典型設(shè)備電氣控制電路分析.ppt

第三章典型設(shè)備電氣控制電路分析 第一節(jié)電氣控制電路分析基礎(chǔ) 第二節(jié)Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路分析 第三節(jié)T68型臥式鏜床電氣控制電路分析 第四節(jié)X62W型臥式銑床電氣控制電路分析 第五節(jié)交流橋式起重機電氣控制電路分析 第一節(jié)電氣控制電路分析基礎(chǔ) 一 電氣控制分析的依據(jù) 依據(jù) 設(shè)備本身的基本結(jié)構(gòu) 運行情況 加工工藝要求和電力拖動自動控制的要求 熟悉了解控制對象 掌握其控制要求等 二 電氣控制分析的內(nèi)容 設(shè)備說明書 電氣控制原理圖 電氣設(shè)備的總裝接線圖 電器元件布置圖與接線圖 三 電氣原理圖的閱讀分析方法 先機后電 先主后輔 化整為零 總結(jié)特點 集零為整 統(tǒng)觀全局 識圖方法 1 結(jié)合電工基礎(chǔ)知識識圖在掌握電工基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上 準確 迅速地識別電氣圖 如改變電動機電源相序 即可改變其的旋轉(zhuǎn)方向的控制 2 結(jié)合典型電路識圖典型電路就是常見的基本電路 如電動機的起動 制動 順序控制等 不管多復(fù)雜的電路 幾乎都是由若干基本電路組成的 因此 熟悉各種典型電路 是看懂較復(fù)雜電氣圖的基礎(chǔ) 3 結(jié)合制圖要求識圖在繪制電氣圖時 為了加強圖紙的規(guī)范性 通用性和示意性 必須遵循一些規(guī)則和要求 利用這些制圖的知識能夠準確地識圖 識圖步驟 1 準備 了解生產(chǎn)過程和工藝對電路提出的要求 了解各種用電設(shè)備和控制電器的位置及用途 了解圖中的圖形符號及文字符號的意義 2 主電路 首先要仔細看一遍電氣圖 弄清電路的性質(zhì) 是交流電路還是直流電路 然后從主電路入手 根據(jù)各元器件的組合判斷電動機的工作狀可 如電動機的起停 正反轉(zhuǎn)等 3 控制電路 分析完主電路后 再分析控制電路 要按動作順序?qū)γ織l小回路逐一分析研究 然后再全面分析各條回路間的聯(lián)系和制約關(guān)系 要特別注意與機械 液壓部件的動作關(guān)系 4 最后閱讀保護 照明 信號指示 檢測等部分 四 分析舉例 C650臥式車床屬中型車床 加工工件回轉(zhuǎn)半徑最大可達1020mm 長度可達3000mm 其結(jié)構(gòu)主要有床身 主軸變速箱 進給箱 溜板箱 刀架 尾架 絲桿和光桿等部分組成 一 臥式車床的主要結(jié)構(gòu)和運動情況 以C650普通臥式車床為例 車床的運動形式 切削運動主運動工件的旋轉(zhuǎn)運動 由主軸通過卡盤或頂尖去帶動工件旋轉(zhuǎn) 它承受車削加工時的主要切削功率 進給運動車床的進給運動是刀架的縱向或橫向直線運動 其運動形式有手動和機動兩種 輔助運動刀架的快速移動和工件的夾緊與放松 武漢交通職業(yè)學(xué)院 車床的控制特點 主軸能在較大的范圍內(nèi)調(diào)速 調(diào)速的方法可通過控制主軸變速箱外的變速手柄來實現(xiàn) 加工螺紋時 要求反轉(zhuǎn)退刀 這就要求主軸能夠正 反轉(zhuǎn) 主軸的正 反轉(zhuǎn)可通過采用機械方法如操作手柄獲得 圖3 1普通車床的結(jié)構(gòu)示意圖1 進給箱2 掛輪箱3 主軸變速箱4 溜板與刀架5 溜板箱6 尾架7 光桿8 絲桿9 床身 二 C650車床對電氣控制的要求 1 主軸電動機M12 冷卻泵電動機M23 快速移動電動機M34 電路應(yīng)有必要的保護和聯(lián)鎖 有安全可靠的照明電路 從車削加工工藝要求出發(fā) 對各電動機的控制要求是 三 C650車床的電氣控制電路分析 1 主電路分析 1 主軸電機M1 2 冷卻泵電機M2 3 快速電機M2 KM1 KM2 KM3 FR1 電流表 KM4 FR2 KM5 2 控制電路分析 1 主電動機的點動調(diào)整控制2 主電動機的正反轉(zhuǎn)控制3 主電動機的反接制動控制4 刀架的快速移動和冷卻泵控制5 輔助電路6 完善的聯(lián)鎖與保護 三 C650車床的電氣控制電路分析 3 電路特點 1 采用三臺電動機拖動 尤其是車床溜板箱的快速移動單由一臺電動機拖動 2 主軸電動機不但有正 反向運轉(zhuǎn) 還有單向低速點動的調(diào)整控制 正 反向停車時均具有反接制動控制 3 設(shè)有檢測主軸電動機工作電流的環(huán)節(jié) 4 具有完善的保護與聯(lián)鎖 第二節(jié)Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路分析 一 機床結(jié)構(gòu)與運動形式 搖臂鉆床一般由底座 內(nèi)外立柱 搖臂 主軸箱和工作臺等部件組成 搖臂鉆床的運動形式 主運動主軸旋轉(zhuǎn) 產(chǎn)生的切削 運動進給運動主軸的縱向進給輔助運動搖臂在外立柱上的垂直運動 搖臂的升降 搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的旋轉(zhuǎn)運動主軸箱沿搖臂長度方向的運動 搖臂鉆床的控制特點 主軸電動機 為單方向旋轉(zhuǎn) 主軸的正反轉(zhuǎn)則由機床液壓系統(tǒng)操縱機構(gòu)配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器實現(xiàn) 搖臂升降電動機 可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn) 短時工作 不用設(shè)長期過載保護 液壓泵電動機 可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn) 電液聯(lián)合控制 二 電力拖動特點與控制要求 一 電力拖動特點 1 采用多電機拖動 分別為 主軸電動機 搖臂升降電動機 液壓泵電動機 冷卻泵電動機 2 搖臂鉆床的主運動和進給運動皆為主軸的運動 由一臺主軸電動機拖動 二 控制要求 1 4臺電動機容量均較小 采用直接起動方式 主軸要求正反轉(zhuǎn) 但采用機械方法實現(xiàn) 主軸電動機單向旋轉(zhuǎn) 2 升降電動機要求正反轉(zhuǎn) 3 液壓泵電動機用來驅(qū)動液壓泵送出不同流向的壓力油 推動活塞 帶動菱形塊動作來實現(xiàn)內(nèi)外立柱的夾緊與放松以及主軸箱和搖臂的夾緊與放松 故液壓泵電動機要求正反轉(zhuǎn) 4 搖臂的移動嚴格按照搖臂松開 搖臂移動 移動到位搖臂夾緊的程序進行 因此 搖臂的夾緊放松與搖臂升降應(yīng)按上述程序自動進行 5 鉆削加工時 應(yīng)由冷卻泵電動機拖動冷卻泵 供出冷卻液進行鉆頭冷卻 6 要求有必要的聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié) 7 具有機床安全照明電路與信號指示電路 三 電氣控制電路分析 一 主電路分析 二 控制電路分析 1 主軸電動機控制2 搖臂升降及夾緊 放松控制3 主軸箱與立柱的夾緊 放松控制 4 冷卻泵電動機M4的控制5 聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié) 三 照明與信號指示電路分析 四 Z3040型搖臂鉆床電氣控制特點 1 Z3040型搖臂鉆床是機 電 液的綜合控制 2 搖臂的升降控制與搖臂夾緊放松的控制有嚴格的程序要求 以確保先松開 再移動 移動到位后自動夾緊 所以對M3 M2電動機的控制有嚴格程序要求 這些由電氣控制電路控制 液壓 機械配合來實現(xiàn) 3 電路具有完善的保護和聯(lián)鎖 有明顯的信號指示 第三節(jié)T68型臥式鏜床電氣控制電路分析 一 機床主要結(jié)構(gòu)和運動形式 圖3 5T68臥式鏜床結(jié)構(gòu)示意圖1 床身2 鏜頭架3 前立柱4 平旋盤5 鏜軸6 工作臺 T68臥式鏜床主要由床身 前立柱 鏜頭架 后立柱 尾座 下溜板 上溜板 工作臺等部分組成 輔助運動 工作臺的回轉(zhuǎn) 后立柱的軸向移動 尾座的垂直移動及各部分的快速移動等 T68臥式鏜床的運動形式有 主運動 鏜軸和平旋盤的旋轉(zhuǎn)運動 進給運動 鏜軸的軸向進給 平旋盤刀具溜板的徑向進給 鏜頭架的垂直進給 工作臺的縱向進給和橫向進給 二 電力拖動方式和控制要求 T68臥式鏜床控制要求主要是 1 主軸旋轉(zhuǎn)與進給量都有較大的調(diào)速范圍 主運動與進給運動由一臺電動機拖動 為簡化傳動機構(gòu)采用雙速籠型異步電動機 2 由于各種進給運動都有正反不同方向的運轉(zhuǎn) 故主電動機要求正 反轉(zhuǎn) 3 為滿足調(diào)整工作需要 主電動機應(yīng)能實現(xiàn)正 反轉(zhuǎn)的點動控制 4 保證主軸停車迅速 準確 主電動機應(yīng)有制動停車環(huán)節(jié) 5 主軸變速與進給變速可在主電動機停車或運轉(zhuǎn)時進行 為便于變速時齒輪嚙合 應(yīng)有變速低速沖動過程 6 為縮短輔助時間 各進給方向均能快速移動 配有快速移動電動機拖動 采用快速電動機正 反轉(zhuǎn)的點動控制方式 7 主電動機為雙速電機 有高 低兩種速度供選擇 高速運轉(zhuǎn)時應(yīng)先經(jīng)低速起動 8 由于運動部件多 應(yīng)設(shè)有必要的聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié) 三 電氣控制電路分析 圖3 6T68型臥式鏜床電氣原理圖 一 主電路分析 二 控制電路分析 1 M1主電動機的點動控制2 M1電動機正反轉(zhuǎn)控制3 M1電動機高低速的轉(zhuǎn)換控制4 M1電動機的停車制動控制5 主軸及進給變速控制1 停車變速2 運行中變速控制 6 快速移動控制7 聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)分析1 主軸箱或工作臺與主軸機動進給聯(lián)鎖 2 M1電動機正反轉(zhuǎn)控制 高低速控制 M2電動機的正反轉(zhuǎn)控制均設(shè)有互鎖控制環(huán)節(jié) 3 熔斷器FU1 FU4實現(xiàn)短路保護 熱繼電器FR實現(xiàn)M1過載保護 電路采用按鈕 接觸器或繼電器構(gòu)成的自鎖環(huán)節(jié)具有欠電壓與零電壓保護作用 三 輔助電路分析 四 電氣控制電路特點 1 主軸與進給電動機M1為雙速籠型異步電動機 低速時由接觸器KM6控制 將定子繞組接成三角形 高速時由接觸器KM7 KM8控制 將定子繞組接成雙星形 高 低速轉(zhuǎn)換由主軸孔盤變速機構(gòu)內(nèi)的行程開關(guān)ST控制 低速時 可直接起動 高速時 先低速起動 而后自動轉(zhuǎn)換為高速運行的二級起動控制 以減小起動電流 2 電動機M1能正反轉(zhuǎn)運行 正反向點動及反接制動 在點動 制動以及變速中的脈動慢轉(zhuǎn)時 在定子電路中均串入限流電阻R 以減少起動和制動電流 3 主軸變速和進給變速均可在停車情況或在運行中進行 只要進行變速 M1電動機就脈動緩慢轉(zhuǎn)動 以利于齒輪嚙合 使變速過程順利進行 4 主軸箱 工作臺與主軸由快速移動電動機M2拖動實現(xiàn)其快速移動 它們之間的機動進給有機械和電氣聯(lián)鎖保護 第四節(jié)X62W型臥式銑床的電氣控制 一 臥式萬能銑床主要結(jié)構(gòu)及運動情況 銑床的運動形式 主運動主軸的旋轉(zhuǎn)運動進給運動工作臺在三個相互垂直方向上的直線運動 手動或機動 輔助運動工作臺在三個相互垂直方向上的快速直線移動 二 萬能臥式銑床的電力拖動特點與控制要求 1 X62W萬能臥式銑床 主軸傳動系統(tǒng)在床身內(nèi)部 進給系統(tǒng)在升降臺內(nèi) 而且主運動與進給運動之間沒有速度比例協(xié)調(diào)的要求 故采用單獨傳動 即主軸和工作臺分別由主軸電動機 進給電動機拖動 而工作臺工作進給與快速移動由進給電動機拖動 經(jīng)電磁離合器傳動來獲得 2 主軸電動機處于空載下起動 為能進行順銑和逆銑加工 要求主軸能夠?qū)崿F(xiàn)正 反轉(zhuǎn)但旋轉(zhuǎn)方向不需經(jīng)常改變 僅在加工前預(yù)選主軸轉(zhuǎn)動方向而在加工過程中不變換 3 銑削加工是多刀多刃不連續(xù)切削 負載波動 為減輕負載波動的影響 往往在主軸傳動系統(tǒng)中加入飛輪 使轉(zhuǎn)動慣量加大 但為實現(xiàn)主軸快速停車 主軸電動機應(yīng)設(shè)有停車制動 同時 主軸在上刀時 也應(yīng)使主軸制動 為此本銑床采用電磁離合器控制主軸停車制動和主軸上刀制動 4 工作臺的垂直 橫向和縱向三個方向的運動由一臺進給電動機拖動 而三個方向的選擇是由操縱手柄改變傳動鏈來實現(xiàn)的 每個方向又有正反向的運動 這就要求進給電動機能正 反轉(zhuǎn) 而且 同一時間只允許工作臺只有一個方向的移動 故應(yīng)有聯(lián)鎖保護 5 使用圓工作臺時 工作臺不得移動 即圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動與工作臺上下 左右 前后六個方向的運動之間有聯(lián)鎖控制 6 為適應(yīng)銑削加工需要 主軸轉(zhuǎn)速與進給速度應(yīng)有較寬的調(diào)節(jié)范圍 X62W萬能銑床采用機械變速 改變變速箱的傳動比來實現(xiàn) 為保證變速時齒輪易于嚙合 減少齒輪端面的沖擊 要求變速時電動機有沖動控制 7 根據(jù)工藝要求 主軸旋轉(zhuǎn)和工作臺進給應(yīng)有先后順序控制 即進給運動要在銑刀旋轉(zhuǎn)之后進行 加工結(jié)束必須在銑刀停轉(zhuǎn)前停止進給運動 8 為供給銑削加工時冷卻液 應(yīng)有冷卻泵電動機拖動冷卻泵 供給冷卻液 9 為適應(yīng)銑削加工時操作者的正面與側(cè)面操作要求 機床應(yīng)對主軸電動機的起動與停止及工作臺的快速移動控制 具有兩地操作 10 工作臺上下 左右 前后六個方向的運動應(yīng)具有限位保護11 應(yīng)有局部照明電路 三 X62W臥式萬能銑床電氣控制電路分析 一 主電路分析 二 控制電路分析 1 控制電路電源2 主軸電動機M1的控制1 主軸電動機M1的起動控制2 主軸電動機M1的停車制動控制3 主軸變速時的沖動控制 3 工作臺進給電動機M2的控制 1 工作臺左右 縱向 運動的控制 2 工作臺上下 垂向 和前后 橫向 運動的控制1 工作臺向上運動的控制2 工作臺向下運動的控制3 工作臺向后運動的控制4 工作臺向前運動的控制 3 工作臺進給變速時的沖動控制 4 工作臺快速移動的控制 5 工作臺各運動方向的聯(lián)鎖 6 圓工作臺的控制4 冷卻泵電動機M3的控制5 照明電路6 電路的聯(lián)鎖與保護 1 主運動與進給運動的聯(lián)鎖 2 工作臺六個運動方向的聯(lián)鎖 3 長工作臺與圓工作臺的聯(lián)鎖 4 工作臺進給運動與快速移動的聯(lián)鎖 5 完善的保護 四 X62W臥式萬能銑床電氣控制特點 1 電氣控制電路與機械配合密切 2 主軸變速與進給變速均設(shè)有變速沖動環(huán)節(jié) 3 進給電動機的控制采用機械掛擋 電氣開關(guān)聯(lián)動的手柄操作 而且操作手柄扳動方向與工作臺運動方向一致具有運動方向的直觀性 4 采用兩地控制 操作方便 5 具有完善的聯(lián)鎖與保護 工作安全可靠 第五節(jié)交流橋式起重機電氣控制電路分析 一 橋式起重機概述 一 橋式起重機的結(jié)構(gòu)及運動情況 橋式起重機由橋架 又稱大車 大車移行機構(gòu) 小車及小車移行機構(gòu) 提升機構(gòu)及駕駛室等部分組成 1 橋架 2 大車移行機構(gòu) 3 小車 4 駕駛室 橋式起重機結(jié)構(gòu)示意圖1 駕駛室2 輔助滑線架3 控制盤4 小車5 大車電動機6 大車端梁7 主滑線8 大車主梁9 電阻箱 二 橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求 1 具有合理的升降速度 空鉤能實現(xiàn)快速下降 輕載提升速度大于重載時的提升速度 2 具有一定的調(diào)速范圍 普通起重機的調(diào)速范圍為2 3 3 提升的第1檔作為預(yù)備檔 用以消除傳動系統(tǒng)中的齒間隙 將鋼絲繩張緊 避免過大的機械沖擊 該級起動轉(zhuǎn)矩一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下 5 為確保安全 提升電動機應(yīng)設(shè)有機械抱閘并配有電氣制動 4 下放重物時 依據(jù)負載大小 提升電動機可運行在電動狀態(tài) 強力下放 倒拉反接制動狀態(tài) 再生發(fā)電制動狀態(tài) 以滿足不同下降速度的要求 三 起重機電動機工作狀態(tài)的分析 1 提升重物時電動機的工作狀態(tài) 提升重物時電動機負載轉(zhuǎn)矩TL由重力轉(zhuǎn)矩TW及提升機構(gòu)磨擦阻轉(zhuǎn)矩Tf兩部分組成 當(dāng)電動機電磁轉(zhuǎn)矩T克服這兩個阻轉(zhuǎn)矩時 重物將被提升 當(dāng)T TL Tf時 電動機穩(wěn)定工作在機械特性的a點 以na轉(zhuǎn)速提升重物 提升重物時電動工作狀態(tài) 2 下降重物時電動機的工作狀態(tài) 1 反轉(zhuǎn)電動狀態(tài) 2 再生發(fā)電制動狀態(tài) 3 倒拉反接制動狀態(tài) 圖3 11下放重物時電動機的三種工作狀態(tài)a 反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)b 再生發(fā)電制動狀態(tài)c 倒拉反接制動狀態(tài) 二 凸輪控制器控制提升機構(gòu)的電路分析 一 凸輪控制器的構(gòu)造 型號及主要技術(shù)數(shù)據(jù) 凸輪控制器是一種大型手動控制電路的主令電器 圖3 12凸輪控制器工作原理圖1 靜觸頭2 動觸頭3 觸頭彈簧4 復(fù)位彈簧5 滾子6 絕緣方軸7 凸輪 二 凸輪控制器控制的提升機構(gòu)控制電路 1 電路特點 2 電路分析 3 凸輪控制器操作分析 1 輕載時的提升操作 2 中型負載時的提升操作 3 重型負載時的提升操作 4 輕型負載下放時的操作 5 重型負載下放時的操作 三 主令控制器控制提升機構(gòu)的電路分析 一 主令控制器 主令控制器是用以頻繁切換復(fù)雜的多回路控制電路的主令電器 型號含義 二 主令控制器控制電路 當(dāng)主令控制器手柄置于不同控制檔位時 獲得如圖3 16所示的機械特性 PQR10B主令控制器控制電動機機械特性 1 提升重物的控制 2 下放重物的控制 1 下降 1 檔為預(yù)備檔 2 下放 2 檔是為重載低速下放而設(shè)的 3 下放 3 擋是為中型載荷低速下放而設(shè)的 4 控制手柄在下放 4 5 6 位時為強力下放 3 電路的聯(lián)鎖與保護 1 由強力下放過渡到反接制動下放 避免重載時高速下放的保護2 確保反接制動電阻串入情況下進行制動下放的環(huán)節(jié)3 制動下放檔位與強力下放檔位相互轉(zhuǎn)換時切斷