第三章 机床电气控制线路的分析及设计

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1、l重点：重点：各机床电气控制线路的原理及工作过程；各机床电气控制线路的原理及工作过程； 控制线路的设计过程，元器件参数的确定控制线路的设计过程，元器件参数的确定l难点难点：控制线路中一些动作的顺序及其相互之间的：控制线路中一些动作的顺序及其相互之间的 联锁；联锁； 如何正确选择控制环节来满足控制要求。如何正确选择控制环节来满足控制要求。1、机械设备概况、机械设备概况机床性能及机、液（气）的工作原理机床性能及机、液（气）的工作原理电动机作用、规格、型号、安装电动机作用、规格、型号、安装2、电气设备及电气元件选用、电气设备及电气元件选用各种电器的作用、功能、操作及安装各种电器的作用、功能、操作及安

2、装3、机械设备电气设备与电气元件间的联接关系、机械设备电气设备与电气元件间的联接关系与机械液（气）压发生直接联系的电器安装及与机械液（气）压发生直接联系的电器安装及作用作用4、分部分分析电气线路图、分部分分析电气线路图一、分析机床（机械设备）电气控制系统时一、分析机床（机械设备）电气控制系统时, 要注要注意以下几个问题：意以下几个问题：1 1、设备运动分析、设备运动分析拖动与控制要求。拖动与控制要求。l包括：机械传动、液（气）压传动、电机驱动包括：机械传动、液（气）压传动、电机驱动2 2、电气原理图分析、电气原理图分析l（1 1）主电路分析）主电路分析主电路的作用是保证整机拖动要求的实现。主电

3、路的作用是保证整机拖动要求的实现。从主电路的构成分析电动机及执行电器的类型、从主电路的构成分析电动机及执行电器的类型、工作方式、起动、转向、调速、制动等控制要工作方式、起动、转向、调速、制动等控制要求与保护要求等内容。求与保护要求等内容。因此：线路设计、线路分析都先从主电路入因此：线路设计、线路分析都先从主电路入手手。二、分析机床（机械设备）电气控制系统的步骤二、分析机床（机械设备）电气控制系统的步骤（2 2）控制电路分析）控制电路分析主电路各控制要求由控制电路来实现：运用主电路各控制要求由控制电路来实现：运用“化整为化整为零零”“”“顺藤摸瓜顺藤摸瓜”的原则，将控制电路的原则，将控制电路按功

4、能划分按功能划分为若为若干局部控制线路，从电源和主令信号开始，经逻辑判断，干局部控制线路，从电源和主令信号开始，经逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。作过程。对安全性、可靠性要求高的生产机械，在控制线路中还对安全性、可靠性要求高的生产机械，在控制线路中还设置一系列设置一系列电气保护电气保护和必要的和必要的电气联锁电气联锁。在某些控制线路中，设有一些与主电路、控制电路关系在某些控制线路中，设有一些与主电路、控制电路关系不密切，相对独立的某些不密切，相对独立的某些特殊环节特殊环节，如产品计数装置、，如产品计数装置、自动检

5、测装置、自动调温装置等。自动检测装置、自动调温装置等。（4 4）总体检查）总体检查经经“化整为零化整为零”分析每一个局部电路的工作原理及分析每一个局部电路的工作原理及各部分控制关系后还必须各部分控制关系后还必须“集零为整集零为整”检查整个控检查整个控制线路是否有遗漏制线路是否有遗漏。（3 3）辅助电路分析）辅助电路分析辅助电路包括：辅助电路包括：执行元件的工作状态显示，电源显示，参数测定，照明和执行元件的工作状态显示，电源显示，参数测定，照明和故障报警等。故障报警等。 这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但不影响主要功能。这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但不影响主要功能。辅助电路中很多部分

6、受控制电路中的元件来控制。辅助电路中很多部分受控制电路中的元件来控制。l车床分：车床分：立式车床立式车床和和卧式车床卧式车床。l常用的是卧式车床。立式车床加工大件。常用的是卧式车床。立式车床加工大件。l卧式车床配置电机有：卧式车床配置电机有：主电动机（不变速的异步电动机）：主电动机（不变速的异步电动机）：拖动主轴和拖动主轴和进给箱；进给箱；冷却泵电动机冷却泵电动机;有的专设一台润滑泵电动机对系统润滑。有的专设一台润滑泵电动机对系统润滑。l主电动机制动方式：主电动机制动方式：电气制动：电气制动：能耗制动、反接制动能耗制动、反接制动机械制动：机械制动：摩擦离合器制动摩擦离合器制动l主电动机起动方式

7、：主电动机起动方式：直接起动直接起动 5KW以下或容量以下或容量30%变压器容量；变压器容量；降压起动降压起动l电路图如电路图如(图图3-1)1.1.主电路主电路Q： 引入电源引入电源M1：KM1 直接起动，直接起动，A监视工作电流监视工作电流l具有过载保护具有过载保护M2：KM2 直接起动直接起动l具有过载保护具有过载保护M3：KM3 直接起动直接起动2. 2. 控制电路分析控制电路分析lE：TC FU2 ST（限位保护常开）（限位保护常开） SB1 SB2 SB7KM3 + M3+ （快速移动电动机）（快速移动电动机）lSB3/SB4KM1+ M1+（主电动机）（主电动机）l SB5 SB

8、6 KM2+ M2+ （冷却（冷却 泵电动机）泵电动机） （顺序动作）（顺序动作）3. 3. 辅助电路分析辅助电路分析l照明：照明：E：TC FU3 SA EL 照明灯亮照明灯亮l指示：指示：E：TC FU4 HL2 亮（电源接通）亮（电源接通） KM1 M1+ 机床工作机床工作l电路图如电路图如（图（图3-2）1. 主电路主电路Q1： 引入电源引入电源M1：主电动机，：主电动机，KM1/KM2正反转直接起动，正反转直接起动，主轴进给箱；主轴进给箱；FU1为短路保护，为短路保护，KR1为过载保为过载保护。护。M2：润滑电动机：润滑电动机. KM3直接起动；直接起动；KR2为过载为过载保护。保护

9、。M3：冷却泵电动机：冷却泵电动机. Q2起动；起动；KR3为过载保护。为过载保护。l2、控制电路、控制电路SA1手控开关：有三个位置，只能有一路接通工作，其它二路手控开关：有三个位置，只能有一路接通工作，其它二路互锁不工作，起互锁不工作，起互锁作用互锁作用 。同时。同时KM1、KM2互锁，互锁，K零压保零压保护。护。Q1 SA1-1 K+ K KM3+ M2+ 工作准备，润滑各部位工作准备，润滑各部位 SA1-2 KM2 KM1+ (KM3) M1+主电机正转主电机正转 SA1-3 KM1 KM2+ (KM3) M1+主电机反转主电机反转l3辅助电路辅助电路指示：指示：Q1 TC HL亮亮

10、电源接通电源接通照明：照明：Q1 TC SA2 EL亮亮 机床照明灯机床照明灯l电路图如电路图如（图（图3-3）1 1主电路主电路Q：引入电源引入电源M1：主电动机主电动机30KWlKM3/KM4正正/反转控制反转控制lKM控制限流电阻控制限流电阻R接入或切除接入或切除lA电流表通过电流表通过TA监视监视M1绕组电流绕组电流lBV速度继电器串电阻速度继电器串电阻R反接制动反接制动M2：冷却泵电动机冷却泵电动机 KM1控制控制M3：快速移动电动机快速移动电动机 KM2控制控制2 2控制电路控制电路（1）主电动机点动调整）主电动机点动调整(图图3-4)、E：SB4 SB6 KM4 KM3+ M1+

11、 串串R点动点动（2）主电动机正）主电动机正/反转控制反转控制(图图3-5)正向起动：正向起动：E：SB4 SB1 15 KM+ （不接入电阻（不接入电阻R） KM K+ SB1 13 K KM4 KM3+ K 15 K M3 13 K KM4 KM3+ M1+ 全压直接起动全压直接起动反向起动：反向起动：E：SB4 SB2 15 KM+ KM K+ SB2 21 K KM3 KM4+ K KM+ KM4 21 K KM3 KM4 M1全压反向起动全压反向起动（3）主电动机的反接制动控制）主电动机的反接制动控制(图图3-6)lBV1速度继电器正转常开触点速度继电器正转常开触点lBV2速度继电器