电气控制系统与可编程控制器-常晓玲第3章PPT课件

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1、1第三章 典型生产机械电气控制电路分析 第三章第三章典型生产机械典型生产机械电气控制电路分析电气控制电路分析第一节第一节 电气控制电路的分析基础电气控制电路的分析基础第二节第二节 车床的电气控制电路分析车床的电气控制电路分析第三节第三节 X62W X62W万能铣床的电气控制电路分析万能铣床的电气控制电路分析第四节第四节 T68 T68型卧式镗床的电气控制电路分析型卧式镗床的电气控制电路分析第五节第五节 起重机械电气控制电路分析起重机械电气控制电路分析2第三章 典型生产机械电气控制电路分析 1.1.设备说明书设备说明书 设备说明书由机械（包括液压）与电气两部分组成。设备说明书由机械（包括液压）与

2、电气两部分组成。 (1) (1) 设设备备的的构构造造，主主要要技技术术指指标标，机机械械、液液压压气气动动部部分的工作原理及主要性能指标、规格和运动要求等。分的工作原理及主要性能指标、规格和运动要求等。 (2) (2) 电电气气传传动动方方式式，电电机机、执执行行电电器器等等数数目目、规规格格型型号、安装位置、用途及控制要求。号、安装位置、用途及控制要求。 (3) (3) 设设备备的的使使用用方方法法，各各操操作作手手柄柄、开开关关、旋旋钮钮、指指示装置的布置以及在控制电路中的作用。示装置的布置以及在控制电路中的作用。第一节电气控制电路的分析基础一、电气控制电路分析的内容一、电气控制电路分析

3、的内容3第三章 典型生产机械电气控制电路分析 (4) (4) 弄弄清清楚楚与与机机械械、液液压压部部分分直直接接关关联联的的电电器器（行行程程开开关关、电电磁磁阀阀、电电磁磁离离合合器器、传传感感器器等等）的的位位置置、工工作作状状态态及及与与机机械械、液液压压部部分分的的关关系系，在在控控制制中中的的作作用等。用等。 2.2.电气控制原理图电气控制原理图 这这是是电电路路分分析析的的主主要要内内容容。电电气气控控制制系系统统的的原原理理图图有有主主电电路路、控控制制电电路路、指指示示照照明明电电路路、保保护护及及联联锁锁环节以及特殊控制电路等部分组成。环节以及特殊控制电路等部分组成。4第三章

4、 典型生产机械电气控制电路分析 注意：注意： 我我们们在在分分析析具具体体电电路路图图时时，必必须须与与阅阅读读其其它它技技术术资资料料结结合合起起来来。例例如如，各各种种电电动动机机及及执执行行元元件件的的控控制制方方式式、位位置置及及作作用用，各各种种与与机机械械有有关关的的位位置置开开关关、主主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。5第三章 典型生产机械电气控制电路分析 1.1.分分析析主主电电路路 电电动动机机起起动动、转转向向控控制制、调调速速、制制动动等等基本控制环节。基本控制环节。 2.2.分分析析控控制制电电路路 将将控控制制电

5、电路路“化化整整为为零零”，按按功功能能不不同同划分成若干个局部控制电路来进行分析。划分成若干个局部控制电路来进行分析。 3. 3.分析分析指示照明等辅助电路指示照明等辅助电路 二、电路图阅读分析的方法与步骤二、电路图阅读分析的方法与步骤分析控制电路的最基本的方法是分析控制电路的最基本的方法是“查线读图查线读图”法。法。 4. 4.分析分析联锁与保护联锁与保护环节环节5.5.分析分析特殊控制环节特殊控制环节6.6.总体检查总体检查6第三章 典型生产机械电气控制电路分析 第二节第二节卧式车床的电气控制线路卧式车床的电气控制线路分析分析 车车床床是是一一种种应应用用极极为为广广泛泛的的金金属属切切

6、削削机机床床。在在机机械械加加工工中中广广泛泛使使用用，根根据据其其结结构构和和用用途途不不同同、分分成成普普通通车车床床、立立式式车车床床、六六角角车车床床、仿仿形形车车床床等等。车车床床主主要要用用于于车车削削外外圆圆、内内孔孔、端端面面、螺螺纹纹定定型型表表面面和和回回转转体体的的端端面面等等，并并可可装上钻头、绞刀等刀具进行孔加工装上钻头、绞刀等刀具进行孔加工。7第三章 典型生产机械电气控制电路分析 一、卧式车床的主要结构及运动形式一、卧式车床的主要结构及运动形式 卧式车床主要结构如下页图，为了加工各种旋转表面，车床主要结构如下页图，为了加工各种旋转表面，车床必须具有车床必须具有切削运

7、动切削运动和和辅助运动辅助运动。切削运动包括主运动和。切削运动包括主运动和进给运动，除此之外的所有运动均称为辅助运动。进给运动，除此之外的所有运动均称为辅助运动。 主运动主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动，它是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动，它消耗绝大部分能量。消耗绝大部分能量。 进给运动进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动，其是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动，其运动方式有手动和自动两种。运动方式有手动和自动两种。 辅助运动辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。8第三章 典型生产机械电气控制电路分析 卧式车床的结构卧式车

8、床的结构1-1-床身；床身；2-2-进给箱；进给箱；3-3-挂轮箱；挂轮箱；4-4-主轴箱；主轴箱；5-5-溜板箱；溜板箱；6-6-溜板及刀架；溜板及刀架；7-7-尾座；尾座；8-8-丝杠；丝杠；9-9-光杠光杠 9第三章 典型生产机械电气控制电路分析 二、卧式车床的电力拖动及控制要求二、卧式车床的电力拖动及控制要求 根据普通卧式车床加工的需要，其控制要求：根据普通卧式车床加工的需要，其控制要求： 1.1.主主轴轴转转速速和和进进给给速速度度可可调调，主主轴轴转转速速能能在在相相当当大大的的范范围内进行调节围内进行调节 2.2.主主轴电动机的起机的起动、停、停车应能能实现自自动控制。控制。 3

9、.3.冷却冷却泵电动机机4.4.快速移动电动机快速移动电动机 5.5.控制控制线路路应有必要的保有必要的保护及照明等及照明等电路。路。 主轴启动之后，再启动采用机械抱闸10第三章 典型生产机械电气控制电路分析 三、三、C616C616卧式车床的电气控制电路分析卧式车床的电气控制电路分析11第三章 典型生产机械电气控制电路分析 1.1.主电路分析主电路分析 该该车车床床有有三三台台电电动动机机，M1M1为为主主电电动动机机，M2M2为为润润滑滑泵泵电电动动机机，M3M3为冷却泵电动机。为冷却泵电动机。 三三相相交交流流电电源源通通过过开开关关QSQS引引入入，FU1FU1、FR1FR1分分别别为

10、为主主电电机机的的短短路路保保护护和和过过载载保保护护。KM1KM1、KM2KM2为为主主电电动动机机M1M1的的正正转转和和反反转转接接触触器器。KM3KM3为为M1M1和和M2M2电电动动机机的的起起动动、停停止止接接触触器器。SA1SA1为为M3M3电电动动机机的接通和断开用组合开关，的接通和断开用组合开关，FR2FR2、FR3FR3进行电动机的过载保护。进行电动机的过载保护。 2.2.控制、照明和显示电路分析控制、照明和显示电路分析 合合上上开开关关QSQS后后，三三相相交交流流电电源源被被引引入入。当当SA2SA2的的操操纵纵手手柄柄处处在在零零位位时时，合合上上转转换换开开关关SA

11、3SA3，则则接接触触器器KM3KM3通通电电吸吸合合，润润滑滑泵泵电电动动机机M2M2起起动动。KM3KM3的的辅辅助助常常开开触触点点闭闭合合为为主主电电动动机机M1M1启启动动作作好准备，好准备，M2M2与与M1M1电动机之间有顺序起动联锁。电动机之间有顺序起动联锁。 12第三章 典型生产机械电气控制电路分析 操操纵纵控控制制开开关关SA2SA2，可可以以控控制制主主电电动动机机正正转转反反转转。当当开开关关SA2SA2在在零零位位时时，SA2SA20 0接接通通，SA2SA21 1、SA2SA22 2断断开开，这这时时中中间间继继电电器器KAKA通通电电吸吸合合并并自自锁锁。当当将将操

12、操纵纵手手柄柄扳扳到到向向下下位位置置时时，SA2SA21 1接接通通，SA2SA20 0、SA2SA22 2断断开开，正正转转接接触触器器KM1KM1通通电电吸吸合合，主主电电动动机机M1M1正正转转起起动动。若若将将操操纵纵手手柄柄扳扳到到向向上上位位置置时时，SA2SA22 2接接通通，SA2SA20 0、SA2SA21 1断开，反转接触器断开，反转接触器KM2KM2通电，通电，M1M1反转起动。反转起动。 当当手手柄柄扳扳回回零零位位时时，SA2SA21 1、SA2SA22 2断断开开，接接触触器器KM1KM1或或KM2KM2线线圈圈断断电电，M1M1电电动动机机自自由由停停车车。有有

13、经经验验的的操操作作工工人人在在停停车车时时，将将手手柄柄瞬瞬时时扳扳向向相相反反转转向向的的位位置置，M1M1电电动动机机进进入入反反接接制制动动状状态态，待待主主轴轴接接近近停停止止时时，将将手手柄柄迅迅速速扳扳回回零零位位，可可以以大大大大缩缩短停车时间。短停车时间。13第三章 典型生产机械电气控制电路分析 中间继电器中间继电器KAKA起零压保护作用。在线路中，当电源起零压保护作用。在线路中，当电源电压降低或消失时，中间继电器电压降低或消失时，中间继电器KAKA释放，释放，KAKA的常开触点的常开触点断开；接触器断开；接触器KM3KM3释放，释放，KM3KM3的常开触点断开；的常开触点断

14、开；KM1KM1或或KM2KM2也断电释放。当电网电压恢复后，因为这时也断电释放。当电网电压恢复后，因为这时SA2SA2开关不开关不在零位，在零位，KM3KM3不会得电吸合，所以不会得电吸合，所以KM1KM1或或KM2KM2也不会得电也不会得电吸合。即使这时手柄在零位，由于吸合。即使这时手柄在零位，由于SA2SA21 1、SA2SA22 2触点断开，触点断开，KM1KM1或或KM2KM2也不会得电造成自启动，这就是中间继电器也不会得电造成自启动，这就是中间继电器KAKA的零压保护作用。的零压保护作用。 照明电器的电源由照明变压器照明电器的电源由照明变压器TCTC副边输出副边输出36V36V电压

15、电压供电，供电，SA4SA4为照明灯接通或断开的按键开关。为照明灯接通或断开的按键开关。14第三章 典型生产机械电气控制电路分析 四、四、C650C650普通车床的电气控制线路分析普通车床的电气控制线路分析15第三章 典型生产机械电气控制电路分析 C650C650普普通通车车床床主主电电动动机机的的功功率率为为30kW,30kW,为为提提高高工工作作效效率率，该该机机床床采采用用了了反反接接制制动动，为为减减小小制制动动电电流流，定定子子回回路路串串入入了了限限流流电电阻阻R R。为为减减轻轻工工人人的的劳劳动动强强度度和和节节省省辅辅助助工工作作时时间间，专门设置一台专门设置一台2.2kW2

16、.2kW的拖动溜板箱的快速移动电动机。的拖动溜板箱的快速移动电动机。 1.1.主电路分析主电路分析 该该车车床床有有三三台台电电动动机机，M1M1为为主主电电动动机机，拖拖动动主主轴轴旋旋转转，并并通通过过进进给给机机构构以以实实现现进进给给运运动动。M2M2为为冷冷却却泵泵电电动动机机，提提供切削液。供切削液。M3M3为快速移动电动机，拖动刀架快速移动。为快速移动电动机，拖动刀架快速移动。 开关开关QSQS将三相电源引入，将三相电源引入，FU1FU1为主电动机为主电动机M1M1的短路保护的短路保护用熔断器，用熔断器，FR1FR1为为M1M1的过载保护用热继电器。的过载保护用热继电器。R R为

17、限流电阻，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。通过电防止在点动时连续的起动电流造成电动机的过载。通过电流互感器流互感器TATA接入电流表接入电流表A A以监视主电动机绕组的电流，熔断以监视主电动机绕组的电流，熔断器器FU2FU2为为M2M2、M3M3电动机的短路保护，接触器电动机的短路保护，接触器KM4KM4、KM5KM5为为M2M2、M3M3起动用接触器。起动用接触器。FR2FR2为为M2M2的过载保护热继电器，因快速电的过载保护热继电器，因快速电动机动机M3M3短时工作，故不设过载保护。短时工作，故不设过载保护。 16第三章 典型生产机械电气控制电路分析 2 2、控制电

18、路分析、控制电路分析 （1 1）主电动机）主电动机M1M1的的点动调整点动调整控制控制 调调整整车车床床时时，要要求求主主电电动动机机M1M1点点动动控控制制。线线路路中中KM1KM1为为M1M1电电动动机机的的正正转转接接触触器器，KM2KM2为为M1M1的的反反转转接接触触器器，KAKA为为中间继电器。工作过程如下：中间继电器。工作过程如下： M1M1电电动动机机的的点点动动控控制制是是由由点点动动按按钮钮SB4SB4控控制制。按按下下SB4SB4，接接触触器器KM1KM1的的线线圈圈得得电电，它它的的主主触触点点闭闭合合，电电动动机机定定子子绕绕组组经经限限流流电电阻阻R R和和电电源源

19、接接通通，电电动动机机在在低低速速下下启启动动。松松开开SB4SB4，KM1KM1断断电电，电电动动机机停停止止。在在点点动动过过程程中中，中中间间继电器继电器KAKA不通电，因此不通电，因此KM1KM1不会自锁。不会自锁。17第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （2 2）主电动机）主电动机M1M1的的正、反转控制正、反转控制 正正转转：主主电电动动机机正正转转由由正正向向起起动动按按钮钮SB1SB1控控制制。按按下下SB1SB1时时，接接触触器器KM3KM3首首先先得得电电动动作作，它它的的主主触触点点闭闭合合将将限限流流电电阻阻R R短短接接，辅辅助助触触点点也也同同时时闭闭合合，使使中

20、中间间继继电电器器KAKA的的线线圈圈得得电电，KAKA的的辅辅助助常常开开触触点点（13-713-7）闭闭合合使使接接触触器器KM1KM1得得电电，电电动动机机在在全全电电压压下下启启动动。由由于于KM1KM1的的常常开开触触点点（13-1513-15）、KAKA的的常常开开触触点点（5-155-15）闭合将闭合将KM1KM1自锁。自锁。 反反转转：主主电电动动机机的的反反转转是是由由反反向向起起动动按按钮钮SB2SB2控控制制的的。其其控控制制过过程程与与上上面面的的相相类类似似，当当电电动动机机处处于于停停车车状状态态时时，按按下下SB2SB2时时，KM3KM3首首先先得得电电，然然后后

21、KAKA得得电电，它它的的辅辅助助触触点点（21-2321-23）闭闭合合，使使KM2KM2得得电电吸吸合合，KM2KM2的的主主触触点点将将电电动动机机的的三三相相电电源源相相序序改改变变，使使电电动动机机在在全全电电压压下下反反转转启启动动。KM2KM2的的常常开开触触点点（15-2115-21）和和KAKA的的常常开开触触点点（5-155-15）的的闭闭合合将将KM2KM2自自锁锁。KM2KM2和和KM1KM1的的常常闭闭触触点点分分别别串串在在对对方方的的接接触触器器线线圈圈的的回回路路中中，起起到到正正转转和和反反转转的的互互锁锁作用。作用。18第三章 典型生产机械电气控制电路分析

22、（3 3）主电动机）主电动机M1M1的的反接制动反接制动控制控制 速速度度继继电电器器与与被被控控电电动动机机同同轴轴联联接接 ，当当电电动动机机正正转转时时，速速度度继继电电器器的的正正转转常常开开触触点点KS1KS1（17-2317-23）闭闭合合，电电动动机机反反转转时时，速速度度继继电电器器的的反反转转常常开开触触点点KS2KS2（17-717-7）闭闭合合。在在电电动动机机正正转转时时，接接触触器器KM1KM1，KM3KM3和和继继电电器器都都处处于于得得电电状状态态，速速度度继继电电器器的的正正转转常常开开触触点点KS1KS1（17-2317-23）也也是是闭闭合合的的，这这样样就

23、就为为正正转反接制动做好准备。转反接制动做好准备。 当当停停车车时时，按按下下停停止止按按钮钮SB6SB6，接接触触器器KM3KM3失失电电，其其主主触触点点断断开开，电电阻阻R R串串入入主主回回路路。与与此此同同时时KM1KM1也也失失电电，断断开开了了电电动动机机的的电电源源，同同时时KAKA也也失失电电，使使它它的的常常闭闭触触点点闭闭合合。这这样样就就使使反反转转接接触触器器线线圈圈KM2KM2通通过过1-3-5-17-23-251-3-5-17-23-25线线路路得得电电，电电机机的的电电源源反反接接，使使其其处处于于反反接接制制动动状状态态。当当电电动动机机的的转转速速下下降降为

24、为速速度度继继电电器器的的复复位位转转速速时时，速速度度继继电电器器的的正正转转常常开开触触点点KS1KS1（17-2317-23）断开，切断）断开，切断KM2KM2的通电回路，电动机停止。的通电回路，电动机停止。 电动机机反反转时的制的制动与正与正转时的制的制动相似相似。19第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （4 4）刀架的）刀架的快速移动和冷却泵控制快速移动和冷却泵控制 刀刀架架的的快快速速移移动动由由转转动动刀刀架架手手柄柄压压动动限限位位开开关关SQSQ，使使接接触器触器KM5KM5吸合，吸合，M3M3电动机转动来实现。电动机转动来实现。 （5 5）其它辅助线路其它辅助线路 监监视

25、视主主回回路路负负载载的的电电流流表表是是通通过过电电源源互互感感器器接接入入的的。为为防防止止电电动动机机起起动动、点点动动和和制制动动电电流流对对电电流流表表的的冲冲击击，线线路路中中采采用用一一个个时时间间继继电电器器KTKT。例例如如当当启启动动时时，KTKT线线圈圈通通电电，而而KTKT的的延延时时断断开开的的常常闭闭触触点点尚尚未未动动作作，电电流流互互感感器器副副边边电电流流只只流流经经该该触触点点构构成成闭闭合合回回路路，电电流流表表没没有有电电流流流流过过。启启动动后后，KTKT延时断开的常闭触点打开，此时电流才流经电流表。延时断开的常闭触点打开，此时电流才流经电流表。 控控

26、制制电电路路的的电电源源采采用用了了控控制制变变压压器器TCTC低低压压供供电电，这这样样使之更加安全。使之更加安全。20第三章 典型生产机械电气控制电路分析 铣床是用铣刀进行铣削加工的机床。可以用来加工机械铣床是用铣刀进行铣削加工的机床。可以用来加工机械零件的平面、斜面、沟槽等型面，在装上分度头以后，可以零件的平面、斜面、沟槽等型面，在装上分度头以后，可以加工直齿轮和螺旋面；装上回转圆工作台，则可以加工凸轮加工直齿轮和螺旋面；装上回转圆工作台，则可以加工凸轮和弧形槽等回转体。按结构形式的不同，可分为立式铣床、和弧形槽等回转体。按结构形式的不同，可分为立式铣床、卧式铣床、龙门铣床、仿型铣床以及

27、各种专用铣床。卧式铣床、龙门铣床、仿型铣床以及各种专用铣床。第三节第三节 X62W X62W型卧式万能铣床的型卧式万能铣床的 电气控制电路分析电气控制电路分析21第三章 典型生产机械电气控制电路分析 X62WX62W卧式万能铣床的结构卧式万能铣床的结构22第三章 典型生产机械电气控制电路分析 一、一、X62WX62W型卧式万能铣床主要结构及运动形式型卧式万能铣床主要结构及运动形式 X62WX62W卧式万能铣床卧式万能铣床由床身、由床身、悬梁、刀杆支架、工作台、梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等部件溜板和升降台等部件组成。成。 该铣床可以实现七个方向的运动：该铣床可以实现七个方向的运动：升降台

28、的升降台的上下上下移动，一般称为垂直运动。移动，一般称为垂直运动。溜板沿水平导轨作平行于主轴轴线方向的溜板沿水平导轨作平行于主轴轴线方向的前后前后运动，一运动，一般称横向进给。般称横向进给。工作台沿回转台上的导轨作垂直于轴线方向的工作台沿回转台上的导轨作垂直于轴线方向的左右左右移移动，一般称为纵向移动动，一般称为纵向移动 倾斜方向倾斜方向进给，以加工螺旋槽。进给，以加工螺旋槽。23第三章 典型生产机械电气控制电路分析 X62WX62W型铣床有型铣床有三种三种运动，即运动，即主运动主运动、进给运动进给运动和和辅助辅助运动。运动。 主运动主运动：主轴带动铣刀的旋转运动；：主轴带动铣刀的旋转运动；

29、进给运动进给运动：加工过程中工作台带动工件在三个相互垂：加工过程中工作台带动工件在三个相互垂直方向上的直线运动；直方向上的直线运动； 辅助运动辅助运动：工作台在三个互相垂直方向上的快速直线：工作台在三个互相垂直方向上的快速直线运动，以及工作台的旋转运动。运动，以及工作台的旋转运动。24第三章 典型生产机械电气控制电路分析 二、二、X62WX62W型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求 1 1X62WX62W型型万万能能铣铣床床的的主主轴轴与与工工作作台台各各自自采采用用单单独独的的笼笼型型异步电动机拖动。异步电动机拖动。 2 2主主轴轴电电动动机机空空载载起起动动

30、，采采用用直直接接起起动动。为为完完成成顺顺铣铣和逆铣，要求有和逆铣，要求有正反转正反转。 3 3主轴电动机有停车主轴电动机有停车制动制动控制。控制。 4 4工工作作台台的的纵纵向向、横横向向和和垂垂直直三三个个方方向向的的进进给给运运动动由由同同一一台台进进给给电电动动机机拖拖动动，三三个个方方向向的的选选择择由由操操纵纵手手柄柄改改变变传传动动链链来来实实现现，同同一一时时间间只只允允许许工工作作台台向向一一个个方方向向移移动动，故故三三个方向的运动之间应有完善的联锁保护。个方向的运动之间应有完善的联锁保护。25第三章 典型生产机械电气控制电路分析 5 5X62WX62W型型万万能能铣铣床

31、床通通过过吸吸合合一一个个快快速速电电磁磁铁铁的的方方法法来来改变传动链改变传动链的传动比从而实现快速移动。的传动比从而实现快速移动。 6 6要要求求圆圆工工作作台台旋旋转转运运动动与与工工作作台台的的上上下下、左左右右、前前后三个方向的直线运动之间有后三个方向的直线运动之间有联锁联锁保护控制。保护控制。 7 7X62WX62W型型铣铣床床采采用用机机械械方方式式变变速速。要要求求主主轴轴或或进进给给变变速时电动机进行冲动（短时转动）控制。速时电动机进行冲动（短时转动）控制。 8 8主轴旋转与工作台进给之间应有主轴旋转与工作台进给之间应有起停顺序联锁控制，起停顺序联锁控制， 9 9冷却泵由一台

32、电动机拖动，供给铣削时的冷却液。冷却泵由一台电动机拖动，供给铣削时的冷却液。1010为操作方便，机床的起、停要求为操作方便，机床的起、停要求两处两处控制。控制。26第三章 典型生产机械电气控制电路分析 三、三、X62WX62W型卧式万能铣床控制电路分析型卧式万能铣床控制电路分析 X62WX62W型万能铣床电气控制电路见下页。型万能铣床电气控制电路见下页。 （一）主电路分析（一）主电路分析 万能铣床主电路共有三台电动机，其中万能铣床主电路共有三台电动机，其中M1M1为主轴拖动电为主轴拖动电动机，动机，M2M2为工作台进给拖动电动机，为工作台进给拖动电动机，M3M3为冷却泵电动机。为冷却泵电动机。

33、1 1控制电路电源控制电路电源 由控制变压器由控制变压器TCTC的的110V110V副边供给。副边供给。（二）控制电路分析（二）控制电路分析27第三章 典型生产机械电气控制电路分析 X62W X62W型万能铣床电气控制电路型万能铣床电气控制电路28第三章 典型生产机械电气控制电路分析 2 2主轴电动机主轴电动机M1M1的控制的控制（1 1）主轴电动机）主轴电动机M1M1的起动的起动SQ7处于不受力SA4扳到主轴所需要的旋转方向起动前起动前准备准备起动：起动：合上QS按下SB3（或SB4）KM1得电自锁M1直接起动n120r/minKS1（或KS2）动作 为为M1M1的停车制动作好准备的停车制动

34、作好准备图3-529第三章 典型生产机械电气控制电路分析 主主轴变速速时的的冲冲动控控制制，是是利利用用变速速手手柄柄、SQ7SQ7行行程程开开关关和和变速速数数字字盘的的机机电联合合控控制制实现的的。既既可可以以停停车变速速，又可以运行又可以运行时变速。速。 （2 2）主轴电动机）主轴电动机M1M1的停车制动的停车制动按下SB1（或SB2）KM1断电M1串电阻反接制动n120r/minKS1（或KS2）断开KM2得电自锁M1停车停车停车：（3 3）主）主轴变速速时的冲的冲动控制控制30第三章 典型生产机械电气控制电路分析 当需要对主轴变速时，操作过程是：当需要对主轴变速时，操作过程是：变速手

35、柄拉出SQ7受力KM2得电M1反接制动主轴速度降低转动变速盘快速将变速手柄复位SQ7复位KM2失电M1停车 总总之之，主主轴轴变变速速冲冲动动过过程程就就是是SQ7SQ7行行程程开开关关短短时时受受压压又又恢恢复复原原状状、主主轴轴短短时时低低速速运运转转，与与机机械械变变速速严严密密配配合合的的过过程程。当主轴重新起动后，就会按新的转速运行。当主轴重新起动后，就会按新的转速运行。31第三章 典型生产机械电气控制电路分析 3 3工作台进给电动机工作台进给电动机M2M2的控制的控制 转换开关转换开关SA1SA1是用来控制圆工作台接通与停止的主令是用来控制圆工作台接通与停止的主令电器，电器，当当圆

36、工作台使用或停用工作台使用或停用时SA1SA1的状的状态 如表如表3-13-1所示所示（“+”“+”表示触头接通，表示触头接通，“-”“-”表示触头表示触头断开）断开）。表表3-1圆工作台转换开关工作状态圆工作台转换开关工作状态位置位置触点触点接通圆工作接通圆工作台台断开圆工作断开圆工作台台SA1SA11 1+SA1SA12 2+SA1SA13 3+32第三章 典型生产机械电气控制电路分析 注意：注意：万能铣床要求在主轴电动机起动后，才能万能铣床要求在主轴电动机起动后，才能起动进给电动机。所以电路原理图设计为主轴电动机起动进给电动机。所以电路原理图设计为主轴电动机M1M1的控制接触器的控制接触

37、器KM1KM1动作后，由其辅助常开触头（从动作后，由其辅助常开触头（从1313号线）把工作台进给运动控制电路的电源接通，即号线）把工作台进给运动控制电路的电源接通，即KM1KM1得电，工作台才能运动。得电，工作台才能运动。33第三章 典型生产机械电气控制电路分析 由由工工作作台台纵纵向向操操纵纵手手柄柄来来控控制制。手手柄柄有有三三个个位位置置：向向右右、向向左左、中中间间。工工作作台台纵纵向向操操纵纵手手柄柄在在不不同同位位置置会会压压到到SQ1SQ1、SQ2SQ2两个行程开关，这些行程开关的工作状态见表两个行程开关，这些行程开关的工作状态见表3-23-2。（1 1）工作台左右（纵向）运动的

38、控制：）工作台左右（纵向）运动的控制：表表3-2工作台纵向行程开关工作状态工作台纵向行程开关工作状态向左向左中间中间（停）（停）向右向右SQ11-+SQ12+-SQ21+-SQ22-+纵向操纵手柄纵向操纵手柄触点触点34第三章 典型生产机械电气控制电路分析 工作台移动的前提条件是工作台移动的前提条件是“主轴已启动主轴已启动”，即，即1313号线得电。号线得电。 向右移动：向右移动： 向左移动：向左移动：手柄扳到右手柄扳到右压下压下SQ1SQ1KM4KM4得电得电M2正转正转拖动工作台向右移动拖动工作台向右移动手柄扳到左手柄扳到左压下压下SQ2SQ2KM3KM3得电得电M2反转反转拖动工作台向左

39、移动拖动工作台向左移动35第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （2 2）工工作作台台的的上上下下（升升降降）和和前前后后（横横向向）运运动动的的控控制制：工工作作台台的的上上下下运运动动和和前前后后运运动动由由十十字字复复式式操操纵纵手手柄柄来来控控制制。此此手手柄柄有有五五个个位位置置，即即上上、下下、前前、后后和和中中间间位位置置。工工作作台台横向、升降行程开关工作状态见下表横向、升降行程开关工作状态见下表3-33-3。表表3-3工作台升降、横向行程开关工作状态工作台升降、横向行程开关工作状态向前向前向下向下中间中间（停）（停）向后向后向上向上SQ31+-SQ32-+SQ41-+SQ42

40、+-升降及横向操升降及横向操纵手柄纵手柄触点触点36第三章 典型生产机械电气控制电路分析 向上运动：向上运动：主轴起动后主轴起动后十字手柄扳至十字手柄扳至“向上向上”位置位置 压下压下SQ4SQ4KM3KM3得电得电M2反转反转工作台向上运动工作台向上运动向下运动：向下运动：主轴起动后主轴起动后十字手柄扳至十字手柄扳至“向下向下”位置位置 压下压下SQ3SQ3KM4KM4得电得电M2正转正转工作台向下运动工作台向下运动 注意：注意：对电路分析来说，工作台的对电路分析来说，工作台的“向前向前”与与“向下向下”运运动使用的是同一个电流通路；而动使用的是同一个电流通路；而“向后向后”与与“向上向上”

41、运动在控运动在控制电路上也没有区别制电路上也没有区别。与十字手柄联动的机械机构会相应切换。与十字手柄联动的机械机构会相应切换垂直运动和横向运动传动链，区分两种不同的运动。垂直运动和横向运动传动链，区分两种不同的运动。37第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （3 3）工作台进给运动时的变速冲动控制：）工作台进给运动时的变速冲动控制： 工作台在以上六个方向的运动均可以实现多个速度的运工作台在以上六个方向的运动均可以实现多个速度的运行。其变速过程与主轴变速过程相类似。行。其变速过程与主轴变速过程相类似。变速必速必须在在进给电动机停止机停止时进行。行。 （4 4）工作台的快速移动控制：）工作台的快速

42、移动控制： 在纵向、横向和垂直六个方向上工作台均可以快速移动，在纵向、横向和垂直六个方向上工作台均可以快速移动，快速移动是由快速移动电磁铁快速移动是由快速移动电磁铁YAYA控制的。控制的。38第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （5 5）工作台各运动方向的联锁：）工作台各运动方向的联锁： 由于工作台在同一时间内，只允许向一个方向运动，这种由于工作台在同一时间内，只允许向一个方向运动，这种连锁是利用机械和电气的方法来实现的。例如连锁是利用机械和电气的方法来实现的。例如工作台工作台向左、向向左、向右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右运动的机械联右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右运动

43、的机械联锁作用。而工作台的纵向与横向、升降运动的联锁，则是利用锁作用。而工作台的纵向与横向、升降运动的联锁，则是利用电气方法来实现的。电气方法来实现的。39第三章 典型生产机械电气控制电路分析 其旋转速度也可通过蘑菇状变速手轮进行调节。其旋转速度也可通过蘑菇状变速手轮进行调节。（6 6）圆工作台控制：）圆工作台控制：工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置！工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置！SA1SA1扳到扳到“接通圆工作台接通圆工作台”位置位置按下按下SB3SB3或或SB4SB4M1起动起动圆工作台单向运转圆工作台单向运转电流路径为：电流路径为：1313SQ6SQ62 2SQ4SQ4

44、2 2SQ3SQ32 2SQ1SQ12 2SQ2SQ22 2SA1SA12 2KM4KM4线圈线圈KM3KM3常闭触头常闭触头191940第三章 典型生产机械电气控制电路分析 4 4冷却泵电动机冷却泵电动机M3M3的控制的控制 将将转转换换开开关关SA2SA2合合上上，接接触触器器KM6KM6线线圈圈得得电电吸吸合合，冷冷却却泵泵电动机电动机M3M3起动，通过机械机构将冷却液输送到机床切削部分。起动，通过机械机构将冷却液输送到机床切削部分。 5 5照明电路照明电路 机机床床照照明明电电路路由由变变压压器器TCTC供供给给36V36V安安全全电电压压，并并由由开开关关SA3SA3控制。控制。 6

45、 6保护环节保护环节 由由FU1FU1、FU2FU2实实现现主主电电路路的的短短路路保保护护，FU3FU3作作为为照照明明电电路路的的短路保护，短路保护，FU4FU4实现控制电路的短路保护。实现控制电路的短路保护。41第三章 典型生产机械电气控制电路分析 1 1电气控制电路与机械配合相当密切，因此分析中要详电气控制电路与机械配合相当密切，因此分析中要详细了解机械机构与电气控制的关系。细了解机械机构与电气控制的关系。 2 2运运动动速速度度的的调调整整主主要要是是通通过过机机械械方方法法，因因此此简简化化了了电电气控制系统中的调速控制电路，但机械结构就相对比较复杂。气控制系统中的调速控制电路，但

46、机械结构就相对比较复杂。 3 3控控制制电电路路中中设设置置了了变变速速冲冲动动控控制制，从从而而使使变变速速顺顺利利进进行。行。 4 4采用两地控制，操作方便。采用两地控制，操作方便。 5 5具具有有完完整整的的电气气联锁，并并具具有有短短路路、零零压、过载及及行行程限位保程限位保护环节，工作可靠。，工作可靠。 四、四、X62W卧式万能铣床电气控制电路的特点卧式万能铣床电气控制电路的特点42第三章 典型生产机械电气控制电路分析 第四节 T68型卧式镗床的电气控制线路分析43第三章 典型生产机械电气控制电路分析 一、一、卧式镗床的主要结构及运动情况卧式镗床的主要结构及运动情况 由结构，卧式镗床

47、的运动大致有三种：由结构，卧式镗床的运动大致有三种： 主运动主运动：镗轴的旋转运动与花盘的旋转运动；：镗轴的旋转运动与花盘的旋转运动； 进进给给运运动动：镗镗轴轴的的轴轴向向进进给给，花花盘盘刀刀具具沿沿溜溜板板的的径径向向进进给，镗头架的垂直进给，工作台的横向进给与纵向进给；给，镗头架的垂直进给，工作台的横向进给与纵向进给； 辅辅助助运运动动：工工作作台台的的回回旋旋，后后立立柱柱的的纵纵向向移移动动、尾尾架架的的垂直移动及各部分的快速移动。垂直移动及各部分的快速移动。44第三章 典型生产机械电气控制电路分析 二、卧式镗床电力拖动及控制要求二、卧式镗床电力拖动及控制要求 T68 T68型卧式

48、镗床型卧式镗床控制要求控制要求如下：如下： 1 1T68T68型卧式镗床采用机电联合调速。型卧式镗床采用机电联合调速。 2 2进给运动要求主电动机能正反转。进给运动要求主电动机能正反转。 3 3为机床调整方便，主轴能作正反向低速点动。为机床调整方便，主轴能作正反向低速点动。 4 4为为使使主主轴轴迅迅速速准准确确停停车车，主主轴轴电电动动机机应应具具有有制制动动措措施施，本机床采用电磁铁带动的机械制动装置。本机床采用电磁铁带动的机械制动装置。 5 5为为缩缩短短时时间间，各各工工作作进进给给应应能能快快速速移移动动，由由另另一一台台快快速速移动电动机拖动。移动电动机拖动。 6 6由由于于镗镗床

49、床运运动动部部件件较较多多，应应设设置置必必要要的的联联锁锁和和保保护护，并并使操作尽量集中。使操作尽量集中。45第三章 典型生产机械电气控制电路分析 三、三、T68型卧式镗床的电气控制电路分析型卧式镗床的电气控制电路分析 T68 T68型卧式镗床电气控制电路见下页。型卧式镗床电气控制电路见下页。 1 1主电路分析主电路分析 T68 T68型卧式型卧式镗床有两台床有两台电动机，机，M1M1为主主电动机，机，M2M2为快快速移速移动电动机。其中机。其中M1M1为一台一台4/24/2极的双速极的双速电动机。机。 2. 2.控制电路分析控制电路分析 合合上上QSQS后后，变压器器TCTC向向控控制制

50、电路路供供电，控控制制电路路主主要要用用于于实现主主轴电动机机正正反反转控控制制、点点动控控制制、制制动控控制制及及转速控制，速控制，实现快速移快速移动电动机的点机的点动控制。控制。 46第三章 典型生产机械电气控制电路分析 47第三章 典型生产机械电气控制电路分析 反向点动过程相同，请自行分析。反向点动过程相同，请自行分析。(1)主轴电动机的点动控制主轴电动机的点动控制变速手柄置于低速位置，此时变速手柄置于低速位置，此时SQ1SQ1不受力。不受力。按下按下SB4KM1得电得电KM3线圈得电线圈得电YB也得电也得电M1接成三角形低速正向起动接成三角形低速正向起动松开松开SB4KM1K3线圈断电

51、线圈断电YBM1停车停车48第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （2 2）主轴电动机的起动控制）主轴电动机的起动控制1 1）低速起动控制）低速起动控制变速手柄置于低速SQ1不受力按下SB3KM1得电自锁KM3、YB得电M1接成三角形低速正向起动反向连续运行个过程类似。反向连续运行个过程类似。2 2）高速起动控制）高速起动控制变速手柄位于高速位置SQ1动作按下SB3KM1得电自锁KM3YB得电KT线圈得电M1低速正转起动计时时间到KM3失电KM4KM5得电自锁M1接成双星型正向高速运行接成双星型正向高速运行图3-749第三章 典型生产机械电气控制电路分析 T68型型卧卧式式镗床床采采用用电磁磁

52、操操作作的的机机械械制制动装装置置，主主电路路中中的的YB为制制动电磁磁铁的的线圈圈，无无论M1正正转或或反反转，YB线圈圈均均通通电吸合，松开吸合，松开电动机机轴上的制上的制动轮，电动机自由起机自由起动。当当按按下下停停止止按按钮SB1时，KM1、KM3、YB线圈圈均均断断电，在在强强力力弹簧簧的的作作用用下下，将将制制动带紧箍箍在在制制动轮上上，电动机机迅迅速停速停车。（3 3）主轴电动机的停车和制动控制）主轴电动机的停车和制动控制50第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （4 4）主轴变速和进给变速控制）主轴变速和进给变速控制主主轴变速和速和进给变速可以在速可以在电动机机M1运行运行时进

53、行。行。主轴变速手柄拉出SQ2动作M1停车主轴速度选择好手柄复位SQ2复位M1自动低速起动运行进给变速速过程与上相似。过程与上相似。（5 5）镗头架、工作台快速移动的控制）镗头架、工作台快速移动的控制 由快速电动机由快速电动机M2M2经传动机构拖动镗头架和工作台作各种快经传动机构拖动镗头架和工作台作各种快速移动。速移动。扳动快速操作手柄SQ6或SQ7动作KM6或KM7得电M2快速正转或快速反转51第三章 典型生产机械电气控制电路分析 控控制制变变压压器器的的一一组组副副边边绕绕组组向向照照明明电电路路提提供供36V36V安安全全电电压压。照照明明灯灯ELEL由由开开关关SA1SA1控控制制。熔

54、熔断断器器FU3FU3作作照照明明电电路路的的短短路保护，路保护，FU4FU4用作指示电路的短路保护。用作指示电路的短路保护。3.3.照明电路照明电路4.4.机床的联锁和保护机床的联锁和保护T68卧卧式式镗床床工工作作台台或或主主轴箱箱在在自自动进给时，设置置了了两两个行程开关个行程开关SQ3和和SQ4，以，以实现联锁保保护。52第三章 典型生产机械电气控制电路分析 1. 1.主轴与进给电动机主轴与进给电动机M1M1为双速电机。为双速电机。 2. 2.电动机电动机M1M1能可逆运行，并可正反向点动及制动。能可逆运行，并可正反向点动及制动。 3.3.主主轴轴和和进进给给变变速速均均可可在在运运行

55、行中中进进行行。只只要要进进行行变变速速，M1M1电电动动机机就就停停止止，变变速速完完成成后后，可可自自动动低低速速起起动动，使使变变速速过过程顺利进行。程顺利进行。 4.4.主主轴轴箱箱及及工工作作台台与与主主轴轴以以单单独独的的电电动动机机M2M2拖拖动动其其快快速速移动。它们之间的进给有机械和电气联琐保护。移动。它们之间的进给有机械和电气联琐保护。四、四、T68卧式万能镗床电气控制电路的特点卧式万能镗床电气控制电路的特点53第三章 典型生产机械电气控制电路分析 第五节第五节 起重机械电气控制线路分析起重机械电气控制线路分析 一、起重机械概述一、起重机械概述1 用途和分类用途和分类 按其

56、结构可分按其结构可分按起吊的重量可分按起吊的重量可分桥式起重机桥式起重机门式起重机门式起重机塔式起重机塔式起重机旋转起重机旋转起重机缆索起重机缆索起重机小型为小型为510t中型中型1050t重型重型50t以上以上54第三章 典型生产机械电气控制电路分析 2.桥式起重机的结构及运动情况桥式起重机的结构及运动情况 1驾驶室2辅助滑线架3交流磁力控制盘4电阻箱5起重小车6大车拖动电动机7端梁8主滑线9主梁55第三章 典型生产机械电气控制电路分析 桥桥式式起起重重机机由由桥桥架架，装装有有提提升升机机构构的的小小车车、大大车车运运行行机机构构及及操操纵纵室室等等几部分组成。几部分组成。（1）桥桥架架：

57、由由主主梁梁9、端端梁梁走走台台7等等几几部部分分组组成成。主主梁梁跨跨架架在在车车间间上上空空，其其两两端端连连有有端端梁梁，主主梁梁外外侧侧装装有有走走台台并并设设有有安安全全栏栏杆杆。桥桥架架的的一一头头装装有有大大车车移移行行机机构构6、电电气气箱箱3、起起吊吊机机构构和和小小车车运运行行轨轨道道以以及及辅辅助助滑滑线线架。桥架的一头装有驾驶室，另一头装有引入电源的主滑线。架。桥架的一头装有驾驶室，另一头装有引入电源的主滑线。（2）大大车车移移行行机机构构：大大车车移移行行机机构构是是由由驱驱动动电电动动机机、制制动动器器、传传动动轴轴（减减速速器器）和和车车轮轮等等几几部部分分组组成

58、成。其其驱驱动动方方式式有有集集中中驱驱动动和和分分别别驱驱动动两种。整个起重机在大车移动机构驱动下，可沿车间长度方向前后移动。两种。整个起重机在大车移动机构驱动下，可沿车间长度方向前后移动。（3）小小车车运运行行机机构构：由由小小车车架架、小小车车移移行行机机构构和和提提升升机机构构组组成成。小小车车架架由由钢钢板板焊焊成成，其其上上装装有有小小车车移移行行机机构构、提提升升机机构构、栏栏杆杆及及提提升升限限位位开开关关。小小车车可可沿沿桥桥架架主主梁梁上上的的轨轨道道左左右右移移行行。在在小小车车运运动动方方向向的的两两端端装装有缓冲器和限位开关；有缓冲器和限位开关； 运运动形形式式: :

59、大大车拖拖动电动机机驱动的的前前后后运运动，小小车拖拖动电动机机驱动的的左左右右运运动以以及及由由提提升升电动机机驱动的的重重物物升升降降运运动三三种种形形式式，每每种种运运动都都要求有极限位置保要求有极限位置保护。56第三章 典型生产机械电气控制电路分析 3桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求： 通通常常起起重重机机械械的的工工作作条条件件通通常常十十分分恶恶劣劣，而而且且工工作作环环境境变变化化大大，大大都都是是在在粉粉尘尘大大、高高温温、高高湿湿度度或或室室外外露露天天场场所所等等环环境境中中使使用用。其其工工作作负负载载属属于于重重复复短短时时工工作

60、作制制。由由于于起起重重机机的的工工作作性性质质是是间间歇歇的的（时时开开时时停停，有有时时轻轻载载，有有时时重重载载），要要求求电电动动机机经经常常处处于于频频繁繁起起动动、制制动动、反反向向工工作作状状态态，同同时时能能承承受受较较大大的的机机械械冲冲击击，并并有有一一定定的的调调速速要要求求。为为此此，专专门门设设计计了了起起重重用用电电动动机机，它它分分为为交交流流和和直直流流两两大大类类，交交流流起起重重用用异异步步电电动动机机有有绕绕线线和和笼笼型型两两种种，一一般般在在中中小小型型起重机上用交流异步电动机，直流电动机一般用在大型起重机上。起重机上用交流异步电动机，直流电动机一般用

61、在大型起重机上。 为了了提提高高起起重重机机的的生生产率率及及可可靠靠性性，对其其电力力拖拖动和和自自动控控制制等方面都提出了很高要求：等方面都提出了很高要求： （1）空空钩钩能能快快速速升升降降，以以减减少少上上升升和和下下降降时时间间，轻轻载载的的提提升升速速度应大于额定负载的提升速度。度应大于额定负载的提升速度。 （2）具具有有一一定定的的调调速速范范围围，对对于于普普通通起起重重机机调调速速范范围围一一般般为为3：1，而要求高的地方则要求达到，而要求高的地方则要求达到5：110：1。 （3）在在开开始始提提升升或或重重物物接接近近预预定定位位置置附附近近时时，都都需需要要低低速速运运行

62、行。因此应将速度分为几档，以便灵活操作。因此应将速度分为几档，以便灵活操作。 57第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （4）提升第一档的作用是为了消除传动间隙，使钢丝绳张紧，为）提升第一档的作用是为了消除传动间隙，使钢丝绳张紧，为避免过大的机械冲击，这一档的电动机的起动转矩不能过大，一般限避免过大的机械冲击，这一档的电动机的起动转矩不能过大，一般限制在额定转矩的一半以下。制在额定转矩的一半以下。 （5）在负载下降时，根据重物的大小，拖动电动机的转矩可以是）在负载下降时，根据重物的大小，拖动电动机的转矩可以是电动转矩，也可以是制动转矩，两者之间的转换是自动进行的。电动转矩，也可以是制动转矩，两

63、者之间的转换是自动进行的。 （6）为确保安全，要采用电气与机械双重制动，既减小机械抱闸）为确保安全，要采用电气与机械双重制动，既减小机械抱闸的磨损，又可防止突然断电而使重物自由下落造成设备和人身事故。的磨损，又可防止突然断电而使重物自由下落造成设备和人身事故。 （7）要有完备的电气保护与联锁环节。）要有完备的电气保护与联锁环节。 由于起重机使用很广泛，控制设备已经标准化。根据拖动电动机由于起重机使用很广泛，控制设备已经标准化。根据拖动电动机容量的大小，容量的大小，常用的控制方式常用的控制方式有两种：一种是采用有两种：一种是采用凸轮控制器凸轮控制器直接去直接去控制电动机的起停、正反转、调速和制动

64、。这种控制方式由于受到控控制电动机的起停、正反转、调速和制动。这种控制方式由于受到控制器触点容量的限制，故只适用于小容量起重电动机的控制。另一种制器触点容量的限制，故只适用于小容量起重电动机的控制。另一种是采用是采用主令控制器与磁力控制屏配合主令控制器与磁力控制屏配合的控制方式，适用于容量较大，的控制方式，适用于容量较大，调速要求较高的起重电动机和工作十分繁重的起重机。对于调速要求较高的起重电动机和工作十分繁重的起重机。对于15t以上的以上的桥式起重机，一般同时采用两种控制方式，主提升机构采用主令控制桥式起重机，一般同时采用两种控制方式，主提升机构采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大车小车

65、移动机构和副提升机构则采用器配合控制屏控制的方式，而大车小车移动机构和副提升机构则采用凸轮控制器控制方式。凸轮控制器控制方式。 58第三章 典型生产机械电气控制电路分析 二二. .凸轮控制器控制线路分析凸轮控制器控制线路分析 接触器接触器KMKM控制电动机起控制电动机起动和停止。动和停止。 控制器的控制器的不同控制位置不同控制位置, ,转子各相电路转子各相电路接入不同的电接入不同的电阻，实现一定阻，实现一定范围的调速。范围的调速。 59第三章 典型生产机械电气控制电路分析 凸轮控制器控制电动机凸轮控制器控制电动机 的机械特性的机械特性 60第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （1）主电路分析

66、）主电路分析QS为为电电源源开开关关，KI为为过过电电流流继继电电器器，用用于于过过载载保保护护，YA为为三三相相电电磁磁制制动动抱抱闸闸的的电电磁磁铁铁，YA断断电电时时，在在强强力力弹弹簧簧作作用用下下制制动动器器抱抱闸闸紧紧紧紧抱抱住住电电动动机机转转轴轴进进行行制制动动，YA通通电电时时，电电磁磁铁铁吸吸动动抱抱闸闸使使之之松松开开。三三相相电电动动机机有有接接触触器器KM进进行行起起动动和和停停止止控控制制，电电动动机机转转子子回回路路串串联联了了几几段段三三相相不不对对称称电电阻阻。在在控控制制器器的的不不同同控控制制位位置置，凸凸轮轮控控制制器器控控制制转转子子各各相相电电路路接

67、接入入不不同同的的电电阻阻，以以得得到到不不同同的的转转速速，实实现现一一定定范范围围的的调速。调速。 在在电电动动机机定定子子回回路路中中，三三相相电电源源进进线线中中的的有有一一相相直直接接引引入入，其其它它两两相相经经凸凸轮轮控控制制器器控控制制，当当控控制制器器手手柄柄位位于于左左边边15档档与与位位于于右右边边15档档的的区区别别是是两两相相电电源源互互换换，实实现现电电动动机机的的电电源源的的相相序序的的改改变变，达达到到正正转转与与反反转转控控制制目目的的。电电磁磁制制动动器器YA与与电电动动机机同同时时得得电电或或失失电电，从从而而实实现现停停电电制制动动。凸凸轮轮控控制制器器

68、操操作作手手柄柄使使电电动动机机的的定定子子和和转转子子电电路路同同时时处处在在左左边边或或右右边边对对应应各各档档控控制制位位置置。左左右右两两边边15档档转转子子回回路路接接线线完完全全一一样样。当当操操作作手手柄柄处处于于第第一一档档时时，各各对对触触点点都都不不接接通通，转转子子电电路路电电阻阻全全部部接接入入，电电动动机机转转速速最最低低。而而处处在在第第五五档档时时，五五对对触触点点全全部部接接通通，转子电路电阻全部短接，电动机转速最高。转子电路电阻全部短接，电动机转速最高。 61第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （2）控制电路分析）控制电路分析 凸凸轮轮控控制制器器的的另另外

69、外三三对对触触点点串串接接在在接接触触器器KM的的控控制制回回路路中中，当当操操作作手手柄柄处处于于零零位位时时，触触点点1-2、3-4、4-5接接通通，此此时时若若按按下下SB则则接接触触器器得得电电吸吸合合并并自自锁锁，电电源源接接通通，电电动动机机的的运运行行状状态态由由凸凸轮轮控制器控制。控制器控制。 （3）保护联锁环节分析）保护联锁环节分析 本控制线路有过电流、失压、短路、安全门、极限位置及紧本控制线路有过电流、失压、短路、安全门、极限位置及紧急操作等保护环节。其中主电路的过电流保护由串接在主电路中急操作等保护环节。其中主电路的过电流保护由串接在主电路中的过电流继电器的过电流继电器K

70、I来实现，其控制触点串接在接触器来实现，其控制触点串接在接触器KM的控制的控制回路中，一旦发生过电流，回路中，一旦发生过电流，KI动作，动作，KM释放而切断控制回路电释放而切断控制回路电源，起重机便停止工作。由接触器源，起重机便停止工作。由接触器KM线圈和线圈和0位触点串联来实现位触点串联来实现失压保护。操作中一旦断电，接触器释放，必须将操作手柄扳回失压保护。操作中一旦断电，接触器释放，必须将操作手柄扳回零位，并重新按起动按钮方能工作。控制电路的短路保护是由零位，并重新按起动按钮方能工作。控制电路的短路保护是由FU实现的，串联在控制电路中的实现的，串联在控制电路中的SA1、SQ1、SQ2及及S

71、Q3分别是紧急分别是紧急操作、安全门开关及提升机构上极限位置与下极限位置保护行程操作、安全门开关及提升机构上极限位置与下极限位置保护行程开关。开关。 62第三章 典型生产机械电气控制电路分析 三三. .主令控制器控制线路分析主令控制器控制线路分析1 1KM0KM0、KM1KM1分别实现提升电机的正转与反转。分别实现提升电机的正转与反转。2 2KM3KM3、KM4KM4、KM5KM5、KM6KM6、KM7KM7、KM8KM8实现转子电路串入不同的电阻，调节转速。实现转子电路串入不同的电阻，调节转速。63第三章 典型生产机械电气控制电路分析 1主电路分析主电路分析LK1-1290型型主主令令控控制

72、制器器共共有有12对对触触点点，提提升升、下下降降各各有有六六个个控控制制位位置置。通通过过12对对触触点点的的闭闭合合与与分分断断组组合合去去控控制制定定子子电电路路与与转转子子回回路路的的接接触触器器，决决定定电电动动机机的的工工作作状状态态（转转向向、转转短短、转转速速等等），使使主主钩钩上升、下降，高速及低速运行。上升、下降，高速及低速运行。 KM0与与KM1为为吊吊钩钩电电动动机机正正反反转转控控制制接接触触器器（控控制制吊吊钩钩升升降降），YA为为三三相相制制动动电电磁磁铁铁，KI1为为过过电电流流保保护护继继电电器器，电电动动机机转转子子电电路路中中共共有有七七段段对对称称连连接

73、接的的电电阻阻，其其中中前前两两段段为为反反接接制制动动电电阻阻，由由接接触触器器KM3、KM4控控制制，后后四四段段为为起起动动加加速速调调速速电电阻阻，分分别别由由接接触触器器KM5KM8控控制制, ,当当KM3KM8依依次次闭闭合合时时，电电动动机机的的转转子回路中所串入的电阻依次减小。子回路中所串入的电阻依次减小。 与主令控制器的各控制位置相对应的电动机的机械特性如右图。与主令控制器的各控制位置相对应的电动机的机械特性如右图。64第三章 典型生产机械电气控制电路分析 2控制电路分析控制电路分析1）正转提升控制）正转提升控制 先合上先合上QS1、QS2，主电路、控制电路上电，当主令控制器

74、操作，主电路、控制电路上电，当主令控制器操作手柄置于手柄置于0位时，位时，SA1闭合，使电压继电器闭合，使电压继电器KV吸合并自锁，控制线吸合并自锁，控制线路便处于准备工作状态。当控制手柄处于工作位置时，虽然路便处于准备工作状态。当控制手柄处于工作位置时，虽然SA1断断开，但不影响开，但不影响KV的吸合状态。的吸合状态。 正转提升有六个控制位置，当主令控制器操作手柄转到上升第正转提升有六个控制位置，当主令控制器操作手柄转到上升第1位时，位时，SA3、SA4、SA6、SA7闭合，接触器闭合，接触器KM0，、，、KM2、KM3得电吸合，电动机接上正转电源，制动电磁铁同时通电，松开得电吸合，电动机接

75、上正转电源，制动电磁铁同时通电，松开电磁抱闸，由于转子电路中电磁抱闸，由于转子电路中KM3的触点短接一段电阻，所以电动机是的触点短接一段电阻，所以电动机是工作在第一象限特性曲线工作在第一象限特性曲线1上，对应的电磁转矩较小，一般吊不起重物上，对应的电磁转矩较小，一般吊不起重物，只作张紧钢丝绳和消除齿轮间隙的预备起动级。，只作张紧钢丝绳和消除齿轮间隙的预备起动级。 当控制手柄依次转到上升第当控制手柄依次转到上升第2 2、3 3、4 4、5 5、6 6位时，控制器触点位时，控制器触点SASA8 8SASA1212相继闭合，依次使相继闭合，依次使KM4KM4、KM5KM5、KM6KM6、KM7KM7

76、、KM8KM8通电吸合，通电吸合，对应的转子电路逐渐短接各段电阻，电动机的工作点从第对应的转子电路逐渐短接各段电阻，电动机的工作点从第2 2条特性向第条特性向第3 3、第、第4 4、第、第5 5并最终向第并最终向第6 6条特性过渡，提升速度逐渐增加，可获得五条特性过渡，提升速度逐渐增加，可获得五种提升速度。种提升速度。 65第三章 典型生产机械电气控制电路分析 2）下降操作控制下降操作控制 下下降降控控制制也也有有六六个个位位置置，根根据据吊吊钩钩上上负负载载的的大大小小和和控控制制要要求求，分分三三种情况。种情况。（1）C位位（第第一一档档）用用于于重重物物稳稳定定停停于于空空中中或或在在空

77、空中中作作平平移移运运动动。由由图图可可知知，此此时时主主令令控控制制器器的的SA3、SA6、SA7、SA8闭闭合合，使使KM0、KM3、KM4通通电电吸吸合合，电电动动机机定定于于正正向向通通电电，转转子子短短接接两两段段电电阻阻，产产生生一一个个提提升升转转矩矩。而而此此时时KM2未未通通电电，因因此此电电磁磁抱抱闸闸对对电电动动机机起起制制动动作作用用，此此时时电电磁磁抱抱闸闸制制动动力力矩矩加加上上电电动动机机产产生生的的提提升升转转矩矩与与吊吊钩钩上上重重物物力矩相平衡，使重物能安全停留在空中。力矩相平衡，使重物能安全停留在空中。 该该操操作作档档的的另另一一个个作作用用是是在在下下

78、放放重重物物时时，控控制制手手柄柄由由下下降降任任一一位位置置扳扳回回零零位位时时，都都要要经经过过第第一一档档，这这时时既既有有电电动动机机的的倒倒拉拉反反接接制制动动，又又有有电电磁磁抱抱闸闸的的机机械械制制动动，在在两两者者共共同同作作用用下下，可可以以防防止止重重物物的的溜溜钩钩，以以实实现现准确停车。准确停车。 下降下降C位电动机转子电阻与提升第位电动机转子电阻与提升第2位相同，所以该档机械特性为上升位相同，所以该档机械特性为上升特性特性2及在第四象限的延伸。及在第四象限的延伸。 66第三章 典型生产机械电气控制电路分析 （2）下下降降第第1、2位位用用于于重重物物低低速速下下降降。

79、操操作作手手柄柄在在下下降降第第1、2位位，SA4闭闭合合，KM2和和YA通通电电，制制动动器器松松开开，SA8、SA7相相继继断断开开，KM4、KM3相相继继断断电电释释放放，电电动动机机转转子子电电阻阻逐逐渐渐加加入入，使使电电动动机机产产生生的的制制动动力力矩矩减减小小，进进而而使使电电动动机机工工作作在在不不同同速速度度的的倒倒拉拉反反接接制制动动状状态态。获获得得两级重载下降速度，其机械特性如第四象限的两级重载下降速度，其机械特性如第四象限的1、2两条特性所示。两条特性所示。 必必须须注注意意，只只有有在在重重物物下下降降时时，为为获获得得低低速速才才能能用用这这两两档档，倘倘若若空

80、空钩钩或或下下放放轻轻物物时时操操作作手手柄柄置置于于第第1、2位位，非非但但不不能能下下降降，而而且且由由于于电电动动机机产产生的提升转矩大于负载转矩，还会上升。生的提升转矩大于负载转矩，还会上升。 （3）下下降降第第3、4、5位位为为强强力力下下降降。当当操操作作手手柄柄在在下下降降第第3、4、5位位置置时时，KM1及及KM2得得电电吸吸合合，电电动动机机定定子子反反向向通通电电，同同时时电电磁磁抱抱闸闸松松开开，电电动动机机产产生生的的电电磁磁转转矩矩与与吊吊钩钩负负载载力力矩矩方方向向一一致致，强强迫迫推推动动吊吊钩钩下下降降，故故称称为为强强力力下下降降，适适用用于于空空钩钩或或轻轻

81、物物下下降降，因因为为提提升升机机构构存存在在一一定定摩摩擦擦阻阻力力，空钩或轻载时的负载力矩不足以克服摩擦转矩自动下降。空钩或轻载时的负载力矩不足以克服摩擦转矩自动下降。 从第从第3位到第位到第5位，转子电阻依次切除，可以获得三种强力下降速度，位，转子电阻依次切除，可以获得三种强力下降速度，电动机的工作特性，对应于第三象限的电动机的工作特性，对应于第三象限的3、4、5三条特性曲线。三条特性曲线。 67第三章 典型生产机械电气控制电路分析 3控制电路的保护环节控制电路的保护环节 由由于于起起重重机机控控制制是是一一种种远远距距离离控控制制，很很可可能能发发生生判判断断失失误误。例例如如实实际际

82、上上是是一一个个重重物物下下降降，而而司司机机估估计计不不足足，以以为为是是轻轻物物，而而将将操操作作手手柄柄扳扳到到下下降降第第5位位，以以高高速速下下放放重重物物是是危危险险的的。为为此此，在在控控制制电电路路中中，采采用用KM1和和KM8常常开开触触点点串串联联使使KM8通通电电后后自自锁锁，转转换换中中经经4、3位位时时，KM8保保持持吸吸合合，电电动动机机始始终终运运行行在在下下降降特特性性5上上，由由d点点经经e点点平平稳稳过过渡渡到到f点，最后稳定在低速下降状态，避免超高速下降出现危险。点，最后稳定在低速下降状态，避免超高速下降出现危险。 在在下下降降第第3位位转转到到第第2位位

83、时时，SA5断断开开，SA6接接通通，KM1断断电电，KM0通通电电吸吸合合，电电动动机机由由电电动动状状态态进进入入反反接接制制动动状状态态。为为了了避避免免反反接接时时的的冲冲击击电电流流和和保保证证正正确确进进入入第第2位位的的反反接接特特性性，采采用用KM8常常闭闭触触点点和和KM0常常开开触触点点并并联联的的联联锁锁触触点点，以以保保证证在在KM8常常闭闭触触点点复复位位后后，KM0才能吸合并自锁。防止由于才能吸合并自锁。防止由于KM8主触点因电流过大而烧结，使转子短路。主触点因电流过大而烧结，使转子短路。 控控制制电电路路中中采采用用了了KM0、KM1、KM2常常开开触触点点并并联联，是是为为了了在在下下降降第第2位位、第第3位位转转换换过过程程中中，避避免免高高速速下下降降瞬瞬间间机机械械制制动动引引起起强强烈烈震震动动而损坏设备和发生人身事故。而损坏设备和发生人身事故。 其它控制保护叙述从略。其它控制保护叙述从略。 该该线线路路还还具具有有零零位位保保护护、零零压压保保护护、过过电电流流保保护护及及上上限限位位置置保保护护的的作用。作用。