第三章典型設(shè)備電氣控制電路分析.ppt

1、2020/8/3,第三章 典型設(shè)備電氣控制電路分析,第六節(jié) 交流雙速信號控制電梯的電路分析,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) XA6132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,2020/8/3,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,2020/8/3,電氣設(shè)備的總裝接線圖,電器元件布置圖與接線圖,三

2、、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,2020/8/3,四、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,2020/8/3,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,2020/8/3,（二）C650車床對電氣控制的要求,1主軸電動機M1 2冷卻泵電動機

3、M2 3快速移動電動機M3 4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：,2020/8/3,1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）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,2020/8/3,3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。,2

4、020/8/3,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。,2020/8/3,二、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)。,2020/8/3,3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，

5、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具有機床安全照明電路與信號指示電路。,2020/8/3,（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,2020/8/3,（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(yán)格的程序要求，以確保先松開，再移動，移動到位后自動

6、夾緊。所以對M3、M2電動機的控制有嚴(yán)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。,2020/8/3,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3-5 T68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。,2020/8/3,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

7、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。,2020/8/3,二、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(zhǔn)確，主電動機應(yīng)有制動停車環(huán)節(jié)。,2020/8/3,5）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

8、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)。,2020/8/3,三、電氣控制電路分析,圖3-6 T68型臥式鏜床電氣原理圖,2020/8/3,（一）主電路分析,（二 ）控制電路分析,1M1主電動機的點動控制 2M1電動機正反轉(zhuǎn)控制 3M1電動機高低速的轉(zhuǎn)換控制 4M1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,2020/8/3,6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

9、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FU1FU4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,2020/8/3,（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)SQ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

10、）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,2020/8/3,第四節(jié) XA6132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,2020/8/3,二、 萬能臥式銑床的電力拖動特點與控制要求,1）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

11、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，要求主軸能移實現(xiàn)正、反軌但旋轉(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。,2020/8/3,3）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

12、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。,2020/8/3,5）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。XA6132萬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

13、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。,2020/8/3,8）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,2020/8/3,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。,圖3-8多片式磨擦電磁離合器結(jié)構(gòu)簡圖 1主動軸 2從動齒輪 3套筒 4銜鐵 5從動磨擦

14、片 6主動磨擦片 7電刷與滑環(huán) 8線圈 9鐵心,三、 電磁離合器,2020/8/3,四、 XA6132臥式萬能銑床電氣控制電路分析,2020/8/3,（一）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制 4主軸變速沖動控制,（二）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,2020/8/3,（三）圓工作臺的控制,（四）冷卻泵和機床照明的控制,（五）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

15、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,2020/8/3,（六）XA6132臥式萬能銑床控制特點 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。 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。,2020/8/3,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

16、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,2020/8/3,圖3-10 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,2020/8/3,（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。,2

17、020/8/3,5）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。,2020/8/3,（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。,圖3-11 提升重物時電動工作狀態(tài),2020/8/3,2下降重物時電動機的工作狀態(tài),1）反轉(zhuǎn)電動狀態(tài),2）

18、再生發(fā)電制動狀態(tài),3）倒拉反接制動狀態(tài),圖3-12 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),2020/8/3,二、主令控制器控制電路分析,（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：,2020/8/3,（二）主令控制器控制電路,圖3-13 提升機構(gòu)PQR10B主令控制器電路,2020/8/3,當(dāng)主令控制器手柄置于不同控制檔位時，獲得如圖3-14所示的機械特性。,圖3-14 PQR10B主令控制器控制電動機機械特性,2020/8/3,1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）

19、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。,2020/8/3,3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)換時切斷機械制動的保護環(huán)節(jié) 4）順序聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié) 5）完善的保護,三、起重機電氣控制中的保護設(shè)備,2020/8/3,第六節(jié) 交流雙速信號控制電梯的電路分析,一、電梯的基本結(jié)構(gòu)與分類,（一）、電梯的基本結(jié)構(gòu),電梯主要由機房、曳引機、轎廂、對重以及安全保護設(shè)備等組成,2020/

20、8/3,圖3-15 電梯主要部件安裝位置示意圖 1-極限開關(guān) 2-曳引機 3-承重架 4-限速器 5-導(dǎo)向輪 6-換速平層感應(yīng)器 7-開門機 8-操縱箱 9-轎廂 10-對重裝置 11-防護柵欄 12-對重導(dǎo)軌 13-緩沖器 14-限速器漲緊裝置 15-基站廳外開關(guān)門控制開關(guān) 16-限位開關(guān) 17-轎廂導(dǎo)軌 18-廳門 19-呼梯按鈕箱 20-控制柜,2020/8/3,（二）電梯的安全保護系統(tǒng),電梯具有完備的安全保護系統(tǒng)，可分為機械安全保護系統(tǒng)與電氣安全保護系統(tǒng)。,1機械安全保護系統(tǒng),1）電磁制動器 2）轎門上的安全觸板裝置 3）自動門鎖機構(gòu) 4）轎頂安全窗 5）轎頂安全柵欄 6）限速器與安全

21、鉗 7）緩沖器 8）底坑防護欄,2020/8/3,2電氣安全保護系統(tǒng),1）門開關(guān)保護 2）電梯終端超越保護 3）超載保護,圖3-16 電梯終端超越保護開關(guān)示意圖 1-鋼絲繩 2-導(dǎo)輪 3-終端極限開關(guān) 4-張緊配重 5-導(dǎo)軌 6-轎廂 7-極限開關(guān)下碰輪 8-下限位開關(guān) 9-下減速開關(guān) 10-下開關(guān)打板 11-上開關(guān)打板 12-上減速開關(guān) 13-上限位開關(guān) 14-極限開關(guān)上碰輪,2020/8/3,（三）電梯的分類,按用途分有： 乘客電梯、載貨電梯、客貨電梯、病床電梯、雜物電梯、住宅電梯、特種電梯等。,按運行速度分： 低速電梯（速度1.0m/s）、快速電梯（1.0m/s速度2.0m/s）高速電梯

22、（速度2.0m/s）。,按曳引電動機的供電電源分為： 采用交流異步雙速電動機拖動，簡稱交流雙速電梯，為低速電梯。采用交流異步電動機，進行變頻調(diào)速簡稱交流調(diào)速電梯，為快速電梯。采用直流電動機拖動，簡稱直流電梯，一般為高速電梯。,2020/8/3,按控制方式分： 1）轎內(nèi)手柄開關(guān)控制電梯 2）按鈕控制電梯 3）信號控制電梯 4）集選控制電梯 5）2臺或3臺并聯(lián)控制電梯 6）群控電梯 7）群控智能電梯,2020/8/3,二、交流雙速信號控制電梯,（一）信號控制電梯的特點,1）有專職司機。 2）到達預(yù)定?？康膶诱緯r，提前自動減速，平層時自動?？块_門。 3）自動開、關(guān)門。 4）到達上下端站時，提前自動強迫電梯減速，平層時自動停靠開門。 5）廳外有召喚裝置，召喚時廳外有記憶指示燈，轎內(nèi)有音響信號和指示燈。 6）廳外有電梯運行方向、電梯所在層樓位置指示。,2020/8/3,7）自動平層。 8）召喚要求執(zhí)行完畢，自動清除轎內(nèi)、廳外召喚記憶指示信號。 9）司機可接受多位乘客要求作指令登記，然后通過點按起動或關(guān)門起動按鈕起動電梯，直到完成運行方向的最后一個內(nèi)、外指令為止。若相反方向有內(nèi)、外指令，電梯自動換向，點按起動或關(guān)門起動按鈕后