1、1第三章第三章 典型机械设备电气控制系统分析典型机械设备电气控制系统分析3.1 概述概述3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路3.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路23.1 概述概述一、目的一、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，综合了解实际设备通过几台典型机械设备控制电路分析，综合了
2、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二、电气控制系统分析内容 机械设备概况机械设备概况 了解被控设备结构组成、工作原理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、运动要求主要技术性能及规格、运动要求 电气设备及电气元件选用电气设备及电气元件选用 明确电动机作用、规格、型号、工作控制要求明确电动机作用、规格、型号、工作控制要求 了解所
3、用各种电器工作原理、控制作用及功能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：信号信息采集传递：信号电气控制系统电气控制系统 运动输出：电气控制系统运动输出：电气控制系统执行机构执行机构机械系统机械系统3.1 概述概述4三、电气控制系统分析方法及步骤三、电气控制系统分析方法及步骤 分析方法分析方法 化整为零将电路按功能划分为若干局部电路化整为零将电路按功能划分为若干局部电路 划分方法划分方法 按驱动方式：电动机控制电路、液压控制电路按驱动方式：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
4、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对复杂控制电路进一步细分为简单局部电路 分析步骤分析步骤 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控制电路分析：如何实现各种控制功能 3.1 概述概述53.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路一、概述一、概述 车床应用广泛，可加工各种回转表面、螺纹、端面车床应用广泛，可加工各种回转表面、螺纹、端面 包括包括切削主运动切削主运动和和刀具进给运动刀具进给运动，
5、由一台电机拖动，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，以不同型号的控制电路不同，以C650为例分析为例分析二、二、C650车床结构及工作要求车床结构及工作要求 结构结构 p:586二、二、C650车床结构及工作要求车床结构及工作要求 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 机械调速机械调速 要求停车制动功能：要求停车制动功能：电气制动电气制动 提供冷却液：提供冷却液：冷却泵冷却泵 要求刀架快移：要求刀架快移：快移电机快移电机3.2 卧式
6、车床电气控制电路卧式车床电气控制电路7三、电气拖动及控制要求三、电气拖动及控制要求 运动形式运动形式 主运动：主轴回转主运动：主轴回转 进给运动：刀架进给移动、快移进给运动：刀架进给移动、快移 电气拖动电气拖动 主电机主电机M1：主运动和进给移动主运动和进给移动 冷却泵电机冷却泵电机M2：驱动冷却泵驱动冷却泵 快移电机快移电机M3：刀架快移刀架快移 控制要求控制要求 M1采用直接起动方式、正反转、电气制动、点动调整采用直接起动方式、正反转、电气制动、点动调整 M2采用直接起停方式、长动控制采用直接起停方式、长动控制 M3采用手动控制起停采用手动控制起停3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控
7、制电路8四、电路分析四、电路分析3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路9 主电路分析主电路分析 KM1/KM2控制控制 主电机主电机M1正反转正反转 电流表电流表A监视主电机监视主电机 M1工作电流工作电流 KM3用于主电机用于主电机M1点动调整点动调整 时限流电阻时限流电阻R串入串入 KM4控制冷却泵电机控制冷却泵电机M2 KM5控制快移电机控制快移电机M3 设置短路保护和过载保护设置短路保护和过载保护3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析103.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 M
8、1控制电路：正反转起动控制电路：正反转起动 点动调整点动调整 停车制动停车制动 M2控制电路控制电路 M3控制电路控制电路 M1正反转起动控制正反转起动控制 元件作用元件作用 SB3:正转起动按钮正转起动按钮 SB4:反转起动按钮反转起动按钮 KT:M1起动时短接起动时短接A联锁触头11 控制电路分析控制电路分析 M1正反转起动控制正反转起动控制 工作过程工作过程3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析工工作作电电流流表表延延时时正正转转自自锁锁自自锁锁制制动动电电路路切切除除短短接接限限流流电电阻阻A0KTM101KM11KM11KMf3KM0KA1KA1K
9、AfR13KM1KTf13KMf13SB )()()()(12 控制电路分析控制电路分析 M1点动控制点动控制 元件作用元件作用 SB2:正向点动按钮正向点动按钮 工作过程工作过程3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析停停不不自自锁锁松松开开正正向向起起动动串串入入按按下下M101KM01KMf1KM02SB2SBR1M01KM11KM11KMf12SB2SB )()(13 控制电路分析控制电路分析 M1反接制动控制反接制动控制 原理原理 按速度原则按速度原则进行进行 反接制动控制反接制动控制 元件作用元件作用 SB1:停止按钮停止按钮 KS:速度继电器速度
10、继电器3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析14 控制电路分析控制电路分析 M1反接制动控制反接制动控制 工作过程工作过程3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析停停转转速速趋趋零零制制动动反反向向起起动动串串松松开开按按下下正正转转1M02KMf02KSR1M12KM12KMf11SB1SB11KM1KA03KM0KAf03KMf01KMf01SB1SB01KM0KA12KS1M )()()()()(15 控制电路分析控制电路分析 刀架快移刀架快移M3控制控制 冷却泵电机冷却泵电机M2控制控制 辅助电路辅助电路 EL:照明
11、灯照明灯3.2 卧式车床电气控制电路卧式车床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析溜溜板板箱箱带带动动刀刀架架快快移移经经传传动动系系统统工工作作动动作作转转动动刀刀架架手手柄柄 3M15KM15KMf1SQSQ)(工工作作自自锁锁2M14KM14KMf16SB )(163.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路一、概述一、概述 铣床种类铣床种类 按结构形式和加工性能：立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣按结构形式和加工性能：立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣 用途用途 加工平面、斜面、沟槽加工平面、斜面、沟槽 装上分度头可铣切直齿轮、螺旋面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、弧形槽装
12、上圆工作台可铣切凸轮、弧形槽 加工形式加工形式 分顺铣、逆铣，工作时只能用一种形式分顺铣、逆铣，工作时只能用一种形式17二、二、X62W铣床结构及工作要求铣床结构及工作要求 结构结构 p:62 运动形式运动形式 主运动：主轴旋转运动主运动：主轴旋转运动 进给运动：进给运动：水平工作台纵向左右、水平工作台纵向左右、横向前后、横向前后、垂直上下工进运动垂直上下工进运动 上述各方向快移上述各方向快移 圆工作台回转运动圆工作台回转运动3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路18 工作要求工作要求 主运动主运动与与进给运动和回转运动进给运动和回转运动分别由单独电动机拖动分别由单独电动机拖动 主轴
13、要求正反转切换，以适应顺、逆铣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移动，同一时刻只许一 个方向工进或快移个方向工进或快移 圆工作台旋转时禁止上述水平工作台圆工作台旋转时禁止上述水平工作台6个方向移动个方向移动 主运动和进给运动采用机械变速机构调速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，后起动进给电机工作时先起动主轴电机，后起动进给电机3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电
14、路 二、二、X62W铣床结构及工作要求铣床结构及工作要求19三、电气拖动及控制要求三、电气拖动及控制要求 电气拖动电气拖动 主电机主电机M1：主运动主运动 进给电机进给电机M2：水平工作台工进及快移，圆工作台回转水平工作台工进及快移，圆工作台回转 冷却泵电机冷却泵电机M3：控制要求控制要求 M1采用直接起动、正反转、电磁制动器采用直接起动、正反转、电磁制动器YB制动、换刀制动、换刀 制动、多地点起停控制制动、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，快移利用配合进给传动链，快移利用YC1配合快移传动链配合
15、快移传动链 M3采用手动控制采用手动控制3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路20 控制要求控制要求 主运动和进给运动变速时配合点动控制主运动和进给运动变速时配合点动控制 水平工作台水平工作台6个方向移动与圆台转动间具备联锁关系个方向移动与圆台转动间具备联锁关系 完备的保护环节完备的保护环节 M1先工作，先工作，M2后工作后工作 进给运动传递路径进给运动传递路径 运动方向由手柄操纵运动方向由手柄操纵 机械进给离合器选择机械进给离合器选择3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 三、电气拖动及控制要求三、电气拖动及控制要求21四、电路分析四、电路分析3.3 X62W铣床电气控制
16、电路铣床电气控制电路22 主电路分析主电路分析 组合开关组合开关SA5控制主电机控制主电机M1 换向，换向，KM1控制控制M1工作工作 KM2/KM3控制进给电机控制进给电机M2 正反转正反转 转换开关转换开关SA3控制冷却泵电机控制冷却泵电机 M3 设置短路、过载保护设置短路、过载保护3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析233.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 主电机主电机M1控制控制 M1起动控制起动控制 元件作用元件作用 SB1/SB2:主轴停止，主轴停止，SB3/SB4:起动起动 SA
17、2:主轴换刀制动主轴换刀制动 前提条件前提条件 由由SA5选择好主电机转向选择好主电机转向 SA2复位复位SA21=1，SA22=0 变速手柄选择主轴转速变速手柄选择主轴转速SQ7复位复位 工作过程：自锁电路工作过程：自锁电路243.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 主电机主电机M1控制控制 M1制动控制制动控制 原理原理 采用电磁制动器采用电磁制动器YB进行主轴制动进行主轴制动 工作过程工作过程 主轴换刀制动控制主轴换刀制动控制停停车车制制动动按按下下1M1YB11KM01KM01KMf01SB11SB1SB )(制制动动置置于
18、于换换刀刀制制动动位位置置 01KMf1YB122SA021SA2SA)(253.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 主电机主电机M1控制控制 主轴变速时瞬时点动控制主轴变速时瞬时点动控制 原理原理 利用变速手柄复位过程中利用变速手柄复位过程中 使使SQ7工作实现工作实现M1瞬时点动瞬时点动 工作过程工作过程停停不不能能自自锁锁复复位位手手柄柄复复位位后后瞬瞬时时点点动动动动作作复复位位变变速速手手柄柄1M01KMf1KM1Q7S0SQ7SQ7M111KMf0Q7S1SQ7SQ7 )()(263.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气
19、控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 电路结构电路结构 顺序控制：顺序控制：M1M2 工作台各进给运动间联锁控制工作台各进给运动间联锁控制 M2正反转控制正反转控制 元件作用元件作用 SQ1:向右，向右，SQ2:向左向左 SQ3:向前向前/向下，向下，SQ4:向后向后/向上向上 SQ6:进给变速瞬时点动开关进给变速瞬时点动开关 SA1:水平工作台水平工作台/圆台转换圆台转换273.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 元件作用元件作用 SB5/SB6:
20、快移，快移，KM4:快移快移 YC1:快移电磁离合器快移电磁离合器 YC2:工进电磁离合器工进电磁离合器 几点说明几点说明 M2正转正转:工作台向右、前、下工作台向右、前、下 圆台回转圆台回转 M2反转反转:工作台向左后上工作台向左后上 水平工作台水平工作台:SA11=SA13=1 SA12=0283.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 水平工作台纵向进给控制水平工作台纵向进给控制 纵向手柄配合机械离合器纵向手柄配合机械离合器 和和SQ1、SQ2进行控制进行控制向左工进向左工进反转，反转，动作动作器器合
21、上纵向进给机械离合合上纵向进给机械离合纵向手柄向左纵向手柄向左向右工进向右工进正转，正转，动作动作器器合上纵向进给机械离合合上纵向进给机械离合纵向手柄向右纵向手柄向右 1YC22M13KM13KMf0SQ221SQ21SQ21YC22M12KM12KMf0SQ121SQ11SQ1)()(293.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 水平工作台横向水平工作台横向/垂直进给控制垂直进给控制 十字手柄配合机械离合器十字手柄配合机械离合器 和和SQ3、SQ4进行控制进行控制向后工进向后工进反转，反转，动作动作器器
22、合上横向进给机械离合合上横向进给机械离合十字手柄向后十字手柄向后向前工进向前工进正转，正转，动作动作器器合上横向进给机械离合合上横向进给机械离合十字手柄向前十字手柄向前 1YC22M13KM13KMf0SQ421SQ41SQ41YC22M12KM12KMf0SQ321SQ31SQ3)()(30 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 水平工作台横向水平工作台横向/垂直进给控制垂直进给控制 十字手柄配合机械离合器十字手柄配合机械离合器 和和SQ3、SQ4进行控制进行控制3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析向上工进向上工进反转，反转，动作动作器
23、器合上垂直进给机械离合合上垂直进给机械离合十字手柄向上十字手柄向上向下工进向下工进正转，正转，动作动作器器合上垂直进给机械离合合上垂直进给机械离合十字手柄向下十字手柄向下 1YC22M13KM13KMf0SQ421SQ41SQ41YC22M12KM12KMf0SQ321SQ31SQ3)()(313.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 水平工作台进给运动联锁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操作手柄时同时刻只存在 一种运动方向选择，要求一种运动方向选择，要求 两手柄本身及之间联锁两手柄
24、本身及之间联锁 SQ1与与SQ2、SQ3与与SQ4 构成机械联锁关系构成机械联锁关系联锁触头构构成成机机械械联联锁锁关关系系与与24SQ23SQ22SQ12SQ 323.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 水平工作台快移控制水平工作台快移控制快快移移，工工作作台台工工进进时时按按下下 0YC21YC10KM41KM414KMf1SB5SB5)(333.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 水平工作台变速瞬时点动控制
25、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原理同主轴变速瞬时点动控制停停不能自锁不能自锁复位复位手柄复位后手柄复位后正向瞬时点动正向瞬时点动动作动作复位变速手柄复位变速手柄2M02KMf2KM1Q62S0SQ61SQ6M212KMf0Q62S1SQ61SQ6 )()(34 控制电路分析控制电路分析 进给电机进给电机M2控制控制 圆工作台运动控制圆工作台运动控制 前提条件前提条件 纵向、十字手柄置纵向、十字手柄置停止档停止档 SA11=SA13=0，SA12=1 工作过程工作过程 KM1工作工作f(KM2)=1 M2正转正转圆台单向旋转圆台单向旋转 说明：圆台与水平工作台说明：圆台与
26、水平工作台 通过通过SQ1SQ4联锁联锁3.3 X62W铣床电气控制电路铣床电气控制电路 四、电路分析四、电路分析353.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路一、概述一、概述 制冷系统制冷系统 制冷方法制冷方法 蒸汽压缩式蒸汽压缩式：单级、双级、复叠式：单级、双级、复叠式 气体膨胀制冷气体膨胀制冷 蒸汽喷射式蒸汽喷射式 液体气化制冷液体气化制冷 吸收式吸收式 涡流管制冷涡流管制冷 吸附式吸附式 热电制冷热电制冷 冷库制冷系统类型冷库制冷系统类型 采用氟利昂压缩制冷系统采用氟利昂压缩制冷系统 363.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 一、概述一、概述 制冷系统制冷系统
27、 系统基本结构系统基本结构 压缩机压缩机 蒸发器蒸发器 冷凝器冷凝器 节流装置节流装置 制冷过程制冷过程高压液体降压高压液体降压高压蒸汽液化高压蒸汽液化蒸汽升压蒸汽升压工质气化工质气化373.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 一、概述一、概述 电气拖动电气拖动 压缩机压缩机M3 冷却水泵电机冷却水泵电机M1 冷却塔风机冷却塔风机M2 控制要求控制要求 M1、M2先工作，先工作，M3后起动，以防冷凝效果不好，排气压后起动，以防冷凝效果不好，排气压 力过高力过高 YV1、YV2与与M3同时工作同时工作 库温由库温由XCT-122温控器控制温控器控制 制冷回路设压力继电器制冷回路设压
28、力继电器SP作压力保护作压力保护 设置短路、过载保护设置短路、过载保护383.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路二、电路分析二、电路分析39 主电路分析主电路分析 低压断路器低压断路器QF作电源开关作电源开关 KM1KM3分别控制分别控制M1M3 设置短路、过载保护设置短路、过载保护3.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析403.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析 控制电路分析控制电路分析 水泵电机水泵电机M1控制控制 SB1:停止，停止，SB2:起动起动 冷却塔风机冷却塔风机M2控制控制 SB3:停止
29、，停止，SB4:起动起动 压缩机压缩机M3控制控制 元件作用元件作用 SA:自动自动/手动方式选择手动方式选择 (手动时温控器无作用手动时温控器无作用)413.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析 控制电路分析控制电路分析 压缩机压缩机M3控制控制 XCT-122温控器温控器 特点：是一种动圈指针式温度调节仪表特点：是一种动圈指针式温度调节仪表 面板布置面板布置 接线端子接线端子 指针与端子对应关系指针与端子对应关系 动针连上限高动针连上限高 上限指针连上限中上限指针连上限中 下限指针连下限中下限指针连下限中 上限高与下限低内部连接上限高与下限低内部连接
30、上上 限限 下下 限限高高 中中 低低 高高 中中 低低423.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析 控制电路分析控制电路分析 压缩机压缩机M3控制控制 温度控制温度控制 预置条件预置条件：SA=手动手动 M1、M2工作工作 工作过程工作过程 手动过程手动过程 自动过程自动过程433.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析保保持持通通电电自自动动自自锁锁上上限限中中短短接接上上限限高高与与指指针针接接触触动动针针与与上上限限库库温温下下降降工工作作，13KMfSA1A4K1A4KfM31YV21YV113KMf )()(
31、)(443.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析工工作作自自锁锁指指针针接接触触动动针针与与上上限限升升高高库库温温，停停车车，下下限限中中短短接接上上限限高高与与指指针针接接触触动动针针与与下下限限库库温温下下降降M313KMf1A4K1A4Kf0YV20YV1M31KA50M3Kf0A5Kf0A4K0A4Kf0KA51A5Kf )()()()()()(453.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析 控制电路分析控制电路分析 压缩机压缩机M3控制控制 保护控制保护控制 压力保护压力保护 过载保护过载保护响响停停车车，电
32、电铃铃，超超压压HAM31KA3f0KM3f0SP1SP )()(463.4 小型冷库的电气控制电路小型冷库的电气控制电路 二、电路分析二、电路分析 控制电路分析控制电路分析 压缩机压缩机M3控制控制 信号指示信号指示 HL1:水泵停止水泵停止 HL2:水泵运行水泵运行 HL3:风机停止风机停止 HL4:风机运行风机运行 HL5:压缩机停压缩机停 HL6:制冷制冷 HL7:超压超压474849？505152535455565758596061626364656667686970717273747576777879808182838485？8687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118
