1、第三章第三章 典型设备电气控制电路典型设备电气控制电路 另一方面通过几种有代表性的机械控制线路分析，了解另一方面通过几种有代表性的机械控制线路分析，了解电气电气控制系统控制系统中中机械机械、液压液压与与电气电气控制控制配合配合的意义，为电气控制的的意义，为电气控制的设设计计、安装安装、调试调试和和维护维护打下基础。打下基础。本章通过分析典型机械设备的电气控制系统本章通过分析典型机械设备的电气控制系统,一方面进一步一方面进一步学学习和掌握习和掌握电气控制线路的电气控制线路的组成组成，以及基本，以及基本控制线路控制线路在机械控制中在机械控制中的的应用应用，掌握，掌握分析电气控制线路分析电气控制线路
2、的的方法与步骤方法与步骤，培养，培养读图读图能力能力;3.1.1 3.1.1 阅读设备说明书阅读设备说明书 说明书说明书:是一台机械设备完整的是一台机械设备完整的档案资料档案资料，涉及该设备机械和电气，涉及该设备机械和电气的的操作操作、技术的、技术的说明说明，以及，以及维护维护方面的相关内容图纸。方面的相关内容图纸。可以了解该设备的可以了解该设备的电气电气传动方式传动方式;电动机及电器元件的电动机及电器元件的规格和类型规格和类型;执行元件的执行元件的作用作用；电气图纸电气图纸:一般包括电气控制一般包括电气控制原理图原理图、接线图接线图和电气和电气元件布置图元件布置图等。等。还可以了解还可以了解
3、电气控制系统的电气控制系统的布置布置;安装要求及安装要求及连线方式连线方式;主电路及辅助电路的主电路及辅助电路的组成组成;电气元件与机械、液压等关联的电气元件与机械、液压等关联的状态状态。(1)先机先机后电后电原则：原则：首先了解设备的基本结构、运行情况和操作首先了解设备的基本结构、运行情况和操作方法，对设备有一个总体的了解，进而明确设备对电力拖动自动控方法，对设备有一个总体的了解，进而明确设备对电力拖动自动控制的要求，为读图作准备。制的要求，为读图作准备。查线法查线法:以某一电器以某一电器元件的线圈元件的线圈为对象，从电源开始，由上而下，从为对象，从电源开始，由上而下，从左到右，逐一分析其左
4、到右，逐一分析其接通和断开接通和断开的关系，并区分的关系，并区分主令主令信号、信号、联锁联锁条条件、件、保护保护环节等。具体如下：环节等。具体如下：(2)先主回路，后辅助回路的原则：先主回路，后辅助回路的原则：先阅读主回路电路图，看先阅读主回路电路图，看设备由几台电动机拖动，各个电动机的作用，再阅读控制回路和辅设备由几台电动机拖动，各个电动机的作用，再阅读控制回路和辅助回路电路图。助回路电路图。(3)化整为零的原则：化整为零的原则：分析电路时，根据不同部分的功能，将每分析电路时，根据不同部分的功能，将每一模块看懂一模块看懂。(4)综合分析的原则：综合分析的原则：经过化整为零后，必须把功能相关的
5、部分经过化整为零后，必须把功能相关的部分联系起来，全盘考虑，最后对整个电路进行综合分析。联系起来，全盘考虑，最后对整个电路进行综合分析。用途：用途：普通车床可以用来普通车床可以用来加工加工工件的工件的外圆外圆、内圆内圆、端面端面和和螺纹螺纹等，并可以等，并可以装上钻头装上钻头或铰刀等进行或铰刀等进行钻孔钻孔和和铰孔铰孔等等加工项目。下面以加工项目。下面以CA6140CA6140普通车床为例进行分析。普通车床为例进行分析。车床在机械加工中应用得最为广泛，约占切削机床车床在机械加工中应用得最为广泛，约占切削机床总数的总数的25255050。目前，在各种车床中，应用得最多。目前，在各种车床中，应用得
6、最多的是普通车床。的是普通车床。组成：组成：由床身由床身-9、主轴变速箱、主轴变速箱-3、进给变速箱、进给变速箱-2、溜板箱、溜板箱-5、溜板与、溜板与刀架刀架-4、尾架、尾架-6和丝杠和丝杠-7等。等。运动形式运动形式:主运动：进给运动由刀架快速移动主运动：进给运动由刀架快速移动(进给进给);由主电机驱动由主电机驱动.辅助运动：尾架移动与卡盘卡紧辅助运动：尾架移动与卡盘卡紧/放松。放松。电源经电源经QFQF引入，该开关为引入，该开关为漏电自动开漏电自动开关关。在自动开关旁有一小孔，其内有漏电。在自动开关旁有一小孔，其内有漏电试验按钮，以备检查是否漏电，电气箱盖试验按钮，以备检查是否漏电，电气
7、箱盖内有漏电开关内有漏电开关SQ2SQ2，当电气箱盖打开，则，当电气箱盖打开，则SQ2SQ2的触点闭合，使漏电电阻的触点闭合，使漏电电阻R R通电，电源通电，电源开关开关QFQF自动跳闸，当车床钥匙开关自动跳闸，当车床钥匙开关SA3SA3在闭在闭合状态时，操作者把机床关断，使合状态时，操作者把机床关断，使SA3SA3闭合，闭合，则机床电源开关合不上。则机床电源开关合不上。钥匙把钥匙把 SA3SA3触点触点打开，方可运行打开，方可运行。主电动机主电动机M1M1的容量不大，故采用的容量不大，故采用KM1KM1直直接启动；接启动；冷却泵电动机冷却泵电动机M2M2的运转和停止由接触器的运转和停止由接触
8、器KM2KM2的三个常开主触点的接通和断开来控制；的三个常开主触点的接通和断开来控制；快移电动机快移电动机M3M3的运转与停止由接触器的运转与停止由接触器KM3KM3的三个常开主触点的接通与断开来控制。的三个常开主触点的接通与断开来控制。漏电自动开关漏电自动开关QFQF用作短路保护用作短路保护。主轴电动机设有主轴电动机设有过载保护过载保护FR1FR1。冷却。冷却泵电动机、快移电动机容量很小，用泵电动机、快移电动机容量很小，用熔断器熔断器FUlFUl、FU2FU2作短路保护。作短路保护。M2M2又加又加了了过载保护过载保护FR2FR2。M3M3间歇短时运行，间歇短时运行，故不加热继电器进行过载保
9、护。故不加热继电器进行过载保护。控制电路采用控制电路采用110V110V交流电压供电，由熔断器交流电压供电，由熔断器FU6FU6作短路保护。作短路保护。准备：准备：先用钥匙将锁子开关置先用钥匙将锁子开关置1位，此时将开关位，此时将开关SA3断开，断开，检漏电阻检漏电阻R不通电，若电气箱盖子已盖好，漏电自动开关将不通电，若电气箱盖子已盖好，漏电自动开关将接通电源。接通电源。检测开关：检测开关：按下按钮按下按钮SBlSBl，若无电器动作，则说明开关，若无电器动作，则说明开关SQ1SQ1未闭合，未闭合，SQ1SQ1为为挂轮箱罩压的开关挂轮箱罩压的开关，挂轮箱罩未放上或未，挂轮箱罩未放上或未放好都使放
10、好都使SQ1SQ1不能闭合，整机不能启动。不能闭合，整机不能启动。启动：启动：按下按下SB1SB1，接触器，接触器KM1KM1线圈通电，线圈通电，KM1KM1的铁心吸合，的铁心吸合，主电路上主电路上KM1KM1的三个常开主触点闭合，主轴电动机的三个常开主触点闭合，主轴电动机M1M1启动运转。启动运转。自锁：自锁：同时同时KM1KM1的一个常开辅助触点的一个常开辅助触点(7-8)(7-8)也闭合，保证主轴电动机也闭合，保证主轴电动机M1M1在松开按在松开按钮钮SB1SB1后，也能连续运转。后，也能连续运转。停止：停止：按下停止按钮按下停止按钮SB2SB2，接触器，接触器KMlKMl线圈断电而释放
11、，它的三对常开主触点断线圈断电而释放，它的三对常开主触点断开，主轴电动机开，主轴电动机M1M1便停止便停止。过载保护：过载保护：热继电器热继电器FR1FR1的常闭触点串联在的常闭触点串联在KM1KM1电路中，只要主轴电动机电路中，只要主轴电动机M1M1过载，过载，FR1FR1的常闭触点断开，的常闭触点断开，KM1KM1便断电，便断电，M1M1电动机停止，实现过载保护。电动机停止，实现过载保护。零压保护功能：零压保护功能：在电源切断后，接触器在电源切断后，接触器KM1KM1释放，当电释放，当电源电压再次恢复正常时，如不按下启动按钮源电压再次恢复正常时，如不按下启动按钮SB1SB1，则电动机不，则
12、电动机不会自行启动，不致发生事故。会自行启动，不致发生事故。欠电压保护功能：欠电压保护功能：当电源电压太低时，接触器当电源电压太低时，接触器KMlKMl因电磁因电磁吸力不足而自动释放，电动机自行停止，以避免欠电压时电吸力不足而自动释放，电动机自行停止，以避免欠电压时电动机因电流过大而烧坏。动机因电流过大而烧坏。冷却泵电动机冷却泵电动机M2M2启动：启动：旋转转换开关旋转转换开关SA2SA2，使其闭合，主，使其闭合，主轴电动机运转时，轴电动机运转时，KM1KM1常开辅助触点闭合，使常开辅助触点闭合，使KM2KM2接触器线圈接触器线圈通电，通电，KM2KM2铁心吸合，主电路上铁心吸合，主电路上 K
13、M2 KM2的三个常开主触点闭合，的三个常开主触点闭合，M2M2启动运转，带动冷却泵提供冷却液供加工使用启动运转，带动冷却泵提供冷却液供加工使用。联锁：联锁：当主轴电动机停止时，冷却泵电动机因当主轴电动机停止时，冷却泵电动机因KM2KM2线圈电路中串联线圈电路中串联KM1(8)KM1(8)一一个常开辅助触点断开而断电释放，冷动泵电动机个常开辅助触点断开而断电释放，冷动泵电动机M2M2也停止。也停止。过载保护：过载保护：热继电器热继电器FR2FR2的常闭触点串联在的常闭触点串联在KM2KM2线圈电路中，线圈电路中，M2M2电动机过载，电动机过载，使热继电器常闭触点断开，使热继电器常闭触点断开，K
14、M2KM2接触器线圈断电释放，电动机接触器线圈断电释放，电动机M2M2停止。停止。失压、欠压保护：失压、欠压保护：M2M2电动机的失压、欠压保护由电动机的失压、欠压保护由KM2KM2接触器实现。接触器实现。快速移动：快速移动：当按下按钮当按下按钮SB3SB3，接触器，接触器KM3KM3线圈通电，线圈通电，KM3KM3铁铁心吸合，使主电路心吸合，使主电路KM3KM3三个常开主触点闭合，三个常开主触点闭合，M3M3电动机旋转，电动机旋转，实现快速移动。实现快速移动。点动控制：点动控制：快移的方向由装在溜板箱的十字手柄扳到所快移的方向由装在溜板箱的十字手柄扳到所需要的方向并按下按钮需要的方向并按下按
15、钮SB3SB3，即可得到所需移动方向的快速移，即可得到所需移动方向的快速移动。此控制电路为动。此控制电路为“点动点动”控制电路。主轴不运转时快速移控制电路。主轴不运转时快速移动也可实现。动也可实现。(3)(3)照明电路照明电路 ：照明电路采用照明电路采用36V36V交流电压供电。照明交流电压供电。照明电路由开关电路由开关SAlSAl接接36V36V低压灯泡低压灯泡ELEL组成，灯泡另一端必须接地，组成，灯泡另一端必须接地，以防止变压器原绕组和副绕组之间短路时发生触电事故，熔以防止变压器原绕组和副绕组之间短路时发生触电事故，熔断器断器FU5FU5是照明电路的短路保护器件。是照明电路的短路保护器件
16、。(4)(4)指示电路：指示电路：指示电路采用指示电路采用6.3V6.3V交流电压供电。指示灯交流电压供电。指示灯泡泡HLHL接低压接低压6.3V6.3V，熔断器，熔断器FU4FU4是指示电路的短路保护器件。是指示电路的短路保护器件。(5)触点索引：触点索引：KM1KM1：三个三个“2 2”表示表示KM1KM1的三个主触点在的三个主触点在2 2区；区；7 7和和8 8表表示示KM 1KM 1的一个常开辅助触点在的一个常开辅助触点在7 7区，另一个常开辅助触点区，另一个常开辅助触点在在8 8区；三个区；三个 ”表示常闭触点没有使用。表示常闭触点没有使用。KM2KM2：三个三个“3 3”表示表示K
17、M2KM2的三个主触点在的三个主触点在3 3区；三个区；三个“”表示常闭触点没有使用。表示常闭触点没有使用。KM3KM3：三个三个“4 4”表示表示KM3KM3的三个主触点在的三个主触点在4 4区；三个区；三个“”表示常闭触点没有使用。表示常闭触点没有使用。1.M1不起动,例如:锻压机械设备锻压机械设备:锻压机械有冲床、压力机、空气锤等，其中压力机广锻压机械有冲床、压力机、空气锤等，其中压力机广泛用于金属材料的压制工艺上。以泛用于金属材料的压制工艺上。以YH10YH103030型压力机进行分析。型压力机进行分析。3.3.1 3.3.1 主要结构与控制要求主要结构与控制要求 组成组成:主要由四根
18、立柱、液压缸、主要由四根立柱、液压缸、夹具、滑板、机身夹具、滑板、机身(工作台工作台)液压液压及驱动控制装置等组成。及驱动控制装置等组成。循环过程包括：循环过程包括：滑板下行、加压、滑板下行、加压、保压、回程和原位停止。保压、回程和原位停止。动力源：动力源：液压机采用液压机采用油压驱动油压驱动、电电气控制气控制。一台交流电动机一台交流电动机驱动油泵驱动油泵；另一台驱动风机对液压系统进行另一台驱动风机对液压系统进行抽风制冷抽风制冷。QFlQFl：断路器，是电源引入开关。断路器，是电源引入开关。QF2QF2和和QF3QF3：断路器，主要对电动断路器，主要对电动机机M1M1和和M2M2进行短路保护和
19、过载保进行短路保护和过载保护。护。KMlKMl和和KM2KM2：接触器对电动机进行启接触器对电动机进行启停控制。两台电动机都是停控制。两台电动机都是全电压全电压直接启动直接启动。QF4QF4：是单极断路器，主是单极断路器，主要用于控制回路的短路保要用于控制回路的短路保护，也可以用于手动切断护，也可以用于手动切断控制电路的电源。控制电路的电源。SBlSBl：是急停按钮，当系是急停按钮，当系统有异常情况时，可以统有异常情况时，可以按下急停按钮，复位时按下急停按钮，复位时顺时针旋转即可。顺时针旋转即可。T T：是控制变压器，为控是控制变压器，为控制电路提供制电路提供220V220V的电源。的电源。启
20、动制冷：启动制冷：SB3SB3按钮接通，按钮接通，接触器接触器KMlKMl的线圈得电，的线圈得电，KMlKMl触点自锁，电动机触点自锁，电动机M1M1抽风制冷。抽风制冷。停止制冷：停止制冷：按下按下SB2SB2按钮按钮时，接触器时，接触器KM1KM1的线圈失的线圈失电，电动机电，电动机M1M1停止运行。停止运行。SB5SB5：按钮合上时，按钮合上时，KAlKAl线圈得电，线圈得电，触点自锁，接触器触点自锁，接触器KM2KM2线圈和电磁阀线圈和电磁阀的线圈的线圈1YV1YV得电，液压泵电动机运转，得电，液压泵电动机运转，同时，油泵向油缸的上腔泵油，油同时，油泵向油缸的上腔泵油，油缸缸活塞下行活塞
21、下行。SP：是电节点压力表，当滑板下行并对是电节点压力表，当滑板下行并对夹具施压时，液压系统的压力上升，当夹具施压时，液压系统的压力上升，当油压力达到调定数值的上极限时油压力达到调定数值的上极限时SP的常的常开触点闭合，开触点闭合，KA2继电器的线圈上电，继电器的线圈上电，其常闭触点断开，其常闭触点断开，KM2和和1YV断电，液断电，液压泵电动机停止运转，电磁阀的线圈压泵电动机停止运转，电磁阀的线圈1YV断电，电磁阀在弹力作用下回至中断电，电磁阀在弹力作用下回至中位，液压系统位，液压系统开始保压开始保压。补压、保压：补压、保压：当液压系统的压力下降到当液压系统的压力下降到SP电节点压力表设定的
22、下限数值时，电节点压力表设定的下限数值时，SP的的常开触点断开，常开触点断开，KA2的线圈失电，的线圈失电，KA2的常闭触点闭合，此时的常闭触点闭合，此时KM2和电磁阀的线和电磁阀的线圈圈1YV重新得电，液压系统又开始重新得电，液压系统又开始补压补压，系统如此，系统如此周而复始补压、保压周而复始补压、保压维持液压维持液压系统的压力在一定的范围内。系统的压力在一定的范围内。活塞上行：活塞上行：当压制工作结当压制工作结束后，按下束后，按下SB7SB7按钮，按钮，KA3KA3线圈上电，继电器线圈上电，继电器KAlKAl和和电磁阀的线圈电磁阀的线圈1YV1YV失电，失电，同时电磁阀的线圈同时电磁阀的线圈2YV2YV和和接触器接触器KM2KM2的线圈得电，的线圈得电，油泵向油缸的下腔泵油，油泵向油缸的下腔泵油，油缸的活塞上行，当碰到油缸的活塞上行，当碰到SQSQ时，油缸的活塞上行停时，油缸的活塞上行停止。止。EL1EL1：控制回路带电指示。控制回路带电指示。EL2EL2：制冷电机运行指示。制冷电机运行指示。EL3EL3：液压系统补压指示。液压系统补压指示。EL4EL4：油缸上行指示。油缸上行指示。EL5EL5：液压系统保压指示液压系统保压指示。EL6EL6：液压泵电动机运行指示。液压泵电动机运行指示。EL7EL7：电磁阀运行指示。电磁阀运行指示。
