電機與電氣控制技術(shù)第七章--典型設(shè)備的電氣控制ok課件

1、2022/7/25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2022/7/25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2022/7/25四、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(dá)1020mm，長度可達(dá)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

2、運動情況以C650普通臥式車床為例2022/7/25普通車床的結(jié)構(gòu)示意圖2022/7/25（二）C650車床對電氣控制的要求 1主軸與進給電動機M1 2冷卻泵電動機M23快速移動電動機M34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：2022/7/25（三）C650車床的電氣控制電路分析2022/7/251主電路分析 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）冷卻泵電動機控制 5) 刀架的快速移動電動機控制6) 輔助電路 7）完善的聯(lián)鎖與保護 2022/7/251電氣控制電路特點 1）采

3、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。（四）C650車床電氣控制特點與故障分析2022/7/252常見故障分析 1）主電動機點動起動時起動電流過大，達(dá)到 全壓起動電流的情況。2）主電動機正、反向起動時，檢測電動機定 子電流的電流表讀數(shù)較大。3）主電動機反接制動時制動效果差。2022/7/25第二節(jié) M7130型平面磨床電氣控制電路分析 一、機床結(jié)構(gòu)與運動情況 平面磨床主要有床身、立柱、滑座、砂輪箱、工作臺和電磁

4、吸盤等部件組成。2022/7/25矩形工作臺平面磨床工作圖 主運動：砂輪的旋轉(zhuǎn)運動進給運動：垂直進給、橫向進給、縱向進給 2022/7/25二、電力拖動特點與控制要求 （一）電力拖動特點 1采用多電動機拖動 2工作臺往復(fù)運動采用液壓傳動 3砂輪電動機采用兩極籠型異步電動機 4磨削加工時需使用冷卻液冷卻工件 5采用電磁吸盤吸持加工工件 2022/7/25（二）電氣控制要求1砂輪電動機、液壓奈電動機、冷卻泵電動機都只要求單方向旋轉(zhuǎn) 2冷卻泵電動機應(yīng)在砂輪電動機起動后才可選擇是否起動 3電磁吸盤 應(yīng)設(shè)有欠電流保護即吸力保護4電磁吸盤應(yīng)有去磁環(huán)節(jié)5電路應(yīng)有完善的保護6機床安全照明與工件去磁環(huán)節(jié) 202

5、2/7/25三、電氣控制電路分析2022/7/25（一）主電路分析（二）控制電路分析1電動機控制電路分析 2電磁吸盤控制電路分析1）電磁吸盤構(gòu)造與工作原理 2）電磁吸盤控制電路分析 3）電磁吸盤保護環(huán)節(jié) 2022/7/25（三）照明電路分析 （四）電氣控制特點 1電磁吸盤的電氣控制 具有欠電流保護（吸力保護）、過電壓保護和短路保護 2電磁吸盤在工作狀態(tài)或不工作狀態(tài)下皆可啟動砂輪電動機四、常見電氣故障分析 1電磁吸盤沒有吸力 2電磁吸盤吸力不足 3工件難以取下 2022/7/25第三節(jié) Z3040型搖臂鉆床的電氣控制一、機床結(jié)構(gòu)與運動情況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

6、成。2022/7/25二、電力拖動特點與控制要求 （一）電力拖動特點（二）控制要求14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)。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)。2022/7/253搖臂的移動嚴(yán)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。4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。5要求有必要的聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)。6具有機床安

7、全照明電路與信號指示電路。2022/7/25三、電氣控制電路分析2022/7/25（一）主電路分析（二）控制電路分析 1主軸電動機M1的控制 2搖臂升降及搖臂放松、夾緊控制 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2022/7/25（四）電氣控制特點1）Z3040型搖臂鉆床采用機、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(yán)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(yán)格的程序要求，這些皆由電氣控制電路，液壓、機械相互配合來實現(xiàn)。3）電路具有完善的保護和聯(lián)鎖，有明顯的信號指示

8、。2022/7/25（五）電氣控制常見故障分析 1）搖臂不能上升 2）搖臂移動后，出現(xiàn)搖臂夾不緊 3）液壓系統(tǒng)的故障2022/7/25第四節(jié) T68型臥式鏜床的電氣控制電路分析一、主要結(jié)構(gòu)和運動形式 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。2022/7/25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。2022/7/25二、電力拖動特點和控制要求T68臥式鏜

9、床控制要求是：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(zhǔn)確，主電動機應(yīng)有制動停車環(huán)節(jié)。2022/7/255）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

10、。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)。2022/7/25三、電氣控制電路分析2022/7/25（一）主電路分析（二 ）控制電路分析 1M1主電動機的點動控制 2M1主電動機正反轉(zhuǎn)控制 3M1主電動機高低速的轉(zhuǎn)換控制 4M1主電動機的停車制動控制 5主軸及進給變速控制 1）停車時的變速控制 2）運行中的變速控制2022/7/256快速移動控制 7聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié) 1）主軸箱或工作臺機動進給與主軸機動進給的聯(lián)鎖。 2）M1主電動機正反轉(zhuǎn)之間、高速與低速運行之間、M2快速移動電動機的正轉(zhuǎn)于反轉(zhuǎn)之間均設(shè)有互鎖控制環(huán)節(jié)。 3）熔斷器FU1FU4實現(xiàn)相應(yīng)電路的短路保護；熱繼電器FR實現(xiàn)M1過載保

11、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 2022/7/25（四）電氣控制特點1主電動機為雙速籠型異步電動機。低速時將定子繞組接成三角形；高速時將定子繞組接成雙星形。高、低速轉(zhuǎn)換由行程開關(guān)SQ控制。低速時，可直接起動。高速時，進行二級起動，以減小起動電流。2主電動機能正反向點動控制、正反向連續(xù)運行，并具有停車反接制動。在點動、反接制動以及變速中的脈動低速旋轉(zhuǎn)時，在定子電路中串入限流電阻R，定子繞組接成三角形接法，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。變速時，主電動機定子繞組接成三角形接法，在速度繼電器KS的控

12、制下進行連續(xù)反復(fù)低速運行，以利齒輪嚙合，使變速過程順利進行。4主軸箱、工作臺與主軸、平旋盤刀具溜板由快速電動機拖動實現(xiàn)其快速移動。它們之間的機動進給設(shè)有機械和電氣聯(lián)鎖保護。 2022/7/25 1主軸實際轉(zhuǎn)速比主軸變速盤指示的轉(zhuǎn)速成倍提高或下降 2主電動機只有低速檔，而無高速檔 3雙速籠型異步電動機定子接線出現(xiàn)錯誤 四、常見電氣故障分析 2022/7/25第五節(jié) XA6132型臥式銑床電氣控制電路分析 一、臥式萬能銑床主要結(jié)構(gòu)及運動情況 臥式萬能銑床主要由底座、床身、懸梁、刀桿支架、工作臺，滑板和升降臺等部分組成 。2022/7/25臥式銑床的運動形式有：主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動進給運動

13、：加工中工作臺帶動工件的移動或圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動 輔助運動：工作臺帶動工件在三個方向的快速移動 2022/7/25二、 電力拖動特點與控制要求1）主軸電動機處于空載下起動，為能進行順銑和逆銑加工，要求主軸能實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)方向不需經(jīng)常改變，所以在加工前預(yù)先選擇主軸轉(zhuǎn)動方向而在加工過程中不須變換。（一）主軸拖動對電氣控制的要求 XA6132萬能臥式銑床，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。電力拖動特點20

14、22/7/252）銑削加工是多刀多刃不連續(xù)切削，負(fù)載波動大。為減輕負(fù)載波動的影響，往往在主軸傳動系統(tǒng)中加入飛輪，以加大轉(zhuǎn)動慣量，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。3）為使主軸變速時，齒輪的順利嚙合，減少齒輪端面的沖擊，主軸電動機在主軸變速時應(yīng)有主軸變速沖動環(huán)節(jié)。4）為便于操作者在銑床正面與側(cè)面皆可操作，主軸電動機的起動、停止等控制為兩地操作。2022/7/251） XA6132萬能臥式銑床工作臺運行方式有手動、進給運動和快速移動三種方式。進給運動和快速移動由進給電動機拖動并經(jīng)工作進給電磁離

15、合器與快速移動電磁離合器來控制完成。2）為減少控制按鈕數(shù)量，避免誤操作，對進給電動機的控制采用機械手柄掛檔，同時壓合相應(yīng)行程開關(guān)的控制方式。3）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。（二）進給拖動對電氣控制的要求2022/7/254）進給運動的控制也為兩地操作方式。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）進給變速時，為保證變速時齒輪易于

16、嚙合，減少齒輪端面的沖擊，要求變速時進給電動機有進給變速沖動環(huán)節(jié)。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)束時，主軸電動機與進給電動機同時停止，或先停進給電動機后停主軸電動機。8）工作臺上下，左右、前后六個方向的運動應(yīng)具有限位保護。2022/7/25 電磁離合器又稱電磁聯(lián)軸節(jié)。它是利用表面磨擦和電磁感應(yīng)原理，在兩個作旋轉(zhuǎn)運動的物體間傳遞轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行電器。 三、 電磁離合器 2022/7/252022/7/25（一）主電路分析（二）控制電路分析1主拖動控制電路分析 1）主軸電動機的起動控制 2）主軸電動機的制動控制 3）主軸上刀、換刀時的制動控

17、制 4）主軸變速沖動控制 四、 電氣控制電路分析2022/7/252進給拖動控制電路分析 1）工作臺縱向進給運動的控制 2）工作臺向前與向下進給運動的控制 3）工作臺向后與向上進給的控制 4）進給變速沖動控制 5）進給方向快速移動的控制 2022/7/25 3圓工作臺的控制 冷卻泵和機床照明的控制 控制電路的聯(lián)鎖與保護 1）主運動與進給運動的順序聯(lián)鎖 2）工作臺6個運動方向的聯(lián)鎖 3）長工作臺與圓工作的聯(lián)鎖 4）工作臺進給運動與快速運動的聯(lián)鎖 5）具有完善的保護2022/7/25 1采用電磁磨擦離合器的傳動裝置，實現(xiàn)主軸電動機的停車制動和主軸上刀時的制動，以及對工作臺工作進給和快速進給的控制。

18、 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工作臺上下左右前后6個方向的運動具有聯(lián)鎖保護。（三）電氣控制特點2022/7/25 1主軸停車制動效果不明顯，或無制動。 2主軸變速與進給變速時無變速沖動。 3工作臺控制電路的故障。 五、 電氣控制常見故障分析2022/7/25第六節(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

19、構(gòu)3小車 4駕駛室 2022/7/252022/7/252022/7/25（二）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23。 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。2022/7/25 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(fù)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。2022/7/25（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(fù)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。 2022/7/252下降重物