第第 22 章章 基本的电气控制系统 基本的电气控制系统

电气工程图及绘制 2.1

电动机直接起动控制线路2.3

电动机降压起动控制线路2.4

电气控制线路的分析方法 2.2

异步电动机的制动控制线路 2.5

异步电动机的调速控制线路2.6

直流电动机的控制线路 2.7

典型机械控制线路2.8

2.1 2.1 电气工程图及绘制电气工程图及绘制

常用的电气工程图有常用的电气工程图有 33 种：电路图种：电路图（电气系统图、原理图）、接线图和元件（电气系统图、原理图）、接线图和元件布置图。布置图。

2.1.12.1.1 　图形符号和文字符号　图形符号和文字符号11 ．图形符号．图形符号

由符号要素、限定符号、一般符号以由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电操作控制的动作符号（如机及常用的非电操作控制的动作符号（如机械控制符号等）根据不同的具体器件情况械控制符号等）根据不同的具体器件情况组合构成。组合构成。

22 ．文字符号．文字符号 基本文字符号、单字母符号和双字母基本文字符号、单字母符号和双字母符号表示电气设备、装置和元器件的大类。符号表示电气设备、装置和元器件的大类。

33 ．辅助文字符号．辅助文字符号 辅助文字符号用来进一步表示电气设辅助文字符号用来进一步表示电气设备、装置和元器件功能、状态和特征。备、装置和元器件功能、状态和特征。

2.1.22.1.2 　电路图　电路图 电路图用于表达电路、设备、电气控电路图用于表达电路、设备、电气控制系统组成部分和连接关系。制系统组成部分和连接关系。

11 ．电路绘制．电路绘制 电路的绘制一般包括主电路的绘制和电路的绘制一般包括主电路的绘制和控制电路的绘制。主电路是设备的驱动电控制电路的绘制。主电路是设备的驱动电路，在控制电路的控制下，根据控制要求路，在控制电路的控制下，根据控制要求由电源向用电设备供电。 由电源向用电设备供电。

控制电路由接触器和继电器线圈、各控制电路由接触器和继电器线圈、各种电器的动合、动断触点组合构成控制逻种电器的动合、动断触点组合构成控制逻辑，实现所需要的控制功能。主电路、控辑，实现所需要的控制功能。主电路、控制电路和其他的辅助电路、保护电路一起制电路和其他的辅助电路、保护电路一起构成电控系统。构成电控系统。

22 ．元器件绘制．元器件绘制 电路图中所有电器元件一般不画出实电路图中所有电器元件一般不画出实际的外形图，而采用国家标准规定的图形际的外形图，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示，同一电器的各个部符号和文字符号表示，同一电器的各个部件可根据需要画在不同的地方，但必须用件可根据需要画在不同的地方，但必须用相同的文字符号标注。相同的文字符号标注。

33 ．图区和触点位置索引．图区和触点位置索引 电路图常采用在图的下方沿横坐标方电路图常采用在图的下方沿横坐标方向划分的方式，并用数字标明图区。同时向划分的方式，并用数字标明图区。同时在图的上方沿横坐标方向划区，分别标明在图的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。该区电路的功能。

44 ．电路图中技术数据的标注．电路图中技术数据的标注 电路图中元器件的数据和型号（如热电路图中元器件的数据和型号（如热继电器动作电流和整定值的标注、导线截继电器动作电流和整定值的标注、导线截面积等）可用小号字体标注在电器代号的面积等）可用小号字体标注在电器代号的下面。下面。

2.1.3 2.1.3 电器元件布置图电器元件布置图 电器元件布置图主要是表明机械设备电器元件布置图主要是表明机械设备上所有电气设备和电器元件的实际位置，上所有电气设备和电器元件的实际位置，是电气控制设备制造、安装和维修必不可是电气控制设备制造、安装和维修必不可少的技术文件。少的技术文件。

2.1.4 2.1.4 接线图接线图 接线图主要用于安装接线、线路检查、接线图主要用于安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。它表示了设备电控线路维修和故障处理。它表示了设备电控系统各单元和各元器件间的接线关系，并系统各单元和各元器件间的接线关系，并标注出所需数据，如接线端子号、连接导标注出所需数据，如接线端子号、连接导线参数等。实际应用中通常与电路图和位线参数等。实际应用中通常与电路图和位置图一起使用。置图一起使用。

2.2 2.2 电气控制线路的分析方法电气控制线路的分析方法

分析的一般原则是：化整为零、顺藤分析的一般原则是：化整为零、顺藤摸瓜、先主后辅、集零为整、安全保护和摸瓜、先主后辅、集零为整、安全保护和全面检查。常用的分析电气线路图的方法全面检查。常用的分析电气线路图的方法有两种：查线读图法和逻辑代数法。有两种：查线读图法和逻辑代数法。

2.2.12.2.1 　查线读图法　查线读图法 查线读图法（又称为直接读图法或跟查线读图法（又称为直接读图法或跟踪追击法）是按照电气控制线路图，根据踪追击法）是按照电气控制线路图，根据生产过程的工作步骤依次读图，一般按照生产过程的工作步骤依次读图，一般按照以下步骤进行。以下步骤进行。

11 ．了解生产工艺与执行电器的关系．了解生产工艺与执行电器的关系22 ．分析主电路 ．分析主电路 33 ．分析控制电路．分析控制电路44 ．分析辅助电路 ．分析辅助电路 55 ．分析联锁和保护环节 ．分析联锁和保护环节 66 ．总体检查 ．总体检查

2.2.2 2.2.2 逻辑代数法逻辑代数法 逻辑代数法（又称为间接读图法）是逻辑代数法（又称为间接读图法）是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析电通过对电路的逻辑表达式的运算来分析电路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。式。

11 ．电器元件的逻辑表示．电器元件的逻辑表示22 ．电路状态的逻辑表示．电路状态的逻辑表示

逻辑代数法读图的优点是各电气元器逻辑代数法读图的优点是各电气元器件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中一目了然，通过对逻辑函数的运算，一般一目了然，通过对逻辑函数的运算，一般不会遗漏或看错电路的控制功能，而且为不会遗漏或看错电路的控制功能，而且为电气线路的计算机辅助分析提供方便。逻电气线路的计算机辅助分析提供方便。逻辑代数法读图的主要缺点是对于复杂的线辑代数法读图的主要缺点是对于复杂的线路，其逻辑表达式很烦锁。 路，其逻辑表达式很烦锁。

2.3 2.3 电动机直接起动控制线路电动机直接起动控制线路

电动机通电后由静止状态逐渐加速到电动机通电后由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程称为电动机的起动，稳定运行状态的过程称为电动机的起动，三相笼型异步电动机的起动有降压和全压三相笼型异步电动机的起动有降压和全压起动两种方式。起动两种方式。

2.3.1 2.3.1 点动及单向连续运转控制点动及单向连续运转控制 点动控制线路是用按钮开关、接触器点动控制线路是用按钮开关、接触器来控制电动机运转的最简单的控制线路。来控制电动机运转的最简单的控制线路。所谓点动控制是指按下按钮时，电动机就所谓点动控制是指按下按钮时，电动机就得电运转；松开按钮时，电动机就失电停得电运转；松开按钮时，电动机就失电停转。转。

这种控制方法常用于如电动葫芦的起这种控制方法常用于如电动葫芦的起重电机控制和机床上的手动调校控制。 重电机控制和机床上的手动调校控制。

11 ．主电路元器件．主电路元器件22 ．控制回路元器件．控制回路元器件33 ．工作原理．工作原理

2.3.22.3.2 　正反转控制　正反转控制 其控制线路及电路分析参见实训其控制线路及电路分析参见实训 44 。。2.3.3 2.3.3 顺序控制顺序控制

手动顺序控制线路如图手动顺序控制线路如图 2-52-5 所示。所示。

（（ 11 ）控制线路通电）控制线路通电 合上空气开关合上空气开关 QF→QF→ 指示灯指示灯 ELEL 亮亮

（（ 22 ）电动机）电动机 M1M1 先起动先起动

按下SB1 KM1线圈得电 KM1主触头闭合 电动机M1起动并连续运转KM1常开触头闭合自锁

（（ 33 ）电动机）电动机 M2M2 后起动后起动 在在 M1M1 运转状态下，运转状态下，

按下SB2 KM2线圈得电 KM2主触头闭合 电动机M2起动并连续运转KM2常开触头闭合自锁

图图 2-5 2-5 手动顺序控制线路图手动顺序控制线路图

（（ 44 ）电动机逆序停转）电动机逆序停转

在M1、M2同时运转状态下，按SB2 KM2线圈失电 KM2主触头断开 电动机M2停转 再按SB KM1线圈失电 KM1主触头断开 电动机M1停转

（（ 55 ）电动机）电动机 M1M1 、、 M2M2 同时停转同时停转

（（ 66 ）控制线路断电）控制线路断电 断开空气开关断开空气开关 QF→QF→ 指示灯指示灯 ELEL 熄灭，熄灭，线路断电线路断电手动顺序控制线路具有如下特点：手动顺序控制线路具有如下特点：① ① 电动机电动机 M2M2 的控制线路与的控制线路与 KM1KM1 线圈顺线圈顺接，这样就保证了接，这样就保证了 M1M1 起动后，起动后， M2M2 才能才能起动的顺序控制要求。起动的顺序控制要求。

② ② 停止按钮停止按钮 SB2SB2 只控制电动机只控制电动机 M2M2 停转，停转，而总停止按钮而总停止按钮 SBSB 可控制电动机可控制电动机 M1M1 、、 M2M2同时停转。同时停转。 若想实现自动顺序控制，可通过时间若想实现自动顺序控制，可通过时间继电器实现，其控制线路及电路分析参见继电器实现，其控制线路及电路分析参见实训实训 55 。。

2.3.4 2.3.4 行程控制行程控制 控制线路的工作过程如下：控制线路的工作过程如下：

（（ 11 ）控制电路通电）控制电路通电 合上空气开关合上空气开关 QF→QF→ 指示灯指示灯 ELEL 亮亮

（（ 22 ）工作台右移）工作台右移

（（ 33 ）工作台停止右移（左移开）工作台停止右移（左移开始）始）

（（ 44 ）工作台停止左移（右移开）工作台停止左移（右移开始） 始）

（（ 55 ）工作台重复工作过程）工作台重复工作过程 33～～ 44的动作，在限定行程内自动往返运动。的动作，在限定行程内自动往返运动。（（ 66 ）工作台停止运动）工作台停止运动按下按下 SB→KM1SB→KM1 （或（或 KM2KM2 ）线圈）线圈→→ KM1KM1 （或（或 KM2KM2 ）主触头断开→）主触头断开→电动机电动机 MM停转→工作台停止运动。停转→工作台停止运动。（（ 77 ）控制电路断电）控制电路断电断开空气开关断开空气开关 QF→QF→指示灯指示灯 ELEL灭。灭。

2.4 2.4 电动机降压起动控制线路电动机降压起动控制线路

降压起动的方法有定子电路串电阻降压起动的方法有定子电路串电阻（或电抗）、星形（或电抗）、星形 -- 三角形、自耦变压器三角形、自耦变压器和使用软起动器等。常用的方法是星形和使用软起动器等。常用的方法是星形 --三角形降压起动和使用软起动器。三角形降压起动和使用软起动器。

2.4.1 Y/D2.4.1 Y/D降压起动降压起动 星形星形 -- 三角形（三角形（ Y/DY/D ）降压起动是笼）降压起动是笼型三相异步电动机降压起动方法之一。型三相异步电动机降压起动方法之一。 Y/Y/DD 起动控制分为手动和自动两种。 起动控制分为手动和自动两种。

2.4.22.4.2 　定子串接电阻降压起动　定子串接电阻降压起动 电动机起动时在三相定子绕组中串接电动机起动时在三相定子绕组中串接电阻，使定子绕组上电压降低，起动结束电阻，使定子绕组上电压降低，起动结束后再将电阻短接，使电动机在额定电压下后再将电阻短接，使电动机在额定电压下运行，这种起动方式不受电动机接线方式运行，这种起动方式不受电动机接线方式的限制。的限制。

合上电源开关合上电源开关 QFQF

2.4.32.4.3 　定子串接自耦变压器降压起　定子串接自耦变压器降压起动动

自耦变压器降压起动的控制线路，电动自耦变压器降压起动的控制线路，电动机起动电流的限制是靠自耦变压器的降压作机起动电流的限制是靠自耦变压器的降压作用来实现的。其线路的工作过程如下。用来实现的。其线路的工作过程如下。

合上合上 QFQF ，给电路送电，给电路送电

2.4.42.4.4 　转子绕组串接电阻起动　转子绕组串接电阻起动 转子回路串接起动电阻，一般接成星转子回路串接起动电阻，一般接成星形且分成若干段，起动时电阻全部接入，形且分成若干段，起动时电阻全部接入，起动过程中逐段切除起动电阻。切除电阻起动过程中逐段切除起动电阻。切除电阻的方法有三相平衡切除法及三相不平衡切的方法有三相平衡切除法及三相不平衡切除法，常用的接触器控制切除起动电阻多除法，常用的接触器控制切除起动电阻多为三相平衡切除法，即每次每相切除的起为三相平衡切除法，即每次每相切除的起动电阻相同。其工作过程如下。动电阻相同。其工作过程如下。

合上开关合上开关 QFQF ，给电路送电，给电路送电

2.4.52.4.5　转子绕组串接频敏变阻器起动　转子绕组串接频敏变阻器起动 绕线转子异步电动机除转子串接电阻起绕线转子异步电动机除转子串接电阻起动的控制方式外，还可转子串接频敏变阻器动的控制方式外，还可转子串接频敏变阻器起动，其线路的工作过程如下：起动，其线路的工作过程如下：

该电路该电路 KM1KM1 线圈通电需在线圈通电需在 KT KM2KT KM2触点工作正常条件下进行，若发生触点工作正常条件下进行，若发生 KT KKT KM2M2 触点粘连、触点粘连、 KTKT 线圈故障时，线圈故障时， KM1KM1 线线圈无法得电，从而避免了电动机直接起动圈无法得电，从而避免了电动机直接起动和转子长期串接频敏变阻器的不正常现象和转子长期串接频敏变阻器的不正常现象发生。发生。

2.52.5 　异步电动机的制动控制线路　异步电动机的制动控制线路

制动可分为机械制动和电气制动，机制动可分为机械制动和电气制动，机械制动一般为电磁铁操纵抱闸制动，电气械制动一般为电磁铁操纵抱闸制动，电气制动是电动机产生一个和转子转速方向相制动是电动机产生一个和转子转速方向相反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。三相交流异步电动机常用的制动方法有能三相交流异步电动机常用的制动方法有能耗制动、反接制动和发电反馈制动。耗制动、反接制动和发电反馈制动。

2.5.12.5.1 　反接制动　反接制动 异步电动机反接制动有两种，一种是异步电动机反接制动有两种，一种是在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动，这种方法不能准确停车。另转反接制动，这种方法不能准确停车。另一种是改变三相异步电动机定子绕组中三一种是改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序，实现反接制动。相电源的相序，实现反接制动。

反接制动控制线路工作过程如下： 反接制动控制线路工作过程如下： （（ 11 ）起动）起动

合上空气开关合上空气开关 QFQF ，给电路送电。 ，给电路送电。

（（ 22 ）制动）制动

当电动机的转速接近零时，当电动机的转速接近零时， KSKS 的动合触点的动合触点断开→断开→ KM2KM2 线圈失电→制动结束。线圈失电→制动结束。

2.5.22.5.2 　能耗制动　能耗制动 能耗制动是在定子绕组断开三相交流能耗制动是在定子绕组断开三相交流电源的同时，在三相绕组中通入直流电，电源的同时，在三相绕组中通入直流电，产生制动转矩。产生制动转矩。 10kW10kW 以下小容量电动机，以下小容量电动机，且对制动要求不高的场合，常采用半波整且对制动要求不高的场合，常采用半波整流能耗制动，其线路图及线路分析参见实流能耗制动，其线路图及线路分析参见实训训 33 。对于。对于 10kW10kW 以上容量较大的电动机，以上容量较大的电动机，多采用有变压器全波整流能耗制动的控制多采用有变压器全波整流能耗制动的控制线路。线路。

2.6 2.6 异步电动机的调速控制线路异步电动机的调速控制线路

由电动机原理可知改变极对数可改变由电动机原理可知改变极对数可改变电动机的转速（见公式：电动机的转速（见公式： nn=(1−=(1−SS) 60) 60ff//PP ），），多速电动机就是通过改变电动机定子绕组多速电动机就是通过改变电动机定子绕组的接线方式而得到不同的极对数，从而达的接线方式而得到不同的极对数，从而达到不同速度的目的。双速、三速电动机是到不同速度的目的。双速、三速电动机是变极调速中最常用的两种形式。变极调速中最常用的两种形式。

2.6.12.6.1 　双速电动机的控制　双速电动机的控制 双速电动机的定子绕组的连接方式常双速电动机的定子绕组的连接方式常用的有两种：一种是绕组从单星形改成双用的有两种：一种是绕组从单星形改成双星形，如图星形，如图 2-132-13 （（ bb ）所示的连接方式转）所示的连接方式转换成如图换成如图 2-132-13 （（ cc ）所示的连接方式；）所示的连接方式；

另一种是从三角形改成双星形，如图另一种是从三角形改成双星形，如图2-132-13 （（ aa ）所示的连接方式转换成如图）所示的连接方式转换成如图 2-12-133 （（ cc ）所示的连接方式，这两种接法都）所示的连接方式，这两种接法都能使电动机产生的磁极对数减少一半即电能使电动机产生的磁极对数减少一半即电机的转速提高一倍。机的转速提高一倍。

图图 2-13 2-13 双速电动机的定子绕组的接线图双速电动机的定子绕组的接线图

如图如图 2-142-14 是双速电动机三角形变双星是双速电动机三角形变双星形的控制原理图，当按下起动按钮，主电形的控制原理图，当按下起动按钮，主电路接触器路接触器 KM1KM1 的主触头闭合，电动机三的主触头闭合，电动机三角形连接，电动机以低速运转；同时角形连接，电动机以低速运转；同时 KAKA的常开触头闭合使时间继电器线圈带电，的常开触头闭合使时间继电器线圈带电，经过一段时间（时间继电器的整定时间），经过一段时间（时间继电器的整定时间），KM1KM1 的主触头释放，的主触头释放， KM2KM2 、、 KM3KM3 的主的主触头闭合，电动机的定子绕组由三角形变触头闭合，电动机的定子绕组由三角形变双星形，电动机以高速运转。双星形，电动机以高速运转。

图图 2-14 2-14 双速电动机的控制原理图双速电动机的控制原理图

双速电动机控制线路工作过程如下：双速电动机控制线路工作过程如下： 合上电源开关合上电源开关 QFQF

2.6.2 2.6.2 三速电动机的控制三速电动机的控制 三速电动机为一多速电动机，其调速三速电动机为一多速电动机，其调速为改变磁极对数的调速过程。三速电动机为改变磁极对数的调速过程。三速电动机控制线路工作过程如下： 控制线路工作过程如下：

图图 2-15 2-15 三速电动机的控制原理三速电动机的控制原理

合上电源开关合上电源开关 QFQF

（（ 11 ）低速运行）低速运行

（（ 22 ）中、高速运行）中、高速运行

（（ 33 ）停止运行 ）停止运行

2.7 2.7 直流电动机的控制线路直流电动机的控制线路 如图如图 2-162-16 所示的直流电动机正反转调所示的直流电动机正反转调速及制动控制线路，具体的控制过程如下。速及制动控制线路，具体的控制过程如下。 直流电动机正反转、调速及制动控制直流电动机正反转、调速及制动控制主要由三部分组成：主要由三部分组成：第一部分是直流电源部分，如图第一部分是直流电源部分，如图 2-162-16（（ aa ）所示， ）所示， 第二部分是主电路部分，如图第二部分是主电路部分，如图 2-162-16 （（ bb ））所示， 所示，

图图 2-16 2-16 直流电动机正反转调速及制动控制线路直流电动机正反转调速及制动控制线路

第三部分是控制电路部分，通过控制电路第三部分是控制电路部分，通过控制电路的动作来控制直流电动机的正反转、调速的动作来控制直流电动机的正反转、调速及制动，其动作过程如下。及制动，其动作过程如下。

（（ 11 ）正转运行）正转运行

（（ 22 ）调速）调速① ① 当需要加速时， 当需要加速时，

② ② 当需要再加速时，当需要再加速时，

③ ③ 制动制动 当需要制动时，电动机反转、调速及当需要制动时，电动机反转、调速及制动，请参照以上分析。 制动，请参照以上分析。

2.8 2.8 典型机械控制线路典型机械控制线路

11 ．阅读设备说明书．阅读设备说明书22 ．电气控制线路的分析方法．电气控制线路的分析方法

分析电气控制系统应掌握的正确方法分析电气控制系统应掌握的正确方法如下。如下。

（（ 11 ）结合典型线路分析电路）结合典型线路分析电路（（ 22 ）结合基础理论分析电路）结合基础理论分析电路（（ 33 ）分析控制电路的步骤）分析控制电路的步骤

第一，看电路图中的说明和备注，有第一，看电路图中的说明和备注，有助于了解该电路的具体作用。第二，分清助于了解该电路的具体作用。第二，分清电气控制线路中的主电路、控制电路、辅电气控制线路中的主电路、控制电路、辅助电路、交流电路和直流电路。第三，从助电路、交流电路和直流电路。第三，从主电路入手，根据每台电动机和执行器件主电路入手，根据每台电动机和执行器件的控制要求去分析控制功能。第四，将电的控制要求去分析控制功能。第四，将电气原理图、接线图和布置安装图结合起来，气原理图、接线图和布置安装图结合起来，进一步研究电路的整体控制功能。进一步研究电路的整体控制功能。

2.8.1 2.8.1 车床电气控制线路车床电气控制线路 车床在机械加工中广泛使用，根据其结车床在机械加工中广泛使用，根据其结构和用途不同，分成普通车床、立式车床、构和用途不同，分成普通车床、立式车床、六角车床、仿形车床等。车床主要用于加工六角车床、仿形车床等。车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成形各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成形回转面等）和回转体的端面。下面以回转面等）和回转体的端面。下面以 CA614CA61400 普通车床为例进行车床电气控制线路的分普通车床为例进行车床电气控制线路的分析，其结构示意图如图析，其结构示意图如图 2-172-17 所示。所示。

11－带轮；－带轮； 22－进给箱；－进给箱； 33－挂轮架；－挂轮架； 44－带轮；－带轮； 55 －主轴管；－主轴管； 66 －床身；－床身； 77 －－刀架；刀架；

88 －溜板；－溜板； 99 －尾座； －尾座； 1010 －丝杠；－丝杠； 1111－光杠；－光杠； 1212－床腿－床腿图图 2-17 2-17 普通车床结构示意图普通车床结构示意图

11 ．车床的主要结构及控制要求．车床的主要结构及控制要求 普通车床主要由床身、主轴箱、进给普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、光杠、丝杠和尾座等箱、溜板箱、刀架、光杠、丝杠和尾座等部件组成如图部件组成如图 2-172-17 所示。所示。

控制要求① 主电动机控制要求① 主电动机 M1M1 完成主轴主完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动，电运动和刀具的纵横向进给运动的驱动，电动机为不调速的笼型异步电动机，采用直动机为不调速的笼型异步电动机，采用直接起动方式，主轴采用机械变速，正反转接起动方式，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向机构。采用机械换向机构。

② ② 冷却泵电动机冷却泵电动机 M2M2 加工时提供冷却液，加工时提供冷却液，防止刀具和工件的温升过高。采用直接起防止刀具和工件的温升过高。采用直接起动方式和连续工作状态。动方式和连续工作状态。③ ③ 电动机电动机 M3M3 为刀架快速移动电动机，可为刀架快速移动电动机，可根据使用需要，随时手动控制起停。根据使用需要，随时手动控制起停。

22 ．电气控制线路分析．电气控制线路分析 CA6140CA6140 型普通车床的电气控制线路原型普通车床的电气控制线路原理图如图理图如图 2-182-18 所示，其工作原理分析如下。所示，其工作原理分析如下。

（（ 11 ）主电路分析）主电路分析（（ 22 ）控制电路分析）控制电路分析

① ① 主轴电动机主轴电动机 M1M1 的控制 的控制 ② ② 冷却泵电动机冷却泵电动机 M2M2 的控制 的控制 ③ ③ 刀架快速移动电动机刀架快速移动电动机 M3M3 的控制 的控制

图图 2-18 CA61402-18 CA6140型车床电气控制线路型车床电气控制线路

33 ．保护环节分析．保护环节分析44 ．辅助电路分析．辅助电路分析

2.8.2 2.8.2 钻床电气控制线路钻床电气控制线路 下面以下面以 Z3040Z3040 摇臂钻床为例分析其控摇臂钻床为例分析其控制线路。制线路。

11 ．钻床主要结构及控制要求．钻床主要结构及控制要求

摇臂钻床一般由底座、立柱、摇臂和摇臂钻床一般由底座、立柱、摇臂和主轴箱等部件组成。摇臂钻床具有下列运主轴箱等部件组成。摇臂钻床具有下列运动：主轴箱的旋转主运动及轴向进给运动；动：主轴箱的旋转主运动及轴向进给运动；主轴箱沿摇臂的水平移动；摇臂的升降运主轴箱沿摇臂的水平移动；摇臂的升降运动和回转运动。动和回转运动。 Z3040Z3040 钻床中，主轴箱沿摇臂的水平钻床中，主轴箱沿摇臂的水平移动和摇臂的回转运动为手动调整。移动和摇臂的回转运动为手动调整。

控制要求：控制要求： 整台机床由整台机床由 44 台异步电动机驱动，分台异步电动机驱动，分别是主轴电动机、摇臂升降电动机、液压别是主轴电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机及冷却泵电动机。主轴箱的旋转泵电动机及冷却泵电动机。主轴箱的旋转运动及轴向进给运动由主轴电机驱动，旋运动及轴向进给运动由主轴电机驱动，旋转速度和旋转方向由机械传动部分实现，转速度和旋转方向由机械传动部分实现，电机不需变速。电机不需变速。

（（ 11 ）） 44 台电动机的容量均较小，台电动机的容量均较小，故采用直接起动方式。故采用直接起动方式。

（（ 22 ）摇臂升降电动机和液压泵电）摇臂升降电动机和液压泵电动机均能实现正反转。当摇臂上升动机均能实现正反转。当摇臂上升或下降到预定的位置时，摇臂能在或下降到预定的位置时，摇臂能在电气或机械夹紧装置的控制下，自电气或机械夹紧装置的控制下，自动夹紧在外立柱上。动夹紧在外立柱上。

（（ 33 ）电路中应具有必要的保护环）电路中应具有必要的保护环节。节。

22 ．电气控制线路分析．电气控制线路分析 Z3040Z3040 型摇臂钻床的电气控制工作原型摇臂钻床的电气控制工作原理分析如下。理分析如下。

（（ 11 ）主电路分析）主电路分析（（ 22 ）控制电路分析）控制电路分析

① ① 主轴电动机主轴电动机 M1M1 的控制 的控制 ② ② 摇臂升降电动机摇臂升降电动机 M2M2 的控制 的控制

图图 2-20 Z30402-20 Z3040 摇臂转床电气原理图摇臂转床电气原理图

③ ③ 主轴箱与立柱的夹紧与放松立柱与主轴主轴箱与立柱的夹紧与放松立柱与主轴箱均采用液压夹紧与松开，且两者同时动箱均采用液压夹紧与松开，且两者同时动作，当进行夹紧或松开时，要求电磁铁作，当进行夹紧或松开时，要求电磁铁 YYAA 处于释放状态。处于释放状态。

实训课题实训课题 11 　继电控制实训　继电控制实训

实训实训 1 1 电动机的起保停控制电动机的起保停控制一、实训目的一、实训目的二、实训器材二、实训器材

（（ 11 ）电气控制台）电气控制台 11 个（交流接触个（交流接触器、热继电器、按钮、行程开关等器、热继电器、按钮、行程开关等电器元件）；电器元件）；

（（ 22 ）电工常用工具）电工常用工具 11 套（包括万套（包括万用表用表 11 个、剥线钳个、剥线钳 11 把、斜口钳把、斜口钳 11把、尖嘴钳把、尖嘴钳 11 把、螺丝刀把、螺丝刀 22 支）；支）；

（（ 33 ）导线若干。）导线若干。三、实训电路三、实训电路四、电路工作原理四、电路工作原理

五、元件选择和检查五、元件选择和检查从电气控制台上选出图从电气控制台上选出图 2-212-21 中所需的电气元中所需的电气元件，并分别检查其好坏。元件清单如下：空件，并分别检查其好坏。元件清单如下：空气开关（气开关（ 11 个），交流接触器（个），交流接触器（ 11 个），热个），热继电器（继电器（ 11 个），熔断器（个），熔断器（ 22 个），停止按个），停止按钮（钮（ 11 个），起动按钮（个），起动按钮（ 11 个），电动机个），电动机（（ 11 台）。台）。

六、电路装接六、电路装接装接电路的原则：应遵循“先主后控，先装接电路的原则：应遵循“先主后控，先串后并；从上到下，从左到右；上进下出，串后并；从上到下，从左到右；上进下出，左进右出。”的原则进行接线。左进右出。”的原则进行接线。装接电路的工艺要求：“横平竖直，弯成装接电路的工艺要求：“横平竖直，弯成直角；少用导线少交叉，多线并拢一起直角；少用导线少交叉，多线并拢一起走。”可按照图走。”可按照图 2-222-22 逐根逐根的进行接线。逐根逐根的进行接线。

图图 2-22 2-22 接线图接线图

七、电路检查七、电路检查11 ．主电路的检查．主电路的检查

（（ 11 ）将表笔放在）将表笔放在 11 、、 22 处，人为处，人为使使 KMKM 吸合（有的只需按吸合（有的只需按 KMKM ），），此时万用表的读数应为电动机两绕此时万用表的读数应为电动机两绕组的串联电阻值（设电动机为组的串联电阻值（设电动机为 YY 接接法）；法）；

（（ 22 ）将表笔放在）将表笔放在 11 、、 33 处，按处，按 KKMM ，万用表的读数应同上；，万用表的读数应同上；

（（ 33 ）将表笔放在）将表笔放在 22 、、 33 处，按处，按 KKMM ，万用表的读数应同上。，万用表的读数应同上。

22 ．控制电路的检查（表笔放在．控制电路的检查（表笔放在 33 、、NN 处）处）

（（ 11 ）此时万用表的读数应为无穷）此时万用表的读数应为无穷大，按大，按 SB2SB2 ，读数应为，读数应为 KMKM 线圈的线圈的电阻值；电阻值；

（（ 22 ）按）按 KMKM ，万用表读数应为，万用表读数应为 KKMM 线圈的电阻值，若再同时按线圈的电阻值，若再同时按 SB1SB1 ，，则读数应变为无穷大。则读数应变为无穷大。

八、通电试车八、通电试车 通过上述检查正确后，可在教师的监通过上述检查正确后，可在教师的监护下通电试车。护下通电试车。

（（ 11 ）合上）合上 QFQF ，即接通电路电源；，即接通电路电源；（（ 22 ）按一下起动按钮）按一下起动按钮 SB2SB2 ，接触，接触

器器 KMKM 得电吸合，电动机连续运转；得电吸合，电动机连续运转；（（ 33 ）按一下停止按钮）按一下停止按钮 SB1SB1 ，接触，接触

器器 KMKM 失电断开，电动机停转；失电断开，电动机停转；（（ 44 ）断开）断开 QFQF ，即断开电路电源。，即断开电路电源。

九、实训思考九、实训思考（（ 11 ）总结实训过程中应注意的安）总结实训过程中应注意的安

全事项。全事项。（（ 22 ）若）若 SB1SB1 和和 SB2SB2 都接成常闭都接成常闭

（或常开）按钮，会有什么现象？（或常开）按钮，会有什么现象？（（ 33 ）若将控制回路的）若将控制回路的 220V220V 电源电源误接成误接成 380V380V ，会有什么现象？，会有什么现象？

（（ 44 ）） KMKM 的自锁触头不接，会有的自锁触头不接，会有什么后果？什么后果？

实训实训 2 2 电动机的两地控制电动机的两地控制

一、实训目的一、实训目的二、实训电路二、实训电路三、电路工作原理三、电路工作原理四、元件选择和检查四、元件选择和检查

从电气控制台上选出所需的电气元件，从电气控制台上选出所需的电气元件，并分别检查其好坏。元件清单如下：低压断并分别检查其好坏。元件清单如下：低压断路器（路器（ 11 个），交流接触器（个），交流接触器（ 11 个），热继个），热继电器（电器（ 11 个），熔断器（个），熔断器（ 22 个），停止按钮个），停止按钮（（ 22 个），起动按钮（个），起动按钮（ 22 个），电动机（个），电动机（ 11台）。台）。

五、电路装接五、电路装接六、电路检查六、电路检查

11 ．主电路的检查．主电路的检查 检查方法与实训检查方法与实训 11 相同。相同。

22 ．控制回路的检查．控制回路的检查

七、通电试车七、通电试车 经上述检查正确后，在老师的监护下经上述检查正确后，在老师的监护下通电试车。通电试车。八、实训思考八、实训思考

实训实训 3 3 电动机的能耗制动控制电动机的能耗制动控制

一、实训目的一、实训目的二、实训电路二、实训电路三、电路工作原理三、电路工作原理四、元件选择和检查四、元件选择和检查

从电气控制台上选出电气元件，并对从电气控制台上选出电气元件，并对电气元件进行检查，元件清单如下：低压断电气元件进行检查，元件清单如下：低压断路器（路器（ 11 个），交流接触器（个），交流接触器（ 22 个），热继个），热继电器（电器（ 11 个），二极管（个），二极管（ 11 个），熔断器个），熔断器（（ 22 个），起动按钮（个），起动按钮（ 11 个），停止（复个），停止（复合）按钮（合）按钮（ 11 个），晶体管时间继电器（个），晶体管时间继电器（ 11个），电动机（个），电动机（ 11 台）。台）。

五、电路装接五、电路装接六、电路检查六、电路检查七、通电试车七、通电试车八、实训思考八、实训思考

实训实训 4 4 电动机的正反转控制电动机的正反转控制

一、实训目的一、实训目的二、实训电路二、实训电路三、电路工作原理三、电路工作原理

11 ．电动机正转．电动机正转 从电气控制台上选出电气元件，并对从电气控制台上选出电气元件，并对电气元件进行检查，元件清单如下：低压电气元件进行检查，元件清单如下：低压断路器（断路器（ 11 个），交流接触器（个），交流接触器（ 22 个），个），热继电器（热继电器（ 11 个），熔断器（个），熔断器（ 22 个），起个），起动按钮 （动按钮 （ 22 个），停止按钮（个），停止按钮（ 11个），电动机（个），电动机（ 11 台）。台）。

五、电路装接五、电路装接六、电路检查六、电路检查七、通电试车七、通电试车八、实训思考八、实训思考

实训实训 5 5 电动机的自动顺序控制电动机的自动顺序控制

一、实训目的一、实训目的二、实训电路二、实训电路三、电路工作原理三、电路工作原理四、元件选择和检查四、元件选择和检查

从电气控制台上选出电气元件，并对从电气控制台上选出电气元件，并对电气元件进行检查，元件清单如下：低压电气元件进行检查，元件清单如下：低压断路器（断路器（ 11 个），交流接触器（个），交流接触器（ 22 个），个），热继电器（热继电器（ 22 个），熔断器（个），熔断器（ 22 个），起个），起动按钮 （动按钮 （ 11 个），停止按钮（个），停止按钮（ 11个），电动机（个），电动机（ 22 台）。台）。

五、电路装接五、电路装接 注意主电路要接注意主电路要接 22 台电动机，如果条台电动机，如果条件有限，则第件有限，则第 22 台电动机可以不接，即只台电动机可以不接，即只需要接到需要接到 FR2FR2 为止。另外控制电路要注意为止。另外控制电路要注意KTKT 的引脚分配。的引脚分配。六、电路检查六、电路检查七、通电试车七、通电试车八、实训思考八、实训思考

实训实训 6 6 电动机的电动机的 Y/DY/D 降压起动控制降压起动控制一、实训目的一、实训目的

（（ 11 ）学会分析电动机）学会分析电动机 Y/DY/D 降压起降压起动控制电路的动作原理；动控制电路的动作原理；

（（ 22 ）熟练掌握电动机）熟练掌握电动机 Y/DY/D 降压起降压起动的接线；动的接线；

（（ 33 ）能够识读较复杂的控制电路。）能够识读较复杂的控制电路。二、实训电路二、实训电路 电动机电动机 Y/DY/D 降压起动控制的电路如图降压起动控制的电路如图2-292-29 所示。所示。

图图 2-29 2-29 电动机电动机 Y/DY/D降压起动控制电路降压起动控制电路

三、电路工作原理三、电路工作原理 图图 2-292-29 的主电路由的主电路由 33 个交流接触器个交流接触器 KKMM 、、 KMYKMY 、、 KMΔKMΔ 和和 FRFR 组成，当接触组成，当接触器器 KMKM 和和 KMYKMY 主触头闭合时，电动机主触头闭合时，电动机 MM定子定子 33 个绕组末端个绕组末端 U2U2 、、 V2V2 、、 W2W2 接在一接在一起，即星形起动，以降低起动电压限制起起，即星形起动，以降低起动电压限制起动电流。 动电流。

电动机起动后，当转速上升到接近额电动机起动后，当转速上升到接近额定值时，接触器定值时，接触器 KMYKMY 断开，断开， KMΔKMΔ 主触主触头闭合，此时头闭合，此时 U1U1 与与 W2W2 相连，相连， V1V1 与与 U2U2相连，相连， W1W1 与与 V2V2 相连，即把定子绕组改相连，即把定子绕组改接为三角形，电动机在全电压下运行。热接为三角形，电动机在全电压下运行。热继电器继电器 FRFR 对电动机实现过载保护，其控对电动机实现过载保护，其控制过程如下。制过程如下。

四、元件选择和检查四、元件选择和检查 从电气控制台上选出如图从电气控制台上选出如图 2-292-29 所示所示的电气元件，并对电气元件进行检查，元的电气元件，并对电气元件进行检查，元件清单如下：低压断路器（件清单如下：低压断路器（ 11 个），交流个），交流接触器（接触器（ 33 个），热继电器（个），热继电器（ 11 个），熔个），熔断器（断器（ 22 个），起动按钮（个），起动按钮（ 11 个），停止个），停止按钮（按钮（ 11 个），电动机（个），电动机（ 11 台）。台）。

五、电路装接五、电路装接 主回路的接线比较复杂，可按图主回路的接线比较复杂，可按图 2-302-30进行接线，其接线步骤如下。进行接线，其接线步骤如下。

（（ 11 ）用万用表判别出电动机每个）用万用表判别出电动机每个绕组的绕组的 22 个端子，可设为：个端子，可设为： U1U1 、、 UU22 ，， V1V1 、、 V2V2 和和 W1W1 、、 W2W2 。。

（（ 22 ）按图）按图 2-302-30 将电动机的将电动机的 66 条引条引线分别接到线分别接到 KMDKMD 的主触头上。的主触头上。

（（ 33 ）从）从W1W1 、、 V1V1 、、 U1U1 分别引出分别引出一条线，再将这一条线，再将这 33条线不分相序地条线不分相序地接到接到 KMYKMY 主触头的主触头的 33条进线处，条进线处， KKMYMY 主触头的主触头的 33条出线短接在一起。 条出线短接在一起。

（（ 44 ）从）从 V2V2 、、 U2U2 、、 W2W2 分别引出分别引出一条线，再将这一条线，再将这 33条线不分相序地条线不分相序地接到接到 FRFR 的的 33条出线处，再将主电路条出线处，再将主电路的其他线按图的其他线按图 2-302-30 进行连接。进行连接。

图图 2-302-30

（（ 55 ）主电路接好后，可用万用表）主电路接好后，可用万用表的的 R×100R×100 挡分别测挡分别测 KMDKMD 的的 33 个主个主触头对应的进出线处的电阻。若电触头对应的进出线处的电阻。若电阻为无穷大，则正确；若其电阻不阻为无穷大，则正确；若其电阻不为无穷大（而为电动机绕组的电阻为无穷大（而为电动机绕组的电阻值），则三角形的接线有错误。值），则三角形的接线有错误。

（（ 66 ）按图）按图 2-292-29 将控制电路接好。将控制电路接好。

六、电路检查六、电路检查11 ．主电路的检查．主电路的检查

（（ 11 ）表笔放在）表笔放在 11 ，， 22 处，同时按处，同时按KMKM 和和 KMYKMY ，读数应为电动机两，读数应为电动机两绕组的串联电阻值；绕组的串联电阻值；

（（ 22 ）表笔放在）表笔放在 11 ，， 22 处，同时按处，同时按KMKM 和和 KMDKMD ，读数应小于电动机，读数应小于电动机一个绕组的电阻值；一个绕组的电阻值；

（（ 33 ）表笔放在）表笔放在 11 ，， 33 处或处或 22 ，， 33处，分别用上述方法检查；处，分别用上述方法检查；

（（ 44 ）测量接触器）测量接触器 KMDKMD 的三对上的三对上下触头，应该为无穷大的电阻值，下触头，应该为无穷大的电阻值，电动机接线才正确。电动机接线才正确。

22 ．控制回路的检查．控制回路的检查（（ 11 ）未按任何按钮时，读数应为）未按任何按钮时，读数应为无穷大；无穷大；

（（ 22 ）按）按 SB1SB1 ，读数应为，读数应为 KTKT 线圈线圈与与 KMYKMY 线圈的并联电阻值，再同线圈的并联电阻值，再同时按下时按下 SBSB ，则读数应变为无穷大；，则读数应变为无穷大；

（（ 33 ）按）按 KMKM ，读数应为，读数应为 KMKM 和和 KMKMΔΔ 线圈的并联电阻值，再同时轻按线圈的并联电阻值，再同时轻按 KMKMYY ，则读数应为，则读数应为 KMKM 线圈的电阻值，线圈的电阻值，再用力按再用力按 KMYKMY ，则读数应为，则读数应为 KMKM 、、KTKT 、、 KMYKMY 线圈的并联电阻值（当轻线圈的并联电阻值（当轻按按 KMYKMY 时，时， KMYKMY 的辅助动断点能断的辅助动断点能断开，而开，而 KMYKMY 的辅助动合点不能闭合，的辅助动合点不能闭合，重按时，则重按时，则 KMYKMY 的动合点就闭合的动合点就闭合了）。了）。

七、通电试车七、通电试车 经上述检查正确后，可在老师的监护经上述检查正确后，可在老师的监护下通电试车。下通电试车。

（（ 11 ）合上）合上 QFQF ，即接通电路电源；，即接通电路电源；（（ 22 ）按）按 SB1SB1 ，则，则 KMKM 和和 KMYKMY 吸吸

合，电动机星形起动，并且合，电动机星形起动，并且 KTKT 线线圈得电开始延时；圈得电开始延时；

（（ 33 ）延时到时，）延时到时， KMYKMY 断电释放，断电释放，KTKT 线圈失电，线圈失电， KMDKMD 吸合，电动机吸合，电动机三角形运行；三角形运行；

（（ 44 ）按）按 SBSB ，， KMKM 和和 KMDKMD 断电断电释放，电动机停止。释放，电动机停止。

（（ 55 ）断开）断开 QFQF ，即断开电路电源。，即断开电路电源。

八、实训思考八、实训思考（（ 11 ）） Y/DY/D 起动适合什么样的电动起动适合什么样的电动

机？并分析在起动过程中电动机绕机？并分析在起动过程中电动机绕组的连接方式？组的连接方式？

（（ 22 ）电源缺相时，为什么）电源缺相时，为什么 YY 形起形起动时电动机不动，到了动时电动机不动，到了 DD 形连接时，形连接时，电动机却能转动（只是声音较大）？电动机却能转动（只是声音较大）？

（（ 33 ）） Y/DY/D 起动时的起动电流为直起动时的起动电流为直接起动时的多少倍？若是重载起动，接起动时的多少倍？若是重载起动，则起动时间一般为多少？则起动时间一般为多少？

（（ 44 ）当按下）当按下 SB1SB1 后，若电动机能后，若电动机能YY 形起动，而一松开形起动，而一松开 SB1SB1 ，电动机，电动机即停转，则故障可能出在哪些地方？即停转，则故障可能出在哪些地方？

（（ 55 ）若按下）若按下 SB1SB1 后，电动机能后，电动机能 YY形起动，但不能形起动，但不能 DD 运转，则故障可运转，则故障可能出在哪些地方？能出在哪些地方？