典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng).ppt

1、電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)設(shè)備的重要組成部分。能對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行正確的安裝、使用和維護(hù)，工程技術(shù)人員不僅要考慮生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、傳動方式，還要提出系統(tǒng)的控制方案。這些都要求在設(shè)計前對國內(nèi)外同類型產(chǎn)品的電器控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、比較，從而選出最佳的控制方案。,第3章 典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng),此外，學(xué)習(xí)分析典型生產(chǎn)機(jī)械的電器控制線路，一方面可進(jìn)一步掌握電器控制線路的組成、各種基本控制電路在具體的電器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；另一方面學(xué)會分析電器控制線路的方法，從中找出規(guī)律，逐步提高閱讀電器原理圖的能力，為進(jìn)行電器控制系統(tǒng)的設(shè)計打下基礎(chǔ)。,第3章 典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng),第3章 典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng),目的： 通過對車床、萬能銑

2、床、組合機(jī)床等設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的分析，為設(shè)備安裝、調(diào)試、維修打下一定基礎(chǔ)，本章是前兩章知識的綜合應(yīng)用。 要求： 學(xué)會分析電氣設(shè)備中各種電動機(jī)起動、制動過程和各種輔助電路的工作原理，掌握常用電氣設(shè)備中電氣原理圖的原理和結(jié)構(gòu)。,第3章 典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng),電氣控制系統(tǒng)分析的一般方法步驟： 1、了解機(jī)械設(shè)備的機(jī)械動作及工步圖。分析傳動系統(tǒng)的驅(qū)動方式，含電動、液壓、氣動驅(qū)動原理。 2、了解電器元件的安裝位置及作用。 3、分析機(jī)械部件與電器元件的關(guān)聯(lián)，含操縱手柄，行程控制的檔鐵、撞塊、離合器、電磁鐵等的狀態(tài)及安裝位置。 4、分析電器控制系統(tǒng)時，要從主電路入手，然后分解控制電路，找出各個基本控制電路和局

3、部電路，逐一進(jìn)行分析，最后再統(tǒng)觀整個電路。注意各電路之間的聯(lián)(互)鎖關(guān)系以及主電路與控制線路的對應(yīng)關(guān)系。,第3章 目 錄,3.1 C650臥式車床控制線路分析 3.2 X62W萬能銑床控制線路分析 3.3 組合機(jī)床控制線路分析 (補(bǔ)充) 橋式起重機(jī)控制線路分析,3.1 C650臥式車床電氣控制電路,重點：掌握正、反雙向轉(zhuǎn)動的反接制動控制電路結(jié)構(gòu)和原理。 3.1.1 車床結(jié)構(gòu)介紹和控制要求 C650車床：最大回轉(zhuǎn)直徑1020mm，最大的工件長度3000mm。 主軸電動機(jī)：用于主軸正反向運動和刀具的工步進(jìn)給運動，通 過手柄操縱機(jī)械變速箱改變主軸和進(jìn)給的轉(zhuǎn)速。 要求： 因轉(zhuǎn)動慣量過大，主軸采用電氣停

4、車制動。 快移電動機(jī)實現(xiàn)刀架拖板快速移動，以減少輔助工時。 驅(qū)動電機(jī)電氣控制要求： 主軸電動機(jī)（30KW）：正、反轉(zhuǎn)電氣反接制動正向點動。 快移電動機(jī)（2.2KW）：點動控制。 冷卻泵電動機(jī)（0.125KW）：起?？刂啤?（提供冷卻液）。,3.1.2 C650車床主電路分析,M1（主電動機(jī)）： KM1、KM2實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； KT與電流表PA用于檢測運行電流； KM3用于點動和反接制動時串入電阻R限流；正反轉(zhuǎn)電動運行時R旁路。 速度繼電器KS用于反接制動時，轉(zhuǎn)速的過零檢測。 M2（冷卻泵電機(jī)）： KM4用于起?？刂?。 M3（快移電動機(jī)）：KM5用于起停（點動）控制。,1、主電動機(jī)M1的控制：,、點

5、動（正向） 按下點動按鈕SB2KM1線圈通電（無自鎖）M1串R全壓正向點動，電流表PA不投入。 松開點動按鈕SB2KM1線圈斷電，點動停止。 、正反轉(zhuǎn)控制（SB3、SB4）。 按動正轉(zhuǎn)SB3 KT線圈通電延時、KM3線圈通電主回路R被旁路KA線圈通電 KM1線圈通電自鎖M1正向起動。 啟動完畢，KT延時時間到PA投入檢測運行電流。 、反接制動（正轉(zhuǎn)時n0觸點閉合） 按動停車按鈕SB1KM1、KT、KM3、KA線圈斷電，松開SB1KM2線圈通電M1串R反接n100r/min時KM2線圈斷電，切除反接電源，M1停止轉(zhuǎn)動。 反轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)的反接制動請自行分析。,2、其他控制電路原理,M2（冷卻泵）： S

6、B5、SB6及KM4構(gòu)成起?？刂齐娐罚?M3（快移）： 刀架操縱手柄控制刀架拖板的工步移動和快速移動。 按動操作手柄點動按鈕，壓下位置開關(guān)SQKM5線圈通電電動機(jī)M3點動。,3.2 萬能銑床電氣控制系統(tǒng),用途：銑削平面、斜面和加工溝槽。 分類：立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑、專用銑床。 常用的臥式萬能銑床型號： X62W、改進(jìn)型XA6132。XA6132是在X62W型萬能銑床的基礎(chǔ)上增設(shè)電磁鐵離合器抱閘制動，其他機(jī)械結(jié)構(gòu)相同及電氣控制電路基本相同。,3.2.1 XA6132萬能銑床簡介,XA6132萬能銑床的構(gòu)成： 床身、懸梁、刀桿支架、升降臺。 主運動：主軸電動機(jī)驅(qū)動主軸帶動刀具作順銑、逆銑，轉(zhuǎn)

7、動方向手動預(yù)選。 為了換刀方便，主軸采用電磁離合器制動。 為了主軸和進(jìn)給機(jī)械變速后的齒輪嚙合，采用瞬時變進(jìn)沖動。 升降式工作臺進(jìn)給運動（進(jìn)給電動機(jī)驅(qū)動）： 工作臺帶工件作快進(jìn)、工進(jìn)運動。 升降臺的構(gòu)成：矩形（直線運動）、圓形（圓弧運動）兩層結(jié)構(gòu)。 矩形工作臺的六個運動方向和圓工作臺的旋轉(zhuǎn)運動要求互鎖，任何時刻，只允許存在一種運動形式的一個方向運動。 為了避免打刀（安全），要求有先做主軸旋轉(zhuǎn)，然后工件進(jìn)給的順序控制。,3.2.2 萬能銑床控制線路分析,XA6132臥式萬能銑床控制線路可分為主電路、控制電路、直流電路、照明電路等部分。 1、主電路 中間繼電器KA3控制冷卻泵電動機(jī)M1。 KM1、K

8、M2控制主軸電動機(jī)M2正、反轉(zhuǎn)。 KM3、KM4控制進(jìn)給電動機(jī)M3正、反轉(zhuǎn)。 其他，還有短路、過載保護(hù)器件。,2、主軸及冷卻泵電動機(jī)控制,主軸： 主軸在加工前，由選擇開關(guān)SA4選擇主軸電動機(jī)M2的轉(zhuǎn)動方向（順、逆銑）。 起停：SB1、SB2及SB3、SB4和KA1用以實現(xiàn)主軸電動機(jī)M2的兩地起停控制，兩套起?？刂瓢粹o分別裝在銑床正面和側(cè)面操作板上。 停車時SB1、SB2的常開觸點閉合，使主軸制動電磁離合器的電磁鐵YB線圈通電，同時電磁線圈YC2通電，溝通工作臺快速進(jìn)給傳動鏈，此時進(jìn)給電動機(jī)M2斷電，工作臺快停（順控要求），實現(xiàn)主軸電動機(jī)迅速停車制動。 上刀制動：轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2常開觸點閉合，電磁

9、離合器電磁鐵YB線圈通電，實現(xiàn)上刀制動。 主軸變速沖動：主軸電動機(jī)（M2）在轉(zhuǎn)動過程中，拉出主軸變速手柄時，位置開關(guān)SQ5動作，KM1或KM2線圈斷電、主軸電動機(jī)（M2）停止轉(zhuǎn)動，主軸變速手柄在復(fù)位過程中，壓下SQ5、KM1或KM2線圈通電，M2作瞬時正或反向變速沖動。反復(fù)推拉變速手柄，直至手柄放回原位，齒輪嚙合為止。 冷卻泵：轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1中間繼電器KA3線圈通電冷卻泵電動機(jī)M1轉(zhuǎn)動。,3、工作臺進(jìn)給控制,傳動方式及控制特點 工作臺矩形直線運動和圓形圓弧運動的機(jī)械傳動鏈如上圖所示。 （1）矩形工作臺的直線運動： 運動方向（三維空間）： 縱向（左、右）、橫向（前、后）、升降（上、下）

10、。 操縱方法： 縱向操縱手柄，左、0、右（3工位）位置。 十字操縱手柄（兩個機(jī)械聯(lián)動），前、上、0、下、后（5工位）位置。 （2）圓形工作臺的圓弧旋轉(zhuǎn)運動： 矩形工作臺的縱向操縱手柄和十字操縱手柄均在0位時，通過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3控制圓形工作臺的圓弧旋轉(zhuǎn)運動。 矩形工作臺的三維空間6個方向的直線運動和圓形工作臺的圓弧運動要互鎖。每個時刻只允許有一個運動方向。,矩形工作臺的縱向進(jìn)給,（3）主軸與進(jìn)給順序控制 和KA2常開觸點并聯(lián)KA1常開觸點作順序控制， KA2用做工作臺快進(jìn)控制 。 （4）工作臺選擇 選擇開關(guān)SA3常態(tài)為矩形工作臺，動態(tài)為圓形工作臺操作狀態(tài)。 矩形工作臺的縱向進(jìn)給：（SA3在常

11、態(tài)） 縱向操縱手柄向右，溝通縱向機(jī)械傳動鏈并壓下位置開關(guān)SQ1；操縱手柄向左，溝通縱向機(jī)械傳動鏈并壓下位置開關(guān)SQ2；操縱手柄在中間0位為停止?fàn)顟B(tài)。 控制電路分析： 手柄向右壓下SQ1 電流過SQ6、SQ4、SQ3、SA3的常閉觸點和SQ1的常開動合觸點使KM3線圈通電工作臺進(jìn)給電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)，拖動工作臺向左進(jìn)給。 手柄回到0位 SQ1常開觸點斷開 KM3線圈斷電 M3停轉(zhuǎn)。 手柄向左壓下SQ2 KM4線圈通電，工作臺進(jìn)給電動機(jī)M3反轉(zhuǎn)。拖動工作臺向右進(jìn)給?？刂齐娏鞯谋亟?jīng)路徑SQ3、SQ4、SA3的常閉觸點，滿足了互鎖要求。 工作臺移動到終點，終點檔鐵撞擊手柄的凸起部分可使其返回中間位置，實現(xiàn)

12、終點停車。,矩形工作臺的升降和橫向運動,機(jī)械傳動： 十字操縱手柄。前、后位置溝通橫向機(jī)械傳動鏈。上、下位置溝通垂直機(jī)械傳動鏈。 電氣控制： 十字手柄向下和右（后）壓下位置開關(guān)SQ3，上和左（前）壓下位置開關(guān)SQ4。 壓下SQ3時，控制電流經(jīng)SA3、SQ1、SQ2常閉觸點和SQ3動合的常開觸點使KM3線圈通電，進(jìn)給電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)的機(jī)械傳動鏈，驅(qū)動矩形工作臺向下或向右運動。 壓下SQ4時，控制電流經(jīng)SA3、SQ1、SQ2常閉觸點和SQ4動合的常開觸點使KM4線圈通電，進(jìn)給電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)，矩形工作臺向上或向左運動。 互鎖：矩形工作臺的垂直和橫向運動中，SA3、SQ1、SQ2常閉觸點的閉合條

13、件要求縱向手柄在0位及SA3選擇矩形工作臺，否則橫向和垂直運動無法進(jìn)行。 安放在床身上的限位檔鐵，能使十字手柄自動返回0位。實現(xiàn)橫向、垂直的終點停車。,矩形工作臺的快移運動,在進(jìn)給運動狀態(tài)下（KM3或KM4常開觸點閉合），按下SB5或SB6（兩地快進(jìn)控制）KA2線圈通電快移電磁鐵YC2線圈通電，溝通快移機(jī)械傳動鏈，實現(xiàn)矩形工作臺快速移動。 松開SB5或SB6YC1線圈通電、YC2線圈斷電，工作臺改進(jìn)為工進(jìn)。 圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運動 矩形工作臺各個操作手柄在0位，電動機(jī)溝通圓形工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)械傳動鏈。SA3在動態(tài)電流經(jīng)SQ6、SQ4、SQ3、SQ1、SQ2的常閉觸點和SA3動合觸點使KM3線圈通電進(jìn)

14、給電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)，圓形工作臺工步回轉(zhuǎn)。 互鎖分析：SQ1SQ4常閉觸點閉合的條件是縱向和十字手柄均在0位。 工作臺的變速沖動 變速手輪在復(fù)位的過程中，瞬時壓動位置開關(guān)SQ6使KM3線圈瞬時通電（其電流經(jīng)過SA3，SQ1SQ4常閉觸點，目的是變速時各手柄均在零位，SA3選圓形工作臺）電動機(jī)M3做變速沖動（蠕動）。,3.3組合機(jī)床電氣控制線路分析,組合機(jī)床用途： 進(jìn)行多軸、多刀具、多面、多工位同時加工，適用于大批量產(chǎn)品加工。 組合機(jī)床構(gòu)成： 通用部件、動力部件（動力頭和滑臺），支撐部件、（滑坐、床身、立柱），輸送部件（回轉(zhuǎn)臺、機(jī)械手等零件和產(chǎn)品的輸送裝置）。 控制系統(tǒng)： 多用機(jī)械、液壓、氣動和電氣

15、控制相結(jié)合的控制方式。 動力頭： 能同時完成切削和進(jìn)給運動的動力裝置（部件）。 動力滑臺： 只完成進(jìn)給運動的動力裝置（部件），有液壓和機(jī)械兩種結(jié)構(gòu)形式。,3.3.1 機(jī)械動力滑臺控制,構(gòu)成：滑臺、滑座、雙驅(qū)動電動機(jī)（工進(jìn)電動機(jī)M1 、快進(jìn)電動機(jī)M2 ） 功能：自動加工循環(huán)、工步圖見上圖。 順序：為快進(jìn)工進(jìn)反向工進(jìn)反向快退 1、 主電路： KM1、KM2用于工進(jìn)電動機(jī)M1正、反轉(zhuǎn)控制以及快進(jìn)電動機(jī)M2的轉(zhuǎn)動方向控制（與M1轉(zhuǎn)動方向一致）。KM3用于控制快進(jìn)電動機(jī)M2轉(zhuǎn)動。,2、組合機(jī)床控制電路分析,主軸與滑臺的順序控制： 控制主軸電動機(jī)的KM4輔助常開觸點，提供動力滑臺控制電源。 動力滑臺自動循

16、環(huán)控制 按動SB1KM1線圈通電自鎖KM3線圈通電快進(jìn)電動機(jī)M2的斷電抱閘制動電磁鐵YB線圈通電松閘電動機(jī)M1、M2正轉(zhuǎn)，滑臺快進(jìn)； 壓下SQ2KM3線圈斷電 YB斷電，快進(jìn)電機(jī)M2抱閘制動，滑臺工進(jìn)； 壓動SQ3KM1線圈斷電， KM2線圈通電滑臺反向工進(jìn)， SQ2復(fù)位 KM3線圈通電，YB通電，M2反轉(zhuǎn)，滑臺快退； 壓下SQ1KM2、KM3線圈斷電，M1、M2、YB斷電抱閘制動，滑臺停在原位。 其他： SQ4用于正向限位保護(hù)，壓動SQ4后，工作臺可自動返回原位。 SB2用于手動返回控制。,3.3.2 組合機(jī)床控制舉例 臥式雙面擴(kuò)孔組合機(jī)床,機(jī)床構(gòu)成：兩個帶主軸旋轉(zhuǎn)的液壓滑臺（動力頭）+ 液

17、壓固定夾具 1、臥式雙面擴(kuò)孔組合機(jī)床控制要求： 在工件夾緊狀態(tài)下，同時啟動左、右動力滑臺快進(jìn)、完成工作循環(huán)，返回各自其出發(fā)位置停止。 液壓系統(tǒng)用三個液壓油缸分別用于左、右滑臺進(jìn)退及工件夾緊的控制。 液壓系統(tǒng)狀態(tài)表見P76表3-5，電磁鐵YA1、YA2用于左滑臺進(jìn)給和后退，YA3、YA4用于右滑臺進(jìn)給和后退，YA5、YA6用于工件的夾緊與放松，壓力繼電器SP檢測夾緊狀態(tài)。,2、臥式雙面擴(kuò)孔組合機(jī)床組合機(jī)床控制電路分析,左右主軸和液壓泵電動機(jī)控制 主電路： KM1控制左主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)動。 KM2控制右主軸電動機(jī)轉(zhuǎn)動 KM3控制液壓泵電動機(jī) 控制電路： SA1、SA2、SA3為三臺電動機(jī)的調(diào)整開關(guān)。三

18、臺電動機(jī)同時工作，SA1SA3為常態(tài)。 按動起動按鈕，KM1KM3線圈同時通電自鎖，電動機(jī)M1M3同時起動工作。,液壓動力滑臺自動循環(huán)過程,裝上工件，按SB5 YA5線圈通電，夾工件夾緊后SP繼電器動作松SB5、YA5線圈斷電；（加指示） 按SB3（常開）KA5線圈通電KA1、KA3線圈通電自鎖電磁鐵線圈YA1、YA3線圈通電，左、右滑臺快進(jìn)； 分別壓下各自的液壓行程閥轉(zhuǎn)為工進(jìn)； 正向終點分別壓下SQ3、SQ4KA1、KA3、 YA2、YA4線圈斷電 KA2、KA4線圈通電自鎖電磁換向閥YA2、YA4線圈分別通電左、右滑臺快退； 退到原位壓下SQ1、SQ2KA2、KA4線圈分別斷電 YA2、Y

19、A4線圈斷電，循環(huán)結(jié)束。 其它：SA為點動選擇開關(guān)，系統(tǒng)在工件未夾緊時點動調(diào)整；SB4用于滑臺向后調(diào)整；按鈕SA4、SA5用于左、右滑臺進(jìn)給選擇開關(guān)。SB6用于工件放松。 （左列SB3為常開觸點）,（補(bǔ)充） 橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng),起重機(jī)種類： 門式、塔式、橋式、汽車吊（小型）、吊葫蘆（小型）。廣泛應(yīng)用于車間、倉庫內(nèi)部、碼頭、車站、建筑工地、港口等場所。 橋式起重機(jī)的構(gòu)成： 橋式起重機(jī)由橋架、大車及小車移行機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)（主鉤、副鉤）等部分組成。 一、 橋式起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 起吊重量、跨度、提升速度、提升高度等。 二、電力拖動要求 重載起動；電氣調(diào)速；斷電抱閘制動；設(shè)置預(yù)備級（張緊鋼絲）；

20、保護(hù)：零壓、過載、短路、限位等安全措施。 控制方式：中小型 凸輪控制器、變頻調(diào)速； 大中型 主鉤主令控制器+磁力控制屏，其余凸輪控制器； 變頻調(diào)速。,10t橋式起重機(jī)典型電路,1、主電路介紹 控制方式： 小型橋式起重機(jī)的主鉤、大車、小車均采用繞線式三相交流異步機(jī)電動機(jī)和凸輪控制器（KT14、KT15）控制。 制動方法： 橋式起重機(jī)采用電力液壓驅(qū)動方式機(jī)械抱閘制動器，電磁鐵YB線圈斷電時，抱閘制動。 主電路介紹： 10t橋式起重機(jī)控制線路的主電路見圖，圖中Q1Q3為凸輪控制器，YB為斷電抱閘制動裝置電磁鐵線圈，KM用于電路保護(hù) 。 合上QF、凸輪控制器Q1Q3均在零位時，按動啟動按鈕，KM線圈通

21、電，觸點閉合，通過操作Q1Q3可分為驅(qū)動電動機(jī)M1M4工作，實現(xiàn)大、小車的移動和吊鉤的提升/下降運動。,2、卷揚(yáng)機(jī)主電路,卷揚(yáng)機(jī)為位能性負(fù)載。采用繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串五級不對稱電阻，以滿足起動和調(diào)速的基本要求。 凸輪控制器Q1有零位，左、右各五檔工作位置；12對觸頭。 觸頭Q10Q13用于正反轉(zhuǎn)控制。 觸點Q14Q18用于短接轉(zhuǎn)子電阻。手柄的15檔操作工位，轉(zhuǎn)子電阻從大到小切除。 觸點Q19、Q1A用于限位保護(hù)，觸點Q1B用于零位起動（多條件啟動控制）。,1、主鉤提升運動：,預(yù)備級： Q1在向上位置1觸點1、3閉合提升電機(jī)M1正轉(zhuǎn)（觸點48均不閉合）電動機(jī)轉(zhuǎn)子全電阻，工作在機(jī)械特性1。 用于

22、繃緊鋼絲繩的預(yù)備級或提升空鉤和輕載。以及在倒拉反接制動狀態(tài)下，低速下放位能負(fù)載。 重物提升： Q1轉(zhuǎn)至向上位置2、3、4、5時，轉(zhuǎn)子電阻依次減小，提升速度依次提高。（負(fù)載轉(zhuǎn)矩加大） 低速提升重物的方法： 點動斷續(xù)操作，將操作手柄往返于提升與零位之間，電動機(jī)工作在正向啟動與抱閘制動的交替工作狀態(tài)，可低速斷續(xù)提升負(fù)載。,2、重物（含空鉤）下放的方法,空鉤下放（摩擦性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載）： Q1置于向下位置，Q1觸點Q10、Q12閉合，M1接入反相序電源反轉(zhuǎn)，Q1在下降位置15。電動機(jī)工作在第三象限的機(jī)械特性， Q1 從向下1 5擋調(diào)節(jié)時，空鉤下降速度依次提高。 高速下放重物（位能性負(fù)載）： 將Q1手柄經(jīng)14工位，迅速板至下降位置5，電動機(jī)轉(zhuǎn)子不串電阻的回饋狀態(tài)，轉(zhuǎn)速略高于同步轉(zhuǎn)速運行。 Q1由下降位置1 5移動時，重物下放速度依次降低。 操作注意：速度過高時，注意操作安全 低速下放重物 倒拉制動： Q1手柄在上升位置1，由工件拖動電動機(jī)反轉(zhuǎn)，在倒拉制動狀態(tài)下低、勻速下放重物。 斷續(xù)點動： Q1在下降15與0位之間往返操作，電動機(jī)在下放與抱閘運動之間點動繼續(xù)工作，重物低速下放。,3、大、小車