電機(jī)控制總結(jié)

電機(jī)控制總結(jié)

機(jī)床組成：主機(jī)、驅(qū)動(dòng)部分、控制部分、檢測(cè)和顯示部分。

電力拖動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主機(jī)進(jìn)行工作。分類：1）集中拖動(dòng)2）單機(jī)拖動(dòng)3）多電機(jī)拖動(dòng)常用低壓電器的基本原理

低壓電器：通常是指用于額定電壓在直流DC1200V、交流AC1000V及以下電路中的電器。按用途分:

1．控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。如手動(dòng)電器有轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕開關(guān)等，自動(dòng)電器有接觸器、繼電器、電磁閥等；自動(dòng)保護(hù)電器有熱繼電器等。

2．配電電器用于電能輸送和分配的電器。如刀開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器等。3．執(zhí)行電器用于完成某種動(dòng)作或傳送功能的電器，如電磁鐵，電磁離合器，等。4．其它電器包括變頻調(diào)速器、可編程序控制器、軟起動(dòng)器、穩(wěn)壓與調(diào)壓電器等。1.1熔斷器FU作用：短路保護(hù)

組成：主要由熔體和放置熔體的絕緣管和底座組成。熔體的材料：(1)低熔點(diǎn)材料:鉛錫合金、鋅(2)高熔點(diǎn)材料：銀、銅、鉛常用產(chǎn)品系列：

RC插入式熔斷器熔體材料主要是軟鉛絲和銅絲，瓷座和瓷蓋共同形成滅弧室。適用于不振動(dòng)場(chǎng)合，民用和工業(yè)的照明用路。RL螺旋式熔斷器主要用于工礦企業(yè)低壓配電設(shè)備、機(jī)床設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)中R玻璃管式熔斷器

RT有填料密封管式熔斷器最大分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)1250ARM無填料密封管式熔斷器拆卸，檢修較為方便。熔斷器熔體選擇：

對(duì)于如照明線路等沒有沖擊電流的負(fù)載，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的電流，即Ifu>I式中，Ifu為熔體的額定電流；I為電路的工作電流。

對(duì)于電動(dòng)機(jī)一類的負(fù)載，應(yīng)考慮起動(dòng)沖擊電流的影響，應(yīng)按下式計(jì)算Ifu>（1.5～2.5）IN式中，IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流。

對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，如果由一個(gè)熔斷器保護(hù)時(shí)，熔體的額定電流應(yīng)按下式計(jì)算

Ifu>（1.5～2.5）INmax+SIN式中，INmax為容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；SIN為其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。1.2手控電器及主令電器

1刀開關(guān)：通常用于接通或分?jǐn)酂o負(fù)載電路，作為電源引入開關(guān)或隔離開關(guān)。

膠蓋閘刀開關(guān)(QS)這種開關(guān)易被電弧燒壞，不宜帶重負(fù)載接通或分?jǐn)嚯娐�，主要用于頻率為50Hz，電壓低于380V，電流小于60A的電力線路中。作為一般照明、電熱等回路的控制開關(guān)，也可以用作分支線路的配電開關(guān)。

熔斷器式刀開關(guān)(QS-FU)：一般多采用有填料熔斷器和刀開關(guān)組合而成(刀熔開關(guān)），廣泛應(yīng)用于開關(guān)柜或與終端電器配套的電器裝置中，作為線路或用電設(shè)備的電源隔離開關(guān)及嚴(yán)重過載和短路保護(hù)之用。2轉(zhuǎn)換開關(guān)：轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔式，控制多回路的主令電器。廣泛用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉(zhuǎn)換、電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)距離控制等，也常作為電壓表、電流表的換相開關(guān)。組合開關(guān)(SA)

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)：萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是具有更多操作位置和觸點(diǎn)、能夠換接多個(gè)電路的一種手動(dòng)控制電器，能控制多個(gè)回路，適應(yīng)復(fù)雜線路的要求。

3控制按鈕：控制按鈕是一種接通或分?jǐn)嘈‰娏鞯闹髁铍娖�。主要用于操縱接觸器、繼電器或電氣聯(lián)鎖電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種運(yùn)動(dòng)的控制。組成：1）按鈕帽2）復(fù)位彈簧3）動(dòng)觸頭4）靜觸頭

結(jié)構(gòu)型式緊急式裝有突出的蘑菇形鈕帽，以便緊急操作；旋轉(zhuǎn)式用手旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；指示燈式在透明的按鈕內(nèi)裝人信號(hào)燈，以作信號(hào)顯示；鑰匙式為使用安全起見，須使用鑰匙插人方可旋轉(zhuǎn)操作。

按鈕帽顏色紅色停止急停；綠色啟動(dòng)；黑色點(diǎn)動(dòng)；藍(lán)色復(fù)位；黑白、白色或灰色啟動(dòng)與停止交替動(dòng)作4行程開關(guān)和接近開關(guān)

行程開關(guān)1）直動(dòng)式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但其觸點(diǎn)的分合速度取決于撞塊移動(dòng)速度，不宜用在撞塊速度小于0.4m/min的場(chǎng)合。2）旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)當(dāng)滾輪5走過操縱件6的中點(diǎn)時(shí)，盤形彈簧3和彈簧9都使操縱件6迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使動(dòng)觸點(diǎn)迅速地與右邊的靜觸點(diǎn)分開，并與左邊的靜觸點(diǎn)閉合。這樣就減少了電弧對(duì)觸點(diǎn)的燒蝕，并保證了動(dòng)作的可靠性。適用于低速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。3）微動(dòng)開關(guān)體積小，動(dòng)作靈敏，適合小型電器及電氣設(shè)備中。要限制推桿的最大行程，以免壓壞開關(guān)。

接近開關(guān)由高頻振蕩器和整形放大器組成。振蕩器振蕩后，在開關(guān)的感應(yīng)面上產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近感應(yīng)面

QS-FU

電弧的形成:熱電發(fā)射、高電場(chǎng)發(fā)射、碰撞游離、熱游離滅弧方法：拉長電弧、冷卻弧柱、多分短弧

滅弧裝置：電動(dòng)力吹弧、磁吹滅弧、窄縫滅弧、金屬柵片滅弧

SA時(shí)，金屬體產(chǎn)生渦流，吸收了振蕩器的能量，使振蕩器減弱以致停止振蕩。1.3低壓斷路器（自動(dòng)開關(guān)）(QF)

作用：不僅可以接通和分?jǐn)嗾�常�?fù)載電流、電動(dòng)機(jī)工作電流和過載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｖ饕�用于在不頻繁操作的低壓配電線路或開關(guān)控制柜（箱）中作為電源開關(guān)使用。具有過載、過電流、短路、斷相、漏電等保護(hù)作用。

按結(jié)構(gòu)形式分：萬能框架式、塑殼式和模塊式。

1.4接觸器：(KM)可頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷髦麟娐芳按笕萘康目刂齐娐贰?/p>

工作原理：組成：觸點(diǎn)系統(tǒng)、電磁機(jī)構(gòu)和滅弧裝置等部分。主觸點(diǎn)用以通斷電流較大的主電路，輔助觸點(diǎn)用來通叫小電流的控制電路。具有欠壓失壓保護(hù)作用。

在單相交流電磁機(jī)構(gòu)中，由于磁通是交變的，當(dāng)磁通過零時(shí)吸力也為零，此時(shí)，已吸合的銜鐵在反力彈簧的作用下釋放打開；磁通過零后，電磁吸力增大，當(dāng)吸力大于反力時(shí)，銜鐵又重新吸合。交流電源每個(gè)周波兩次過零，使銜鐵產(chǎn)生劇烈的抖動(dòng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音，嚴(yán)重時(shí)可使鐵芯抖散解決方法：在交流接觸器鐵芯端面上嵌入一金屬短路環(huán)（分磁環(huán)）短路環(huán)起到磁通分相的作用，把極面上的交變磁通分成兩個(gè)交變磁通，并且使這兩個(gè)磁通之間產(chǎn)生相位差，那么它們所產(chǎn)生的吸力間也有一個(gè)相位差，這樣，兩部分吸力就不會(huì)同時(shí)達(dá)到零值，當(dāng)然合成后的吸力就不會(huì)有零值的時(shí)刻，如果使合成后的吸力在任一時(shí)刻都大于彈簧拉力，就消除了振動(dòng)。

1.5繼電器是一種根據(jù)電氣（I,U等）或非電氣量（時(shí)間、轉(zhuǎn)速等）的變化，接通或斷開控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。繼電器與接觸器的區(qū)別:（１）繼電器一般用于控制小電流的電路，觸點(diǎn)額定電流不大于５A(chǔ)，沒有滅弧裝置，而接觸器一般用于控制大電流的電路，主觸點(diǎn)額定電流不小于５A(chǔ)，有的加有滅弧裝置。（２）接觸器只能對(duì)電壓作出反應(yīng)，而繼電器可在電量或非電量作用下動(dòng)作。

中間繼電器(KA)作用：將一個(gè)輸入信號(hào)變成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的繼電器，它的輸入信號(hào)為線圈的通斷，輸出是觸點(diǎn)的動(dòng)作。用來彌補(bǔ)主繼電器觸點(diǎn)的不足或容量不足。

與接觸器的區(qū)別:（1）接觸器用來接通和分?jǐn)啻蠊β实呢?fù)載電路，中間繼電器用來切換小功率的負(fù)載電路（電機(jī)輔助電路）;（2）中間繼電器的電磁系統(tǒng)和觸點(diǎn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比較小巧，觸點(diǎn)對(duì)數(shù)較多，無主輔觸點(diǎn)之分，各觸點(diǎn)允許通過的電流相等。時(shí)間繼電器(KT)作用：在電路中起延時(shí)、定時(shí)作用。

分類：1)按延時(shí)原理分：主要有空氣式、電動(dòng)式、電子式等幾大類。2)按延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。通電(斷電)延時(shí)繼電器：當(dāng)線圈通電(斷電)時(shí)觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作，線圈斷電(通電)時(shí)觸點(diǎn)瞬時(shí)動(dòng)作。

熱繼電器(FR)作用：主要與接觸器配合使用，用于對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的過電流和斷相保護(hù)。速度繼電器(KV)作用：當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作的繼電器，與接觸器配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)。

電流繼電器(KI)線圈串接在被測(cè)量的電路中，以反應(yīng)電路電流的變化。有過電流繼電器和欠電流繼電器兩類。

1.2電氣原理圖

基本規(guī)則和注意事項(xiàng):

⑴原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分畫出：主電路就是從電源到電動(dòng)機(jī)繞組的大電流通過的路徑。輔助電路包括控制回路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等。一般主電路用粗實(shí)線表示，畫在左邊（或上部）；輔助電路用細(xì)實(shí)線表示，畫在右邊（或下部）。

⑵原理圖中各電器元件不畫實(shí)際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來畫，文字符號(hào)也要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。屬于同一電器的線圈和觸點(diǎn)，都要用同一文字符號(hào)表示。當(dāng)使用相同類型電器時(shí)，可在文字符號(hào)后面加注阿拉伯?dāng)?shù)字序號(hào)來區(qū)分。

⑶原理圖中各電器元件的導(dǎo)電部件如線圈和觸點(diǎn)的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀和發(fā)現(xiàn)的原則來安排，繪在它們完成作用的地方。同電器元件的各個(gè)部件可以不畫在一起。

⑷原理圖中所有電器的觸點(diǎn)，都按沒有通電或沒有外力作用時(shí)的開閉狀態(tài)畫出。如：繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按線圈未通電時(shí)的狀態(tài)畫；按鈕、行程開關(guān)的觸點(diǎn)按不受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出；控制器按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫等。

⑸原理圖中有直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示。無直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線，交叉處不能畫黑圓點(diǎn)。⑹原理圖中無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應(yīng)按動(dòng)作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。

1.3組成電氣控制線路的基本電路

基本電路一個(gè)完整的控制電路包括了電源電路、主電路、控制電路和輔助電路四部分。

電源電路：按規(guī)定繪成水平線與電源保護(hù)和電源開關(guān)組成。主電路：該電路的通電狀態(tài)決定了電機(jī)的狀態(tài)。控制回路：該電路的通電狀態(tài)決定了線圈的狀態(tài)。輔助電路：起照明、信號(hào)顯示、報(bào)警等作用。電氣原理圖的繪制原則

1、電器是未通電時(shí)的狀態(tài)，二進(jìn)制邏輯元件是置零時(shí)的狀態(tài)，機(jī)械開關(guān)是循環(huán)開始前的狀態(tài)。2、電源電路電路一般繪成水平線，主電路用垂直線繪在圖面左側(cè)，控制線路用垂直線繪在圖面右側(cè)。3、在垂線左側(cè)的觸點(diǎn)是常開觸點(diǎn)，右側(cè)是常閉觸點(diǎn)，水平線上方為常閉觸點(diǎn)，下方為常開觸點(diǎn)。

三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制線路啟動(dòng)基本要求：1、足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩以加快起動(dòng)過程。2、起動(dòng)電流要小。

起動(dòng)方法：全壓起動(dòng)和降壓起動(dòng)起動(dòng)方法要根據(jù)電網(wǎng)容量的大小，電動(dòng)機(jī)的功率大小和種類以及工作特性和要求等因素決定。

全壓起動(dòng)利用閘刀開關(guān)或接觸器直接把電動(dòng)機(jī)接到電網(wǎng)上。．．．．

優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)設(shè)備簡單，成本低，起動(dòng)時(shí)間短，起動(dòng)方便可靠。缺點(diǎn)：起動(dòng)電流大，對(duì)電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)有一定的沖擊。正反轉(zhuǎn)控制如何實(shí)現(xiàn)將接至電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中任意的兩相對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。

電氣互鎖的作用：防止接觸器主觸點(diǎn)熔焊或機(jī)械結(jié)構(gòu)失靈使主觸點(diǎn)不能斷開。若另一接觸器動(dòng)作會(huì)造成事故。

多地點(diǎn)控制電路

工作臺(tái)自動(dòng)往返控制順序起、�？刂齐娐�

SQ3和SQ4為超程限位開關(guān)

降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的定子加上了降低了的電壓進(jìn)行起動(dòng)，起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)至額定值，目的是減少較大的起動(dòng)電流以減少對(duì)電．．．．

網(wǎng)的沖擊。

（1）Y－△降壓起動(dòng)在正常運(yùn)行時(shí)，電機(jī)定子繞組聯(lián)成△形，起動(dòng)時(shí)聯(lián)結(jié)成Y形，起動(dòng)完畢后再恢復(fù)為△形。

（2）串聯(lián)電阻降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在三相定子電路上串接電阻，使加在電動(dòng)機(jī)繞組上電壓降低，起動(dòng)后再將電阻短接，電動(dòng)機(jī)仍然在額定電壓下正常運(yùn)行。特點(diǎn)：起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡單。

三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路停機(jī)制動(dòng)有兩種類型：

一是電磁鐵操縱機(jī)械進(jìn)行制動(dòng)的電磁機(jī)械制動(dòng)；

利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為機(jī)械制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)分為通電制動(dòng)型和斷電制動(dòng)型兩種。電磁抱閘結(jié)構(gòu)制動(dòng)輪和電機(jī)同軸安裝，當(dāng)制動(dòng)閘緊緊抱住制動(dòng)輪，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子便會(huì)迅速停止旋轉(zhuǎn)。

二是電氣制動(dòng)使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子原來轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力矩來進(jìn)行制動(dòng)，常用的電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。電磁式機(jī)械制動(dòng)控制電路應(yīng)用較普遍的機(jī)械制動(dòng)裝置有電磁抱閘和電磁離合器兩種。

反接制動(dòng)原理：利用改變電動(dòng)機(jī)電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一種制動(dòng)方法。特點(diǎn)：制動(dòng)力矩大，制動(dòng)迅速，效果好，但沖擊效應(yīng)較大，制動(dòng)準(zhǔn)確性差。通常僅適用于10kw以下的小容量電動(dòng)機(jī)。

要求：1.通常要求在電動(dòng)機(jī)主電路中串接反接制動(dòng)電阻電阻以限制反接制動(dòng)電流。反接制動(dòng)電阻的接線有對(duì)稱和不對(duì)稱兩種接法。

2.在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，及時(shí)切斷反相序電源，以防止反向再起動(dòng)。

單向反接制動(dòng)控制電路可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路

單向反接制動(dòng)控制過程

可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制過程

能耗制動(dòng)控制

原理：在電動(dòng)機(jī)切斷電源之后，在電動(dòng)機(jī)定子繞組上立即加一個(gè)直流電壓，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的作用以達(dá)到制動(dòng)的目的。優(yōu)點(diǎn)：停車準(zhǔn)確可靠，制動(dòng)平穩(wěn)、能耗小。對(duì)電網(wǎng)無沖擊，缺點(diǎn)：需要直流電源。

在一些重型機(jī)床中，常常將能耗制動(dòng)與電磁抱閘配合使用，先進(jìn)行能耗制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至某值時(shí)，令抱閘動(dòng)作，可以有效地實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速停車。

三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電路

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：n電流頻率f60f1p(1s)

nn轉(zhuǎn)差率s0(n0同步轉(zhuǎn)速)n頭尾串聯(lián)p=2頭尾并聯(lián)p=1

磁極對(duì)數(shù)p低速--△接法：３個(gè)電源線連接在接線端Ｕ、Ｖ、Ｗ每根繞組的中點(diǎn)接出的接線端空著不接，此時(shí)磁極為４，電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min

高速--YY接法：接線端Ｕ、Ｖ、Ｗ短接，Ｕ″、Ｖ″、Ｗ″三個(gè)接線端接上電源，此時(shí)磁極為２，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min

注：為保證轉(zhuǎn)向一致，兩種接法切換時(shí)，應(yīng)將電源相序反過來。

變頻器（變頻調(diào)速）對(duì)交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置叫變頻器。變頻器的基本類型按其結(jié)構(gòu)可分為：交交變頻器和交直交變頻器

交交變頻器沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié)，電網(wǎng)交流電被直接變成可調(diào)頻調(diào)壓的交流電。而交直交變頻器先將電網(wǎng)交流電變換為直流電，經(jīng)中間濾波環(huán)節(jié)之后，再進(jìn)行逆變轉(zhuǎn)換為變頻變壓的交流電。

特點(diǎn)屬于一次換能，效率較高，但整個(gè)裝置元件數(shù)較多，調(diào)頻范圍僅為電網(wǎng)頻率的1／3～1／2，適用于低速大功率拖動(dòng)。交一直一交變頻器是

二次換能，效率略低，裝置元件數(shù)較少，頻率調(diào)節(jié)范圍較寬，適用于各種拖動(dòng)裝置。

電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟

1）分析主電路從主電路入手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容，控制內(nèi)容包括起動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)等。

2）分析控制電路根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學(xué)過的基本環(huán)節(jié)的知識(shí)，按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。分析控制電路的最基本方法是查線讀圖法。

3）分析輔助電路輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等部分，它們大多由控制電路中的元件來控制的，所以在分析時(shí)，還要回過頭來對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。

4）分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)機(jī)床對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)和控制方案以外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。

5）總體檢查經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個(gè)局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個(gè)控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)元件所起的作用。

車床電氣控制

多采用不變速的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，變速靠齒輪箱的有級(jí)調(diào)速來實(shí)現(xiàn)，控制電路比較簡單。主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：通過改變主軸電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向或采用離合器實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：多半是把主軸運(yùn)動(dòng)分出一部分動(dòng)力，通過掛輪箱傳給進(jìn)給箱來實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)給。為了提高效率，刀架的快速運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。車床設(shè)有交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的冷卻泵，實(shí)現(xiàn)刀具切削時(shí)冷卻。有的還專設(shè)一臺(tái)潤滑泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行潤滑。主電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)的選取：考慮電動(dòng)機(jī)的容量；考慮電網(wǎng)的容量。不經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量為變壓器容量的30％，經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量一般要小于變壓器容量的20％。主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式：電氣方法實(shí)現(xiàn)的能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)；機(jī)械的摩擦離合器制動(dòng)。

C650-2型臥式車床常見電氣故障的診斷與檢修1）主軸電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)

①M(fèi)1主電路熔斷器FIJ1和控制電路熔斷器FU3熔體熔斷，應(yīng)更換。

②熱繼電器FRl已動(dòng)作過，動(dòng)斷觸點(diǎn)未復(fù)位。要判斷故障所在位置，還要查明引起熱繼電器動(dòng)作的原因，并排除�？赡苡械脑�因：長期過載；繼電器的整定電流太小；熱繼電器選擇不當(dāng)。按原因排除故障后，將熱繼電器復(fù)位即可。③控制電路接觸器線圈松動(dòng)或燒壞，接觸器的主觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)接觸不良，應(yīng)修復(fù)或更換接觸器。④起動(dòng)按鈕或停止按鈕內(nèi)的觸點(diǎn)接觸不良，應(yīng)修復(fù)或更換按鈕。⑤各連接導(dǎo)線虛接或斷線。

⑥主軸電動(dòng)機(jī)損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。2）主軸電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行

按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)發(fā)出嗡嗡聲不能正常起動(dòng)，這是電動(dòng)機(jī)斷相造成的，此時(shí)應(yīng)立即切斷電源，否則易燒壞電動(dòng)機(jī)。可能的原因是：①電源斷相。②熔斷器有一相熔體熔斷，應(yīng)更換。③接觸器有一對(duì)主觸點(diǎn)沒接觸好，應(yīng)修復(fù)。3）主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后不能自鎖故障原因是控制電路中自鎖觸點(diǎn)接觸不良或自鎖電路接線松開，修復(fù)即可。4）按下停止按鈕主軸電動(dòng)機(jī)不停止①接觸器主觸點(diǎn)熔焊，應(yīng)修復(fù)或更換接觸器。②停止按鈕動(dòng)斷觸點(diǎn)被卡住，不能斷開，應(yīng)更換停止按鈕。

5）冷卻泵電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)①按鈕SB6觸點(diǎn)不能閉合，應(yīng)更換。②熔斷器FU2熔體熔斷，應(yīng)更換。③熱繼電器FR2已動(dòng)作過，未復(fù)位。④接觸器KM4線圈或觸點(diǎn)已損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。⑤冷卻泵電動(dòng)機(jī)已損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。6）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)①行程開關(guān)SQ已損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。②接觸器KM5線圈或觸點(diǎn)已損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。③快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)已損壞，應(yīng)修復(fù)或更換。

擴(kuò)展閱讀：控制電機(jī)課程總結(jié)及體會(huì)

摘要

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，控制電機(jī)屬于電機(jī)制造工業(yè)中一個(gè)新機(jī)種，它的歷史雖短但發(fā)展迅速。控制電機(jī)的品種繁多，用途各異，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已達(dá)3000種以上，是普通電機(jī)所不可比擬的。由于電子技術(shù)、航天等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)控制系統(tǒng)的不斷完善，對(duì)控制電機(jī)的精度和可靠性提出了更高的要求，控制電機(jī)的品種也日益增多，比較傳統(tǒng)的有旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等，比較新穎的有無刷直流電動(dòng)機(jī)、直線電動(dòng)機(jī)和超聲波電動(dòng)機(jī)等。

在生產(chǎn)實(shí)際和日常生活中，控制電機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)元件，其主要任務(wù)是完成控制信號(hào)的傳遞和轉(zhuǎn)換，而能量轉(zhuǎn)換是次要的。因此，對(duì)控制電機(jī)的基本要求是運(yùn)行平穩(wěn)、響應(yīng)迅速可靠。

關(guān)鍵詞：伺服電動(dòng)機(jī)自整角機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)種類應(yīng)用

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Abstract

Inmodernscienceandtechnology,controlmotorbelongstothemotormanufacturingindustryinanewmachine,itshistoryisshortbutrapiddevelopment.Motorcontrolvariety,differentpurposes,accordingtoincompletestatistics,hasreachedmorethan3000kindsofcommonmotor,isincomparable.Aselectronictechnology,aerospacescienceandtechnologydevelopmentandtheautomaticcontrolsystemofcontinuousimprovement,tocontrolthemotoraccuracyandreliabilityofproposedhigherrequirements,motorcontrolvarietiesincreased,comparedwiththetraditionalrotarytransformer,synchro,tachometergenerator,servomotorandsteppermotor,comparisonanovelbrushlessDCmotor,linearmotorandultrasonicmotor.

Intheactualproductionanddailylife,thecontrolmotorisintheautomaticcontrolsystemforacomponent,itsmaintaskistocompletethecontrolsignaltransmissionandconversion.Andtheenergyconversionisofsecondaryimportance,therefore,thecontrolofmotoristhebasicrequirementofstableoperation,quickresponseandreliable.

Keywords:servomotorsynchrosteppingmotorrangeapplication

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引言

由于新原理、新技術(shù)、新材料的發(fā)展，使電機(jī)在很多方面突破了傳統(tǒng)的觀念，研制出一些新結(jié)構(gòu)的電機(jī)，如霍爾效應(yīng)的自整角機(jī)及旋轉(zhuǎn)變壓器、霍爾無刷直流測(cè)速發(fā)電機(jī)、壓電直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，利用“介質(zhì)極化”研制出駐極體電機(jī)，利用“磁性體的自旋再排列”研制出光電機(jī)，此外，還有電介質(zhì)電動(dòng)機(jī)、靜電電動(dòng)機(jī)、集成電路電動(dòng)機(jī)等。控制電機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展已經(jīng)不限于一般的電磁理論，而將與其他學(xué)科相互結(jié)合，相互促進(jìn)，成為一門多種學(xué)科相互滲透的邊緣學(xué)科。研究特種電機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，在21世紀(jì)自動(dòng)化技術(shù)、電腦技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用中將具有光輝的前景。

本文主要介紹了私服電動(dòng)機(jī)，自整角機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展情況，這幾種電動(dòng)機(jī)的工作原理，特點(diǎn)及具體應(yīng)用。

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控制電機(jī)的幾種基本類型介紹

（一）伺服電動(dòng)機(jī)

1.伺服電動(dòng)機(jī)的概念

伺服電動(dòng)機(jī)是用作自動(dòng)控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機(jī)，又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。它的功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。伺服電動(dòng)機(jī)分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。

2.伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理（1）直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理

在電樞線圈中通入直流電流，電樞在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，換向器和電樞一起旋轉(zhuǎn)。電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于換向器配合電刷對(duì)電流的換向作用，直流電流交替的由線圈從電刷A流入，電刷B流出。此時(shí)載流導(dǎo)體受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。

（2）交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理

交流伺服電動(dòng)機(jī)是兩相電動(dòng)機(jī)，在定子上有兩個(gè)繞組，勵(lì)磁、控制繞組。它們?cè)诙ㄗ訄A周上相差90°。勵(lì)磁繞組接交流電源（串入一個(gè)電容器），控制繞組接入控制電壓（電信號(hào)）。其轉(zhuǎn)動(dòng)隨控制信號(hào)的變化而時(shí)斷時(shí)續(xù)，時(shí)而正轉(zhuǎn)時(shí)而反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

3.伺服電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)（1）直流伺服電動(dòng)機(jī)

直流伺服電動(dòng)機(jī)具有精確的速度控制,其轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,同時(shí)具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)。（2）交流伺服電動(dòng)機(jī)

交流伺服電動(dòng)機(jī)良好的速度控制特性，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩;高效率，90%以上，不發(fā)熱;高速控制;高精確位置控制（取決于何種編

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碼器）;額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損，免維護(hù)，因此交流伺服電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格等特點(diǎn)。

4.伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

直流伺服電動(dòng)機(jī)的特性較交流伺服電動(dòng)機(jī)的硬，因此通常應(yīng)用于功率稍大的系統(tǒng)中，如隨動(dòng)系統(tǒng)的位置控制等。

交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般為0.1-100W，電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應(yīng)用很廣泛，如在各種自動(dòng)控制、自動(dòng)記錄等系統(tǒng)中。

（二）自整角機(jī)

1.自整角機(jī)的概念

自整角機(jī)是一種發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)換角位移信息的交流控制電機(jī)。其按用途分為力矩式和控制式兩種。2．自整角機(jī)的工作原理（1）力矩式自整角機(jī)的工作原理

力矩式自整角機(jī)多數(shù)采用兩極凸極式結(jié)構(gòu)，只在頻率較高、尺寸較大時(shí)才采用隱極式結(jié)構(gòu)。選用兩極電機(jī)是為了保證在整個(gè)圓周范圍內(nèi)只有唯一的轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)位置，從而達(dá)到準(zhǔn)確指示。選用凸極式結(jié)構(gòu)是為了能獲得較好的參數(shù)配合關(guān)系，以提高運(yùn)行性能。

力矩式自整角機(jī)可組成差動(dòng)工作方式。這時(shí)有兩臺(tái)發(fā)送機(jī)，一臺(tái)差動(dòng)式接收機(jī)。接收機(jī)轉(zhuǎn)角為兩臺(tái)發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)角的代數(shù)和。在一定條件下一臺(tái)發(fā)送機(jī)可帶動(dòng)多臺(tái)接收機(jī)，稱為力矩式自整角機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行。

（2）控制式自整角機(jī)的工作原理

控制式自整角發(fā)送機(jī)結(jié)構(gòu)與力矩式自整角機(jī)相似�？梢圆捎猛箻O式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，也可采用隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)子上通常且放置單相勵(lì)磁繞組，在交軸位置裝設(shè)短路繞組來提高電機(jī)的精度。

控制式自整角發(fā)送機(jī)的勵(lì)磁繞組由單相交流電源勵(lì)磁，其三相整步繞組和自整角變壓器的整步繞組對(duì)應(yīng)相接。而自整角變壓器的輸出繞組通常接至放大器的輸入端，放大器的輸出端再接至伺服電動(dòng)機(jī)控制繞組，這樣，由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)通過減速器帶動(dòng)自整角變壓器轉(zhuǎn)子構(gòu)成機(jī)械反饋連接。當(dāng)自整

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角變壓器轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)后，失調(diào)角減小。并使輸出繞組的電壓信號(hào)減小，直至協(xié)調(diào)位置。

3．自整角機(jī)的應(yīng)用

力矩式用于同步指示系統(tǒng)為開環(huán)系統(tǒng)，因此它只適用于接收機(jī)軸上負(fù)載很輕，又角度傳輸精度要求不很高的控制系統(tǒng)中。如遠(yuǎn)距離指示液面的高度、閥門的開度、電梯和礦井提升機(jī)的位置、變壓器的分接開關(guān)位置等�？刂剖阶哉�角機(jī)主要應(yīng)用于自整角機(jī)和伺服機(jī)構(gòu)組成的隨動(dòng)系統(tǒng)中。

（三）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

1．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的概念

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是把電脈沖信號(hào)變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的微特電機(jī)。在自動(dòng)控制裝置中作為執(zhí)行元件，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，故又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為機(jī)電式、磁電式及直線式三種基本類型。2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行元件。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的�？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

3．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，精度高，運(yùn)行可靠。如采用位置檢測(cè)和速度反饋，亦可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中，如數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、自動(dòng)記錄儀、鐘表等之中，另外在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、印刷設(shè)備等中亦有應(yīng)用。

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結(jié)論

隨著新材料、機(jī)電一體化、電力電子、計(jì)算機(jī)、控制理論等各種相關(guān)新技術(shù)的快速發(fā)展，幾種控制電機(jī)已經(jīng)開拓了很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度、高穩(wěn)定度、快速響應(yīng)、高效節(jié)能的運(yùn)動(dòng)控制。

通過本學(xué)期控制電機(jī)課程的學(xué)習(xí)，我更深層次的認(rèn)識(shí)了幾種常用控制電機(jī)的工作原理和在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的應(yīng)用。在學(xué)習(xí)的過程中，包括寫本論文過程中，遇到不少問題，但通過上網(wǎng)查詢和與同學(xué)交流，我的問題迎刃而解。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)學(xué)習(xí)控制電機(jī)的相關(guān)知識(shí)，為今后從事電氣相關(guān)工作儲(chǔ)備能量，以備不時(shí)之需。

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參考文獻(xiàn)

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[3]胡虔生.胡敏強(qiáng)編著.電機(jī)學(xué)[M].中國電力出版社.

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