电气控制电路实例分析

电气控制电路实例分析第1页，共30页，2023年，2月20日，星期二第一节卧式车床的电气控制电路

多采用不变速的异步电动机拖动，变速靠齿轮箱的有级调速来实现，控制电路比较简单。主轴正转或反转的旋转运动：通过改变主轴电动机的转向或采用离合器实现。进给运动：多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。车床设有交流电动机拖动的冷却泵，实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。主电动机直接起动和降压起动的选取：考虑电动机的容量；考虑电网的容量。不经常起动的电动机可直接起动的容量为变压器容量的30％，经常起动的电动机可直接起动的容量一般要小于变压器容量的20％。主电动机的制动方式：电气方法实现的能耗制动和反接制动；机械的摩擦离合器制动。第2页，共30页，2023年，2月20日，星期二CW6163B型万能卧式车床的控制电路主电路：主电动机M1冷却泵电动机M2快速移动电动机M3断路器QF交流接触器KM1热继电器FR1电流表A熔断器FU1交流接触器KM2热继电器FR2交流接触器KM3变压器TC第3页，共30页，2023年，2月20日，星期二控制、照明及指示电路控制回路的电源熔断器FU2、FU3、FU4主电动机M1双点控制主电动机过载保护机床限位保护冷却泵电动机M2控制快速移动电动机M3控制信号灯HL2信号灯HL1照明灯EL照明灯开关SA第4页，共30页，2023年，2月20日，星期二主电路：主电动机M1润滑泵电动机M2冷却泵电动机M3断路器QF1熔断器FU1交流接触器KM1、KM2热继电器FR1熔断器FU2交流接触器KM3热继电器FR2断路器QF2热继电器FR3CW616卧式车床的电气控制电路第5页，共30页，2023年，2月20日，星期二控制、照明及显示电路：控制回路的电源：直接取交流380V。操纵手柄开关SA1：一对动断触点和两对动合触点。开关SA1零位：SA1-1接通，SA1-2、SA1-3断开，中间继电器KA得电，KA触点(V32-1)闭合自锁。接触器KM3得电，润滑泵电动机M2起动。KM3触点(6-7)闭合，为主电动机起动做好准备。操纵手柄开关SA1搬到向下位置：SA1-2接通，SA1-1、SA1-3断开，正转接触器KM1通过V32-1-3-5-7-6-4-2-W33得电，主电动机M1正转起动。操纵手柄开关SA1搬到向上位置：SA1-3接通，SA1-1、SA1-2断开，反转接触器KM2通过V32-1-11-13-7-6-4-2-W33通电吸合，主电动机M1反转起动。第6页，共30页，2023年，2月20日，星期二SA1机械联锁，KM1、KM2互锁。操纵手柄开关SA1搬回零位：SA1-2，SA1-3断开，接触器KM1或KM2线圈断电，M1电动机自由停车。反接制动：有经验的操作工人在停车时，将手柄瞬时扳向相反转向的位置，M1电动机反接制动，主轴接近停止时，手柄迅速搬回零位。零压、失压保护：M1运行时，若电源电压降低或消失，KA释放断开，KM3释放断开，KM1或KM2断电释放。电网电压恢复后，SA1不在零位，KM3不会得电，KM1或KM2也不会得电。手柄回到零位，SA1-2，SA1-3断开，KM1或KM2也不会得电自起动。照明电源：TC二次侧36V。SA2：照明灯开关。电源指示灯HL：TC二次侧6.3V。第7页，共30页，2023年，2月20日，星期二主电路：主电动机M1冷却泵电动机M2快速移动电动机M3断路器QF交流接触器KM3、KM4热继电器FR1熔断器FU1交流接触器KM限流电阻R交流接触器KM1热继电器FR2交流接触器KM2熔断器FU2互感器TA电流表AC650卧式车床的电气控制电路第8页，共30页，2023年，2月20日，星期二主电动机点动调整控制：KM3为M1电动机的正转接触器，KM为M1电动机的长动接触器，KA为中间继电器。M1电动机的点动由点动按钮SB6控制。按下按钮SB6，接触器KM3得电吸合，它的主触点闭合，电动机的定子绕组经限流电阻R与电源接通，电动机在较低速度下起动。第9页，共30页，2023年，2月20日，星期二主电动机正反转控制：按下按钮SB1时，接触器KM首先得电动作，它的主触点闭合将限流电阻短接，接触器KM的辅助动合触点闭合使中间继电器KA得电，它的触点(13-7)闭合，使接触器KM3得电吸合。KM3的主触点将三相电源接通，电动机在额定电压下正转起动。KM3的动合辅助触点(15-13)和KA的动合触点(5-15)的闭合将KM3线圈自锁。反转起动时用反向起动按钮SB2，按下SB2，同样是接触器KM得电，然后接通接触器KM4和中间继电器KA，于是电动机在满压下反转起动。KM3的动断辅助触点(23-25)，KM4的动断辅助触点(7-11)分别串在对方接触器线圈的回路中，起到了电动机正转与反转的电气互锁作用。第10页，共30页，2023年，2月20日，星期二主轴电动机反接制动控制：电动机正转时，速度继电器的正转常开触点KS1(17-23)闭合；电动机反转时，速度继电器的反转动合触点KS2(17-7)闭合。当电动机正向旋转时，接触器KM3和KM，继电器KA都处于得电动作状态，速度继电器的正转动合触点KS1(17-23)也是闭合的，这样就为电动机正转时的反接制动做好了准备。需要停车时，按下停止按钮SB4，接触器KM失电，其主触点断开，电阻R串入主回路。与此同时KM3也失电，断开了电动机的电源，同时KA失电，KA的动断触点闭合。在松开SB4后就使反转接触器KM4的线圈通过1-3-5-17-23-25电路得电，电动机的电源反接，电动机处于反接制动状态。当电动机的转速下降到速度继电器的复位转速时，速度继电器KS的正转动合触点KS1(17-23)断开，切断了接触器KM4的通电回路，电动机脱离电源停止。当电动机反转时，速度继电器的反转动合触点KS2是闭合的，这时按一下停止按钮SB4，在SB4松开后正转接触器线圈通过1-3-5-17-7-11电路得电，正转接触器KM3吸合将电源反接使电动机制动后停止。第11页，共30页，2023年，2月20日，星期二刀架的快速移动和冷却泵控制：刀架的快速移动是由转动刀架手柄压动限位开关SQ来实现的。当手柄压动SQ后，接触器KM2得电吸合，M3电动机转动带动刀架快速移动。M2为冷却泵电动机，它的起动与停止是通过按钮SB3和SB5控制的。此外，监视主回路负载的电流表是通过电流互感器接入的。为防止电动机起动电流对电流表的冲击，电路中采用一个时间继电器KT。当起动时，KT线圈通电，而KT的延时断开的动断触点尚未动作，电流互感器二次电流只流经该触点构成闭合回路，电流表没有电流流过。起动后，KT延时断开的动断触点打开，此时电流流经电流表，反映出负载电流的大小。第12页，共30页，2023年，2月20日，星期二第二节Z3040型摇臂钻床的电气控制电路

钻床可以进行多种形式的加工，如；钻孔、镗孔、铰孔及攻螺纹。因此要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速范围。钻床的种类很多，有台钻、立钻、卧钻、专门化钻床和摇臂钻床。台钻和立钻的电气电路比较简单，其他型式的钻床在控制系统上也大同小异。摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。主轴的调速范围为50:1，正转最低转速为40r/min，最高为2000r/min，进给范围为0.05～1.60r/min。主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的，故主电动机只有一个旋转方向。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动。主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。第13页，共30页，2023年，2月20日，星期二主电路第14页，共30页，2023年，2月20日，星期二控制电源由控制变压器TC二次侧输出110V供电，中间抽头603对地为信号灯电源6.3V，215号线对地为照明输出36V。主电动机的旋转控制首先将断路器QF2～QF5扳到接通状态，同时将配电盘的门关好并锁上。然后再将断路器QF1扳到接通位置，电源指示灯亮。按下起动按钮SB1，中间继电器KA通电并自锁，为主电动机与其他电动机的起动做好了准备。按下按钮SB2时，交流接触器KM1线圈通电并自锁使主电动机旋转，同时主电动机旋转的指示灯HL4亮。主轴的正转与反转用手柄通过机械变换的方法来实现。第15页，共30页，2023年，2月20日，星期二摇臂上升按下按钮SB3，时间继电器KT1得电，瞬动动合触点(33-35)闭合，KM4得电，M3起动供给压力油，经分配阀体进入松开油腔，推动活塞使摇臂松开。活塞杆通过弹簧片使限位开关SQ2的动断触点断开，KM4线圈断电，SQ2的动合触点(17-21)闭合，KM2线圈通电，主触点闭合，M2旋转使摇臂上升。第16页，共30页，2023年，2月20日，星期二摇臂夹紧摇臂升到所需位置时，松开按钮SB3，KM2和KT1断电，M2断电，摇臂停止上升。当持续1~3s后，KT1的断电延时闭合的动断触点(47-49)闭合，KM5线圈经7-47-49-51号线得电，M3反转，压力油经分配阀进入的夹紧液压腔，摇臂夹紧。活塞杆通过弹簧片使SQ3的动断触点(7-47)断开，KM5线圈断电，M3停止，完成摇臂的松开—上升—夹紧动作。第17页，共30页，2023年，2月20日，星期二摇臂升降相关摇臂升降电动机正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。摇臂上升和下降的电路中加入了触点互锁和按钮互锁。摇臂的上升或下降是短时的调整工作，采用点动方式。限位开关SQ1实现摇臂的上升或下降极限位置保护。SQ1实际上是两个行程开关，动断触点(15-17)是摇臂上升时的极限位置保护，另一动断触点(27-17)是摇臂下降时的极限位置保护。限位开关SQ3的动断触点(7-47)在摇臂可靠夹紧后断开。如果液压夹紧机构出现故障或SQ3调整不当，将造成液压泵电动机M3过载，过载保护热继电器动断触点将断开，KM5释放，M3断电停止。第18页，共30页，2023年，2月20日，星期二立柱和主轴箱的松开与夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行。由开关SA2和按钮SB5（或SB6）进行控制。SA2有三个位置：在中间位置（零位）时为松开及夹紧控制同时进行，扳到左边位置时为立柱的夹紧或放松，扳到右边位置时为主轴箱的夹紧或放松。SB5是主轴箱和立柱的松开按钮，SB6为主轴箱和立柱的夹紧按钮。第19页，共30页，2023年，2月20日，星期二主轴箱松开SA2扳向右侧时，触点(57-59)接通，触点(57-63)断开。主轴箱要松开时，按下按钮SB5，时间继电器KT2和KT3线圈同时通电，KT2为断电延时型时间继电器，KT2通电瞬时闭合，断电延时打开动断触点(7-57)闭合使YA1通电，经1~3s后，KT3通电延时闭合动合触点(7-41)闭合，通过3-5-7-41-43-37-39使KM4通电，M3正转使压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱放松。活塞杆使SQ4复位，主轴箱和立柱松开指示灯HL2亮。第20页，共30页，2023年，2月20日，星期二主轴箱夹紧SA2扳向右侧时，触点(57-59)接通，触点(57-63)断开。主轴箱要夹紧时，按下按钮SB6，仍首先为YA1通电，经1~3s后，KM5线圈通电，M3反转，压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱夹紧。同时活塞杆使SQ4受压，动合触点(607-613)闭合，指示灯HL3亮，触点(607-609)断开，指示灯HL2灭，指示主轴箱与立柱夹紧。第21页，共30页，2023年，2月20日，星期二立柱松开/夹紧SA2扳到左侧时，触点(57-63)接通，(57-59)触点断开。按下按钮SB5或SB6时使YA2通电，立柱松开或夹紧。主轴箱与立柱松开/夹紧SA2在中间位置时，触点(57-59、57-63)均接通。按下SB5或SB6时，YA1、YA2均通电，主轴箱和主柱同时进行夹紧或放松第22页，共30页，2023年，2月20日，星期二第三节组合机床电气控制电路组合机床是对某特定工件，进行特定加工的一种高效自动化专用加工设备，能同时用十几把、几十把刀具进行加工。组合机床都由通用部件和一些专用部件组成，其基本电路，可根据通用部件的控制电路综合组成。控制系统大多采用机械、液压、电气相结合的控制方式。DU型组合机床是由液压动力头和液压回转工作台组成，用来加工某轮毂工件上12个孔。立式动力头上装有36把刀具，共有4个工位。第一、二、三工位分别是钻孔、扩孔和铰孔的工序，第四工位装卸工件用。自动工作循环为：回转台抬起→回转台回转→回转台反靠→回转台夹紧→动力头快进→动力头工进→延时停留→动力头快退。第23页，共30页，2023年，2月20日，星期二主回路：主电动机M1，液压泵电动机M2，冷却泵电动机M3M1和M2是由接触器KM1和KM2控制的。由按钮SB1及SB2控制起、停。开关SA3和SA4可用于单独起动主电动机M1和液压泵电动机M2。旋钮开关S打开时，冷却泵电动机M3由继电器K2控制起停，动力头工进时，冷却泵才接通，S闭合时，冷却泵还可由按钮SB3进行起动。除接触器KM1、KM2和KM3为交流电器外，其他均为直流电器，由VC整流后得到24V电压供电。采用低压直流电器工作平稳安全、便于操作。电源接通后，指示灯HL接通，直到液压泵电动机M2起动后，由于接触器KM2通电动作，指示灯才熄灭。

第24页，共30页，2023年，2月20日，星期二自锁销脱开及回转台抬起：按回转按钮SB4，电磁铁YA5通电（动力头在原位时，限位开关SQ1被压动，回转台才能转位）。将电磁阀YV1的阀杆推向右端，将液压泵的压力油送到夹紧液压缸1G，使其活塞上移抬起回转台。同时经阀YV1的压力油也送到自锁液压缸2G，活塞下移使自锁销脱开。

1－定位块2－滑块3－固定挡铁4－自锁销5－底座6－回转工作台7－离合器

第25页，共30页，2023年，2月20日，星期二回转台回转及缓冲：回转台抬起后，压动开关SQ5（表3-3所示），YA7通电，电磁阀YV3的阀杆被推向右端，压力油送到回转液压缸3G的左腔，而右腔排出的油经阀YV2和YV3流回油箱，活塞右移，经活塞中部的齿条带动齿轮，使回转台回转。当转到接近定位点时，转台定位块1将滑块2压下，从而压动了SQ6，其动合触点闭合，由于SQ5动合触点已闭合，所以继电器K4得电动作并自锁，其一动合触点使YA9通电，使液压缸3G的回油只能经节流阀L流回油箱，回转台低速回转。

1－定位块2－滑块3－固定挡铁4－自锁销5－底座6－回转工作台7－离合器

第26页，共30页，2023年，2月20日，星期二1－定位块2－滑块3－固定挡铁4－自锁销5－底座6－回转工作台7－离合器

回转台反靠：回转台的继续回转，使定位块1离开滑块2，因此限位开关SQ6恢复原位，其动断触点恢复闭合，使K5得电动作。K5动断触点打开使YA7断电；同时由K5动合触点使YA8通电，YA8通电使YV3的阀杆左移。压力油经YV3和节流阀L送至回转液压缸3G的右腔，使回转台低速（因YA9已通电）反靠。这时定位块的右端面将通过滑块靠紧在挡铁的左端面上，达到准确定位。

第27页，共30页，2023年，2月20日，星期二回转台夹紧：反向靠紧后，通过杠杆作用，压动限位开关SQ7，使K6通电动作，YA6通电，使YV1阀杆向左移，于是夹紧液压缸1G将回转台向下压紧在底座上。同时锁紧液压缸2G因已接至回油路，所以自锁销4被弹簧顶起，使定位块1锁紧。当转台夹紧后，夹紧力达到一定数值，夹紧液压缸的进油压力使压力继电器KP动作，K7通电动作，使YA8、YA9断电，阀YV3回到中间位置，这时3G的左、右油腔都接至回油路，使回转液压缸卸压。K7的动