课程设计某平面磨床电气控制系统设计

图4.1为M7130平面磨床电气控制电路图。其电气设备安装在床身后部的壁盒内，控制按钮安装在床身左前部的电气操纵盒上。

图4.1中M1为砂轮电动机，M2为冷却泵电动机，都由KM1的主触点控制，再经X1插销向M2实现单独判断控制供电。M3为液压泵电动机，由KM2的主触点控制。 4.2.2控制电路

合上电源开关QS，若转换开关SA1处于工作位置，当电源电压正常时，欠电流继电器KA触点（3-4）接通，若SA1处于去磁位置，SA1（3-4）接通，便可进行操作。

（1）砂轮电动机M1的控制。启动过程为：按下SB1，SB1（4-5）接通——KM1吸合——M1启动；停止过程为：按下SB2，SB2（5-6）+——KM1-——M1-停止。 （2）冷却泵电动机M2的控制。M2由于通过插座X1与KM1主触点相连，因此M2与砂轮电动机M1联锁控制，都由SB1和SB2操作。若运行中M1或M2过载，触点FR1（1-2）-动作，FR1起保护作用。

（3）液压泵电动机M3的控制。启动过程为：按下SB3，SB3（4-8）+——KM2——M3+启动；停止过程为：按下SB4，SB4（8-9）+——KM2-——M3-停止。过载时：FR2（2-3）-——KM2-——M3-停止，FR2起保护作用。 4.2.3电磁吸盘控制电路

（1）电磁吸盘结构原理。电磁吸盘与机械夹紧装置相比，具有夹紧迅速，不损伤工件，工作效率高，能同时吸持多个小工件，加工过程中工件发热可以自由伸延，加工精度高等优点。但也有夹紧力不如机械夹得紧，调节不便，需用直流电源供电，不能吸持非磁性材料工件等缺点。

（2）电磁吸盘控制电路。它由整流装置、控制装置及保护装置等部分组成。如图2所示，电磁吸盘整流装置由整流变压器T2与桥式全波整流器VC组成，输出110V直流电压对电磁吸盘供电。

电磁吸盘集中由SA1控制。SA1的位置及触点闭合情况为：

充磁：触点14-16、15-17接通，电流通路为：15-17-KA-19-YH-16-14。 断电：所有触点都断开。

退磁：触点14-18、15-16、3-4（调整）接通，通路为：15-16-YH-19—KA—R2-18-14。 当SA1置于“充磁”位置时，电磁吸盘YH获得110 V直流电压，其极性19号线为正极，16号线为负极，同时欠电流继电器KA与YH串联，若吸盘电流足够大，则KA动作，KA（3-4）+反映电磁吸盘吸力足以将工件吸牢，这时可分别操作按钮SB1与SB3，启动M1与M3，进行磨削加工。当加工完成时按下停止按钮SB2与SB4，电动机M1，M2与M3停止旋转

为便于从吸盘上取下工件，需对工件进行退磁，其方法是将开关SA1扳至“退磁”

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位置。

当SA1扳至“退磁”位置时，电磁吸盘中通入反向电流，并在电路中串入可变电阻R2，用以调节、限制反向去磁电流大小，达到既退磁又不致反向磁化的目的。退磁结束将SA1拨到“断电”位置，即可取下工件。若工件对去磁要求严格，在取下工件后，还要用交流去磁器进行处理。交流去磁器是平面磨床的一个附件，使用时，将交流去磁器插头插在床身的插座X2上，再将工件放在去磁器上适当地来回移动即可去磁。 4.2.4保护及其他环节

（1）电磁吸盘的欠电流保护。为了防止平面磨床在磨削过程中出现断电事故或吸盘电流减小，致使电磁吸盘失去吸力或吸力减小，造成工件飞出，引起工件损坏或人身事故，故在电磁吸盘线圈电路中串入欠电流继电器KA，只有当直流电压符合要求，吸盘具有足够吸力时，KA才能吸合，KA（3-4）触点接通，为启动电动机做准备。否则不能开动磨床进行加工。若已在磨削加工中，则KA因电流过小而释放，触点KA（3-4）-断开，使得KM1-, KM2-, M1-停止，避免事故发生。 （2）电磁吸盘线圈YH的过电压保护。电磁吸盘线圈匝数多，电感大，通电工作时存储大量磁场能量。当线圈断电时在线圈两端将产生高电压，可能使线圈绝缘及其他电气设备损坏。为此，该机床在线圈两端并联了电阻R3作为放电电阻。

（3）电磁吸盘的短路保护。在整流变压器T2的二次侧或整流装置输出端装有熔断器作短路保护。

（4）其他保护。在整流装置中还设有RC串联支路并联在T2二次侧，用以吸收交流电路产生过电压和直流侧电路通断时在T2二次侧产生浪涌电压，实现整流装置过电压保护。

FU1对电动机进行短路保护，FR1对M1进行过载保护，FR2对M3进行过载保护。 （5）照明电路。由照明变压器T1将380 V降为24V，并由开关SA2控制照明灯EL。在T1一次侧装有熔断器FU3作短路保护。

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五、电器元件的选用

5.1电气元件选择的原则

在设备电气控制线路中，为了满足生产工艺及电力拖动的需要，电动机要经常地起动、制动、改变运动方向、调节转速；当电路发生过载、短路、欠压或失压等情况时，控制电路的保护环节还应当自动切断电路，保护线路和设备。所有这些要求都需要借助于电器来完成。

由于各类电器在设备电气控制系统中所处的位置和所起的作用不同，其因此选用的方法也不尽相同。生产机械常用低压电器的选择，主要依据是电器产品目录上的各项指标或数据。正确合理地选择低压电器是电气系统安全运行、可靠工作的保证。

对于电气元件的选择，在选择时我们应注意以下几点：

（1）根据对控制元件功能的要求，确定电气元件功能的要求，确定电气元件

类型。如继电器与接触器，当元件用于通，断功率较大的主电路时，应选择交流接触器；若元件用于切换功率较小的电路（如控制电路）时，则应选择中间继电器；若伴有延时要求时，则应选用时间继电器。 （2）根据电气控制的电压，电流及功率的大小来确定元件的规格，满足元器

件的负载能力及使用寿命。

（3）掌握元器件预期的工作环境及供应情况，如防油，防尘，货源等。 （4）为了保证一定的可靠性，采用相应的降额系数，并进行一些必要的技术和校核。

5.2按钮、组合开关的选用 5.2.1按钮

按钮通常是用来短时间接通或断开小电流控制电路的开关。

目前按钮在结构上有多种形式：旋钮式——手动旋转进行操作；指示灯——按钮内装入了信号指示灯；紧急式——装有蘑菇形式旋帽，用于紧急操作；等等。一般来说，停止按钮采用红色。按钮主要根据所需要的触点数，使用场合及颜色来选择。

在这里选用四个控制按钮SB1、SB2、SB3、SB4，两个黑色两个红色，选用LA10-1。

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5.2.2组合开关

组合开关主要是作为电源引入开关，所以也称电源隔离开关。它可以启停5KW以下的异步电动机，但每小时的接通次数不宜超过10次，开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5~2.5倍。

组合开关主要根据电源种类，电压等级，所需触点数及电动机容量进行选用。常用的组合开关为HZ-10系列，额定电流10A，25A，60A和100A四种，适用于交流电压380V以下，支流电压220V以下的电气设备中。

组合开关Q，选用HZ1-25/3，为三极，额定电压380V，额定电流25A。选择开关SA1,SA2,选用HZ1-2/3，为三极，额定电压380V，额定电流2A。 5.3接触器的选用

选择接触器主要依据以下数据：电源种类（直流或交流）；主触点额定电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁线圈的电源种类、频率和额定电压；额定操作频率等。机床用的最多的是交流接触器。

交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等。 交流接触器主触点的额定电压一般按高于线路额定电压来确定。

根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压。为保证安全，一般接触器吸引线圈选择较低的电压。但如果在控制线路比较简单的情况下，为了省去变压器，可选用380V电压。值得注意的是，接触器产品系列是按使用类 别设计的，所以要根据接触器负担的工作任务来选用相应的产品系列。

接触器辅助触点的数量、种类满足线路的需要。

这里有交流接触器KM1，选用CJ10-40，额定电流40A, 线圈电压127V,交流中间接触器KM2，选用CJ10-5，额定电流5A, 线圈电压127V. 5.4热继电器的选择

热继电器的选择应按电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素来考虑。一方面要充分发挥电动机的过载能力，另一方面，对电动机在短时过载与起动瞬间不受影响。

热继电器结构形式的选择。星形连接的电动机可以选择两相或三相结构的热继电器，三角形连接的电动机应当选择带断相保护装置的三相结构热继电器。

常用的热继电器有JRl、JR2，JR0，JRl6等系列。JRl6B系列 双金属片式热继电器，它电流整定范围广，并有温度补偿装置，适 用于长期工作或间歇工作的交流电动机的过载保护，而且具有断相运转保护装

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