【正文】 說明如下：（1） 根據(jù)加工前滑臺應快移到加工位置，且電磁鐵吸合時為快進，說明KM1得電時，電磁鐵YA應得電吸合，故應在電磁鐵YA線圈回路中串入KM1的輔助常開觸頭，如圖中①；（2） 滑臺由快速移動自動變換為慢速進給，所以在YA線圈回路中串接行程開關(guān)SQ3的長臂觸頭，如圖中②；（3） 滑臺慢速進給終止（切削完畢）應自動停。 根據(jù)滑臺電動機M1需正反轉(zhuǎn)，左右動力頭電動機MM3只需單向運轉(zhuǎn)的控制要求，選擇接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路和接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路，并進行有機地組合，設(shè)計畫出控制線路草圖，如圖2106所示。本專用機床共有三臺籠型異步電動機，需正反轉(zhuǎn)；，只需要單相運轉(zhuǎn)。第二， 滑臺從快速移動到慢速進給應自動變換，銑削完畢要自動停車，然后由人工操作滑臺快速退回原位后自動停車。其要求如下：第一， 加工前滑臺應快速移動到加工位置，然后改為慢速進給。 現(xiàn)用某專用機床給一箱體加工兩側(cè)平面。所謂經(jīng)驗設(shè)計法就是根據(jù)生產(chǎn)機械的工藝要求選擇適當?shù)幕究刂凭€路，再把它們綜合地組合在一起。 操作和維修方便。電氣控制線路的設(shè)計應遵循以下基本原則： 應最大限度地滿足機械設(shè)備對電氣控制線路的控制要求和保護要求。那么，如何根據(jù)生產(chǎn)機械的控制要求來正確合理地設(shè)計電氣控制線路呢？本課題將作一簡單介紹。總之，選擇電動機時，應從額定功率、額定轉(zhuǎn)速、種類和形式幾方面綜合考慮，做到既經(jīng)濟又合理。密閉式電動機則用于浸入水中的機械，如潛水泵電動機。 封閉式電動機分為自扇冷式、他扇冷式和密閉式三種。開啟式電動機價格便宜，散熱好，但灰塵、鐵屑、水滴及油垢等容易進入其內(nèi)部，影響電動機的正常工作和壽命，因此，只能在干燥、清潔的環(huán)境中使用。電動機按防護形式分為開啟式、防護式、封閉式和防爆式四種。一般情況下，選用單軸伸電動機；特殊情況下才選用雙軸伸電動機。只有當需要簡化傳動裝置時，如深井水泵和鉆床等，才使用立式電動機。 電動機按其安裝方式不同可分為臥式和立式兩種。d、直流電動機特點：啟動性能好，可以實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，且調(diào)速范圍廣、精度高適用場合：要求在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速和需要準確地位置控制的生產(chǎn)機械——高精度的數(shù)控機床、龍門刨床、可逆軋鋼機、造紙機、礦井卷場機等。b、三相繞組轉(zhuǎn)子異步電動機特點：一般采用轉(zhuǎn)子串接電阻（或電抗器）的方法實現(xiàn)啟動和調(diào)速，調(diào)速范圍有限適用場合：啟動、制動比較頻繁，啟動、制動轉(zhuǎn)矩較大，而且有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機械——橋式起重機、礦井提升機等。 要求大啟動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械——某些紡織機械、空氣壓縮機、帶運輸機等。電動機種類的選擇a、三相籠型異步電動機特點：采用最普遍的動力電源三相交流電源，結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運行可靠、維修方便，但啟動和調(diào)速性能差。電動機種類的選擇方法見表263. 隨著技術(shù)的發(fā)展，各種電動機的應用范圍也在逐漸擴大，如變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，使三相籠型異步電動機越來越多地應用在要求無級調(diào)速的生產(chǎn)機械上；使用晶閘管串級調(diào)速，可擴展繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的應用范圍，如水泵、風機的節(jié)能調(diào)速；近年來，在大功率的生產(chǎn)機械上，還廣泛采用晶閘管勵磁的直流發(fā)電機電動機組或晶閘管直流電動機組。 電動機種類的選擇選擇電動機的種類時，在考慮電動機的性能必須滿足生產(chǎn)機械的要求下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運行可靠、維修方便的電動機。所以，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速時，必須全面考慮，在電動機性能滿足生產(chǎn)機械要求的前提下，力求電能損耗少，設(shè)備投資少，維護費用少。額定功率相同的電動機，轉(zhuǎn)速高的電動機尺寸小，所用材料少，因而體積小，質(zhì)量輕，價格低，所以選用高額定轉(zhuǎn)速的電動機比較經(jīng)濟。當交流電壓為380V時，若采用晶閘管整流裝置直接供電，電動機的額定電壓應選用440V（配合三相橋式整流電路）或160V（配合單相整流電路），電動機采用改進的Z3型。直流電動機一般是由車間交流供電電壓經(jīng)整流器整流后的直流電壓供電。 中小型交流電動機的額定電壓一般為380V，大型交流電動機的額定電壓一般為3kV、6kV等。 電動機額定電壓的選擇電動機額定電壓要與現(xiàn)場供電電網(wǎng)電壓等級相符。周期性斷續(xù)工作制電動機功率的選擇方法和連續(xù)工作制變化負載下的功率選擇相類似，在此不再敘述。電機制造廠專門設(shè)計生產(chǎn)的周期性連續(xù)工作制的交流電動機有YZR和YZ系列。（3） 周期性斷續(xù)工作制電動機額定功率的選擇這種工作方式的電動機的工作與停止交替進行。為了滿足某些生產(chǎn)機械短期工作的需要，電機生產(chǎn)廠家專門制造了一些具有較大過載能力的短期工作制電動機，其標準工作時間有15min、30min、60min、90min四種。因為只有這樣，電動機的絕緣材料才能充分利用而又不致過熱。為了充分利用電動機，可以對電動機能夠應用的容量進行修正，不同環(huán)境溫度下電動機功率的修正值見表262.b、變化負載下電動機額定功率的選擇在變化負載下使用的電動機，一般是為恒定負載工作而設(shè)計的，因此，使用時必須進行發(fā)熱校驗。 通常電動機的容量是按周圍環(huán)境溫度為40℃而確定的。a、恒定負載下電動機額定功率的選擇在工業(yè)生產(chǎn)中，相當多的生產(chǎn)機械是在長期恒定的或變化很小的負載下運轉(zhuǎn)，為這一類機械選擇電動機的功率比較簡單，只要電動機的額定功率等于或略大于生產(chǎn)機械所需要的功率即可。（1） 連續(xù)工作制電動機額定功率的選擇 在這種工作方式下，電動機連續(xù)工作時間很長，可使其溫升達到規(guī)定的穩(wěn)定值，如通風機、泵等機械的拖動運轉(zhuǎn)。因為如果電動機的功率選得過小，電動機將過載運行，使溫度超過允許值，縮短電動機的使用壽命，甚至燒壞電動機；如果選得過大，雖然能保證設(shè)備正常工作，但由于電動機不在滿載下運行，其用電效率和功率因數(shù)過低，電動機的容量得不到充分利用，造成電力浪費，并且設(shè)備投資大，運行費用高，很不經(jīng)濟。其中以電動機額定功率的選擇最為重要。如防止外界灰塵、水滴等物質(zhì)進入電動機內(nèi)部；防止繞組絕緣受有害氣體的侵蝕；在有爆炸危險的環(huán)境中應把電動機的導電部位和有火花的部位封閉起來，不使它們影響外部等。第二， 電動機在工作過程中，其功率能被充分利用，即溫升應達到國家標準規(guī)定的數(shù)值。而衡量電動機的選擇合理與否，要看選擇電動機時是否遵循了以下基本原則：第一， 電動機能夠完全滿足生產(chǎn)機械在機械特性方面的要求。為此，需要采用各種專用的溫度、壓力、流量、速度傳感器或繼電器，它們的基本原理都是在控制回路中串聯(lián)一些受這些參數(shù)控制的常開觸頭或常閉觸頭，通過邏輯組合、連鎖控制等實現(xiàn)保護功能。國外已有紅外線保護裝置的實際應用，它用紅外線溫度計從外部檢測轉(zhuǎn)子溫度并加以保護。例如，研制發(fā)熱時間常數(shù)小的新型PTC熱敏電阻，增加電動機繞組對熱敏電阻的熱傳導；發(fā)展高性能和多功能綜合保護裝置，其主要方向是采用固態(tài)集成電路和微處理器作為電流、電壓、時間、頻率、相位和功率等方面的檢測和邏輯單元以取代電動原則。常用保護電器：弱磁繼電器（即欠電流繼電器）工作原理：弱磁繼電器串入勵磁回路。當電網(wǎng)恢復供電時，若不重新按下啟動按鈕，則電動機就不會自行啟動過載保護： 故障危害：為了限制電動機的啟動或制動電流，在直流電動機的電樞繞組中或在交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組中需要串入附加的限流電阻。一般情況下，操作人員不可能及時拉開電源開關(guān)，如不采取措施，當電源電壓恢復正常時，電動機便會自行啟動運轉(zhuǎn)，很可能造成人身和設(shè)備事故，并引起電網(wǎng)過電流和瞬間網(wǎng)絡電壓下降。欠壓還會引起一些電器釋放，使線路不能正常工作，可能危害人身安全或?qū)е略O(shè)備事故常用保護電器：接觸器和電磁式電壓繼電器工作原理：大多數(shù)機床電氣控制線路中，接觸器兼有欠壓保護功能，少數(shù)線路需專門裝設(shè)電磁式電壓繼電器起欠壓保護作用。過載保護： 故障危害：電動機負載過大、啟動操作頻繁或缺相運行，會使電動機的工作電流長時間超過其額定電流，電動機繞組過熱，溫升超過其允許值，導致電動機的絕緣材料變脆，壽命縮短，嚴重時會使電動機損壞常用保護電器：熱繼電器工作原理：當電動機的工作電流等于額定電流時，熱繼電器不動作；當電動機短時過載或過載電流較小時，熱繼電器不動作，或經(jīng)過較長時間才動作；當電動機過載電流較大時，串接在控制電路中的常閉觸頭斷開，先后切斷控制電路和主電路的電源，使電動機停轉(zhuǎn)欠壓保護： 故障危害：電動機欠壓下運行，負載沒有改變，欠壓下電動機轉(zhuǎn)速下降，定子繞組的電流增加。當電路短路時，很大的短路電流流過熔體，使熔體立即熔斷，切斷電動機電源，電動機停轉(zhuǎn)。常用保護電器：熔斷器和低壓斷路器工作原理：熔斷器的熔體與被保護的電路串聯(lián)。因此，一個正確的保護方案應該是：在免于損壞的情況下使電動機充分發(fā)揮過載能力（即過載的承受能力），使其在工作過程中功率被充分利用，溫升達到國家標準規(guī)定的數(shù)值，同時還能提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。常用的保護環(huán)節(jié)有短路保護、過載保護、過電流保護、過壓保護、欠壓保護、斷相保護等。例如，電動機在運行過程中，除按生產(chǎn)機械的工藝要求完成各種正常運轉(zhuǎn)外，還必須在線路出現(xiàn)短路、過載、過電流、欠電壓、失壓及弱磁等現(xiàn)象時，能自動切斷電源停轉(zhuǎn)，以防止和避免電氣設(shè)備和機械設(shè)備的損壞事故，保證操作人員的人身安全。電流控制原則根據(jù)電動機主回路電流的大小，利用電流繼電器來控制電動機工作狀態(tài)的原則稱為電流控制原則。速度控制原則根據(jù)電動機的速度變化，利用速度繼電器等電器來控制電動機工作狀態(tài)的原則稱為速度控制原則。如在電動機的降壓啟動、制動以及變速過程中，利用時間繼電器按一定的時間間隔改變線路的接線方式來自動完成電動機的各種控制要求。位置控制線路和工作臺自動往返控制線路都是按行程原則控制的。行程控制原則根據(jù)生產(chǎn)機械運動部件的行程或位置，利用行程開關(guān)來控制電動機工作狀態(tài)的原則稱為行程控制原則。課題十二 電動機的控制、保護與選擇一、 電動機的控制原則行程開關(guān)——用來實現(xiàn)對運動部件的位置和行程控制；速度繼電器——用來根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)反接制動控制；時間繼電器——通過其觸頭的延時動作可實現(xiàn)線路按時間控制的要求；電流繼電器——用于實現(xiàn)按線路電流大小進行控制的要求。當電動機的轉(zhuǎn)速達到某一值，使時，觸發(fā)脈沖不再移相，晶閘管整流電路輸出就穩(wěn)定在某一值，使電動機在這一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。工作中測速發(fā)電機的電樞電壓與轉(zhuǎn)速成正比，電樞電壓的一部分反饋到系統(tǒng)的輸入端，與比較后，產(chǎn)生電壓送入放大器。這種系統(tǒng)具有效率高、功率增益大、快速性和控制性好及噪聲小等優(yōu)點，正在逐漸取代其他的直流調(diào)速系統(tǒng)。但由于GM系統(tǒng)存在設(shè)備費用大、機組多、占地面積大、效率較低、過渡過程的時間較長等不足，所以，目前正廣泛地使用晶閘管整流裝置作為直流電動機的可調(diào)電源，組成晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)。所以在一般情況下，調(diào)節(jié)電阻R1只能使電動機在低于額定轉(zhuǎn)速情況下進行平滑調(diào)速 當需要電動機在額定轉(zhuǎn)速以上進行調(diào)速時，則應先調(diào)節(jié)R1，使電動機電樞電壓U保持在額定值不變，然后將電阻R的阻值調(diào)大，使直流電動機M1的勵磁電流減小，其主磁通也減小，電動機M1的轉(zhuǎn)速升高 制動——按下停止按鈕SB3接觸器KM1（或KM2）線圈失電其觸頭復位使直流發(fā)電機G1的勵磁繞組A1失電G1的輸出電壓即直流電動機M1的電樞電壓U下降為零。因此，在電動機啟動時，不需要在電樞電路中串入啟動電阻就可以很平滑地進行啟動 調(diào)速——啟動前，應將調(diào)節(jié)變阻器R調(diào)到零，R1調(diào)到最大，目的是使直流電壓U逐步上升，直流電動機M1則從最低速逐漸上升到額定轉(zhuǎn)速 當M1運轉(zhuǎn)后需調(diào)速時將R1的阻值調(diào)小使G1的勵磁電流增大G1的輸出電壓U增大電動機M1轉(zhuǎn)速升高 可見，調(diào)節(jié)R1的阻值能升降直流發(fā)電機G1的輸出電壓U，即可達到調(diào)節(jié)直流電動機M1轉(zhuǎn)速的目的。改變電樞電壓調(diào)速由于電網(wǎng)電壓一般是不變的，所以這種調(diào)速方法必須配置專用的直流調(diào)壓設(shè)備，適用于他勵直流電動機的調(diào)速控制。值得一提的是，由于直流電動機在額定運行時，磁路已稍有飽和，此調(diào)速方法只能通過減弱勵磁實現(xiàn)調(diào)速，因此也叫弱磁調(diào)速，即只能在額定轉(zhuǎn)速以上范圍內(nèi)調(diào)速。改變主磁通調(diào)速圖291所示為并勵直流電動機改變主磁通調(diào)速的原理圖。但由于這種調(diào)速方法所用的設(shè)備簡單，操作較方便，所以在短期工作、容量較小且機械特性硬度要求不太高的場合使用廣泛。這種調(diào)速方法是通過在直流電動機的電樞回路中串接調(diào)速變阻器來實現(xiàn)的。四、 調(diào)速控制線路由直流電動機的轉(zhuǎn)速公式可知，直流電動機的調(diào)速可通過電樞回路串電阻、改變主磁通和改變電樞電壓三種方法來實現(xiàn)。這時電樞產(chǎn)生的反電動勢大于電源電壓U ，電樞電流改變方向，電動機處于發(fā)電制動狀態(tài)，將拖動系統(tǒng)中的機械能轉(zhuǎn)化為電能反饋回電網(wǎng)，并產(chǎn)生制動動力矩以限制電動機的轉(zhuǎn)速。 反接制動停轉(zhuǎn)：按下SB3SB3常閉觸頭先分斷KM1線圈失電KM1觸頭復位，此時電機仍慣性運動，仍較高，KV仍保持得電，故KM3得電動作 SB3常開觸頭后閉合KM2線圈得電KM2的觸頭動作電動機的電樞繞組串入電阻反接制動待轉(zhuǎn)速接近零時，KV斷電釋放KMKM4和KM2也斷電釋放，反接制動完畢關(guān)于反向啟動及反向反接制動的工作原理請自行分析，在此不再贅述。圖289所示為并勵直流電動機雙向啟動反接制動控制線路。反接制動控制線路直流電動機的反接制動，通常是通過改變電樞兩端電壓或改變勵磁電流的方向來改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，形成制動力矩，從而迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)。能耗制動停轉(zhuǎn)：按下SB2KM1線圈失電KM1觸頭動作KMKM4失電，觸頭復位，電樞回路斷電，KTKT2線圈得電KTKT2延時閉合的常閉觸頭瞬時分斷，由于慣性運轉(zhuǎn)的電樞切割磁感線而在電樞繞組中產(chǎn)生感應電動勢使并接在電樞兩端的欠電壓繼電器KV的線圈的得電KV常開觸頭閉合KM2線圈得電KM2常開觸頭閉合制動電阻RB接入電樞回路進行能耗制動當電動機轉(zhuǎn)速減小到一定值時，電樞繞組的感應電動勢也隨之減小到很小使欠電壓繼電器KV釋放KV觸頭復位KM2斷電釋放，斷開制動回路