第03章 電氣控制電路實例分析

電氣控制系統(tǒng)分析注意的幾個問題：了解系統(tǒng)的主要技術(shù)性能及機械傳動、液壓和氣動的工作原理。弄清各電動機的安裝部位、作用、規(guī)格和型號。掌握各種電器的安裝部位、作用以及各操縱手柄、開關(guān)、控制按鈕的功能和操縱方法。注意了解與機械、液壓發(fā)生直接聯(lián)系的各種電器的安裝部位及作用。如：行程開關(guān)、撞塊、壓力繼電器、電磁離合器、電磁鐵等。分析電氣控制系統(tǒng)時，要結(jié)合說明書或有關(guān)的技術(shù)資料將整個電氣線路劃分成幾個部分逐一進行分析。例如：各電動機的起動、停止、變速、制動、保護及相互間的聯(lián)鎖等。內(nèi)容與目的：分析幾種典型電氣控制電路，進一步掌握控制電路的組成，典型環(huán)節(jié)的應(yīng)用及分析控制電路的方法。找出規(guī)律，逐步提高閱讀電氣原理圖的能力，為獨立設(shè)計打下基礎(chǔ)。第一節(jié)臥式車床的電氣控制電路

多采用不變速的異步電動機拖動，變速靠齒輪箱的有級調(diào)速來實現(xiàn)，控制電路比較簡單。主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運動：通過改變主軸電動機的轉(zhuǎn)向或采用離合器實現(xiàn)。進給運動：多半是把主軸運動分出一部分動力，通過掛輪箱傳給進給箱來實現(xiàn)刀具的進給。為了提高效率，刀架的快速運動由一臺進給電動機單獨拖動。車床設(shè)有交流電動機拖動的冷卻泵，實現(xiàn)刀具切削時冷卻。有的還專設(shè)一臺潤滑泵對系統(tǒng)進行潤滑。主電動機直接起動和降壓起動的選取：考慮電動機的容量；考慮電網(wǎng)的容量。不經(jīng)常起動的電動機可直接起動的容量為變壓器容量的30％，經(jīng)常起動的電動機可直接起動的容量一般要小于變壓器容量的20％。主電動機的制動方式：電氣方法實現(xiàn)的能耗制動和反接制動；機械的摩擦離合器制動。CW6163B型萬能臥式車床的控制電路主電路：主電動機M1冷卻泵電動機M2快速移動電動機M3斷路器QF交流接觸器KM1熱繼電器FR1電流表A熔斷器FU1交流接觸器KM2熱繼電器FR2交流接觸器KM3變壓器TC控制、照明及指示電路控制回路的電源熔斷器FU2、FU3、FU4主電動機M1雙點控制主電動機過載保護機床限位保護冷卻泵電動機M2控制快速移動電動機M3控制信號燈HL2信號燈HL1照明燈EL照明燈開關(guān)SA主電路：主電動機M1潤滑泵電動機M2冷卻泵電動機M3斷路器QF1熔斷器FU1交流接觸器KM1、KM2熱繼電器FR1熔斷器FU2交流接觸器KM3熱繼電器FR2斷路器QF2熱繼電器FR3CW616臥式車床的電氣控制電路控制、照明及顯示電路：控制回路的電源：直接取交流380V。操縱手柄開關(guān)SA1：一對動斷觸點和兩對動合觸點。開關(guān)SA1零位：SA1-1接通，SA1-2、SA1-3斷開，中間繼電器KA得電，KA觸點(V32-1)閉合自鎖。接觸器KM3得電，潤滑泵電動機M2起動。KM3觸點(6-7)閉合，為主電動機起動做好準(zhǔn)備。操縱手柄開關(guān)SA1搬到向下位置：SA1-2接通，SA1-1、SA1-3斷開，正轉(zhuǎn)接觸器KM1通過V32-1-3-5-7-6-4-2-W33得電，主電動機M1正轉(zhuǎn)起動。操縱手柄開關(guān)SA1搬到向上位置：

SA1-3接通，SA1-1、SA1-2斷開，反轉(zhuǎn)接觸器KM2通過V32-1-11-13-7-6-4-2-W33通電吸合，主電動機M1反轉(zhuǎn)起動。SA1機械聯(lián)鎖，KM1、KM2互鎖。操縱手柄開關(guān)SA1搬回零位：SA1-2，SA1-3斷開，接觸器KM1或KM2線圈斷電，M1電動機自由停車。反接制動：有經(jīng)驗的操作工人在停車時，將手柄瞬時扳向相反轉(zhuǎn)向的位置，M1電動機反接制動，主軸接近停止時，手柄迅速搬回零位。零壓、失壓保護：M1運行時，若電源電壓降低或消失，KA釋放斷開，KM3釋放斷開，KM1或KM2斷電釋放。電網(wǎng)電壓恢復(fù)后，SA1不在零位，KM3不會得電，KM1或KM2也不會得電。手柄回到零位，SA1-2，SA1-3斷開，KM1或KM2也不會得電自起動。照明電源：TC二次側(cè)36V。SA2：照明燈開關(guān)。電源指示燈HL：TC二次側(cè)6.3V。主電路：主電動機M1冷卻泵電動機M2快速移動電動機M3斷路器QF交流接觸器KM3、KM4熱繼電器FR1熔斷器FU1交流接觸器KM限流電阻R交流接觸器KM1熱繼電器FR2交流接觸器KM2熔斷器FU2互感器TA電流表AC650臥式車床的電氣控制電路主電動機正反轉(zhuǎn)控制：主軸電動機反接制動控制：主電動機點動調(diào)整控制：KM3為M1電動機的正轉(zhuǎn)接觸器，KM為M1電動機的長動接觸器，KA為中間繼電器。M1電動機的點動由點動按鈕SB6控制。按下按鈕SB6，接觸器KM3得電吸合，它的主觸點閉合，電動機的定子繞組經(jīng)限流電阻R與電源接通，電動機在較低速度下起動。刀架的快速移動和冷卻泵控制：刀架的快速移動是由轉(zhuǎn)動刀架手柄壓動限位開關(guān)SQ來實現(xiàn)的。當(dāng)手柄壓動SQ后，接觸器KM2得電吸合，M3電動機轉(zhuǎn)動帶動刀架快速移動。M2為冷卻泵電動機，它的起動與停止是通過按鈕SB3和SB5控制的。此外，監(jiān)視主回路負(fù)載的電流表是通過電流互感器接入的。為防止電動機起動電流對電流表的沖擊，電路中采用一個時間繼電器KT。當(dāng)起動時，KT線圈通電，而KT的延時斷開的動斷觸點尚未動作，電流互感器二次電流只流經(jīng)該觸點構(gòu)成閉合回路，電流表沒有電流流過。起動后，KT延時斷開的動斷觸點打開，此時電流流經(jīng)電流表，反映出負(fù)載電流的大小。第二節(jié)Z3040型搖臂鉆床的電氣控制電路

主電路控制電源由控制變壓器TC二次側(cè)輸出110V供電，中間抽頭603對地為信號燈電源6.3V，215號線對地為照明輸出36V。主電動機的旋轉(zhuǎn)控制首先將斷路器QF2～QF5扳到接通狀態(tài)，同時將配電盤的門關(guān)好并鎖上。然后再將斷路器QF1扳到接通位置，電源指示燈亮。按下起動按鈕SB1，中間繼電器KA通電并自鎖，為主電動機與其他電動機的起動做好了準(zhǔn)備。按下按鈕SB2時，交流接觸器KM1線圈通電并自鎖使主電動機旋轉(zhuǎn)，同時主電動機旋轉(zhuǎn)的指示燈HL4亮。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過機械變換的方法來實現(xiàn)。搖臂上升按下按鈕SB3，時間繼電器KT1得電，瞬動動合觸點(33-35)閉合，KM4得電，M3起動供給壓力油，經(jīng)分配閥體進入松開油腔，推動活塞使搖臂松開?；钊麠U通過彈簧片使限位開關(guān)SQ2的動斷觸點斷開，KM4線圈斷電，SQ2的動合觸點(17-21)閉合，KM2線圈通電，主觸點閉合，M2旋轉(zhuǎn)使搖臂上升。搖臂夾緊搖臂升到所需位置時，松開按鈕SB3，KM2和KT1斷電，M2斷電，搖臂停止上升。當(dāng)持續(xù)1~3s后，KT1的斷電延時閉合的動斷觸點(47-49)閉合，KM5線圈經(jīng)7-47-49-51號線得電，M3反轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進入的夾緊液壓腔，搖臂夾緊?；钊麠U通過彈簧片使SQ3的動斷觸點(7-47)斷開，KM5線圈斷電，M3停止，完成搖臂的松開—上升—夾緊動作。搖臂升降相關(guān)搖臂升降電動機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時進行，否則將造成電源兩相間的短路。搖臂上升和下降的電路中加入了觸點互鎖和按鈕互鎖。搖臂的上升或下降是短時的調(diào)整工作，采用點動方式。限位開關(guān)SQ1實現(xiàn)搖臂的上升或下降極限位置保護。SQ1實際上是兩個行程開關(guān)，動斷觸點(15-17)是搖臂上升時的極限位置保護，另一動斷觸點(27-17)是搖臂下降時的極限位置保護。限位開關(guān)SQ3的動斷觸點(7-47)在搖臂可靠夾緊后斷開。如果液壓夾緊機構(gòu)出現(xiàn)故障或SQ3調(diào)整不當(dāng)，將造成液壓泵電動機M3過載，過載保護熱繼電器動斷觸點將斷開，KM5釋放，M3斷電停止。立柱和主軸箱的松開與夾緊控制可以單獨進行，也可以同時進行。由開關(guān)SA2和按鈕SB5（或SB6）進行控制。SA2有三個位置：在中間位置（零位）時為松開及夾緊控制同時進行，扳到左邊位置時為立柱的夾緊或放松，扳到右邊位置時為主軸箱的夾緊或放松。SB5是主軸箱和立柱的松開按鈕，SB6為主軸箱和立柱的夾緊按鈕。主軸箱松開SA2扳向右側(cè)時，觸點(57-59)接通，觸點(57-63)斷開。主軸箱要松開時，按下按鈕SB5，時間繼電器KT2和KT3線圈同時通電，KT2為斷電延時型時間繼電器，KT2通電瞬時閉合，斷電延時打開動斷觸點(7-57)閉合使YA1通電，經(jīng)1~3s后，KT3通電延時閉合動合觸點(7-41)閉合，通過3-5-7-41-43-37-39使KM4通電，M3正轉(zhuǎn)使壓力油經(jīng)分配閥進入主軸箱液壓缸，推動活塞使主軸箱放松。活塞桿使SQ4復(fù)位，主軸箱和立柱松開指示燈HL2亮。主軸箱夾緊SA2扳向右側(cè)時，觸點(57-59)接通，觸點(57-63)斷開。主軸箱要夾緊時，按下按鈕SB6，仍首先為YA1通電，經(jīng)1~3s后，KM5線圈通電，M3反轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進入主軸箱液壓缸，推動活塞使主軸箱夾緊。同時活塞桿使SQ4受壓，動合觸點(607-613)閉合，指示燈HL3亮，觸點(607-609)斷開，指示燈HL2滅，指示主軸箱與立柱夾緊。立柱松開/夾緊SA2扳到左側(cè)時，觸點(57-63)接通，(57-59)觸點斷開。按下按鈕SB5或SB6時使YA2通電，立柱松開或夾緊。主軸箱與立柱松開/夾緊SA2在中間位置時，觸點(57-59、57-63)均接通。按下SB5或SB6時，YA1、YA2均通電，主軸箱和主柱同時進行夾緊或放松第三節(jié)組合機床電氣控制電路組合機床是對某特定工件，進行特定加工的一種高效自動化專用加工設(shè)備，能同時用十幾把、幾十把刀具進行加工。組合機床都由通用部件和一些專用部件組成，其基本電路，可根據(jù)通用部件的控制電路綜合組成?？刂葡到y(tǒng)大多采用機械、液壓、電氣相結(jié)合的控制方式。DU型組合機床是由液壓動力頭和液壓回轉(zhuǎn)工作臺組成，用來加工某輪轂工件上12個孔。立式動力頭上裝有36把刀具，共有4個工位。第一、二、三工位分別是鉆孔、擴孔和鉸孔的工序，第四工位裝卸工件用。自動工作循環(huán)為：回轉(zhuǎn)臺抬起→回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)→回轉(zhuǎn)臺反靠→回轉(zhuǎn)臺夾緊→動力頭快進→動力頭工進→延時停留→動力頭快退。主回路：主電動機M1，液壓泵電動機M2，冷卻泵電動機M3M1和M2是由接觸器KM1和KM2控制的。由按鈕SB1及SB2控制起、停。開關(guān)SA3和SA4可用于單獨起動主電動機M1和液壓泵電動機M2。旋鈕開關(guān)S打開時，冷卻泵電動機M3由繼電器K2控制起停，動力頭工進時，冷卻泵才接通，S閉合時，冷卻泵還可由按鈕SB3進行起動。除接觸器KM1、KM2和KM3為交流電器外，其他均為直流電器，由VC整流后得到24V電壓供電。采用低壓直流電器工作平穩(wěn)安全、便于操作。電源接通后，指示燈HL接通，直到液壓泵電動機M2起動后，由于接觸器KM2通電動作，指示燈才熄滅。

自鎖銷脫開及回轉(zhuǎn)臺抬起：按回轉(zhuǎn)按鈕SB4，電磁鐵YA5通電（動力頭在原位時，限位開關(guān)SQ1被壓動，回轉(zhuǎn)臺才能轉(zhuǎn)位）。將電磁閥YV1的閥桿推向右端，將液壓泵的壓力油送到夾緊液壓缸1G，使其活塞上移抬起回轉(zhuǎn)臺。同時經(jīng)閥YV1的壓力油也送到自鎖液壓缸2G，活塞下移使自鎖銷脫開。

1－定位塊2－滑塊3－固定擋鐵4－自鎖銷5－底座6－回轉(zhuǎn)工作臺7－離合器

回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)及緩沖：回轉(zhuǎn)臺抬起后，壓動開關(guān)SQ5（表3-3所示），YA7通電，電磁閥YV3的閥桿被推向右端，壓力油送到回轉(zhuǎn)液壓缸3G的左腔，而右腔排出的油經(jīng)閥YV2和YV3流回油箱，活塞右移，經(jīng)活塞中部的齒條帶動齒輪，使回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)到接近定位點時，轉(zhuǎn)臺定位塊1將滑塊2壓下，從而壓動了SQ6，其動合觸點閉合，由于SQ5動合觸點已閉合，所以繼電器K4得電動作并自鎖，其一動合觸點使YA9通電，使液壓缸3G的回油只能經(jīng)節(jié)流閥L流回油箱，回轉(zhuǎn)臺低速回轉(zhuǎn)。

1－定位塊2－滑塊3－固定擋鐵4－自鎖銷5－底座6－回轉(zhuǎn)工作臺7－離合器

1－定位塊2－滑塊3－固定擋鐵4－自鎖銷5－底座6－回轉(zhuǎn)工作臺7－離合器

回轉(zhuǎn)臺反靠：回轉(zhuǎn)臺的繼續(xù)回轉(zhuǎn)，使定位塊1離開滑塊2，因此限位開關(guān)SQ6恢復(fù)原位，其動斷觸點恢復(fù)閉合，使K5得電動作。K5動斷觸點打開使YA7斷電；同時由K5動合觸點使YA8通電，YA8通電使YV3的閥桿左移。壓力油經(jīng)YV3和節(jié)流閥L送至回轉(zhuǎn)液壓缸3G的右腔，使回轉(zhuǎn)臺低速（因YA9已通電）反靠。這時定位塊的右端面將通過滑塊靠緊在擋鐵的左端面上，達到準(zhǔn)確定位。

回轉(zhuǎn)臺夾緊：反向靠緊后，通過杠桿作用，壓動限位開關(guān)SQ7，使K6通電動作，YA6通電，使YV1閥桿向左移，于是夾緊液壓缸1G將回轉(zhuǎn)臺向下壓緊在底座上。同時鎖緊液壓缸2G因已接至回油路，所以自鎖銷4被彈簧頂起，使定位塊1鎖緊。當(dāng)轉(zhuǎn)臺夾緊后，夾緊力達到一定數(shù)值，夾緊液壓缸的進油壓力使壓力繼電器KP動作，K7通電動作，使YA8、YA9斷電，閥YV3回到中間位置，這時3G的左、右油腔都接至回油路，使回轉(zhuǎn)液壓缸卸壓。K7的動合觸點使YA10通電，使YV4閥桿右移，通過液壓缸4G使離合器7脫開。

1－定位塊2－滑塊3－固定擋鐵4－自鎖銷5－底座6－回轉(zhuǎn)工作臺7－離合器

離合器脫開后的狀態(tài)：液壓缸4G的活塞桿壓動限位開關(guān)SQ8，使YA9斷電，YA8通電，使閥YV3閥桿左移，將使回轉(zhuǎn)液壓缸活塞退回原位?；钊嘶卦缓?，由于杠桿作用壓動限位開關(guān)SQ9，其動斷觸點斷開。即動作的電器均被斷電。這樣YA10斷電使離合器重新接合，以備下次轉(zhuǎn)位循環(huán)。這樣液壓系