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1、2023/1/16,第三章 典型设备电气控制电路分析,第六节 交流双速信号控制电梯的电路分析,第一节 电气控制电路分析基础,第二节 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,第三节 T68型卧式镗床电气控制电路分析,第四节 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,第五节 交流桥式起重机电气控制电路分析,2023/1/16,第一节 电气控制电路分析基础,一、电气控制分析的依据,依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。,二、电气控制分析的内容,设备说明书,电气控制原理图,2023/1/16,电气设备的总装接线图,电器元件布置图与接线
2、图,三、电气原理图的阅读分析方法,先机后电,先主后辅,化整为零,总结特点,集零为整、统观全局,2023/1/16,四、分析举例,C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。,（一）卧式车床的主要结构和运动情况,以C650普通卧式车床为例,2023/1/16,图3-1 普通车床的结构示意图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-光杆 8-丝杆 9-床身,2023/1/16,（二）C650车床对电气控制的要求,1主轴电动机M1（点动
3、正反转 制动）2冷却泵电动机M2（单向运转）3快速移动电动机M3（单向点动）4电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。,从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：,2023/1/16,（三）C650车床的电气控制电路分析,2023/1/16,1主电路分析,2控制电路分析,1）主电动机的点动调整控制 2）主电动机的正反转控制 3）主电动机的反接制动控制 4）刀架的快速移动和冷却泵控制 5)辅助电路 6）完善的联锁与保护,2023/1/16,3电路特点,1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，
4、正、反向停车时均具有反接制动控制。3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。4）具有完善的保护与联锁。,2023/1/16,第二节 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,一、机床结构与运动形式,摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。,2023/1/16,二、电力拖动特点与控制要求,（一）电力拖动特点,1采用多电机驱动2主轴的旋转与进给采用一台电机拖动,2023/1/16,摇臂钻床的液压原理,液压泵采用双向定量泵。接触器KM4、KM5控制液压泵电机M3的正、反转。电磁换向阀YV的电磁铁YA用于选择夹紧、放松的对象。电磁铁YA线圈不通电时，电磁换向阀YV工作在左工位，同时实现主
5、轴箱和立柱的夹紧与放松。电磁铁YA线圈通电时，电磁换向阀YV工作在右工位，实现摇臂的夹紧与放松。,2023/1/16,（二）控制要求,14台电动机容量均较小，采用直接起动方式，主轴要求正反转，但采用机械方法实现，主轴电动机单向旋转。2升降电动机要求正反转。液压泵电动机用来驱动液压泵送出不同流向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现内外立柱的夹紧与放松以及主轴箱和摇臂的夹紧与放松，故液压泵电动机要求正反转。3摇臂的移动严格按照摇臂松开摇臂移动移动到位摇臂夹紧的程序进行。因此，摇臂的夹紧放松与摇臂升降应按上述程序自动进行。4钻削加工时，应由冷却泵电动机拖动冷却泵，供出冷却液进行钻头冷却。5要求有
6、必要的联锁与保护环节。6具有机床安全照明电路与信号指示电路。,2023/1/16,三、电气控制电路分析,SQ1:摇臂升降极限开关 SQ2:摇臂与外立柱松到位动作 SQ3:摇臂与外立柱紧到位动作 SQ4:主轴箱与摇臂(内立柱与外立柱)紧到位动作电磁铁YA线圈不通电时，电磁换向阀YV工作在左工位，同时实现主轴箱和立柱的夹紧与放松。电磁铁YA线圈通电时，电磁换向阀YV工作在右工位，实现摇臂的夹紧与放松。,2023/1/16,（一）主电路分析,（二）控制电路分析,1主轴电动机控制 2摇臂升降及夹紧、放松控制 3主轴箱与立柱的夹紧、放松控制。4冷却泵电动机M4的控制 5联锁与保护环节,（三）照明与信号指
7、示电路分析,2023/1/16,（四）Z3040型摇臂钻床电气控制特点,1）Z3040型摇臂钻床是机、电、液的综合控制。2）摇臂的升降控制与摇臂夹紧放松的控制有严格的程序要求，以确保先松开，再移动，移动到位后自动夹紧。所以对M3、M2电动机的控制有严格程序要求，这些由电气控制电路控制，液压、机械配合来实现。3）电路具有完善的保护和联锁，有明显的信号指示。,2023/1/16,第三节 T68型卧式镗床电气控制电路分析,一、机床主要结构和运动形式,图3-5 T68卧式镗床结构示意图1-床身 2-镗头架 3-前立柱 4-平旋盘 5-镗轴 6-工作台 7-后立柱 8-尾座 9-上溜板 10-下溜板11
8、-刀具溜板,T68卧式镗床主要由床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等部分组成。,2023/1/16,辅助运动：工作台的回转，后立柱的轴向移动，尾座的垂直移动及各部分的快速移动等。,T68卧式镗床的运动形式有：,主运动：镗轴和平旋盘的旋转运动。,进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给和横向进给。,2023/1/16,二、电力拖动方式和控制要求,T68卧式镗床控制要求主要是：1）主轴旋转与进给量都有较大的调速范围，主运动与进给运动由一台电动机拖动，为简化传动机构采用双速笼型异步电动机。2）由于各种进给运动都有正反不同方向的运转
9、，故主电动机要求正、反转。3）为满足调整工作需要，主电动机应能实现正、反转的点动控制。4）保证主轴停车迅速、准确，主电动机应有制动停车环节。,2023/1/16,5）主轴变速与进给变速可在主电动机停车或运转时进行。为便于变速时齿轮啮合，应有变速低速冲动过程。6）为缩短辅助时间，各进给方向均能快速移动，配有快速移动电动机拖动，采用快速电动机正、反转的点动控制方式。7）主电动机为双速电机，有高、低两种速度供选择，高速运转时应先经低速起动。8）由于运动部件多，应设有必要的联锁与保护环节。,2023/1/16,三、电气控制电路分析,图3-6 T68型卧式镗床电气原理图,2023/1/16,2023/1
10、/16,SQ M1速度选择开关(断开:低速,闭合:高速)SQ1,SQ2主轴变速用开关,主轴变速时先复位(此时M1冲动)，齿轮啮合后动作SQ3,SQ4进给变速用开关,进给变速时先复位(此时M1冲动)，齿轮啮合后动作SQ5,SQ6进给联锁保护开关,2023/1/16,（一）主电路分析,（二）控制电路分析,1M1主电动机的点动控制 2M1电动机正反转控制 3M1电动机高低速的转换控制 4M1电动机的停车制动控制 5主轴及进给变速控制 1）停车变速 2）运行中变速控制,2023/1/16,6快速移动控制 7联锁保护环节分析 1）主轴箱或工作台与主轴机动进给联锁。2）M1电动机正反转控制、高低速控制、M
11、2电动机的正反转控制均设有互锁控制环节。3）熔断器FU1FU4实现短路保护；热继电器FR实现M1过载保护；电路采用按钮、接触器或继电器构成的自锁环节具有欠电压与零电压保护作用。,（三）辅助电路分析,2023/1/16,（四）电气控制电路特点,1）主轴与进给电动机M1为双速笼型异步电动机。低速时由接触器KM6控制，将定子绕组接成三角形；高速时由接触器KM7、KM8控制，将定子绕组接成双星形。高、低速转换由主轴孔盘变速机构内的行程开关SQ控制。低速时，可直接起动。高速时，先低速起动，而后自动转换为高速运行的二级起动控制，以减小起动电流。2）电动机M1能正反转运行、正反向点动及反接制动。在点动、制动
12、以及变速中的脉动慢转时，在定子电路中均串入限流电阻R，以减少起动和制动电流。3）主轴变速和进给变速均可在停车情况或在运行中进行。只要进行变速，M1电动机就脉动缓慢转动，以利于齿轮啮合，使变速过程顺利进行。4）主轴箱、工作台与主轴由快速移动电动机M2拖动实现其快速移动。它们之间的机动进给有机械和电气联锁保护,2023/1/16,第四节 XA6132型卧式铣床的电气控制,（一）卧式万能铣床主要结构及运动情况,2023/1/16,二、万能卧式铣床的电力拖动特点与控制要求,1）XA6132万能卧式铣床，主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单
13、独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台工作进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。2）主轴电动机处于空载下起动，为能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能移实现正、反轨但旋转 方向不需经常改变。仅在加工前预选主轴转动方向而在加工过程中不变换。,2023/1/16,3）铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动。为减轻负载波动的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，使转动惯量加大，但为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。4）工作台的垂直，横向和纵向三个方向的运动由一台进
14、给电动机拖动，而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。,2023/1/16,5）使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下，左右，前后六个方向的运动之间有联锁控制。6）为适应铣削加工需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。XA6132万能铣床采用机械变速，改变变速箱 的传动比来实现，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有冲动控制。7）根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行，加
15、工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。,2023/1/16,8）为供给铣削加工时冷却液，应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。9）为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的起动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作。10）工作台上下，左右、前后六个方向的运动应具有限位保护11）应有局部照明电路,2023/1/16,电磁离合器又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器。,图3-8多片式磨擦电磁离合器结构简图1主动轴 2从动齿轮 3套筒 4衔铁 5从动磨擦片 6主动磨擦片 7电刷与滑环 8线圈 9铁心,三、电磁离合器,202
16、3/1/16,四、XA6132卧式万能铣床电气控制电路分析,2023/1/16,（一）主拖动控制电路分析 1主轴电动机的起动控制 2主轴电动机的制动控制 3主轴上刀换刀时的制动控制 4主轴变速冲动控制,（二）进给拖动控制电路分析1工作台纵向进给运动的控制 2工作台向前与向下进给运动的控制 3工作台向后与向上进给的控制 4进给变速冲动控制 5进给方向快速移动的控制,2023/1/16,（三）圆工作台的控制,（四）冷却泵和机床照明的控制,（五）控制电路的联锁与保护1主运动与进给运动的顺序联锁 2工作台6个运动方向的联锁 3长工作台与圆工作的联锁 4工作台进给运动与快速运动的联锁 5具有完善的保护,
17、2023/1/16,（六）XA6132卧式万能铣床控制特点1）采用电磁磨擦离合器的传动装置，实现主轴电动机的停车制动和主轴上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的控制。2）主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。3）进给电动机的控制采用机械挂挡-电气开关联动的手柄操作，而且操作手柄扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的直观性。4）工作台上下左右前后6个方向的运动具有联锁保护。,2023/1/16,第五节 交流桥式起重机电气控制电路分析,一、桥式起重机概述,（一）桥式起重机的结构及运动情况,桥式起重机由桥架（又称大车）、大车移行机构、小车及小车移行机构、提升机构及驾驶室等部分组成。,1桥
18、架,2大车移行机构,3小车,4驾驶室,2023/1/16,图3-10 桥式起重机结构示意图1驾驶室 2辅助滑线架 3控制盘 4小车 5大车电动机 6大车端梁 7主滑线 8大车主梁 9电阻箱,2023/1/16,（二）桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求,1）具有合理的升降速度，空钩能实现快速下降，轻载提升速度大于重载时的提升速度。,2）具有一定的调速范围，普通起重机的调速范围为23。,3）提升的第1档作为预备档，用以消除传动系统中的齿间隙，将钢丝绳张紧，避免过大的机械冲击，该级起动转矩一般限制在额定转矩的一半以下。,2023/1/16,5）为确保安全，提升电动机应设有机械抱闸并配有电气制动。,
19、4）下放重物时，依据负载大小，提升电动机可运行在电动状态（强力下放）、倒拉反接制动状态，再生发电制动状态，以满足不同下降速度的要求。,2023/1/16,（三）起重机电动机工作状态的分析,1提升重物时电动机的工作状态,提升重物时电动机负载转矩TL由重力转矩TW及提升机构磨擦阻转矩Tf两部分组成。当电动机电磁转矩T克服这两个阻转矩时，重物将被提升，当T=TL+Tf时，电动机稳定工作在机械特性的a点，以na转速提升重物。,图3-11 提升重物时电动工作状态,2023/1/16,2下降重物时电动机的工作状态,1）反转电动状态,2）再生发电制动状态,3）倒拉反接制动状态,图3-12 下放重物时电动机的
20、三种工作状态a）反转电动状态 b）再生发电制动状态 c）倒拉反接制动状态,2023/1/16,二、主令控制器控制电路分析,（一）主令控制器,主令控制器是用以频繁切换复杂的多回路控制电路的主令电器。,型号含义：,2023/1/16,（二）主令控制器控制电路,图3-13 提升机构PQR10B主令控制器电路,2023/1/16,当主令控制器手柄置于不同控制档位时，获得如图3-14所示的机械特性。,图3-14 PQR10B主令控制器控制电动机机械特性,2023/1/16,1提升重物的控制,2下放重物的控制,1）下降“1”档为预备档。2）下放“2”档是为重载低速下放而设的。3）下放“3“挡是为中型载荷低
21、速下放而设的。4）控制手柄在下放“4”、“5”、“6”位时为强力下放。,2023/1/16,3电路的联锁与保护,1）由强力下放过渡到反接制动下放，避免重载时高速下放的保护 2）确保反接制动电阻串入情况下进行制动下放的环节 3）制动下放档位与强力下放档位相互转换时切断机械制动的保护环节 4）顺序联锁保护环节 5）完善的保护,三、起重机电气控制中的保护设备,2023/1/16,第六节 交流双速信号控制电梯的电路分析,一、电梯的基本结构与分类,（一）、电梯的基本结构,电梯主要由机房、曳引机、轿厢、对重以及安全保护设备等组成,2023/1/16,图3-15 电梯主要部件安装位置示意图1-极限开关 2-
22、曳引机3-承重架 4-限速器5-导向轮6-换速平层感应器 7-开门机8-操纵箱 9-轿厢 10-对重装置11-防护栅栏 12-对重导轨 13-缓冲器14-限速器涨紧装置15-基站厅外开关门控制开关 16-限位开关 17-轿厢导轨18-厅门19-呼梯按钮箱20-控制柜,2023/1/16,（二）电梯的安全保护系统,电梯具有完备的安全保护系统，可分为机械安全保护系统与电气安全保护系统。,1机械安全保护系统,1）电磁制动器 2）轿门上的安全触板装置 3）自动门锁机构 4）轿顶安全窗 5）轿顶安全栅栏 6）限速器与安全钳 7）缓冲器 8）底坑防护栏,2023/1/16,2电气安全保护系统,1）门开关保
23、护2）电梯终端超越保护3）超载保护,图3-16 电梯终端超越保护开关示意图1-钢丝绳 2-导轮 3-终端极限开关 4-张紧配重 5-导轨 6-轿厢 7-极限开关下碰轮8-下限位开关 9-下减速开关 10-下开关打板 11-上开关打板 12-上减速开关13-上限位开关 14-极限开关上碰轮,2023/1/16,（三）电梯的分类,按用途分有：乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、杂物电梯、住宅电梯、特种电梯等。,按运行速度分：低速电梯（速度1.0m/s）、快速电梯（1.0m/s速度2.0m/s）高速电梯（速度2.0m/s）。,按曳引电动机的供电电源分为：采用交流异步双速电动机拖动，简称交流双速电
24、梯，为低速电梯。采用交流异步电动机，进行变频调速简称交流调速电梯，为快速电梯。采用直流电动机拖动，简称直流电梯，一般为高速电梯。,2023/1/16,按控制方式分：1）轿内手柄开关控制电梯2）按钮控制电梯3）信号控制电梯4）集选控制电梯5）2台或3台并联控制电梯6）群控电梯7）群控智能电梯,2023/1/16,二、交流双速信号控制电梯,（一）信号控制电梯的特点,1）有专职司机。2）到达预定停靠的层站时，提前自动减速，平层时自动停靠开门。3）自动开、关门。4）到达上下端站时，提前自动强迫电梯减速，平层时自动停靠开门。5）厅外有召唤装置，召唤时厅外有记忆指示灯，轿内有音响信号和指示灯。6）厅外有电
25、梯运行方向、电梯所在层楼位置指示。,2023/1/16,7）自动平层。8）召唤要求执行完毕，自动清除轿内、厅外召唤记忆指示信号。9）司机可接受多位乘客要求作指令登记，然后通过点按起动或关门起动按钮起动电梯，直到完成运行方向的最后一个内、外指令为止。若相反方向有内、外指令，电梯自动换向，点按起动或关门起动按钮后起动运行。运行前方出现顺向召唤信号时，电梯能到达顺向召唤层站自动停靠开门。司机还可通过直驶按钮使电梯直驶。,2023/1/16,图3-17五层站KTJ-/10-XH型交流双速信号控制电梯电气原理图,2023/1/16,五层站KTJ-/10-XH型交流双速信号控制电梯电气原理图(续),202
26、3/1/16,（二）、主电路分析,1、主拖动电动机M的主电路分析,2、开关门电动机MD的主电路分析,2023/1/16,（三）、控制电路分析,1、电梯的启用与停用电路分析,图3-19 电梯开关门电路,图3-19,图3-20 电梯平层时各 干簧感应器的状态,图3-20,1-停层隔磁铁板 2-楼层干簧感应 器KR1 3-平层隔磁铁板 4-上平层干簧感 应器KR65-开门控制干簧 感应器KR8 6-下平层干簧感 应器KR7 7-轿厢 8-对重,2023/1/16,（三）、控制电路分析,图3-21电梯层楼指示,图3-22 停层指令记忆和指示电路,图3-21,图3-22,2023/1/16,（三）、控制
27、电路分析,2、电梯自动关门及关门过程的反向开启电路分析,图3-23 自动定向和指示电路,1)关门过程,2)关门过程中的 反向开启,2023/1/16,（三）、控制电路分析,3、电梯起动、加速和稳定运行电路分析,1)起动,2)加速和稳速运行,图 3-24 主拖动与起动控制电路,2023/1/16,（三）、控制电路分析,4、电梯制动减速和平层停车分析,5、电梯自动开门电路分析,6、电梯的重新起动电路分析,7、电梯停用后的开门控制电路分析,图3-25 电梯停站控制电路,2023/1/16,（三）、控制电路分析,8、电梯呼梯信号的登记和消除电路分析,图3-26 电梯呼梯电路,2023/1/16,本章内容结束,谢谢!,
