经一段时间延时后，KT1延时闭合触头闭合，KM2线圈通电吸合，主触头短接电阻R1，电动机转速升高，电枢电流减小。就在R1被短接的同时，KT2线圈断电释放，再经一定时间的延时，KT2延时闭合触头闭合，KM3线圈通电吸合，KM3主触头闭合短接电阻R2，电动机在额定电枢电压下运转，起动过程结束。 2-29 分析图2-26电路工作原理。

答：电路工作原理：KM1、KM2为正、反转接触器，KM3、KM4为短接电枢电阻接触器，KT1、KT2为时间继电器，R1、R2为起动电阻，R3为放电电阻，ST1为反向转正向行程开关，ST2为正向转反向行程开关。起动时电路工作情况与上题图2-25电路工作原理相同，但起动后，电动机将按行程原则实现电动机的正、反转，拖动运动部件实现自动往返运动。

2-30 分析图2-27电路工作原理。

答：电路工作原理：电动机起动电路工作情况与图2-25电路工作情况相同。 停车时，按下停止按钮SB1，KM1线圈断电释放，其主触头断开电动机电枢电源，电动机以惯性旋转。由于此时电动机转速较高，电枢两端仍建立足够大的感应电动势，使并联在电枢两端的电压继电器KV经自锁触头仍保持通电吸合状态，KV常开触头仍闭合，使KM4线圈通电吸合，其常开主触头将电阻R4并联在电枢两端，电动机实现能耗制动，使转速迅速下降，电枢感应电势也随之下降，当降至一定值时电压继电器KV释放，KM4线圈断电，电动机能耗制动结束，电动机自然停车至零。 2-31 分析图2-28电路工作原理。

答：图2-28电路工作原理：该电路为按时间原则两级起动，能实现正反转并通过ST1、ST2行程开关实现自动换向，在换向过程中能实现反接制动，以加快换向过程。下面以电动机正转运行变反转运行为例来说明电路工作情况。

电动机正在作正向运转并拖动运动部件作正向移动，当运动部件上的撞块压下行程开关ST1时，KM1、KM3、KM4、KM5、KV1线圈断电释放，KM2线圈通电吸合。电动机电枢接通反向电源，同时KV2线圈通电吸合，反接时的电枢电路见图2-29。

由于机械惯性，电动机转速及电动势EM 的大小和方向来不及变化，且电动势EM方向与电枢串电阻电压降IRX 方向相反，此时加在电压继电器KV2线圈上的电压很小，不足以使KV2吸合，KM3、KM4、KM5线圈处于断电释放状态，电动机电枢串入全部电阻进行反接制动，电动机转速迅速下降，随着电动机转速的下降，电动机电势EM迅速减小，电压继电器KV2线圈上的电压逐渐增加，当n≈0时，EM≈0，加至KV2线圈电压加大并使其吸

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合动作，常开触头闭合，KM5线圈通电吸合。KM5主触头短接反接制动电阻R4，同时KT1线圈断电释放，电动机串入R1、R2电阻反向起动，经KT1断电延时触头闭合，KM3线圈通电，KM3主触头短接起动电阻R1，同时KT2线圈断电释放，经KT2断电延时触头闭合，KM4线圈通电吸合，KM4主触头短接起动电阻R2，进入反向正常运转，拖动运动部件反向移动。

当运动部件反向移动撞块压下行程开关ST2时，则由电压继电器KV1来控制电动机实现反转时的反接制动和正向起动过程，不再复述。 2-32 分析图2-30电路工作原理。

答：图2-30电路工作原理：

1）起动 按下起动按钮SB2，KM2和KT线圈同时通电并自锁，电动机M电枢串入电阻R起动。经一段延时后，KT通电延时闭合触头闭合，使KM3线圈通电并自锁，KM3主触头闭合，短接起动电阻R，电动机在全压下起动运行。

2）调速 在正常运行状态下，调节电阻RP，改变电动机励磁电流大小，从而改变电动机励磁磁通，实现电动机转速的改变。

3）停车及制动 在正常运行状态下，按下停止按钮SB1，接触器KM2和KM3线圈同时断电释放，其主触头断开，切断电动机电枢电路；同时KM1线圈通电吸合，其主触头闭合，通过电阻R接通能耗制动电路，而KM1另一对常开触头闭合，短接电容器C，使电源电压全部加在励磁线圈两端，实现能耗制动过程中的强励磁作用，加强制动效果。松开停止按钮SB1，制动结束。

2-33 电动机常用的保护环节有哪些？通常它们各由哪些电器来实现其保护？

答：电动机常用的保护环节有过电流、过载、短路、过电压、失电压、欠电压、断相、弱磁与超速保护等。

短路保护的常用方法有熔断器保护和低压断路器保护；过电流保护常用过电流继电器来实现；过载保护常用热继电器来实现；采用接触器和按钮控制的起动、停止，就具有失压保护作用，或采用零电压继电器来做失电压保护；除采用接触器及按钮控制方式，还可采用欠电压继电器来进行欠电压保护；通常过电压保护是在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或二极管串电阻，以形成一个放电回路，实现过电压的保护；通过在电动机励磁线圈回路中串入欠电流继电器来实现直流电动机的弱磁保护。

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第三章 典型设备电气控制电路分析

3-1 试述C650车床主轴电动机的控制特点及时间继电器KT的作用。

答：1）采用三台电动机拖动即主电动机、冷却泵电动机、溜板箱快速移动电动机。 2）由正、反转起动按钮SB3、SB4，正、反转接触器KM1、KM2和短接反接制动电阻R的接触器KM3构成主轴电动机正、反转长期运转电路，实现主轴电动机正、反转长期运行控制。

主轴电动机正、反转运转停车时，电路没有定子串入三相对称电阻的反接制动停车环节，但反接制动是在按下停止按钮SB1，再松开停止按钮SB1，当SB1常闭触头复位后再实现的。

3）为满足工件调整运动（对刀操作），主轴电动机没有单向低速点动控制，由点动控制按钮SB2、接触器KM1、电动机M1定子绕组限流电阻R与速度继电器KS-1触头构成。

4）主轴电动机正常运转时为显示电动机工作电流设有电流监视环节。

时间继电器KT的作用：为防止主轴电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击，电路中接入时间继电器KT，且KT线圈与KM3线圈并联，这样，起动时，KT线圈通电吸合，而KT的延时断开的常闭触头不动作，将电流表短接。当起动后，KT延时断开的常闭触头才断开，电流表接入电动机定子电路。 3-2 C650车床电气控制具有哪些保护环节？

答：C650车床电气控制保护环节有：熔断器FU1-FU6作相应电路的短路保护；热继电器FR1、FR2对电动机M1、M2作长期过载保护；接触器KM1、KM2、KM4采用按钮与自锁控制具有欠电压与失电压保护。

3-3 Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机M3和摇臂升降电动机M2应如何配合工作？并以摇臂下降为例分析电路工作情况。

答：Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机M3和摇臂升降电动机M2应严格按如下要求控制：发出摇臂升降指令后，首先液压泵电动机M3正转起动，送出压力油，经液压传动系统将摇臂松开，当摇臂确实松开后发出松开信号，一方面使液压泵电动机M3停止旋转，同时使摇臂升降电动机M2起动旋转，拖动摇臂移动，当摇臂移动到位，撤除摇臂升降指令，摇臂升降电动机M2立即停止，摇臂便停止移动，经延时使液压泵电动机M3反向起动，送出液压油，将摇臂夹紧。当摇臂确定夹紧后，发出夹紧信号，使液压泵电动机M3断电停止旋转。至此，摇臂升降过程结束。

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摇臂下降时电路工作情况：按下摇臂下降点动按钮SB4，时间继电器KT通电吸合，瞬动常开触头KT（13-14）、KT（1-17）闭合，前者使KM4线圈通电吸合，后者使电磁阀YV线圈通电。于是液压泵电动机M3正转起动，拖动液压泵送出压力油，经二位六通阀进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块，使摇臂松开。同时活塞杆通过弹簧片压动行程开关ST1，其常闭触头ST1（6-13）断开，接触器KM4断电释放，液压泵电动机停止旋转，摇臂维持在松开状态；同时，ST1常开触头ST1（6-7）闭合，使KM3线圈通电吸合，摇臂升降电动机M2起动旋转，拖动摇臂下降。

当摇臂下降到预定位置，松开下降按钮SB4，KM3、KT线圈断电，M2依惯性旋转至停止，摇臂停止下降。经延时，KT（17-18）闭合，KM5线圈通电，使液压泵电动机M3反转，触头KT（1-17）断开，电磁阀YV断电。送出的压力油经另一条油路流入二位六通阀，再进入摇臂夹紧油腔，反向推动活塞与菱形块，使摇臂夹紧。当摇臂夹紧后，活塞杆通过弹簧片压动行程开关ST2，使ST2（1-17）断开，KM5线圈断电，M3停止旋转，摇臂夹紧完成。

3-4 在Z3040摇臂钻床电气电路中，行程开关ST1~ST3各有何作用？

答：在Z3040摇臂钻床电气电路中，行程开关ST1为摇臂松开行程开关，当摇臂松开时压下ST1，开始实现摇臂的升与降。ST2为摇臂夹紧行程开关，当摇臂夹紧时压下ST2，发出摇臂夹紧信号，液压电动机M3停止转动。ST3为立柱与主轴箱松开与夹紧行程开关，当立柱与主轴箱松开时，ST3不受压，HL1灯亮；当立柱与主轴箱夹紧后，ST3压下，HL2灯亮。

3-5 在Z3040摇臂钻床电气电路中，设置了那些联锁与保护环节？

答：在Z3040摇臂钻床电气电路中，设置了以下联锁与保护环节： SCB组合开关实现摇臂上升与下降的限位保护。 ST1行程开关实现摇臂松开到位，开始升降的联锁。

ST2行程开关实现摇臂完全夹紧，液压泵电动机M3停止运转的联锁。

KT时间继电器实现升降电动机M2断开电源、待M2完全停止后再进行夹紧的联锁。 M2电动机正反转具有双重互锁，M3电动机正反转具有电气互锁。

SB5、SB6立柱与主轴箱松开、夹紧按钮的常闭触头串接在电磁阀YV 线圈电路中，实现立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，压力油只进入立柱与主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔的联锁。

熔断器FU1~FU5实现电路的短路保护。

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