机床电气第二章课件.ppt

第2章￿机床电气控制线路基本环节 本章主要内容：本章主要内容： 机床电机（交流电机、直流电机、步进电机）机床电机（交流电机、直流电机、步进电机）的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控制基本线路识图、绘图、设计等；制基本线路识图、绘图、设计等；第2章 机床电气控制线路基本环节 本章主要内容：第2章￿机床电气控制线路基本环节2.4 步进电动机的控制步进电动机的控制2.2 三相交流电动机的控制三相交流电动机的控制2.3 直流电动机的控制直流电动机的控制2.1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制第2章 机床电气控制线路基本环节2.4 步进电动机的控制22.1.1 2.1.1 电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号2.1.3 2.1.3 电器元件布置图电器元件布置图电器元件布置图电器元件布置图2.1.5 2.1.5 电气识图方法与步骤电气识图方法与步骤电气识图方法与步骤电气识图方法与步骤2.1.4 2.1.4 电气安装接线图电气安装接线图电气安装接线图电气安装接线图2.1.2 2.1.2 电气原理图绘制电气原理图绘制电气原理图绘制电气原理图绘制2.1 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制2.1.1 电气原理图图形符号和文字符号2.1.3 电器电气控制系统图：指根据国家电气制图标准，用电气控制系统图：指根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。

装置、元器件的连接关系的电气工程图电气控制系统图包括：电气控制系统图包括：1、、电气原理图电气原理图2、、电器元件布置图电器元件布置图3、、电气安装接线图电气安装接线图电气原理图：电气原理图：表示电流从电源到负载的传送情况表示电流从电源到负载的传送情况和各电气元件的动作原理及相互关系，而不考虑和各电气元件的动作原理及相互关系，而不考虑各电器元件实际安装的位置和实际连线情况各电器元件实际安装的位置和实际连线情况2.1.1 2.1.1 电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气原理图图形符号和文字符号电气控制系统图：指根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图文字符号和图形符号文字符号和图形符号1 1、文字符号、文字符号 用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特征的字符代码例如，能、状态和特征的字符代码例如， FRFR表示热继电表示热继电器器2 2、图形符号、图形符号 用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符例如，例如，“～～”表示交流，表示电阻等。

表示交流，表示电阻等 国家电气图用符号标准国家电气图用符号标准GB/T4728-1985GB/T4728-1985规定了电规定了电气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准标准GB/T6988-1986GB/T6988-1986于于19901990年年1 1月月1 1日正式开始执行日正式开始执行文字符号和图形符号1、文字符号1.1.电器元件采用电器元件采用国家标准国家标准规定的规定的图形符号和文字符号图形符号和文字符号表示2.2.主电路用粗线条画在左（上）边；控制电路用细线条画在主电路用粗线条画在左（上）边；控制电路用细线条画在右（下）边右（下）边3.3.同一电器元件的各部件可不画在一起，但文字符号要相同同一电器元件的各部件可不画在一起，但文字符号要相同若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字符号的下标，如符号的下标，如KM1KM1、、KM2KM2等4.4.所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出态画出5.5.当图形垂直放置时，各元器件触点图形符号以当图形垂直放置时，各元器件触点图形符号以““左开右闭左开右闭””绘制。

当图形为水平放置时以绘制当图形为水平放置时以““上闭下开上闭下开” ” 绘制2.1.2 电气原理图绘制电气原理图绘制电器元件采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示2.1.26.6.电路图应按电路图应按主电路主电路、、辅助电路辅助电路（控制电路、照明电路、信号（控制电路、照明电路、信号电路、保护电路）分开绘制电路、保护电路）分开绘制7.7.控制电路的分支电路，原则上按动作顺序和信号流自上而下控制电路的分支电路，原则上按动作顺序和信号流自上而下或自左至右的原则绘制或自左至右的原则绘制8.8.直流和单相电源电路用水平线画出，一般画在图样上方，相直流和单相电源电路用水平线画出，一般画在图样上方，相序自上而下排列序自上而下排列9.9.主电路与电源电路垂直画出控制电路与信号电路垂直画在主电路与电源电路垂直画出控制电路与信号电路垂直画在两条水平电源线之间两条水平电源线之间10.10.耗电元件（如电器的线圈，电磁铁，信号灯等）直接与下方耗电元件（如电器的线圈，电磁铁，信号灯等）直接与下方水平线连接控制触点连接在上方水平线与耗电元件之间水平线连接控制触点连接在上方水平线与耗电元件之间11.11.需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符号需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符号““空心圆空心圆””表示。

电路的连接点用表示电路的连接点用““实心圆实心圆””表示12.12.中性线（中性线（N N）和保护接地线（）和保护接地线（PEPE）放在相线之下放在相线之下2.1.2 电气原理图绘制电气原理图绘制电路图应按主电路、辅助电路（控制电路、照明电路、信号电路、保机床电气第二章课件图区的划分图区的划分•在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字编号同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分编号同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能别标明该区电路的功能图区的划分在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字编号同•接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示 左栏左栏 中栏中栏 右栏右栏主主 触触点点 的的图图 区区号号辅辅 助助动动 合合触触 点点的的 图图区区 号号辅辅 助助动动 断断触触 点点的的 图图区区 号号接触器各栏的含义：接触器各栏的含义：继电器各栏的含义：继电器各栏的含义：左栏左栏 右栏右栏动动 合合触触 点点的的 图图区号区号动动 断断触触 点点的的 图图区区 号号接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示。

左栏 主电路各接点标记主电路各接点标记Ø三相交流电源引入线采用三相交流电源引入线采用L1L1、、L2L2、、L3L3标记Ø电源开关之后的分别按电源开关之后的分别按U U、、V V、、W W顺序标记分级三顺序标记分级三相交流电源主电路可采用相交流电源主电路可采用1U1U、、1V1V、、1W1W；；2U2U、、2V2V、、2W2W等Ø各电动机分支电路各接点可采用三相文字代号后面各电动机分支电路各接点可采用三相文字代号后面加数字来表示如：加数字来表示如：U11U11、、 U21 U21等，数字中的十位数等，数字中的十位数字表示电动机代号，个位数字表示该支路的接点代字表示电动机代号，个位数字表示该支路的接点代号Ø控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成以下的数字组成 主电路各接点标记三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记•电器元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安电器元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置图中各电器代号应与有关电路和电器清装位置图中各电器代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相同单上所有元器件代号相同。

2.1.3 电器元件布置图电器元件布置图电器元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置图中各电器2.1.4 安装接线图安装接线图•安装接线图是用来表明电气设备各单元之间的接安装接线图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系图中表明了电气设备外部元件的相对位线关系图中表明了电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据2.1.4 安装接线图安装接线图是用来表明电气设备各单元之2.1.5 2.1.5 电气识图方法与步骤电气识图方法与步骤 •识图方法识图方法1、、结合电工基础知识识图结合电工基础知识识图 在掌握电工基础知识的基础上，准确、迅速地识别电气图在掌握电工基础知识的基础上，准确、迅速地识别电气图如改变电动机电源相序，即可改变其的旋转方向的控制如改变电动机电源相序，即可改变其的旋转方向的控制2、、结合典型电路识图结合典型电路识图 典型电路就是常见的基本电路，如电动机的起动、制动、典型电路就是常见的基本电路，如电动机的起动、制动、顺序控制等不管多复杂的电路，几乎都是由若干基本电路顺序控制等。

不管多复杂的电路，几乎都是由若干基本电路组成的因此，熟悉各种典型电路，是看懂较复杂电气图的组成的因此，熟悉各种典型电路，是看懂较复杂电气图的基础3、、结合制图要求识图结合制图要求识图 在绘制电气图时，为了加强图纸的规范性、通用性和示意在绘制电气图时，为了加强图纸的规范性、通用性和示意性，必须遵循一些规则和要求，利用这些制图的知识能够准性，必须遵循一些规则和要求，利用这些制图的知识能够准确地识图确地识图2.1.5 电气识图方法与步骤 识图方法•识图步骤识图步骤1、、准备准备：：了解生产过程和工艺对电路提出的要求；了解各种了解生产过程和工艺对电路提出的要求；了解各种用电设备和控制电器的位置及用途；了解图中的图形符号及文用电设备和控制电器的位置及用途；了解图中的图形符号及文字符号的意义字符号的意义2、、主电路主电路：：首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是交流电路还是直流电路然后从主电路入手，根据各元器件的交流电路还是直流电路然后从主电路入手，根据各元器件的组合判断电动机的工作状可如电动机的起停、正反转等组合判断电动机的工作状可如电动机的起停、正反转等。

3、、控制电路控制电路：：分析完主电路后，再分析控制电路，要按动作分析完主电路后，再分析控制电路，要按动作顺序对每条小回路逐一分析研究，然后再全面分析各条回路间顺序对每条小回路逐一分析研究，然后再全面分析各条回路间的联系和制约关系，要特别注意与机械、液压部件的动作关系的联系和制约关系，要特别注意与机械、液压部件的动作关系4、最后阅读保护、照明、信号指示、检测等部分最后阅读保护、照明、信号指示、检测等部分识图步骤2.22.2　电动机基本控制环节　电动机基本控制环节2.2.1 2.2.1 笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制2.2.2 2.2.2 笼型异步电动机正反转控制笼型异步电动机正反转控制笼型异步电动机正反转控制笼型异步电动机正反转控制2.2.4 2.2.4 笼型异步电动机制动控制笼型异步电动机制动控制笼型异步电动机制动控制笼型异步电动机制动控制2.2.5 2.2.5 按顺序工作时的联锁控制按顺序工作时的联锁控制按顺序工作时的联锁控制按顺序工作时的联锁控制2.2.3 2.2.3 笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制2.2　电动机基本控制环节2.2.1 笼型异步电动机直接起动2.2.12.2.1笼型异步电动机直接起动控制笼型异步电动机直接起动控制1.1.点动控制点动控制点动控制点动控制2.2.连续运转控制连续运转控制连续运转控制连续运转控制3.3.既能长动又能点动的控制电路既能长动又能点动的控制电路既能长动又能点动的控制电路既能长动又能点动的控制电路直接启动的条件：直接启动的条件：I Istst/I/IN N≤3/4+S/4P≤3/4+S/4PI I I Istst- -启动电流启动电流启动电流启动电流；；I I I IN N - -额定电流额定电流额定电流额定电流；；S-S-S-S-变压器容量（变压器容量（变压器容量（变压器容量（kVAkVAkVAkVA））））P-P-P-P-电机功率（电机功率（电机功率（电机功率（kwkwkwkw））））2.2.1笼型异步电动机直接起动控制1.点动控制2.连续运转1 1 点动控制点动控制L1L1L2L2L3L3KMKMSBSBQSQSKMKM M M 3 3 ～～FU1FU1FU2FU2点动按钮点动按钮KM主触头闭合主触头闭合按下按下SBKM线圈得电线圈得电松开松开SBKM线圈断电线圈断电KM主触头复位主触头复位电动机断电停转电动机断电停转电动机电动机M通电起动通电起动.工作过程：先接通电源开关工作过程：先接通电源开关QS常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等。

常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等常用于机床主轴或工作台的调整；机床的试车、检修等1 点动控制L1KMSBQSKM MFU1FU2点动按钮2 2 连续运转控制连续运转控制KMSB1 SB2KMQSKMFR M3 ~L1L2L3FRFU1FU2自自锁锁触头触头短短路路保护保护过过载载保护保护停停止止按钮按钮起起动动按钮按钮工作过程：先接通电源开关工作过程：先接通电源开关QS按下按下SB2KMKM线圈得电线圈得电KM主触头闭合主触头闭合 电动机运转电动机运转KM动合辅助触头闭合自锁动合辅助触头闭合自锁保护环节保护环节短路保护：短路保护：FU1、、FU2过载保护：过载保护：FR欠压失压保护：欠压失压保护：KM自锁环节自锁环节按下按下SB1SB1KMKM线圈断电线圈断电电动机停电动机停2 连续运转控制KMSB1 SB2KMQSKMFR3 3 既能长动又能点动的控制电路既能长动又能点动的控制电路 复合按钮复合按钮点动按钮点动按钮KMKMKMKMFRFRFRFRSB1SB1SB1SB1KMKMSB2SB2SB2SB2SB3SB3停止按钮停止按钮起动按钮起动按钮☆☆ 按下按下SB2，，KM得电自锁，电动机连续运转。

得电自锁，电动机连续运转☆☆ 按下按下SB1，，KM断电，电动机停转断电，电动机停转☆☆ 按下点动按钮按下点动按钮SB3SB3，，KM得电，得电，电动机运转电动机运转松开松开SB3SB3，，KM断电，断电，电动机停转电动机停转☆☆ 点动按钮点动按钮SB3SB3的作用：的作用：(1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电；通电；(2) 使线圈使线圈KM不能自锁不能自锁3 既能长动又能点动的控制电路 复合按钮KMFRSB1KMS2.2.2 电动机的正反转控制电动机的正反转控制Ø用于机床工作台的前进与后退或主轴的正反转等用于机床工作台的前进与后退或主轴的正反转等Ø由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向线中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向Ø需要用两个接触器来实现这一要求需要用两个接触器来实现这一要求当正转接触当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转2.2.2 电动机的正反转控制用于机床工作台的前进与后退或主1.1.按钮控制的正反转控制电路按钮控制的正反转控制电路正正转转反反转转电气电气互锁互锁按钮按钮联锁联锁1.按钮控制的正反转控制电路正转反转电气按钮（（1 1）接触器互锁的正反转控制）接触器互锁的正反转控制•完成完成““正转正转- -停停- -反转反转””或或““反转反转- -停停- -正转正转””的电的电气控制。

气控制 •线路的动作原理线路的动作原理: :按按SB1SB1正转控制：正转控制：按按SB2SB2 KM1KM1线圈得电线圈得电KM1KM1自锁触头闭合自锁触头闭合KM1KM1主触头闭合主触头闭合 KM1KM1互锁触头断开互锁触头断开电动机电动机M M正转正转KM1KM1线圈失电线圈失电电动机电动机M M停转停转SB1SB1KM1KM1SB3SB3KM2KM2KM2KM2KM1KM1KM2KM1KM1SB2SB2反转控制：反转控制：按按SB3KM2KM2线圈得电线圈得电电动机电动机M M反转反转正转按钮正转按钮正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮互互锁锁（1）接触器互锁的正反转控制完成“正转-停-反转”或“反转-（（2 2）按钮接触器联锁的正反转）按钮接触器联锁的正反转控制控制•可实现可实现“正正—反反—停停”或或“反反—正正—停停”的操作的操作控制•线路的动作原理线路的动作原理SB1SB1KM1KM1SB3SB3KM2KM2KM2KM2KM1KM1KM2KM2KM1KM1SB2SB2按下按下SB2KM1得电得电电动机正转电动机正转按下按下SB3SB3KM1断电断电KM2得电得电电动机反转电动机反转正转：正转：反转：反转：按钮联锁按钮联锁互互锁锁互互锁锁（2）按钮接触器联锁的正反转控制可实现“正—反—停”或“反—2 2、行程开关控制的正反转电路、行程开关控制的正反转电路自动往返运动：自动往返运动：SB1SB1KM1KM1SB3SB3KM2KM2KM2KM2KM1KM1SQ2SQ2SQ1SQ1KMKM2 2KM1KM1SB2SB2SQ3SQ4SQ1 SQ3SQ1 SQ3SQ4 SQ2SQ4 SQ2前进前进前进前进( (正转）正转）正转）正转）后退后退后退后退12行程开关行程开关行程开关行程开关挡块挡块挡块挡块到达预定位置挡铁到达预定位置挡铁1撞击撞击SQ1按下按下SB2SB2KM1通电通电电机正转电机正转工作台前进工作台前进停止正转停止正转KM1断电断电KM2得电得电电机反转工作台后退电机反转工作台后退2、行程开关控制的正反转电路自动往返运动：SB1KM1SB32.2.3 2.2.3 笼型异步电动机降压起动控制笼型异步电动机降压起动控制1 1 定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动2 Y -2 Y -△△△△降压起动降压起动降压起动降压起动2.2.3 笼型异步电动机降压起动控制1 定子串电阻降压起动1 1 定子串电阻降压起动定子串电阻降压起动工作原理：工作原理：停止停止起动起动按下按下SB2SB2KM1KM1得电得电KTKT得电得电计时计时电电电电动阻动阻机起机起串动串动KM2KM2得电得电电动机全压运行电动机全压运行图中电动机由降压起动转为图中电动机由降压起动转为全压运行后全压运行后KM1KM1和和KTKT均断均断电，电，只有只有KM2KM2得电。

得电按下按下SB1SB1，电动机停，电动机停1 定子串电阻降压起动工作原理：停止起动按下SB2KM1得电2 Y -△2 Y -△降压起动（一）降压起动（一）•三个接触器控制的电路三个接触器控制的电路工作原理：工作原理：起动起动按下按下SB2KM1得电得电KM3得电得电KT得电得电Y起起动动Y接接计时计时KM3断电断电 KM2通电通电 KM1仍得电仍得电△△运运行行△△接接停止停止2 Y -△降压起动（一）三个接触器控制的电路工作原理：起动3 Y -△3 Y -△降压起动（二）降压起动（二）•两个接触器两个接触器控制的电路控制的电路（练习分析工作原理）（练习分析工作原理）3 Y -△降压起动（二）两个接触器（练习分析工作原理）2.2.4 2.2.4 笼型异步电动机的制动控制笼型异步电动机的制动控制1 1 反接制动控制线路反接制动控制线路反接制动控制线路反接制动控制线路2 2 能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路2.2.4 笼型异步电动机的制动控制1 反接制动控制线路2 1 1 反接制动控制线路反接制动控制线路工作原理：工作原理：按按SB2起动起动KM1通电通电电动机正电动机正转运行转运行KV动合触点闭合动合触点闭合按按SB1KM1断电断电KM2通电通电（开始制动）（开始制动）n≈0,KVn≈0,KV复位复位KM2断电（制动断电（制动 结束）结束）速速度度继继电电器器停止停止1 反接制动控制线路工作原理：按SB2起动KM1通电电动机正2 2 能耗制动控制电路能耗制动控制电路（（1 1）按时间原则控制的能耗制动线路）按时间原则控制的能耗制动线路工作原理：工作原理：按按SB2KM1通电通电电动机起动电动机起动按按SB1KM1断电断电KM2通电通电KT通电通电能耗能耗制动制动延时延时KM2断电（制动断电（制动结束）结束）起起停停2 能耗制动控制电路（1）按时间原则控制的能耗制动线路工作原（（2 2）速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路）速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路•练习：•分析工作过程（2）速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路2.2.52.2.5 按顺序工作时的联锁控制按顺序工作时的联锁控制 按下按下SB2SB2KM1得电得电M1起动起动先先起起按下按下SB4SB4后后起起M2 停停按下按下SB1SB1总停总停KM1断电断电KM2断电断电M1；；M2均停均停工作原理：工作原理：KM2得电得电M2起动起动按下按下SB3SB3KM2断电断电M2停停2.2.5 按顺序工作时的联锁控制 按下SB2KM1得电M1SBKM1KM1FR1 例：例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。

为避免物体堆积在运由一套起停按钮控制它们的起停为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：起动时起动时: M1起动后起动后 M2才能起动；才能起动；停车时停车时: M2停车后停车后M1才能停车应如何实现控制？才能停车应如何实现控制？KM2KM2SBKM2KM2FR2KM1KM1停止：停止：停止：停止：断电断电断电断电断电断电断电断电断开断开断开断开SBKM1FR1 例：两条皮带运输机分别由两台鼠笼异步电动机STSTa aSTSTb b前进前进前进前进( (正转）正转）正转）正转）后退后退后退后退12按按按按SBSBF F时时时时KMKMF F通电通电通电通电( (其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开，其常闭断开， 常开闭合常开闭合常开闭合常开闭合) )KMF断电断电KMKMR R通电通电通电通电行程开关行程开关行程开关行程开关自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：自动往返运动：挡块挡块挡块挡块动画动画电机正转电机正转电机正转电机正转工作台前进工作台前进工作台前进工作台前进到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，到达预定位置，挡块挡块挡块挡块1 1撞击撞击撞击撞击STSTb bSBSBKMKMR RSBSBF FKMKMF FKMKMF FKMKMR RSTSTb bSTSTa aKMKMF FKMKMR RSBSBR R停止正转停止正转停止正转停止正转 电机反转电机反转电机反转电机反转( (工作台后退工作台后退工作台后退工作台后退) )STaSTb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电(其常闭正反转控制线路正反转控制线路正反转控制线路正反转控制线路3~MFRFRFUQ......KMKMF FFRKMKMR RSBSB1 1SBSBF FKMKMF FSBSBR RKMKMR RKMRKMKMF FKMKMR R 下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中有几处错误，请改正之。

有几处错误，请改正之有几处错误，请改正之有几处错误，请改正之正反转控制线路3~MFRFUQ......KMFFRKMRS2.3 直流电动机控制直流电动机控制直流电动机优点：直流电动机优点：1.调速范围广，调速平滑方便；调速范围广，调速平滑方便；2.抗过载能力大，能承受频繁冲击负载，抗过载能力大，能承受频繁冲击负载，3.可实现频繁无级快速启动、制动反转等；可实现频繁无级快速启动、制动反转等；直流电动机应用：直流电动机应用： 对启动、调速有较高要求的场合，如大型可逆式轧对启动、调速有较高要求的场合，如大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、大型车床、大型起重机、龙门刨床、钢机、矿井卷扬机、大型车床、大型起重机、龙门刨床、电动机车等生产机械电动机车等生产机械直流电动机分类直流电动机分类：： 按励磁方式分为：他励、自励（并励、串励、复励）按励磁方式分为：他励、自励（并励、串励、复励）2.3 直流电动机控制直流电动机优点：直流电动机分类：2.3 直流电动机控制直流电动机控制直流电动机控制线路：直流电动机控制线路： 1.启动控制启动控制（（1）直接启动）直接启动（（Ist=(10~20)IN）） 危害：换向恶化、机械冲击、电网波动危害：换向恶化、机械冲击、电网波动(中、大容量电机不许直接启中、大容量电机不许直接启动动)（（2）降压启动）降压启动 启动时降低电枢两端的电压，随着转速的上升，逐渐提高电压至额定启动时降低电枢两端的电压，随着转速的上升，逐渐提高电压至额定值值UN；； 条件：需要专用电源，一般有可调电压的直流电源；条件：需要专用电源，一般有可调电压的直流电源；（（3）转子串电阻启动）转子串电阻启动 电枢回路串多级电阻，在启动过程中逐级切除；电枢回路串多级电阻，在启动过程中逐级切除； 2.制动控制制动控制 (1)能耗制动、能耗制动、(2)反接制动反接制动 3.3.调速控制调速控制2.3 直流电动机控制直流电动机控制线路：3.调速控制+直流电动机反接制动电路直流电动机反接制动电路KI1—过流继电器，过流继电器，当主电路电流大于某当主电路电流大于某一设定值时其长闭触一设定值时其长闭触点断开。

点断开KI2—欠流继电欠流继电 器，器，当励磁电路电流小于当励磁电路电流小于某一设定值时其长开某一设定值时其长开触点断开触点断开KA—中间继电器，中间继电器，只要电机工作其线圈只要电机工作其线圈就得电KT1,KT2,断电延型断电延型时继电器，其长闭触时继电器，其长闭触点圈断电后，延点圈断电后，延时闭合 SB1—启动按钮；启动按钮； SB2—停止按钮；停止按钮；2.3 2.3 2.3 2.3 直流电动机控制直流电动机控制直流电动机控制直流电动机控制 +直流电动机反接制动电路KI1—过流继电器，当主电路电流大于+直流电动机反接制动电路直流电动机反接制动电路按按 SB1启动按钮；启动按钮； KM1控制电路电流：电源正控制电路电流：电源正→QF2 →SB3（常闭）（常闭） →SB1 →SB2常闭常闭→ KM2(常闭常闭) →KM1线圈线圈→电源负；电源负；KM1线圈得电，其常开辅助触点闭合自锁；线圈得电，其常开辅助触点闭合自锁；电机正转，串电阻R2，R3启动KT1、KT2线圈断电，开始延时计时时间到KT1、KT2延时闭合常闭触点闭合启动过程结束+直流电动机反接制动电路按 SB1启动按钮； +直流电动机反接制动电路直流电动机反接制动电路按按 SB2停止按钮；停止按钮；控制电路电流：电源正控制电路电流：电源正→QF2 →SB3(常闭常闭)→SB1(常闭常闭)→SB2→ KM1(常闭常闭) →KM2线圈线圈→电源负；电源负；KM2线圈得电，其常开辅助触点闭合自锁；线圈得电，其常开辅助触点闭合自锁；电机转正负极反接制动；KT1、KT2线圈始终断电。

当转速较低时按SB3,停车+直流电动机反接制动电路按 SB2停止按钮；电机转正负极反接能耗制动控制线路能耗制动控制线路交流异步电动机反接制动交流异步电动机反接制动Z3050型摇臂钻床电气原理图1.主轴电机M1启动按启动按钮SB2Z3050型摇臂钻床电气原理图1.主轴电机Z3050型摇臂钻床电气原理图2.摇臂上升按启动按钮SB3电源→FR2 →SB3 →SQ2(常闭) →KT(瞬动常开) →KM4线圈→电源 M3正转，液压锁紧机构放松正转，液压锁紧机构放松 （放松时，（放松时，SQ2常闭点断常闭点断,SQ3常闭点通）常闭点通）Z3050型摇臂钻床电气原理图2.摇臂上升电源→FR2 →SZ3050型摇臂钻床电气原理图2.摇臂上升按启动按钮SB3电源→FR2 →SB3 →SQ2(常开) →SB4(常闭) →KM3（常闭） →KM2线圈→电源 M2正转正转,摇臂电机上升（此时，摇臂电机上升（此时，SB3常闭点断）常闭点断）Z3050型摇臂钻床电气原理图2.摇臂上升电源→FR2 →SZ3050型摇臂钻床电气原理图3.摇臂上升到位，松开按钮SB3KT线圈断电延时，15触点断电延时闭合。

FR2 →SQ3(常闭) →KT (延时常闭) →KM5（常闭） →KM5线圈→电源 M3反转反转,摇臂加紧（夹紧时，摇臂加紧（夹紧时，SQ3常闭点断常闭点断,SQ2常闭点通）常闭点通）Z3050型摇臂钻床电气原理图3.摇臂上KT线圈断电延时，1机床电气第二章课件2.4￿ ￿步进电动机步进电动机特点特点特点特点: : : : (1) 1) 来一个脉冲，转一个步距角来一个脉冲，转一个步距角来一个脉冲，转一个步距角来一个脉冲，转一个步距角 (2) (2) 控制脉冲频率，可控制电机转速控制脉冲频率，可控制电机转速控制脉冲频率，可控制电机转速控制脉冲频率，可控制电机转速 (3) (3) 改变脉冲顺序，可改变转动方向改变脉冲顺序，可改变转动方向改变脉冲顺序，可改变转动方向改变脉冲顺序，可改变转动方向 (4) (4) (4) (4)具有自锁能力，停止时线圈仍保持通电具有自锁能力，停止时线圈仍保持通电具有自锁能力，停止时线圈仍保持通电具有自锁能力，停止时线圈仍保持通电。

步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲步进电机是利用电磁铁的作用原理，将脉冲信信号号转转换换为为线线位位移移或或角角位位移移的的执执行行器器每每来来一一个个电电脉脉冲冲，，步步进进电电机机转转动动一一定定角角度度，，带带动动机机械械移移动动一一小小段距离 区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈反应式步进电机的转子上没有励磁线圈反应式步进电机的转子上没有励磁线圈反应式步进电机的转子上没有励磁线圈种类种类：：励磁式励磁式和和反应式反应式反应式反应式两种2.4 步进电动机特点: (1) 来一个脉冲，转一个步距角 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理结构和工作原理三相反应式步进电动机的原理结构图三相反应式步进电动机的原理结构图三相反应式步进电动机的原理结构图三相反应式步进电动机的原理结构图如下：如下：ABCIAIBIC 定子内圆周定子内圆周均匀分布着六个均匀分布着六个磁极，磁极上有磁极，磁极上有励磁绕组，每两励磁绕组，每两个相对的绕组组个相对的绕组组成一相。

转子有成一相转子有四个齿定子定子转子转子 下面以反应式步进电机为例说明步进电机的三相反应式步进1.1.1.1.三相单三拍三相单三拍三相单三拍三相单三拍CA'BB'C'A3412 A相绕组通电，相绕组通电，B、、C相相不通电由于在磁场作用下，不通电由于在磁场作用下，转子总是力图旋转到磁阻最转子总是力图旋转到磁阻最小的位置，故在这种情况下，小的位置，故在这种情况下，转子必然转到左图所示位置：转子必然转到左图所示位置：1、、3齿与齿与A、、A′极对齐动画动画1.三相单三拍CA'BB'C'A3412 CA'BB'C'A3412 同理，同理，B相通电时，转子会转过相通电时，转子会转过30 角，角，2、、4齿和齿和B、、B´ 磁极轴线对齐；当磁极轴线对齐；当C相通电时，转子相通电时，转子再转过再转过30 角，角，1、、3齿和齿和C´、、C磁极轴线对齐磁极轴线对齐1C'342CA'BB'ACA'BB'C'A3412 同理，B相通电时，转子会转 这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所个循环周期，一个循环周期包括三个工作脉冲，所以称为三相单三拍工作方式。

以称为三相单三拍工作方式 按按AB C A  …… ……的顺序给三相绕组的顺序给三相绕组轮流通电，转子便一步一步转动起来每一拍转轮流通电，转子便一步一步转动起来每一拍转过过30°( (步距角步距角) )，每个通电循环周期，每个通电循环周期( (3拍拍) )转过转过90°( (一个齿距角一个齿距角) )2. 2. 三相六拍三相六拍三相六拍三相六拍 按按AAB B BC C  CA的顺序给三相的顺序给三相绕组轮流通电绕组轮流通电这种方式可以获得更精确的控制这种方式可以获得更精确的控制特性 这种工作方式下，三个绕组依次通电一次为一个循环周期，CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412 A相通电，相通电，转子转子1 1、、3 3齿与齿与A、、A' 对齐 A、、B相同时通电，相同时通电，A、、A' 磁极拉住磁极拉住1、、3齿，齿，B、、B' 磁极拉住磁极拉住2、、4齿，齿，转子转转子转过过15 ，，到达左图到达左图所示位置所示位置动画动画CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412 CA'BB'C'A3412 B B 相通电，相通电，转子转子2、、4齿与齿与B、、B´ 对齐对齐, ,又转又转过过15 。

3412CA'BB'C'A B、、C相同时通电，相同时通电，C' 、、C 磁极拉住磁极拉住1、、3齿，齿，B、、B' 磁极拉住磁极拉住2、、4齿，转子再转齿，转子再转过过15 CA'BB'C'A3412 B 相通电，转子2 三相反应式步进电动机的一个通电循环周三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下：期如下：AAB B BC C  CA，，每个循每个循环周期分为六拍每拍转子转过环周期分为六拍每拍转子转过15 （步距角），（步距角），一一个通电循环周期个通电循环周期( (6拍拍) )转子转过转子转过90  ( (齿距角齿距角) ) 与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更与单三拍相比，六拍驱动方式的步进角更小，更适用于需要精确定位的控制系统中小，更适用于需要精确定位的控制系统中3. 3. 三相双三拍三相双三拍三相双三拍三相双三拍 按按AB BC CA的顺序给三相绕组轮流通的顺序给三相绕组轮流通电每拍有两相绕组同时通电电每拍有两相绕组同时通电 三相反应式步进电动机的一个通电循环周 AB通电通电CA'BB'C'A3412BC通电通电3412CA'BB'C'ACA通电通电CA'BB'C'A3412 与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电与单三拍方式相似，双三拍驱动时每个通电循循环周期也分为三拍。

每拍转子转过环周期也分为三拍每拍转子转过30  ( (步距角步距角) )，，一一个通电循环周期个通电循环周期( (3拍拍) )转子转过转子转过90 ( (齿距角齿距角) )动画动画AB通电CA'BB'C'A3412BC通电3412CA'BB 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可从以上对步进电机三种驱动方式的分析可得步距角计算公式：得步距角计算公式：  —步距角步距角Zr —转子齿数转子齿数m —拍数拍数 实用步进电机的步距角多为实用步进电机的步距角多为3 和和1.5  为了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿了获得小步距角，电机的定子、转子都做成多齿的，如教材图的，如教材图2.30所示图中转子表面有所示图中转子表面有4040个齿，个齿，K—状态系数，单、双三拍时状态系数，单、双三拍时K=1 双六拍时，双六拍时，K=2 从以上对步进电机三种驱动方式的分析可 CA'BB'C'A3412 同理，同理，B相通电时，转子会转过相通电时，转子会转过30 角，角，2、、4齿和齿和B、、B´ 磁极轴线对齐；当磁极轴线对齐；当C相通电时，转子相通电时，转子再转过再转过30 角，角，1、、3齿和齿和C´、、C磁极轴线对齐。

磁极轴线对齐1C'342CA'BB'Aθ=30 CA'BB'C'A3412 同理，B相通电时，转子会转齿距角是齿距角是9 9 ；；定子仍是定子仍是 6 6个磁极，但每个磁极个磁极，但每个磁极表面加工有五个和转子一样的齿表面加工有五个和转子一样的齿 步进电动机的应用非常广泛，如各种数控步进电动机的应用非常广泛，如各种数控步进电动机的应用非常广泛，如各种数控步进电动机的应用非常广泛，如各种数控机床、自动绘图仪、机器人等机床、自动绘图仪、机器人等机床、自动绘图仪、机器人等机床、自动绘图仪、机器人等应用：应用：步进电机性能指标：步进电机性能指标：步进电机性能指标：步进电机性能指标：步距角、步距误差、最大静态误差、空载启动频步距角、步距误差、最大静态误差、空载启动频步距角、步距误差、最大静态误差、空载启动频步距角、步距误差、最大静态误差、空载启动频率、最高连续运行频率、工作电流、工作电压等率、最高连续运行频率、工作电流、工作电压等率、最高连续运行频率、工作电流、工作电压等率、最高连续运行频率、工作电流、工作电压等齿距角是9；定子仍是 6个磁极，但每个磁极表面加工有五个和二、步进电机的控制•步进电机需要有专用驱动电源控制•步进电机的控制指令是一串方波，不能形成连续磁场•必须依靠环行分配器才能完成一串方波向旋转磁场的转换。

环形分配器功率放大器步进电动机CP—信号脉冲个数 DIR—方向控制CPDIR二、步进电机的控制步进电机需要有专用驱动电源控制环功步CPD•功率放大器功率放大器又称为步进驱动器，其评价指标为：功率放大器又称为步进驱动器，其评价指标为：1、提供足够的幅值，前后沿较好的励磁；、提供足够的幅值，前后沿较好的励磁；2、本身功耗小，变换、本身功耗小，变换 频率高；频率高；3、能长时间稳定，运行可靠；、能长时间稳定，运行可靠；4、成本低，易于维护；、成本低，易于维护；•常用功率放大器（步进驱动器步进驱动器）类型：1、高低压驱动（、高低压驱动（工业常用）；；2、恒流斩波驱动（、恒流斩波驱动（工业常用）；；3、调频调压驱动；、调频调压驱动；4、成本低易维护；、成本低易维护；功率放大器常用功率放大器（步进驱动器）类型：高低压驱动电路VH,VL使V1,V2同时导通，绕组由高压Ud1, 供电;电源快速达到额定值高低压驱动电路VH,VL使V1,V2同时导通，高低压驱动电路当绕组电压达到额定值后，VH转为低电平，Ud1关断，低压电源由Ud2供电高低压驱动优点：脉冲前言变陡，电机转矩、启动、运行频率得到提高，功耗小。

缺点：运行中有电流波动高低压驱动电路当绕组电压达到额定值后，高低压驱动优点：脉冲前恒流辗波驱动原理Uref为给步进电机提供恒定信号Uin为脉冲信号， Uin=0时， Uf=0； Uref > Uf U1=1，U2=0；V1截止恒流辗波驱动原理恒流辗波驱动原理Uref为给步进电机提供恒定信号恒流辗波驱动恒流辗波驱动原理Uin为脉冲信号， Uin=1时，Uf=0； Uref > Uf U1=1，U2=0；V1截止恒流辗波驱动原理Uin为脉冲信号， Uin=1时，Uf=0；恒流辗波驱动原理Uin为脉冲信号， Uin=1时，Uref < Uf U1=0，U2=0；V1截止, Uf减小， Uref > Uf 时， V1导通循环通断恒流辗波驱动原理Uin为脉冲信号， Uin=1时，。