1、1第三章第三章 典型機械設備電氣控制系統分析典型機械設備電氣控制系統分析3.1 概述概述3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路3.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路23.1 概述概述一、目的一、目的 掌握電氣控制電路組成及各種基本控制電路具體應用掌握電氣控制電路組成及各種基本控制電路具體應用 掌握分析電氣控制電路方法，提高閱圖能力，為進行電氣掌握分析電氣控制電路方法，提高閱圖能力，為進行電氣 控制系統設計奠定基礎控制系統設計奠定基礎 通過幾臺典型機械設備控制電路分析，綜合了解實際設備通過幾臺典型機械設備控制電路分析，綜合了

2、解實際設備 中機械與電氣系統間配合關系及電氣系統在設備中的地位中機械與電氣系統間配合關系及電氣系統在設備中的地位 為從事設備電路分析、安裝、調試、維護、設計打下基礎為從事設備電路分析、安裝、調試、維護、設計打下基礎3二、電氣控制系統分析內容二、電氣控制系統分析內容 機械設備概況機械設備概況 了解被控設備結構組成、工作原理了解被控設備結構組成、工作原理 設備傳動系統類型及驅動方式設備傳動系統類型及驅動方式 主要技術性能及規格、運動要求主要技術性能及規格、運動要求 電氣設備及電氣元件選用電氣設備及電氣元件選用 明確電動機作用、規格、型號、工作控制要求明確電動機作用、規格、型號、工作控制要求 了解所

3、用各種電器工作原理、控制作用及功能了解所用各種電器工作原理、控制作用及功能 機械設備與電氣設備和元件的聯接關系機械設備與電氣設備和元件的聯接關系 信息采集傳遞：信號信息采集傳遞：信號電氣控制系統電氣控制系統 運動輸出：電氣控制系統運動輸出：電氣控制系統執行機構執行機構機械系統機械系統3.1 概述概述4三、電氣控制系統分析方法及步驟三、電氣控制系統分析方法及步驟 分析方法分析方法 化整為零將電路按功能劃分為若干局部電路化整為零將電路按功能劃分為若干局部電路 劃分方法劃分方法 按驅動方式：電動機控制電路、液壓控制電路按驅動方式：電動機控制電路、液壓控制電路 按電動機數量：每臺電動機控制電路為一局部

4、電路按電動機數量：每臺電動機控制電路為一局部電路 對復雜控制電路進一步細分為簡單局部電路對復雜控制電路進一步細分為簡單局部電路 分析步驟分析步驟 設備運動分析：電氣拖動及液壓系統工作狀態分析設備運動分析：電氣拖動及液壓系統工作狀態分析 主電路分析：負載數量、控制要求主電路分析：負載數量、控制要求 控制電路分析：如何實現各種控制功能控制電路分析：如何實現各種控制功能 3.1 概述概述53.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路一、概述一、概述 車床應用廣泛，可加工各種回轉表面、螺紋、端面車床應用廣泛，可加工各種回轉表面、螺紋、端面 包括包括切削主運動切削主運動和和刀具進給運動刀具進給運動，

5、由一臺電機拖動，由一臺電機拖動 刀具快移、冷卻泵、液壓泵由單獨的電機驅動刀具快移、冷卻泵、液壓泵由單獨的電機驅動 不同型號的控制電路不同，以不同型號的控制電路不同，以c650為例分析為例分析二、二、c650車床結構及工作要求車床結構及工作要求 結構結構 p:586二、二、c650車床結構及工作要求車床結構及工作要求 工作要求工作要求 主軸轉動和溜板箱進給運動由主電機經機械傳動鏈驅動主軸轉動和溜板箱進給運動由主電機經機械傳動鏈驅動 機械調速機械調速 要求停車制動功能：要求停車制動功能： 電氣制動電氣制動 提供冷卻液：提供冷卻液： 冷卻泵冷卻泵 要求刀架快移：要求刀架快移： 快移電機快移電機3.2

6、 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路7三、電氣拖動及控制要求三、電氣拖動及控制要求 運動形式運動形式 主運動：主軸回轉主運動：主軸回轉 進給運動：刀架進給移動、快移進給運動：刀架進給移動、快移 電氣拖動電氣拖動 主電機主電機m1：主運動和進給移動主運動和進給移動 冷卻泵電機冷卻泵電機m2：驅動冷卻泵驅動冷卻泵 快移電機快移電機m3：刀架快移刀架快移 控制要求控制要求 m1采用直接起動方式、正反轉、電氣制動、點動調整采用直接起動方式、正反轉、電氣制動、點動調整 m2采用直接起停方式、長動控制采用直接起停方式、長動控制 m3采用手動控制起停采用手動控制起停3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床

7、電氣控制電路8四、電路分析四、電路分析3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路9 主電路分析主電路分析 km1/km2控制控制 主電機主電機m1正反轉正反轉 電流表電流表a監視主電機監視主電機 m1工作電流工作電流 km3用于主電機用于主電機m1點動調整點動調整 時限流電阻時限流電阻r串入串入 km4控制冷卻泵電機控制冷卻泵電機m2 km5控制快移電機控制快移電機m3 設置短路保護和過載保護設置短路保護和過載保護3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析103.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分

8、析 m1控制電路：正反轉起動控制電路：正反轉起動 點動調整點動調整 停車制動停車制動 m2控制電路控制電路 m3控制電路控制電路 m1正反轉起動控制正反轉起動控制 元件作用元件作用 sb3:正轉起動按鈕正轉起動按鈕 sb4:反轉起動按鈕反轉起動按鈕 kt:m1起動時短接起動時短接a聯鎖觸頭11 控制電路分析控制電路分析 m1正反轉起動控制正反轉起動控制 工作過程工作過程3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析工工作作電電流流表表延延時時正正轉轉自自鎖鎖自自鎖鎖制制動動電電路路切切除除短短接接限限流流電電阻阻a0ktm101km11km11kmf3km0ka1k

9、a1kafr13km1ktf13kmf13sb )()()()(12 控制電路分析控制電路分析 m1點動控制點動控制 元件作用元件作用 sb2:正向點動按鈕正向點動按鈕 工作過程工作過程3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析停停不不自自鎖鎖松松開開正正向向起起動動串串入入按按下下m101km01kmf1km02sb2sbr1m01km11km11kmf12sb2sb )()(13 控制電路分析控制電路分析 m1反接制動控制反接制動控制 原理原理 按速度原則按速度原則進行進行 反接制動控制反接制動控制 元件作用元件作用 sb1:停止按鈕停止按鈕 ks:速度繼電

10、器速度繼電器3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析14 控制電路分析控制電路分析 m1反接制動控制反接制動控制 工作過程工作過程3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析停停轉轉速速趨趨零零制制動動反反向向起起動動串串松松開開按按下下正正轉轉1m02kmf02ksr1m12km12kmf11sb1sb11km1ka03km0kaf03kmf01kmf01sb1sb01km0ka12ks1m )()()()()(15 控制電路分析控制電路分析 刀架快移刀架快移m3控制控制 冷卻泵電機冷卻泵電機m2控制控制 輔助電路輔助電路 el

11、:照明燈照明燈3.2 臥式車床電氣控制電路臥式車床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析溜溜板板箱箱帶帶動動刀刀架架快快移移經經傳傳動動系系統統工工作作動動作作轉轉動動刀刀架架手手柄柄 3m15km15kmf1sqsq)(工工作作自自鎖鎖2m14km14kmf16sb )(163.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路一、概述一、概述 銑床種類銑床種類 按結構形式和加工性能：立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑按結構形式和加工性能：立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑 用途用途 加工平面、斜面、溝槽加工平面、斜面、溝槽 裝上分度頭可銑切直齒輪、螺旋面裝上分度頭可銑切直齒輪、螺旋面 裝上圓工作臺可銑切凸輪、弧

12、形槽裝上圓工作臺可銑切凸輪、弧形槽 加工形式加工形式 分順銑、逆銑，工作時只能用一種形式分順銑、逆銑，工作時只能用一種形式17二、二、x62w銑床結構及工作要求銑床結構及工作要求 結構結構 p:62 運動形式運動形式 主運動：主軸旋轉運動主運動：主軸旋轉運動 進給運動：進給運動： 水平工作臺縱向左右、水平工作臺縱向左右、 橫向前后、橫向前后、 垂直上下工進運動垂直上下工進運動 上述各方向快移上述各方向快移 圓工作臺回轉運動圓工作臺回轉運動3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路18 工作要求工作要求 主運動主運動與與進給運動和回轉運動進給運動和回轉運動分別由單獨電動機拖動分別由單獨電動

13、機拖動 主軸要求正反轉切換，以適應順、逆銑主軸要求正反轉切換，以適應順、逆銑 主軸要求停車制動：采用機電制動控制主軸要求停車制動：采用機電制動控制 水平工作臺可左右前后上下水平工作臺可左右前后上下6個方向移動，同一時刻只許一個方向移動，同一時刻只許一 個方向工進或快移個方向工進或快移 圓工作臺旋轉時禁止上述水平工作臺圓工作臺旋轉時禁止上述水平工作臺6個方向移動個方向移動 主運動和進給運動采用機械變速機構調速主運動和進給運動采用機械變速機構調速 提供冷卻液：設置冷卻泵提供冷卻液：設置冷卻泵 工作時先起動主軸電機，后起動進給電機工作時先起動主軸電機，后起動進給電機3.3 x62w銑床電氣控制電路銑

14、床電氣控制電路 二、二、x62w銑床結構及工作要求銑床結構及工作要求19三、電氣拖動及控制要求三、電氣拖動及控制要求 電氣拖動電氣拖動 主電機主電機m1：主運動主運動 進給電機進給電機m2：水平工作臺工進及快移，圓工作臺回轉水平工作臺工進及快移，圓工作臺回轉 冷卻泵電機冷卻泵電機m3： 控制要求控制要求 m1采用直接起動、正反轉、電磁制動器采用直接起動、正反轉、電磁制動器yb制動、換刀制動、換刀 制動、多地點起停控制制動、多地點起停控制 m2采用直接起動、正反轉、進給運動利用電磁離合器采用直接起動、正反轉、進給運動利用電磁離合器 yc2配合進給傳動鏈，快移利用配合進給傳動鏈，快移利用yc1配合

15、快移傳動鏈配合快移傳動鏈 m3采用手動控制采用手動控制3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路20 控制要求控制要求 主運動和進給運動變速時配合點動控制主運動和進給運動變速時配合點動控制 水平工作臺水平工作臺6個方向移動與圓臺轉動間具備聯鎖關系個方向移動與圓臺轉動間具備聯鎖關系 完備的保護環節完備的保護環節 m1先工作，先工作，m2后工作后工作 進給運動傳遞路徑進給運動傳遞路徑 運動方向由手柄操縱運動方向由手柄操縱 機械進給離合器選擇機械進給離合器選擇3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 三、電氣拖動及控制要求三、電氣拖動及控制要求21四、電路分析四、電路分析3.3 x62

16、w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路22 主電路分析主電路分析 組合開關組合開關sa5控制主電機控制主電機m1 換向，換向，km1控制控制m1工作工作 km2/km3控制進給電機控制進給電機m2 正反轉正反轉 轉換開關轉換開關sa3控制冷卻泵電機控制冷卻泵電機 m3 設置短路、過載保護設置短路、過載保護3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析233.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 主電機主電機m1控制控制 m1起動控制起動控制 元件作用元件作用 sb1/sb2:主軸停止，主軸停止，sb3/sb4:

17、起動起動 sa2:主軸換刀制動主軸換刀制動 前提條件前提條件 由由sa5選擇好主電機轉向選擇好主電機轉向 sa2復位復位sa21=1，sa22=0 變速手柄選擇主軸轉速變速手柄選擇主軸轉速sq7復位復位 工作過程：自鎖電路工作過程：自鎖電路243.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 主電機主電機m1控制控制 m1制動控制制動控制 原理原理 采用電磁制動器采用電磁制動器yb進行主軸制動進行主軸制動 工作過程工作過程 主軸換刀制動控制主軸換刀制動控制停停車車制制動動按按下下1m1yb11km01km01kmf01sb11sb1sb )(

18、制制動動置置于于換換刀刀制制動動位位置置 01kmf1yb122sa021sa2sa)(253.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 主電機主電機m1控制控制 主軸變速時瞬時點動控制主軸變速時瞬時點動控制 原理原理 利用變速手柄復位過程中利用變速手柄復位過程中 使使sq7工作實現工作實現m1瞬時點動瞬時點動 工作過程工作過程停停不不能能自自鎖鎖復復位位手手柄柄復復位位后后瞬瞬時時點點動動動動作作復復位位變變速速手手柄柄1m01kmf1km1q7s0sq7sq7m111kmf0q7s1sq7sq7 )()(263.3 x62w銑床電氣控

19、制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 電路結構電路結構 順序控制：順序控制：m1m2 工作臺各進給運動間聯鎖控制工作臺各進給運動間聯鎖控制 m2正反轉控制正反轉控制 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:進給變速瞬時點動開關進給變速瞬時點動開關 sa1:水平工作臺水平工作臺/圓臺轉換圓臺轉換273.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 元件作用元件作用 s

20、b5/sb6:快移，快移，km4:快移快移 yc1:快移電磁離合器快移電磁離合器 yc2:工進電磁離合器工進電磁離合器 幾點說明幾點說明 m2正轉正轉:工作臺向右、前、下工作臺向右、前、下 圓臺回轉圓臺回轉 m2反轉反轉:工作臺向左后上工作臺向左后上 水平工作臺水平工作臺:sa11=sa13=1 sa12=0283.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 水平工作臺縱向進給控制水平工作臺縱向進給控制 縱向手柄配合機械離合器縱向手柄配合機械離合器 和和sq1、sq2進行控制進行控制向左工進向左工進反轉，反轉，

21、動作動作器器合上縱向進給機械離合合上縱向進給機械離合縱向手柄向左縱向手柄向左向右工進向右工進正轉，正轉，動作動作器器合上縱向進給機械離合合上縱向進給機械離合縱向手柄向右縱向手柄向右 1yc22m13km13kmf0sq221sq21sq21yc22m12km12kmf0sq121sq11sq1)()(293.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 水平工作臺橫向水平工作臺橫向/垂直進給控制垂直進給控制 十字手柄配合機械離合器十字手柄配合機械離合器 和和sq3、sq4進行控制進行控制向后工進向后工進反轉，反轉

22、，動作動作器器合上橫向進給機械離合合上橫向進給機械離合十字手柄向后十字手柄向后向前工進向前工進正轉，正轉，動作動作器器合上橫向進給機械離合合上橫向進給機械離合十字手柄向前十字手柄向前 1yc22m13km13kmf0sq421sq41sq41yc22m12km12kmf0sq321sq31sq3)()(30 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 水平工作臺橫向水平工作臺橫向/垂直進給控制垂直進給控制 十字手柄配合機械離合器十字手柄配合機械離合器 和和sq3、sq4進行控制進行控制3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析向上工進向上工進反轉，反

23、轉，動作動作器器合上垂直進給機械離合合上垂直進給機械離合十字手柄向上十字手柄向上向下工進向下工進正轉，正轉，動作動作器器合上垂直進給機械離合合上垂直進給機械離合十字手柄向下十字手柄向下 1yc22m13km13kmf0sq421sq41sq41yc22m12km12kmf0sq321sq31sq3)()(313.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 水平工作臺進給運動聯鎖控制水平工作臺進給運動聯鎖控制 操作手柄時同時刻只存在操作手柄時同時刻只存在 一種運動方向選擇，要求一種運動方向選擇，要求 兩手柄本身及

24、之間聯鎖兩手柄本身及之間聯鎖 sq1與與sq2、sq3與與sq4 構成機械聯鎖關系構成機械聯鎖關系聯鎖觸頭構構成成機機械械聯聯鎖鎖關關系系與與24sq23sq22sq12sq 323.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 水平工作臺快移控制水平工作臺快移控制快快移移，工工作作臺臺工工進進時時按按下下 0yc21yc10km41km414kmf1sb5sb5)(333.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 水平工作臺變

25、速瞬時點動控制水平工作臺變速瞬時點動控制 原理同主軸變速瞬時點動控制原理同主軸變速瞬時點動控制停停不能自鎖不能自鎖復位復位手柄復位后手柄復位后正向瞬時點動正向瞬時點動動作動作復位變速手柄復位變速手柄2m02kmf2km1q62s0sq61sq6m212kmf0q62s1sq61sq6 )()(34 控制電路分析控制電路分析 進給電機進給電機m2控制控制 圓工作臺運動控制圓工作臺運動控制 前提條件前提條件 縱向、十字手柄置縱向、十字手柄置停止檔停止檔 sa11=sa13=0，sa12=1 工作過程工作過程 km1工作工作f(km2)=1 m2正轉正轉圓臺單向旋轉圓臺單向旋轉 說明：圓臺與水平工作

26、臺說明：圓臺與水平工作臺 通過通過sq1sq4聯鎖聯鎖3.3 x62w銑床電氣控制電路銑床電氣控制電路 四、電路分析四、電路分析353.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路一、概述一、概述 制冷系統制冷系統 制冷方法制冷方法 蒸汽壓縮式蒸汽壓縮式：單級、雙級、復疊式：單級、雙級、復疊式 氣體膨脹制冷氣體膨脹制冷 蒸汽噴射式蒸汽噴射式 液體氣化制冷液體氣化制冷 吸收式吸收式 渦流管制冷渦流管制冷 吸附式吸附式 熱電制冷熱電制冷 冷庫制冷系統類型冷庫制冷系統類型 采用氟利昂壓縮制冷系統采用氟利昂壓縮制冷系統 363.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路 一、概述一、概述 制

27、冷系統制冷系統 系統基本結構系統基本結構 壓縮機壓縮機 蒸發器蒸發器 冷凝器冷凝器 節流裝置節流裝置 制冷過程制冷過程高壓液體降壓高壓液體降壓高壓蒸汽液化高壓蒸汽液化蒸汽升壓蒸汽升壓工質氣化工質氣化373.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路 一、概述一、概述 電氣拖動電氣拖動 壓縮機壓縮機m3 冷卻水泵電機冷卻水泵電機m1 冷卻塔風機冷卻塔風機m2 控制要求控制要求 m1、m2先工作，先工作，m3后起動，以防冷凝效果不好，排氣壓后起動，以防冷凝效果不好，排氣壓 力過高力過高 yv1、yv2與與m3同時工作同時工作 庫溫由庫溫由xct-122溫控器控制溫控器控制 制冷回路設壓力繼電

28、器制冷回路設壓力繼電器sp作壓力保護作壓力保護 設置短路、過載保護設置短路、過載保護383.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路二、電路分析二、電路分析39 主電路分析主電路分析 低壓斷路器低壓斷路器qf作電源開關作電源開關 km1km3分別控制分別控制m1m3 設置短路、過載保護設置短路、過載保護3.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路 二、電路分析二、電路分析403.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路 二、電路分析二、電路分析 控制電路分析控制電路分析 水泵電機水泵電機m1控制控制 sb1:停止，停止，sb2:起動起動 冷卻塔風機冷卻塔風機m2控制控制 sb3:停止，停止，sb4:起動起動 壓縮機壓縮機m3控制控制 元件作用元件作用 sa:自動自動/手動方式選擇手動方式選擇 (手動時溫控器無作用手動時溫控器無作用)413.4 小型冷庫的電氣控制電路小型冷庫的電氣控制電路 二、電路分析二、電路分析 控制電路分析控制電路分析 壓縮機壓縮機m3控制控制 xct-122溫控器溫控器 特點：是一種動圈指針式溫度調節儀表特點：是一種動圈指針式溫度調節儀表 面板布置面板布置 接線端子接線端子 指針與端子對應關系指針與端子對應關系 動針連上限高動針連上限高 上限指針連上限中上限指針連上限中 下限指針連下限中下限指針連下限中 上限高與下限低內部連接上限高與