第三章C650卧式车床电气控制ppt课件.ppt
第三章 C650卧式车床电气控制,项目一 三相异步电动机制动控制线路项目二 定子绕组串电阻降压启动项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,项目一 三相异步电动机制动控制线路,一、项目目标 通过学习能够让学生熟练掌握三相交流异步电动机制动电路工作原理，元、器件组成，电气图的绘制及电气控制线路的操作方法。各种电气制动类型及电气控制线路的操作方法。,下一页,项目一 三相异步电动机制动控制线路,二、项目准备(一)任务分析制动方法一般有两大类:机械制动和电气制动。电气制动中常用反接制动和能耗制动。 车床C650是采用反接制动的方式进行停车制动的，停止按钮按下后开始制动过程，当转速接近于0时，结束制动。,下一页,上一页,项目一 三相异步电动机制动控制线路,二、项目准备(二)相关知识 反接制动控制的工作原理:改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁场，从而产生制动转矩，实现制动。 反接制动过程为:当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近0时，再将三相电源切断。控制线路就是要实现这一过程。如图3-1所示为反接制动的控制线路。,下一页,上一页,项目一 三相异步电动机制动控制线路,三、项目实施1.根据电气原理图画出电气接线图 鉴于主电路的接线方法几乎都是固定不变的，在此我们只画出控制电路的接线图，首先在原理图上标出各个节点，注意不要少标，也不要多标。具体如图3-2所示。 2.拆分电路 根据自己所标注的号码把电路图拆分，同类的器件放在一起，以便接线。拆分的结果如图3-3所示。 3.接线 在接线板上摆好所需要的器件，如图3-3把相同的数字用导线连接在一起，电路也就完成了。4.调试 按照实验室操作规程和实验要求验证调试直至正常运行，并记录实验过程中出现的故障及解决故障的方法。,下一页,上一页,项目一 三相异步电动机制动控制线路,四、知识拓展1.单向运行能耗制动控制线路 (1)按时间原则控制线路。图3-4为按时间原则的单向能耗制动控制线路。(2)按速度原则控制线路。图3-5为按速度原则控制的单向能耗制动控制线路。2.可逆运行能耗制动控制线路图3-6为电动机按时间原则控制可逆运行的能耗制动控制线路。,下一页,上一页,项目一 三相异步电动机制动控制线路,五、项目评价(一)学生讨论(二)总结(1)三相异步电动机制动停车的方式有两大类，即机械制动和电气制动电气制动的实质是使电动机产生一个与原来转子的转动方向相反的制动转矩。(2)常用的电气制动方式是能耗制动和反接制动。(3)能耗制动的实质上是把转子原来储存的机械能转变为电能，又消耗在转子的制动上。(4)反接制动的实质是改变电动机定子绕组中电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩。,下一页,上一页,项目一 三相异步电动机制动控制线路,五、项目评价(三)思考与练习(1)改变三相异步电动机转向的方法有哪些?(2)分析下列控制线路。如图3 -7所示要求:说明主电路中接触器的作用。分析控制电路，写出控制过程写出电路中用到哪些保护。,上一页,返 回,项目二 定子绕组串电阻降压启动,一、项目目标熟练掌握三相交流异步电动机降压启动电路工作原理，元、器件组成，电气图的绘制及电气控制线路的操作方法。降压启动类型及电气控制线路的操作方法。,下一页,项目二 定子绕组串电阻降压启动,二、项目准备(一)任务分析电动机直接启动时启动电流很大，是额定值的4 7倍，过大的启动电流一方面会引起供电线路上很大的压降，影响线路上其他用电设备的正常运行，另一方面电动机的频繁启动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命，因此对容量较大的电动机，采用降压启动，以减小启动电流。(二)相关知识 电动机串电阻降压启动是电动机启动时，在三相定子绕组中串接电阻分压，使定子绕组上的压降降低，启动后再将电阻短接，电动机即可在全压下运行。图3 -8给出了串电阻降压启动的控制电路。,下一页,上一页,项目二 定子绕组串电阻降压启动,三、项目实施1.根据电气原理图画出电气接线图 鉴于主电路的接线方法几乎都是固定不变的，在此我们只画出控制电路的接线图，首先在原理图上标出各个节点，注意不要少标，也不要多标。具体如图3-9所示。2.拆分电路 根据自己所标注的号码把电路图拆分，同类的器件放在一起，以便接线。拆分的结果如图3-10所示。3.接线在接线板上摆好所需要的器件，如图3-10把相同的数字用导线连接在一起，电路也就完成了4.调试 按照实验室操作规程和实验要求验证调试直至正常运行，并记录实验过程中出现的故障及解决故障的方法。,下一页,上一页,项目二 定子绕组串电阻降压启动,四、知识拓展1.星形-三角形降压启动控制电路 正常运行时，定子绕组为三角形联结的笼型异步电动机，可采用星形-三角形的降压启动方式来达到限制启动电流的目的。图3-11给出了星形-三角形降压启动控制电路。2.自藕变压器降压启动控制电路 在自藕变压器降压启动的控制线路中，电动机启动电流的限制，是依靠自藕变压器的降压作用来实现的。图3-12为自藕变压器降压启动的控制线路。,下一页,上一页,项目二 定子绕组串电阻降压启动,五、项目评价(一)学生讨论(二)总结(1)直接启动又称为全压启动。(2)对容量较大的电动机，采用降压启动，以减小启动电流。(3)常用的降压启动方式有定子电路串电阻降压启动、星形-三角形(Y-)降压启动和自藕变压器降压启动。,下一页,上一页,项目二 定子绕组串电阻降压启动,五、项目评价(三)思考与练习(1)起重机上电动机为何不采用熔断器和热继电器作短路和过载保护?(2)起重机上采用了电气制动，为什么还要采用电磁抱闸进行机械制动?(3)如果在下放重物时，因重物较重而出现超速下降，此时应如何操作?(4)桥式起重机中，主钩升降机构的电动机转子有一段常串电阻，有何作用？,下一页,上一页,项目二 定子绕组串电阻降压启动,五、项目评价(5)在起重机电气控制线路中，试分析下述故障:如果电源接触器不能接通，可能的原因有哪些?如果起重机能向上、下、左、右、后运动，但在操作向前运动时，接触器KM就释放了，是什么原因?,上一页,返 回,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,一、项目目标通过学习，使学生了解生产机械电气控制线路的读图方法，掌握C650型车床的电气控制线路的分析方法和分析步骤、工作原理以及机械与电气控制配合的关系，组成电气线路的一般规律。掌握三相异步电动机的降压启动和制动方法，初步掌握机床的基本控制电路，学会电气控制线路的设计方法。,下一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,二、项目准备(一)任务分析1. C650普通卧式车尿的主要结构及运动形式 C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1 020 mm，最大工件长度为3 000 mm，机床的结构形式如图3-13所示，由主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、尾座、滑板与刀架、光杠与丝杠等部件组成。2. C650普通卧式车尿的电力施动要求与控制特点(1)车削加工近似于恒功率负载，主轴电动机M1通常选用笼型异步电动机，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,二、项目准备(2)车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持准确的比例关系，因此，车床主轴运动和进给运动只由一台电动机拖动，刀架移动由主轴箱通过机械传动链来实现。(3)为了提高生产效率、减轻工人劳动强度，拖板的快速移动由电动机M3单独拖动。根据使用需要，可随时手动控制启停。 (4)车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高、延长刀具使用寿命、提高加工质量，车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2，与主轴电动机实现顺序启停，也可单独操作。(5)必要的保护环节、连锁环节、照明和信号电路。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,二、项目准备(二)相关知识1.分析电气原理图的方法与步骤(1)分析主电路(2)分析控制电路(3)分析辅助电路(4)分析连锁与保护环节(5)分析特殊控制环节(6)总体检查2.查线读图法的要点查线读图法是分析继电器一接触器控制电路的最基本方法,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,三、项目实施1.主电路分析图3-14所示的主电路中有三台电动机的驱动电路。2.控制电路分析(1)主轴电动机正反向启动与点动控制。(2)主轴电动机反接制动控制电路。反接制动工作流程如图3-15所示。(3)刀架的快速移动和冷却泵电动机的控制。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,三、项目实施 3.故障处理 C650车床常见的故障有以下几点: (1)主轴电动机正、反向不能启动; (2)主轴电动机断相运行; (3)主轴电动机启动但不能自锁; (4)局部照明灯EL不亮 按照课题二所学的故障分析与排除方法，对故障进行诊断排除。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展 1.电气控制设计的主要内容 (1)电气控制线路设计的基本要求。 熟悉所设计设备电气线路的总体技术要求及工作过程，取得电气设计的基本依据，最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制的要求。 优化设计方案、妥善处理机械与电气的关系，通过技术经济分析，选用性能价格比最佳的电气设计方案。 正确合理地选用电气元器件，尽可能减少元器件的品种和规格，降低生产成本。 取得良好的MTBF(平均无故障时间)指标，确保使用的安全可靠。 设计中贯彻最新的国家标准。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展(2)电气控制系统设计的基本内容(3)电气控制设备的设计步骤初步设计技术设计产品设计2.电力施动方案的确定、电动机的选择(1)确定拖动方式。(2)确定调速方案不同的对象有不同的调速要求。(3)电动机的选择和电动机的启动、制动和反向要求。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展3.电气控制方案的确定及控制方式的选择(1)电气控制方案的可靠性(2)电气控制方案的确定4.电气设计的一般原则(1)应最大限度地实现生产机械和工艺的要求(2)控制线路应简单经济控制线路应标准。控制线路应简短。图3-16(a)是不合理的连线方法，图3-16(b)是合理的连线方法。减少不必要的触点以简化线路。图3-17中列举了一些触点简化与合并的例子。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展节约电能以异步电动机星形一三角形降压启动的控制线路为例，如图3-18所示。(3)保证控制线路工作的可靠和安全正确连接电器的线圈。交流电器线圈不能串联使用，如图3-19所示。应尽量避免电器依次动作的现象避免出现寄生电路。 避免发生触点“竞争”与“冒险”现象。应考虑各种连锁关系。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展5.保护环节 电气控制系统除了能满足生产机械的加工工艺要求外，要想长期地、正常地、无故障地运行，还必须有各种保护措施。6.电气控制系统的一般设计方法电气控制线路的设计方法通常有两种。一种是一般设计法，也叫经验设计法。另一种是逻辑设计法，它根据生产工艺要求，利用逻辑代数来分析、设计线路。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展(1)控制系统的工艺要求保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或放松。横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序。横梁在上升与下降时应有限位保护。横梁夹紧与横梁移动之间及正反向运动之间应有必要的连锁。(2)电气控制线路设计步骤设计主电路根据工艺要求可知，横梁移动和横梁夹紧需用两台异步电动机(横梁升降电动机M1和夹紧放松电动机M2)拖动。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展设计基本控制电路根据上述要求，可以设计出图3-24所示的控制电路，但它还不能实现在横梁放松后自动向上或向下移动，也不能在横梁夹紧后使夹紧电动机自动停止。选择控制参量、确定控制方案。设计连锁保护环节。线路的完善和校核。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展7.电气控制线路的逻辑设计法逻辑设计法是利用逻辑代数来实现电路设计的方法，即根据生产工艺要求，将执行元器件需要的工作信号以及主令电器的接通与断开状态看成逻辑变量，并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系式来表达，然后再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，使之成为需要的最简单的“与”、“或”关系式，根据最简式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检查和完善，即能获得需要的控制线路。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展下面介绍电气控制线路的逻辑代数分析方法。逻辑代数又叫布尔代数、开关代数。(1)电路的逻辑表示用KM, KA, SQ,分别表示接触器、继电器、行程开关等电器的常开(常开)触点;/KM , /KA , /SQ ,表示常闭(常闭)触点.触点闭合时，逻辑状态为”1”;断开时逻辑状态为”0”;线圈通电时为1”状态;断电时为”0”状态。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展(2)基本逻辑运算 逻辑与(触点串联)。图3-26(a)所示的串联电路就实现了逻辑与的运算。 逻辑或(触点并联)。图3-26(b)所示的并联电路就实现了逻辑或运算。逻辑非。图3-26 ( c)所示的电路实现了KA常闭触点与接触器KM线圈串联的逻辑非电路。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展(3)电路化简的逻辑法举例图3-27(a)的逻辑式为函数化简得到图3-27(b)所示电路。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,四、知识拓展 (4)逻辑设计法举例 【例3. 2】某电动机只有在继电器KA1 , KA2和KA3中任何一个或任何两个继电器动作时才能运转，而在其他任何情况下都不运转，试设计其控制线路 解:电动机的运转由接触器KM控制。根据题目的要求，列出接触器、继电器通电后动作状态表，如表3-1所示。 根据简化了的逻辑函数关系式，可绘制如图3-28所示的电气控制线路。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,五、项目评价(一)学生讨论(二)总结 (1)电气控制线路分析的基本思路是“先机后电、先主后辅、化整为零、集零为整、统观全局、总结特点”。 (2)用查线读图法阅读电气控制原理图时，一般先分析执行元器件的线路(即主电路)。然后根据主电路分析的结果所提供的线索及元器件触点的文字符号，在控制电路上查找有关的控制环节，结合元器件表和元器件动作位置图进行读图。,下一页,上一页,项目三 C650卧式车床的电气控制线路分析,五、项目评价(三)思考与练习 (1)电气控制系统分析的任务是什么?分析哪些内容?应达到什么要求? (2)从主电路的组成说明0650车床主电动机M1的工作状态和控制要求是什么?,上一页,返 回,图3-1 反接制动控制线路,返 回,图3-2 反接制动控制电路标号图,返 回,图3-3 反接制动控制电路拆分图,返 回,图3-4 按时间原则控制的单向能耗制动线路,返 回,图3-5 按速度原则控制的单向能耗制动线路,返 回,图3-6 可逆运行的能耗制动控制线路,返 回,图3-7 练习题图,返 回,图3-8 定子绕组串电阻降压启动,返 回,图3-9 降压启动控制电路标号图,返 回,图3-10 降压启动控制电路拆分图,返 回,图3-11 星形-三角形降压启动线路,返 回,图3-12 自耦变压器减压启动控制线路,返 回,图3-13 C650卧式车床的主要结构,返 回,图3-14 C650车床控制电路,返 回,图3-15 C650反接制动工作流程,返 回,图3-16 连接导线,返 回,图3-17 触点简化与合并,返 回,图3-18 星形-三角形降压启动控制线路,返 回,图3-19 线圈不能串联连接,返 回,图3-24 横梁控制电路,返 回,图3-26 逻辑运算电路,返 回,图3-27 两个相等函数的等效电路,返 回,表3-1 接触器、继电器通电后动作状态表,返 回,图3-28 化简后的电气控制线路,返 回,
