图，画出接线图，实施接线，试运行，完善。三．电器控制电路设计注意事项，见“电气控制技术教材”1．除非有必要，否则应尽量避免多个电器依次动作才能最后接通一个电器的现象,因为这样不可靠。2.保护电器应能保证控制电路长期运行，又能保护电机及其他设备，一旦出故障，触点立即由“闭”变“开”。3．应正确联接电器的线圈首先保证线圈一段直接与电源联接P46，线圈不能串联P46，尽量减少触头P46，减少连线P46，有保护措施，即使误动作也不损坏电路P46，要有故障提示，P46指齐占庆教材电气控制技术P46。四、C620普通车床电气控制设计分析案例（一）C620电气控制原理图及其阅读机电设备电气控制线路所包含的电器元件和电气设备较多，其电路图的符号也较多，为了能够正确进行机电联合调试、故障诊断与维修，首先必须正确识读电路图，基本的读图方法不少书籍已有介绍，以下以图1所示的C620普通车床电气控制原理图为例，补充介绍较高层次读图知识点，并以此掌握设计电气控制原理图的方法。1.功能单元的划分C620车床电气控制原理图按功能分成6个单元，并用文字将其功能标注在电路图的上方6个栏内，如电源开关、主轴和进给传动、冷却泵等6栏。划分功能的原则是：首先要考虑功能的独立性，3其次要考虑功能的融合相关性。图1所示6项功能是独立的，而熔断器FU2是保护控制电路的，所以划归主轴控制单元，而不必要增加保护控制单元。控制变压器TC的选择开关SA划归照明电源单元，而不划归主轴控制单元。2.图区的划分C620车床电气控制原理图共划分了7个图区，标注在电路图的下部，并从左向右依次用阿拉伯数字编号标注。划分图区的原则是：总的指导思想是一条支路或一条竖线划为一个图区，并首先要考虑功能的完整性，其次要考虑实现功能所用电器不同组成部分工作的独立性。图1所示2区三条主电路UII、VII、WII都工作才能实现电机M1工作，所以划归一个区；而交流接触器KM其线圈、主触点和辅助触点三个组成部分的作用不同，划归到三个图区。3.接触器、继电器的完整标注（1）每个接触器线圈的文字符号KM的下面画两条竖直线，分成左、中、右三栏，把受控制而动作的触头所处的图区按表1的规定填入相应栏内,对备而未用的触头，在相应的栏中用记号“×”标出或不标出任何符号。（2）每个继电器线圈的文字符号KA的下面画两条竖直线，分成左、右两栏，把受控制而动作的触头所在的图区按表2的规定填入相应栏内,对备而未用的触头，在相应的栏中用记号“×”标出或不标出任何符号。(3)电气控制原理图中接触器和继电器触头文字符号下面的数字表示该电器线圈所处的图区号，如在图1中2区的接触器主触点KM下面的数字4该接触器的线圈在4号图区。上述划分功能和图区的原则、接触器和继电器的完整标注方法，有利于方便阅读电气控制原理图，更有利于对照原理图对电气控制系统进行测试、故障诊断和维修。图1C620普通车床电气控制原理图1C620型普通车床电气控制原理图4栏目左栏中栏右栏触头类型主触头所处图区号辅助常开触头所处图区号辅助常闭触头所处图区号KM25×2××2表示3对主触头均在图区2表示一对辅助常开触头在5区，另一对辅助常开触头没用表示两对辅助常闭触头未用栏目左栏右栏触头类型常开触头所在图区号常闭触头所在图区号KA252×2×表示3对常开触头均在图区2表示3对常闭触头一对在5区，另外两对未用（二）C620车床电气控制原理图分析1.主电路电动机电源采用380V的交流电源，由电源开关QSl引人。主轴电动机M1的起停由KM的主触点控制，主轴通过摩擦离合器实现正反转；主轴电动机起动后，才能起动冷却泵电动机M2，是否需要冷却，由转换开关QS2控制。熔断器FU1为电动机M2提供短路保护。热继电器FR1和FR2为电动机M1和M2的过载保护，它们的常闭触点串联后接在控制电路中。2.控制电路主轴电动机的控制过程：合上电源开关QS1，按下起动按钮SB1，接触器KM线圈通电使铁心吸合，电动机M1由KM的三个主触点吸合而通电起动运转，同时并联在SBl两端的KM辅助触点(3～4)吸合，实现自锁，按下停止按钮SB2，M1停转。冷却泵电动机的控制过程为：当主轴电动机Ml起动后(KM主触点闭合)，合上QS1，电动机M2得电起动；若要关掉冷却泵，断开QS2即可；当Ml停转后，M2也停转。只要电动机Ml和M2中任何一台过载，其相对应的热继电器的常闭触点断开，从而使控制电路失电，接触器KM释放，所有电动机停转。FU2为控制电路的短路保护。另外，控制电路还具有欠电压保护，因为当电源电压低于接触器KM线圈额定电压的85%时，KM会自行释放。3.照明电源照明由变压器TC将交流380V转换为36V的安全电压供电，FU3为短路保护，合上开关SA，照明灯EL亮。照明电路必须接地，以确保人身安全。4.电器元件明细表根据图1整理出C620型普通车床电器元件明细表3所示，能更方便地帮助操作维修人员调试、故障诊断与维修机床。（三）电气安装接线图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，而不明显表示电气动作原理。主要用于安装接线、线路的检查维修与故障处理。图2给出了C620型车床电气安装接线图。表1接触器线圈KM符号下的数字标注表2继电器线圈KA符号下的数字标注5应按以下原则绘制、识读接线图：1.电气元器件相对位置与实际安装相对位置一致。2.接线图中同一电器元件中各带电部件,如线圈,触头等的绘制采用集中表示法,且在一个细实线方框内。3.所有电器元件的文字符号及其接线端钮的线号标注均与电气控制电路图完全相符。4.电气接线图一律采用细实线绘制,应清楚表明各电器元件的接线关系和接线去向,其连接关系应与控制电路图完全相符。5.接线图中应标明连接导线的型号,规格,截面积及颜色。6.进出控制装置的导线,除大截面动力电路导线外,都应经过接线端子板相接。代号元件名称型号规格件数生产厂家M1主轴电动机J52–47KW1400r/min1M2冷却泵电动机JCB–220.125KW2790r/min1KM交流接触器CJ0–20380V1FR1热继电器JR16–20/3D14．5A1FR2热继电器JR2–10．43A1QS1三相转换开关HZ2–10/3380V10A1QS2三相转换开关HZ2–10/2380V10A1FU1熔断器RM3–254A3FU2熔断器RM3–254A2FU3熔断器RM3–251A1SB1、SB2控制按钮LA4–22K5A1TC照明变压器BK–50380V/36V1EL照明灯JC6–140W36V1表3C620型普通车床电器元件明细表图2C620普通车床电气安装接线图6（四）电气控制柜的安装配线1．检查和调整电器元件根据表3列出的C620型车床电器元件，配齐电气设备和电器元件，并逐件对其检验。(1)核对各电器元件的型号、规格及数量。(2)用电桥或万用表检查电动机Ml、M2各相绕组的电阻；用兆欧表测量其绝缘电阻，并作好记录。(3)用万用表测量接触器KM的线圈电阻，记录其电阻数值；检查KM外观是否清洁完整、有无损伤，各触点的分合情况，接线端子及紧固件有无短缺、生锈等。(4)检查电源开关QSl、QS2的断合及操作的灵活程度。(5)检查熔断器FUl、FU2的外观是否完整，陶瓷底座有无破裂。(6)检查按钮的常开、常闭触点的分合动作。(7)用万用表检查热继电器FRl、FR2的常闭触点是否接通，并分别将热继电器FRl、PR2的整定电流调整到14.5A和0.43A。2．制作安装底板由于C620型车床线路简单，电气元件数量较少，所以它是利用机床机身的柜架作为电气控制柜。除电动机、按钮和照明灯外，其他电器元件安装在配电盘上。3．选配导线由于各生产厂家不同，所以C620型车床电气控制柜的配线方式也有所不同，但大多数采用明配线。其主电路的导线可采用单股塑料铜芯BV2.5mm2(红)、控制电路采用BVR0.75mm2(黑)。4．划安装线及弯电线管在熟