电气控制与PLC 第2章课件.ppt

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1、第第2章章 基本电气控制线路基本电气控制线路 2.1 电气控制线路图的绘制电气控制线路图的绘制 2.2 常见电气控制线路常见电气控制线路 2.3 电气控制线路的其它基本环节电气控制线路的其它基本环节 2.4 常见机床的控制线路常见机床的控制线路 本章小结本章小结 习题与思考题习题与思考题 本章的目的主要是介绍一些异步电动机继电接触控制电路的基本环节，熟悉这些基本环节对分析机床和机械设备电气控制线路的工作原理和维修有很大帮助。 2.1 电气控制线路图的绘制电气控制线路图的绘制 电气控制系统是由许多电气元件和电气设备按照一定的控制要求连接而成。为了说明生产机械电气控制系统的组成、结构、工作原理，方

2、便电气控制设备安装、调试、维修、维护等技术要求，需采用电气图表示出来。电气图有三种：电路图、电气接线图、电器位置图。电气图应根据国家电气制图标准，用规定的图形和文字符号及规定的画法绘制。 2.1.1 电气图的图形和文字符号电气图的图形和文字符号 1图形符号 电气图的图形符号应遵循国家标准GB4728.1-GB4728.13电气图用图形符号。该标准的图形符号规定了符号要素，限定符号，一般符号和常用其他符号等.有些符号规定了几种形式,在绘图时根据要求选用,在规定的规则下作某些变化,使电气图看上去清晰。 2文字符号 电气图的文字符号应遵循国家标准GB7159-87 电气技术中的文字符号制定通则。文字

3、符号用来标明电气图上的电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征。标示在电气设备、元器件图形的旁边。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。 基本文字符号有单字母符号和双字母符号。单字母符号一般用来表示电气设备、电气元件的类别。例如开关类用Q表示。如果当用单字母符号不 能满足该类电气元件的要求，需要将该类别电器进一步划分时，才采用双字母符号。如位置开关用SQ表示。 辅助文字是用来进一步表示电气设备、电气元件的功能、特征和状态。 2.1.2 电路图电路图 电路图一般称为电气原理图。电路图用规定的图形和文字符号按控制系统要求详细的表示了生产机械上所有电控设备之间的连接关系，是电气技术中应用最广

4、的电气图。 电路图的作用是用来理解控制系统中设备及组成原理，为将来设备的安装、维修和维 维护提供信息；为绘制电气接线图提供依据。电路图的绘制规定应遵循国家标准GB6988.4-86电气制图 电路图。 图2-1给出某车床电路图的实例。电路图表示控制线路的工作原理，各电气元件的作用和相互关系，但并不表示电气元件的实际位置和实际连线。绘制电路图应遵循如下原则： 1电路图一般分为主电路和控制电路两部分 主电路与控制电路应分开画，主电路画在左侧，控制电路画在右侧。主电路为设备的驱动电路，在控制电路的控制下，向用电设备供电。控制电路要实现控制系统所需要的逻辑控制功能，一般由主令电器、各继电器、接触器的线圈

5、、各电器辅助触点、照明、信号电路及各种保护电路等构成。2电路图中的电路可以水平布置或者垂直布置 水平布置时电源线垂直画，其它电路水平画。各分支电路基本上按控制动作的顺序由上而下排 列。垂直布置时，电源线水平画，其它垂直画。各分支电路按控制动作的顺序从左向右排列。两根以上导线的电气连接处要画圆点。 图2-1 某车床电路图M3FR1KMM23FR2ELSAT1QS1FU2FU1KMFR1SB2SB1KMFR2L1L2L3PEFU3QS2FU4UVWU11V11W11V21U21W21U12 V12 W12U1 V1W1U2 V2 W21234567FU5 3电路图中各电气元器件，一律采用国家标准规

6、定的图形符号绘出，用国家标准文字符号标记。 各种电气元件及其部件在电路中的位置，根据便于阅读的原则应按先后顺序来安排。同一电器元件的各个部分可以不画在一起，但必须用同一文字符号来标明。如图2-1中接触器KM的线圈和触点都用KM表示。 电路图中的全部电气元件触点的开、闭情况，均以线圈失电，开关不动作时的原始位置绘出。 2.1.3 电气接线图电气接线图 电气接线图表示电气控制系统设备中电机、各种电器元件的实际安装位置及实际接线情况。它们是根据设备的结构和工作要求决定的。是在电路图基础上编制的，图2-2为某车床的电气接线图。绘制 时应遵循国家标准GB6988.5-86电气制图，接线图和接线表规定的接

7、线图的编制规则主要有： 1）同一电器元件的各部件要画在一起，接线图中的文字符号、元件连接顺序、接线端子的编写应与电路图一致，以便检查对照。 2）在接线图中，应标出电控设备的位置、设备代号、端子号、导线号、导线类型和截面积等。 3）同一控制板上的电器元件可以直接连接，而和控制板外的电器元件的连接一定要用接线端子引进，引出。 2.1.4 电器位置图电器位置图 在成套的生产装置、设备上利用电器位置图将电控设备在装置上相对位置绘制出来，图中的各电控设备、电气元件和电路图中的符号应相同，以便于电器元件之间的接线安排和电器元件的维修维护与更换。 图2-2某车床的电气接线图 ELSA0767123SB1SB

8、22M1M2PEQS1QS2XT3X0.75mm23X0.75mm2按钮板指示灯3X1.5mm2V1U1W1V2W2U213267WUV电源进线 2.2 常见电气控制线路常见电气控制线路 异步电动机结构简单，工作可靠，价格便宜，在电力拖动中得到广泛应用。从异步电动机的起动性能可知，电动机起动时，起动电流较大，一般可达到电动机额定电流的4-7倍，这样大的起动电流对电网有很大影响。为了限制起动电流，并得到合适的起动转矩，对不同容量的异步电动机，应采用不同的起动方法。异步电动机的起动方法有两种：直接起动和降压起动。一般10KW以下电机可采用直接起动。 2.2.1 异步电动机的单方向 控制线路图2-1

9、接触器控制电动机单方向转动电路 图2-1为接触器控制电动机 单方向转动电路，这是最基本的控制电路。其中用了电源开关QS，交流接触器KM，热继电器FR，起动按扭SB2，停止按钮SB1及熔断器FU等几种电器。 该电路分为主电路和控制电路。 主电路包括：三相电源QS、FU1、KM的主触点、FR的热元件、M电机。 控制电路包括：SB1、SB2、KM的辅助触点、KM的线圈、FR的触点、电源L等。 工作原理：合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，KM的线圈通电，其主触点闭合，电动机接通电源起动。KM的辅助触点同时闭合，当松开SB2时，KM的线圈通过其本身的常开辅助触点继续保持通电，保证了电动机连续运转。

10、KM辅助触点的作用就是当手松开起动按钮SB2 时，SB2自动复位。但接触器的线圈不会断电，接触器利用自己的常开触点保持线圈通电的电路，成为自锁电路。这对起自锁作用的辅助触头称为自锁触头。当需要电动机停止时，可按下停止按钮SB1，切断KM线圈电源的通路，KM的主触点和辅助常开触点同时断开，切断了电动机电源电路和控制电路，电动机停止运转。 上述控制电路中可以实现短路保护，过载保护和零压保护 。 熔断器FU1、FU2、FU3起主电路和控制电路的短路保护。一旦发生短路，熔丝熔断，电机停止工作。 热继电器FR为过载保护。当电机过载或缺相运行时，电机绕组电流加大，通过热继电器 的热元件，热元件发热弯曲，将

11、FR的常闭触点断开，使接触器的线圈断电，主触点断开，电机停止工作，实现过载保护。 欠（失）电压保护是当电源电压严重下降或电压消失时，电动机可自动与电源断开。因为这时接触器线圈断电，主触点断开，当电源再来电时，不重新按起动按钮，接触器的线圈没通电，主触点也就不会闭合，电动机不能自行工作。 2.2.2 异步电动机的可逆转动电路异步电动机的可逆转动电路 生产机械要求电机单方向转动和停止,也要求电机可逆运转。如有的机床工作台前进、后退；主轴要能正转、反转，这就需要电机正反转。只要将电机接电源的任意两相连线对调，电机就能反转。这样主电路就需两个接触器，控制回路需要两个按钮来分别控制它们接通电源。 图2-

12、2为接触器控制电机可逆转动电路图2-2 接触器控制电机可逆转动电路M3FU1FRKM1KM2L 1L 2L3QSUVWFRSB2FU2SB1SB3SB2KM1SB3KM2KM 2KM1KM2KM1FU3 图中主电路中有电源开关QS，短路保护熔断器FU1，正转和反转接触器KM1、KM2，过载保护热继电器FR等。 控制电路中有短路保护FU2、FU3，停止按钮SB1,正转起动和反转起动按钮SB2、SB3，正转接触器和反转接触器KM1、KM2，热继电器FR的常闭触点等。 工作原理：合上电源开关QS，电动机正转，按下正向起动按钮SB2，KM1的线圈通电并自锁，电动机接通正相序电源，电动机正转。如果电动机

13、反转，按下反向起动按钮SB3，KM2的线圈通电并自锁，电动机接通反相序电源 ，电动机反转。 在图2-2中看到接触器控制的电动机可逆运转电路中，正转接触器KM1的常闭触点串接在反转接触器KM2线圈的电源通路中。反过来也一样，反转接触器KM2的常闭触点串接在正转接触器KM1线圈的 电源通路中。这就保证了当一个接触器工作，另一个接触器无论怎样也不会接通电源，这样防止两个接触器同时通电而造成电动机电源相间短路现象。两个接触器的这两对常闭触点称为连锁（互锁）触点。 电动机正转按钮SB2常闭触点串接在反转接触器KM2的电源回路中，反过来，反转按钮SB3的常闭触点串接在正转接触器KM1的电源回路中。如果没有

14、这两个按钮的常闭触点，当电机在正转过程中要求反转，必须操作停止按钮SB1后，再去操作反转按钮SB3。而现在的电路就不需要去操作停止按钮SB1，只要直接操作反转按钮SB3即可。 2.2.3 时间继电器控制时间继电器控制Y/降压起动控制电路降压起动控制电路 笼型异步机直接起动控制电路简单，缺点是当电机容量大了，电机起动电流大会引起供电线路上较大的线路压降，影响其它电控设备的正常工作。这时就应当利用降压起动的方法。降压起动就是在电机起动时降低定子绕阻上的电压，以减小起动电流。下面介绍Y/降压起动控制电路。 Y/降压起动电路用于在正常运行时绕阻接为三角形的笼型感应电机，通过采用Y/的降压起动方法来达到

15、限制起动电流的目的。起动时定子绕组首先连接成星形，起动即将完成时再恢复为三角形接法。图2-3为Y/降压起动控制电路。图 2-3 Y/降压起动电路 图中主电路中有电源开关QS、短路保护熔断器FU1、降压星形接法的接触器KM1 KM3、全压三角形接法的接触器KM1、 KM2、电动机M。控制电路有停止和起动按钮SB1、SB2、接触器KM1、 KM2 、KM3的线圈，负责由星形接法自动切换到三角形接法的时间继电器KT。 工作原理：合上电源开关QS，按起动按钮SB2, 接触器KM1、 KM3和时间继电器KT的线圈得电，KM1、 KM3的主触点使电动机在星形连接下下减压运行 ，同时KM1的辅助常开触点闭合

16、自锁，KM2的辅助常闭触点和KM3的线圈互锁。当电动机的转速达到额定转速的85%以上时，时间继电器KT的通电延时常闭触点断开，断开接触器KM3线圈的电源，电动机减启动 结束，KT的通电延时常开触点闭合，接触器KM2的线圈通电，主触点闭合，电动机进入全压的三角形运行。KM2的辅助常开触点闭合自锁，辅助常闭触点断开KM3 和KT的线圈连锁。 电动机需要停止，按SB1即可。 电机在起动时，把定子每一相绕阻上的电压降到正常工作电压的，由于转矩和电压的平方成正比，所以起动转矩也减少到直接起动时的1/3 ，这种方法适用于空载或轻载起动。由于Y/起动方法利用电机本身的接法而不需要增加其它起动设备就可以实现降

17、压起动。在生产实践中应用很广。 2.3 电气控制线路的其它基本环节电气控制线路的其它基本环节 控制电路中电动机可以起动，正反转，电气制动。 为了满足生产机械设备工作的要求，在以上基本控制环节的基础上，下面介绍点动控制、顺序控制、多点控制、自动循环控制等基本电路。 2.3.1 点动控制点动控制 生产机械在正常加工时，需连续不断的工作，即所谓长动。而有些机械如机床的快速进给电机，即按按钮时电动机转动实现快速进给。手放开按钮时，电动机即停止，进给结束，这就是点动控制。图2-4为点动控制电路。一般适用于机床的刀架，横梁，立柱的快速移动等。长动和点动控制电路的区别是无电器触点的自锁。图 2-4点动控制电

18、路 2.3.2 顺序控制顺序控制 在机床的控制线路中，经常要求电动机有顺序起动。如龙门刨床要求工作台在移动前 ，工作台下的导轨内必须有足够的润滑油，工作台才能够移动，如图2-5为电动机顺序控制电路。如电路所示，当满足控制液压电动机M2的接触器KM1工作后，控制主轴电动机M1的接触器KM2才能工作的要求。 图2-5电动机顺序控制电路 2.3.3 多点控制与条件控制多点控制与条件控制 在大型的生产机械中，为了操作方便，需要在多个方位进行控制如图2-6（a）多个起动按钮并联连接，而多个停止按钮串联连接，就实现了多方位的操作。 在有些生产设备上，为了保证操作安全，要求其它的控制设备都是原始状态下才能起

19、动。如图2-6（b）要求设备工作时，其它空载设备停止时，KM线圈才能有电去控制设备。图2-6 多点控制电路（a）多点控制 （b）多条件控制 2.3.4 自动循环控制电路自动循环控制电路 许多机床的工作台要求正反转运动自动循环，这是在正反转控制电路的基础加上行程开关SQ1、SQ2，以及起两端限位作用的行程开关SQ3、SQ4自动切换控制完成的。 图2-7为工作台自动循环示意图，其SQ2为正向转反向的行程开关，SQ1为反向转正向的行程开关，SQ3 为正向限位行程开关，SQ4为反向限位行程开关，图2-8为工作台自动循环控制电路。图2-7工作台自动循环示意图OBOA前进后退工作台SQ4SQ2SQ1SQ3

20、 图2-8工作台自动循环控制电路 当按正向按钮SB2后，使接触器KM1的线圈有电，其主触点闭合，实现电动机正转拖动工作台前进，当前进到位，撞块B压下行程开关SQ2，使电动机切换电源。电动机反转拖动工作台后退，后退到位，由撞块A压下行程开关SQ3，使电机切换电源，如此周而复始地自动往返循环工作。 此种控制电路适用于行程较长的生产机械。 2.4 常见机床的控制线路常见机床的控制线路 2.4.1 车床的电气控制车床的电气控制 卧式车床是应用非常广泛的金属切削机床，可以用来加工工件的外圆、内圆、端面、螺纹，也可以用钻头，铰刀等加工。 1普通车床的主要结构及运动形式 通过图2-9可以了解到普通车床的主要

21、结构由基座、床身、主变速箱、进给箱、挂轮箱、溜板箱、溜板、刀架、尾架、光杠、丝杠等部分组成。 图2-9普通车床结构示意图 1-进给箱；2-挂轮箱；3-主轴变速箱；4-溜板与刀架；5溜板箱；6-尾架；7-丝杠；8-光杠；9-床身 车床的运动形式有主运动，进给运动和辅助运动。 主运动为主轴带动工件的旋转运动。它承受车床加工时的主要切削功率 。根据被加工工件的要求可调节切削速度，在加工螺纹时需主轴反转。一般主轴调速是由机械变速部分实现。车床的进给运动是刀架的纵向或横向的直线进给，是由车床主轴箱输出轴经挂轮箱传给进给箱，再经光杠传入溜板箱实现纵、横两个方向的进给运动。车床的辅助运动是溜板箱带动刀架的快

22、速移动。 2电力拖动及制动要求 C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为3000mm和5000mm两种规格。 1）电动机M1（功率为30KW），完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。电动机采用直接起动 的方式起动，可正、反两个方向旋转，并且正反两旋转方向都可以实现反接制动。为加工调整的方便，还有点动功能。 2）电动机M2为冷却泵，在工件加工时实施冷却液。采用直接起动、停止的连续工作状态。 3）电动机M3实现刀架的快速移动，可根据需要随时手动控制起停，为点动控制。 3机床电气控制系统分析 C650车床的电气控制系统电路如图2-10所示 电路分析 隔离开关

23、QS将三相电源引入，FU1为主电动机M1的短路保护用熔断器，FR1为M1电动机的过 载保护用热继电器，接触器KM1、KM2可以实现M1电动机正转和反转的控制，接触器KM3作用是控制限流电阻R的接入和切除。R为限流电阻，防止在点动时连续的起动电流造成电动机的过载，另一作用是M1电动机反接制动时可以减少制动电流。通过互感器TA接入电流表A以监视主电动机M1绕组的电流，为防止电流表被电动机起动电流冲击损坏，利用时间继电器KT的常闭触点，在起动时间内将电流表先短接。速度继电器KV与电动机主轴相连，在反接制动中起停车作用。FR2为冷却泵电机M2的过载保护，KM3是实现快速移动电机M3的电源接触器。由于M

24、3是短时工作，所以不设过载保护。 2）控制电路分析 控制电路可划分为两部分，一部分是主电动机M1的控制电路，第二部分是冷却泵电动机M2和快速移动电动机M3的控制电路，主电动机M1的控制图2-10 C650车床控制电路 路较为复杂，由主电动机的正反转及点动控制电路和制动控制电路组成。SB1FR1KV-1KAKM2KM1KM1KAKM3KM2 KAKM1KM2KAKV-2M3SB2M3M3KM4KM5FU3FU2FU4FU1KM1KM3FR1KVPERTAKTAFR2L1L3L2QS123SB3KM3KM4KM5KM2SB4KTFR2SB6SB5SQKM4nnKAFU5 主电动机M的正反转起动和点

25、动控制 主电动机M1的正转由正向起动按钮SB3控制。按下SB3时，KM1的常开触点闭合，接通时间继电器KT和接触器KM3线圈电源，时间继电器KT的常闭触点在主电路中短接电流表A，经延时（当起动电流过后）电流表接入电路正常工作。接触器KM3的主触点闭合，将主电路中的限流电阻短接，KM3的辅助常开触点闭合，中间继电器KA线圈得电，其KA的常开触点闭合，使正转接触器KM1的线圈得电，主电动机M1在全压下正转直接起动 。KA的另一常开触点闭合，当正向 起动按钮SB3断开时保证KM3 、KT的线圈一直有电。反向直接起动控制过程与正向直接起动控制过程一样，只是操作反向起动按钮SB4。 主电动机点动调整控制

26、，按点动控制按钮SB2，正转接触器KM1线圈得电，其主触点闭合， 主电动机的定子绕组经限流电阻R和电源接通，主电动机在较低速下起动。松开SB2，KM1的线圈失电，主电动机停止转动。在点动过程中，中间继电器KA线圈不通电，接触器KM1不会自锁。 主电动机的反接制动控制 为了停车迅速，C650车床主轴采用了反接制动的控制方式。当主电动机的转速接近零时，用速度继电器KV的触点通过电路的控制及时切断电动机的电源。 当主电动机正在正向转动时，速度继电器KV的常开触点KV-2是闭合的，控制电路为预备状态。如需停车按下停止按钮SB1，切断电源，原来通电的KM1、KM3、KA的线圈都断电，当SB1复位后，电源

27、通过SB1、FR1的常闭触点、KA的常闭触点、KV-2、KM1的常闭触点，使反转接触器KM2线圈有电，电机为反接制动状态。当主电动机的转速下降 到零以后，速度继电器的触点KV-2复位，KM2的线圈断电，制动结束。反转时的反接制动工作过程和正转发接制动相似，不同的是主电机反转时，速度继电器KV的触点KV-1闭合。制动时，当按了停止按钮SB1，SB1有复位后，电源通过SB1、FR1的常闭触点、KA的常闭触点、KV-1、KM2的常闭触点，使得正转接触器KM1线圈有电，实现反转反接制动。 刀架的快速移动和冷却泵电机的控制 刀架的快速移动是由刀架快速移动电动机M3拖动，当刀架快速移动操作手柄压合行程开关

28、SQ时，给接触器KM5线圈送电源，其主触点闭合使快速移动电动机M3转动，当手离开刀架快速移动手柄时，SQ不受压，KM5线圈断电，快速移动电动机M3停止转动，刀架快速移动结束 冷却泵电动机M2由停止按钮SB5，起动按钮 SB6及接触器KM4组成的电动机单方向连续运转的电路控制。 2.4.2 X62W卧式万能铣床的电气控制卧式万能铣床的电气控制 铣床主要用来加工机械零件的平面、斜面、沟槽等型面的机床，在装上分度头后，还可以加工直齿轮和螺旋面，装上回转圆工作台还可以加工凸轮和弧形槽。由于用途广，在金属切削机床使用数量上仅次于车床，占第二位。铣床的类型有立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣以及各种专用铣床。各种

29、铣床在结构，传动形式，控制方式等方面有许多类似之处。下面以X62W卧式万能铣床为例介绍。 1X62W卧式万能铣床的主要结构和运动形式图2-11 X62W万能铣床外形图 1-底座；2-进给电机；3-升降台；4-进给变速手柄及变速盘；5-溜扳6-转动部分；7-工作台；8-刀家支杆；9-悬梁；10-主轴；11-主轴变速手柄盘12-主轴变速手柄；13-床身；14-主轴电动机 1X62W卧式万能铣床的主要结构和运动形式 图2-11为 X62W万能铣床外形图，铣床主要由床身和工作台两大部分组成，箱形的床身13固定在机床底座1上。床身内装有主轴传动机构和变速操纵机械，在床身上部有水平道轨，上边装着带有刀杆支

30、架的悬梁9，刀杆支架悬梁9用来支撑铣刀心轴的一端，而铣刀心轴的另一端固定在主轴的上边，并由主轴带动铣刀旋转。悬梁可沿水平道轨移动，刀杆支架也可沿着悬梁作水平方向移动，用来调整铣刀位置和便于安装各种不同规格的心轴。床身前面有垂直道轨 ，升降台3可沿着垂直导轨上下移动，在升降台上的水平道轨上，装有可在平行主轴轴线方向移动（横向移动，即前后移动）的溜板，溜板上部有可转动的回转台6、工作台7装在回转台导轨上，并能 在导轨上作垂直于主轴轴线方向的移动（纵向移动，即左右移动）。工作台上有固定的燕尾槽。从上述结果看，固定在工作台上的工件就可以作上下，左右及前后三个方向的运动。此外，由 于转动部分 6对溜板5

31、可绕垂直轴线转动一个角度（通常为45度），这样工作台水平面上除能平行或垂直于主轴轴线方向进给外，还能在倾斜方向上进给，从而完成铣螺旋槽的加工。普通卧式铣床 与万能卧式铣床的区别在于前者没有转动部分6，因此不能加工螺旋槽。 X62W型万能铣床有三种运动形式： 主运动：主轴的旋转运动 进给运动：工作台在三个相互垂直方向上的直线运动（手动或机动） 辅助运动：工作台在三个相互垂直方向上的快速直线运动 2电力拖动特点 1）主运动电力拖动特点。 主轴的铣削加工有顺铣和逆铣两种形式， 分别使用顺铣刀和逆铣刀，要求主轴电动机正反转。根据铣刀要求，对主轴电动机的控制要求是能够进行转向选择。 铣削运动一般为多刃不

32、连续的运动，为提高主轴旋转的均匀性并消除铣削加工时的振动，主轴上要加飞轮。而加飞轮又带来旋转惯性大，要求主轴停车时应有制动控制。 主轴转速要求有较宽的调速范围,X62W铣床采用机械变速方法，即采用改变床身内主轴变速箱的传动比的方法实现。为保证变速过程中齿轮的顺利啮合，减少齿轮端面的冲击，要求主轴电动机在主轴变速时具有变速冲动控制。 2）进给运动电力拖动特点 工作台有进给运动和快速移动运动。因此同一方向有进给和快速移动两种控制方式。X62W铣床采用快速电磁铁的吸合与释放来改变该方向传动链的传动比来实现。 工作台有三个相互垂直方向的移动由同一台电机拖动，由于每个方向的移动都是双向的，所以工作台拖动

33、电动机能正反两方向运转，并且同一时间内只允许一个方向移动，三个相互垂直方向运动之间应有联锁作用。 使用圆工作台 时，要求圆工作台的旋转运动与工作台的上下、左右、前后，三个方向运动之间有联锁控制作用。同时根据工艺要求，主轴转动起来以后，才能有进给运动。加工结束以后，先停止进给运动，主轴再停止旋转。 3.电气控制系统分析 图2-13为X62W型铣床控制电路。 该电路可分为主电路和控制电路两部分。铣床控制电路所用电器元件说明如表2-1所示。 图2-12 X62W型铣床控制电路KM5L L21QSFU1KM1KM2KM3FU2SA5FR1PEMKVMYAKM5FR2KM4KM6FR3T1T2FU3FU

34、4SA4ELMKM6 KM2 KM1FR1FR3FR2KM4KM3KM3KM4SQSQSQSQSA1-1KM1 KM2SB2SB3SB4SQ7SA3SA1-3SQ6SQ4-2SQ3-2SA1-2SQ2-2SB611-13-12-14-SQ63 33R2131351061171281391421202426192318171625221215243LSB1KV-2KV-1KM1SQ1-2SB5nn 电路分析 KM1是主轴电动机M1的电源接触器，KM2是主轴电动机M1的反接制动用接触器，在加工工件以前确定顺铣和逆铣的是主轴换向开关SA5。KM3和KM4是进给电动机M2正反转接触器，通过机械和电气联

35、锁作用实现工作台和三个方向的进给及圆工作台 的旋转运动。KM5是工作台三个方向的快速移动用接触器，它是通过给电磁铁YA线圈送电，通过机械完成的。 KM6是冷却泵电动机M3的电源接触器。 2）控制电路分析 控制电路的电源电压是从变压器T1上取得127V的 电压，控制电路的内容可分为两部分，一是主轴控制电路，二是进给控制电路。 主轴控制电路 主轴起动与停止 主轴电动机M1起动前，先由SA5确定是需要顺铣还是逆铣。然后按SB1或SB2，电源接触器KM1线圈有电，主触点闭合，M1按需定的方向转动，KM1的辅助常开触点（11.12）闭合自锁，并给进给控制回路送电。 当主轴电动机M1的转速上去后，和M1主

36、轴相连的速度继电器KV的触点（6.7）闭合，为制动停车做好准备工作。 主轴电动机M1停止，按SB3或SB4，常闭触点（5.10）或（10.11）断开电源接触器KM1线圈的电源，断开了M1的正向电源，同时常开触点（5.6闭合，接通反接制动接触器KM2的线圈电源，其主触点闭合串限流电阻R反接制动。当M1的转速为零时，KV触点（6.7）断开制动接触器KM2线圈电源 制动结束。注意停止按钮SB3或SB4一定要按到底，否则只有自由停车。SB1、SB2、SB3、SB4分别位于两个操作板上，从而实现主轴电动机的两地操作控制。 主轴变速 主轴变速，将变速手柄拉出，再转动变速手柄 选择转速，当转速选好后将变速手

37、柄复位。以上变速是通过机械变速机构实现的，当变速齿轮没有进入正常的啮合状态时，需主轴有变速冲动的功能。主轴变速冲动发生在当变速手柄复位的过程中，短时压动行程开关SQ7，其常开触点（3.7）闭合，接通电源接触器KM1，主轴电动机M1短时起动，带动一方齿轮在极低的速度下转动，调整齿轮位置，使齿轮啮合。因SQ7的常闭触点（3.5）串在KM1的自锁通路中，因此KM1只能点动。因SQ7的动作是发生在主轴选好速度后，主轴变速手柄推回 原位的过程中发生的瞬时动作，所以称为主轴变速冲动 。 进给控制电路 进给控制电路控制工作台的进给，工作台的快速进给，圆工作台 的旋转。当主轴转动起来，KM1的辅助常开触点（1

38、1.12）闭合以后，进给控制电路有电。 工作台进给 进给运动是由两个操作手柄进行控制，通过控制进给控制电路中的行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4实现三个方向的可逆运动。工作台的左右进给运动由一个操作手柄控 制，手柄有三个位置，向左、停止、向右。若操作手柄 手柄搬至向左位置时，手柄的联动装置将行程开关SQ2压下，进给控制电路的电源从12经SQ6常闭触点、15经SQ4-2常闭触点 、16经SQ3-2常闭触点 17经SA1-1、18经SQ2-1压下的常开触点、经23给接触器KM4线圈送电，主触点闭合使进给电动机M2反转，拖动工作台向左进给。若操纵手柄搬至向右位置时，手柄的联动装置将行程开关SQ1

39、压下，进给控制电路的电源从12经SQ6的常闭触点、15经SQ4-2的常闭触点、16经SQ3-2常闭触点、17经SA1-1、18经SQ1-1压下的常开触点、经19给接触器KM3线圈送电，主触点闭合使进给电动机M2正转，拖动工作台向右进给。若操纵手柄搬至中间的停止位置，行程开关SQ1、SQ2不被压，进给停止。 工作台的前后、上下进给运动是由一个操纵手柄控制，这个手柄有五个位置：向前、向后、向上、向下及停止。因手柄在同一时间只能确定一个运动方向位置，所以手柄在向上、向后时手柄的联 动装置压动行程开关SQ4。而向前、向下时，手柄的联动装置压动行程开关SQ3，若操作手柄搬至向上（或向后）时手柄的联动装置

40、将行程开关SQ4压下，进给控制电路的电源从12经SA1-3、22经SQ2-2的常闭触点、25经SQ1-2常闭触点、17经SA1-1、18经SQ4-1压下的常开触点、经23给接触器KM4线圈有电，主触点闭合，进给电动机M2反转拖动工作台向上（或向后）进给。 若操作手柄搬至向下（或向后）时，手柄的联动装置将行程开关SQ3压下，进给控制电路的电源从12经SA1-3、22经SQ2-2的常闭触点、25经SQ1-2常闭触点、17经SA1-1、18经SQ3-1压下的常开触点、经19给接触器KM3线圈有电主触点闭合，进给电动机M2正转，实现向下（或向前）的进给。 工作台的左、右、上、下、前、后进给，在作进给时

41、只能允许一个方向进给，其中控制左右进给的手柄之间具有机械联锁，而另一控制上下，前后进给的手柄之间具有机械联锁的作用。进给控制电路中设置了电气联锁控制电路，分别将控制左、右进给的行程开关SQ2、SQ1的常闭触点串接在控制上、下、前、后进给控制电路中，将控制上、下、前、后进给的行程开关SQ4、SQ3的常闭触点串接在控制左、右进给控制电路中，从而起到电气联锁作用。只有一个机械手柄于停止位置时，另一个机械手柄操作才能有进给动作。实现了只允许一个方向进给的要求。 工作台快速进给 由机械手柄选择了进给方向后，按下快速起动 起动按钮SB5或SB6，接触器KM5线圈有电，主触点闭合给快速移动电磁铁YA线圈送电

42、，YA的衔铁吸合，通过机械作用减少中间传动装置，实现快速移动。按钮SB5或SB6松开时，YA的衔铁释放，快速移动结束，工作台仍按操作手柄选定的速度和方向继续进给，可见快速移动是点动控制。 圆工作 的转动 当矩形工作台不运动时，将两个操作手柄置于停止位置，圆工作台 可作单方向转动，将圆工作台控制开关SA1置于圆工作台工作位置，其触点SA1-1（17.18）、SA1-3（12.22）断开，触点SA1-2（19.22）闭合，进给控制电路的电源从12经SQ6常闭触点、到15经SQ4常闭触点、到16经SQ3-2常闭触点、到17经SQ1-2常闭触点、到25经SQ2-2常闭触点到22经SA1-2、到19给接

43、触器KM3线圈送电，主触点闭合，使进给电动机M2正转实现圆工作 台的转动。圆工作台工作时将行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4的常闭触点串接在电路中，实现了圆工作台和矩形工作台之间的电气联锁。可见两个操作手柄置于停止位置时，圆工作台才能转动。 进给变速 进给变速调节是采用机械方法进行的。进给变速时，将蘑菇形进给变速手柄拉出，把速度转盘所选速度对准箭头，然后再把变速手柄继续向外拉至极限位置后推回原位，变速过程结束。在将蘑菇形手柄拉至极限位置的瞬间，通过机械作用使得行程开关SQ6瞬间压下，此时进给控制电路的电源从12经SA1-3、22经SQ2-2常闭触点、25经SQ1-2常闭触点、17经SQ3-

44、2的常闭触点、到16经SQ4-2常闭触点、到15经SQ6被压下到19给KM3线圈送电 ，主触点闭合使进给电动机M2瞬动一下，拖动进给变速机构的齿轮瞬动，利于齿轮啮合，完成进给变速冲动。 本章小结本章小结 介绍了电气系统图及组成电路常用的图形和文字符号，为了正确绘图和阅读分析这些图纸，必须掌握各类图纸的画法。 介绍了电气控制线路中常用的基本控制环节如各类电动机全压起动控制电路的、降压起动控制电路、掌握这些基本电路，对绘制电气系统图起着至关重要的作用。 在基本环节电路中介绍了短路保护、过载保护、过电流保护、欠电流保护、零电流保护等保护环节。在基本环节电路中介绍了自锁和连锁的概念。 介绍了使用量最大

45、的普通车床C650的结构、运动形式、电力拖动特点及电气控制原理图。介绍了X62W卧式铣床的结构、运动形式、电力拖动特点及电气控制原理图，并分析了进给变速的过程。 习题与思考题习题与思考题 1电路中的文字符号Q、FU、KM、KA、KT、SQ、SB分别是什么电器元件？ 2试用按钮、开关、中间继电器、接触器绘制出点动和连续运转的控制电路。 3什么是联锁？什么是自锁？试举例说明各自的作用？ 4在图2-3的控制电路中，如果不采用按钮连锁的接线方式，对电路的正常操作会受到什么影响？ 5在电动机单向旋转的起动- 停止控制电路中，从按钮盒中应引出几根导线，各连向何处？ 6在星形-三角形起动控制电路中，时间继电器的延时整定时间由什么因素决定？延时太长或延时太短对电动机有何影响？ 7C650车床的运动形式有哪些？ 8X62W万能铣床的进给运动是如何实现的？ 9在X62W万能铣床电气控制电路中，何为主轴变速冲动？何为进给变速冲动？在电路中是如何实现的？