电动机位置、自动往返及多地控制线路优化方案

学习目标

（1）会正确识别、选用、安装、使用行程开关、时间继电器，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号意义，熟记它们的图形符号和文字符号。

（2）熟悉电动机位置控制、自动往返控制、顺序控制和多地控制线路的构成和工作原理。

（3）会安装与检修电动机位置控制、自动往返控制、顺序控制和多地控制线路。

任务分析

在生产过程中，一些生产机械运动部件的行程或位置要受到限制，或者需要其运动部件在一定范围内自动往返循环等，如摇臂钻床、万能铣床、镗床等。此外在装有多台电动机的生产机械上，各电动机所起的作用不同，有时需要按一定的顺序启动或停止，才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠。例如：万能铣床要求主轴启动后进给电动机才能启动；平面磨床的冷却泵要求砂轮电动机启动后才能启动。还有一些机械由于体积比较大，为了便于操作方便可以采用多地控制的方法。这些就要让我们会正确识别、选用、安装、使用行程开关，熟悉电动机位置控制、自动往返控制、顺序控制和多地控制线路的构成和工作原理。会安装与检修电动机位置控制、自动往返控制、顺序控制和多地控制线路。

知识链接

1.顺序控制

在生产实际中，有些设备往往要求其上的多台电动机的启动与停止必须按一定的先后顺序进行，这种控制方式称为电动机的顺序控制。顺序控制可在主电路中实现，也可在控制电路中实现。

主电路中实现两台电动机顺序启动的电路如图5－9所示。图5－9中电动机M1、M2分别由接触器KM1和KM2控制，但电动机M2的主电路接在接触器主触头的下方，这样就保证了启动时必须先启动M1电动机，只有当接触器主触头闭合，启动后才可启动电动机，实现了M1先启动M2后启动的控制。

图5－9　主电路中实现两台电动机顺序启动的电路

顺序控制也可在控制电路中实现，图5－10所示为两台电动机顺序控制电路。图5－10（b）是顺序启动、两台电机同时停止电路。

电路工作原理如下：先合上电源开关Q。

如果先按下SB4按钮，因KM1常开辅助触头断开，电动机M2不可能先启动，达到按顺序启动M1、M2的目的。

生产机械除按要求按顺序启动外，有时还要按一定顺序停止，如带式输送机，前面的第一台运输机先启动，再启动后面的第二台；停车时应先停第二台，再停第一台，这样才不会造成物料在传送带上的堆积和滞留。如图5－10（c）所示顺序启动、逆序停止电路，为此在图5－10（c）基础上，将接触器KM2的常开辅助触头并联在停止按钮SB1的两端，这样，即使先按下SB1，由于KM2线圈仍通电，电动机M1不会停转，只有按下SB3，电动机M2先停后，再按下SB1才能使M1停转，达到先停M2、后停M1的要求。

在许多顺序控制中，要求有一定的时间间隔，此时往往用时间继电器来实现。图5－11所示为时间继电器控制的顺序启动电路，接通主电路与控制电路电源，按下启动按钮SB2、KM1、KT同时通电并自锁，电动机M1启动运转，当通电延时型时间继电器KT延时时间到，其延时闭合的常开触头闭合，接通KM2线圈电路并自锁，电动机M2启动旋转，同时KM2常闭辅助触头断开将时间继电器KT线圈电路切断，KT不再工作，使KT仅在启动时起作用，尽量减少运行时电路使用数量。

图5－10　两台电动机顺序控制电路

2.多地控制

在一些大型生产机械和设备上，要求操作人员能在两地或多地对同一台电动机进行操作和控制，以达到操作方便的目的。多地控制是用多组启动按钮、停止按钮来进行的，这些按钮连接的原则是：启动按钮常开触头要并联，即逻辑或的关系；停止按钮常闭触头要串联，即逻辑与的关系。图5－12所示为三地联锁控制电路。

图5－11　时间继电器控制的顺序启动电路

图5－12　三地联锁控制电路

3.自动往复循环控制

在生产中，某些机床的工作台需要进行自动往复运行，通常是利用行程开关来控制自动往复运动的行程，并由此来控制电动机的正反转或电磁阀的通断电，从而实现生产机械的自动往复。图5－13（a）所示为机床工作台自动往复运动示意图，在床身两端固定有行程开关ST1、ST2，用来表明加工的起点和终点。在工作台上安有撞块A和B，其随运动部件工作台一起移动，分别压下ST2、ST1来改变控制电路状态，实现电动机的正反向运转，拖动工作台实现工作台的自动往复运动。图5－13（b）所示为自动往复循环控制电路，图5－13（b）中ST1为反向转正向行程开关，ST2为正向转反向行程开关，SQ1为正向限位开关，SQ2为反向限位开关。

图5－13　工作台自动往复循环控制电路

（a）机床工作台自动往复运动示意图；（b）自动往复循环控制电路

电路工作原理：先合上电源开关Q。

停止时：

按下停止按钮SB3→控制电路失电→KM1（或KM2）主触点分断→电动机M失电停转→工作台停止运动。

项目技能实训二　三相异步电动机的正反转控制

生产机械往往要求运动部件可以正反两个方向运动，如机械工作台的前进与后退、主轴的正反转、起重机吊钩的上升与下降、自动送料机等，这就要求拖动生产机械的电动机正、反向运行，满足生产工艺要求，从电机学我们学到，若将接至电动机的三相电源进线中任意两相对调接线，即可达到电机反向运行的目的。(www.xing528.com)

1.实训目的

（1）掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理。

（2）熟悉三相异步电动机正反转控制电路的接线及操作方法。

（3）电气互锁和按钮互锁的特点及应用。

2.实训设备

三相异步电动机一台，三相转换开关一个，交流接触器两个，热继电器一个，三联按钮开关一个，导线若干。

3.实训原理及依据

改变三相异步电动机的旋转方向，只需改变引入三相异步电动机的相序即可，这可通过两个接触器来实现。两个接触器的常开触头按照相反的相序分别与电动机的绕组相接，如图5－14（a）所示。当KM1主触头闭合时，电动机正转，当KM2主触头闭合时，电动机反转，限制条件是KM1、KM2主触头不能同时闭合，否则两相电源会发生短路事故，因此，在控制电路中利用两个接触器的联锁触头互相制约，如图5－14（b）所示，实现电动机的自动控制和保护。电动机正、反转之间的切换都要先按停止按钮，再按下反方向运转的启动按钮，对于功率较大的电动机是必要的，但对于一些功率较小的允许直接正、反转的电动机而言就有些烦琐，为此可采用复合按钮互锁的控制电路，如图5－14（c）所示。这种方法是用复合按钮来实现两个接触器的互相制约。为了保证电路更可靠的工作，控制电路可采用既有接触器互锁又有按钮互锁的双重互锁方式，如图5－14（d）所示。

4.实训内容及步骤

1）实验内容

（1）接触器互锁的正反转控制电路，如图5－14（b）所示。

（2）按钮互锁的正反转控制电路，如图5－14（c）所示。

（3）接触器和按钮双重互锁的正反转控制电路，如图5－14（d）所示。

图5－14　三相异步电动机的正反转控制

2）实验步骤

（1）首先把电动机按星形接法接线，先接主电路［图5－14（a）］，控制电路按图5－14（b）接线，检查无误后，接通电源，按下正转启动按钮SB2，观察接触器的动作情况和电动机的转向，按下停止按钮SB1，再按下反转启动按钮SB3，观察接触器的动作情况和电动机的转向。

（2）主电路不变，控制电路按图5－14（c）接线，检查无误后接通电源，先按下正转启动按钮SB2，观察接触器的动作情况和电动机的转向，再按下反转启动按钮SB3，观察接触器和电动机的动作情况，体会联锁触头的作用，按下停止按钮SB1，电动机停转。

（3）主电路不变，控制电路按图5－14（d）接线，检查无误后接通电源，先按下正转启动按钮SB2，观察接触器的动作情况和电动机的转向，再按下反转启动按钮SB3，观察接触器和电动机的动作情况，体会联锁触头的作用，按下停止按钮SB1，电动机停转。

5.实训要求

（1）认真仔细连接电路并自检，确认无误后方可通电。

（2）连接电路时，要按照“先主后辅、先串后并、上入下出、左进右出”的原则接线，做到心中有数。

（3）主、控制电路的导线要区分开颜色，以便于检查。

（4）实验所用电压为380 V或220 V的三相交流电，严禁带电操作，不可触及导电部件，尽可能单手操作，保证人身和设备的安全。

6.思考题

（1）电路中具有哪些保护环节？

（2）接触器互锁的作用是什么？

（3）实验电路中，有了电气（接触器）互锁为什么还要机械（按钮）互锁？

7.技能训练考核评分标准（表5－2）

表5-2　技能训练考核评分标准