机械基础(高级)第五章课件.ppt

1、第五章第一节常用低压电器及其在控制电路中的作用一、开关与熔断器的基本知识1.组合开关2.低压断路器3.主令电器1.组合开关图5-1HZ10-型组合开关)外形)结构)符号1接线柱2弹簧3绝缘杆4手柄5转动轴6凸轮7绝缘垫板8动触片9静触片2.低压断路器图5-低压断路器)原理图)符号、弹簧2主触头3锁链4搭钩5固定轴6电磁脱扣器7杠杆8、10衔铁11欠电压脱扣器12双金属片13发热元件3.主令电器(1)按钮按钮是一种最简单的手动开关，它是以短时接通或切断小电流电路的电器。图5-按钮的外形、结构及符号)外形)结构)符号1触头接线柱2按钮帽3复位弹簧4常闭触头5常开触头3.主令电器(2)万能转换开关万

2、能转换开关与组合开关类似，它可以由更多层数、各种不同形状凸轮(由其决定触点在不同位置闭合或分断)组成多种形式，而适用于各种复杂控制电路要求。(3)行程开关行程开关(即限位开关)是一种短时接通或分断小电流电路的电器，它是利用某些机械运动部件的碰撞和触压使其触头完成接通或断开某些电路的动作，从而达到一定的控制目的。图5-行程开关的外形)按钮式)单轮转动式)双轮转动式3.主令电器图5-单轮转动式行程开关的结构与符号滚轮2杠杆3复位弹簧4转轴5顶块6调节螺杆7微动开关4.熔断器3.主令电器图5-6熔断器结构)插入式)螺旋式)管式二、接触器与继电器的基本知识1.交流接触器.继电器1.交流接触器(1)交流

3、接触器的结构交流接触器主要由电磁系统(包括吸引线圈2、静铁心1、动铁心4和恢复弹簧3)、触头系统(主触头7和辅助触头5)、灭弧罩和外壳等部分组成。图5-CJ型交流接触器的结构与符号1静铁心2吸引线圈3恢复弹簧4动铁心5、6辅助触头7主触头1.交流接触器(2)短路环工作原理及作用交流接触器的铁心由硅钢片叠压而成，这样可以减少交变磁通在铁心中的涡流和磁滞损耗。(3)交流接触器的应用接触器在自动控制系统中应用十分广泛，它与按钮配合可以实现远距离负载电路的通与断。.继电器(1)电流、电压和中间继电器电流继电器、电压继电器和中间继电器的结构与接触器类似，故不再重述。(2)时间继电器时间继电器是一种延时动

4、作的控制电路，在机床自动控制和保护线路中，用来按预定时间使被控制元件动作。图5-延时继电器符号.继电器(3)热继电器热继电器是保护电动机过载的一种自动控制电器，它是利用电流的热效应来切断电路的，按动作方式不同有双金属片和易溶合金式两种类型。图5-热继电器的结构与符号)外形)结构)符号复位按钮2热元件3动作机构4常闭触头.继电器(4)速度继电器速度继电器是通过感应电流在磁场中受力的作用使速度继电器的触点动作的一种自动控制电路。第二节异步电动机电气控制知识一、三相异步电动机的运行方式1.起动2.调速3.制动1.起动(1)起动性能异步电动机起动时主要缺点是起动的电流较大。(2)起动方法对中、小容量的

5、三相异步电动机常用的起动方法有直接起动和减压起动两种。3.制动(1)能耗制动当电动机脱离三相交流电源后的瞬间，如果即刻向定子绕组通入直流电流，可以使电动机迅速制动。(2)反接制动反接制动是采用改变输入电动机定子绕组的电源相序，而使电动机迅速停转的一种制动方法，其制动原理如图-所示。图5-能耗制动原理图3.制动图5-反接制动原理图二、异步电动机的常用控制举例1.起动控制2.正反转控制3.行程与时间控制1.起动控制(1)直接起动直接起动又称全压起动，就是通过开关(闸刀铁壳开关)或接触器，将额定电压直接加到定子绕组上使电动机起动，如图5-所示。(2)星-三角起动凡正常运行时定子绕组为三角形接线的异步

6、电动机，都可采用星-三角起动方法，如图5-所示。图5-三相异步电动机直接起动1.起动控制图5-星-三角起动原理图1.起动控制图5-星-三角起动的自动控制线路2.正反转控制图5-电动机正、反转控制线路3.行程与时间控制(1)行程控制某些生产机械，如万能铣床要求工作台在一定距离内能自动循环，以便对工件连续加工。图5-自动循环控制线路3.行程与时间控制图5-电动机间歇运行控制线路(2)时间控制图5-所示为电动机间歇运行控制线路，可使电动机以工作时间为,停止时间为的规律间歇工作。第三节典型机床的电气控制一、车床的电气控制1.机械运动与电气要求.电气线路分析1.机械运动与电气要求(1)机械运动车床有两个

7、主要运动，一是卡盘带着工件的旋转运动称为主运动，另一个是床鞍带着刀架的直线运动称进给运动。(2)电气要求1)主电动机选用不调速的异步电动机。2)主电动机采用直接起动方式。3)车削加工时，具有安全的局部照明装置。.电气线路分析图5-CA6140型卧式车床电气原理图(1)主电路有三台电动机主轴电动机M1拖动车轴旋转，采用直接起动。.电气线路分析(2)控制电路由二相交流电经变压器供电照明采用交流36V安全电压供电。二、磨床的电气控制1.机械运动与电气要求2.电气线路分析1.机械运动与电气要求(1)机械运动平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动。(2)电气要求M7120型平面磨床中的砂轮旋转并不要求调速，通

8、常采用异步电动机直接拖动。1)砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机只要求单方向旋转。2)砂轮升降电动机要求能正反转。3)冷却泵电动机要求在砂轮电动机运转情况下才能运转。4)线路中有电路的短路保护、电动机的过载保护、零压保护、电磁吸盘的欠电压保护等。5)电磁吸盘需要有去磁控制环节。6)必要的指示信号和照明灯。2.电气线路分析(1)液压泵电动机M1(2)砂轮电动机M22.电气线路分析(3)冷却泵电动机，与是联动控制，只有当M2起动后，插上插头，M3才能得电起动。(4)砂轮升降电动机M4(5)电磁吸盘YH控制电磁吸盘是靠电磁吸力来代替固定工件的夹具，它夹紧迅速，工作效率高。(6)照明与指示灯电路在

9、图5-中，HL为指示灯，EL为照明灯，均由二相电源经变压器降压成36V安全电压供电。三、钻床的电气控制1.机械运动与电气要求1.机械运动与电气要求(1)机械运动钻床的主运动为主轴钻头的旋转，而进给运动是主轴的垂直上下运动，另外还有辅助运动，即摇臂的回转运动和垂直运动。(2)电气要求1)主轴由电动机M1拖动，要求能正反转和调速。2)M4是冷却泵电动机，M2是摇臂升降电动机。3)主轴箱与立柱的夹紧和放松是靠M3的正反转经液压装置来实现的。2.电气控制1.机械运动与电气要求图5-20Z3040型摇臂钻床电气控制原理图(1)主电动机控制(2)摇臂的升降及夹紧控制1.机械运动与电气要求(3)其他控制1)

10、检查摇臂是否松开或夹紧，用行程开关SQ2(或SQ3)。2)时间继电器KT的作用，为保证升降电动机安全停转后才能夹紧摇臂，所以用KT断电延时闭合触头起动KM5夹紧摇臂，延时时间视摩擦情况，可调整在范围内。3)摇臂上升或下降都有限位保护，上升时用SQ1作极限位置保护，下降时用SQ6作极限位置保护。4)主轴箱与立柱的夹紧与放松，松开与夹紧分别用SB5与SB6按钮控制，也分别用HL1与HL2指示灯指示动作。第四节直流电动机电气控制的基本知识一、直流电动机的构造与基本工作原理1.简单工作原理2.基本结构1.简单工作原理图5-直流电动机工作原理图1、2铜片A、B电刷2.基本结构图5-直流电动机的结构1风扇

11、2机座3电枢4主磁极5电刷装置6换向器7接线板8出线盒9换向磁10端盖2.基本结构(1)定子直流电动机的定子由主磁极、换向极、机座和电刷装置等主要部件组成。(2)转子直流电动机的转子由电枢铁心、电枢绕组、换向器等主要部件组成。3.直流电动机的类型(1)他励直流电动机图5-a是他励直流电动机的结构示意图。(2)并励直流电动并励直流电动机励磁绕组与电枢绕组并联在同一电源上，如图5-所示。图5-几种直流电动机的结构a)他励b)并励c)串励d)复励2.基本结构(3)串励直流电动机串励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组串联后接在直流电源上，如图5-c所示。(4)复励直流电动机4.并励直流电动机运行的基本知识

12、图5-并励直流电动机)电路)机械特性二、直流电动机的运行方式1.起动2.反转3.制动4.调速1.起动1)在电枢电路中串接起动变阻器，随着电动机转速的上升再逐渐将变阻器切除。2)降压起动，即先降低电枢电压来起动直流电动机，当电动机起动后再将电枢电压逐渐提高到额定值。2.反转1)只改变电枢绕组中的电流方向，而保持励磁绕组中的电流方向不变。2)改变励磁电流方向而保持电枢电流方向不变。3.制动(1)能耗制动图5-所示为并励直流电动机的能耗制动原理图。(2)反接制动图5-所示为直流电动机的反接制动原理图。图5-直流电动机的能耗制动3.制动图5-直流电动机的反接制动4.调速1)在电枢电路中串接调速电阻来进

13、行调速。2)改变励磁电流调速，通过改变主磁通?的方法来调节转速，如图5-所示。图5-电枢串联电阻调速4.调速图5-并励电动机改变磁通调速3)改变电枢回路的电压进行调速。1.试述熔断器的选择原则。4.调速2.大功率电动机为何要减压起动?3.简述接触器、热继电器的工作原理并说明它们在电路中的作用是什么?4.电动机主电路中已装有熔断器，为什么还要装热继电器?5.熔体和熔断器的关系是什么?6.机床照明灯是采用何种电源?7.直流电动机如何分类?8.异步电动机反接制动是改变什么?9.举例说明行程开关的应用场合。10.试分析能耗制动的能量转换过程。11.减压起动的方法有几种?12.直流电动机的调速方法有几种

14、?4.调速13.励磁与直流电动机的转速关系如何?14.低压断路器有哪几种保护功能?15.低压断路器的优点是什么?它有什么用途?16.交流接触器的选择原则是什么?17.举例说明行程开关的应用场合。18.电动机电路中熔断器和热继电器各有什么作用?19.简述热继电器的主要结构和动作原理。20.在机床电动机因过载而自动停机后，操作者重新按起动按钮，则不能起动，为什么？21.什么是制动控制？它有哪些方法？22.电动机主电路中已装有熔断器，为什么还要热继电器?在照明电路中，为什么一般只装熔断器而不装热继电器?4.调速23.试回答在正反转控制线路中，特别需注意的问题，并说明解决的方法。24.在电动机、电源及接线均无问题的情况下，有时为何按起动按钮，电动机无反应?25.6140型车床的主轴正反转采用什么机构来实现的?主电机的起动方式26.分析Z3040型摇臂钻床松开、下降的电气控制的工作原理。27.M7120型磨床中砂轮升降电动机M4，试分析其上升时的电器工作28.M7120型磨床中吸盘吸合充磁的通路如何?29.机床照明灯为何要采用变压器供电?30.反接制动时，电枢电路中串入附加电阻的作用是什么?4.调速31.直流电动机如何分类?32.能耗制动时的工作原理是什么?33.直流电动机降压起动的原因是什么?34.实现直流电动机反转的方法是什么?35.直流电动机调速的方法有哪些?