CH3典型机械设备电气控制系统分析

1第三章典型机械设备电气控制系统分析§3.1概述§3.2卧式车床电气控制电路§3.3X62W铣床电气控制电路§3.4小型冷库的电气控制电路普利卡管§3.1概述一、目的■掌握电气控制电路组成及各种基本控制电路具体应用■掌握分析电气控制电路方法，提高阅图能力，为进行电气控制系统设计奠定基础■通过几台典型机械设备控制电路分析，综合了解实际设备中机械与电气系统间配合关系及电气系统在设备中的地位■为从事设备电路分析、安装、调试、维护、设计打下基础3二、电气控制系统分析内容■机械设备概况●了解被控设备结构组成、工作原理●设备传动系统类型及驱动方式●主要技术性能及规格、运动要求■电气设备及电气元件选用●明确电动机作用、规格、型号、工作控制要求●了解所用各种电器工作原理、控制作用及功能■机械设备与电气设备和元件的联接关系●信息采集传递：信号→电气控制系统●运动输出：电气控制系统→执行机构→机械系统§3.1概述4三、电气控制系统分析方法及步骤■分析方法●化整为零将电路按功能划分为若干局部电路●划分方法▲按驱动方式：电动机控制电路、液压控制电路▲按电动机数量：每台电动机控制电路为一局部电路▲对复杂控制电路进一步细分为简单局部电路■分析步骤●设备运动分析：电气拖动及液压系统工作状态分析●主电路分析：负载数量、控制要求●控制电路分析：如何实现各种控制功能§3.1概述5§3.2卧式车床电气控制电路一、概述■车床应用广泛，可加工各种回转表面、螺纹、端面■包括切削主运动和刀具进给运动，由一台电机拖动■刀具快移、冷却泵、液压泵由单独的电机驱动■不同型号的控制电路不同，以C650为例分析二、C650车床结构及工作要求■结构p:586二、C650车床结构及工作要求■工作要求●主轴转动和溜板箱进给运动由主电机经机械传动链驱动机械调速●要求停车制动功能：电气制动●提供冷却液：冷却泵●要求刀架快移：快移电机§3.2卧式车床电气控制电路7三、电气拖动及控制要求■运动形式●主运动：主轴回转●进给运动：刀架进给移动、快移■电气拖动●主电机M1：主运动和进给移动●冷却泵电机M2：驱动冷却泵●快移电机M3：刀架快移■控制要求●M1采用直接起动方式、正反转、电气制动、点动调整●M2采用直接起停方式、长动控制●M3采用手动控制起停§3.2卧式车床电气控制电路8四、电路分析§3.2卧式车床电气控制电路9■主电路分析●KM1/KM2控制主电机M1正反转●电流表A监视主电机M1工作电流●KM3用于主电机M1点动调整时限流电阻R串入●KM4控制冷却泵电机M2●KM5控制快移电机M3●设置短路保护和过载保护§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析10§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析M1控制电路：正反转起动点动调整停车制动M2控制电路M3控制电路●M1正反转起动控制▲元件作用SB3:正转起动按钮SB4:反转起动按钮KT:M1起动时短接A联锁触头11■控制电路分析●M1正反转起动控制▲工作过程§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析工作电流表延时正转自锁自锁制动电路切除短接限流电阻A0KTM101KM11KM11KMf3KM0KA1KA1KAfR13KM1KTf13KMf13SB)()()()(12■控制电路分析●M1点动控制▲元件作用SB2:正向点动按钮▲工作过程§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析停不自锁松开正向起动串入按下M101KM01KMf1KM02SB2SBR1M01KM11KM11KMf12SB2SB)()(13■控制电路分析●M1反接制动控制▲原理按速度原则进行反接制动控制▲元件作用SB1:停止按钮KS:速度继电器§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析14■控制电路分析●M1反接制动控制▲工作过程§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析停转速趋零制动反向起动串松开按下正转1M02KMf02KSR1M12KM12KMf11SB1SB11KM1KA03KM0KAf03KMf01KMf01SB1SB01KM0KA12KS1M)()()()()(15■控制电路分析●刀架快移M3控制●冷却泵电机M2控制●辅助电路EL:照明灯§3.2卧式车床电气控制电路四、电路分析溜板箱带动刀架快移经传动系统工作动作转动刀架手柄3M15KM15KMf1SQSQ)(工作自锁2M14KM14KMf16SB)(16§3.3X62W铣床电气控制电路一、概述■铣床种类按结构形式和加工性能：立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣■用途●加工平面、斜面、沟槽●装上分度头可铣切直齿轮、螺旋面●装上圆工作台可铣切凸轮、弧形槽■加工形式分顺铣、逆铣，工作时只能用一种形式17二、X62W铣床结构及工作要求■结构p:62■运动形式●主运动：主轴旋转运动●进给运动：▲水平工作台纵向左右、横向前后、垂直上下工进运动▲上述各方向快移●圆工作台回转运动§3.3X62W铣床电气控制电路18■工作要求●主运动与进给运动和回转运动分别由单独电动机拖动●主轴要求正反转切换，以适应顺、逆铣●主轴要求停车制动：采用机电制动控制●水平工作台可左右前后上下6个方向移动，同一时刻只许一个方向工进或快移●圆工作台旋转时禁止上述水平工作台6个方向移动●主运动和进给运动采用机械变速机构调速●提供冷却液：设置冷却泵●工作时先起动主轴电机，后起动进给电机§3.3X62W铣床电气控制电路二、X62W铣床结构及工作要求19三、电气拖动及控制要求■电气拖动●主电机M1：主运动●进给电机M2：水平工作台工进及快移，圆工作台回转●冷却泵电机M3：■控制要求●M1采用直接起动、正反转、电磁制动器YB制动、换刀制动、多地点起停控制●M2采用直接起动、正反转、进给运动利用电磁离合器YC2配合进给传动链，快移利用YC1配合快移传动链●M3采用手动控制§3.3X62W铣床电气控制电路20■控制要求●主运动和进给运动变速时配合点动控制●水平工作台6个方向移动与圆台转动间具备联锁关系●完备的保护环节●M1先工作，M2后工作■进给运动传递路径运动方向由手柄操纵机械进给离合器选择§3.3X62W铣床电气控制电路三、电气拖动及控制要求21四、电路分析§3.3X62W铣床电气控制电路22■主电路分析●组合开关SA5控制主电机M1换向，KM1控制M1工作●KM2/KM3控制进给电机M2正反转●转换开关SA3控制冷却泵电机M3●设置短路、过载保护§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析23§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●主电机M1控制▲M1起动控制★元件作用SB1/SB2:主轴停止，SB3/SB4:起动SA2:主轴换刀制动★前提条件由SA5选择好主电机转向SA2复位→SA21=1，SA22=0变速手柄选择主轴转速→SQ7复位★工作过程：自锁电路24§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●主电机M1控制▲M1制动控制★原理采用电磁制动器YB进行主轴制动★工作过程▲主轴换刀制动控制停车制动按下1M1YB11KM01KM01KMf01SB11SB1SB)(制动置于换刀制动位置01KMf1YB122SA021SA2SA)(25§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●主电机M1控制▲主轴变速时瞬时点动控制★原理利用变速手柄复位过程中使SQ7工作实现M1瞬时点动★工作过程停不能自锁复位手柄复位后瞬时点动动作复位变速手柄1M01KMf1KM1Q7S0SQ7SQ7M111KMf0Q7S1SQ7SQ7)()(26§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲电路结构★顺序控制：M1→M2★工作台各进给运动间联锁控制★M2正反转控制▲元件作用SQ1:向右，SQ2:向左SQ3:向前/向下，SQ4:向后/向上SQ6:进给变速瞬时点动开关SA1:水平工作台/圆台转换27§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲元件作用SB5/SB6:快移，KM4:快移YC1:快移电磁离合器YC2:工进电磁离合器▲几点说明★M2正转:工作台向右、前、下圆台回转★M2反转:工作台向左后上★水平工作台:SA11=SA13=1SA12=028§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲水平工作台纵向进给控制纵向手柄配合机械离合器和SQ1、SQ2进行控制向左工进反转，，动作器合上纵向进给机械离合纵向手柄向左向右工进正转，，动作器合上纵向进给机械离合纵向手柄向右1YC22M13KM13KMf0SQ221SQ21SQ21YC22M12KM12KMf0SQ121SQ11SQ1)()(29§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲水平工作台横向/垂直进给控制十字手柄配合机械离合器和SQ3、SQ4进行控制向后工进反转，，动作器合上横向进给机械离合十字手柄向后向前工进正转，，动作器合上横向进给机械离合十字手柄向前1YC22M13KM13KMf0SQ421SQ41SQ41YC22M12KM12KMf0SQ321SQ31SQ3)()(30■控制电路分析●进给电机M2控制▲水平工作台横向/垂直进给控制十字手柄配合机械离合器和SQ3、SQ4进行控制§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析向上工进反转，，动作器合上垂直进给机械离合十字手柄向上向下工进正转，，动作器合上垂直进给机械离合十字手柄向下1YC22M13KM13KMf0SQ421SQ41SQ41YC22M12KM12KMf0SQ321SQ31SQ3)()(31§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲水平工作台进给运动联锁控制★操作手柄时同时刻只存在一种运动方向选择，要求两手柄本身及之间联锁★★SQ1与SQ2、SQ3与SQ4构成机械联锁关系联锁触头构成机械联锁关系与24SQ23SQ22SQ12SQ32§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲水平工作台快移控制快移，，工作台工进时按下0YC21YC10KM41KM414KMf1SB5SB5)(33§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析■控制电路分析●进给电机M2控制▲水平工作台变速瞬时点动控制原理同主轴变速瞬时点动控制停不能自锁复位手柄复位后正向瞬时点动动作复位变速手柄2M02KMf2KM1Q62S0SQ61SQ6M212KMf0Q62S1SQ61SQ6)()(34■控制电路分析●进给电机M2控制▲圆工作台运动控制★前提条件纵向、十字手柄置停止档SA11=SA13=0，SA12=1★工作过程KM1工作→f(KM2)=1→M2正转→圆台单向旋转★说明：圆台与水平工作台通过SQ1~SQ4联锁§3.3X62W铣床电气控制电路四、电路分析35§3.4小型冷库的电气控制电路一、概述■制冷系统●制冷方法蒸汽压缩式：单级、双级、复叠式气体膨胀制冷蒸汽喷射式液体气化制冷→吸收式涡流管制冷吸附式热电制冷●冷库制冷系统类型采用氟利昂压缩制冷系统36§3.4小型冷库的电气控制电路一、概述■制冷系统●系统基本结构▲压缩机▲蒸发器▲冷凝器▲节流装置●制冷过程高压液体降压高压蒸汽液化蒸汽升压工质气化37§3.4小型冷库的电气控制电路