二、设计电气控制线路举例

课题二 CA6140车床电气控制线路学习目标熟悉CA6140车床电气控制线路构成，掌握CA6140车床电气控制线路的分析方法及其安装、调试。

一、CA6140车床的主要结构及型号意义思考图3-3所示为机械加工中用得最广泛的一种机床，用它可以加工什么工件？车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工而成。

图3-3所示为机械加工中应用较广的CA6140型卧式车床，它主要由车身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、卡盘、尾架、丝杠和光杠等部分组成。

该车床型号意义如下：图3-3 CA614卧式车床外形及其结构思考车床加工工件时，刀具和工件分别是如何运动的？二、CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求见表3-3。

表3-3 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求运动种类运动形式控制要求主运动主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动进给运动刀架带动刀具的直线运动进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。

加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系辅助运动刀架的快速移动由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速尾架的纵向移动由手动操作控制工件的夹紧与放松由手动操作控制加工过程的冷却冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需要正反转和调速思考冷却泵电动机和主轴电动机为什么要实现顺序控制？三、CA6140车床电气控制线路分析1.绘制和识读机床电路图的基本知识CA6140卧式车床电路图如图3-4所示。

一般机床电气控制线路所包含的电器元件和电气设备较多，其电路图的符号较多，因此，为便于识读分析机床电路图，除第二单元课题一所介绍的绘制和识读电路图的一般原则之外，还应明确以下几点：图3-4 CA6140卧式车床电路图（1）电路图按电路功能分成若干个单元，并用文字将其功能标注在电路图上部的栏内。

继电器—-——---接触器控制系统电路设计1、要求画出主电路和控制电路原理图,设计二台电动机M1，M2电气控制电路,使其满足以下条件:1）M1要求正反转控制，以及正向点动控制2）M1启动后，M2才能启动。

3）停车时，M1停止后M2才能停止.两台电动机均有短路和长期过载保护.2、设计两台电动机M1、M2电气控制电路，使其满足以下工作条件：1）M1可正反向点动控制;2）M1先启动,经过t秒后M2自动启动；3）停车时,M2停止后，M1才允许停止。

要求：画出主电路和控制电路原理图，两台电机均有短路和长期过载保护。

3、有两台电动机M1、M2，请设计主电路和控制电路。

要求如下：1）M1电动机既能点动,又能长动；2）在M1电动机启动之前,M2电动机不能启动。

3）M2电动机能够在两个地方进行启动。

4）当按下停止按钮时，两台电动机均停止。

5）要有短路保护和过载保护。

4、为两台异步电动机设计一个控制回路，要有主电路图和控制电路图,要求如下：1）两台电动机互不影响的独立操作2)能同时控制两台电动机的启动和停止3)当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。

5、机床由两台三相鼠笼式异步电动机M1与M2拖动,其电气控制要求如下：1）M1采用星—三角降压启动2)M1启动经20秒后方允许M2直接启动3)M2停车后方允许M1停车4)M1,M2的启动，停止均要求两地操作5）设置必要的电气保护.6、某机床的主轴和液压泵分别由两台笼型异步电动机M1、M2来拖动，设计控制线路,其要求如下：1）主轴电动机M1启动后液压泵电动机M2才能启动；2）主轴电动机M1能正反转，且能单独停车;3)设计必要的保护环节。

7、用时间继电器控制水泵开1分钟停30秒,自动循环，有过载及短路保护。

8、机床由三台三相鼠笼式异步电动机拖动，其电气控制要求如下：1)顺序启动；2）逆序停止；3）有必要的保护环节。

9、某工厂需要安装一台电动机,这台电动机需要实现正转10分钟—-停10分钟——反转10分钟-—再停10分钟-—再正转，如此循环工作2小时。

第二章电气控制线路基础2.1 电气控制线路图形、文字符号及绘制原则：P37~43 2.2 三相笼式异步电动机的基本控制线路一．全压启动控制线路1．原理2．保护：短路、过载、欠压和失压保护。

3．自锁二．点动控制线路三．多点控制线路四．正反转控制线路互锁五．顺序控制线路六．自动循环控制线路限位开关：SQ1、SQ2 限位保护：SQ3、SQ42.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）直接启动时，电流为其标称额定电流的4~5倍，会对电网产生巨大冲击，所以一般都采用降压启动（启动时降压，运行时全压）。

一．Y－△降压启动启动时为Y正常运行时为△二．自耦变压器降压启动三．软启动：P51~562.4 三相异步电动机制动控制线路制动控制方法分：机械制动：用机械装臵强迫电动机迅速停车电气制动：给电动机加一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机迅速下降。

一．反接制动控制1．单向运行反接制动2．可逆运行反接制动二．能耗制动控制1．电动机单向运行能耗制动2．电动机可逆运行能耗制动2.5 三相笼型异步电动机调速控制一．调速方法p s f s n n o )1(60)1(1-=-=三种：变极对数p 的变极调速、变转差率s 的降压调速和变电动机供电电源频率f 1的变频调速。

二．变极调速控制线路 变极电动机一般有双速、三速、四速之分，双速电动机装有一套绕组，而三速、四速则为两套绕组。

三．变极调速：控制最复杂，性能最好。

P63~67 2.6 电气控制线路的简单设计法一．简单设计法介绍：68~71二．设计举例2.7 典型生产机械电气控制线路分析一．电气控制线路分析的内容与要求1．内容：电气说明书、电气控制原理图2．分析方法：主电路→控制电路→总体检查二．常用机床电气控制1．C650卧式车床电气控制线路分析①机床的主要结构和运动形式②电气控制线路分析：P762．M7475型平面磨床电气控制线路例：一台4级带送机，由4台笼型电动机拖动，要求按以下设计控制电路。

电气控制的基本线路1. 介绍电气控制是现代工业中常见的控制方式之一。

它通过电气线路来控制电气设备的开关、速度、方向等参数，实现对设备的精确控制。

本文将介绍电气控制中常见的基本线路和其工作原理。

2. 基本元件电气控制线路中常用的基本元件有开关、继电器、接触器、按钮等。

下面将对这些基本元件进行简要介绍。

2.1 开关开关是电气控制线路中最基本的元件之一。

它能够打开或关闭电路，控制电流的通断。

开关通常由导电材料制成，分为单极、双极和多极开关。

2.2 继电器继电器是一种电控制电器，它通过小电流控制大电流的通断。

继电器通常由线圈和触点组成。

当线圈通电时，会产生磁场，吸引触点闭合或断开，从而控制电路的通断。

2.3 接触器接触器类似于继电器，也是一种电控制电器。

接触器通常用于控制较大功率的电气设备，如电动机。

它与继电器不同的是，接触器通常具有较高的额定电流和耐受能力。

2.4 按钮按钮用于控制电气设备的启动、停止或切换操作。

按钮通常有开关按钮和复位按钮两种类型。

开关按钮用于设备的启动和停止，而复位按钮用于恢复到初始状态。

电气控制中常用的基本线路有串联线路、并联线路、混合线路和反馈线路。

下面将详细介绍这些基本线路及其工作原理。

3.1 串联线路串联线路是最简单的电气控制线路之一，它将多个控制元件按照顺序连接在一起，电流依次流过每个控制元件。

当串联线路中的任意一个控制元件打开或关闭时，都会影响整个线路的通断情况。

3.2 并联线路并联线路是多个控制元件同时与电源相连，它们之间的连接点则与控制元件的输出端相连。

并联线路中的每个控制元件都可以独立地控制电路的通断情况。

混合线路是串联线路和并联线路的组合。

在混合线路中，串联线路和并联线路交替出现。

通过合理的设计，可以实现复杂的电气控制功能。

3.4 反馈线路反馈线路是一种特殊的电气控制线路，它通过将一部分输出信号反馈到输入端，实现对电气设备的精确控制。

反馈线路常用于需要精确测量和控制的系统中。

电气控制技术实验指导书南通大学电气工程学院实验一电气控制线路设计与调试一、实验目的1、了解常用控制电器基本结构及其选用方法。

2、掌握复杂电气控制线路的设计方法。

3、掌握电气控制线路的安装与调试方法。

4、掌握电气控制线路的故障分析及排除方法。

二、实验仪器电气控制实验装置 1台电动机 1 台；万用表 1只电工工具及导线若干三、实验内容及要求1、实验内容：以炼焦系统中运煤小车往返运动的工程应用为背景，设计一小车往返运动控制线路，小车往返运动控制要求如图所示：初态：小车从原点启动（如图中位置），启动前压住行程开关SQO。

系统运行要求如下：按启动按钮SB2，小车前进，到SQA处停车，紧接着后退；小车后退至SQO处停车，再转第二次前进，到SQB处后再次后退；上述过程循环运行，直至按下停止按钮SB1，立即后退至SQO处停车。

2、实验要求：根据小车往返运动的控制要求设计运煤小车电气控制系统主电路和控制电路，并按电气控制线路的绘图原则绘制电气原理图；依据电机参数确定所有电器元件的型号与参数；按照GB50171 92《电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》（附后，请重点关注其中的第四章）和“维修电工中、高级工”考核的要求完成设计线路的安装与调试。

1)运用状态表进行电气控制线路设计该系统具有多次通断电单元线路设计问题，要求针对系统设计过程中“约束信号选择”和“辅助单元设计”等相关问题进行讨论与分析。

利用状态表进行该系统设计时应注意：(1)填写状态表时应考虑电动机正反转控制间的联锁关系，在正转向反转切换时，KM2通电是以KM1失电为前提，也就是只有互锁常闭触头KM1闭合后KM2才能得电，因此从KM1失电到KM2得电要经过一段时间，这反映在状态表上就是KM1的通电区域并不是占满整个工步而留有一定空隙，KM1也是如此。

(2)对于执行元件KM1和KM2而言，在整个工作过程中要通断电多次，对应状态表上将有多段通电区域，对于每一段而言，都应有一个X开、X关。

电气控制线路设计方法目录：一、电气原理图设计的基本步骤 (1)二、电气原理图的设计方法及设计实例 (1)三、原理图设计中应注意的问题 (6)原理线路设计是原理设计的核心内容。

在总体方案确定之后，具体设计是从电气原理图开始的，各项设计指标是通过控制原理图来实现的，同时它又是工艺设计和编制各种技术资料的依据。

一、电气原理图设计的基本步骤1、根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。

2、根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。

对于每一部分的设计总是按主电路→控制电路→辅助电路→联锁与保护→总体检查→反复修改与完善的步骤进行。

3、绘制总原理图。

按系统框图结构将各部分联成一个整体。

4、正确选用原理线路中每一个电器元件，并制订元器件目录清单。

对于比较简单的控制线路，例如普通机床的电气配套设计，可以省略前两步，直接进行原理图设计和选用电器元件。

但对于比较复杂的自动控制线路，例如专用的数控生产机械或者采用微机或电子控制的专用检测与控制系统，要求有程序预选、刀具调整与补偿和一定的加工精度、生产效率、自动显示、各种保护、故障诊断、报警、打印记录等，就必须按上述过程一步一步进行设计。

只有各个独立部分都达到技术要求，才能保证总体技术要求的实现，保证总装调试的顺利进行。

二、电气原理图的设计方法及设计实例电气原理图的设计方法主要有分析设计法和逻辑设计法两种，分别介绍如下。

1、分析设计法所谓分析设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节（单元电路）或经过考验的成熟电路，按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改，综合成满足控制要求的完整线路。

当找不到现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计，将主令信号经过适当的组合与变换，在一定条件下得到执行元件所需要的工作信号。

设计过程中，要随时增减元器件和改变触点的组合方式，以满足拖动系统的工作条件和控制要求，经过反复修改得到理想的控制线路。